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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 0 第 一 章 緒論 1 1 模具的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 據(jù)文獻(xiàn)記載 我國(guó)勞動(dòng)人民遠(yuǎn)在青銅時(shí)期就已發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性 能 到戰(zhàn)國(guó)時(shí)代就能練劍淬火 我們的祖先在 2300 多年前 就已經(jīng)用沖壓模具 制造各種兵器和日用品 這說(shuō)明了中國(guó)古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就 已顯示精巧的工藝技術(shù)和高超的藝術(shù)水平 到了 1953 年 中國(guó)的長(zhǎng)春第一汽車 制造廠首次建立了沖模車間 并于 1958 年開(kāi)始制造汽車覆蓋件模具 1 我國(guó)開(kāi) 始生產(chǎn)精沖模是在 20 世紀(jì) 60 年代 經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展 如今我國(guó)已形成了 300 多億元 未包括港 澳 臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字 各類沖壓模具的生產(chǎn)能力 到了 21 世紀(jì) 隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步 CAD CAE CAM 技術(shù)漸漸成 熟并開(kāi)始普及 我國(guó)沖壓模具企業(yè)基本都有了 CAD CAM 技術(shù) 一些國(guó)內(nèi)大型企 業(yè)也具備了 CAE 能力 目前我國(guó)沖壓模具無(wú)論在數(shù)量上 還是在質(zhì)量 技術(shù)和 能力等方面都已有了很大發(fā)展 大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50 多噸的模 具 為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了 精度達(dá)到 1 2 m 壽命二 億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn) 表面粗糙度達(dá)到 Ra 1 5 m 的精沖模 大尺寸 300mm 精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已 達(dá)到相當(dāng)高的水平 但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比 仍具有較大的差 異 一些大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口 特別是中高 檔轎車的覆蓋件模具 目前仍主要依靠進(jìn)口 而一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模 則已 供過(guò)于求 德國(guó)一直以高超的加工技藝和出產(chǎn)精密機(jī)械 工具而著稱 其模具業(yè)也充 分體現(xiàn)了這一特點(diǎn) 在這個(gè)充滿競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)中 德國(guó)模具行業(yè)多年保持住了在 國(guó)際市場(chǎng)中的強(qiáng)勢(shì)地位 出口率一直穩(wěn)定在 33 左右 美國(guó) EDS 公司 Parametric Technology 公司 CV 公司分別擁有 UG Pro Engineer CADSS 軟件 模具設(shè)計(jì)制造普遍應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù) 加工 工藝 檢驗(yàn)檢測(cè)配套了先進(jìn)設(shè)備 大型 復(fù)雜 精密 長(zhǎng)壽命 高性能模具的 發(fā)展達(dá)到領(lǐng)先水平 新加坡是一個(gè)只有 300 萬(wàn)人口的小國(guó) 他們國(guó)家擁有各種 類型模具以及精密加工相關(guān)企業(yè)超過(guò) 1000 多家 模具年產(chǎn)值超過(guò) 45 億人民幣 在亞洲模具業(yè)中有著相當(dāng)重要的影響力和作用 新加坡 65 以上企業(yè)生產(chǎn)的模 具都是為電子相關(guān)業(yè)配套的 生產(chǎn)的模具不是大型的 但都是高精密 高水平 的模具 1 2 沖壓模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展 雖然我國(guó)的模具工業(yè)和 技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展 但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大 差距 尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求 