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文檔簡介
1、<p><b> 第一章 緒論</b></p><p><b> 1.1 概述</b></p><p> 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
2、的先進制造技術(shù),在制造業(yè)中具有很強的競爭力,被廣泛應(yīng)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。</p><p> 在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機械科學(xué)以及控制、計算機技術(shù)等方面的知識后,已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭,以模具為中心,結(jié)合現(xiàn)代先進技術(shù)的應(yīng)用,在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下,沖壓成形技術(shù)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
3、要的作用。</p><p> 1.2 沖壓技術(shù)的進步</p><p> 進幾十年來,沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展,它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)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(shù)的認識與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。</p><p> 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(shù)的參與和介入,沖壓生產(chǎn)方式由初期
4、的手工操作逐步進化為集成制造。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。沖壓作業(yè)方式的進化實現(xiàn)由手工操作-自動化-柔性制造-集成制造的轉(zhuǎn)變。</p><p> 沖壓自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質(zhì)的飛躍。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)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
5、造系統(tǒng)CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)全過程通過計算機等技術(shù)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(shù)水平提高到一個新的高度。</p><p> 1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀</p><p> 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備,是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品,也是
6、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域,其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)對模具的需求量越來越大,技術(shù)要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快,“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點主要應(yīng)表現(xiàn)在:</p><p> ?。?)汽車覆蓋件模;</p><p><b> ?。?)精密沖模;</b></p>&
7、lt;p> ?。?)大型及精密塑料模;</p><p> ?。?)主要模具標準件;</p><p> ?。?)其它高技術(shù)含量的模具。</p><p> 目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三,其中,沖壓模占模具總量的40%以上,但在整個模具設(shè)計制造水平和標準化程度上,與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表,我國已能生產(chǎn)部
8、分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高,代表覆蓋件模具的水平。在設(shè)計制造方法、手段上已基本達到了國際水平,模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平,在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面,以國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具,是我國重點發(fā)展的精密模具品種,在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,與國外多工位級進模和多功能模具相比,存在一定差距。&
9、lt;/p><p> 1.4 本課程設(shè)計的目的與意義</p><p> 本課程設(shè)計目的在于鍛煉我們?nèi)绾芜M行課程設(shè)計,如何去進行分工,如何去分析問題完成設(shè)計步驟,本設(shè)計同時檢驗了我們對于剛學(xué)過的沖壓專業(yè)知識掌握的熟練程度。考驗我們能否運用已學(xué)習(xí)的基本知識,分析和創(chuàng)造性地解決生產(chǎn)中常見的產(chǎn)品質(zhì)量問題、工藝及模具方面的技術(shù)問題。能否合理選用沖壓設(shè)備和設(shè)計或選用自動送料和自動出件裝置。我們只有認真
10、實驗、實習(xí)和本次的課程設(shè)計等重要教學(xué)環(huán)節(jié),才能更好的掌握沖壓工藝及沖模設(shè)計的理論知識。本設(shè)計我們了解了電極板的結(jié)構(gòu),如何分析它的工藝以及如何制定它的沖壓工序等許多問題。</p><p> 通過本次課程設(shè)計,掌握和了解了電極板的工藝分析以及生產(chǎn)過程,可以更好地去生產(chǎn)電極板,進一步提高電極板的精度,便于企業(yè)的利益最大化,高效、高質(zhì)量和低成本地生產(chǎn)電極板。</p><p> 第二章 沖壓工藝
