3760 異形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)
3760 異形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì),異形,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì)
河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書11 緒 論目前,我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?,主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距,導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀在我國(guó),隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái),產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度明顯加快,產(chǎn)品數(shù)量明顯的迅速增加。這使得模具的需求量增加,質(zhì)量要求越來(lái)越高,從而使模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用日趨重要。我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家,從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人,2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭,模具企業(yè)總體上訂單充足,任務(wù)飽滿,2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元,出口模具4.91 億美元,分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1,進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元,為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中,有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中,產(chǎn)值過(guò)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)。 近年來(lái), 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;專業(yè)模具廠數(shù)量增加,能力提高較快;三資及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速;國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一,體制不順,基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用,私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快,國(guó)企改革也在進(jìn)行之中,但總體來(lái)看,河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書2體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,因此,行業(yè)發(fā)展還不盡如人意,特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二,開(kāi)發(fā)能力較差,經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低,水平較低,且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā),在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元,國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 1520 萬(wàn)美元,有的高達(dá) 2530 萬(wàn)美元,與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理,真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三,工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備,但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多,特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因,引進(jìn)設(shè)備不配套,設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍,設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低,帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。第四,專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響,許多模具企業(yè)觀念落后,模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低,專業(yè)化分工不細(xì),商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具,商品模具只占 45%左右,其馀為自產(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(wù),與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低,標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響,對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五,模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本,國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比,無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格,都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差,也直接影響模具水平的提高。1.1.2國(guó)內(nèi)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: 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); 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書33)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國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備。隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域都越來(lái)越多的依賴模具來(lái)進(jìn)行加工。在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中,6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性,是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并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(kāi)發(fā)能力。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展模具工業(yè)也迅速的發(fā)展。世界上一些發(fā)達(dá)的國(guó)家其模具工業(yè)總產(chǎn)值早已超過(guò)拉機(jī)床工業(yè),其發(fā)展速度也超過(guò)拉機(jī)床、汽車、電子等工業(yè)。在這些國(guó)家,模具工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)名經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。美國(guó)工業(yè)界稱“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石” ,日本模具協(xié)會(huì)稱“模具是促進(jìn)社會(huì)富裕的動(dòng)力 ”。模具的價(jià)值不只是指模具本身的價(jià)值,還在于它的應(yīng)用為社會(huì)創(chuàng)造的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。模具技術(shù)特別是制造精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的技術(shù),已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要的標(biāo)志之一。