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無錫太湖學(xué)院 冷沖壓工藝卡片 零件名稱 鎖芯套 零件圖號 115401 材料牌號及規(guī)格 08F 0 5 45 L 毛坯種類 帶料 毛坯尺寸 45 L 每毛坯可制件數(shù) 1 件 每 24 98 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 沖壓設(shè)備 工藝裝備 一次加工數(shù) 工 序 附 圖 10 沖孔 沖 4 個(gè)孔其中 2 個(gè)定位孔 J23 40 模具和自動(dòng)送 料機(jī)構(gòu) 1 20 沖孔 沖 2 個(gè)孔其中一個(gè)預(yù)沖孔 J23 40 模具和自動(dòng)送 料機(jī)構(gòu) 1 30 沖裁 預(yù)剪 J23 40 模具和自動(dòng)送 料機(jī)構(gòu) 1 40 成形 翻邊 J23 40 模具和自動(dòng)送 料機(jī)構(gòu) 1 50 沖裁 切斷 J23 40 模具和自動(dòng)送 料機(jī)構(gòu) 1 60 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 班級 機(jī)械 95 姓名 王吉 學(xué)號 0923215 日期 2013 5 16 批改 日期 編 號 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 相 關(guān) 資 料 題目 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號 0923215 學(xué)生姓名 王 吉 指導(dǎo)教師 鐘建剛 職稱 副教授 職稱 2013 年 5 月 25 日 目 錄 一 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開題報(bào)告 二 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 外文資料翻譯及原文 三 學(xué)生 畢業(yè)論文 論文 計(jì)劃 進(jìn)度 檢查及落實(shí)表 四 實(shí)習(xí)鑒定表 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 開 題 報(bào) 告 題目 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號 0923215 學(xué)生姓名 王 吉 指導(dǎo)教師 鐘建剛 職稱 副教授 職稱 2012 年 11 月 22 日 課題來源 來源于無錫明達(dá)電器有限公司 是電器產(chǎn)品上的一個(gè)零件 科學(xué)依據(jù) 包括課題的科學(xué)意義 國內(nèi)外研究概況 水平和發(fā)展趨勢 應(yīng) 用前景等 1 課題科學(xué)意義 模具是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)專業(yè)方向 選擇模具方向的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 完全符合本專業(yè)的要求 從應(yīng)用性方面來說 模具又是生產(chǎn)效率極高的工具之一 能 有效保證產(chǎn)品一致性和可更換性 具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景 連續(xù)模在模具中 技術(shù)含量高 制造 裝配難度大 因此本課題研究連續(xù)模的沖壓工藝 排樣方案 模 具結(jié)構(gòu)分析等方面 同時(shí)要求學(xué)生要有良好的心理素質(zhì)和仔細(xì)認(rèn)真的作風(fēng) 對學(xué)生也 是一次很好的鍛煉機(jī)會 2 研究狀況及其發(fā)展前景 隨著電子 信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展 模具 CAD CAE CAM 正向集成化 三維 化 智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 模具 CAD CAE CAM 技術(shù)是模具設(shè)計(jì) 制造技術(shù)的發(fā) 展方向 模具和工件的檢測數(shù)字 模具軟件功能集成化 模具設(shè)計(jì) 分析及制造的三 維化 模具產(chǎn)業(yè)的逆向工程以及模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化是主趨勢 模具發(fā)展日新月異 今后其發(fā)展趨勢大致包括以下方面 1 發(fā)展高效模具 對于大批量生產(chǎn)用模具 應(yīng)向高效率發(fā)展 如為了適應(yīng)當(dāng)前高速 壓力機(jī)的使用 應(yīng)發(fā)展多工位級進(jìn)模以提高生產(chǎn)效率 2 發(fā)展簡易模具 對于小批量生產(chǎn)用模具 為降低成本 縮短模具制造周期 盡量 發(fā)展薄板沖模 鋅合金 低熔點(diǎn)合金 環(huán)氧樹脂等簡易模 3 發(fā)展多功能模具 為了提高效率和保證制品的質(zhì)量 要采用多工位級進(jìn)模及具有 組合功能的雙色 多色塑料注射模等 4 發(fā)展高壽命模具 高效率必然需要高壽命 為了達(dá)到高壽命 除模具本身結(jié)構(gòu)優(yōu) 化外 還要對材料的選用和熱處理 表面強(qiáng)化技術(shù)予以開發(fā)和創(chuàng)新 5 發(fā)展高精度模具 要實(shí)現(xiàn)模具的高精度 在模具的設(shè)計(jì)與加工中必然要使用高精 度加工設(shè)備和高技術(shù)加工工藝 要進(jìn)一步發(fā)展數(shù)控機(jī)床和加工中心的使用 要發(fā)展 CAD CAE CIM 等高新技術(shù) 研究內(nèi)容 本課題研究連續(xù)模的沖壓工藝 排樣方案 模具結(jié)構(gòu)分析等方面 通過平時(shí)的學(xué) 習(xí)和專業(yè)老師的精心指導(dǎo)以及查閱大量資料 從而能夠有序的完成模具的設(shè)計(jì)過程 所以通過此次論文寫作 我更進(jìn)一步體會了模具在制造業(yè)中的作用 在本篇論文中我 將較多的研究和調(diào)查沖壓模具 探討沖壓模具在模具工業(yè)中現(xiàn)在的研究狀況和將來的 發(fā)展 為以后的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ) 擬采取的研究方法 技術(shù)路線 實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 首先 要對零件的工藝進(jìn)行分析 課題的鎖芯套零件的方按 采用先沖孔 再預(yù) 剪 之后翻邊 最后落料的工藝 其次 是對零件的排樣方按的設(shè)定 通過計(jì)算 選 擇最優(yōu)的排樣方按 之后 則是對沖壓凹凸模的設(shè)計(jì)計(jì)算 合理的沖裁間隙關(guān)系著沖 裁模的沖裁質(zhì)量和沖裁模具本身的壽命 也是模具設(shè)計(jì)中較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié) 最后 是模架和壓力機(jī)的選用 研究計(jì)劃及預(yù)期成果 研究計(jì)劃 2012 年 11 月 12 日 2012 年 12 月 2 日 按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料 填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書 2012 年 12 月 3 日 2013 年 3 月 1 日 工作計(jì)劃 進(jìn)度 2013 年 3 月 4 日 2013 年 3 月 15 日 查閱參考資料 學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān) 的英文材料 2013 年 3 月 18 日 2013 年 4 月 12 日 沖壓工藝設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 刃口尺寸和主 要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算 2013 年 4 月 15 日 2013 年 5 月 3 日 繪制模具裝配圖和零件圖 2013 年 5 月 6 日 2013 年 5 月 25 日 工藝文件 畢業(yè)論文撰寫和修改工作 預(yù)期成果 1 完成模具裝配圖 1 張 A0 或 A1 2 零件圖 主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖 不少于 5 張 3 冷沖壓工藝卡片 1 張 4 設(shè)計(jì)說明書 1 份 5 翻譯 8000 以上外文印刷字符或譯出約 5000 左右漢字的有關(guān)技術(shù)資料或?qū)I(yè) 文獻(xiàn) 內(nèi)容要盡量結(jié)合課題 特色或創(chuàng)新之處 該課題主要針對鎖芯套零件 在對零件沖孔 翻邊和落料的成形工藝分析的基礎(chǔ) 上 提出了該零件采用多工位級進(jìn)模的沖壓方案 在排樣方按上采用利用率高的斜排 已具備的條件和尚需解決的問題 了解沖壓的知識 比如說模具零件的認(rèn)識和沖壓機(jī)的工作原理 理論與實(shí)踐有著不可避免的差距 由于沒有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí) 會遇到許 多問題 在零件排樣和料帶設(shè)計(jì)中 由于實(shí)際定位和導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì) 需要做一定的 修改 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 教研室 學(xué)科組 研究所 意見 教研室主任簽名 年 月 日 系意見 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名 年 月 日 英文原文 Categories of stamping forming Many deformation processes can be done by stamping the basic processes of the stamping can be divided into two kinds cutting and forming Cutting is a shearing process that one part of the blank is cut form the other It mainly includes blanking punching trimming parting and shaving where punching and blanking are the most widely used Forming is a process that one part of the blank has some displacement form the other It mainly includes deep drawing bending local forming bulging flanging necking sizing and spinning In substance stamping forming is such that the plastic deformation occurs in the deformation zone of the stamping blank caused by the external force The stress state and deformation characteristic of the deformation zone are the basic factors to decide the properties of the stamping forming Based on the stress state and deformation characteristics of the deformation zone the forming methods can be divided into several categories with the same forming properties and to be studied systematically The deformation zone in almost all types of stamping forming is in the plane stress state Usually there is no force or only small force applied on the blank surface When it is assumed that the