電器開關網(wǎng)芯零件沖壓工藝及模具設計【含圖紙】
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1 緒論1.1 概述沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法,用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢,其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點,是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術,在制造業(yè)中具有很強的競爭力,被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學、數(shù)學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后,已經(jīng)形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭,以模具為中心,結合現(xiàn)代先進技術的應用,在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下,沖壓成形技術在國民經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。1.2 沖壓技術的進步進幾十年來,沖壓技術有了飛速的發(fā)展,它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術在生產(chǎn)的廣泛應用上,如:旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等,更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質的飛躍1。現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式,由于高新技術的參與和介入,沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造(圖1-1)。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè),體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點,已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。 圖1-1 沖壓作業(yè)方式的進化沖壓自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質的飛躍。結合現(xiàn)代技術信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果,由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式計算機集成制造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)。把產(chǎn)品概念形成、設計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務全過程通過計算機等技術融為一體,將會給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益,使現(xiàn)代沖壓技術水平提高到一個新的高度。1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀模具技術水平的高低,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力,因此已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。 現(xiàn)代模具行業(yè)是技術、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務的同時,也直接為高新技術產(chǎn)業(yè)服務。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術,如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術、計算機網(wǎng)絡技術、激光技術、逆向工程和并行工程、快速成型技術及敏捷制造技術、高速加工及超精加工技術等等,因此,模具工業(yè)已成為高新技術產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分,有人說,現(xiàn)代模具是高技術背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術水平的高低,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力,因此已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。 模具工業(yè)是無以倫比的效益放大器。用模具加工產(chǎn)品大大提高了生產(chǎn)效率,而且還具有節(jié)約原材料、降低能耗和成本、保持產(chǎn)品高一致性等特點。因此模具被稱為效益放大器,在國外,模具被稱為金鑰匙、進入富裕社會的原動力等等。