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UNIVERSITY 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 材料成型及控制工程 學(xué) 生 姓 名 班 級(jí) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 長(zhǎng)沙學(xué)院教務(wù)處 二 一一年二月制 設(shè) 計(jì) 題 目 中錐零件成形工藝分析及模具設(shè)計(jì) 20 13 屆 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 中錐零件成形工藝分析及模具設(shè)計(jì) 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 材料成型及控制工程 學(xué) 生 姓 名 班 級(jí) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 講師 最終評(píng)定成績(jī) 2013 年 06 月 設(shè)計(jì) 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為中錐零件成形工藝分析及模具設(shè)計(jì) 該零件是通過對(duì)材料 為 08 鋼 厚度為 3 5mm 的條料進(jìn)行沖壓的到的 本次設(shè)計(jì)對(duì)中錐零件工藝性進(jìn)行了 分析 提出工藝改進(jìn)方案 即增加毛坯直徑 設(shè)置切邊余量 在此基礎(chǔ)上 對(duì)多種工 藝方案進(jìn)行分析與比較確定最終的方案 即由落料拉深復(fù)合模和切邊模兩套模具完成 對(duì)工件的成形 在模具的設(shè)計(jì)過程中 論文設(shè)計(jì)了較高材料利用率的排樣圖 計(jì)算了 成形過程中所需的工藝力 選擇了合適壓力機(jī)并進(jìn)行了裝模高度校核 計(jì)算了主要成 形模具零件的主要刃口尺寸 完成了 2 套模具總體結(jié)構(gòu)和主要模具零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本文最后對(duì) 2 套模具的主要成形零件進(jìn)行了加工工藝路線的制定 關(guān)鍵詞 中錐件 模具設(shè)計(jì) 復(fù)合模 設(shè)計(jì) I ABSTRACT The forming process analysis and mould design of the middle cone shaped part have been carried out in this paper This part is made by stamping the strip where material is 08 steel and thickness of the part is 3 5mm The process analysis of the part has been applied to improve the process solution where the blank diameter increases and the trimming allowance is Determined According to the actual situation the comprehensive comparison and analysis of process solutions have been gave to determine the final solution including a blanking drawing compound die and a trimming die In the mould design process the layout diagram with the higher material utilization has been designed the process forces in the forming process have been calculated the suitable press machine has been chosen and the die set height has been checked the main cutting edge size of the main forming mould parts have been calculated and the design for the overall structure and main parts in the 2 sets of dies have been finished The processing routes of the forming parts in the 2 sets of dies have been formulated finally Keywords Middle cone shaped parts Mold design Compound die 設(shè)計(jì) II 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第 1 章 緒論 1 1 1 概述 1 1 2 模具行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1 2 1 模具行業(yè)的現(xiàn)狀 1 1 2 2 模具行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 2 1 3 國(guó)內(nèi)模具的先進(jìn)制造技術(shù) AMT 2 第 2 章 中錐零件的成形工藝分析 4 2 1 課題內(nèi)容 4 2 2 分析零件的沖壓工藝性 4 2 3 工藝方案的分析 確定及相關(guān)計(jì)算 5 2 3 1 計(jì)算零件的毛坯尺寸 5 2 3 2 工藝方案的確定 5 第 3 章 落料 拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì) 7 3 1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3 2 復(fù)合模工藝力計(jì)算 7 3 3 沖壓設(shè)備的選擇 8 3 4 壓力中心的確定 9 3 5 工作零件刃口尺寸計(jì)算 9 3 6 排樣圖設(shè)計(jì) 9 3 6 1 板料的選擇 9 3 6 2 排樣設(shè)計(jì) 9 3 6 3 材料利用率 10 3 7 復(fù)合模主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 10 3 7 1 工作零件 10 3 7 2 定位零件 14 3 7 3 卸料及壓料零件 14 3 7 4 模架的選用 18 3 7 5 連接與固定零件 18 3 8 落料拉深復(fù)合模裝配圖 19 3 9 壓力機(jī)的校核 21 第 4 章 切邊模的設(shè)計(jì) 22 設(shè)計(jì) III 4 1 切邊模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 4 2 切邊模工藝力計(jì)算 22 4 3 沖壓設(shè)備的選擇 23 4 4 切邊模壓力中心的確定 23 4 5 切邊模工作零件刃口尺寸計(jì)算 23 4 6 切邊模主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 24 4 6 1 工作零件 24 4 6 2 卸料及壓料零件 25 4 6 3 模架的選用 28 4 6 4 連接與固定零件 29 4 7 切邊模裝配圖 29 4 8 切邊模壓力機(jī)的校核 31 第 5 章 主要零件的制造工藝卡 32 5 1 落料凸模加工工藝過程 32 5 2 落料凹模加工工藝過程 33 5 3 拉深凸模加工工藝過程 34 5 4 拉深凹模加工工藝過程 35 5 5 切邊凸模加工工藝過程 36 5 6 切邊凹模加工工藝過程 37 結(jié) 論 39 參考文獻(xiàn) 40 致 謝 41 