未來(lái)的十年 中國(guó)模具工業(yè) 和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 1 1 模具日趨大型化 2 在模具設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 6 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 7 模具的精度將越來(lái)越高 8 模具研磨拋光將自動(dòng)化 智能化 9 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程 10 開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具 1 2 1 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo) 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合 配 有隨行定位夾具或定位盤 有完整的機(jī)具 刀具數(shù)控庫(kù) 有完整的數(shù)控柔性同 步系統(tǒng) 有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng) 1 2 2 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必 要 模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 模具 熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理 模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的 氣相沉積 TiN TiC 等 等離子噴涂等技術(shù) 1 2 3 特種加工技術(shù)的發(fā)展 電火花加工向著精密化 微細(xì)化方向發(fā)展 在簡(jiǎn)化電極準(zhǔn)備 簡(jiǎn)化編程和 操作 提高加工速度以及不斷降低設(shè)備制造成本上也做了大量研究和實(shí)踐 在其他機(jī)械特種加工 如磨料流動(dòng)加工 噴水加工 低應(yīng)力磨削 超聲波 加工等 和特種加工 如電子束加工 電火花磨削 激光加工 等離子束加工 等 已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段 在各自的特殊加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用 1 2 4 全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向 隨著微機(jī)軟件的發(fā)展 和進(jìn)步 普及 CAD CAM CAE 技術(shù)的條件已基本成熟 各企業(yè)將加大 CAD CAM 技 術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度 進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 發(fā)展正使 CAD CAM CAE 技術(shù)跨地區(qū) 跨企業(yè) 跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為 可能 實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合 使虛擬制造成為可能 1 2 5 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ?所需的諸多功能 大大縮短了模具的在研制制造周期 有些快速掃描系統(tǒng) 可 快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上 實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集 自動(dòng)生成各種 不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序 不同格式的 CAD 數(shù)據(jù) 用于模具制造業(yè)的 逆向工 程 模具掃描系統(tǒng)已在汽車 摩托車 家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用 1 3 本論文研究的內(nèi)容 本文研究冷沖壓模具的設(shè)計(jì)過(guò)程 其中涉及到了落料 和沖孔工序 從分 析沖壓件的工藝性開(kāi)始 確定加工制件的工藝方案 確定毛坯尺寸及排樣方式 對(duì)沖裁的凸模和凹模刃口進(jìn)行計(jì)算 進(jìn)行沖壓力與的計(jì)算 得出總壓力 確定 模具的壓力中心 選擇合適的沖壓設(shè)備 對(duì)冷沖壓模具主要組成零件的結(jié)構(gòu)和 模具的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 3 第二章 風(fēng)罩沖壓工藝的分析 2 1 零件的工藝性分析 2 1 1 工件的設(shè)計(jì)要求 工件圖 二維 工件名稱 風(fēng)罩 工件材料 08F 生產(chǎn)批量 大批量 材料厚度 1mm 尺寸精度 IT15 2 1 2 零件工藝性分析 此零件為圓桶形 