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前 言
模具是現(xiàn)代化的生產(chǎn)重要工藝裝備,在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都越來越多地依模具來進(jìn)行生產(chǎn)加工,越來越引起人們的重視,模具也趨向標(biāo)準(zhǔn)化。
隨著模具的迅速發(fā)展,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設(shè)備。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完所有機(jī)械課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,是對(duì)我綜合能力的考核,是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用,也是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的回顧與檢查。
本設(shè)計(jì)主要分為兩部分,一部分是對(duì)錐形蓋進(jìn)行沖壓工藝分析與計(jì)算,一部分是對(duì)錐形蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。
首先,先對(duì)零件進(jìn)行工藝分析與計(jì)算,其中包含工藝分析與設(shè)計(jì)方案的確定,確定排樣,計(jì)算沖裁力與選擇沖壓設(shè)備等。
其次,對(duì)錐形蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì),其中主要是模具主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算與模具的裝配。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)零件的形狀并結(jié)合手冊(cè)循序漸進(jìn)的進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。這次模具設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次實(shí)踐。由于我沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所以很多東西都要依靠手冊(cè)。包括數(shù)據(jù)的選取和工藝性的確定。模具設(shè)計(jì)包括模具工作零件、定位零件、卸料及推件零件、導(dǎo)向零件和連接固定零件的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)要使用到AUTOCAD2007,這類計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)于提高設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量很有幫助,這也是當(dāng)今模具行業(yè)發(fā)展的選擇。
在近三個(gè)月的設(shè)計(jì)中,為了更好地完成任務(wù),期間還到工廠進(jìn)行了實(shí)習(xí),參觀了沖壓模具的生產(chǎn)加工過程,這加強(qiáng)了我們的感性認(rèn)識(shí),更有利于我們完成模具設(shè)計(jì)。
對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì),應(yīng)該要達(dá)到以下目的:
綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí),進(jìn)行一次冷沖壓模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練,從而提高我們的獨(dú)立工作能力。
鞏固復(fù)習(xí)四年以來所學(xué)的各門學(xué)科的知識(shí),以致能融會(huì)貫通,進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造的整個(gè)工藝流程。
掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能,如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè),熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。
本次設(shè)計(jì)是在周愛嬌老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助、交流下,對(duì)模具的經(jīng)濟(jì)性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標(biāo)下進(jìn)行全面、仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在此,我對(duì)他們表示衷心的感謝。
沖模是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性,通過學(xué)習(xí)這門課程,使我對(duì)沖壓模具有了新的認(rèn)識(shí),從中也學(xué)到了不少知識(shí),激發(fā)了我對(duì)沖壓模具的愛好。
由于本人水平有限,缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),所以在設(shè)計(jì)中難免產(chǎn)生不足和錯(cuò)誤,望各位老師批評(píng)和指正,以使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)做到合理,同時(shí)也為我走出校門步入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1 沖壓工藝性分析和方案的確定