設(shè)計(jì) 0 第 1 章 緒論 1 1 概述 沖壓成形作為一個(gè)涉及領(lǐng)域十分廣泛的行業(yè) 已深入到了制造 生產(chǎn)行業(yè)的方方 面面 在國(guó)外 沖壓成形被稱為板料成形 1 采用沖壓模具來生產(chǎn)工件 具有生產(chǎn)高效率 高質(zhì)量 低成本 節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn) 所生產(chǎn)的工件高精度 高復(fù)雜度 高一致性 高生產(chǎn)率 低消耗 這都是其他的加工 制造方法所無法比及的 沖壓成形已然成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的主要手段甚至工藝發(fā)展的 方向 2 從更高的層次上來說 整個(gè)模具工業(yè)決定著現(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提 高 沖壓作為一種壓力加工過的方法 其三個(gè)必要因素是板料 沖壓設(shè)備和沖壓模具 而沖壓模具是一種比較特殊的工藝設(shè)備 它能在沖壓加工過程中將金屬或非金屬材料 的板材 管材和型材等加工成沖壓件 3 4 所以模具的最終目的是使用 是為多 好 快 省地生產(chǎn)出用戶所需的產(chǎn)品 而要保證得到最好的使用效果 模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量和 制造水平是非常重要的 因此 模具工業(yè)的發(fā)展對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展都起著舉足 輕重的作用 5 7 1 2 模具行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 2 1 模具行業(yè)的現(xiàn)狀 21 世紀(jì)以來 隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展與進(jìn)步 CAD CAE CAM 模具設(shè)計(jì)技術(shù)逐漸 成熟 在現(xiàn)代模具中的應(yīng)用也越來越廣泛 目前我國(guó)沖壓模具在數(shù)量 質(zhì)量 技術(shù)和 能力等方面都已有了很大發(fā)展 但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比 存在的差異 還是不容忽視的 8 9 現(xiàn)有的分析軟件和技術(shù)成果所帶有的局限性要求著我國(guó)的模具工 業(yè)不斷努力探索新的途徑 10 如今的形勢(shì)下 模具工業(yè)水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制 造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志 更是一個(gè)國(guó)家的工業(yè)產(chǎn)品保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要保證之一 11 我國(guó)的沖壓生產(chǎn)機(jī)械化 自動(dòng)化 集中化程度低 技改投入 工藝應(yīng)用明顯不足 吸收 轉(zhuǎn)化 推廣速度慢等等都制約著模具工業(yè)的發(fā)展 根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng) 計(jì)調(diào)查 模具的設(shè)計(jì) 材料 制造都已滿足不了國(guó)內(nèi)汽車發(fā)展的需要 一些大型 精 設(shè)計(jì) 1 密 復(fù)雜的高檔模具每年仍大量進(jìn)口 特別是中高檔轎車的覆蓋件模具 目前仍主要 依靠進(jìn)口 而一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模 則已供過于求 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈 國(guó)外模具 自產(chǎn)自配比例一般為 30 相比之下 我國(guó)沖模自產(chǎn)自配比例高達(dá) 60 這就對(duì)沖模 專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響 2009 年中國(guó)模具進(jìn)出口總額為 38 07 億美元 比上年下 降 3 03 其中進(jìn)口總額為 19 64 億美元 同比減少 2 出口總額為 18 43 億美元 同比減少 4 11 12 1 2 2 模具行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代模具工業(yè)有 Do not decline industry 13 之稱 汽車 摩托車 電子 通訊和建 筑材料等行業(yè)的發(fā)展 特別是汽車覆蓋件模具 塑料模具和壓鑄模具的發(fā)展大大地推 動(dòng)著模具工業(yè)的高速增長(zhǎng) 隨著信息化時(shí)代和經(jīng)濟(jì)全球化不斷深入發(fā)展 模具行業(yè)的技 術(shù)發(fā)展趨勢(shì)將是 14 15 1 大力推廣模具全三維 CAD 和 CAD CAE CAM 生產(chǎn)技術(shù)及 CAPP ERP MES PLM 等管理技術(shù) 2 開發(fā)并提高各種模具加工新技術(shù) 如高速高精加工 復(fù)合加工 精細(xì)電加工 表面光整加工及處理新技術(shù) 快速成型與快速制模技術(shù) 新材料成形技術(shù) 熱壓成形 技術(shù) 厚板精沖技術(shù) 連續(xù)復(fù)合精沖技術(shù) 大規(guī)模定制生產(chǎn)技術(shù)等 3 努力實(shí)現(xiàn)模具掃描及數(shù)字化 可控化 使沖壓技術(shù)具有更大的靈活性 4 沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高 5 與模具直接關(guān)聯(lián)的模具制品成形過程在線智能化控制技術(shù)逐漸提升 注重產(chǎn)品 制造全過程 更大程度的實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化和復(fù)合化成型 6 選用材料優(yōu)質(zhì)及表面處理技術(shù)日漸先進(jìn) 1 3 國(guó)內(nèi)模具的先進(jìn)制造技術(shù) AMT 1 快速原型制造技術(shù) RPM 在模具制造領(lǐng)域中 RPM 多應(yīng)用于制造模具設(shè)計(jì)制造過程中所用的母模 有直接 和間接快速模具技術(shù)之分 其制造環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單 技術(shù)優(yōu)勢(shì)大 能較好的控制模具的尺寸 和表面精度 性能 壽命 2 虛擬制造技術(shù) VMT VMT 通過計(jì)算機(jī)的虛擬模型模擬各生產(chǎn)場(chǎng)景 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 工藝規(guī)劃 分析 檢測(cè)等制造全過程 預(yù)估產(chǎn)品功能和各方面性能可能存在的問題 旨在提高人們的預(yù) 測(cè)和決策水平 3 反求工程技術(shù) RE 設(shè)計(jì) 2 RE 是經(jīng)過對(duì)專業(yè)人員工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 思維等的運(yùn)用 對(duì)已有產(chǎn)品的解剖 再創(chuàng)造 對(duì)存在實(shí)物模型或零件的測(cè)量 根據(jù)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行的重構(gòu)設(shè)計(jì)過程 這種技術(shù)結(jié)合了 現(xiàn)代的高新測(cè)量技術(shù) 正一步步推動(dòng)著模具產(chǎn)品快速制造的能力 