有一定高度在沖其凸緣上的圓孔時(shí)候應(yīng)注意壓力機(jī)的 行程 壓力機(jī)的行程稍有點(diǎn)長(zhǎng) 因此需要一行程長(zhǎng)的壓力機(jī) 應(yīng)該注意的是凸 緣孔的直徑小 在沖裁切邊的時(shí)候有點(diǎn)困難 因此模具在制造的時(shí)候保持模具 的精度是不容易做到的 但是材料厚度不大零件需要切的邊也小 所以切邊還 是比較容易的 孔間距要確定好 間距如果出現(xiàn)了差錯(cuò)零件沖出后就會(huì)偏差 不對(duì)稱 就成了廢品 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 2 1 3 沖壓工藝方案的確定 此工序?yàn)闆_孔切邊 需要工作的部位都在其凸緣上 工作尺寸都比較小 一 不注意就會(huì)造成產(chǎn)品的報(bào)廢 尺寸小 分開(kāi)沖裁會(huì)出現(xiàn)較大的誤差 因此我 選擇 一次性 沖孔切邊同時(shí)進(jìn)行 可減少由于工序多而產(chǎn)生誤差的累積 對(duì)保 持零件 的精度有一定的效果 2 2 沖裁過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算問(wèn)題 2 2 1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是指沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力 它是隨凸模進(jìn)入材料的深 度即凸模的行程而變化的 通常說(shuō)的沖裁力是指 沖裁力的最大值 它是選用壓 力機(jī) 和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一 沖裁力計(jì)算公式如下 F KLt b 式中 F 沖裁力 L 是沖裁周邊的長(zhǎng)度 這里面為總長(zhǎng)度 4x3 14x5 5 74 8mm t 材料的厚度為 1mm b 材料的抗剪強(qiáng)度取 300MPa K 安全系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中 模具間隙值的波動(dòng)和不均勻 刃口的 磨損 板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù) 一般取 1 3 根據(jù)以上數(shù)據(jù)得計(jì)算可得 F 43758N 由于設(shè)計(jì)時(shí)將沖孔凹模采用拼接試 2 2 2 工作零件刃口尺寸計(jì)算 在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前 首先要考慮工作零件的加工方法 及模具裝配方法 結(jié)合該模具的特點(diǎn) 工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單 適宜采用 線切割加工凸凹模 凹模 凸凹模固定板以及卸料板 這種加工方法可以保證這 些零件各個(gè)孔的同軸度 使裝配工作簡(jiǎn)化 因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按配 合加工的方法來(lái)計(jì)算 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 5 沖孔尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 5 502 5 21 025 2 2 3 沖裁模刃口尺寸計(jì)算的原則 1 當(dāng)設(shè)計(jì)落料模時(shí) 由于落料件尺寸與凹模刃口公稱尺寸相等 所以應(yīng) 先確定凹模尺寸 間隙取在凸模上 考慮到?jīng)_裁模過(guò)程中模具的磨損 凹模刃 口尺寸將會(huì)越磨越大 因此 凹模刃口的基本尺寸應(yīng)需取工件尺寸公差范圍的 較小尺寸 才能保證磨損到一定程度時(shí) 仍能沖制出合格的零件 凸 凹模之 間的間隙取最小合理間隙值 以保證模具磨損到一定程度時(shí) 間隙仍然在合理 間隙范圍之內(nèi) 4 2 當(dāng)設(shè)計(jì)沖孔模時(shí) 因工件的尺寸等于凸模刃口公稱尺寸 故應(yīng)先確定 凸模尺寸 間隙取在凹模上 考慮沖裁過(guò)程中模具的磨損 凸模刃口尺寸越磨 越小 因此 凸模刃口的基本尺寸需取工件尺寸公差范圍較大尺寸 以保證凸 模磨損到一定程度時(shí) 還可以使用 凸 凹模之間的間隙取最小合理間隙值 4 3 凸模與凹模的制造公差 主要與沖裁件的精度和形狀有關(guān) 一般比沖 裁件的精度高 2 3 級(jí) 如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高 將會(huì)增加模具制造成本和難 度 生產(chǎn)周期變長(zhǎng) 如果對(duì)刃口精度要求太低 沖制的零件將不合格 如零件 僅為名義尺寸 即未標(biāo)注公差 對(duì)非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 非配合尺寸公差數(shù)值 IT14 級(jí)處理 而沖模制造公差可按 IT11 級(jí)選取 對(duì)于圓形件 一般按 IT6 IT7 級(jí)精度制造模具 2 2 4 沖裁凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 