1.1 零件工藝性分析
工件錐形蓋為圖1所示的拉深件,材料08鋼,材料厚度0.5mm,大批量生產(chǎn)。
圖1 工件圖
其工藝性分析內(nèi)容如下:
1.1.1 材料分析
08鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,屬于深拉深級(jí)別鋼,具有良好的拉深成形性能。
1.1.2 結(jié)構(gòu)分析
該零件屬于旋轉(zhuǎn)體帶有凸緣的錐形件,是結(jié)構(gòu)簡單帶一個(gè)階梯的軸對(duì)稱曲面形狀拉深件,其形狀、尺寸符合工藝性要求,所以該零件沖壓工藝性較好。零件凸緣上均布著六個(gè)?4的小孔和底孔?18,為了保證孔的位置準(zhǔn)確和精度,其加工放在拉深結(jié)束后沖裁。此外,零件口部圓角半徑均為R1,滿足拉深件口部圓角半徑大于或等于兩倍料厚的要求。
1.13 精度分析
零件上尺寸均為未注公差尺寸,普通拉深即可達(dá)到零件的精度要求,選精度等級(jí)為IT12,工件的所有未注明公差均由文獻(xiàn)[1]表2.10查得。
1.2 工藝方案的確定
零件的生產(chǎn)包括落料、拉深、切邊、沖孔等工序,其總體工藝過程有以下幾種:
方案一:先落料,然后拉深,再?zèng)_孔,最后切邊。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二:先落料拉深復(fù)合,后沖孔切邊復(fù)合。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三:采用級(jí)進(jìn)?;蚨喙の蛔詣?dòng)壓力機(jī)上生產(chǎn)。
其中,方案一模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要四副單工序模,成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二需要兩副復(fù)合模,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造難度加大,成本高,但工件的相對(duì)位置精度及生產(chǎn)效率都較高,滿足大批量生產(chǎn)要求,工件精度也能滿足要求,操作方便。方案三中的級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高,減少了模具和設(shè)備的數(shù)量,工件精度較高,便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件,用簡單?;驈?fù)合模沖制有困難時(shí),可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大,制造較復(fù)雜,成本較高,一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。
通過對(duì)上述三種方案的分析比較,該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。
2 模具總體設(shè)計(jì)
2.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知,采用復(fù)合模沖壓。
因?yàn)榈寡b式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單,可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件卸件可靠,便于操作,并為機(jī)械化出件提供了有利條件,應(yīng)用十分廣泛,所以模具類型為倒裝式復(fù)合模。
2.2 操作與定位方式
2.2.1 操作方式
零件的生產(chǎn)批量較大,但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式,也能滿足生產(chǎn)要求,這樣就可以降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.2 定位方式
因?yàn)樵撃>卟捎玫氖菞l料,控制條料的送進(jìn)方向采用兩個(gè)固定擋料銷導(dǎo)料,無側(cè)壓裝置。控制條料的送進(jìn)步距采用固定擋料銷定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量,可以靠操作工目測(cè)來定。
2.3 卸料、出件方式
2.3.1 卸料方式
剛性卸料與彈性卸料的比較:
剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大,單邊間隙取(0.2~0.5)t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。
彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用,主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用,沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇(0.1~0.2)t,若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí),二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。
工件平直度較高,料厚為0.5mm相對(duì)較薄,卸料力不大,因?yàn)閺棄盒读夏>弑葎傂孕读夏>叻奖悖僮髡呖梢钥匆姉l料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài),且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力,不會(huì)損傷工件表面,故可采用彈性卸料。
2.3.2 出件方式
對(duì)于復(fù)合模生產(chǎn),應(yīng)采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。
2.4 確定送料方式
