阻尼件冷沖模工藝及模具設(shè)計【落料拉深復(fù)合模】【說明書+CAD】
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阻尼件冷沖模工藝及模具設(shè)計 緒 論1. 1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè),日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中,60%-80%的零部件,都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值,往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志,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。模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用,可以從以下四個方面看出:第一,模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分。例如:屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計與制造,不能沒有做引線框架的精密級進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模;計算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造,也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具;數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展,沒有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此,在航天航空領(lǐng)域也離不開精密模具。例如:形狀誤差小于0.10.3的空對空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡,就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說,許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè),已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。第二,模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平,是推動模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用,快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用,使模具的設(shè)計制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開發(fā)和制造水平的提高,還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用,也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接,實現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。第三,模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個重要組成部分。在1998年以前,許多人把機(jī)械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998年11月召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會議,首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度,推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化。將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè),把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來,是對機(jī)械工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備,在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因為國民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門需要的裝備,其零部件有很大一部分是模具做出來的。第四, 模具工業(yè)地位之重要,還在于國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè) 機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑,都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具,特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具,目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年,我國每年要進(jìn)口近10億美元的模具。我國石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂,很大一部分需要塑料模具成形成制品,才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具,需要大量的陶瓷模具;生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗,也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對模具的需求也可以看到模具工業(yè)地位之重要。