4 有限元仿真 模擬技術(shù)的應(yīng)用 有限元分析是融合了 CAD CAM CG 等各類技術(shù)的數(shù)值模擬技術(shù) 它能直接讓 設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察到材料的變形 流動(dòng)過程 更清晰的了解材料的應(yīng)變分 布 厚度變化 破裂 曲皺的形成 對(duì)于提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量有十分重要的意義 16 設(shè)計(jì) 3 第 2 章 中錐零件的成形工藝分析 2 1 課題內(nèi)容 圖 2 1 中錐零件 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為中錐零件成形工藝分析及模具設(shè)計(jì) 工件圖見圖 2 1 大批量 生產(chǎn) 材料為 08 鋼 厚度為 3 5mm 無特殊精度要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容如下 1 在熟悉沖壓工藝的基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì)中錐形件沖壓成形工藝 2 設(shè)計(jì)沖壓成形此零件所用的拉深模 設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝卡 3 繪制拉深模的二維工程圖及零件圖 2 2 分析零件的沖壓工藝性 1 材料 該零件為中錐形零件 材料為 08 鋼 08 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素鋼 強(qiáng)度 硬 度很低 而韌性和塑性極高 具有良好的深沖 拉延等冷加工性能 2 結(jié)構(gòu)形狀 如圖 1 0 所示 零件結(jié)構(gòu)對(duì)稱 有利于材料的合理利用 且有適 當(dāng)?shù)膱A角過渡 便于模具加工 且零件屬于中錐帶凸緣拉深件 拉深高度較大 加工 過程中需考慮拉深次數(shù)以及防皺 為保證在整個(gè)拉深過程都有足夠的壓邊力 需將毛 坯直徑放大 即設(shè)置切邊余量 拉完后再將多余部分材料切去 3 精度 工件尺寸均未注公差 且沒有特殊的精度要求 可按 IT14 級(jí)確定 設(shè)計(jì) 4 2 3 工藝方案的分析 確定及相關(guān)計(jì)算 2 3 1 計(jì)算零件的毛坯尺寸 該零件為中錐帶凸緣拉深件 計(jì)算毛坯展開尺寸時(shí)應(yīng)對(duì)凸緣部分和拉深部分的尺 寸分別進(jìn)行計(jì)算 凸緣部分的尺寸計(jì)算 ml4 1570 18 拉深部分的尺寸計(jì)算 查文獻(xiàn) 1 表 4 3 可知 2 1 22112dlhdD 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 m9 18370 368 64 3 已知單邊切邊余量 mb7 故毛坯尺寸為 l 4 59 210 2 3 2 工藝方案的確定 已知相對(duì)高度 相對(duì)厚度 34 0179562 dh 71 0 245310 Dt 查文獻(xiàn) 2 可知 此中錐形件需采用帶壓邊裝置的模具 且數(shù)值 1 71 在 1 5 2 范圍 內(nèi) 可一次成形 1 方案擬定 方案一 先落料后拉深 分別采用單工序模生產(chǎn) 方案二 先拉深后落料 分別采用單工序模生產(chǎn) 方案三 先拉深后落料 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 方案四 落料 拉深復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 2 方案分析 方案一和方案二模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但都需要兩道工序 兩副模具 生產(chǎn)效率低 工 人勞動(dòng)強(qiáng)度大 難以滿足大批量生產(chǎn)要求 并且方案一先落料后拉深 拉深的過程中 因材料較薄 易起皺 在進(jìn)行第二道工序時(shí) 模具又很難精確定位 沖出的制件精度 一般 適應(yīng)于精度要求不高的制件 而且對(duì)零件的尺寸和厚度都沒有限制 方案三 級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 雖然減少了產(chǎn)品的沖壓成形時(shí)間 但是考慮到零件拉深工 藝的復(fù)雜性 模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且精度要求高 制造周期長(zhǎng) 制模成本高 加工也不 方便 故亦不宜采用 方案四 只需一副模具 落料拉深復(fù)合模 其模具結(jié)構(gòu)雖然比單工序模復(fù)雜 但 設(shè)計(jì) 5 沖壓件的行位精度和尺寸精度容易保證 且生產(chǎn)批量大時(shí) 應(yīng)該盡可能的把工序集中 起來 以提高生產(chǎn)率 降低成本 3 方案確定 根據(jù)設(shè)計(jì)需要和生產(chǎn)批量的要求 對(duì)上述三種方案分析比較 該件的沖壓生產(chǎn)采 用方案四為佳 即拉深 落料在一套復(fù)合模中完成 既能保證大批量生產(chǎn)的高效率 又能保證加工精度 而且成本不高 經(jīng)濟(jì)合理 但在實(shí)際生產(chǎn)中 為保證在整個(gè)拉深 過程都有足夠的壓邊力 需將毛坯直徑放大 拉完后再將多余部分材料切去 故經(jīng)過初步研究分析 結(jié)合實(shí)際情況 應(yīng)該設(shè)計(jì)兩套模具 第一套模具 完成落料 拉深復(fù)合沖壓 第二套模具 對(duì)前道工序中的制件進(jìn)行切邊 設(shè)計(jì) 6 第 3 章 落料 拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì) 3 1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 采用正裝復(fù)合模結(jié)構(gòu) 條料的送進(jìn)方向和步距 由導(dǎo)料板和擋料銷控制 采用剛性卸料 無廢料 為保證先落料后拉深 拉深凸模低 于落料凹模一個(gè)料厚以上 為防止起皺 采用彈性壓邊圈 彈頂器安裝在下模 采用 中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架 由導(dǎo)柱 導(dǎo)套導(dǎo)向 拉深凸模和落料凸模由固定板固定 拉深凹 模和落料凹模分別由螺釘和銷釘固定在上 下模板 在拉深凹模處設(shè)計(jì)推桿 推板 以防止制件加工過程中因發(fā)生回彈現(xiàn)象卡在拉深凹模內(nèi) 3 2 復(fù)合模工藝力計(jì)算 1 沖裁力的計(jì)算 查文獻(xiàn) 4 公式 3 19 KLtF 式中 F 沖裁力 N L 沖裁周邊長(zhǎng)度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 MPa K 系數(shù) 一般取 1 3 查文獻(xiàn) 5 表 2 5 可知 08 鋼的抗剪強(qiáng)度 取 310 MPa360 2 a 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 KNF1 95 7041 3 2 推件力的計(jì)算 查文獻(xiàn) 4 公式 3 22 FnKT 式中 F 沖裁力 N n 凹模內(nèi)的沖裁件數(shù) 推件力系數(shù) 由文獻(xiàn) 4 表 3 14 查得 TK 045 T 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 NFT8 4061 9045 1 3 卸料力的計(jì)算 查文獻(xiàn) 4 公式 3 21 設(shè)計(jì) 7 FKX 式中 F 沖裁力 N 卸料力系數(shù) 由文獻(xiàn) 4 表 3 14 查得 XK 035 X 