因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B大于送料方向的凹模長度L故采用縱向送料方式,即由前向后送料。
2.5 確定導(dǎo)向方式
方案一:采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上,所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?;蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。
方案二:采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制,送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè),工作時(shí),偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損,嚴(yán)重影響模具使用壽命,且不能使用浮動(dòng)模柄。
方案三:四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件,以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。
方案四:中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上,導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。單只能一個(gè)方向送料。
根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式,為提高模具壽命和工件質(zhì)量,該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式,即方案二最佳。
3 零件的工藝計(jì)算
3.1 拉深工藝計(jì)算
零件材料厚度為0.5mm,比較小,所以所有計(jì)算以毛坯直徑為準(zhǔn)。
3.1.1 確定零件修邊余量
零件的凸緣相對(duì)直徑
dFd=8632=2.69
式中 dF-凸緣直徑;d-錐形件中徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.8得修邊余量?h=2.2mm,
所以,修正后拉深件凸緣的直徑應(yīng)為
(86+2×2.2)mm=90.4mm。
3.1.2 確定坯料尺寸D
按照“拉深前毛坯面積等于拉深后工件面積”的原則,查文獻(xiàn)[1]表4.13得到以下表面積F的計(jì)算公式:
F1=πd124=π×3224mm2=803.84mm2
S2=h22+c2=16-62+60-3222mm=17.21mm
F2=πS2d2+d12=π×17.2×60+322mm2=2485.09mm2
F3=π4d3-2r2-d22=π470-2×12-8×12mm2=341.51mm2
F4=π42πrd3-2r+8r2=π4×2π×170-2×1+8×12mm2=341.51mm2
F5=πd3h5=π×70×6-2mm2=879.20mm2
F6=π42πrd3+2r-8r2=π4×2π×170+2×1-8×12mm2=348.67mm2
F7=π4d42-d3+2r2=π490.42-70+2×12mm2=2345.71mm2
F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7=803.84+2485.09+803.84+341.51+879.20+348.67+2345.71mm2=8007.85mm2
D=4Fπ=4×8007.85πmm≈101mm
其中零件凸緣部分的表面積為
F凸=F7=2345.71mm2,
零件除去凸緣部分的表面積為
F‘=F1+F2+F3+F4+F5+F6=803.84+2485.09+803.84+341.51+879.20+348.67mm2=5662.14mm2。
3.1.3 判定能否一次拉深成形
因?yàn)榱慵閹б粋€(gè)階梯的錐形件,所以首先要判定錐形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相對(duì)厚度
tD×100%=0.5101×100%=0.50%
式中 t-柸料厚度;D-柸料尺寸。
零件的相對(duì)高度
hd=16-632≈0.3
式中 h-錐形件部分的高度;d-錐底直徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.61得hd≤0.25~0.3,符合淺錐形件拉深的條件,所以零件的錐形部分能一次拉深成形。
又因?yàn)榱慵б粋€(gè)階梯,所以要判定階梯形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相對(duì)厚度
tD×100%=0.5101×100%=0.50%,
零件的相對(duì)高度
h?d=16?32=0.5
式中 h-工件高度;d-錐底直徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.28得拉深次數(shù)為1次,所以零件的階梯形部分能一次拉深成形。
通過以上兩次判定可以確定零件可以一次拉深成形。
3.1.4 拉深系數(shù)
m=dD=32101=0.317
式中 d-錐底直徑;D-柸料尺寸。
3.1.5 判定是否用壓邊圈或拉深筋
由于拉深時(shí),毛坯的變形程度不大,拉深后回彈較大,為減小回彈常使用帶平面邊圈或拉深筋的拉深模。
因?yàn)榱慵呐髁舷鄬?duì)厚度
tD×100%=0.5101×100%=0.50%,
拉深系度
m=dD=32101=0.317,
查文獻(xiàn)[1]表4.31得零件可以用壓邊圈。
3.2 落料拉深復(fù)合模工藝計(jì)算
3.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸
根據(jù)零件形狀特點(diǎn),刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。落料尺寸為?101-0.3+0.3mm,落料凹模刃口尺寸計(jì)算如下。