1 分別加工法 分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差 分別進(jìn)行制造 用 凸模和凹模的尺寸及制造公差來(lái)保證間隙要求 此方法主要用于沖裁件形狀簡(jiǎn) 單 間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具 分別加工法加工的 凸模和凹模具有互換性 制造周期短 利于成批制造 5 2 單配加工法 用凸模和凹模相互單配的方法來(lái)保證合理間隙 加工后 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 凸模與凹模必須配對(duì) 沒(méi)有互換性 通常 落料件選擇凹模為基準(zhǔn)模 沖孔件 選擇凸模為基準(zhǔn)模 在基準(zhǔn)模的零件圖上標(biāo)注尺寸和公差 在配合的非基準(zhǔn)模 零件圖上標(biāo)注與基準(zhǔn)模相同的基本尺寸 不標(biāo)注公差 這種方法多用于沖裁件 的形狀復(fù)雜 間隙較小的模具 此模具工作零件的形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單 適宜采用線切割機(jī)床加工落料凸模 凹模 凸模固定以及卸料板等 這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸 度 使裝配工作簡(jiǎn)單化 因此工作零件刃口尺寸的計(jì)算就按分別加工的方法來(lái) 計(jì)算 1 落料凸 凹模尺寸的計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)原則 落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 由下式得 凹 凹 0maxD 0min0in 凸凸 凹凸 ZZD 式中 D 凸 D 凹 落料凹凸模尺寸 Dmax 落料件的最大極限尺寸 x 磨損系數(shù) 值處于 0 5 1 之間 沖裁件的公差 Zmin 最小合理間隙 分別為凸模 凹模的制造公差 凹凸 分別查表 2 4 2 6 得 Z min 0 126mm X 0 75 查表 2 5 得 凸 0 025mm 凹 0 035mm 0 75 代入數(shù)據(jù)得 凹 凹 0maxD035 496 min0in 凸凸 凹凸 ZxD025 校核 查表 2 4 得 Zmax 0 180mm Zmia 0 126mm 0 025 0 035 mm 0 060mm 0 180 0 126 mm 0 054mm凹凸 2 沖孔凸 凹模尺寸的計(jì)算 查表 2 4 得間隙值 Z 0 360mm Z 0 500mm 查表 2 5 得凸 凹模制造公差 minmax 凸 0 020mm 0 025mm 凹 校核 Z Z 0 140mm 而 0 045mmaxin 凸 凹 滿足 Z Z 的條件 mi 凸 凹 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 7 所以采用分別制造法加工 查表 4 6 得 IT11 級(jí) x 0 75 設(shè)計(jì)加工時(shí) 以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 由式 2 5 和 2 6 得 d d x 凸 min0凸 d d Z 凹 凸 in凹 0 式中 d d 沖孔凸凹模尺寸 凸 凹 沖孔件的最小基本尺寸 min x 磨損系數(shù) 工件制造公差 Z 最小合理間隙 min 凸 凹模的制造公差 凸 凹 把 15mm x 0 75 0 2 Z 0 360mm ind min 凸 0 020mm 0 025mm 代入上式得 凹 d 15mm 0 75 0 2 15 15 mm凸 02 02 d 15 15mm 0 360 15 51 mm凹 5 5 2 2 5 沖孔力 P KLt沖 b 式中 K 修正系數(shù) L 沖孔的周長(zhǎng) t 材料厚度 材料抗剪強(qiáng)度 b 查表得 K 1 3 L 3 14 19mm 59 66mm t 1mm 1 3 b 289Mpa 把以上數(shù)據(jù)代入上式得 P 1 3 59 66mm 1mm 289Mpa 56035 655 沖 56 036kN 2 2 6 推件力 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 P nK P推 推 沖 式中 n 沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù) K 推件力系數(shù) 推 P 沖孔力 沖 查表得 K 0 05 取 n 3 把 K 0 05 n 3 P 推 推 沖 56 036kN 代入上式得 P 3 0 05 56 036 kN 7 9554 kN 推 2 2 7 頂件力 P K P 頂 頂 拉 式中 K 頂件力系數(shù) 頂 P 拉深力 拉 查表得 K 0 06 P 110 39KN 代入上式得頂 拉 P 0 06 110 39KN 6 6234kN 頂 所以綜上可得 落料切邊模得總沖裁力 P P P P P 227 977kN 13 679 KN 6 92 1總 落 卸 壓 頂 kN 6 623 kN 365 589 kN P P P 56 036kN 7 9554 kN 63 9914kN 2總 沖 推 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 