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 NFX73 16 9035 4 拉深壓力的計(jì)算 查文獻(xiàn) 1 公式 4 8 kbtdl 式中 拉深件直徑 取平均直徑 107 7mm kd 抗拉強(qiáng)度 查文獻(xiàn) 5 表 2 5 可知 08 鋼的抗拉強(qiáng)度 b 取 380 MPab450 3 a 系數(shù) 由文獻(xiàn) 3 表 19 4 49 查得 13k 3k t 材料厚度 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 KNFl 78 491805 37104 3 5 壓邊力的計(jì)算 查文獻(xiàn) 3 表 19 4 43 得公式 3 1 APFy 式中 A 壓邊圈下毛坯的投影面積 P 系數(shù) 由文獻(xiàn) 3 表 19 4 44 查得 P 2 5 代入計(jì)算得 KNPdDFy 52 4 170 21 34 220 綜上 各種沖壓工藝力的總和 yXTlz 4 19 3 8 96 3 3 沖壓設(shè)備的選擇 根據(jù)各種沖壓工藝力的總和 查文獻(xiàn) 4 附錄 3 選用型號(hào)為 JA31 160B 的閉式單點(diǎn) 壓力機(jī) 主要參數(shù)如下表 表 3 1 JA31 160B 的閉式單點(diǎn)壓力機(jī)主要參數(shù) 公稱壓力 1600KN 閉合高度調(diào)節(jié) 120mm 滑塊行程 160mm 工作臺(tái)前后尺寸 790mm 最大閉合高度 480mm 工作臺(tái)左右尺寸 710mm 最大裝模高度 375mm 墊板厚度 105mm 設(shè)計(jì) 8 3 4 壓力中心的確定 該零件為對(duì)稱件 其壓力中心即為幾何中心 3 5 工作零件刃口尺寸計(jì)算 查文獻(xiàn) 4 可知 沖裁圓形件的凸 凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單 精度容易保證 可以采用 分別加工法 對(duì)于圓形件 若工件尺寸沒有標(biāo)注公差 則按未注公差 IT14 級(jí)來處理 而凸 凹模則按 IT6 和 IT7 級(jí)加工制造 磨損系數(shù) 5 0 x 查文獻(xiàn) 4 表 3 5 540 min Z74 maxZ 由文獻(xiàn) 4 式 3 3 3 4 計(jì)算凸 凹模刃口尺寸 dDd 0ax minpp 式中 凹模和凸模制造公差 按 IT7 IT6 選用 d p 制件公差 按 IT14 級(jí)選用 查標(biāo)準(zhǔn)公差值可知為 1 15mm 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 mdd 046 0132 5 17 204 DpP 9 3 校核 0 046 0 029 0 075 0 2 滿足間隙公差條件 5 minax Z 3 6 排樣圖設(shè)計(jì) 3 6 1 板料的選擇 制件的毛坯為簡(jiǎn)單的圓形件 考慮到操作方便 宜采用單排 根據(jù)厚度 mt5 3 查文獻(xiàn) 3 表 18 3 24 擬選用規(guī)格為 3 5 850 1800 的板料 3 6 2 排樣設(shè)計(jì) 查文獻(xiàn) 4 表 3 8 采用直排形式 見圖 3 1 查文獻(xiàn) 4 表 3 9 根據(jù)材料厚度 可得最小搭邊值 mt5 3 工件間 側(cè)面 ma5 21 a 2 查文獻(xiàn) 4 公式 3 16 條料寬度 0max02 CDB 設(shè)計(jì) 9 式中 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 maxD 側(cè)搭邊值 條料寬度的單向偏差 由文獻(xiàn) 4 表 3 10 查得 2 1 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 其最小值由文獻(xiàn) 4 表 3 12 查得C 1 C 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 02 102 102 1 38 7 4 B 圖 3 1 排樣圖 3 6 3 材料利用率 由文獻(xiàn) 4 公式 3 12 10 BSA 式中 材料利用率 A 一個(gè)步距內(nèi)的實(shí)際面積 S 送料步距 B 條料寬度 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 13 7505 27043 214 04 2 BSD 設(shè)計(jì) 10 3 7 復(fù)合模主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 3 7 1 工作零件 3 7 1 1 落料凸模 選用臺(tái)階式圓形凸模 與凸模固定板配合部分按過渡配合 H7 m6 制造 材料為 Cr12MoV 熱處理 HRC58 62 具體外形尺寸見圖 3 2 圖 3 2 落料凸模 3 7 1 2 落料凹模 選用整體式凹模 材料為 Cr12MoV 熱處理 HRC58 62 其外形尺寸由文獻(xiàn) 4 經(jīng)驗(yàn)公式 3 41 3 41 來確定 凹模高度 KbH 凹模壁厚 c2 5 1 式中 b 沖裁件的最大外形尺寸 K 系數(shù) 根據(jù)板料的厚度 查文獻(xiàn) 4 表 3 24 可知 K 0 22 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 m47 02 c561 設(shè)計(jì) 11 凹模外形尺寸 3 2 mcbBA7 392 但考慮到模具的整體結(jié)構(gòu)組合 需要對(duì)落料凹模的結(jié)構(gòu)做相應(yīng)的調(diào)整 以配合剛性 固定板的安裝 具體如圖 3 3 圖 3 3 落料凹模 3 7 1 3 拉深凸模 凹模 根據(jù)該中錐形件的外形 尺寸 并結(jié)合模具的整體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)拉深凸 凹模 查 文獻(xiàn) 3 可知 對(duì)于非圓形凸 凹模 若拉深件的公差為 IT14 級(jí) 則模具的制造公差采 用 IT10 級(jí) 查文獻(xiàn) 3 表 19 4 41 可知拉深凸模的出氣孔直徑為 5mm 拉深凸 凹模材料為 Cr12MoV 熱處理 HRC58 62 具體外形和尺寸如圖 3 4 3 5 圖 3 4 拉深凸模 設(shè)計(jì) 12 圖 3 5 拉深凹模 3 7 2 定位零件 3 7 2 1 導(dǎo)料板 導(dǎo)料板與卸料板分開制造 查文獻(xiàn) 4 可知 導(dǎo)料板厚度 H 應(yīng)大于擋料銷的高度與 板料的厚度之和 2 6mm 取 18mm 材料為 Q235 其具體尺寸見圖 3 6 圖 3 6 導(dǎo)料板 3 7 2 2 擋料銷 選用圓形固定擋料銷 材料為 45 鋼 具體尺寸見圖 3 7 圖 3 7 固定擋料銷 3 7 3 卸料及壓料零件 3 7 3 1 剛性卸料板 毛坯材料厚度為 3 5mm 大于 0 5mm 故采用剛性卸料板 材料為 45 鋼 對(duì)熱處 理硬度沒有特殊要求 通過螺栓固定在落料凹模上 卸料可靠 安全 根據(jù)料厚 t 查文 獻(xiàn) 6 表 7 7 可得卸料板孔與落料凸模的單邊間隙 具體尺寸見圖 3 8 mc5 0 設(shè)計(jì) 13 圖 3 8 剛性卸料板 3 7 3 2 推件裝置 為防止制件加工過程中因發(fā)生回彈現(xiàn)象卡在拉深凹模內(nèi) 在拉深凹模處設(shè)計(jì)推桿 推板 材料均為 45 鋼 熱處理 HRC43 48 推桿和推板采用螺紋連接 推桿長(zhǎng) 254mm 其極限位置由限位橫銷控制 具體設(shè)計(jì)如圖 3 9 圖 3 9 推件裝置 圖 3 10 彈性壓邊圈 設(shè)計(jì) 14 3 7 3 3 壓邊圈 為防止拉深過程中凸緣部分起皺 設(shè)計(jì)彈性壓邊圈 由安裝在下模座的彈頂器推 動(dòng)壓邊圈恢復(fù)到初始位置 壓邊圈材料選用 T10 熱處理 HRC54 