stress perpendicular to the blank surface equal to zero two principal stresses perpendicular to each other and act on the blank surface produce the plastic deformation of the material Due to the small thickness of the blank it is assumed approximately that the two principal stresses distribute uniformly along the thickness direction Based on this analysis the stress state and the deformation characteristics of the deformation zone in all kind of stamping forming can be denoted by the point in the coordinates of the plane principal stress diagram of the stamping stress and the coordinates of the corresponding plane principal stains diagram of the stamping strain The different points in the figures of the stamping stress and strain possess different stress state and deformation characteristics 1 When the deformation zone of the stamping blank is subjected toplanetensile stresses it can be divided into two cases that is 0 t 0and 0 t 0 In both cases the stress with the maximum absolute value is always a tensile stress These two cases are analyzed respectively as follows 2 In the case that 0and t 0 according to the integral theory the relationships between stresses and strains are m m t t m k 1 1 where t are the principal strains of the radial tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming and tare the principal stresses of the radial tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming m is the average stress m t 3 k is a constant In plane stress state Equation 1 1 3 2 3 2 t 3 t t k 1 2 Since 0 so 2 0 and 0 It indicates that in plane stress state with two axial tensile stresses if the tensile stress with the maximum absolute value is the principal strain in this direction must be positive that is the deformation belongs to tensile forming In addition because 0 therefore t 0 and t2 0 and when 0 The range of is 0 In the equibiaxial tensile stress state according to Equation 1 2 0 and t 0 and t 0 according to Equation 1 2 2 0 and 0 This result shows that for the plane stress state with two tensile stresses when the absoluste value of is the strain in this direction must be positive that is it must be in the state of tensile forming Also because 0 therefore t 0 and t 0 and when 0 The range of is 0 When 0 that is in equibiaxial tensile stress state the tensile deformation with the same values occurs in the two tensile stress directions when 0 2 that is in uniaxial tensile stress state the deformation characteristic in this case is the same as that of the ordinary uniaxial tensile This kind of deformation is in the region AON of the diagram of the stamping strain see Fig 1 1 and in the region GOH of the diagram of the stamping stress see Fig 1 2 Between above two cases of stamping deformation the properties of and and the deformation caused by them are the same only the direction of the maximum stress is different These two deformations are same for isotropic homogeneous material 1 When the deformation zone of stamping blank is subjected to two compressive stresses and t 0 it can also be divided into two cases which are 0 t 0 and 0 t 0 1 When 0 and t 0 according to Equation 1 2 2 0 與 0 This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses if the stress with the maximum absolute value is 0 the strain in this direction must be negative that is in the state of compressive forming Also because 0 and t 0 The strain in the thickness direction of the blank t is positive and the thickness increases The deformation condition in the tangential direction depends on the values of and When 2 0 when 2 0 and when 0 The range of is 0 When it is in equibiaxial tensile stress state hence 0 when 0 it is in uniaxial tensile stress state hence 2 This kind of deformation condition is in the region EOG of the diagram of the stamping strain see Fig 1 1 and in the region COD of the diagram of the stamping stress see Fig 1 2 2 When 0and t 0 according to Equation 1 2 2 0 and 0 This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses if the stress with the maximum absolute value is the strain in this direction must be negative that is in the state of compressive forming Also because 0 and t 0 The strain in the thickness direction of the blank t is positive and the thickness increases The deformation condition in the radial direction depends on the values of and When 2 0 when 2 0 and when 0 The range of is 0 When it is in equibiaxial tensile stress state hence 0 This kind of deformation is in the region GOL of the diagram of the stamping strain see Fig 1 1 and in the region DOE of the diagram of the stamping stress see Fig 1 2 3 The deformation zone of the stamping blank is subjected to two stresses with opposite signs and the absolute value of the tensile stress is larger than that of the compressive stress There exist two cases to be analyzed as follow 1 When 0 according to Equation 1 2 2 0 and 0 This result shows that in the plane stress state with opposite signs if the stress with the maximum absolute value is tensile the strain in the maximum stress direction is positive that is in the state of tensile forming Also because 0 therefore When then 0 0 0 according to Equation 1 2 by means of the same analysis mentioned above 0 that is the deformation zone is in the plane stress state with opposite signs If the stress with the maximum absolute value is tensile stress the strain in this direction is positive that is in the state of tensile forming The strain in the radial direction is negative When then 0 0 0 according to Equation 1 2 2 0 and 0 and 0 therefore 2 0 The strain in the tensile stress direction is positive or in the state of tensile forming The range of is 0 When then 0 0 0 according to Equation 1 2 and by means of the same analysis mentioned above When then 0 0 AON GOH TensileBiaxial tensile stress state 0 0 AOC AOH Tensile Table 1 1 Comparison