查文獻(xiàn)[1]表2.36得該零件沖裁凸、凹模最小間隙Ζmin=0.040mm,最大間隙Ζmax=0.060mm,查文獻(xiàn)[3]表3-6凸模制造公差δT=0.02mm,凹模制造公差δA=0.03mm。將上述各值代入δT+δA≤Ζmax-Ζmin校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn),不等式不成立。又因?yàn)橥?、凹模制造公差?
δT≤0.4Ζmax-Ζmin=0.4×0.060-0.040mm=0.008mm,
δT≤0.6Ζmax-Ζmin=0.6×0.060-0.040mm=0.012mm,
重新取δT=0.008mm,δA=0.012mm,所以可按凸、凹模制造基本公式計(jì)算工作零件刃口尺寸凹模刃口尺寸
DA=Dmax-ΧΔ 0+δA=101.3-1×0.6 0+0.012mm=100.7 0+0.012mm
凸模刃口尺寸
DT=DA-Ζmin-δT 0=100.7-0.040-0.008 0mm=100.66-0.008 0mm
3.2.2 拉深凸、凹模尺寸計(jì)算
拉深后零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸的直徑為70-0.3+0.3mm,由公式
Z=tmax+nt
確定拉深凸、凹模間隙值,查文獻(xiàn)[1]表4.52得間隙系數(shù)n=0.2,所以拉深凸、凹模間隙值Z=0.5+0.2×0.5mm=0.51mm,
則拉深凹模
DA=dmin+0.4?+Z 0+δA=69.7+0.4×0.6+0.51 0+0.03mm=70.45 0+0.03mm
拉深凸模
DT=dmin+0.4?-δT 0=69.7+0.4×0.6-0.03 0mm=69.94-0.03 0mm
3.2.3 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
1、 排樣方式的選擇
方案一:有廢料排樣 沿沖件外形沖裁,在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證,因此沖件精度高,模具壽命高,但材料利用率低。
方案二:少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響,沖件質(zhì)量差,模具壽命較方案一低,但材料利用率稍高,沖模結(jié)構(gòu)簡單。
方案三:無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些,但材料利用率最高。
通過上述三種方案的分析比較,綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量,該沖件的排樣方式選擇方案一為佳??紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。
2、 排樣計(jì)算
因?yàn)榱慵捎脝沃迸排艠臃绞?,所以查文獻(xiàn)[3]表3-14得零件間的搭邊值為1mm,零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值為1.2mm,由于模具采用無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu),則條料上零件的步距為101+1mm=102mm,條料的寬度應(yīng)為
B=(Dmax+2a+Z)-? 0=(101.3+2×1.2+0.5)-0.6 0mm=104.2-0.6 0mm
式中 Dmax-條料寬度方向沖裁件的最大尺寸;a-側(cè)搭邊值;?-條料寬度的單向(負(fù)向)偏差;Z-導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙。
查文獻(xiàn)[2]表3-1選用規(guī)格為0.5mm×650mm×1300mm的板料,計(jì)算裁料方式如下
采用縱裁時(shí):
每板的條數(shù) n1=650/104.2=6條
每條的工件數(shù) n2=1300/102=12件
每板的工件數(shù) n=n1×n2=6×12=72個(gè)
材料利用率為:
η=nA1BL×100%=72×π×10122/650×1300×100%=68.27%
式中 n- 一張條料上的沖裁件總數(shù)目;A1- 一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積;B-條料寬度;L-條料長度。
采用橫裁時(shí):
每板的條數(shù): n1=1300/104.2=12條
每條的工件數(shù): n2=650/102=6件
每板的工件數(shù): n=n1×n2=12×6=72個(gè)
材料利用率:
η=72×π×10122/650×1300×100%=68.27%
經(jīng)計(jì)算橫裁.縱裁時(shí)板料利用率相同都為68.27%,為了便于工人的操作,選用第一種裁法。排樣圖如圖2所示。
圖2 排樣圖
3.2.4 力的計(jì)算
模具為落料拉深復(fù)合模,動(dòng)作順序是先落料后拉深,現(xiàn)分別計(jì)算落料力FZ、拉深力F拉、和壓邊力F壓。
F=ΚLtτ=1.3×π×101×0.5×300N=61813.67N≈62kN
式中 F-沖裁力;L-沖裁周邊長度;t-材料厚度;Κ-系數(shù),一般取1.3。
卸料力:FX=KXF=0.05×62kN≈3kN
頂件力:FD=KDF=0.08×62kN≈5kN
推件力:FT=nKTF=16×0.063×62kN≈62.5kN
n=ht=80.5=16
式中 F-沖裁力;n-同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的廢料數(shù);h-凹模洞口的直壁高度,取8mm;t-材料厚度;KX、KD、KT-卸料力、頂件力、推件力系數(shù),查文獻(xiàn)[1]表2.32所得。
因?yàn)榱慵捎脧椥孕读涎b置和上出料方式的沖裁,所以
FZ=F+FX+FD=62+3+5kN=70kN
F拉=πdhtσbKF=π×32×0.5×380×1.21N=23112.07N≈23kN