58 具體尺寸見圖 3 10 3 7 3 4 頂件裝置 彈性頂件裝置 即彈頂器 裝在下模 通過彈性元件在模具沖壓時(shí)貯存能量 模 具回程時(shí) 能量的釋放將壓邊圈從凹模洞頂出 具體設(shè)計(jì)如圖 3 11 圖 3 11 彈頂器 3 7 3 4 彈性元件的選用與計(jì)算 如圖 3 11 彈頂器由雙頭螺柱 螺栓 壓夾板 和橡膠組成 查文獻(xiàn) 6 可知橡膠的選用原則 1 確定橡膠的自由高度 0H 已知橡膠的工作行程 由文獻(xiàn) 6 公式mg6 3 3 30 250gH 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 取 200mm H24 0 2 確定橡膠的橫截面積 A 根據(jù)橡膠彈簧 30 的壓縮量 由文獻(xiàn) 設(shè)計(jì) 15 6 表 6 9 查得橡膠的單位壓力 由文獻(xiàn) 6 公式 MPap52 1 pFAX 3 4 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 24 3109 25 17mA 3 確定橡膠彈簧的平面尺寸 根據(jù)模架結(jié)構(gòu)選用圓筒形橡膠彈簧如圖 3 12 圖 3 12 圓筒形橡膠彈簧 已知內(nèi)徑 代入公式 3 4 后 可得外徑 24 16dDAmd mpFDX 70 16309 727 42 4 校核橡膠彈簧的自由高度 0H 由文獻(xiàn) 6 可知 與外徑 D 之比應(yīng)該在如下范圍內(nèi) 0 5 1 5 0 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 即所選橡膠彈簧能正常工作 27632 0 5 橡膠彈簧的安裝高度 a 由文獻(xiàn) 6 可知 橡膠的預(yù)壓縮量 取 20mm 則mHy 30 2 0 mHya 1820 由文獻(xiàn) 6 可知 所選橡膠彈簧比滿足壓縮量的要求 即橡膠允許的最大壓縮量 為保證橡膠不致過早損壞 一般取 gyX X9045 0 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 在許用范圍內(nèi) gy 90860 綜上所述 橡膠彈簧在模具打開狀態(tài)時(shí)的高度為 180mm 在模具閉合狀態(tài)時(shí)的高度 則為 120mm 設(shè)計(jì) 16 3 7 4 模架的選用 已知凹模周界為 400mm 340mm 結(jié)合模具結(jié)構(gòu)和所選壓力機(jī)的裝模高度 由文 獻(xiàn) 7 表 5 1 1 選用中間導(dǎo)柱模架 上 下模座材料為 HT200 由文獻(xiàn) 7 表 5 1 5 選用 模架 GB T 2851 5 1900 540 3740 上模座 GB T 2855 9 6 下模座 GB T 2855 10 B 型導(dǎo)柱 GB T 2861 1 B 型導(dǎo)套 GB T 2861 6 581058104 3 7 5 連接與固定零件 3 7 5 1 模柄 采用壓入式模柄 與上模座孔采用過渡配合 H7 m6 并加銷釘以防轉(zhuǎn)動(dòng) 材料選用 Q235 根據(jù)壓力機(jī)模柄孔 由文獻(xiàn) 8 表 11 10 查得其相應(yīng)尺寸 具體見圖 3 13 m75 圖 3 13 模柄 3 7 5 2 固定板 凹模墊板與墊板 整套模具共有兩塊固定板 兩塊墊板 一塊凹模墊板 外形尺寸均與落料凹模周 界基本一致 固定板材料為 45 厚度一般取與其對(duì)應(yīng)凹模厚度的 0 6 0 8 倍 落料凸 模固定板厚度取 27mm 拉深凸模固定板厚度取 40mm 上 下墊板材料為 45 鋼 熱 處理后硬度為 42 45HRC 其厚度根據(jù)周界尺寸按國(guó)標(biāo)確定 取為 10mm 為保證沖 壓時(shí)先落料再拉深 拉深凸模應(yīng)低于落料凹模一個(gè)料厚以上 但實(shí)際計(jì)算可知落料凹 模的高度滿足不了要求 需拉深凸模固定板上方添加一塊凹模墊板 材料為 45 鋼 厚 設(shè)計(jì) 17 度為 46mm 3 7 5 3 緊固件的選用 螺栓 螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件 查文獻(xiàn) 6 按標(biāo)準(zhǔn)選用 所有螺釘均為 的內(nèi)六12M 角螺釘 緊固剛性卸料板和落料凹模的六角頭螺栓 螺母規(guī)格也為 連接彈頂器 和下模座的雙頭螺柱和螺母規(guī)格為 所有銷釘均為 的圓柱銷 具體布局見圖16M10 3 14 3 15 3 8 落料拉深復(fù)合模裝配圖 模具裝配圖如圖 3 14 3 15 所示 1 下模座 2 導(dǎo)柱 3 下墊板 4 拉深凸模固定板 5 凹模墊板 6 內(nèi)六角螺釘 7 螺母 8 導(dǎo)料 板 9 上模座 10 導(dǎo)套 11 落料凸模固定板 12 內(nèi)六角螺釘 13 落料凸模 14 內(nèi)六角螺釘 15 模柄 16 限位橫銷 17 推桿 18 推件塊 19 圓柱銷 20 拉深凹模 21 圓柱銷 22 墊板 23 導(dǎo)套 24 導(dǎo)柱 25 螺栓 26 固定卸料板 27 落料凹模 28 圓柱銷 29 內(nèi)六角螺釘 30 彈 性壓邊圈 31 拉深凸模 32 圓柱銷 33 內(nèi)六角螺釘 34 頂桿 35 彈頂器 36 夾壓板 37 螺母 38 雙頭螺柱 設(shè)計(jì) 18 圖 3 14 復(fù)合模主視圖 39 固定擋料銷 圖 3 15 復(fù)合模俯視圖 模具的工作零件由落料凸模 13 落料凹模 27 拉深凸模 31 和拉深凹模 20 組成 完成對(duì)板料的沖裁和拉深 采用中間導(dǎo)柱模架 縱向送料 條料的送進(jìn)方向和送進(jìn)距 離由導(dǎo)料板 8 和固定擋料銷 39 控制 模具先落料后拉深 由固定卸料版 26 卸料 無 廢料 為防止拉深過程中起皺 采用彈性壓邊圈 30 彈頂器 35 由雙頭螺柱 38 與下模 座 1 緊固 拉深完成后 落料凸模 13 上行 頂桿 34 在彈頂器 35 的作用下推動(dòng)壓邊圈 30 向上運(yùn)動(dòng) 使工件脫離拉深凸模 31 同時(shí)推件塊 18 隨著推桿 17 向下將工件從拉深 凹模 20 中推出 即完成落料拉深整套動(dòng)作 設(shè)計(jì) 19 3 9 壓力機(jī)的校核 已知模具的閉合高度為 370mm 外形尺寸為 400mm 400mm 選用的 JA31 160B 型號(hào)的壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)為 公稱壓力 1600KN 滑塊 行程 160mm 最大閉合高度 480mm 墊板厚度 105mm 工作臺(tái)尺寸 790mm 710mm 由文獻(xiàn) 4 可知模具的閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系為 105max1max HH 式中 模具閉合高度 壓力機(jī)的最大閉合高度 ax 墊板厚度 1 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 1054837015480 即壓力機(jī)的裝模高度滿足要求 設(shè)計(jì) 20 第 4 章 切邊模的設(shè)計(jì) 4 1 切邊模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 已知設(shè)計(jì)第一套模具時(shí) 為保證在整個(gè)拉深過程中都有足夠的壓邊力 設(shè)置了 2 7mm 的單邊切邊余量 故第二套模具需按零件的尺寸要求對(duì)由第一套模具所得到的 件進(jìn)行切邊 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 將切邊凸模 凸模固定板安裝在下模 座上 切邊凹模和壓邊圈則安裝在上模 為防止切邊過程中工件的錐面起皺 需要對(duì) 傳統(tǒng)壓邊圈的外形結(jié)構(gòu)作適當(dāng)調(diào)整 采用彈性卸料板 模具打開之后 手工取件 同 時(shí)將廢料一并取出 