between states of stress and strain in stamping Table 1 2 Comparison between tensile and compressive forming Item Tensile forming Compressive forming Representation of the quality problem in the deformation zone Fracture in the deformation zone due to excessive deformation Instability wrinkle caused by compressive stress Forming limit 1 Mainly depends on the plasticity of the material and is irrelevant to the thickness 2 Can be estimated by extensibility or the forming limit DLF 1 Mainly depends on the loading capability in the force transferring zone 2 Depends on the anti instability capability 3 Has certain relationship to the blank thickness Variation of the blank thickness in the deformation zone Thinning Thickening Methods to improve forming limit 1 Improve the plasticity of the material 2 Decrease local deformation and increase deformation uniformity 3 Adopt an intermediate heat treatment process 1 Adopt multi pass forming process 2 Change the mechanics relationship between the force transferring and deformation zones 3 Adopt anti wrinkle measures Fig 1 1 Diagram of stamping strain EOG COD Compressiv e Biaxial compressive stress state 0 0 MON FOG TensileStateof stress with opposite signs 0 LOM EOF Compressiv e COD AOB TensileState of stress with opposite signs 0 DOE BOC Compressiv e tensil formgbudprawcompesiv fngcompresiv fnxandgrwibultes fomkkexpadi 4 Fig 1 2 Diagram of stamping stress TensilformgCompresinfgSthCapbily ofn wrkeudscmvtPatcyCpbil ofat neckgDrmuifoy dextnscapblPlatciyCiy oft wrkeDmatincd sAorpy valuefHgchtisnChemistr copnSuDadHrinchtesSGa HinchrtesDapMchnil roetyTvudRaksChmtr copneSufd Fig 1 3 Examples for systematic research methods 中文譯文 沖壓變形 沖壓變形工藝可完成多種工序 其基本工序可分為分離工序和變形工序兩大類 分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工藝方法 主要有落料 沖孔 切 邊 剖切 修整等 其中有以沖孔 落料應(yīng)用最廣 變形工序是使坯料的一部分相對另一 部分產(chǎn)生位移而不破裂的工藝方法 主要有拉深 彎曲 局部成形 脹形 翻邊 縮徑 校形 旋壓等 從本質(zhì)上看 沖壓成形就是毛坯的變形區(qū)在外力的作用下產(chǎn)生相應(yīng)的塑性變形 所以 變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和變形性質(zhì)是決定沖壓成形性質(zhì)的基本因素 因此 根據(jù)變形區(qū)應(yīng)力狀 態(tài)和變形特點(diǎn)進(jìn)行的沖壓成形分類 可以把成形性質(zhì)相同的成形方法概括成同一個(gè)類型并 進(jìn)行系統(tǒng)化的研究 絕大多數(shù)沖壓成形時(shí)毛坯變形區(qū)均處于平面應(yīng)力狀態(tài) 通常認(rèn)為在板材表面上不受外 力的作用 即使有外力作用 其數(shù)值也是較小的 所以可以認(rèn)為垂直于板面方向的應(yīng)力為 零 使板材毛坯產(chǎn)生塑性變形的是作用于板面方向上相互垂直的兩個(gè)主應(yīng)力 由于板厚較 小 通常都近似地認(rèn)為這兩個(gè)主應(yīng)力在厚度方向上是均勻分布的 基于這樣的分析 可以 把各種形式?jīng)_壓成形中的毛坯變形區(qū)的受力狀態(tài)與變形特點(diǎn) 在平面應(yīng)力的應(yīng)力坐標(biāo)系中 沖壓應(yīng)力圖 與相應(yīng)的兩向應(yīng)變坐標(biāo)系中 沖壓應(yīng)變圖 以應(yīng)力與應(yīng)變坐標(biāo)決定的位置來表示 也就是說 沖壓應(yīng)力圖與沖壓應(yīng)變圖中的不同位置都代表著不同的受力情況與變形特點(diǎn) 1 沖壓毛坯變形區(qū)受兩向拉應(yīng)力作用時(shí) 可以分為兩種情況 即 0 t 0 和 0 t 0 再這兩種情況下 絕對值最大的應(yīng)力都是拉應(yīng)力 以下對這兩種情況 進(jìn)行分析 1 當(dāng) 0 且 t 0 時(shí) 安全量理論可以寫出如下應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系式 1 1 m m t t m k 式中 t 分別是軸對稱沖壓成形時(shí)的徑向主應(yīng)變 切向主應(yīng)變和厚度方向 上的主應(yīng)變 t 分別是軸對稱沖壓成形時(shí)的徑向主應(yīng)力 切向主應(yīng)力和厚度方向上的 主應(yīng)力 m 平均應(yīng)力 m t 3 k 常數(shù) 在平面應(yīng)力狀態(tài) 式 1 1 具有如下形式 3 2 3 2 t 3 t t k 1 2 因?yàn)?0 所以必定有 2 0 與 0 這個(gè)結(jié)果表明 在兩向拉應(yīng)力 的平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí) 如果絕對值最大拉應(yīng)力是 則在這個(gè)方向上的主應(yīng)變一定是正應(yīng) 變 即是伸長變形 又因?yàn)?0 所以必定有 t 0 與 t2 時(shí) 0 當(dāng) 0 的變化范圍是 0 在雙向等拉力狀態(tài)時(shí) 有式 1 2 得 0 及 t 0 且 t 0 時(shí) 有式 1 2 可知 因?yàn)?0 所以 2 定有 2 0 與 0 這個(gè)結(jié)果表明 對于兩向拉應(yīng)力的平面應(yīng)力狀態(tài) 當(dāng) 的絕對值最大時(shí) 則在這個(gè)方向上的應(yīng)變一定時(shí)正的 即一定是伸長變形 又因?yàn)?0 所以必定有 t 0 與 t 0 當(dāng) 0 的變化范圍是 0 當(dāng) 時(shí) 0 也就是在雙向等 拉力狀態(tài)下 在兩個(gè)拉應(yīng)力方向上產(chǎn)生數(shù)值相同的伸長變形 在受單向拉應(yīng)力狀態(tài)時(shí) 當(dāng) 0 時(shí) 2 也就是說 在受單向拉應(yīng)力狀態(tài)下其變形性質(zhì)與一般的簡單拉伸 是完全一樣的 這種變形與受力情況 處于沖壓應(yīng)變圖中的 AOC 范圍內(nèi) 見圖 1 1 而在沖壓應(yīng)力 圖中則處于 AOH 范圍內(nèi) 見圖 1 2 上述兩種沖壓情況 僅在最大應(yīng)力的方向上不同 而兩個(gè)應(yīng)力的性質(zhì)以及它們引起的 變形都是一樣的 因此 對于各向同性的均質(zhì)材料 這兩種變形是完全相同的 1 沖壓毛坯變形區(qū)受兩向壓應(yīng)力的作用 這種變形也分兩種情況分析 即 t 0 和 0 t 0 1 當(dāng) 0 且 t 0 時(shí) 有式 1 2 可知 因?yàn)?0 一定有 2 0 與 0 這個(gè)結(jié)果表明 在兩向壓應(yīng)力的平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí) 如果絕對值最大拉應(yīng) 力是 0 則在這個(gè)方向上的主應(yīng)變一定是負(fù)應(yīng)變 即是壓縮變形 又因?yàn)?0 與 t 0 即在板料厚度方向上的應(yīng) 變是正的 板料增厚 在 方向上的變形取決于 與 的數(shù)值 當(dāng) 2 時(shí) 0 當(dāng) 2 時(shí) 0 當(dāng) 0 這時(shí) 的變化范圍是 與 0 之間 當(dāng) 時(shí) 是雙向等壓力狀態(tài)時(shí) 故 有 0 當(dāng) 0 時(shí) 是受單向壓應(yīng)力狀態(tài) 所以 2 這種變形情況處 于沖壓應(yīng)變圖中的 EOG 范圍內(nèi) 見圖 1 1 而在沖壓應(yīng)力圖中則處于 COD 范圍內(nèi) 見 圖 1 2 2 當(dāng) 0 且 t 0 時(shí) 有式 1 2 可知 因?yàn)?0 所以一定有 2 0 與 0 這個(gè)結(jié)果表明 對于兩向壓應(yīng)力的平面應(yīng)力狀態(tài) 如果絕對值最 大是 則在這個(gè)方向上的應(yīng)變一定時(shí)負(fù)的 即一定是壓縮變形 又因?yàn)?0 與 t 0 即在板料厚度方向上的應(yīng) 變是正的 即為壓縮變形 板厚增大 在 方向上的變形取決于 與 的數(shù)值 當(dāng) 2 時(shí) 0 當(dāng) 2 0 當(dāng) 0 這時(shí) 的數(shù)值只能在 0 之間變化 當(dāng) 時(shí) 是雙向等壓力狀 態(tài) 所以 0 這種 變形與受力情況 處于沖壓應(yīng)變圖中的 GOL 范圍內(nèi) 見圖 1 1 而在沖壓應(yīng)力圖中則處 于 DOE 范圍內(nèi) 見圖 1 2 1 沖壓毛坯變形區(qū)受兩個(gè)異號應(yīng)力的作用 而且拉應(yīng)力的絕對值大于壓應(yīng)力的絕對 值 這種變形共有兩種情況 分別作如下分析 1 當(dāng) 0 時(shí) 由式 1 2 可知 因?yàn)?0 所以一定有 2 0 及 0 這個(gè)結(jié)果表明 在異號的平面應(yīng)力狀態(tài)時(shí) 如果絕對值最大應(yīng)力是拉應(yīng)力 則在這個(gè)絕對值最大的拉應(yīng)力方向上應(yīng)變一定是正應(yīng)變 即是伸長變形 又因?yàn)?0 所以必定有 0 0 0 時(shí) 由式 1 2 可知 用與前項(xiàng)相同的 方法分析可得 0 即在異號應(yīng)力作用的平面應(yīng)力狀態(tài)下 如果絕對值最大應(yīng)力是拉應(yīng) 力 則在這個(gè)方向上的應(yīng)變是正的 是伸長變形 而在壓應(yīng)力 方向上的應(yīng)變是負(fù) 的 0 0 0 時(shí) 由式 1 2 可知 因?yàn)?0 所以一定有 2 0 及 0 0 必定有 2 0 即在拉應(yīng)力方向上的應(yīng)變是 正的 是伸長變形 這時(shí) 的變化范圍只能在 與 0 的范圍內(nèi) 當(dāng) 時(shí) 0 0 0 時(shí) 由式 1 2 可知 用與前項(xiàng)相同的 方法分析可得 0 0 AON GOH 伸長類雙向受拉 0 0 AOC AOH 伸長類 EOG COD 壓縮類雙向受壓 0 0 MON FOG 伸長類異號應(yīng)力 0 LOM EOF 壓縮類 COD AOB 伸長類異號應(yīng)力 0 DOE BOC 壓縮類 伸 長 類 成 形脹 形拉 深 翻邊壓 縮類成形 壓 縮類成形 擴(kuò)口拉 深 脹 形伸 長 類 成 形縮 口 縮口擴(kuò) 口 4 翻 邊 圖 1 3 沖壓應(yīng)變圖沖 壓 成 形極 限 變 形 區(qū) 的成 形 極 限傳 動(dòng) 區(qū) 的成 形 極 限 伸 長 類變 形壓 縮 類變 形強(qiáng) 度抗 拉 與 抗 壓縮 失 衡 能 力 塑 性抗 縮 頸能 力變 形 均化 與 擴(kuò)展 能 力塑 性抗 起 皺能 力變 形 力 及其 變 