從另一個角度上看,模具是人性化、時代化、個性化、創(chuàng)造性的產(chǎn)品。更重要的是模具發(fā)展了,使用模具的產(chǎn)業(yè)其產(chǎn)品的國際競爭力也提高了。據(jù)國外統(tǒng)計資料,模具可帶動其相關產(chǎn)業(yè)的比例大約是1:100,即模具發(fā)展1億元,可帶動相關產(chǎn)業(yè)100億元。 模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。它具有單件生產(chǎn)和對特定用戶的依賴特性。就模具行業(yè)來說,引進國外先進技術,不能采用通常的引進產(chǎn)品許可證和技術轉讓等方式,而主要是引進已經(jīng)商品化了的CAD/ CAM /CAE軟件和精密加工設備等。模具的CAD/CAE/CAM涉及面廣、集多種學科與工程技術于一體,是綜合型、技術密集型產(chǎn)品。如塑料模具的CAE技術要利用高分子材料學、流變學、傳熱學、計算力學、計算機圖形學等知識,涉及的領域還包括聲波及電磁場、溫度場等各類物理場,通過工程分析、來建立塑料成型的數(shù)學和物理模型,構造有效的數(shù)值計算方法,實現(xiàn)成型過程的動態(tài)仿真分析?,F(xiàn)代化的模具要實現(xiàn)數(shù)字化設計、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程。這些模具的數(shù)字化代表了現(xiàn)代模具的一個方面,沒有模具的數(shù)字化,就沒有現(xiàn)代模具。模具的CAD/CAE/CAM技術日新月異,重要的工作是后續(xù)對人員的培訓和對于引進的軟件進行二次開發(fā)。像我們熟知的CIMATRON公司不但在塑料模具的CAD/ CAM軟件上在中國保持其市場占有率并且在擴大,而且在沖壓模具、多成份橡膠制鞋模具等領域開拓,也將大顯身手;開發(fā)FUTABA、LKM、MISUMI標準模架數(shù)據(jù)庫的工作也已提上日程。這是為模具行業(yè)服務的具體體現(xiàn)。 1、我國模具工業(yè)基本狀況簡介 我國模具工業(yè)近年來發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計,2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有萬多家,從業(yè)人員約50多萬人,2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭,模具企業(yè)總體上訂單充足,任務飽滿,2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億 美元,出口模具4.91億美元,分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1,進出口相抵后的進凈口達13.2億美元,為凈進口量較大的國家。 在萬多家生產(chǎn)廠點中,有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中,產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家,中型企業(yè)幾十家,其余都是小型企業(yè),多數(shù)只有幾十名職工,百十萬產(chǎn)值,自有資金有限,靠自我發(fā)展很困難。 近年來, 模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;塑料模和壓鑄模比例增大;專業(yè)模具廠數(shù)量增加,能力提高較快;三資及私營企業(yè)發(fā)展迅速;國企股份制改造步伐加快等。 2004年模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個特點,一是各地政府對模具工業(yè)的發(fā)展進一步關注。許多地方政府進一步認識到模具工業(yè)對發(fā)展制造業(yè)的重要意義,因此加強了模具工業(yè)園區(qū)的建設。已有的園區(qū)進一步擴大,如寧波余姚、寧海和蘇州昆山等模具園區(qū)都有所擴大;新的模具工業(yè)園區(qū)正在加緊建設,如重慶、大連、深圳市等已建立模具園區(qū);另外沈陽、西安、成都、上海、寧波北侖、浙江黃巖等地都在積極籌備建立模具園區(qū),以利帶動地區(qū)模具及相關產(chǎn)業(yè)鏈乃至制造業(yè)的發(fā)展,有些高科園內模具企業(yè)已占有相當?shù)姆萘?,像天津高新區(qū)就有40多家模具企業(yè)。 二是外資及社會投資模具產(chǎn)業(yè)增長顯著。許多地方加強了吸引外資及合資投入模具工業(yè)的工作,特別是在高新技術園區(qū)和工業(yè)園區(qū),外資、合資模具企業(yè)進一步增加,如蘇州昆山模具園區(qū),60%以上是外資企業(yè)。大連模具園區(qū)到日本、韓國招商。而有些地區(qū)高科技園內模具企業(yè)已占有相當?shù)姆萘浚裉旖蚋咝聟^(qū)有40多家模具企業(yè)。由于汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動,社會投資模具產(chǎn)業(yè)有所加強,如五糧液集團投資5億元建立汽車模具生產(chǎn)廠,比亞迪公司投資2億元建立了北京汽車模具公司,等等。 從地區(qū)分布來說,以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)(模具產(chǎn)值已占全國總量的70%左右)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)較為集中的省份是廣東和浙江。