式中 dh-錐頂直徑;t-材料厚度;σb-材料強(qiáng)度極限,查文獻(xiàn)[2]表3-10,取380MPa;KF-系數(shù),查文獻(xiàn)[1]表4.38得1.21
F壓=Ap=π×90.422-π×7022×3N=7709.85N≈8kN
式中 A-開始拉深時(shí)的壓邊面積;p-單位壓邊力,查文獻(xiàn)[1]表4.47,取3MPa。
因?yàn)槔盍εc壓邊力的和小于落料力,即
F拉+F壓=23+8kN=31kN
σbc,所以要加墊板,綜合考慮,取墊板厚度H墊=10mm。
4.4.4 凸凹模固定板的設(shè)計(jì)
根據(jù)工件形狀,選用標(biāo)準(zhǔn)圓形的凸凹模固定板,綜合考慮,當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí),取其厚度為h3=30mm;當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí),取其厚度為h3=20mm。
4.4.5 壓邊圈的設(shè)計(jì)
選用剛性壓邊圈裝置,根據(jù)工件的凸緣部分,為了防止起皺,綜合考慮取壓邊圈厚度為19mm。
4.4.6 卸料螺釘?shù)倪x用
卸料板上設(shè)置2個(gè)卸料螺釘,公稱直徑為12mm,螺紋部分為M10×50mm,卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間,以保證卸料的正常運(yùn)動(dòng)。
4.4.7 銷釘?shù)倪x用
根據(jù)多方面的考慮,選用圓柱銷。當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí),取其公稱尺寸為l=55mm 和l=60mm;當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí),取其公稱尺寸為l=50mm。
4.5 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.5.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法
根據(jù)零件形狀和尺寸,采用整體式凸模,直接用螺釘和銷釘緊固在下模座內(nèi),緊固在下模座的部分代替了凸模固定板。
4.5.2 凸模長度計(jì)算
1、當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí), L凸=h1+h凹-?h
式中 h1-凸模固定板厚度;?h-凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm,取1mm;
所以,L=27+45-1mm=71mm。
2、當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí),所沖孔為圓孔,為方便裝配和滿足凸模強(qiáng)度將沖孔凸孔凸模設(shè)計(jì)成階梯式,采用數(shù)控銑削床加工。
L凸1=h1+h凹;
L凸2=h1+h凹-?H
式中 h凹-凹模的高度;?H-工件的高度;
所以,
L凸1=31+51mm=81mm;
L凸2=31+51-16mm=66mm。
4.6 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
零件外形相對(duì)復(fù)雜,根據(jù)實(shí)際情況并考慮加工,為了滿足凸凹模強(qiáng)度和剛性,將凸凹模設(shè)計(jì)成凸臺(tái)式,使裝配修磨方便。采用成形銑、成形磨削加工。
4.6.1 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí),凸凹模的總長度為
L凸凹=h2+h3+h4+h
式中 h2-彈性卸料板厚度;h3-凸凹模固定板厚度;h4-橡膠安裝高度;h-增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等,一般取10~20mm;
所以,
L=15+30+18.5+15.5mm=79mm。
4.6.2 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí),凸凹模的總長度為
L凸凹=h3+h5+?H+h
式中 h3-凸凹模固定板厚度;h5-廢料切邊刀刃口高度;?H-工件的高度;h-增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等,一般取10~20mm;
所以,
L=20+15+16+7mm=58mm。
4.7 模具閉合高度
1、 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí),
H=h上+L凸凹+H凹-?H+h下
式中 h上-上模座的高度;L凸凹-凸凹模的高度;H凹-凹模的高度;?H-工件的高度;h下-下模座的高度。
所以,
H=45+79+45-16+50mm=203mm。
2、 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí),
H=h上+H墊+H凸固+H凹+L凸凹+H刀+H凸凹板+h下
式中 H墊-墊板厚度;H凸固-凸模固定板厚度;H刀-廢料切刀刃口到切邊凹模的高度;H凸凹板-凸凹模固定板高度。
所以,
H=45+10+31+51+20+20+50mm=227mm。
4.8 模具零部件設(shè)計(jì)
4.8.1 模具采用的是后置導(dǎo)柱模架
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,查文獻(xiàn)[2]表3-35得模架規(guī)格為:1、 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí),上模座 200mm×200mm×45mm,下模座 200mm×200mm×50mm,導(dǎo)柱 32mm×160mm,導(dǎo)套 32mm×105mm×43mm。
2、 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí),上模座 200mm×200mm×45mm,下模座 200mm×200mm×50mm,導(dǎo)柱 32mm×190mm,導(dǎo)套 32mm×115mm×43mm。