化 各 向 異 性 值硬 化 性 能變 形 抗 力化 學(xué) 成 分組 織變 形 條 件硬 化 性 能應(yīng) 力 狀 態(tài)應(yīng) 變 梯 度硬 化 性 能模 具 狀 態(tài)力 學(xué) 性 能值 與 值相 對 厚 度化 學(xué) 成 分組 織變 形 條 件 圖 1 3 體系化研究方法舉例 編 號 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題目 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號 0923215 學(xué)生姓名 王 吉 指導(dǎo)教師 鐘建剛 職稱 副教授 職稱 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明 所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 鎖芯套冷沖壓工藝及 級進(jìn)模設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果 其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 中特別加以標(biāo)注引用 表示致謝的內(nèi)容 外 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 不包含任何其他個(gè)人 集體已發(fā)表或撰寫的成 果作品 班 級 機(jī)械 95 學(xué) 號 0923215 作者姓名 2013 年 5 月 25 日 I 無 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一 題目及專題 1 題目 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 2 專題 二 課題來源及選題依據(jù) 來源于無錫明達(dá)電器有限公司 是電器產(chǎn)品上的一個(gè)零件 模具是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)專業(yè)方向 選擇模具方 向的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目完全符合本專業(yè)的要求 從應(yīng)用性方面來說 模 具又是生產(chǎn)效率極高的工具之一 能有效保證產(chǎn)品一致性和可更換 性 具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景 連續(xù)模在模具中技術(shù)含量高 制造 裝配難度大 因此本課題研究連續(xù)模的沖壓工藝 排樣方案 模具結(jié)構(gòu)分析等方面 同時(shí)要求學(xué)生要有良好的心理素質(zhì)和仔細(xì)認(rèn) 真的作風(fēng) 對學(xué)生也是一次很好的練習(xí)機(jī)會 三 本設(shè)計(jì) 論文或其他 應(yīng)達(dá)到的要求 綜合應(yīng)用各種所學(xué)的專業(yè)知識 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對產(chǎn)品進(jìn)行冷沖壓 工藝分析 制訂完整的沖壓工藝方案 并完成整副模具設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù) 計(jì)算和圖紙 所有圖紙折合 A0 不少于 2 5 張 繪制 具體內(nèi)容如下 II 1 完成模具裝配圖 1 張 A0 或 A1 2 零件圖 主要是非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖 不少于 5 張 3 冷沖壓工藝卡片 1 張 4 設(shè)計(jì)說明書 1 份 15000 字以上 其中參考文獻(xiàn)不少于 10 篇 外文不少于 5 篇 5 翻譯 8000 以上外文印刷字符 折合中文字?jǐn)?shù)約 5000 字的有關(guān)技 術(shù)資料或?qū)I(yè)文獻(xiàn) 內(nèi)容要盡量結(jié)合課題 四 接受任務(wù)學(xué)生 機(jī)械 95 班 姓名 王 吉 五 開始及完成日期 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六 設(shè)計(jì) 論文 指導(dǎo) 或顧問 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所 所長 簽名 系主任 簽名 III 2012 年 11 月 12 日 IV 摘 要 沖壓模具的工作原理主要是根據(jù)零件的外形及工藝要求選用合適的凸模和凹模將板 料分離或成形而得到所需制件 因?yàn)槟＞咧饕糜诠ぜ拇笈可a(chǎn) 而且模具需要保 證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量 所以要考慮模具的設(shè)計(jì)能否滿足工件的工藝性 能 否加工出合格的零件 以及后來的維修和存放是否合理等 本次設(shè)計(jì)中不僅要確保設(shè)計(jì) 的模具做出的零件能滿足工作要求 模具要有足夠的使用壽命 還要考慮到它的實(shí)際工 作環(huán)境和必須完成的設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)一系列的分析 設(shè)計(jì) 查表 計(jì)算 最終確定模具 的模架采用對角型模架 凸模凹模采用分別加工法 這樣可以采用線切割等數(shù)控設(shè)備來 一次完成全部的工序加工 卸料方式采用彈性卸料 排樣方式采用有廢料斜排的方式以 及采用級進(jìn)沖壓 關(guān)鍵詞 落料 翻邊 沖孔 級進(jìn)模 V Abstract This is a lock core sleeve plate punching flange blanking Progressive die mould design The principle of punching mould is to choose the suitable mould to separate sheet metal to get parts needed according to the shape of the parts and technological requirements Because the mould major to produce a lot of parts and mould need to ensure the precision and quality of products so the design and manufacture of the mould need to consider the mould design could meet with the technology of the design can work out qualified parts and maintenance and storage whether reasonable etc This design not only need to make sure that the parts can meet the job requirements to make sure it have enough service life to consider its actual work environment and design task must be completed According to a series of analysis designing watch checking calculation and finally determined that the mode of the mould frame with diagonal type formwork the punch concave die processing method was used respectively so can the linear incision and other numerical control equipment to a complete all of the process Unloading way using elastic and discharging Layout means uses the waste inclined row of style and the stamping means uses level into stamping Key words Blanking Flanging Punching Progressive die VI V 目 錄 摘 要 III ABSTRACT IV 目 錄 V 1 緒論 1 1 1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 1 1 3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 1 2 工藝性分析和工藝方案的確定 3 2 1 零件圖 3 2 2 零件的工藝性分析 3 2 3 模具材料的選用 4 2 3 1 冷沖模材料的選用要求 4 2 3 2 材料的選擇原則 4 2 4 沖裁工藝方案的確定 4 2 5 排樣 5 2 5 1 排樣方法 5 2 5 2 搭邊值與條料寬度及工位的確定 6 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 9 3 1 翻邊力的計(jì)算 9 3 1 1 預(yù)沖孔大小的確定 9 3 1 2 翻邊系數(shù) 9 3 2 沖裁力的計(jì)算 10 3 3 卸料力 推件力 頂出力的計(jì)算 11 3 4 沖壓力的計(jì)算 12 3 5 沖模壓力中心的確定 12 3 6 沖壓設(shè)備的確定 14 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4 1 凹模凸模設(shè)計(jì) 16 4 1 1 凸 凹模分別加工時(shí)的計(jì)算法 16 4 1 2 凸 凹模配作加工時(shí)的計(jì)算方法 21 4 2 定位方式的選擇 24 4 2 1 浮升兩用銷 24 4 2 2 引導(dǎo)銷 25 4 3 卸料 出件方式的選擇 27 4 4 模架及零件 27 4 5 其余零部件的選擇與尺寸的確定 29 5 總結(jié)和展望 33 VI 5 1 結(jié)論 33 5 2 不足之處及未來展望 33 致 謝 34 參考文獻(xiàn) 35 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1 1 本課題的研究內(nèi)容和意義 本課題研究對鎖芯套零件的連續(xù)模設(shè)計(jì) 其中包括沖壓工藝 排樣方案 模具結(jié)構(gòu) 分析等方面 通過平時(shí)的學(xué)習(xí)和專業(yè)老師的精心指導(dǎo)以及查閱大量資料 從而進(jìn)行的模 具設(shè)計(jì) 首先 要對零件的工藝進(jìn)行分析 課題的鎖芯套零件的方按 采用先沖孔 再預(yù)剪 之后翻邊 最后落料的工藝 其次 是對零件的排樣方按的設(shè)定 通過計(jì)算 選擇最優(yōu) 的排樣方按 之后 則是對沖壓凹凸模的設(shè)計(jì)計(jì)算 合理的沖裁間隙關(guān)系著沖裁模的沖 裁質(zhì)量和沖裁模具本身的壽命 也是模具設(shè)計(jì)中較為重要的一個(gè)環(huán)節(jié) 最后是模架和壓 力機(jī)的選用 模具是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)專業(yè)方向 選擇模具方向的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目完 全符合本專業(yè)的要求 從應(yīng)用性方面來說 模具又是生產(chǎn)效率極高的工具之一 能有效 保證產(chǎn)品一致性和可更換性 具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景 連續(xù)模在模具中技術(shù)含 量高 制造 裝配難度大 因此本課題研究連續(xù)模的沖壓工藝 排樣方案 模具結(jié)構(gòu)分 析等方面 同時(shí)要求學(xué)生要有良好的心理素質(zhì)和仔細(xì)認(rèn)真的作風(fēng) 對學(xué)生也是一次很好 的鍛煉機(jī)會 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 隨著電子 信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展 模具 CAD CAE CAM 正向集成化 三維化 智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 模具 CAD CAE CAM 技術(shù)是模具設(shè)計(jì) 