我國已于2001年12月11日正式加入了WTO.“入世”后對模具工業(yè)將會帶來更大的影響,模具行業(yè)正在從行業(yè)自身和對模具需求量大的相關(guān)產(chǎn)業(yè)著手進(jìn)行分析,并研究采取相應(yīng)的對策。1. 2 國內(nèi)外注射塑料模具的發(fā)展?fàn)顩r 模具工業(yè)在工業(yè)發(fā)展中占有很重要的地位,各行各業(yè)均離不開模具,特別在汽車、摩托車、玩具、及家電等行業(yè)。其中塑料模具又是模具工業(yè)中重要的組成部分,彩電、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)等產(chǎn)品,需要的塑料模具量很大,在建筑、建材方面,今后塑料門窗、塑料水管和裝飾塑料制品將會有一個很大的發(fā)展。到2010年,塑料門窗的普及率和塑料管的普及率將達(dá)到30%-50%,對模具的需求會有很大增長。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,據(jù)1991年統(tǒng)計,日本生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占40 ;韓國模具專業(yè)廠中,生產(chǎn)塑料模的占43.9 ,生產(chǎn)沖壓模的占44.8%;新加坡全國有460家模具企業(yè),60%生產(chǎn)塑料模,35%生產(chǎn)沖模和夾具。中國模具工業(yè)一直以每年巧%左右的增長速度快速發(fā)展,2000年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值己達(dá)280億元人民幣,在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中,沖壓模具約占50%,塑料模具約占33%,壓鑄模具約占6%,其他各類模具約占110。由以上事實可以看出塑料模具已處于同沖壓模具并駕齊驅(qū)的地位。 在塑料模具中注射模具是應(yīng)用最廣泛、類型最多、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種。在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中,合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項重要因素,尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求、滿足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起著重要的作用。一副好的注塑??沙尚蜕习偃f次,一副優(yōu)良的壓鑄模大約能成型25萬次,這與模具的設(shè)計、模具材料及模具的制造有著很大的關(guān)系。從塑料模的設(shè)計、制造及模具的材料等方面考慮,塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢可以簡單地歸納為以下幾個方面。Il(一) 模具的標(biāo)準(zhǔn)化 為了適應(yīng)模具大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要,模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要,目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度只達(dá)到20%.注射模方面關(guān)于模具零部件、模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等有14個國家標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)前的任務(wù)是重點研究開發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置;精密標(biāo)準(zhǔn)模架、精密導(dǎo)向件系列:標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向性標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。(二) 加強(qiáng)理論研究 隨著塑料制件的大型化和復(fù)雜化,模具的重量達(dá)數(shù)噸至十多噸,這樣大的模具,若只憑經(jīng)驗來設(shè)計,往往會因設(shè)計不當(dāng)而造成模具報廢,數(shù)十萬元的費(fèi)用將毀于一旦,所以設(shè)計模具己逐漸向理論設(shè)計方面發(fā)展,這些理論設(shè)計包括模板剛度、強(qiáng)度的計算、充型流動、脫模阻力與溫控系統(tǒng)等。今后的工作是如何將理論與生產(chǎn)實際相結(jié)合指導(dǎo)實際的模具工業(yè)生產(chǎn)。(三) 塑料制件的精密化、微型化和超大型化 為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求,塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。精密注射成型是能將塑料制件尺寸公差保持在0.01一0.001 mm之內(nèi)的成型工藝方法,其制件主要用于電子、儀表工業(yè)。微型化的塑料制件要求在微型的設(shè)備上生產(chǎn)。目前,德國已研究出只有O.lg的微型注射機(jī),可生產(chǎn)0.05g左右的微型注射成型塑件。國內(nèi)目前己有0.5g的注射機(jī),可以生產(chǎn)O.Ig左右的微型注射塑件。注射塑件的大型化要求有大型、超大型的注射成型設(shè)備。