9 第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 沖壓設(shè)備類型的選擇 根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì) 生產(chǎn)批量的大小 沖壓件的幾何尺寸和 精度要求等來(lái)選擇設(shè)備的類型 對(duì)于中小型的沖裁件 彎曲件或拉深件的生產(chǎn) 主要采用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī) 盡管開(kāi)式?jīng)_床的剛度差 在沖壓力的作用下床身的 變形將會(huì)沖裁模的間隙分布有一定的破壞 降低模具的使用壽命或沖裁件的表 面質(zhì)量 可是 由于它提供了非常方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬 裝置的特點(diǎn) 讓它成為目前中小型沖壓設(shè)備的主要形式 3 1 1 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定 根據(jù)沖壓件的尺寸 模具的尺寸和沖壓力來(lái)確定設(shè)備的規(guī)格 壓力機(jī)的行 程大小要適當(dāng) 由于壓力機(jī)的行程影響到模具的張開(kāi)高度 因此對(duì)于沖裁 拉 深等模具 行程不宜過(guò)大 以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫開(kāi)的不 良后果 對(duì)于拉深模 壓力機(jī)的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上 以 保證毛坯的放進(jìn)和成形零件的取出 所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng) 就是滿足 沖模的 閉合高度在壓力的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求 壓力機(jī)工作臺(tái)面 的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸 并還要留有安裝固定的空間 對(duì)于過(guò) 大的工作臺(tái)面上安裝過(guò)小尺寸的沖模 對(duì)工作臺(tái)面的受力條件是不利的 從提高設(shè)備的工作剛度 沖壓件的精度及延長(zhǎng)設(shè)備的觀點(diǎn)出發(fā) 使設(shè)備容 量有較大的剩余 使設(shè)備留有 40 30 的余量 即使用設(shè)備容量的 60 70 所以選取壓力機(jī)公稱壓力為 1000KN 查閱參考資料可選取公稱壓力 1000KN 的開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 表 3 1 壓力機(jī)相關(guān)系數(shù) 型號(hào) JB23 63 公稱壓力 1000KN 發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊離下死點(diǎn)的距離 10mm 固定行程 140mm 滑塊行程 調(diào)節(jié)行程 16mm 滑塊行程次數(shù) 不小于 60 次 min 最小 260mm 封閉高度 最大 500mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 110mm 滑塊中心線至床身距離 320mm 立柱間距離 不小于 420mm 前后 600mm 工作臺(tái)尺寸 左右 900mm 前后 230mm 左右 420mm工作臺(tái)孔尺寸 直徑 300mm 厚度 墊板尺寸 直徑 模柄孔尺寸 直徑 深度 60mm 75mm 工作臺(tái)墊板厚度 110mm 3 2 凸 凹模固定板 凸 凹模固定板主要用于凸模 凹模等零件的固定 其厚度一般取凹模厚 度的 0 6 0 8 倍 材料一般用 Q235A 或 45 鋼制造 凸 凹模固定板圖如下 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 11 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 3 3 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 對(duì)于生產(chǎn)批量大 要求模具壽命高的模具 一般采用導(dǎo)柱 導(dǎo)套來(lái)保證上 下模的導(dǎo)向精度 導(dǎo)柱 導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用 導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用 間隙配合 根據(jù)沖壓工序性質(zhì) 沖壓的精度及材料厚度等的不同 其配合間隙 也稍微不同 這里采用 H7 h6 3 4 墊板 墊板的作用是直接承受凸模的壓力 以降低模座所受的單位壓力 防止模 座被局部壓陷 從而影響凸模的正常工作 是否需要用墊板 可按下式校核 AzFp 式中 p 凸模頭部端面對(duì)模座的單位壓力 N 凸模承受的總壓力 N zF A 凸模頭部端面支撐面積 mm 2 HT200 的許用壓應(yīng)力為 90 140Mpa 