我國模具總量雖然已位居日、美、德之后,但設計制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多,也要比英國、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國、新加坡等有差距。 2、落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 (1)總量供不應求、產(chǎn)品結構不夠合理。 其中中低檔模具供過于求,中高檔模具自配率嚴重不足,大量進口。國內模具總量中屬大型、精密、復雜、長壽命模具的比例不足30%,國外在50%以上。 (2)企業(yè)組織結構都不夠合理。 我國模具生產(chǎn)廠點中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間(分廠),自產(chǎn)自配比例高達60%左右,國外70%以上是商品模具;專業(yè)模具廠也大多數(shù)是大而全 、小而全的組織形式,國外模具企業(yè)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。 (3) 工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低,技術結構、模具產(chǎn)品水平比國際水平低許多。而模具生產(chǎn)周期卻要比國際水平長許多。 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在對后續(xù)使用模具制造制件的工藝(如沖壓工藝)理解上,在模具設計上;在加工中精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復雜程度上等。現(xiàn)代模具行業(yè)是技術密集型、資金密集型的產(chǎn)業(yè),由于模具行業(yè)是微利行業(yè),因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術攻關方面投入太少,至使科技進步的步伐跟不上模具市場的需要。雖然國內許多企業(yè)已引進了不少國外先進設備,但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多,特別是設備數(shù)控率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等方面原因,引進設備不配套、設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍,設備利用率低,開發(fā)能力較差,科研開發(fā)及技術攻關方面投入太少。不重視產(chǎn)品開發(fā),在市場經(jīng)濟中常處于被動地位。 (4)技術人才嚴重不足,經(jīng)濟效益欠佳。隨著時代的進步和技術的發(fā)展,能掌握和運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計異常短缺,高級鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。我國模具企業(yè)技術人員比例低,水平也較低,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,國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多1520萬美元,有的達到 2530萬美元。我國模具企業(yè)大都微利,缺乏后勁。 (5)與國際水平相比,模具企業(yè)的管理落后更甚于技術落后。技術落后易被發(fā)現(xiàn),管理落后易被忽視。國內大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理模式,真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。信息化、數(shù)字化管理在模具企業(yè)應用現(xiàn)在剛剛開始。 (6)專業(yè)化、標準化、商品化的程度低,協(xié)作差。 由于長期以來受大而全小而全影響,模具專業(yè)化生產(chǎn)水平低,專業(yè)化分工不細,商品化程度也低。目前國內每年生產(chǎn)的模具,商品模具只占40%左右,其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好,難以完成較大規(guī)模的模具成套任務。與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低, 模具標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響,特別是對模具制造周期有很大影響。 20年來我國模具制造水平有了很大的提高,模具的CAD/ CAM已很普遍,CAM/CAPP也在積極推廣。如今我國生產(chǎn)的模具精度已達到微米級,與20年前相比,模具壽命提高了幾十倍,模具生產(chǎn)周期縮短了約3/4,模具的標準件使用覆蓋率從幾乎是零,達到45%左右。 20年來我國模具人才的培養(yǎng)也上了一個很大的臺階。20年前我國大專院校都沒有設立模具專業(yè)的,而如今,已有六、七十所大專院校設立了模具專業(yè)。中國模協(xié)在全國建有38個模具人才培訓基地,CIMATRON也是中國模協(xié)的人才培訓基地之一,自然肩負著軟件的推廣、軟件的二次開發(fā)及人才培訓工作。 