目前,法國己擁有注射量為17萬g的超大型注射機(jī),合模力為150MN;美國和日本也已經(jīng)分別生產(chǎn)出注射量為10萬9和9.6萬9的超大型注射機(jī);國產(chǎn)注射機(jī)的注射量也己達(dá)到3.5萬g,合模力為80MN o(四) 新材料、新技術(shù)、新工藝的研制、開發(fā)和應(yīng)用 隨著塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展,模具新材料、模具加工新技術(shù)和模具新工藝方面的開發(fā)己成為當(dāng)前模具工業(yè)生產(chǎn)和科研的主要任務(wù)之一。十多年來,國內(nèi)外塑料成型行業(yè)在改進(jìn)和提高模具設(shè)計與制造方面投入了大量的資金和研究力量,取得了許多成果。1. 各種新材料的研制和應(yīng)用模具材料的選用在模具的設(shè)計和制造中是一個較重要的問題,它將直接影響模具加工成本、使用壽命以及塑料件成型的質(zhì)量等。國內(nèi)外模具材料工作者對模具的工作條件、失效形式和提高模具使用壽命的途徑進(jìn)行了大量的研究工作,并開發(fā)出許多不僅具有良好的使用性能,而且還具有加工性好、熱處理變形小的新型模具鋼種,如預(yù)硬鋼、新型淬火回火鋼、馬氏體時效鋼、析出硬化鋼和耐腐蝕鋼等,經(jīng)過應(yīng)用,均取得了較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。2. 模具加工技術(shù)的革新為了提高加工精度、縮短模具制造周期,塑料模成型零件加工不但廣泛應(yīng)用了仿形加工、電加工、數(shù)控加工及三坐標(biāo)測量等先進(jìn)技術(shù),而且目前己應(yīng)用了快速成型、高速銑削及激光焊接與測量技術(shù),使得加工速度大大提高。(五) CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用 塑料制件應(yīng)用的日益廣泛和大型塑料制件的不斷開發(fā),對塑料成型模具設(shè)計和制造提出的要求越來越高。傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品不斷開發(fā)和及時更新?lián)Q代與提高質(zhì)量的要求,為了適應(yīng)這些變化,先進(jìn)國家的CAD/CAM/CAE技術(shù)在20世紀(jì)80年代中期己進(jìn)入實用階段,市場上已有商品化的系統(tǒng)軟件出售。國內(nèi)一些高校和研究所也對模具CAD/CAM/CAE技術(shù)進(jìn)行了許多研究和實踐,并取得了很大成果。但我國在該技術(shù)的應(yīng)用和推廣方面與外國相比還存在一些差距,有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善。第1章 任務(wù)來源及設(shè)計目的意義1.1 設(shè)計任務(wù)來源零件簡圖:如下圖所示。工件名稱:阻尼件生產(chǎn)批量:大批量材料:QBe2(鈹青銅)材料厚度:0.1mm 圖一 工件圖1.2 設(shè)計目的及意義冷沖壓模具設(shè)計是在冷沖模設(shè)計理論教學(xué)之后進(jìn)行的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的在于鞏固所學(xué)知識,熟悉有關(guān)資料,樹立正確的設(shè)計思想,掌握設(shè)計方法,培養(yǎng)我們的獨(dú)立思考能力和實際工作能力。通過沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計,使我們在沖壓工藝性分析、沖壓工藝方案論證、沖壓工藝計算、沖模零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫技術(shù)文件和查閱技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。 本設(shè)計題目為阻尼件,對我們畢業(yè)生來說有一定的設(shè)計目的及意義:通過對該零件模具的設(shè)計,進(jìn)一步加強(qiáng)了我們所學(xué)的沖壓基本知識,讓我們更加了解了模具各個組成部分、各個部分結(jié)構(gòu)性能,以及各個結(jié)構(gòu)的動作過程。為以后更好的就業(yè)工作打下了堅實的基礎(chǔ)。第2章 沖壓件工藝性分析及工藝方案確定2.1 沖壓工藝性分析 沖壓是在室溫下,利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。在沖壓加工中,將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備,稱為沖壓模具活俗稱沖模)。沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法,在模具壽命和生產(chǎn)率較高,成本低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。影響沖裁件工藝性的因素很多,如沖裁件的形狀特點,尺寸大小、尺寸大小標(biāo)注方法精、度要求和材料性能等。良好的沖裁工藝性應(yīng)保證材料消耗少,工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命長、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單等?!?】【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由工件圖看,該工件形狀簡單對稱,有落料、上拉深、下拉深三個工序。其主要尺寸18.98及36.58為IT8IT9級公差,因此凸、凹模制造公差可采用IT7級精度制造。工件生產(chǎn)批量為大批量,材料為鈹青銅,屬有色金屬,具有良好的沖壓性能,適合沖裁。在進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計和模具設(shè)計時,應(yīng)注意以下幾點:(1) 制件材料為較貴重的青銅,制件形狀為圓形凸緣形狀。根據(jù)其制件形狀尺寸,可設(shè)計一副復(fù)合模具。(2) 根據(jù)制件形狀特點,宜采用多工序模具設(shè)計時,應(yīng)注意各工序之間的影響問題,前道工序應(yīng)保證后一工序順利進(jìn)行。