制造技術(shù)的發(fā)展方向 模具和工件的檢測數(shù)字 模具軟件功能集成化 模具設(shè)計(jì) 分析及制造的三維化 模具 產(chǎn)業(yè)的逆向工程以及模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化是主趨勢 模具發(fā)展日新月異 今后其發(fā)展趨勢大致包括以下方面 1 發(fā)展高效模具 對于大批量生產(chǎn)用模具 應(yīng)向高效率發(fā)展 如為了適應(yīng)當(dāng)前高速壓 力機(jī)的使用 應(yīng)發(fā)展多工位級進(jìn)模以提高生產(chǎn)效率 2 發(fā)展簡易模具 對于小批量生產(chǎn)用模具 為降低成本 縮短模具制造周期 盡量發(fā) 展薄板沖模 鋅合金 低熔點(diǎn)合金 環(huán)氧樹脂等簡易模 3 發(fā)展多功能模具 為了提高效率和保證制品的質(zhì)量 要采用多工位級進(jìn)模及具有組 合功能的雙色 多色塑料注射模等 4 發(fā)展高壽命模具 高效率必然需要高壽命 為了達(dá)到高壽命 除模具本身結(jié)構(gòu)優(yōu)化 外 還要對材料的選用和熱處理 表面強(qiáng)化技術(shù)予以開發(fā)和創(chuàng)新 5 發(fā)展高精度模具 要實(shí)現(xiàn)模具的高精度 在模具的設(shè)計(jì)與加工中必然要使用高精度 加工設(shè)備和高技術(shù)加工工藝 要進(jìn)一步發(fā)展數(shù)控機(jī)床和加工中心的使用 要發(fā)展 CAD CAE CIM 等高新技術(shù) 目前 我國的模具工業(yè)與國外發(fā)達(dá)國家相比 精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比 重還比較低 CAD CAE CAM 技術(shù)的普及度不高 許多先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛 特別 是在大型 精密 復(fù)雜和長壽命模具技術(shù)上存在著明顯的差距 1 3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 綜合應(yīng)用各種所學(xué)的專業(yè)知識 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對產(chǎn)品進(jìn)行冷沖壓工藝分析 制訂 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 完整的沖壓工藝方案 并完成整副模具設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)計(jì)算和圖紙 所有圖紙折合 A0 不少于 2 5 張 繪制 具體內(nèi)容如下 1 完成模具裝配圖 1 張 A0 或 A1 2 零件圖 主要是非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖 不少于 5 張 3 冷沖壓工藝卡片 1 張 4 設(shè)計(jì)說明書 1 份 15000 字以上 其中參考文獻(xiàn)不少于 10 篇 外文不少于 5 篇 5 翻譯 8000 以上外文印刷字符 折合中文字?jǐn)?shù)約 5000 字的有關(guān)技術(shù)資料或?qū)I(yè)文 獻(xiàn) 內(nèi)容要盡量結(jié)合課題 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 3 2 工藝性分析和工藝方案的確定 2 1 零件圖 工件名稱 鎖芯套 生產(chǎn)批量 大批量 材 料 08F 厚 0 5mm 圖 2 1 零件圖 2 2 零件的工藝性分析 此零件的外形 兩個(gè) 1 5m 的和一個(gè) 4 0m的孔可通過落料 沖孔加工出來 中 間帶有凸臺的孔可用兩種方法沖壓 一種是先拉深 然后從底部沖孔 此種方法在進(jìn)行 拉伸時(shí) 圓錐部位的材料一部分是從底面流動(dòng)而來 另一部分是從主板上流動(dòng)而來 而 后者若材料流動(dòng)留有余量 就要增加工件排樣的步距 從而增加材料的消耗 第二種方 法是先沖孔再?zèng)_壓 此則屬于翻邊工序 翻邊時(shí)材料流動(dòng)的特點(diǎn)是預(yù)孔周圍的材料沿著 圓周方向伸長 使材料變薄 而徑向材料長度幾乎不變 因而不會引起主板上的材料流 動(dòng) 排樣時(shí)按正規(guī)沖裁設(shè)計(jì)的搭邊值即可 可以節(jié)省材料 因此采用第二種方法 沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性 在一般情況下 對沖壓件工藝性 影響最大的是幾何形狀尺寸和精度要求 沖裁件的形狀應(yīng)能符合材料合理排樣 減少廢 料 下面是沖壓需滿足的工件的工藝性 1 沖裁各直線或曲線的連接處 宜有適當(dāng)圓角 2 沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小 并應(yīng)避免過長的懸臂與窄槽 3 腰圓形件 圓弧半徑應(yīng)大于料寬的一半 及能采用少廢料排樣 如圓弧半徑等 于工 件寬度一半 就不能采用少廢料排樣 否則會有臺肩產(chǎn)生 4 沖孔時(shí) 由于受到凸模強(qiáng)度的限制 孔的尺寸不宜過小 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 5 沖裁件的孔與孔之間 孔與邊緣之間的距離不宜太短 2 3 模具材料的選用 2 3 1 冷沖模材料的選用要求 冷沖模包括沖裁模 彎曲模 拉深模 成形模和冷擠壓模等 冷沖模在工作中承受 沖擊 拉深 壓縮彎曲 疲勞磨擦等機(jī)械的作用 模具常常發(fā)生脆斷 堆塌 磨損 啃 傷和軟化等形成的失效 因此 作為冷沖模主要材料的鋼材 應(yīng)具有的性能有 1 應(yīng)具有較高的變形抗力 主要抗力指標(biāo)包括淬火 回火抗壓強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度等 其中硬度是模具重要的抗力指標(biāo) 高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件 工作零件熱 處理后的硬度達(dá)到 60HRC 才能保證模具具有較高的抗變形能力 2 應(yīng)具有較高的斷裂抗力 主要抗力指標(biāo)有材料的抗沖擊性能 抗壓強(qiáng)度 抗彎 強(qiáng)度 沖擊載荷下抵抗模具產(chǎn)生裂紋的能力 也是作為防止斷裂的一個(gè)重要依據(jù) 一般 情況下 韌性越高的材料斷裂抗力越大 而材料基體中碳含量越高沖擊韌性越高 所以 載荷較大的冷沖鐓 易受偏心彎曲載荷的剪切模 細(xì)長凸?；蛴袘?yīng)力集中的模具 都需 要有較高的韌性 基體中含碳量要高 3 應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能 模具在交變應(yīng)力條件下易產(chǎn)生疲勞破壞 表面易形成刮痕凹槽等 因此對于在一定條件下工作的模具鋼 為了提高耐磨性和抗疲 勞性能 需要在硬度高的基體上均勻分布大量細(xì)小的碳化物 4 應(yīng)具有較好的冷 熱加工工藝性 鋼材的加工性能包括可鍛性 可加工性 淬透性 淬硬性 脫碳敏感性和較小變形傾向等 以方便模具的加工 易于成形及防止 熱處理后變形等 2 3 2 材料的選擇原則 1 鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素 要針對模具的失效形式選用鋼材 為防模具開裂 要選用韌性好的材料 為防磨損 應(yīng)選用合金元素高的材料 對于大型沖模應(yīng)選用淬透性好的材料 為保持鋼材硬度 要選用耐回火性高的含鉻 鉬合金鋼 為防熱處理變形 對于形狀復(fù)雜的零件應(yīng)選用含碳量高 淬透性好的合金材料 2 要根據(jù)制品批量大小選用材料 對于制品批量大的模具 一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼 而批量小的模具則采用碳素鋼 以降低成本 本模具用于制品的大批量生產(chǎn) 所以選用 優(yōu)質(zhì)合金鋼 3 要根據(jù)沖模零件的作用選擇 凸模凹?？刹捎糜猩饘倩蚝谏饘?而對于支 撐板 卸料零件 導(dǎo)向件應(yīng)選用一般鋼材 最終選擇凸模凹模用 9SiGr 支撐板 卸料零 件 導(dǎo)向件等用 45 2 4 沖裁工藝方案的確定 該零件的加工包括沖孔 翻邊 落料三個(gè)工序 有以下三種工藝方案 1 先沖孔 后翻邊和落料 采用單工序模生產(chǎn) 2 先沖孔翻邊后落料復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 3 沖孔翻邊落料級進(jìn)沖壓 采用級進(jìn)模生產(chǎn) 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 5 根據(jù)零件的特點(diǎn) 經(jīng)過對模具的分析可知采用級進(jìn)模生產(chǎn)比較合適 工作效率也高 2 5 排樣 2 5 1 排樣方法 目前 在我國沖壓生產(chǎn)中 沖裁件的坯料形狀多數(shù)是條料和帶料 而條料多數(shù)是由 大張板料裁剪而成的 合理的排樣對提高材料的利用率 降低材料的消耗 提高沖裁件 的精度和蟲牙模具的壽命有著極大的影響 常用的排樣方法有三種 1 有廢料排樣 沿工件全部外形沖裁 在沖件周邊都留有搭邊因此材料利用率低 但沖件尺寸完全由沖模來保證 因此精度高 模具壽命也高 生產(chǎn)中絕大多數(shù)沖裁件都 是采用有廢料排樣 2 少廢料排樣 沿著工件部分外形切斷或沖裁 只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊 之間留有搭邊 因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響 其沖件質(zhì)量稍差 同時(shí)邊緣毛刺 被凸模帶入間隙也影響模具壽命 但材料利用率稍高 沖模結(jié)構(gòu)簡單 3 無廢料排樣 沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件 無任何搭邊 沖件的質(zhì)量和 模具壽命更差一些 但材料利用率最高 勞動(dòng)生產(chǎn)率也高 少廢料 無廢料排樣的缺點(diǎn)是工件質(zhì)量差 模具壽命不高 但這兩種排樣可以節(jié)省 材料 還有簡化模具結(jié)構(gòu) 降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn) 并且工件須具有一定的形 狀才能采用 上述三類排樣方法 按工件的外形特征主要分為直排 斜排 直對排 斜 對排 混合排 多行排等形式 圖 2 2 為此制件的三種排樣方案 現(xiàn)就這三種方案進(jìn)行比較分析 方案 為斜排 方 案 為直排 方案 為對排 三種方案從制件精度 沖模結(jié)構(gòu)及模具壽命相比都差不多 但從材料利用率考慮 方案 的材料利用率最高 方按 次之 方案 的材料利用率最 差 但方按 沖裁時(shí)材料需要調(diào)頭 較為麻煩 綜合考慮 方案 為最合理的排樣方案 根據(jù)以上分析 最終確定采用有廢料斜排的方式 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 2 2 排樣方案 2 5 2 搭邊值與條料寬度及工位的確定 1 搭邊值的確定 排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊 搭邊的作用 一是補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差 確保沖出合格零件 二是增加條料剛度 方便條料送進(jìn) 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 同時(shí) 搭邊還可以避免沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉人模具間隙 從而 提高模具壽命 搭邊值對沖裁過程及沖裁件質(zhì)量有很大的影響 因此一定要合理確定搭邊數(shù)值 搭 邊過大 材料利用率低 搭邊過小時(shí) 搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠 沖裁時(shí)容易翹曲或被拉 斷 不僅會增大沖裁件毛刺 有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙 造成沖裁力不均 損壞模具 刃口 根據(jù)生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì) 正常搭邊比無搭邊沖裁時(shí)的模具壽命高 50 以上 搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的 查表 2 1 