上述情況正是我們模具行業(yè)和模具相關行業(yè)要一同努力,使之發(fā)展的領域,在這里,我們要感謝CIMATRON軟件對中國模具行業(yè)的貢獻,希望CIMATRON中國公司進一步在模具軟件的開發(fā)、普及和培訓人才方面,與中國模具企業(yè)一同發(fā)展。 1.4 模具CAD/CAE/CAM技術沖壓技術的進步首先通過模具技術的進步來體現(xiàn)出來。對沖模技術性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術的中心和關鍵。20世紀60年代初期,國外飛機、汽車制造公司開始研究計算機在模具設計與制造中的應用。通過以計算機為主要技術手段,以數(shù)學模型為中心,采用人機互相結合、各盡所長的方式,把模具的設計、分析、計算、制造、檢驗、生產(chǎn)過程連成一個有機整體,使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特征。模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關鍵技術,是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式,為企業(yè)提供一種有效的輔助工具,使工程技術人員借助于計算機對產(chǎn)品性能、模具結構、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進行設計和優(yōu)化4。模具CAD/CAE/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期,降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質量已成為模具界的共識。模具CAD/CAE/CAM在近20年中經(jīng)歷了從簡單到復雜,從試點到普及的過程。進入本世紀以來,模具CAD/CAE/CAM技術發(fā)展速度更快,應用范圍更廣。在級進模CAD/CAE/CAM發(fā)展應用方面,本世紀初,美國UGS公司與我國華中科技大學合作在UG-II(現(xiàn)為NX)軟件平臺上開發(fā)出基于三維幾何模型的級進模CAD/CAM軟件NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結構設計等模塊。具有特征識別與重構、全三維結構關聯(lián)等顯著特色,已在2003年作為商品化產(chǎn)品投入市場。與此同時,新加波、馬來西亞、印度及我國臺灣、香港有關機構和公司也在開發(fā)和試用新一代級進模CAD/CAM系統(tǒng)。我國從上世紀90年代開始,華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學和北京機電研究院等相繼開展了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學模具技術國家重點實驗室在AutoCAD軟件平臺上開發(fā)出基于特征的級進模CAD/CAM系統(tǒng)HMJC,包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設計、模具結構設計、標準件及典型結構建庫工具和線切割自動編程5個模塊。上海交通大學為瑞士法因托(Finetool)精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模CAC/CAM系統(tǒng)。西安交通大學開發(fā)出多工位彎曲級進模CAD系統(tǒng)等。近年來,國內一些軟件公司也競相加入了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)行列,如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復合模的CAD系統(tǒng)Fox-CAD等4。展望國內外模具CAD/CAE/CAM技術的發(fā)展,本世紀的科學技術正處于日新月異的變革之中,通過與計算機技術的緊密結合,人工智能技術、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關聯(lián)設計等一系列與模具工業(yè)相關的技術發(fā)展之快,學科領域交叉之廣前所未見。今后10年新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當今最好的設計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結合的產(chǎn)物,其特點將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡化、集成化、智能化四個方面。主要表現(xiàn)在4:(1)模具CAD/CAM的專業(yè)化程度不斷提高;(2)基于網(wǎng)絡的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結構初見端倪;(3)模具CAD/CAE/CAM的智能化引人注目;(4)與先進制造技術的結合日益緊密。1.5 課題的主要特點及意義該課題主要針對電器開關網(wǎng)芯零件,在對網(wǎng)芯零件沖孔、落料和拉伸等成形工藝分析的基礎上,提出了該零件采用落料拉伸復合模和單工序沖孔的沖壓方案;根據(jù)零件的形狀、尺寸精度要求,設計過程中綜合考慮采用有廢料排樣,保證工件的尺寸和形狀位置精度要求的同時,提高了材料的利用率和勞動生產(chǎn)率。