采用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架 由導(dǎo)柱 導(dǎo)套導(dǎo)向 4 2 切邊模工藝力計(jì)算 1 沖裁力的計(jì)算 查文獻(xiàn) 4 公式 3 19 KLtF 式中 F 沖裁力 N L 沖裁周邊長(zhǎng)度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 MPa K 系數(shù) 一般取 1 3 查文獻(xiàn) 5 表 2 5 可知 08 鋼的抗剪強(qiáng)度 取 310 MPa360 2 a 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 KNF1 85 418 3 2 卸料力的計(jì)算 查文獻(xiàn) 4 公式 3 21 FKX 式中 F 沖裁力 N 卸料力系數(shù) 由文獻(xiàn) 4 表 3 14 查得 XK 035 X 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 NFX74 2813 05 3 壓邊力的計(jì)算 查文獻(xiàn) 3 表 19 4 43 得公式 APFy 設(shè)計(jì) 21 式中 A 壓邊圈下毛坯的投影面積 P 系數(shù) 由文獻(xiàn) 3 表 19 4 44 查得 P 2 5 代入計(jì)算得 KNAFy 69 125 79138514 3 綜上 各種沖壓工藝力的總和 yXz 6 7 82 4 3 沖壓設(shè)備的選擇 根據(jù)各種沖壓工藝力的總和 查文獻(xiàn) 4 附錄 3 可選用與第一套模具相同型號(hào)的 JA31 160B 的閉式單點(diǎn)壓力機(jī) 主要參數(shù)見第三章表 3 1 4 4 切邊模壓力中心的確定 該零件為對(duì)稱件 其壓力中心即為幾何中心 4 5 切邊模工作零件刃口尺寸計(jì)算 采用分別加工法 工件未注公差 按 IT14 級(jí)來處理 凸 凹模按 IT6 和 IT7 級(jí)加 工制造 磨損系數(shù) 5 0 x 查文獻(xiàn) 4 表 3 5 4 minZ740 max Z 由文獻(xiàn) 4 式 3 3 3 4 計(jì)算凸 凹模刃口尺寸 dDd 0ax minpp 式中 凹模和凸模制造公差 按 IT7 IT6 選用 d p 制件公差 按 IT14 級(jí)選用 查標(biāo)準(zhǔn)公差值可知為 1 15mm 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 Ddd 046 0831 5 4 18 pP 29 3 校核 2 50 7 minax Z 0 046 0 029 0 075 0 2 滿足間隙公差條件 設(shè)計(jì) 22 4 6 切邊模主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 4 6 1 工作零件 4 6 1 1 切邊凸模 臺(tái)階式圓形凸模 與凸模固定板配合部分按過渡配合 H7 m6 制造 材料為 Cr12MoV 熱處理 HRC58 62 已知中錐件結(jié)構(gòu)如圖 2 1 故第二套模具無法采用導(dǎo) 正銷定位 為保證其定位精確 需根據(jù)工件的外形尺寸對(duì)切邊凸模外形做相應(yīng)的改變 具體外形 尺寸見圖 4 1 圖 4 1 切邊凸模 4 6 1 2 切邊凹模 選用整體式圓形凹模 材料為 Cr12MoV 熱處理 HRC58 62 其外形尺寸由文獻(xiàn) 4 經(jīng)驗(yàn)公式 3 41 3 42 來確定 凹模高度 KbH 凹模壁厚 c2 5 1 式中 b 沖裁件的最大外形尺寸 設(shè)計(jì) 23 K 系數(shù) 根據(jù)板料的厚度 查文獻(xiàn) 4 表 3 24 可知 K 0 22 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 mH41 852 0 c61 凹模外徑 取為 316mm 具體設(shè)計(jì)見圖bD 3 4 2 圖 4 2 切邊凹模 4 6 2 卸料及壓料零件 4 6 2 1 彈性卸料板 采用彈性卸料板 外形尺寸和切邊凹模外界一致 見圖 4 3 厚度為 20mm 材料 為 45 對(duì)熱處理硬度沒有特殊要求 根據(jù)料厚 t 查文獻(xiàn) 6 表 7 9 可得卸料板孔與切邊 凸模的單邊間隙 mc2 0 設(shè)計(jì) 24 圖 4 3 彈性卸料板 4 6 2 2 壓邊圈 因切邊余量?jī)H為 2 7mm 為防止切邊過程中錐面部分起皺 設(shè)計(jì)彈性壓邊圈 并 對(duì)傳統(tǒng)壓邊圈的外形稍作改變 為保證在切邊過程中壓邊圈能壓緊工件錐面 采用帶 有橡膠彈簧的卸料螺釘連接壓邊圈 裝在上模 見圖 4 4 壓邊圈材料選用 T10 熱處 理 HRC54 58 圖 4 4 壓邊圈 設(shè)計(jì) 25 4 6 2 3 彈性元件的選用與計(jì)算 已知切邊模整套模具有兩處需使用橡膠彈簧 以下由文獻(xiàn) 6 橡膠的選用原則分別 對(duì)兩處的橡膠彈簧進(jìn)行選用 1 切邊凸模處的橡膠彈簧的選用 1 確定橡膠的自由高度 01H 由公式 3 3 30 250g 式中 橡膠的工作行程 包括卸料板的工作行程 h 工作 和凸模的總修磨余量 h 修磨 gH 即 h 工作 h 修磨 其中 h 工作 t 1 3 5 1 4 5mm h 修磨 一般取 5 10mm 1 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 取 58mm mH58 43 025 101 2 確定橡膠的橫截面積 A 已知此處分布了六個(gè)卸料螺釘 即有 6 個(gè)橡膠彈簧 根據(jù)橡膠彈簧 30 的壓縮量 由文獻(xiàn) 6 表 6 9 查得橡膠的單位壓力 代入公式 3 4 計(jì)算得MPap2 1 23 31105 2 6748mA 3 確定橡膠彈簧的平面尺寸 選用圓筒形橡膠彈簧 已知內(nèi)徑 結(jié)合公式 3 4 后 24 16dDAmd 可得外徑 pFdDX 650 32727 1301 4 校核橡膠彈簧的自由高度 01H 由文獻(xiàn) 6 可知 與外徑 D01 之比應(yīng)該在如下范圍內(nèi) 01 5 1 5 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 即所選橡膠彈簧能正常工作 890246 01 5 橡膠彈簧的安裝高度 a 由文獻(xiàn) 6 可知 橡膠的預(yù)壓縮量 取 8mm mHy 7 8 5 1 0 011 則 ya 綜上所述 第一處橡膠彈簧在模具打開狀態(tài)時(shí)的高度為 50mm 在模具閉合狀態(tài)時(shí) 的高度則為 h 工作 50 4 5 45 5mm 1a 設(shè)計(jì) 26 2 切邊凹模處的橡膠彈簧的選用 1 確定橡膠的自由高度 02H 已知橡膠的工作行程 由公式 3 3 mg1 30 250g 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 取 48mm H48 102 2 確定橡膠的橫截面積 A 已知此處也有 6 個(gè)橡膠彈簧 根據(jù)橡膠彈簧 30 的壓縮量 由文獻(xiàn) 6 表 6 9 查得 橡膠的單位壓力 代入公式 3 4 計(jì)算得 MPap52 1 23 321069 5 16mA 3 確定橡膠彈簧的平面尺寸 選用圓筒形橡膠彈簧 已知內(nèi)徑 結(jié)合公式 3 4 后 24 16dDmd 可得外徑 pFdDX 5 8309 2727 102 4 校核橡膠彈簧的自由高度 02H 由文獻(xiàn) 6 可知 與外徑 D02 之比應(yīng)該在如下范圍內(nèi) 02 5 1 5 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 70483 02 故所選橡膠彈簧能正常工作 5 橡膠彈簧的安裝高度 aH 由文獻(xiàn) 6 可知 橡膠的預(yù)壓縮量 取 7mm mHy 2 7 84 15 0 22 則 ya 12 綜上所述 第二處橡膠彈簧在模具打開狀態(tài)時(shí)的高度為 