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在汽車、電子、儀表、輕工等方面發(fā)展的速度,產(chǎn)品先進(jìn)、有競(jìng)爭(zhēng)力很大程度上取決與模具的供應(yīng)情況和先進(jìn)程度。近幾年,全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上;國(guó)外模具河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書4企業(yè)的組織形式是大而專、大而精。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí),從德國(guó)工、模具行業(yè)組織-德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)(VDMA)工模具協(xié)會(huì)了解到,德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中(VDMA)會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的 90%,可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展,國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才,他們的技術(shù)水平比較高故人均產(chǎn)值也較高我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右,而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 1520 萬(wàn)美元,有的達(dá)到 2530 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上,而我國(guó)才達(dá)到 451.3異形拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路拉深是沖壓基本工序之一,它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下,將平板坯料或空心工序件制成開(kāi)口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件,還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件,但是,加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下,拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下,不宜高于 IT11 級(jí)。只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究,才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法,才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸,解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題,從而,進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書52.異形端蓋沖壓工藝的分析2.1 拉深件工藝分析原始資料:如圖所示 材 料:LY12 厚 度: 0.6mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書6此工件為并非一般的回轉(zhuǎn)體拉深工件,形狀也非簡(jiǎn)單對(duì)稱,經(jīng)本人仔細(xì)分析得出半球形體拉深和淺矩形拉深件的復(fù)合拉深件,由于半球形拉深是的凸模和工件之間是一點(diǎn)接觸由于接觸點(diǎn)承受全部的拉深力,故使得接觸點(diǎn)的材料發(fā)生嚴(yán)重的變薄,另外拉深過(guò)程中材料的很大一部分未被壓住故極容易起皺而且產(chǎn)生皺紋后因間隙大而不易去除,所以比較困難。而矩形件的拉深因本工件是屬于淺拉深又因?yàn)槭卿X材料性能好,綜合分析能夠被輕易拉深成形。所有尺寸均為自由公差,對(duì)工件厚度變化也沒(méi)有作要求。由于沒(méi)有公差等級(jí)標(biāo)注,所以可以按未標(biāo)公差等級(jí)處理。零件圖上未標(biāo)注公差尺寸按 IT14 精度計(jì)算。2.2 拉深工藝方案分析 2.2.1 拉深工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序,可以有以下三種工藝方案:方案一:先落料,后拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二:拉深-切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三:拉深級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但需要兩道工序兩副模具,生產(chǎn)效率低,難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具,生產(chǎn)效率較高,盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜,但由于零件的集合行裝簡(jiǎn)不對(duì)稱,模具制造并不困難,拉深后又要保證外形尺寸選擇拉深后再切邊。方案三也只需一副模具,生產(chǎn)效率高,但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,送進(jìn)操作不方便,加之尺寸偏大,通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較,若該工件能一次拉深,則其沖壓采用方案二為佳。2.3 主要設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1 排樣方式的確定與計(jì)算設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模,首先要設(shè)計(jì)條件排樣圖。由于零件外形尺寸為自由尺寸對(duì)精度要求不高, ,雖然這時(shí)會(huì)使零件外形尺寸公差等級(jí)降低但是經(jīng)過(guò)籌兼顧,全面考慮。這里我們采用少?gòu)U料排樣。如圖 12 所示 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書7圖 21 有廢料排樣查板材標(biāo)準(zhǔn)【2】宜選 1250mm1500mm 的鋁板, A1: 零件面積A2: 鋼板面積(公式 1)227314073.5.910 ( ) ( ) 9.6 1250 3.72.3.2 沖壓力的計(jì)算該模具采用級(jí)進(jìn)模,擬選用彈性卸料下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算如下: 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書8由上式知 沖裁件面積 A1: A 11721.1665mm 2條料寬度 B61mm步距 S S28mm一個(gè)步距的材料利用率 1(公式 2)%18.90286/5.79%10/ xxBSnA沖壓力:沖裁力 F: FKLt b式中: F沖裁力(KN)L沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度(mm)t沖裁件材料厚度被沖材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)bK系數(shù),一般取 1.3.上式抗剪強(qiáng)度 與材料種類和培料的原始狀態(tài)有關(guān),可在手冊(cè)中產(chǎn)迅查詢?yōu)榉奖阌?jì)算,可取材料的 0.8 . 故沖裁力表達(dá)方式又可表示為:F1.3LtbbLt (公式 3)bb式中 被沖裁材料抗拉強(qiáng)度(MPa)查手冊(cè)【3】得 Q215 鋼的 為 334450MPa b取 340MPab2(103)7(12)1.5340915.4F N卸料力 Fx:FxKxFKx卸料力系數(shù) 見(jiàn)【1】表 2.6.1 取 Kx0.4Fx0.04119515.444780.6176N河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書9推件力 FT FTnK TF(公式 4)KT推件力系數(shù)見(jiàn)【1】表 2.6.1 取 FT0.055n同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)n=h/t式中:h凹模洞口的直刃壁高度t板料厚度n=h/t=0.5/1.5=6 查【1】表 2.9.4 h5 取 h5mm(公式 5)50.195.43286.7TFnKN沖壓工藝總力 Fz:(公式 6).0.1.46172.803Tzx N彈性卸料:下出料方式2.3.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算計(jì)算壓力中心時(shí),先畫出凹模型腔和凸模圖,如圖 1-3 所示。 