(3) 材料較薄,考慮制件精度,應(yīng)注意壓料和出料機(jī)構(gòu)的設(shè)計。(4) 沖裁間隙,拉深凸凹模間隙及高度的確定,應(yīng)符合制件要求。(5) 各工序凸、凹模動行程確定,應(yīng)符合制件要求。 (6) 卸料裝置的動作空間的確定,應(yīng)保證制件及廢料的頂出不相互干 涉。2.2 工藝方案的確定在確定工藝方案時依據(jù)的原則:(1)保證沖裁件質(zhì)量。(2)經(jīng)濟(jì)性原則。(3)安全性原則。 【2】【2】丁松聚主編機(jī)械工業(yè)出版社。由以上分析,擬定工藝方案如下:方案一:先落料、再拉深級進(jìn)模生產(chǎn)。方案二:落料、拉深復(fù)合模沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一:只需兩副模具,但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,送進(jìn)操作不方便,工件尺寸偏差大。方案二:經(jīng)過落料、上拉深、下拉深三道工序,且每道工序連續(xù)進(jìn)行。首先對條料落料,得到一個圓形料,然后進(jìn)行拉深圓桶形件的拉深,然后再進(jìn)行拉深,得到制件。尺寸精度高,平直度好,生產(chǎn)效率高。對以上方案分析比較,采用方案二為佳。 第3章 模具主要設(shè)計計算及沖壓設(shè)備選擇3.1 毛坯尺寸計算根據(jù)表面積相等原則,用解析法將工件一一分開,最后求得該零件的毛坯直徑D,具體計算如下:先算兩個對稱凸緣的表面積:A=2H-h)+/42r(d-2r)+8r+/4(d-2r)=400.188mm再算上面拉深所得形狀表面積A;最后再算下面拉深所得的圓形表面A最后求出毛坯直徑D=50.7mm3.2 排樣及相關(guān)計算在沖壓生產(chǎn)中,節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義,特別是在大批量生產(chǎn)中,較好地確定沖件形狀尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。沖裁件在條料,帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是降低成本和保證沖裁件質(zhì)量及模具壽命的有效措施,故排樣時應(yīng)考慮如下原則:提高材料利用率;合理排樣方法使操作方便,勞動強(qiáng)度低且安全;模具結(jié)構(gòu)簡單,壽命長;保證沖件質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求?!?】因該工件是由圓弧組成,且形狀和結(jié)構(gòu)對稱,采用直排時材料利用率高,故選擇直排?!?】中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會 組編冷沖模設(shè)計及制造機(jī)械工業(yè)出版社采用有廢料直排的排樣方式,相關(guān)計算見下表一。查板材標(biāo)準(zhǔn),宜選用600mm800mm的板料,每張板料可剪裁11張條料,每張條料可沖裁13個工件,故每張板料的利用率為65。表一如下:項目分類項目公式結(jié)果備注排樣沖裁件面積AA=/42017.8mm查表2.5.2得最小搭邊值a=1.8mm,a=2.0mm;查表317 得C=0.5, n=1;【4】條料與導(dǎo)料板間隙為0.7條料寬度BB=D+2a+C56mm步距SS=D+a54.3mm一個步距的材料利用率=10067沖 壓力落料力FF=KLt8280N查附錄A得=240480MP【5】卸料力FF= KF4100N查表215得K=0.04;【5】拉深力FF=Kdt4100N3432.8N查附錄A得=300600 MP壓邊力FF=AP830N查表416得P=2.0【5】沖壓工藝總力FF= F+ F+ F+ F13210N剛性卸料與推件【4】節(jié)選自沖壓工藝與沖模設(shè)計 翁其金 主編【5】節(jié)選自沖模設(shè)計應(yīng)用實例 模具實用技術(shù)叢書編委會 編 排樣圖如下所示: 圖二 排樣圖3.3 成形次數(shù)的確定。該工件需要兩道拉深工序,這里需要判斷是否能一次成形。根據(jù)公式:h/d=4/18.98=0.21,根據(jù)毛坯的相對厚度t/D=0.1/47=0.47,由此查表4.4.3得出表中數(shù)值,所以能一次成形。【1】3.4 沖壓工序壓力計算該工件采用復(fù)合模沖壓,由于工件料厚較小,又因為模具結(jié)構(gòu)。所以采用剛性裝置,沖壓力計算如上所示3.4.1 壓力中心計算 該工件結(jié)構(gòu)簡單、對稱而且是個圓行,所以它的壓力中心很容易得到是在圓心。3.5 工作部分尺寸計算在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前,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,工作零件的形狀相對簡單對稱,適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凹模、卸料板等,這種加工方法可以保證這些零件的精密度,使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法計算,具體計算如下: 表二如下:尺寸及分類凸、凹模間雙面間隙尺寸偏差與磨損系數(shù)計算公式結(jié)果落料查表2.3.2得Z=0.014mm,Z=0.01mmX=0.50=0.740D=(D-X) 50.33D=( D- Z)50.32拉深36.58查表4.8.2得Z=0.2mm =0.62D=(D-0.75) D=( D- Z)D=36.03 D=35.8318.98D=18.87D=18.47上表模具制造公差是查表2.4.1所得,滿足(Z- Z)和模具制造公差查表4.8.3所得?!?】3.6 沖壓設(shè)備選擇根據(jù)沖壓工藝總力計算結(jié)果,并結(jié)合工件高度,選擇沖壓設(shè)備。沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意以下幾點:壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力,即,式中所選壓力機(jī)的噸位,沖裁時的總力;根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程(沖程)次數(shù),如復(fù)合模工作需從模具中間出件,最好選用可傾式壓力機(jī)。根據(jù)模具尺寸大小,安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺面尺寸,如有推件時應(yīng)考慮臺面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過。選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。模柄直徑,長度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄直徑、深度尺寸相當(dāng)。壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的22.5倍。壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全?!?】【6】王芳主編機(jī)械工業(yè)出版社。依據(jù)上面所述,可初選為開式雙柱可傾壓力機(jī)J233.15。其主要技術(shù)參數(shù)為:公稱壓力:31.5KN滑塊行程:35mm最大閉合高度:130mm滑塊行程次數(shù):170次/min工作臺尺寸:200mm310mm模柄孔尺寸:30mm50mm 第4章 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知,采用復(fù)合模沖壓,因此模具類型為復(fù)合模。4.2 定位方式的選擇 a.導(dǎo)料銷導(dǎo)料銷是對條料或帶料的側(cè)向進(jìn)行導(dǎo)向,以免送偏的定位零件。一般設(shè)有兩個,并位于條料同側(cè),從右向左送料時,導(dǎo)料銷裝在后側(cè);從前向后送料時,導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。這里導(dǎo)料銷裝在凹模面上,為固定式的。導(dǎo)料銷厚度選為68mm。 b.壓料裝置 為了解決拉深過程中的起皺問題,生產(chǎn)實際中的主要方法是采用壓料裝置。壓料裝置有剛性壓料裝置和彈性壓料裝置兩種。是否采用壓料裝置主要看是否可能發(fā)生起皺。采用或不采用壓料裝置的條件是:第一次拉深:(t/D)1001.5,m0.6時采用壓料裝置。由于該制件(t/D)100=0.43小于1.5。因此,這里必須采用壓料裝置。 c.擋料銷 擋料銷起定位作用,用它擋住搭邊或沖件輪廓,以限定條料送進(jìn)距離。分為固定擋料銷、活動擋料銷、始用擋料銷。這里選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的固定擋料銷型,適宜于沖裁中、小型沖裁件的擋料定距?!?】4.3 卸料出料方式的選擇4.3.1 卸料板的設(shè)計卸料裝置分固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀三種。卸料板用于卸掉卡在凸模上或凹模上的沖裁件或廢料。固定卸料板的卸料力大,卸料可靠。一般用于板料較厚(大于0.5mm)、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件。彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性元件(彈簧或橡膠)、卸料螺釘?shù)冉M成。彈壓卸料既起卸料作用又起壓料作用,所得沖裁零件質(zhì)量較好,平直度較高。因此,要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝置。這里用彈壓卸料裝置。卸料板凸臺部分高度為:h=H-(0.10.3)t式中:h-卸料板凸臺高度;H-導(dǎo)料板高度;t-板料厚度 【1】卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同,厚度為10mm,卸料板采用Q235鋼制造,淬火硬度為4045HRC。4.3.2 卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘,公稱直徑為12mm,螺紋部分為M1010mm,卸料釘尾部留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后,應(yīng)使卸料板超出端面1mm,有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。4.4 推件裝置的選擇推件裝置有剛性和彈性兩種。彈性推件器一般裝于下模座下面,與下模板相連,這種裝置除有推出工件的作用外,還能壓平工件,還可用于卸料和緩沖。剛性推件器一般裝于上模,推件力大且可靠。其推件力通過打桿推板推桿傳至工件。推桿常選用34個且受力均勻、長短一致。這里由于制件較小,采用兩個。推板裝在上模板孔內(nèi),推板形狀要按工件形狀來設(shè)計。這里下模采用彈性推件器,上模采用剛性推件器,采用推桿推出工件。4.5 導(dǎo)向方式的選擇模具導(dǎo)向零件是模具重要零件之一,其質(zhì)量的好壞,對模具的制造精度、使用壽命和產(chǎn)品成形質(zhì)量有著非常重要的作用。模具中最廣泛的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。一般是由內(nèi)、外圓柱表面組成。其加工精度要求主要體現(xiàn)在:內(nèi)、外圓柱表面的表面粗糙度及尺寸精度,各配合圓柱表面的同軸度等。導(dǎo)向零件的配合表面都必須進(jìn)行精加工,而且要有較好的耐磨性。一般導(dǎo)向零件配合表面的精度可達(dá)IT6,表面粗糙度Ra=0.20.1m 。對精密的導(dǎo)向零件配合表面的精度可達(dá)IT5,表面粗糙度Ra=0.10.05m 。導(dǎo)向零件的形狀比較,加工方法一般采用普通機(jī)床進(jìn)行粗加工和半精加工后在進(jìn)行熱處理,最后用磨床進(jìn)行精加工,消除熱處理引起的變形,提高配合表面的尺寸精度和減少配合表面的粗糙度。