帶三孔凸緣幾字形墊圈的沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計【沖孔落料彎曲連續(xù)沖壓級進模含23張CAD圖帶卡片】
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11 緒 論模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(yè)。日本工業(yè)界認為:“模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力” 。美國工業(yè)界認為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” 。在德國模具被冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢在我國，1998年3月在《國務(wù)院關(guān)于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》模具被列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟的重要位置。目前,我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處于主導(dǎo)地位。沖壓是一種先進的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點,在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計,薄板成型后,制造了相當于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。但大型多工位級進模、精密沖壓模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽車覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術(shù)水平不高，與國外先進國家相比，仍有很大差距。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。到目前，中國約有模具生產(chǎn)廠家 2 萬多家，從業(yè)人員有 50 多萬人，全年模具產(chǎn)值高達450 億元人民幣以上。中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值約占全國產(chǎn)值的三分之二以上。而在模具制造領(lǐng)域中占有重要地位的沖壓模具生產(chǎn)技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、2加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場變化，隨著計算機技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)正由手工設(shè)計、依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機械加工技術(shù)向計算機輔助設(shè)計、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)轉(zhuǎn)變。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用.巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:1） 模具日趨大型化；2）在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)；3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)；7）模具的精度將越來越高；8）模具研磨拋光將自動化、智能化；9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方3法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是“大而專” 、 “大而精” 。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織-- 德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。大學(xué)三年的學(xué)習即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖集團、美達塑業(yè)的生產(chǎn)實習，我對模具塑料模具和沖壓模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。實習過程中，在指導(dǎo)老師和在工廠師傅的指導(dǎo)幫助下，在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。設(shè)計過程中，我又在圖書館查閱了許多相關(guān)手冊和書籍，并在互連網(wǎng)上查閱了許多最新研究成果，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，最終完成了本次畢業(yè)設(shè)計。42 沖裁件工藝規(guī)程的編制2.1 沖壓工藝性分析工件名稱：墊圈生產(chǎn)批量：小批量材料：45料厚：2mm工件如圖5沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝性的適應(yīng)性，所謂沖裁性好是指用普通沖裁方案，在模具壽命和生產(chǎn)率較高的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁工藝性要求，對沖裁質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響。對于本零件：（1）材料 45 鋼具有良好的沖壓性能（2）工件結(jié)構(gòu) 該零件形狀簡單，可以考慮采用級進沖裁。（3）尺寸精度 所有尺寸均未標注公差，屬于自由尺寸，按 IT14 級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其精度要求。