本課題涉及的知識面廣,綜合性較強,在鞏固大學所學知識的同時,對于提高設計者的創(chuàng)新能力、協(xié)調能力,開闊設計思路等方面為作者提供了一個良好的平臺。落料、拉伸復合模2 沖壓工藝方案的制定圖2-1 零件圖材料:H62普通黃銅 料厚:1.2mm該零件為某電器開關網(wǎng)芯,是一家電器生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品中的一個主要零件,如圖2-1所示,該零件生產(chǎn)屬于中、大批量生產(chǎn),零件結構緊湊,沖裁壁厚很?。虾駷?.2mm),適宜用復合沖裁,復合沖裁是在壓機的一次行程中,在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的工序。復合沖裁與采用連續(xù)沖裁相比,模具制造,安裝調整較易,成本較低。復合模結構緊湊,沖出的制件精度較高,生產(chǎn)率也高,適合大批量生產(chǎn),特別是孔與制件的同心度容易保證。2.1 工藝分析圖2-2 零件圖制件如圖2-2所示材料為H62,板厚1.2mm,制件精度為IT10級.,形狀簡單,尺寸不大,大批量生產(chǎn),屬普通沖壓件。工藝性分析根據(jù)制件的材料、厚度、形狀及尺寸,在沖壓工藝設計和模具設計時,應特別注意以下幾點:1) 該制件為落料拉深件,在設計時,毛坯尺寸要計算準確2) 沖裁間隙、拉深凸凹模間隙應符合制件的要求3) 各工序凸凹模動作行程的確定應保證各工序工作穩(wěn)妥、連貫。工藝方案的分析和確定1)工藝方案的分析根據(jù)制件的工藝性分析,其基本工序有落料、拉深兩種。拉深件的毛坯尺寸及拉深次數(shù),應通過計算確定a: 毛坯直徑D的計算 因為拉深相對高度h/d=16/31.20.5 h50mm,故應乘以修正系數(shù)K 查手冊,K=1.37 H凹模=1.37*13.9=19mm b 凹模外形尺寸計算 凹模具壁厚 W=1.2H =1.2*19 =22.8MM 則凹模外形尺寸D為制件最大尺寸和凹模雙邊壁厚之和 即: D=L+2W =45+2*22.8 =90.6mm 根據(jù)冷沖壓典型組合尺寸有關標準 凹模外徑D取146mm5 沖壓設備的選用選擇壓力機根據(jù)上述沖壓力的計算,初步選用型號為J23-16開式雙柱可傾壓力機。該型號壓力機主要技術規(guī)格如下8:公稱壓力 160KN;滑塊行程 55mm;最大閉合高度 220mm;最大裝模高度 180mm;連桿調節(jié)量 45mm;選擇模架上模座:240*294*40 (GB2855.6-81) 下模座:254*240*45 (GB2855.6-81) 導 柱:28*160 (GB2861.2 -81) 28*160 (GB2861.2 -81) 導 套:42*85*28 (GB/T2861.6 -81) 42*85*28 (GB/T2861.6 -81) 模 柄:A60x100由4.3節(jié)計算知:模具閉合高度故,所選壓力機裝模高度與模具閉合高度滿足下式還可以看出取在:,這樣可以避免連桿調節(jié)過長,螺紋接觸面積過小而被壓壞。圖中零件說明見表5-l.圖5-1技術要求:1.外形銳邊倒鈍角;2.在適當位置安裝吊棒;3.導柱與導套的配合為H7/H6;4.卸料板與落料凹模的單邊間隙為0.4mm;5.擋料銷與凹模的配合為H9/d9.6 確定壓力中心由于該制件的毛坯及各工序件都為長方形軸對稱圖形,而且只有一個工位, 因此壓力中心必定與制件的幾何中心重合沖孔模零件簡圖:如圖所示;生產(chǎn)批量:大批量;材料:H62; 材料厚度:1.2mm。7 沖壓件的工藝分析該零件形狀簡單、對稱,是由圓筒組成的。由表查出,沖裁件內外所能達到的精度為IT11,將以上精度與工件簡圖中所標注的尺寸公差相比較,可認為該工件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證.其他尺寸標注,生產(chǎn)批量等情況,也均符合沖裁的工藝要求,故決定采用沖孔模進行加工,且一次沖壓成形.8 沖孔工序的計算 沖孔力 F= Ltb= (109.131.2420) N=55KN卸料力 F=KFK由表2-2查的K=0.02,將以上數(shù)據(jù)代入得1.1KN8.1確定模具壓力中心 由于此零件是圓型,所以它的壓力中心就在它的幾何中心位置。9計算凸、凹模刃口尺寸查表得間隙值Zmax=0.1mm Zmin=0.07mmZmax-Zmin=(0.1-0.07)mm=0.03mm由表查得凸、凹模制造公差:落料部分: d=0.030mm p=0.020mm d+p=(0.030+0.020)mm =0.050mm d+pZmax-Zmin沖孔部分: d1=0.030mm p1=0.020mm d1+p1=(0.030+0.020)mm =0.050mm d1+p1Zmax-Zmin 由表查得 x=0.75 所以落料部分 Dd=(D-x)=(45-0.752.20)mm=44.35mm Dp=(Dd-Zmin)=(44.35-0.07)mm=44.28mm沖孔部分:dp1=(d1+x)=(30+0.751.6)mm=31.2mm dd1=(dp1+Zmin)=(35.2+0.10)=35.3mm10模具總體設計及主要零部件設計沖孔模的結構形式 帶導柱沖孔模(圖10-1)這種沖孔模,一般用于較小的鍛件的冷沖孔,凸模與凹模間隙小于1.5MM圖10-1沖孔凸凹模間的間隙 沖孔時,刃口設置在凸模上、凹模只起支承鍛件的作用、凸模按鍛件圖制造,依靠放大凹??椎某叽绔@得間隙,其間隙=h1tanmm,且保證0.5mm3mm.當0.5mm時應設置導柱導套。