對于配合要求高、精度高的導(dǎo)向零件,還要對配合表面進(jìn)行研磨,才能達(dá)到要求的精度和表面粗糙度?!?】導(dǎo)向零件是用來保證上模相對于下模的正確運(yùn)動。對生產(chǎn)批量較大、零件公差要求高、壽命長的模具,一般都采用導(dǎo)向裝置。為了提高模具壽命和工件質(zhì)量,方便安裝調(diào)整,該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 圖三 卸料板第5章 模具的主要零部件設(shè)計5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1.1 拉深凸模由于工件較小且對稱,所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu),拉深凸模、落料凹模和凸、凹模的結(jié)構(gòu)如圖所示。(附零件圖)為了實現(xiàn)先落料后拉深,模具裝配后,應(yīng)使拉深凸模的端面比落料凹模端面低。所以拉深凸模的長度可按下式計算:下模拉深凸模長度:L=H+H-H=10+15-2=23mm式中:H-凸模固定板厚度,H=10mmH-凹模厚度,H=15mmH-裝配后,拉深凸模端面低于落料凹模端面高度,取H=2mm5.1.2 落料凹模落料凹模的外形結(jié)構(gòu)及其固定方法凹模的外形結(jié)構(gòu)為矩形,采用螺釘和銷釘直接固定在支承件上。凹模采用螺釘和銷釘定位固定時,要保證螺釘(或沉孔)之間,螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會影響模具壽命。落料凹模采用整體凹模,各沖裁的凹??拙捎镁€割加工。其輪廓尺寸可按公式2.9.3、2.9.4計算:凹模厚度:H=kb=0.250.7=11.1mm,取為15 mm(查表2.9.5得k=0.3)凹模壁厚c=(1.52)H=(16.530)mm凹模寬度:B=100mm凹模長度:L=S+2S=47+222=102mm5.2 固定板、墊板及其它設(shè)計5.2.1 固定板將凸?;虬寄0匆欢ㄏ鄬ξ恢脡喝牍潭ê笞鳛橐粋€安裝在上模座或下模座的板件上。模具中最常見的固定板,分為圓形固定板和矩形固定板兩種,主要用于固定小型的凸模和凹模。固定板的設(shè)計應(yīng)注意以下幾點: 凸模固定板的厚度一般取凹模的0.60.8倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6,凸模壓裝后端面要與固定板一起磨平。固定板的上、下表面應(yīng)磨平,并與凸模安裝孔的軸線垂直。固定板基面和壓裝配合面的表面粗糙度為Ra=1.60.8m,另一非基準(zhǔn)面可適當(dāng)降低要求。固定板材料一般采用Q235或45鋼制造,無需熱處理淬硬?!?】取凸模固定板的厚度為10mm,下固定板的厚度為10mm,采用Q235制作。【7】-史鐵梁主編的冷沖模設(shè)計指導(dǎo)機(jī)械工業(yè)出版社。5.2.2 墊板墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力,以降低模座所受的單位壓力,保護(hù)模座一面被凸模端面壓陷。模具中最為常見的是凸模墊板,它被裝于凸模固定板與模座之間。墊板外形尺寸可與固定板相同,其厚度一般取412mm,取H=10 mm。墊板材料為45鋼,淬火硬度為4348HRC。墊板上、下表面應(yīng)磨平,表面粗糙度為Ra=1.60.8m,以保證平行度要求。為了便于模具裝配,墊板上銷釘通過孔直徑可比銷釘直徑增大0.30.5mm。【7】5.2.3 螺釘與銷釘螺釘與銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件,按標(biāo)準(zhǔn)選用。螺釘用于固定模具零件,一般選用內(nèi)六角螺釘;銷釘起定位作用,常用圓柱銷釘。選用螺釘、銷釘應(yīng)注意以下幾點:螺釘要均勻布置,盡量置于被固定件的外形輪廓附近。當(dāng)被固定件為圓形時,一般采用34個螺釘。銷釘一般都用兩個,且盡量遠(yuǎn)距離錯開布置,以保證定位可靠。螺釘之間、螺釘與銷釘之間的距離,螺釘、銷釘距刃口及外邊緣的距離,均不應(yīng)過小,以防降低強(qiáng)度。內(nèi)六角螺釘通過孔及其螺釘裝配尺寸應(yīng)合理。連接件的銷孔應(yīng)配合加工,以保證位置精度,銷釘孔與銷釘采用H7/m6或H7/n6過渡配合。螺釘、銷釘規(guī)格應(yīng)根據(jù)沖壓力大小,凹模厚度等確定。螺釘規(guī)格按表2.9.14螺釘規(guī)格選用查取,凹模厚度H=15mm,螺釘規(guī)格M6。【1】取螺釘規(guī)格M6,由表3-6螺釘直徑與間距查得M6:min(10mm),max(60mm)。【8】【8】馬正元、韓啟主編沖壓工藝與模具設(shè)計機(jī)械工業(yè)出版社5.3 其它零部件的設(shè)計與選用5.3.1 彈性元件的設(shè)計采用彈性壓料裝置,壓邊圈在成形的過程中既起壓邊的作用,又起頂件的作用,將成形后包在拉深凸模上的工件卸下。其壓力由標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供。5.3.2 模架及其它零件的選用根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,模架主要有兩大類:一類是由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架;另一類是由彈壓導(dǎo)板,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。模具的全部零件都固定在模架上面,并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連,下模座用螺釘,壓板固定在壓力機(jī)工作臺面上。上,下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置,以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動,保證沖裁過程中間隙均勻。