（4）沖裁件的孔邊距和孔間距滿足沖裁工藝性要求結(jié)論：可以沖裁。2.2 沖壓工藝方案的確定沖裁工序的組合方式可分為：單工序沖裁、復(fù)合沖裁、和級進沖裁 方案一：先落料，后沖孔，后彎曲。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔彎曲復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料彎曲連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。6方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序三副模具，生產(chǎn)率較低，不適于大批生產(chǎn)，難以滿足該零件的年產(chǎn)量的要求。方案二雖然只需一副模具，沖裁件精度和質(zhì)量高，生產(chǎn)率高，但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，模具制造困難，而本制件只是一般精度的零件。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)率高，但模具結(jié)構(gòu)比較簡單，送進操作方便，生產(chǎn)率高。通過對上述三種方案的分析和比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。2.3 排樣設(shè)計2.3.1.坯料長度的計算由零件圖可知：r=0.82d,所以 b 應(yīng)大于１６，布局如零件圖所示。凹模采用整體式凹模凹模壁后，查沖壓手冊其范圍是 42-54mm 這里取 42mm根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 250×125×28-9Mn2V JB/T 7643.1,技術(shù)要求按（JB/T7653-1994）規(guī)定凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.6-0.8 倍，即 16.8-22.4mm,這里取 20mm，由此可選用矩形凸模固定板規(guī)格為 250×125×20-45 鋼 JB/T 7643.2，技術(shù)要求按（JB/T7653-1994）規(guī)定查沖壓手冊，卸料板厚度取 16 mm，規(guī)格為 250×125×16，材料為 45 鋼15增加長度取 17mm 材料為 45 鋼所以凸?？傞L L=h1+h2+t+h=20+16+2+17=55mm由于此落料凸凹模直徑較大，所以不必進行強度校核材料為 Cr12MoV 硬度 HRC58~62,尾部回火 HRC40~50.查沖壓手冊矩形墊板選用的規(guī)格為 250×125×10-45 鋼 JB/T 7643.3 技術(shù)要求按（JB/T7653-1994）規(guī)定凸凹模形式如下：5.2 定位裝置的設(shè)計與標準化沖模的定位零件是為了保證條料的正確送進及在模具中的正確定位，因此定位裝置的設(shè)計與標準化非常重要。固定擋料銷的設(shè)計與標準化,固定擋料銷的設(shè)計根據(jù)標準件，選用如圖所示的結(jié)構(gòu)16固定擋料銷的結(jié)構(gòu)查沖壓設(shè)計手冊軟件版 VR1.0 選用基本尺寸分別為 d=16mm, d1=8mm,h=3mm,L=13mm,材料為 45 鋼， （JB/T 7649.10）,熱處理硬度為 43-48HRC 的固定擋料銷，技術(shù)要求按JB/T7653-1994 的規(guī)定5.3 標準模架的選用根據(jù)壓力機的閉合高度和凹模周邊長，可以選擇合適的模架查沖模設(shè)計手冊軟件版 VR1.0確定模架各參數(shù)為：凹模周界 L=250 mm,B=125 mm,最小閉合高度 190 mm，最大閉合高度 235 mm，I 級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架，模架 250×125×190-235I GB/T 2851.1技術(shù)條件：按 JB/T 8050-1999 的規(guī)定上模座 250×125×45 下模座 250×125×55 導(dǎo)柱 28×180 導(dǎo)套 28×110×43 模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖所示：17查沖模設(shè)計手冊軟件版 VR1.0材料：Q235-A.F技術(shù)條件：按 JB/T 7653-1994 的規(guī)定基本尺寸 d=25,d1=26,d2=33,d3=7,d4=6，L=65,L1=20,L2=4,L3=2.5模柄 A25×65 JB/T 7646.15.4 卸料裝置的設(shè)計與標準化在前面已經(jīng)確定了采用彈壓性卸料板，設(shè)計卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有兼壓料作用。5.5 聯(lián)接件的選用與標準化本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講螺釘標記：30 鋼 M10? GB/T 70.1圓柱銷釘標記：30 鋼 GB/T 119186 墊圈沖孔落料彎曲模總裝圖197 壓力機的校核20通過對比初選壓力機和模架的參數(shù)，可以看出所選擇的壓力機的各項參數(shù)均能符合模架參數(shù)的各項需求，所選壓力機滿足要求！8 主要零件的加工工藝過程218.1 彎曲凸模的加工工藝過程工序號工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖1 備料備 LXH=65X20 的棒料2 熱處理 退火3 車削留 0.5mm 的單側(cè)加工余量4 熱處理 淬硬5 磨削 磨外圓平面6 鉗修 拋光刃磨整形8.2 凹模板加工工藝過程22工序號工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖1 備料將毛坯鍛成長方體：LxDxH=270x145x472 熱處理 退火3 粗刨刨六面成:LxDxH=250x125x274 熱處理 調(diào)質(zhì)5 磨平面 磨六面，互成直角6鉗工畫線劃出各孔位置線，型孔輪廓線7銑定位槽達到設(shè)計要求工序號工序名稱工序內(nèi)容 工序簡圖239 總 結(jié) 語8加工螺孔、銷釘孔及穿絲孔按位置加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔9 熱處理按處理工藝淬火，回火到 58～62HRC10 磨平面 精磨上下平面11 線切割線切割型孔達到規(guī)定尺寸要求12鉗工精修全面達到設(shè)計要求13 檢驗24作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計是我們走出校園走向社會前的最后一次實踐鍛煉。