可得排樣時(shí)選用的最小搭邊值 3a 12 0 a為工件與工件搭邊 1a為工件與條料邊緣之間的搭邊 1 表 2 1 最小搭邊值經(jīng)驗(yàn)表 手工送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 自動(dòng)送料 條料寬度 a1a1a1a1 1 1 5 1 5 2 1 5 3 2 3 2 1 2 2 1 5 2 5 2 3 5 2 5 3 2 2 3 2 5 2 3 2 5 4 3 5 3 2 3 4 3 2 5 3 5 3 5 4 4 3 4 5 4 3 5 4 6 5 5 4 5 6 5 4 6 5 7 6 6 5 6 8 6 5 7 6 8 7 7 6 8 7 6 8 7 9 8 8 7 2 條料寬度的確定 在排樣方式和搭邊值確定之后 就可以確定條料的寬度 零件精度要求不高 為了簡化模具 采用無測壓裝置 由表 2 2 查得條料與導(dǎo)料板 間間隙最小值為 z0 5m 表 2 2 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 Zmin 無側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 條料寬度 B 條料寬度 B材料厚度 t 100 以下 100 200 200 300 100 以下 100 以上 約 1 0 5 0 5 1 5 8 1 5 0 5 1 1 5 8 條料寬度 B 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 7 1BD 2 a 式子 B 條料寬度尺寸 mm D 工件在條料寬度方向上的尺寸 mm 1 工件與條料邊緣之間的搭邊值 mm 由公式得 40 52 4 5m 導(dǎo)料板之間的距離 A 1A2a z 0 4 5 圖 2 3 料寬步距圖 3 步距的確定 步距 SD a 式子 S 步距 mm D 工件在送料方向上的尺寸 mm 1a 工件與工件之間的搭邊值 mm 由公式得 21 9834 m 4 零件加工工位的確定 零件加工分為 5 個(gè)工位 如圖 2 4 第一工位 沖 2 個(gè) 孔 第二工位 沖 1 個(gè) 4孔和翻邊預(yù)沖工藝孔 第三工位 部分落料 第四工位 翻邊 第五工位 最后落料 工件從底孔中漏出 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 2 4 加工工位圖 由以上分析可知 該模具的動(dòng)作過程為 先沖出翻邊時(shí)用的工藝孔和 3 個(gè)沖裁孔 然后預(yù)剪 之后是翻邊 最后完全落料 原因是翻邊時(shí)的拉扯力會導(dǎo)致相臨工件變形 預(yù)剪以減少工件變形 模具的動(dòng)作需要在不同的工位上完成 所以模具的定位要絕對正 確 才能沖制出合格的產(chǎn)品 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 9 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 3 1 翻邊力的計(jì)算 翻邊的計(jì)算有 1 計(jì)算翻邊前的毛坯孔徑 2 變形程度計(jì)算 3 翻邊力的計(jì)算 根據(jù) 工件圖計(jì)算翻邊前毛坯孔徑 稱為底孔孔徑 底孔周邊材料在翻邊時(shí)材料沒有徑向流動(dòng) 3 1 1 預(yù)沖孔大小的確定 圖 3 1 翻邊圖 毛坯的計(jì)算 如圖 3 1 2 預(yù)沖孔直徑 11dD rt 2h9 80 35 21 7 468 這里取孔的直徑為 4 7m 翻邊后的厚度 10t sqrtd 5sqrt4 7 9 這里取 1t0 38 翻邊后直邊的平均直徑 1 t 28 03 28 m 這里取 D 4 3 1 2 翻邊系數(shù) Kd 3 1 式中 K 系數(shù) d 預(yù)沖孔直徑 D 翻邊后直邊的平均直徑 K 值愈大 變形程度愈小 K 值愈小 變形程度愈大 由公式 3 1 得 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 K3 7 8 0 5 根據(jù)表 3 1 符合要求 表 3 1 低碳鋼的極限翻孔系數(shù) 比值 do t 翻邊方法 孔的加工方法 100 50 35 20 10 8 6 5 5 3 1 0 70 0 60 0 52 0 45 0 36 0 33 0 31 0 30 0 25 0 20 球形凸模 鉆后去毛刺沖 孔 0 75 0 65 0 57 0 52 0 45 0 44 0 43 0 42 0 42 0 80 0 70 0 60 0 50 0 42 0 40 0 37 0 35 0 30 0 25 圓柱形凸模 鉆后去毛刺沖 孔 0 85 0 75 0 65 0 60 0 52 0 50 0 50 0 48 0 47 表 3 2 材料力學(xué)性能 材料名稱 材料牌號 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 Mpa 抗拉強(qiáng)度 Mpa 伸長率 屈服點(diǎn) Mpa 彈性模量 Mpa 08F 220 310 280 390 32 180 10F 260 360 330 450 32 200 190000 15F 220 340 280 420 30 190 8 260 340 300 440 29 210 198000 10 250 370 320 460 28 普通碳素鋼 155 已退火的 270 380 340 480 26 280 202000 3 1 3 翻邊力的計(jì)算采用以下公式 F1 tDd 3 2 式中 F 翻邊里 單位為 N 材料的屈服強(qiáng)度 單位為 Mpa D 翻邊直徑 單位為 mm d 毛坯的預(yù)沖孔 單位為 mm t 毛坯厚度 單位為 mm 由公式 3 2 得 F1 0 58 47150 N 3 2 沖裁力的計(jì)算 該模具采用平刃口模具進(jìn)行沖裁 其理論沖裁力 F N 可按下式計(jì)算 KLt 3 3 式中 K 系數(shù) L 沖裁件周長 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 Mpa 選擇設(shè)備時(shí) 需要考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動(dòng)等因素 實(shí)際沖裁力可 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 11 能增大 所以一般取 因?yàn)樵谠撃＞咧行枰獩_壓的部位主要有外形 兩個(gè)直徑為K1 3 1 5 的孔 直徑為 4 的孔 直徑為 8 2 的孔和直徑為 4 7 的工藝孔 計(jì)算其周長分別為 材料厚度 材料抗剪強(qiáng)度9m 72 6m5 814 mt 0 5m 310Mpa 由公式 3 3 得 FKLt 390 948 N 外1 514751705 4 t 26 32 8 28 4 7F Lt 30 98 沖裁力 1 548 24 7P F 外 951 2 36 N 3 3 卸料力 推件力 頂出力的計(jì)算 在沖裁過程結(jié)束后 由于材料的彈性恢復(fù) 會使沖孔件箍在沖孔頭上 落料件卡在 凹模洞口內(nèi) 為了使沖裁工作能夠順利 連續(xù)的進(jìn)行下去 在沖裁過程完成以后 必須 迅速的由卸料機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)完成卸料推件 或頂件 工作 由于卸料推件 或頂件 會使 沖壓設(shè)備負(fù)荷增加 因此在選擇沖床噸位和設(shè)計(jì)沖模的卸料機(jī)構(gòu)及頂出機(jī)構(gòu)之前 先要計(jì)算出卸料力 推件力和頂件力 卸料力是將箍在凸模上的板料卸下時(shí)所需要的力 推件力是將落料件順著沖裁凹模 洞口推出時(shí)所需的力 頂件力是將落料件逆著沖裁方向頂出凹模刃口時(shí)所需的力 如下 圖 圖 3 2 卸料力 推件力 頂件力示意圖 由于影響卸料力 推件力和頂件力的因素很復(fù)雜 所以實(shí)際上都是采用經(jīng)驗(yàn)公式來 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 計(jì)算 PKNX 3 4 PKNttn d 式中 X t Pd 分別為卸料力 推件力和頂件力 K 為系數(shù) 其值見下表 3 2 P 沖裁力 n 同時(shí)卡在凹模洞口內(nèi)的落料件數(shù) nH t H 為凹模刃壁垂直部分高度 t 為 料厚 這里采用錐形洞口 因無落料件卡在洞口內(nèi) 故不計(jì)推件力 表 3 3 材料系數(shù) 材料種類及厚度 mm KxKt Kd 0 1 0 065 0 075 0 1 0 14 0 1 0 5 0 045 0 055 0 063 0 08 0 5 0 25 0 04 0 05 0 055 0 06 2 5 6 5 0 03 0 04 0 045 0 05 鋼 6 5 0 02 0 03 0 025 0 03 鋁及鋁合金 0 025 0 08 0 03 0 07 0 003 0 07 紫銅 黃銅 0 02 0 06 0 03 0 09 0 03 0 09 由表查得 K 0 45X 0 8d 由公式 3 4 得 PN 316 42 69Nx 5 d 3 4 沖壓力的計(jì)算 模具采用彈性卸料裝置和彈性頂件裝置沖裁 沖床要同時(shí)克服卸料裝置和頂件裝置 的彈力和沖裁力及翻邊力 故沖壓力按下式計(jì)算 xdPF 沖 3 5 式中 沖 沖床應(yīng)具有的最小沖壓力 P 沖裁力 x和 d 分別為卸料力 頂件力 F 翻邊力 由公式 3 5 得 沖壓力 P3165 42 695 2810367 28 N 沖 3 5 沖模壓力中心的確定 沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為壓力中心 為了保證壓力機(jī)和沖模正常 平穩(wěn)地工作 必 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 13 須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心重合 對于帶模柄的中小型沖模就是要使其壓力 中心與模柄軸心線重合 否則 沖裁過程中壓力機(jī)滑塊和沖模將會承受偏心載荷 使滑 塊導(dǎo)軌和沖模導(dǎo)向部分產(chǎn)生不正常磨損 合理間隙得不到保證 刃口迅速變鈍 從而降 低沖裁件質(zhì)量和模具壽命 甚至損壞模具 因此 設(shè)計(jì)沖模時(shí) 應(yīng)正確計(jì)算出沖裁時(shí)的 壓力中心 并使壓力中心與模柄軸心線重合 若因沖裁件的形狀特殊 從模具結(jié)構(gòu)方面 考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合 也應(yīng)注意盡量使壓力中心的偏離不超出所選 壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍 對于形狀復(fù)雜的沖裁件 可先將組成圖形的輪廓?jiǎng)澐譃槿舾珊唵蔚闹本€段及圓弧段 分別計(jì)算其沖裁力 這些即為分力 由各分力之和算出合力 然后任意選定直角坐標(biāo)軸 XY 并算出各線段的壓力中心至 X 軸和 Y 軸的距離 最后根據(jù) 合力對某軸之矩等于各 分力對同軸力矩之和 的力學(xué)原理 即可求出壓力中心坐標(biāo) 由于線段的沖裁力與線段的長度成正比 所以可以用各線段的長度 1L 2L 3 nL代替公式中各線段的沖裁力 1F 2 3 nF 故壓力中心坐標(biāo) 的計(jì)算公式又可表示為 3 niinLxLLxx 1210 3 6 按比例畫出零件形狀 選定坐標(biāo)系 xoy 如圖 3 3 圖 3 3 壓力中心圖 該零件上下坐標(biāo)對稱 即 0Y 故只需計(jì)算 X 即可 將工件沖裁周邊分成 0L 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 1L 2 3 4L 5 6 7L 8 9 10L 12基本線段 求出各段長度及各 段中心位置 08 9 0X 16 12 24 7L 53 3 49 47X 5 52 6 L 607 7 819 81 X 5 2 9210L 10 5 6 4 12 12X 根據(jù)壓力中心公式 3 6 得 0112 8 LYLYX 3 6 沖壓設(shè)備的確定 沖壓設(shè)備作為模具工作的動(dòng)力機(jī)構(gòu) 是沖壓生產(chǎn)的重要組成部分 同時(shí)也是沖壓工 藝方案設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 沖壓設(shè)備的選擇包括兩部分內(nèi)容 一是選擇設(shè)備的類型 二是選用該設(shè)備的規(guī)格 這兩部分內(nèi)容對于訂制沖壓工藝和設(shè)計(jì)模具都很重要 設(shè)備類型的選擇要依據(jù)沖壓零件的生產(chǎn)批量 零件尺寸的規(guī)格 沖壓工藝特點(diǎn)和生 產(chǎn)效率 安全操作等因素來確定 表 