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 13 但是因?yàn)橥ㄟ^(guò)上模座固定的模柄與壓力機(jī)相連 且上模座閉下模座薄 而 且下模座固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上 為防止上模座損壞 在上模座加墊板 查表 選用墊板 200 200 20 45 鋼 JB 7643 3 厚度一般取 4 12mm 此處取墊板 厚度為 10mm 材料 45 鋼 硬度 43 48HRC 3 5 緊固連接件 沖模中使用的緊固連接件有螺釘 螺栓 銷 螺母等 應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有的規(guī)格的可自行設(shè)計(jì) 圓柱頭內(nèi)六角螺釘是沖模上常用的緊固件 主要承受拉應(yīng)力 它的特點(diǎn)是可施加較大的擰緊力矩 連接強(qiáng)度較高 螺釘頭 部能埋入零件內(nèi) 使得模具結(jié)構(gòu)緊湊 外形美觀 螺釘規(guī)格和數(shù)量一般按照經(jīng) 驗(yàn)選用 螺釘?shù)闹睆娇筛鶕?jù)被緊固件的厚度選取 螺釘?shù)臄?shù)量可根據(jù)被緊固件 的外形尺寸及其受力大小確定 螺釘?shù)牟贾帽M可能對(duì)稱 以使零件受力均衡 本設(shè)計(jì)中選取的規(guī)格為工作部分直徑為 24mm 長(zhǎng)度為 115mm 銷的作用是定位 防止零件之間發(fā)生錯(cuò)移 保證位置精度 其直徑可按經(jīng) 驗(yàn)確定 數(shù)目不得少于兩個(gè) 且分布在緊固螺釘?shù)膶?duì)稱方向上 此設(shè)計(jì)中選擇 銷的直徑為 10mm 長(zhǎng)度為 95mm 3 6 模柄和模架的選擇 模柄是把上模部分安裝在壓力機(jī)滑塊上的零件 模柄的安裝時(shí)的垂直度對(duì) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 導(dǎo)向裝置的使用壽命和配合精度有影響 所以根據(jù)需要選擇結(jié)構(gòu)形式合適的模 柄 模柄的結(jié)構(gòu)有壓入式模柄 凸緣式模柄 浮動(dòng)式模柄 本設(shè)計(jì)采用模柄采 用壓入式 材料用 Q235 鋼 硬度 43 48HRC 由于凹模外形尺寸較大 為了工作過(guò)程穩(wěn)定 選用中間導(dǎo)柱模架 再按其 標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表 3 1 表 3 1 模 架 規(guī) 格 選 用 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 300 300 40 HT200 下模座 300 300 45 HT200 導(dǎo)柱 28 270 32 270 20 鋼 滲碳 58 62 導(dǎo)套 28 110 45 32 110 4 5 20 鋼 滲碳 58 62 模具的閉合高度 H 閉合 H 上 H 固 H 墊 H 缷 H 固 H 墊 H 落 H 下 256 H 開(kāi)合 H 閉合 H 缷 3H 制件 256 15X3 20 321 由此可見(jiàn)模具的實(shí)際開(kāi)模高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所采用模架的最大閉合高度 所以 此制件能采用標(biāo)準(zhǔn)模架 模架應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度 上 下模座應(yīng)選用抗振性能良好的材料制 造 一般選用鑄鋼 如 ZG270 500 工作時(shí)模架運(yùn)動(dòng)必須平穩(wěn) 大型模具應(yīng)采 用六導(dǎo)柱或四角導(dǎo)柱模架 在普通壓力機(jī)上工作的小型模具 可以選用對(duì)角導(dǎo) 柱模架 模架的導(dǎo)向裝置及精度等級(jí)和模具的沖裁間隙 零件精度要求和模具 的復(fù)雜程度有關(guān) 沖裁間隙小于 0 05mm 的模具 應(yīng)選用滾動(dòng)導(dǎo)向裝置 沖裁 間隙在 0 05 0 10mm 之間時(shí) 選用 H6 h5 配合的滑動(dòng)模架 沖裁間隙大于 0 10mm 時(shí) 宜選用 H7 h6 配合模架 此設(shè)計(jì)中選用滑動(dòng)對(duì)角導(dǎo)柱模架 表 4 1 所選的對(duì)角導(dǎo)柱模架參數(shù) 凹模周界 零件名稱 件號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 15 1 2 3 4 上模座 GB T2855 1 下模座 GB T2855 2 導(dǎo)柱 GB T2861 1 導(dǎo)套 GB T2861 6 閉合高度 H 數(shù)量 L B 最小 最大 1 1 2 2 規(guī)格 500 315 275 320 500 315 55 500 315 55 45 260 45 140 53 3 7 其他零件 模具其他零件的選用見(jiàn)表 3 2 表 3 2 模具其他零件的選用 序號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 規(guī)格 mm 熱處理 1 下模座 1 HT200 300 300 45 2 導(dǎo)柱 2 20 鋼 28 