由于以前作過課程設(shè)計，所以對模具設(shè)計的流程還不是很陌生，首先對制件進行工藝性分析，然后選擇加工方案，進而計算坯料的面積，接著根據(jù)制件尺寸計算出模具工作部分的尺寸，從而設(shè)計出模具的工作零部件，接著選擇模架，再根據(jù)模具需要選出模具的其它標準零部件，最后裝配出模具的總裝圖，至此模具設(shè)計宣告結(jié)束。雖然以前有過作過課程設(shè)計的經(jīng)驗，但這次做畢業(yè)設(shè)計還是令我感觸頗深，讓我感觸最深的就是查閱了大量的工具書，在那段時間里，我?guī)缀趺刻於家疾ㄓ谒奚岷蛨D書館之間，翻遍了《中國模具設(shè)計大典 3》 、 《沖壓手冊》 、 《模具標準應(yīng)用手冊》 、 《沖壓模具設(shè)計與制造》等書，因為做畢業(yè)設(shè)計每一個計算都要有依據(jù)可查，每一個零件的設(shè)計都要認真選擇，要是一個數(shù)據(jù)沒有的話，下邊的根本沒有辦法計算，如果一步出錯就要從頭再來。剛開始的時候我就遇到這種現(xiàn)象，由于數(shù)據(jù)選擇不是很準確，計算到后邊經(jīng)過檢驗之后發(fā)現(xiàn)不能滿足模具的使用要求，沒辦法，只好重新再來。這些煩瑣的計算真的使人苦不堪言，但這也使我認識到自己以后要從事的工作是多么的嚴謹，不能有絲毫的馬虎，使我有了高度的使命感和責任心。做畢業(yè)設(shè)計雖然很艱辛，但做什么事情都是有兩面性的，這次畢業(yè)設(shè)計使我將以前所學(xué)的東西系統(tǒng)的連貫起來，好多快遺忘的東西又被復(fù)習了一遍，加深了我對這些知識的理解和記憶。更主要的是以前在堂上所學(xué)的都是空虛的理論知識，沒有進行過實際的、系統(tǒng)的實際設(shè)計練習，對所學(xué)的理論、公式運用不是很熟練，所以很多實際上應(yīng)該很熟悉的東西真的運用的時候還是感到很陌生；而畢業(yè)設(shè)計就給我們提供了這么一個鍛煉的平臺，讓我們把空洞的理論、公式在設(shè)計中反復(fù)的運用，使我們把這些知識真正的轉(zhuǎn)換為自己所需要的東西；它在鍛煉我們設(shè)計能力的同時，也使我們積累了寶貴的設(shè)計經(jīng)驗，對以后所從事的設(shè)計工作真的是大有裨益?？傊?，畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中不斷的思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨力設(shè)計的能力，使我受益匪淺。25致 謝時光如流，歲月如梭，幾年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)瞬即逝，而我也即將離開可親可敬的老師，告別令人流連忘返的校園，踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，遇到了很多書上涉獵26很少的東西，這就要靠自己去圖書館查閱大量需要的資料；設(shè)計過程中還設(shè)計到許多計算問題，這些都要靠自己綜合運用自己的思維能力和課本上的知識去妥善解決。在學(xué)校中，我們學(xué)的主要是理論性很強的知識，實踐性這一環(huán)節(jié)非常欠缺，而畢業(yè)設(shè)計給與了所有同學(xué)實戰(zhàn)前的一次演練的機會，借此查漏補缺，使自己所學(xué)的知識有一個質(zhì)的飛躍。通過畢業(yè)設(shè)計可以把我們以前學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在復(fù)習舊知識的同時獲得更多的新的知識；這不但提高了我們解決和處理問題的能力，而且也開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。由于我資質(zhì)有限，加上很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中不免要遇到很多難題，但是在各位老師的耐心指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，這才克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中通過不斷發(fā)現(xiàn)問題，研究問題，解決問題，逐步提高了自己，一步步完善了自己。同時汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立思考和設(shè)計的能力，它將使我終身受益，我相信這些經(jīng)驗的取得對我今后的工作大有裨益。最后，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于智宏老師在這一段時間給予的無私的幫助和悉心的教導(dǎo)，并向你們致以深深的敬意，今后到社會上，我一定努力工作，一定不辜負你們給予我的三年的培養(yǎng)和對我寄予的厚望！我在此祝愿所有的老師身體健康，工作順利，萬事如意，謝謝！參考文獻[1]劉建超 張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造.高等教育出版社， 2004.[2]郭 成 儲家佑主編.現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊. 中國標準出版社，2005.[3]王孝培主編.沖 壓 手 冊. 機械工業(yè)出版社，2002.[4]沖模設(shè)計手冊編寫組.沖模設(shè)計手冊. 機械工業(yè)出版社，1999.[5]許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造. 機械工業(yè)出版社，2002.[6]彭建聲主編.簡明模具工實用技術(shù)手冊. 機械工業(yè)出版社，1993. 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