41mm 在模具閉合狀態(tài)時(shí) 的高度則為 41 12 29mm 4 6 3 模架的選用 已知凹模周界為 結(jié)合模具結(jié)構(gòu)和所選壓力機(jī)的裝模高度 由文獻(xiàn) 7 表m316 5 1 1 選用中間導(dǎo)柱模架 上 下模座材料為 HT200 由文獻(xiàn) 7 表 5 1 5 選用 設(shè)計(jì) 27 模架 GB T 2851 5 1900 430 604 上模座 GB T 2855 9 下模座 GB T 2855 10 75 B 型導(dǎo)柱 GB T 2861 1 B 型導(dǎo)套 GB T 2861 6 58108104 4 6 4 連接與固定零件 4 6 4 1 模柄 采用壓入式模柄 與上模座孔采用過渡配合 H7 m6 并加銷釘以防轉(zhuǎn)動(dòng) 材料選用 Q235 因和第一套模具選用了同一型號(hào)的壓力機(jī) 故模柄孔及其相關(guān)尺寸和第一套模 具的相同 如圖 3 13 4 6 4 2 固定板 凹模墊板與墊板 切邊模有一塊固定板 一塊凹模墊板 兩塊墊板 外形尺寸均與落料凹模周界基 本一致 固定板材料為 Q235 厚度一般取與其對(duì)應(yīng)凹模厚度的 0 6 0 8 倍 故切邊凸模固 定板厚度取 40mm 上 下墊板材料為 45 鋼 熱處理后硬度為 42 45HRC 其厚度根 據(jù)周界尺寸按國(guó)標(biāo)確定 取為 10mm 為防止切邊過程中工件錐面起皺 切邊模設(shè)計(jì)了配有橡膠彈簧的彈性壓邊圈 于 是根據(jù)模具的整體結(jié)構(gòu)添加了切邊凹模墊板 使橡膠彈簧有更好的定位 凹模墊板材 料為 45 鋼 厚度為 46mm 3 7 5 3 緊固件的選用 螺栓 螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件 查文獻(xiàn) 9 按標(biāo)準(zhǔn)選用 所有螺釘均為 的內(nèi)六12M 角螺釘 所有銷釘均為 的圓柱銷 具體布局見圖 4 5 10 4 7 切邊模裝配圖 切邊模整體的裝配如圖 4 5 4 6 設(shè)計(jì) 28 1 下模座 2 導(dǎo)柱 3 下墊板 4 切邊凸模固定板 5 橡膠 6 內(nèi)六角卸料螺釘 7 彈性卸料板 8 切邊凹模 9 上模座 10 導(dǎo)套 11 凹模墊板 12 內(nèi)六角螺釘 13 上墊板 14 橡膠 15 內(nèi)六 角卸料螺釘 16 模柄 17 圓柱銷 18 內(nèi)六角螺釘 19 彈性壓邊圈 20 圓柱銷 21 導(dǎo)套 22 內(nèi)六角螺釘 23 切邊凸模 24 圓柱銷 25 內(nèi)六角螺釘 26 內(nèi)六角螺釘 27 導(dǎo)柱 圖 4 5 切邊模主視圖 切邊模的工作零件由切邊凸模 23 切邊凹模 8 組成 完成對(duì)工件的切邊 模具開 始工作時(shí) 切邊凹模 8 和彈性壓邊圈 19 隨著上模座 9 一起下行 彈性壓邊圈 19 接觸 到工件并壓緊工件錐面的同時(shí) 切邊凹模 8 繼續(xù)下行 配合切邊凸模 23 完成切邊 在 此過程中 壓邊圈在橡膠彈簧的作用下一直壓緊工件錐面 防止其起皺 切邊完成后 隨著模具的打開 彈性卸料板將廢料從切邊凸模上推出 即完成切邊整套動(dòng)作 手工 取件時(shí) 將廢料一并取出即可 設(shè)計(jì) 29 4 8 切邊模壓力機(jī)的校核 已知模具的閉合高度為 370mm 外形尺寸為 選用的 JA31 160B 型號(hào)的m316 壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)為 公稱壓力 1600KN 滑塊 行程 160mm 最大閉合高度 480mm 墊板厚度 105mm 工作臺(tái)尺寸 790mm 710mm 由文獻(xiàn) 4 可知模具的閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系為 105max1max HH 式中 模具閉合高度 壓力機(jī)的最大閉合高度 ax 墊板厚度 1 代入數(shù)據(jù) 計(jì)算得 1054837015480 即壓力機(jī)的裝模高度滿足要求 設(shè)計(jì) 30 第 5 章 主要零件的制造工藝卡 5 1 落料凸模加工工藝過程 圖 5 1 落料凸模零件圖 表 5 1 落料凸模加工工藝過程卡 序號(hào) 工序名稱 加工工藝過程及要求 1 備料 材料為 Cr12MoV 2 鍛造 鍛造至 留單邊加工余量 5mm 10mmm16024 3 熱處理 退火處理 4 粗車 粗車坯料至 230 150mm 留單邊加工余量 3mm 左右 保證基準(zhǔn)面互相 垂直 以相鄰兩側(cè)面及底面作為基準(zhǔn)面 5 粗車 將坯料的刃口部分粗車至與圖形尺寸相近 留 1mm 加工余量 6 熱處理 硬度達(dá)到 58 62HRC 7 精銑 按裝配圖要求加工 均勻銑去周邊坯料的余料及倒角 達(dá)到圖紙尺寸及 相關(guān)要求 具體見零件圖 8 精磨 對(duì)坯料周邊各棱角處去毛刺 表面粗糙度達(dá)到圖紙要求 9 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各項(xiàng)尺寸精度和形狀位置是否達(dá)到圖紙要求 設(shè)計(jì) 31 5 2 落料凹模加工工藝過程 圖 5 2 落料凹模零件圖 表 5 2 落料凹模加工工藝過程卡 序號(hào) 工序名稱 加工工藝過程及要求 1 備料 材料為 Cr12MoV 2 鍛造 鍛造至 厚度 55 留單邊加工余量 5 10mmm41035 3 熱處理 退火處理 4 粗車 按零件圖尺寸粗車坯料 留加工余量 3mm 左右 保證基準(zhǔn)面互相垂直 以相鄰兩側(cè)面及底面作為基準(zhǔn)面 5 粗銑 將坯料的刃口部分粗銑至與圖形尺寸相近 留 1mm 加工余量 6 銑孔 銑直徑為 的螺紋孔和 的銷釘孔2 10 10 7 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 8 攻絲 攻 M12 的螺紋孔 9 精銑 按裝配圖要求加工 均勻銑去周邊坯料的余料及倒角 達(dá)到圖紙尺寸及 相關(guān)要求 具體見零件圖 10 鉗工 周邊各棱倒鈍去毛刺 拋光 設(shè)計(jì) 32 11 熱處理 硬度達(dá)到 58 62HRC 12 精磨 對(duì)坯料周邊各棱角處去毛刺 表面粗糙度達(dá)到圖紙要求 13 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各項(xiàng)尺寸精度和形狀位置是否達(dá)到圖紙要求 5 3 拉深凸模加工工藝過程 圖 5 3 拉深凸模零件圖 表 5 3 拉深凸模加工工藝過程卡 序號(hào) 工序名稱 加工工藝過程及要求 1 備料 材料為 Cr12MoV 2 鍛造 鍛造至 留單邊加工余量 5mm 10mmm1402 3 熱處理 退火處理 4 粗車 粗車坯料至 190 130mm 留單邊加工余量 3mm 左右 5 鉆孔 鉆直徑為 的通氣孔5 6 粗車 將坯料的刃口部分粗車至與圖形尺寸相近 留 1mm 加工余量 7 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 硬度達(dá)到 58 62HRC 8 精銑 按裝配圖要求加工 均勻銑去周邊坯料的余料及倒角 達(dá)到圖紙尺寸及 設(shè)計(jì) 33 相關(guān)要求 具體見零件圖 9 鉗工 周邊各棱倒鈍去毛刺 拋光 10 精磨 對(duì)坯料周邊各棱角處去毛刺 表面粗糙度達(dá)到圖紙要求 11 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各項(xiàng)尺寸精度和形狀位置是否達(dá)到圖紙要求 5 4 拉深凹模加工工藝過程 圖 5 4 拉深凹模零件圖 表 5 4 拉深凸模加工工藝過程卡 序號(hào) 工序名稱 加工工藝過程及要求 1 備料 材料為 Cr12MoV 2 鍛造 鍛造至 留單邊加工余量 5mm 10mmm1502 3 熱處理 退火處理 4 粗車 按零件圖尺寸粗車坯料至臺(tái)階狀 留加工余量 3mm 左右 保證基準(zhǔn)面互 相垂直 