4.8.2 其他零部件結(jié)構(gòu)
拉深凸模將直接由連接件固定在下模座上,凸凹模由凸凹模固定板固定,兩者采用過渡配合關(guān)系。模柄采用凸緣式模柄,根據(jù)設(shè)備上模柄孔尺寸,查文獻(xiàn)[2]表3-60選用規(guī)格為 A50×100的模柄。
4.9 確定裝配基準(zhǔn)
4.9.1 落料、拉深和切邊、沖孔都應(yīng)以沖裁凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。
首先確定凸凹模在模架中的位置,安裝凸凹模組件,確定凸凹組件在下模座的位置,然后用固定板將凸凹模和下模座夾緊。
4.9.2 沖裁模具材料的選取
查文獻(xiàn)[1]表12.6、表12.7表12.8和表12.9得
1、 凸模的材料為Cr12,凹模的材料為Cr12,熱處理硬度為58~62HRC。
2、 上、下模座選用鑄鐵型,材料采用HT200,滑動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的材料采用T8,熱處理硬度為58~62HRC。
3、 彈性卸料板、凸模固定板、凸凹模固定板、墊板的材料為45號(hào)鋼,墊板的熱處理硬度為40~45HRC,其它的熱處理硬度為43~48HRC 。
4、 拉深模壓邊圈材料采用T10A,熱處理硬度為58~62HRC。
5、 推件塊、模柄、打桿材料選用45號(hào)鋼,打桿的熱處理硬度為40~45HRC。
6、 緊固螺釘、銷釘、卸料釘材料為45號(hào)鋼,緊固螺釘、卸料釘?shù)念^部淬火,熱處理硬度為40~45HRC,銷釘?shù)臒崽幚碛捕葹?3~48HRC。
4.9.3 模具零件的配合
1、因?yàn)橥?、凹模間隙小于0.3mm,所以導(dǎo)柱與導(dǎo)套間采用H6/h5的間隙配合;導(dǎo)板與凸模間采用H7/h6的間隙定位配合;因?yàn)闆_裁件的內(nèi)形尺寸不大,所以推件塊內(nèi)形與凸模間為H8/f8的間隙配合。
2、導(dǎo)套、導(dǎo)柱與底座間采用H7/r6的過盈配合。
3、圓柱銷與銷孔,凸模與凸模固定板,模柄與上模座間采用H7/m6的過渡配合。
5 沖壓設(shè)備的選用與校核
5.1 落料拉深復(fù)合模壓力機(jī)設(shè)備的選用
根據(jù)以上計(jì)算,同時(shí)考慮拉深件的高度選取開式雙柱可傾壓壓力機(jī)J23-16,其主要技術(shù)參數(shù)如下:
公稱壓力 160kN
滑塊行程 70mm
最大閉合高度 220mm
閉合高度調(diào)節(jié)量 60mm
滑塊中心線到床身距離 160mm
工作臺(tái)尺寸 300mm×450mm
工作臺(tái)孔尺寸 110mm×210mm
模柄孔尺寸 ?40mm×60mm
墊板厚度 60mm
5.2 沖孔切邊復(fù)合模設(shè)備的選用
考慮零件的高度,選用開式雙柱可傾壓壓力機(jī)J23-25,以保證沖孔切邊的順利操作,其主要技術(shù)參數(shù)如下:
公稱壓力 250kN
滑塊行程 65mm
最大閉合高度 270mm
閉合高度調(diào)節(jié)量 55mm
滑塊中心線到床身距離 200mm
工作臺(tái)尺寸 370mm×560mm
工作臺(tái)孔尺寸 200mm×290mm
模柄孔尺寸 ?40mm×60mm
墊板厚度 50mm
5.3 校核模具閉合高度
模具閉合高度H應(yīng)該滿足
H最大-5≥H≥H最小+10
式中 H最大-壓力機(jī)的最大裝模高度;H最小-壓力機(jī)的最小裝模高度;
當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí),220-5≥203≥220-60+10,即215>203>170,所選的壓力機(jī)J23-16滿足要求,可以使用。
當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí),270-5≥227≥270-55+10,即265>227>225,所選的壓力機(jī)J23-25滿足要求,可以使用。
6 模具的工作原理
6.1 落料拉深復(fù)合模的工作原理
落料拉深復(fù)合模的總裝配圖如圖5所示。
圖5 落料拉深復(fù)合模
本模具是一套倒裝式的落料、拉深的復(fù)合模。模具的工作過程為:上模下行凸凹模17與落料凹模4接觸開始落料。上模繼續(xù)下行凸凹模17與拉深凸模20接觸開始拉深。工件成形后,上模上行打桿14推動(dòng)推件塊15把零件從凸凹模17中打出,落料廢料由橡膠18推動(dòng)卸料板19推出。此模具為前后送料,在送料中有擋料銷6限位和導(dǎo)料。
6.2 沖孔切邊復(fù)合模工作原理
沖孔切邊復(fù)合模的總裝配圖如圖6所示。
圖6 沖孔切邊復(fù)合模
本模具是一套沖孔、切邊的復(fù)合模。模具的工作過程為:上模下行沖孔凸模5和6與凸凹模4接觸開始孔的沖制。上模繼續(xù)下行切邊凹模7與凸凹模3接觸開始切邊。孔的廢料沖裁力的作用小直接落下,切邊廢料則由廢料切刀3切去并直接漏出。
結(jié)論
設(shè)計(jì)是源頭,設(shè)計(jì)雖然只占模具成本的10%左右,卻決定了整個(gè)模具成本的70%--80%。所以,作者在設(shè)計(jì)時(shí)充分地考慮了模具結(jié)構(gòu),考慮提高生產(chǎn)率,如何方便維修。
通過這次模具設(shè)計(jì),本人在多方面都有所提高。這次畢業(yè)設(shè)計(jì),綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力,鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容,掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟,掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能,懂得了怎樣分析零件的工藝性,怎樣確定工藝方案,了解了模具的基本結(jié)構(gòu),提高了計(jì)算能力、繪圖能力,熟悉了設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí),獨(dú)立思考的能力也有了提高。