卸料裝置 采用彈性卸料 選用聚氨酯 25*8.5*20其優(yōu)點如下:(1)具有較高的強度、單位壓力和剪切力。(2)硬度低的60A聚氨酯橡膠具有比天然橡膠更好的流動性(3)耐磨、耐油、耐老化以及抗撕裂性能好。(4)可以進行表面無損成型。(5)聚氨酯橡膠模結構簡單,制造容易。(6)切削性能好沖壓設備的選擇選用 開式壓力機公稱壓力:63KN滑塊行程:35mm最大閉合高度 150mm;封閉高度調節(jié)量 35mm;選擇模架上模座:240*294*40 (GB2855.6-81) 下模座:254*240*45 (GB2855.6-81) 導 柱:28*150 (GB2861.6-81) 28*150 (GB2861.6-81) 導 套:42*90*28 (GB/T2861.6-81) 42*90*28 (GB/T2861.6-81) 模 柄:A60x100墊板厚度取:5mm凸模固定板厚度取:20mm凹模的厚度已定為:34mm卸料板厚度?。?2mm圖中零件說明見表10-l.圖10-1技術要求:1.外形銳邊倒鈍;2.在適當位置安裝吊棒;3.導柱與導套的配合為;H7/m6;4.卸料板與沖頭的單邊間隙為0.4mm;5.凸模與凹模固定板的配合為H7/m6。11 模具生產(chǎn)中的故障分析及其解決辦法在模具的生產(chǎn)中,有時會出現(xiàn)一些故障,給生產(chǎn)造成影響,下面介紹該模具在生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的故障及其解決辦法。11.1 產(chǎn)品毛刺增大當模具生產(chǎn)一段時間后,會出現(xiàn)生產(chǎn)零件毛刺增大的現(xiàn)象,這時應當檢查凸、凹模刃口,如果發(fā)現(xiàn)刃口磨損或產(chǎn)生崩刃,應進行刃磨,刃磨后給凸?;虬寄|上相應厚度的墊片。當凹模經(jīng)過多次刃磨后,應當檢查刃口直壁是否已被磨去,如果無刃口直壁,則要更換凹模鑲塊。如果凸、凹模刃口無磨損,而零件上的毛刺不均勻,是因為沖裁間隙產(chǎn)生了偏移,這時要進行間隙調整。11.2 廢料上浮 在沖壓生產(chǎn)中,廢料上浮是個影響較大的問題,它不但影響生產(chǎn),甚至會損壞模具。一般來說,圓形或方形等規(guī)則形狀的廢料容易產(chǎn)生上浮,而形狀較復雜的異形廢料則較少產(chǎn)生上浮13。在該模具生產(chǎn)中對于此種現(xiàn)象產(chǎn)生原因及解決辦法可參考如下:(1)沖裁間隙大,如果試模階段就經(jīng)常出現(xiàn)廢料上浮,則說明沖裁間隙太大,應當重新制作凹模并減小沖裁間隙。如果只是偶爾產(chǎn)生廢料上浮,可以在凹模腔內用電火花放電來增加粗糙度。(2)凸模表面太光滑,廢料在大氣壓的作用下附著在凸模上,可以在凸模上增加氣孔。(3)沖壓速度較高,應考慮降低速度,如因生產(chǎn)需要無法降速,可以凸模上增加頂桿,頂下廢料。另外,還有一些人為因素,如刃磨后沒有充分退磁、沖壓生產(chǎn)時使用過多的沖壓油等,這些都應盡量避免。12 總結設計是源頭,設計雖然只占模具成本的10%左右,卻決定了整個模具成本的70%80%。所以,作者在設計時詳盡地考慮了模具結構,考慮提高生產(chǎn)率,如何方便維修。但是,又不能完全依賴于設計,在實際生產(chǎn)中要具體問題具體分析,根據(jù)實際狀況進行模具調整也是必需的。在生產(chǎn)中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時,應該多注意細節(jié),找出根本原因,針對其維修。在拆裝模具時,要認真仔細,以防損傷模具。定期的維護、保養(yǎng)也可以大大提高模具壽命。從整個設計過程來看,該電器開關網(wǎng)芯零件采用復合模,模具結構設計合理,加工簡單,操作方便,工作效高,零件成形質量好,大大提高了生產(chǎn)率,降低了生產(chǎn)成本,滿足了生產(chǎn)需求,而且該設計思路可擴展推廣到其它類似零件的產(chǎn)品模具設計中。當然,由于作者知識水平有限,對實踐的缺乏,當中不乏有不足之處,還有待在以后的工作實踐當中不斷地完善和創(chuàng)新!參考文獻1 李碩本等編著.沖壓工藝理論與新技術M.北京:機械工業(yè)出版社,2002.112 中國模具工業(yè)協(xié)會.模具行業(yè)“十一五”規(guī)劃J.模具工業(yè),2005(7):3-83 李大鑫,張秀錦.模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述J.模具制造,2005 (2):1-44 李德群,肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的發(fā)展概況及趨勢J.模具工業(yè),2005(7):9-125 姜奎華主編.沖壓工藝與模具設計M.北京:機械工業(yè)出版社,1998.56 薛啓翔等編著.沖壓模具設計制造難點與竅門M.北京:機械工業(yè)出版社,2003.77 模具實用技術叢書編委會編.沖模設計應用實例M.北京:機械工業(yè)出版社,1999.68 鄭家賢遍著.沖壓工藝與模具設計實用技術M.北京:機械工業(yè)出版社,2005.19 沖模設計手冊編寫組編著.沖模設計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,1999.610 王孝培主編.沖壓手冊(修訂本)M.北京:機械工業(yè)出版社,1990 11 Yazheng Liu, Jinghong Sun, et al. 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