以相鄰兩側(cè)面及底面作為基準(zhǔn)面 5 粗銑 將坯料的通孔部分粗銑至與圖形尺寸相近 留 1mm 加工余量 6 銑孔 銑直徑為 的螺紋孔 2 10 7 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 8 攻絲 攻 M12 的螺紋孔 設(shè)計(jì) 34 9 精銑 按裝配圖要求加工 均勻銑去周邊坯料的余料及倒角 達(dá)到圖紙尺寸及 相關(guān)要求 具體見零件圖 10 鉗工 周邊各棱倒鈍去毛刺 拋光 11 熱處理 硬度達(dá)到 58 62HRC 12 精磨 對(duì)坯料周邊各棱角處去毛刺 表面粗糙度達(dá)到圖紙要求 13 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各項(xiàng)尺寸精度和形狀位置是否達(dá)到圖紙要求 5 5 切邊凸模加工工藝過程 圖 5 5 切邊凸模零件圖 表 5 5 切邊凸模加工工藝過程卡 序號(hào) 工序名稱 加工工藝過程及要求 1 備料 材料為 Cr12MoV 2 鍛造 鍛造至 留單邊加工余量 5mm 10mmm1402 3 熱處理 退火處理 4 粗車 粗車坯料至 200 130mm 留單邊加工余量 3mm 左右 保證基準(zhǔn)面互相 垂直 以相鄰兩側(cè)面及底面作為基準(zhǔn)面 5 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 設(shè)計(jì) 35 6 粗車 將坯料的刃口部分粗車至與圖形尺寸相近 留 1mm 加工余量 7 精銑 按裝配圖要求加工 均勻銑去周邊坯料的余料及倒角 達(dá)到圖紙尺寸及 相關(guān)要求 具體見零件圖 8 熱處理 硬度達(dá)到 58 62HRC 9 精磨 對(duì)坯料周邊各棱角處去毛刺 表面粗糙度達(dá)到圖紙要求 10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各項(xiàng)尺寸精度和形狀位置是否達(dá)到圖紙要求 5 6 切邊凹模加工工藝過程 圖 5 6 切邊凹模零件圖 表 5 6 切邊凹模加工工藝過程卡 序號(hào) 工序名稱 加工工藝過程及要求 1 備料 材料為 Cr12MoV 2 鍛造 鍛造至 留單邊加工余量 5 10mmm530 3 熱處理 退火處理 4 粗車 按零件圖尺寸粗車坯料 留加工余量 3mm 左右 5 粗銑 將坯料的刃口部分粗銑至與圖形尺寸相近 留 1mm 加工余量 設(shè)計(jì) 36 6 銑孔 銑直徑為 的螺紋孔和 的銷釘孔2 10 6 7 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 8 攻絲 攻 M12 的螺紋孔 9 精銑 按裝配圖要求加工 均勻銑去周邊坯料的余料及倒角 達(dá)到圖紙尺寸及 相關(guān)要求 具體見零件圖 10 鉗工 周邊各棱倒鈍去毛刺 拋光 11 熱處理 硬度達(dá)到 58 62HRC 12 精磨 對(duì)坯料周邊各棱角處去毛刺 表面粗糙度達(dá)到圖紙要求 13 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)各項(xiàng)尺寸精度和形狀位置是否達(dá)到圖紙要求 設(shè)計(jì) 0 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容是中錐零件成形工藝分析及模具設(shè)計(jì) 首先 通過對(duì)零件的工藝性 進(jìn)行分析 提出可行的 4 套工藝方案 然后根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況和設(shè)計(jì)要求確定采用落 料拉深復(fù)合模和切邊模兩套模具完成對(duì)工件的成形 再兩套模具的設(shè)計(jì)過程中 論文 進(jìn)行如下工作 各種工藝力的計(jì)算 壓力中心的確定 壓力機(jī)的選用與校核 工作零 件刃口尺寸的計(jì)算 所有工藝零件和結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與選用等 在落料拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)中 為滿足壓邊圈的工作行程 設(shè)計(jì)了外形同落料凹模 類似的凹模墊板 且在凸凹模的部分并沒有采用整體式 而是對(duì)落料凸模和拉深凹模 分別設(shè)計(jì) 加工 為保證錐形件能順利從模具中推出 在上下模也分別設(shè)計(jì)了推件和 頂件裝置 對(duì)于切邊模 模具只進(jìn)行一道工序 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要是定位的精確和工件 錐面的防皺 因此在設(shè)計(jì)第二套模具時(shí) 將切邊凸模和彈性壓邊圈的部分結(jié)構(gòu)也設(shè)計(jì) 為錐面 保證了加工的順利進(jìn)行 論文最后繪制了 2 套模具的裝配圖以及主要零部件的零件圖 并對(duì)該 2 套模具主 要成形零件進(jìn)行了加工工藝路線的制定 設(shè)計(jì) 0 參考文獻(xiàn) 1 周樹銀 沖壓模具設(shè)計(jì)及主要零部件加工 M 北京 北京理工大學(xué)出版社 2010 153 155 2 周大雋 沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)及范例 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 164 167 3 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì) 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 M 北京 電子工業(yè)出版社 2007 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湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) 2010 3 8 9 設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì) 0 致 謝 這三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)下來 已經(jīng)慢慢習(xí)慣了計(jì)算和畫圖到凌晨 甚至通宵達(dá)旦 雖然和自己原本想象中畢業(yè)季的悠閑相差甚遠(yuǎn) 但是 這次設(shè)計(jì)卻使我收獲很多 各 位老師和同學(xué)的幫助 讓我學(xué)到了很多 在此我由衷地感謝每個(gè)幫助過我設(shè)計(jì)的老師 和同學(xué) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年的匯報(bào)作品 所以首先要感謝培育我四年的大學(xué) 長(zhǎng)沙學(xué)院 是它給我學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和環(huán)境 讓我在這里提升自己 還有一個(gè)特別需要感 謝的人 就是負(fù)責(zé)我整個(gè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師謝邵輝老師 他給了我很多幫助 從設(shè)計(jì)方 案的確定到每一步的計(jì)算到最后定稿 都傾注了老師的心血 每周的進(jìn)度檢查和工作 安排都進(jìn)行地有條不紊 老師給了我很多的意見 耐心地指導(dǎo)我 讓我的設(shè)計(jì)順利進(jìn) 行 還要感謝我們沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)的任課老師 張昊老師 以及教我相關(guān) 專業(yè)課的所有老師 老師們的教導(dǎo)為我的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 同時(shí)還要感謝我的同 學(xué) 給了我支