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書10圖 2-2 壓力中心表一:壓力中心坐標(biāo)各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值基本要素長(zhǎng)度L/mmX YL114.172 -103 0L22.000 -102.263 -7.793L3101.586 -50.5 -8.5L417.000 0 0L5=101.586 -50.5 -8.5L6=2.000 -102.293 -7.793L7=10.990 -97.5 -8.5L8=10.990 -56.5 -8.5L9=9.106 -21.5 -8.5合計(jì) 269.43河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書11(公式 7)1219031290LxLxyy04.730.1.5860.5210.937.51096.21.50938.644x m 07.93210.586.10.586.27.938.5109.8.59106y 同理得出凸模的設(shè)計(jì)尺寸為 : 2.3.2 確定工件是否能一次拉深成形(1)坯料的相對(duì)厚度 工件的相對(duì)高度10.56810.9tD查書表 得拉深的相對(duì)高度為 1.361.1。零件07.59HD2430.580.48,故可以一次拉深成形。 2.3.3 確定是否用壓邊圈板料的相對(duì)厚度 0.5/5。由書表河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書12查得用壓料裝置。防止在拉深過(guò)程中起皺。24.2.3.4 主要工作零件的尺寸計(jì)算1.拉深凸凹模尺寸的計(jì)算由于尺寸標(biāo)注在零件內(nèi)形,所以以凸模為基準(zhǔn),工作部分尺寸為:書(公式 8)min0.4Td - T(公式 9)in.A0- A +Z式中: 、 凹、凸模的尺寸; dTdmin拉深件內(nèi)徑的最小極限尺寸;零件的公差; A、 T凹、凸模制造公差;Z拉深模雙面間隙。查表 0.74mm A=0.10mm T=0.07mm 書和資料由書公式(公式 8)得 (11.1)t max 2tmax板料厚度的最大極限尺寸。查資料得 tmax1.62mm Z=21.11.62=3.564mm 則 76.40.734.5Tdm 0 0-7-.0.1. 86A m 0-.1+6河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書132.2.5 選取拉深凸模與凹模的圓角半徑凹模圓角半徑確定根據(jù)書(公式 9) 0.8()ADdtr凹模圓角半徑1坯料直徑凹模內(nèi)徑d其中 D=98.5mm 80.6mm t=1.5mm 則0.8(9.56)1.45Ar凸模圓角半徑確定 (0.71)TArr:所以 (.)4.53.T河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書142.4 壓力及壓力機(jī)的選用2.4.1 壓力計(jì)算1沖裁力的計(jì)算由于本模具落料時(shí)采用剛性卸料裝置,同時(shí)又沒(méi)有沖裁件卡在凹模內(nèi),所以落料力就是沖裁力。 由書式(公式 10) 得(公式 10)KLF沖 裁 b t式中:L沖裁周邊長(zhǎng)度;t材料厚度;材料抗剪強(qiáng)度;bK系數(shù)。 一般取 1.3。由書表 1.3.6 查得 200310MPa。取 255MPa。bb則河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書151.347.5121FKN沖 裁 2拉深力的計(jì)算應(yīng)采用壓料圈由書式(4.4.10)得(公式 11)1F拉 深 b LtK式中: L該次模斷面周長(zhǎng);坯料厚度;t拉深件材料的抗拉強(qiáng)度b 首次拉深時(shí)的系數(shù)1K由書表 查得 2803900MPa。取 355MPa 由表查得 0.4。則 21.36b b1K3.450.451.8FKN拉 深 73壓料力的計(jì)算(公式 12)pdDraY2124D坯料寬度各次拉深件寬度1dP單位面積壓料,P 值可查 4.4.5其中 D=61mm 18mm P=2.53.0.Mpa 取 P2.8MPa1KNxFY 5.48251864.324工藝總壓力工藝總壓力為(公式 13)沖拉 FYZ河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書16拉深力拉F壓料力Y沖裁力沖所以 KNFZ5.172.4.2 壓力機(jī)的選用在實(shí)際生產(chǎn)中可以按下式來(lái)確定壓力機(jī)的公稱壓力:(公式 14)ZgF0.281式中 壓力機(jī)的公稱壓力gFZgF0.281壓力機(jī)的工作行程需要考慮工件的成形和方便取件,因此,工作行程根據(jù)拉深力的計(jì)算結(jié)果和工件的高度,選擇壓力機(jī):J23-40河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書173. 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 模具工作部分的計(jì)算3.1.1 拉深模的間隙深間隙對(duì)拉深過(guò)程有較大的影響。它不僅影響拉深件的質(zhì)量與尺寸精度,而且影響拉深模的壽命以及拉深是否能夠順利進(jìn)行。因此,應(yīng)該綜合考慮各種影響因素,選取適當(dāng)?shù)睦铋g隙值,既可保證工件的要求,又能使拉深順利進(jìn)行。本模具的拉深間隙查表得出:Z 1/2=1.2t=3.6mmZ2/2=1.1t=3.3mmZ3/2=t=3mm3.2 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸較大,為了工作過(guò)程穩(wěn)定,選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書18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 390*200*45 Q235下模座 390*200*45 Q235導(dǎo)柱 22130、25130 20 鋼 滲碳 0.81.2mm導(dǎo)套 228028、258028 20 鋼 滲碳 0.81.2mmHmin=120mm,Hmax=150mm由此可見(jiàn)模具的實(shí)際開(kāi)模高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所采用模架的最大閉合高度,所以此制件不能采用標(biāo)準(zhǔn)模架。模具的閉合高度(公式 20)HH墊閉 合 下 壓 凹 上 45 9. 70.5 38 2m為了節(jié)省加工時(shí)間,只有在模具標(biāo)準(zhǔn)模架的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。因?yàn)槟R鼓>呔哂凶銐虻姆忾]高度,只有改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度:3.3 其它模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1 固定板查表 7-24 固定板選用: 10012-45 鋼 JB/T 7643.5。落料凸模拉深凹模固定板選用: 12512532-45 鋼 JB/T 764 。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書193.3.2 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:FzAp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) ;zA凸模頭部端面支撐面積(mm 2)。沖裁時(shí): 2314.8016(759.pPaM拉深時(shí): 6.5.83410HT200 的許用壓應(yīng)力為 90140Mpa。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書20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 7-44選用墊板 1251256-45 鋼 JB/7643.3。3.3.3 卸料橡膠的設(shè)計(jì)卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)下表。選用的 4 塊橡膠板的厚度務(wù)必一致,不然會(huì)造成受力不均勻,運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜,影響模具的正常工作。表 二 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注卸料板工作行程 h 工 h 工 =h1+t+h2 4mmh1為凸、凹模凹進(jìn)卸料板的高度1mmh2為凸、凹模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 2mm橡膠工作行程H 工 H 工 =h 工 +h 修 9mmh 修 為凸、凹模修模量,取 5mm橡膠自由高度H 自由 H 自由 =4 H 工 36mm取 H 工 為 H 自由 的25河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書21橡膠的預(yù)壓縮量 H 預(yù) H 預(yù) =15H 自由 5.4mm一般 H 預(yù)=1015H 自由每個(gè)橡膠承受的載荷 F1 F 卸 /4 1184.5N選用四個(gè)圓筒形橡膠橡膠的外徑 D D= /p)1.27(d48mm校核橡膠的自由高度 H 自由0.5H 自由/D=0.751.5 滿足要求D 為圓筒橡膠的內(nèi)徑,取d=12mm;p=0.5Mpa橡膠的安裝高度 H 安 H 安 =H 自由 -H 預(yù) 30mm3.3.4 壓邊圈壓邊圈的作用是防止凸緣部分起皺,由于該工件是有點(diǎn)接觸組成的線接觸拉深件工件極易失穩(wěn),故用很好的材料另外獨(dú)立設(shè)計(jì)壓邊圈,使工件成形。