在這次設(shè)計(jì)過程中,體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情,從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié),從而加以彌補(bǔ)。
在此感謝我的指導(dǎo)老師:賀紅林老師,這次設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù),都離不開你的細(xì)心指導(dǎo)。同時(shí)也感謝對(duì)我?guī)椭^的同學(xué)們。
由于本人的設(shè)計(jì)能力有限,在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤,懇請(qǐng)老師們多多指
教,我十分的樂意接受你們的批評(píng)與指正,本人將萬分感謝。
參考文獻(xiàn)(References)
[1] 郝濱海. 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)[S]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.11.
[2] 王嘉. 冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例[C]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.7.
[3] 翁其金. 冷沖壓技術(shù)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.11.
[4] 翁其金,徐新成. 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.7.
[5] 王伯平. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[S]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.4。
[6] 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[S]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
[7] 王孝培. 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)[S]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.3.
[8] 周大雋. 沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)與規(guī)范[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.
致謝
隨著社會(huì)的發(fā)展,機(jī)械行業(yè)的模具專業(yè)在我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個(gè)越來越重要的分支。模具滲透著整個(gè)社會(huì)。不管在那個(gè)行業(yè),都有模具的存在。日常生活中輕重工業(yè),都離不開模具生產(chǎn),模具就是為了得到所需要的產(chǎn)品。要什么樣的產(chǎn)品,就可以生產(chǎn)什么樣的模具,如(塑料模具 、冷沖壓模具、壓鑄模、橡膠模 )。而目前形勢(shì)的需要,產(chǎn)品更新?lián)Q代更快更易,所以模具行業(yè)的發(fā)展空間很大,有待我們?nèi)ヅ?,去探索?
模具生產(chǎn)過程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,生產(chǎn)模具過程中可能用到的的機(jī)器有很多種類,如(電火花成型機(jī)、數(shù)控線切割、車床、銑床、刨床、磨床、鏜床等)。
四年的學(xué)習(xí),我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、模具設(shè)計(jì)與制造有了深刻的認(rèn)識(shí)。面臨畢業(yè)期間,此次單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)模具,讓我了解了很多的模具結(jié)構(gòu)、模具加工工藝、模具的用途。并且學(xué)到不少的書本上沒有的知識(shí),就拿沖壓模來說,對(duì)于影響模具壽命的因素,主要是模具的加工精度和材料的剛度,還有模具的材料,模具生產(chǎn)批量,模具結(jié)構(gòu)等。影響模具的產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素也是模具的制造精度。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我從理論和實(shí)踐上又更進(jìn)一步的加深。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)。中國面臨世界的挑戰(zhàn),在模具行業(yè)這方面,我希望日后能在模具這一行有所貢獻(xiàn)。
再次衷心感謝賀紅林老師和答辯組的各位老師的教誨,對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn),使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。我也在努力地積蓄著力量,盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情,爭(zhēng)取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值!
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