400 滲碳 58 62HRC 3 導(dǎo)套 2 20 鋼 28 400 43 滲碳 58 62HRC 4 上模座 1 HT200 300 300 40 5 螺釘 4 Q235 M16 50 58 62HRC 6 模柄 1 Q235 1 F 50 110 7 銷釘 2 45 鋼 12 50 8 銷釘 2 45 鋼 12 100 9 打桿 1 45 鋼 14 250 3 7 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模具總裝配圖是裝配 安裝及拆繪模具零件圖的依據(jù) 能更清楚的表達(dá)模 具的主要結(jié)構(gòu)形狀 工作原理 各零件之間的裝配關(guān)系及固定連接方式 模具 視圖一般為主視圖和俯視圖兩個(gè) 主視圖應(yīng)標(biāo)明模具的閉合高度 裝配圖的右 上角畫(huà)出零件圖與排樣圖 9 還應(yīng)有標(biāo)題欄 明細(xì)表等 由以上設(shè)計(jì)得到模具裝配圖如下 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 17 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 第四章 模具零件的加工工藝 本副模具模 模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件 沖孔凹模固定板 若采用 線切割加工技術(shù) 這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單需要注意的是 沖孔凹模鉆 孔接受后需要淬硬 因?yàn)樗€起著切邊作用 固定在上模座的上模部分 各凸模和凸模固定板都應(yīng)淬硬 裝配前將凸模 淬硬 并完成全部加工 墊板裝配前不淬硬 冷沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備 沖壓件的表面質(zhì)量 尺寸精度 生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益等 與模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系極大 因此 了解模 具結(jié)構(gòu) 研究提高模具的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) 對(duì)于模具設(shè)計(jì)和沖壓技術(shù)的發(fā)展是十 分必要的 沖模的結(jié)構(gòu)形式很多 可以根據(jù)以下特征進(jìn)行分類 1 按沖模的工序性質(zhì) 分為落料模 沖孔模 切邊模 彎曲模 拉深模 成形模和翻邊模等 2 按沖模工序的組合 分為單工序模 復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 連續(xù)模等 3 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式 按上 下模的導(dǎo)向方式分為無(wú)導(dǎo)向模和導(dǎo)柱 模 導(dǎo)板模 按卸料裝置 分為帶固定卸料板沖模和彈性卸料板沖模 按 擋料形式 分為固定擋料銷沖模 活動(dòng)擋料銷 導(dǎo)正銷沖模和側(cè)刃定 距沖模等 4 按采用凸 凹模的材料 分為硬質(zhì)合金模 鋼質(zhì)硬質(zhì)合金模 鋼皮沖 模 橡皮沖模和聚氨酯沖模等 此外 還可以按模具的輪廓尺寸的大小 分為大型沖模和中小型沖模 按 行業(yè)特點(diǎn)分為普通沖模和汽車 拖拉機(jī)覆件沖模等 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)的迅速發(fā)展 冷沖壓技術(shù)及模具不段革新和發(fā) 展 只要反映在以下幾個(gè)方面 1 模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù) 模具 CAD CAM 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 19 2 工藝分析中的虛擬成形技術(shù) 沖壓 CAE 3 快速模具制造技術(shù)的發(fā)展 4 其他成型制模方法 除了鋼制模之外 低熔點(diǎn)合金模具 中熔點(diǎn)合金模 具以及樹(shù)脂模具都可以用于冷沖壓成形 5 冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)本次設(shè)計(jì) 主要完成了如下內(nèi)容 1 對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝性分析 確定沖壓工藝方案 2 計(jì)算毛坯尺寸 判斷能否一次拉成及是否壓邊 確定排樣方式 3 沖裁凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 拉深凸模與凹模圓角半徑確定和工作 部分的尺寸計(jì)算 4 沖裁力 卸料力 推件力 頂件力和拉深工藝力的計(jì)算及壓力中心的確 定 根據(jù)所需壓力和設(shè)計(jì)要求選擇壓力機(jī) 5 模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì) 6 設(shè)計(jì)中應(yīng)用 CAD 繪制模具的總體裝配圖及主要零件圖來(lái)表達(dá)模具的整體 