模架的基本要求:(1)要有足夠的強(qiáng)度與剛度;(2)要有足夠的精度(如上,下模座要平行,導(dǎo)柱,導(dǎo)套中心要與上,下模座垂直,模柄要與上模座垂直等)。(3)上,下模之間的導(dǎo)向要精確(導(dǎo)向件之間的間隙要很小,上,下模之間的移動應(yīng)平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象)。選擇模架結(jié)構(gòu)時要根據(jù)工件的受力變形特點,坯件定位,出件方式,材料送進(jìn)方向,導(dǎo)柱受力狀態(tài),操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。選擇模架尺寸時要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮,一般在長度上及寬度上都應(yīng)比凹模大3040mm。模板厚度一般等于凹模厚度的11.5倍,選擇模架時還要注意到模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系?!?】由以上所述,這里選用中間導(dǎo)柱圓形標(biāo)準(zhǔn)模架。選用導(dǎo)柱d/mmL/mm,分別為20120,22120;導(dǎo)套d/mmL/mmD/mm,分別為206523,226523。上模座厚度取25mm,即H=25mm上模墊板厚度取15mm, 即H=15mm固定卸料板厚度取10mm, 即H=15mm下固定板厚度取15mm, 即H=15mm下模墊板厚度取10mm, 即H=10mm下模座厚度取30mm, 即H=30mm模具閉合高度取H= H+ H+ H + H+H+ H+ H-H =(25+15+31+15+10+10+30-8) =128mm式中:H-凸、凹模高度,H=31mm;H-凹模厚度,H=15mm;H-凸凹模進(jìn)入落料凹模的深度,H=8mm??梢娫撃>叩拈]合高度小于所選壓力機(jī)J233.15的最大裝模高度(130mm),可以使用。5.3.3 模柄模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件,對它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠;二要與上模正確而可靠連接。這里采用旋入式模柄C型?!?】【8】王孝培主編沖壓手冊機(jī)械工業(yè)出版社。5.3.4 彈簧本模具由于所沖工件只有0.1(材料:鈹青銅),所以工作所需要的拉深力不大,所以彈簧有反拉深作用。 1,此模具所沖制件的尺寸較小,故模具的總體尺寸也較小,考慮到彈簧的安裝空間,初選彈簧數(shù)為2,每個彈簧的預(yù)壓力:。2,查有關(guān)彈簧規(guī)格,初選彈簧規(guī)格為。具體參數(shù):,。,3,計算: 。4,校核:設(shè), =由以上計算可知 :,所以。即所選彈簧是合適的 第6章 模具總裝的總裝圖通過以上設(shè)計,可得到如圖所示裝配圖。(附模具裝配圖)一張。模具上模部分主要是由上模座、墊板、固定板、凸、凹模、拉深凸模(1個)及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料,以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、墊板、固定板、壓邊圈、落料凹模、拉深凸模等組成。模具的工作過程:條料平放在凹模面上,送進(jìn)通過導(dǎo)料銷以及擋料銷來定位。壓力機(jī)帶著上模下行,卸料板與壓邊圈一起壓緊條料,先落料,后拉深;當(dāng)拉深結(jié)束后,上?;爻蹋淞虾蟮牧嫌尚读习鍙耐?、凹模上卸下,拉深成形的工件由壓力機(jī)上的橫梁通過推桿從凸、凹模中彈性打下,用手工將工件取走后,將條料往前送進(jìn)一個步距,進(jìn)行下一個工件的生產(chǎn)。 圖四 裝配圖 第7章 模具零件的加工工藝7.1 凸、凹模的技術(shù)要求及加工特點沖裁屬于分離工序,沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口,凸、凹模之間的間隙較小,其加工具有如下特點:凸、凹模材質(zhì)一般是工具鋼或合金工具鋼,熱處理后的硬度一般為5864HRC,凹模比凸模稍硬一些。凸、凹模精度主要根據(jù)沖裁件精度決定,一般尺寸精度在IT6IT9,工作表面粗糙度在Ra值為1.60.4m。凸、凹模工作端帶有鋒利刃口,刃口平直(斜刃除外),安裝固定部分要符合配合要求。凸、凹模裝配后應(yīng)保證均勻的最小合理間隙。凸模的加工主要是外形加工,凹模的加工主要是孔(系)加工。凹模型孔加工和臺階式凸模加工常用線切割方法?!?】【9】郝濱海主編沖壓模具簡明設(shè)計手冊,化學(xué)工業(yè)出版社。由以上技術(shù)要求及加工特點可以采用如下方案:下料鍛造退火毛坯外形加工螺孔、銷孔、穿絲孔加工淬火與回火磨削加工上、下面及基準(zhǔn)面線切割加工鉗工修整;該方案主要用于以線切割加工為主要工藝的凸、凹模加工,尤其適用形狀復(fù)雜,熱處理變形大的直通式凸模、凹模零件。落料凹模亦可采用此加工方案。第8章 模具的裝配與調(diào)試8.1 模具的裝配在裝配之前,必須仔細(xì)研究圖樣,根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的特點和技術(shù)要求,確定合理的裝配次序和裝配方法。此外,還應(yīng)檢查模具零件的加工質(zhì)量,如凸、凹模刃口尺寸等,然后按照規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行裝配。沖裁模裝配后,應(yīng)達(dá)到下述技術(shù)要求:模架精度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)(JB/T80501999沖模模架技術(shù)條件、JB/T80711995沖模模架精度檢查)規(guī)定。模具的閉合高度應(yīng)符合圖紙的規(guī)定要求。裝配好的模具,上模沿導(dǎo)柱上、下滑動應(yīng)平穩(wěn)、可靠。凸、凹模間的間隙應(yīng)符合圖紙規(guī)定的要求,分布均勻,凸模或凹模的工作行程符合技術(shù)條件的規(guī)定。定位和擋料裝置的相對位置應(yīng)符合圖紙規(guī)定要求。