3 4 開式可傾式曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 5 型號 J23 6 3 J23 16 J23 25 J23 40 J23 63 J23 80 J23 100 公稱壓力 kN 63 160 250 400 630 800 1000 達(dá)到公稱壓力時(shí)滑塊距 下止點(diǎn)的距離 mm 3 5 5 6 7 8 9 10 滑塊行程 mm 50 70 80 100 120 130 140 行程次數(shù) 次 分鐘 160 115 100 80 70 60 60 最大封閉高度 mm 170 220 250 300 360 380 400 封閉高度調(diào)節(jié)量 mm 40 60 70 80 90 100 110 滑塊中心到床身 距離 mm 110 160 190 220 260 290 320 工作臺 前后 315 450 560 630 710 800 900 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 15 尺寸 mm 左右 200 300 360 420 480 540 600 前后 150 220 260 300 340 380 420 左右 70 110 130 150 180 210 230工作臺孔尺寸 mm 直徑 110 160 180 200 230 260 300 立柱間距離 mm 150 220 260 300 340 380 420 模柄孔尺寸 直徑 深度 mm2 30 50 50 70 50 70 50 70 50 70 60 75 60 7 5 工作臺板厚度 mm 40 60 70 80 90 100 110 傾角 30 30 30 30 30 25 25 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果沖壓設(shè)備選 J23 40 來進(jìn)行沖壓生產(chǎn) 其主要技術(shù)參數(shù)如下所示 型號 J23 40 公稱壓力 KN 400 公稱壓力行程 mm 4 滑塊行程 mm 100 行程次數(shù) min 1 50 最大模塊高度 mm 250 320 裝模高度調(diào)節(jié)量 mm 80 滑塊中心至機(jī)身距離 mm 230 500 工作臺板尺寸 前后 左右 孔直徑 mm 430 640 80 工作臺板厚度 mm 70 滑塊底面尺寸 前后 左右 mm 430 640 80 工作臺板厚度 mm 70 滑塊底面尺寸 前后 左右 mm 215 245 模柄孔尺寸 直徑 尺寸 mm 50 70 機(jī)身最大可傾斜角度 30 立柱間距離 mm 250 電動(dòng)機(jī) 功率 KW 4 外形尺寸 長 寬 高 mm 1600 1180 2410 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 1 凹模凸模設(shè)計(jì) 沖裁件的尺寸精度主要決定于凸 凹模刃口尺寸及公差 模具的合理間隙值也是靠 凸 凹模刃口尺寸及其公差來保證的 因此 準(zhǔn)確確定凸 凹模刃口尺寸及其公差 是 沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作 在沖裁件尺寸的測量和使用中 都是以光面的尺寸為基準(zhǔn) 由前述沖裁過程可知 落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生 而孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的 所 以 在計(jì)算刃口尺寸時(shí) 應(yīng)按落料和沖孔兩種情況分別考慮 其原則如下 落料時(shí) 因落料件光面尺寸與凹模刃口尺寸相等或基本一致 應(yīng)先確定凹模刃口尺 寸 即以凹模刃口尺寸為基準(zhǔn) 又因落料件尺寸會隨凹模刃口的磨損而增加 為保證凹 模磨損到一定程度仍能沖出合格零件 故凹?；境叽鐟?yīng)取落料件尺寸公差范圍內(nèi)的較 小尺寸 落料凸模的基本尺寸則是在凹模基本尺寸上減去最小合理間隙 沖孔時(shí) 因孔的光面尺寸與凸模刃口尺寸相等或基本一致 應(yīng)先確定凸模刃口尺寸 即以凸模刃口尺寸為基準(zhǔn) 又因沖孔的尺寸會隨凸模刃口的磨損而減少 故凸?；境?寸應(yīng)取沖裁孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸 沖孔凹模的基本尺寸則是在凸?；境叽缟?加上最小合理間隙 凸 凹模刃口的制造公差應(yīng)根據(jù)沖裁件的尺寸公差和凸 凹模加工方法確定 既要 保證沖裁間隙要求和沖出合格零件 又要便于模具加工 凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算與加工方法有關(guān) 基本上可以分為兩類 4 1 1 凸 凹模分別加工時(shí)的計(jì)算法 凸 凹模分別加工是指凸模與凹模分別按各自圖樣上標(biāo)注的尺寸及公差進(jìn)行加工 沖裁間隙由凸 凹模刃口尺寸及公差保證 這種方法要求分別計(jì)算出凸模和凹模的刃口 尺寸及公差 并標(biāo)注在凸 凹模設(shè)計(jì)圖樣上 其優(yōu)點(diǎn)是凸 凹模具有互換性 便于成批 制造 但受沖裁間隙的限制 要求凸 凹模的制造公差較小 主要適用于簡單規(guī)則形狀 圓形 方形或矩形 的沖裁件 1 表 4 1 沖裁凸 凹模工作部分尺寸的計(jì)算公式 表中 PdD 分別為落料凸 凹模的刃口尺寸 mm p 分別為沖孔凸 凹模的刃口尺寸 mm 工序性質(zhì) 沖件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 0 0minppdZD 4 1 0dZdDx 4 2 沖孔 px 4 3 minp 4 4 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 17 dpZ 分別為凸 凹模的制造公差 制件的制造公差 mm min 最小合理間隙值 mm x 磨損系數(shù) 凸模長度按下式計(jì)算 12Lh 式中 1h 卸料背板厚度 mm 2 卸料板厚度 mm 增加長度 mm 一般取 10 20mm 根據(jù)后面部分對各板料厚度的選擇計(jì)算出凸模長度為 150 6mL 表 4 2 初始雙面間隙值表 厚度 t mm 材料 08 10 35 09M2 Q235 Q345 40 50 65Mn Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin 0 5 0 040 0 060 0 040 0 060 0 040 0 060 0 040 0 060 0 6 0 048 0 072 0 048 0 072 0 048 0 072 0 048 0 072 0 7 0 064 0 092 0 064 0 092 0 064 0 092 0 064 0 092 0 8 0 072 0 104 0 072 0 104 0 072 0 104 0 064 0 092 0 9 0 090 0 126 0 090 0 126 0 090 0 126 0 090 0 126 1 0 0 100 0 140 0 100 0 140 0 100 0 140 0 090 0 126 1 2 0 126 0 180 0 132 0 180 0 132 0 180 1 5 0 132 0 240 0 170 0 240 0 170 0 240 1 75 0 220 0 320 0 220 0 320 0 220 0 320 2 0 0 246 0 360 0 260 0 380 0 260 0 380 表 4 3 沖裁件和拉深件未注公差尺寸的偏差表 尺寸的類型基本尺寸 包容表面 被包容表面 孔中心距 3 0 25 0 25 3 6 0 30 0 30 0 15 6 10 0 36 0 36 10 18 0 43 0 43 0 215 18 30 0 52 0 52 30 50 0 62 0 62 0 31 50 80 0 74 0 74 0 435 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 80 120 0 87 0 87 120 180 1 00 1 00 180 250 1 15 1 15 0 575 表 4 4 圓形或方形件沖裁時(shí)凸模 凹模的制造公差表 公稱尺寸 凸模制造公差 凹模制造公差 18 0 020 0 020 18 30 0 020 0 025 30 80 0 020 0 030 80 120 0 025 0 035 120 180 0 030 0 040 表 4 5 系數(shù) x 非圓形沖件 圓形沖件 1 0 75 0 5 0 75 0 5 材料厚度 t mm 公差 系數(shù) 沖件公差 mm 1 0 36 0 16 1 2 0 42 0 20 2 4 0 50 0 24 4 5 0 60 0 30 沖 4 孔 因?yàn)樵摴ぜ橐话憔攘慵?其制件公差為 0 2 查表 4 3 可得 凸凹模的制造公差 0 2pZ 0d 查表 4 1 可得該工件中所需的凸凹模初始間隙 為 min0 Z 磨損系數(shù) x取 0 5 由公式 4 3 4 4 得 000 2 24 541ppZdx min 0001d 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 19 圖 4 1 4 1 凹模凸模 沖 1 5 孔 沖制該孔時(shí)所需的磨損系數(shù) x取 0 5 凸凹模的制造公差為 0 2pZ 02dZ 制件公差 0 25 凸凹模初始間隙為 min0 4Z 由公式 4 3 4 4 得 000 2 21 165ppZx min 000625 4dd 圖 4 2 1 625 凹模凸模 沖 4 7 孔 沖制該孔時(shí)所需的磨損系數(shù) x取 0 5 凸凹模的制造公差為 0 2pZ 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 0 2dZ 制件公差 0 25 凸凹模初始間隙為 min0 4Z 由公式 4 3 4 4 得 0 0 20 24 7585ppZdx min 0082 46d 圖 4 3 4 825 凹模凸模 翻孔凸模 凹模 翻邊所用的凸 凹模間隙值按表 4 5 取 1 3 表 4 6 翻邊時(shí)的凸 凹模間隙值表 材料厚度 0 5 0 7 0 8 1 0 1 2 1 5 2 0 平毛坯翻邊 0 45 0 6 0 7 0 85 1 0 1 3 1 7 拉深后翻邊 0 4 0 5 0 6 0 75 0 9 1 1 1 5 材料 0 5mt 所以這里取 0 45Z 當(dāng)翻邊時(shí)外孔有尺寸精度要求時(shí) 尺寸精度由凸模保證 此時(shí)應(yīng)按下式來計(jì)算凸 凹模的尺寸 00 752pddZZpD 4 5 式中 p 凸 凹模直徑 d 凸 凹模公差 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 21 豎孔內(nèi)徑公差 模對直壁外側(cè)產(chǎn)生擠壓作用 從而控制其外形尺寸 在該模具中 0 2pZ 0 d 09 4D 由公式 4 5 得 00 2 75948pddZZpD 圖 4 4 翻邊凸模 凹模 4 1 2 凸 凹模配作加工時(shí)的計(jì)算方法 凸 凹模配作加工是先按圖樣設(shè)計(jì)尺寸加工好凸?