結(jié)構(gòu) 利用 UG 繪制各零件三維立體圖及總裝配圖并生成爆炸圖 做完本設(shè)計(jì) 可以對(duì)冷沖壓模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí) 注意到了設(shè)計(jì)中的某 些細(xì)節(jié)問(wèn)題 對(duì)模具結(jié)構(gòu)及工作原理有了一定的了解 在選擇模具材料時(shí) 應(yīng) 盡量選擇耐磨性好的材料 加工模具是要保證模具的精度 像這樣 既保證了 模具的使用壽命 又保證了精度 才能加工出質(zhì)量合格的制件 此外對(duì)設(shè)計(jì)時(shí) 方案的合理選用 設(shè)計(jì)中盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件 熟練使用繪圖軟件 可縮短模具的 設(shè)計(jì)周期 風(fēng)罩沖壓成型與模具設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) 1 趙志偉等 模具發(fā)展現(xiàn)狀 J 模具制造 2007 6 2 4 2 原紅玲 于智宏主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 8 1 3 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 編 丁戰(zhàn)生 審 沖壓設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) M 上?？茖W(xué) 技術(shù)出版社 4 高軍 李熹平 修大鵬等編著 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南 M 化學(xué)工業(yè)出版 社 2007 7 1 5 翟德梅 段微峰主編 王學(xué)讓 主審 模具制造技術(shù) M 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 5 6 閻亞林 主編 沖壓與塑壓成型設(shè)備 M 高等教育出版社 2010 4 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 致謝 三年的學(xué)習(xí)生活轉(zhuǎn)眼即逝 三年學(xué)習(xí)生活中有快樂(lè)也有艱辛 自己也變得 慢慢成熟 對(duì)過(guò)去三年日子里曾給予過(guò)我鼓勵(lì) 幫助的朋友們我滿懷感謝 從 來(lái)不曾忘記 所經(jīng)歷的許多將讓我更加珍惜將來(lái)的生活 三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了 在這過(guò)程中有不一樣的心情 有時(shí)出現(xiàn) 一片豁然開(kāi)朗的天空 有時(shí)陷入困難的漩渦中 在這首先要感謝老師對(duì)我的指 導(dǎo)和督促 老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向 使我加深了對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的理 解 同時(shí)也避免了在設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路 老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計(jì)放 在心里 保證按質(zhì)按量的完成 要感謝機(jī)械班的兄弟們 大家相互學(xué)習(xí) 相互 間不保留自己知道的 在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中互相幫助 要感謝機(jī)械系所有老師三 年里的教導(dǎo) 我學(xué)到了扎實(shí)的機(jī)械專業(yè)知識(shí) 為我所做的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ) 使該設(shè)計(jì)能順利完成 使我的 CAD 操作水平比以前有了很大的提高 也更加熟 練的運(yùn)用 UG 三維繪圖軟件 同時(shí)較全面的掌握了 Word 的編輯功能 還要感 謝那些把借閱證讓我借書(shū)的同學(xué)和在圖書(shū)館工作的老師們 是我查閱資料非常 方便 使我能夠按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 在此 再次感謝我的指導(dǎo)老師 老師在百忙之中給予了我悉心的指點(diǎn)與幫 助 感謝她為我指出了正確的設(shè)計(jì)方法 我也不會(huì)忘記學(xué)院和藹的老師們 也 不會(huì)忘記可親的同學(xué) 我永遠(yuǎn)記得這片土地 從這里走出 對(duì)我的人生來(lái)說(shuō) 將是踏上一個(gè)新的征程 要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去 向在百忙之中評(píng)閱本方案并提出寶貴意見(jiàn)的各位評(píng)委老師表示最誠(chéng)摯的謝 意 同時(shí)向所有關(guān)心 幫助和支持我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝 祝他們工 作順利