導(dǎo)料面應(yīng)與凹模進(jìn)料方向的中心線平行。卸料和頂件裝置的相對位置應(yīng)符合設(shè)計要求,超高量在許用規(guī)定范圍內(nèi),工作面不允許有傾斜或單邊偏擺,以保證制件或廢料能及時卸下和順利頂出。緊固件裝配應(yīng)可靠,螺栓螺紋旋入長度在鋼件連接時應(yīng)不小螺栓的直徑,鑄件連接時應(yīng)不小1.5倍螺栓直徑;銷釘與每個零件的配合長度應(yīng)大于1.5倍銷釘直徑;螺栓和銷釘?shù)亩嗣娌粦?yīng)露出上、下模座等零件的表面。落料孔或出料槽應(yīng)暢通無阻,保證制件或廢料能自由排出。標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)能互換。緊固螺釘和定位銷釘與其孔的配合應(yīng)正常、良好。模具在壓力機(jī)上的安裝尺寸需符合選用設(shè)備的要求;起吊零件應(yīng)安全可靠。模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行試驗,沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計要求?!?0】【10】-翟德梅主編 模具制造技術(shù) 該模具裝配應(yīng)以凸、凹模作裝配基準(zhǔn)件。先將裝有凸、凹模的固定板用螺栓和銷釘安裝、固定在指定模座的相應(yīng)位置上;再按凸、凹模的內(nèi)形裝配、調(diào)整拉深凸模固定板的相對位置,使拉深凸、凹模間的間隙趨于均勻,用螺栓固定;然后再以凸、凹模的外形為基準(zhǔn),裝配、調(diào)整落料凹模相對凸、凹模的位置,調(diào)整間隙,用螺栓固定。試沖無誤后,將固定板和落料凹模分別用定位銷,在同一模座經(jīng)鉆絞和配鉆、配絞銷孔后,打入定位。8.2 模具的調(diào)試模具裝配以后,必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行調(diào)試。模具調(diào)試,因模具類型不同、結(jié)構(gòu)不同,可能出現(xiàn)的問題也不同,調(diào)試的內(nèi)容也隨之變化。沖裁模調(diào)試要點:模具閉合高度調(diào)試。模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好,保證模具應(yīng)有的閉合高度和開啟高度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)試。導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有好的配合精度,保證模具運(yùn)動平穩(wěn)、可靠。凸、凹模刃口及間隙調(diào)試。刃口鋒利,間隙要均勻。定位裝置的調(diào)試。定位要準(zhǔn)確、可靠。卸料及出件裝置的調(diào)試。卸料及出件要暢通,不能出現(xiàn)卡住現(xiàn)象。進(jìn)行模具試沖時,沖出的工件按沖壓零件產(chǎn)品圖或試樣進(jìn)行檢查驗收。在檢查驗收過程中,如發(fā)現(xiàn)各種缺陷,則要仔細(xì)分析,找出原因,并對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理,然后再試沖,直到模具正常工作并得到合格的制件為止。設(shè)計總結(jié)本設(shè)計的內(nèi)容是阻尼件的設(shè)計,通過近一段時間對阻尼件的設(shè)計,我基本掌握了冷沖模設(shè)計與制造的基本方法與步驟,掌握了如何制作沖壓工藝規(guī)程,包括毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修、操作安全可靠等;設(shè)計計算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備相適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu),以及繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個設(shè)計繪圖過程。通過對冷沖模的畢業(yè)設(shè)計,我對沖壓模具設(shè)計有了更進(jìn)一步的了解和理性的認(rèn)識,對模具的制造方法和制造過程也更加形象具體化,使以前所學(xué)知識得到充分利用,起到了學(xué)以致用的目的。同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,也體會到了模具設(shè)計工作者的那種工作環(huán)境和工作難度。為今后的工作積累了豐富寶貴的經(jīng)驗。致謝本次畢業(yè)設(shè)計在整個過程中得到了于智宏老師、原紅玲老師、楊占堯老師等幾位老師的幫助和指導(dǎo),并借鑒和汲取了前人的豐富經(jīng)驗。在此表示誠摯的感謝!其中于智宏老師在本設(shè)計的過程中,給予了極大的幫助,并指導(dǎo)提出寶貴的修改意見,在這里特別提出感謝!最后,感謝在我完成畢業(yè)設(shè)計過程中幫助我的所有老師和同學(xué)!參考文獻(xiàn)【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。 【2】丁松聚主編機(jī)械工業(yè)出版社。【3】中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會 組編冷沖模設(shè)計及制造機(jī)械工業(yè)出版社?!?】翁其金 主編 沖壓工藝與沖模設(shè)計 機(jī)械工業(yè)出版社?!?】模具實用技術(shù)叢書編委會 編沖模設(shè)計應(yīng)用實例機(jī)械工業(yè)出版社?!?】王芳主編機(jī)械工業(yè)出版社?!?】-史鐵梁主編的冷沖模設(shè)計指導(dǎo)機(jī)械工業(yè)出版社?!?】王孝培主編沖壓手冊機(jī)械工業(yè)出版社?!?】郝濱海主編沖壓模具簡明設(shè)計手冊化學(xué)工業(yè)出版社?!?0】-翟德梅主編 模具制造技術(shù)29
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