3.3.5 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。3.3.6 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 Q235 390*200*45452 導(dǎo)柱 1 20 鋼 22130 滲碳5862HR河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書22C3 導(dǎo)柱 1 20 鋼 25130 滲碳5862HRC4 導(dǎo)套 1 20 鋼 228533 滲碳5862HRC5 導(dǎo)套 1 20 鋼 258533 滲碳5862HRC6 上模座 1 Q235 390*200*457 內(nèi)六角螺釘4 Cr12 M1045 5862HRC8 內(nèi)六角螺釘4 Cr12 M10100 5862HRC9 模柄 1 Q235-1.F A5010510 銷釘 2 45 鋼 61411 銷釘 2 45 鋼 81212 止轉(zhuǎn)銷 1 45 鋼 8143.4 模具總裝圖河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書23模具說(shuō)明:本模具使用于拉深高度比較小的拉深件,在條料上一次沖壓完成拉深成形、切邊工序。4 結(jié)束語(yǔ)河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書24本工件屬于異形件的拉深件,分析其工藝性,并確定工藝方案。由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè),分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷,采取了相應(yīng)的工藝措施。因此,模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。異形模具的設(shè)計(jì),是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合,更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到,要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員,必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ),并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù),樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念,把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去,并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神,大膽創(chuàng)新,突破新技術(shù),為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。致謝河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書25畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的,它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí),一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課:如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、拉深模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解,使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題,如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料,保證工件的經(jīng)濟(jì)性,加工工藝的合理性。在學(xué)校中,我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí),而實(shí)踐性很欠缺,而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái),使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí);這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力,開(kāi)闊了我們的視野,在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足,為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)異形拉深件模具的設(shè)計(jì),我對(duì)拉深模有了更為深刻的認(rèn)識(shí),特別是這種拉深切邊模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題,雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ,但還是感覺(jué)這些方案中還是不能盡如人意,如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整,都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善,使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束,敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料,請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題,并且和同學(xué)的探討,模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題,使我在這短暫的時(shí)間里,對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從陌生到開(kāi)始接觸,從了解到熟悉,這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程,我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力,我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào),為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助,我受益匪淺。在此,再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師楊占堯師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo),并向他們致于深深的敬意,對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝!河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書26此致敬禮王方昌 2009.05.08參考文獻(xiàn)1 趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀J.模具制造,2007,6:242 劉建超 張寶忠主編. 拉深模具設(shè)計(jì)與制造 M. 高等教育出版社 2004.6.13 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 編 丁戰(zhàn)生 審. 拉深設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 M.4 高軍 李熹平 修大鵬等編著 沖裁模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南 M. 化學(xué)工業(yè)出版河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書27社 2007.7.15 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì) 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)等主編 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 江西科學(xué)技術(shù)出版社 M.20036 郝濱海編 拉深模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2005
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3760 異形件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì),異形,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì)
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