；虬寄Ｖ械囊患鳛榛鶞?zhǔn)件 一 般落料時(shí)以凹模為基準(zhǔn)件 沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)件 然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸按間隙 要求配作另一件 這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配作保證 工藝比較簡單 不必校核條件 并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差 一般可取沖裁件maxindpZ 公差的 1 4 使制造容易 因此是目前一般工廠常常才用的方法 特別適用于沖裁薄板件 因其 axin很小 和復(fù)雜性狀件的沖模加工 落料時(shí)以凹模為基準(zhǔn) 配作凸模 凹模磨損后刃口的變化有增大 減少和不變 3 種 情況 故凹模刃口尺寸也應(yīng)分 3 種情況進(jìn)行計(jì)算 凹模磨損后變大的尺寸為 A 類尺寸 按一般落料凹模尺寸公式計(jì)算 凹模磨損后變小的尺寸為 B 類尺寸 因它在凹模上相當(dāng) 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 于沖孔凸模尺寸 故按一般沖孔凸模尺寸公式計(jì)算 凹模磨損后不變的尺寸 可按凹模 型孔中心距尺寸公式計(jì)算 具體計(jì)算公式見表 4 6 表 4 7 工作性質(zhì) 落料件尺寸 落料件凹模尺寸 落料件凸模尺寸 A 類尺寸 0 4max0dA 4 6 B 類尺寸 inB 4 7 落料 C 類尺寸 2 i 58dC 4 8 按凹模實(shí)際刃口 尺寸配作 保證 間隙 minax Z 注 dA d為落料凹模刃口尺寸 A B C 為落料件的基本尺寸 axA inB min 為落料件的極限尺寸 為落料公差 x為磨損系數(shù) 圖 4 5 凹模磨損后變大的尺寸 01 25 98A 02 2 43A 03 24 98 04 26 87A 05 24 1A 06 2 8 7 8 1 5 3 1 53 刃口尺寸計(jì)算公式為 4max0d 查表 4 3 4 4 得 10 2 2 75x 由公式 4 6 得 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 23 0 250 62541 520 20 43 54 0 245 9879105 83687679 10 dddA mA 0 56 0 20 47 580 20 4 9 10 0 58172 45 7 3dd mAm 5 250 62541392 8d 凹模磨損后變小的尺寸 106B 2 刃口尺寸計(jì)算公式為 0min4dx 查表 4 3 4 4 得 2 75 由公式 4 7 得 00 21 54 2 6 7561dB 圖 4 6 落料凹模刃口尺寸標(biāo)注 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 4 7 落料凸模刃口尺寸標(biāo)注 技術(shù)要求 刃口尺寸按落料凹模的實(shí)際刃口尺寸配作 保證雙面間隙值 0 04 0 06 4 2 定位方式的選擇 定位方式的選擇通俗的說即是選擇定位零件 定位零件的作用是使坯料或工序件在 模具上有正確的位置 定位零件的結(jié)構(gòu)形式很多 用于對條料進(jìn)行定位的定位零件有擋 料銷 導(dǎo)料銷 導(dǎo)料板 側(cè)壓裝置 導(dǎo)正銷 側(cè)刃等 用于對工序進(jìn)行定位的定位零件 有定位銷 定位板等 定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化 可根據(jù)坯料和工序件形狀 尺寸 精度及模具的結(jié)構(gòu) 形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 4 2 1 浮升兩用銷 浮升兩用銷側(cè)視圖如圖所示 浮升兩用銷是利用浮升銷構(gòu)造 在浮升銷的上緣制作 一料溝 作為材料的軌道 此溝槽亦有強(qiáng)制脫料的功能 浮升兩用銷是沖壓五金的標(biāo)準(zhǔn) 零件 一般設(shè)定有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格尺寸 依據(jù)五金零件型號的目錄設(shè)定使用 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 25 圖 4 8 浮升兩用銷 浮升兩用銷的設(shè)定 a 浮升兩用銷的直徑 依據(jù)沖壓制品材料厚度與特征形狀制定 一般設(shè)定材料厚度 1 0mm 時(shí) 使用 10 以下浮升兩用銷 這取 4 b 頂出高度 依據(jù)沖壓制品特征制定 c 導(dǎo)料空間 材料厚度 1 2mm 以下 A 2 0T 2 5T 材料厚度 1 2mm 以上 A 1 5T 2 0T 這里取 A 2 0T 1mm d 設(shè)定數(shù)量 依據(jù)送料 pitch 每 pitch 設(shè)置 2pcs 一共設(shè)置 14pcs e 設(shè)置位置 盡可能靠近引導(dǎo)銷位置 4 2 2 引導(dǎo)銷 引導(dǎo)銷是讓料帶可以等距離傳送的方式之一 在連續(xù)模沖壓加工中 如何以等距離 傳送各沖壓工程站沖壓 為連續(xù)模沖壓最重要的課題 如光靠外部送料機(jī) 會有其他因 素影響 無法達(dá)到精確等距離送料的目標(biāo) 因此需靠其他方式來輔助送料距離精度 引 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 導(dǎo)銷可以讓料帶達(dá)到等距離傳送的目的 并可以在送料距離有些微差時(shí) 引導(dǎo)銷前段錐 度可以將材料誤送位置導(dǎo)正 導(dǎo)正量約只有引導(dǎo)銷 徑的三分之一 超過此誤差范圍 引導(dǎo)銷無法導(dǎo)正 確保送料距離 引導(dǎo)銷分為穿透式和錐度式 這里選用穿透式引導(dǎo)銷 引導(dǎo)銷 徑 定位孔 徑 0 03mm 引導(dǎo)銷凸出量 Lc 引導(dǎo)銷直線部分凸出脫料板 0 8T 1 0T 圖 4 9 引導(dǎo)銷 引導(dǎo)銷的固定方式 采用上夾板固定式 此方法的優(yōu)點(diǎn)是可通過調(diào)整等高套筒的長 度 達(dá)到改變引導(dǎo)銷直線部分凸出量的方式 一般沖裁過程中 如定位孔磨損導(dǎo)致孔徑 縮小 往往會導(dǎo)致引導(dǎo)銷與定位孔干涉 導(dǎo)致送料不平順 上夾板固定式避免類似問題 產(chǎn)生 圖 4 10 上夾板固定式 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 27 4 3 卸料 出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后 把沖件或廢料從模具工作 零件上卸下來 以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行 通常 把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料 卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置 彈性卸料裝置和廢料切刀三種 固定卸料 裝置僅由固定卸料板構(gòu)成 一般安裝在下模的凹模上 彈性卸料裝置由卸料板 卸料螺 釘和彈性元件 彈簧或橡膠 組成 彈性卸料裝置可安裝于上模或下模 依靠彈簧或橡 膠的彈力來卸料 卸料力不太大但沖壓時(shí)可兼起壓料作用 故多用于沖裁料薄及平面度 要求較高的沖件 廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊 從而實(shí)現(xiàn)卸料的一種 卸料零件 出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料 通常把裝在上模內(nèi)的出件裝置稱為推 件裝置 把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置 綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu) 以及工件料厚為 0 5mm 相對較薄 卸料力比較小 故可 采用彈性卸料 用彈簧和卸料螺釘連接 又因?yàn)槭羌夁M(jìn)模生產(chǎn) 所以采用下出件比較便 于操作 可以提高生產(chǎn)效率 根據(jù)工作需求及結(jié)構(gòu)需要選擇彈性卸料板厚度 20mm 各孔 尺寸比凸模稍大即可 卸料螺釘根據(jù) 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊 P156 表 2 73 選擇直徑 d 6mm 長度 L 15mm 帶螺紋長度 l 10mm 圖 4 11 卸料版 4 4 模架及零件 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 模架由上 下模座和導(dǎo)向零件組成 是整副模具的骨架 模具的全部零件都固定它 的上面 并承受沖壓全過程的全部載荷 模具上模座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和 工作臺固定 上 下模間的精度由導(dǎo)柱 導(dǎo)套的導(dǎo)向來實(shí)現(xiàn) 導(dǎo)柱模模架按導(dǎo)向結(jié)構(gòu)分滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)向 按導(dǎo)柱不同的位置 分為如下 四種模架 對角導(dǎo)柱模架 導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對角線上 既可以橫向送料 又可以縱向送 料 由于導(dǎo)柱安裝在模具的中心對稱的對角線上 所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn) 常用 于橫向送料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模 級進(jìn)模 后側(cè)導(dǎo)住模架 導(dǎo)柱分布在模座的后側(cè) 由于前面和左右不受限制 送料和操作比 較方便 因?qū)ё“惭b在后側(cè) 工作時(shí)偏心距會造成導(dǎo)柱導(dǎo)套單邊磨損 并且不能用浮動(dòng) 模柄結(jié)構(gòu) 中間導(dǎo)柱模架 導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上 導(dǎo)向平穩(wěn) 準(zhǔn)確 但只能在一個(gè)方向 送料 四導(dǎo)柱模架 四個(gè)導(dǎo)柱分布在矩形凹模的兩對角線上 具有平穩(wěn) 導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠 剛性好等優(yōu)點(diǎn) 常用于沖壓尺寸較大或精度較高的沖壓件 此設(shè)計(jì)選用自制四導(dǎo)柱模架 材料選用 HT200 導(dǎo)柱與導(dǎo)套制成 H7 h6 小間隙配合 導(dǎo)柱導(dǎo)套與模座均為 H7 r6 過盈配合 模架及導(dǎo)柱導(dǎo)套各尺寸如下 導(dǎo)柱 d mm L mm 為 32170m 導(dǎo)套 d mm L mm D mm 為 46 上模座取 045 下模座取 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 29 圖 4 12 模架 4 5 其余零部件的選擇與尺寸的確定 在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板 可避免硬度較低的模座因局部受凸 模較大的沖擊力而出現(xiàn)凹陷 致使凸模松動(dòng) 其厚度一般取 6 10mm 零件按各自工作需 求及結(jié)構(gòu)需要選擇如下 上墊板取 201m 即 H 上墊板 10m 上夾板取 5 即 H 上夾板 5 卸料背板取 即 H 卸料背板 卸料板取 即 H 卸料板 2 下模板取 20 即 H 下模板 下墊板取 1 即 H 下墊板 10 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 圖 4 14 上模墊板 圖 4 15 上夾板 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 31 圖 4 16 卸料背板 圖 4 17 下模板 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 圖 4 18 下墊板 模具上模部分主要由上模座 上墊片 上夾板 卸料背板及卸料板等組成 下模部 分由下模座 下模板 下墊板等組成 沖孔廢料由漏料孔漏出 通過以上設(shè)計(jì) 可得完 整的一套模具 如圖 4 19 圖 4 19 裝配圖 鎖芯套冷沖壓工藝及級進(jìn)模設(shè)計(jì) 33 圖 4 20 三維裝配示意圖 5 總結(jié)和展望 5 1 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的是鎖芯套沖孔翻邊落料級進(jìn)模 它使用時(shí)不斷受到?jīng)_擊和磨損 所以在 選擇材料的時(shí)候必須考慮到這一點(diǎn) 才能達(dá)到零件的使用性能要求和外觀美觀要求 因 為級進(jìn)模具有生產(chǎn)率高 精度高 自動(dòng)化高等優(yōu)點(diǎn) 我采用級進(jìn)模來進(jìn)行該零件的生產(chǎn) 在導(dǎo)向方式的選擇上 我采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的方式 因?yàn)樵搶?dǎo)向方式在級進(jìn)模的應(yīng)用 中有很大的市場潛力 且其導(dǎo)向精度高 不容易損壞 目前已有專門的廠家來進(jìn)行生產(chǎn) 模架的選擇采用四導(dǎo)柱模架進(jìn)行裝配 四個(gè)導(dǎo)柱分布在矩形凹模的兩對角線上 具有平 穩(wěn) 導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠 剛性好等優(yōu)點(diǎn) 5 2 不足之處及未來展望 由于個(gè)人能力有限 及時(shí)間倉促 設(shè)計(jì)篇幅有限 本次模具的設(shè)計(jì)不夠詳細(xì)具體 存在許多缺點(diǎn)及不足之處 比如許多零件材料的選用沒有詳細(xì)說明 零件的尺寸也沒有 一一設(shè)計(jì)列舉 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)