11、分析及生產(chǎn)方案的制定</p><p><b> 2.1 設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b> 零件名稱:電極板</b></p><p><b> 材料:H62黃銅</b></p><p><b> 料厚:3mm</b></p>
12、<p><b> 批量:中批量</b></p><p> 圖2-1 設(shè)計零件圖</p><p> 2.2 沖壓件工藝性分析</p><p> 沖壓件的工藝性是指零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面,主要分析零件形狀特點,尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖裁工藝的要求。良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少,工序數(shù)目少,模具
13、結(jié)構(gòu)簡單且壽命長,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,操作簡單、方便等。分析沖壓件工藝主要有以下幾個方面:結(jié)構(gòu)形式、尺寸大小、尺寸精度、粗糙度、位置精度、沖壓件材料性能等。</p><p> 2.2.1 沖壓件結(jié)構(gòu)形狀</p><p> 由圖2-1零件圖可知,此零件為一個軸對稱的簡單沖裁件,包括沖孔和落料兩工序。內(nèi)孔為圓孔,有尖銳的清角,無細長的懸臂和狹槽,小孔 8.33mm與邊緣之間距離為20mm,大孔
14、14.3mm與邊緣之間距離為5.65mm,其兩孔之間的距離為129.8mm,均滿足最小壁厚要求。其中最大尺寸為162.6mm,屬于中小型零件。最小尺寸為 8.33mm,不小于沖孔的最小半徑(1.0t=5mm),所以電極板尺寸設(shè)計合理,滿足工藝要求。</p><p> 2.2.2 尺寸精度與粗糙度</p><p> 零件圖中各尺寸均未標注尺寸精度,屬于自由尺寸,所以設(shè)計時可按IT14級選
15、取公差值,由附表I(公差表)可查得各尺寸及其公差為:38.1,50.8,87.6,75,6.35。普通沖裁的沖孔精度一般在IT11~IT12級以下,所以精度能夠保證。</p><p> 由于工件的粗糙度沒有特殊要求,故選擇一般的粗糙度,即Ra=12.5μm。</p><p> 2.2.3 沖壓材料分析</p><p> H62黃銅具有良好的導(dǎo)電性,滿足電極板導(dǎo)
16、電的使用要求,利用設(shè)計手冊查出其抗剪強度為240Mpa,抗拉強度為300Mpa,伸長率35%,屈服強度σs=380MPa,彈性模量MPa。具有良好的沖壓性能,滿足沖壓工藝要求。</p><p> 2.3 生產(chǎn)工藝方案的確定</p><p> 確定工藝方案,主要是確定模具類型,包括確定沖壓工序數(shù)、工序的組合和工序順序等。應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度的高低、尺寸大小
17、、形狀復(fù)雜程度、材料的厚薄、沖模制造條件與沖壓設(shè)備條件等多方面因素,擬定多種沖壓工藝,然后選出一種最佳方案。</p><p> 由于本零件為沖裁件,包括落料和沖孔兩個工序,可擬定以下三種生產(chǎn)方案:</p><p> 方案一:先沖孔、后落料,采用單工序方式生產(chǎn);</p><p> 方案二:沖孔+落料,采用復(fù)合工序方式生產(chǎn);</p><p>
18、; 方案三:先落料、后沖孔,采用連續(xù)工序方式生產(chǎn)。</p><p><b> 方案分析:</b></p><p> 方案一單工序制造和調(diào)整都比較容易,有時幾副單工序模的制造成本可能會比一副復(fù)合模還要低。制件尺寸較大時應(yīng)優(yōu)先采用單工序模。</p><p> 方案二復(fù)合??梢猿杀兜奶岣呱a(chǎn)率,但復(fù)合工序一般在四道工序以下,更多的工序數(shù)將使模
19、具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,模具的剛度、強度和可靠性也隨之降低,制造及維修更加困難。</p><p> 方案三連續(xù)模取件和排除廢料都比較容易,便于實現(xiàn)機械化和自動化,可采用高速壓力機生產(chǎn)。但在沖壓時若在制件的側(cè)面安排沖切或局部成形工序,將會使模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。</p><p> 結(jié)合本例電極板精度要求不高,中批量生產(chǎn)等的特點選用單工序方式生產(chǎn)。</p><p> 2.4
20、模具結(jié)構(gòu)的確定</p><p> 2.4.1送料方式選擇</p><p> 手動送料:采用手工上、下料,勞動強度高,生產(chǎn)效率低,適用于小批量生產(chǎn)。</p><p> 半自動送料:采用手工與機械結(jié)合的方法完成上下料與成形過程,適用于中批量生產(chǎn)。</p><p> 自動送料:與條料開卷展平裝置連線使用,上下料與成形過程全部自動完成,適用于
21、大批量生產(chǎn)。</p><p> 由于工件較小、重量輕、中批量生產(chǎn),所以選擇半自動送料方式。</p><p> 2.4.2 定位方式選擇</p><p> 為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件,必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置,即必須定位。</p><p> 條料在模具送料平面中必須有兩個方位的限位:一是在與送料方
22、向垂直的方向上限位,保證條料沿正確的方向送進,稱為條料橫向定位;二是在送料方向上的限位,控制條料一次送進的距離(步距),稱為縱向定位。</p><p><b> 1.橫向定位</b></p><p> 橫向定位裝置包括導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、側(cè)壓裝置。結(jié)合電極板的形狀本設(shè)計選導(dǎo)料板有側(cè)壓裝置定位,能迫使條料在送進時始終緊貼基準導(dǎo)料板,減小送料誤差,提高尺寸精度。</
23、p><p><b> 2.縱向定位</b></p><p> 縱向定位裝置包括固定擋料銷、活動擋料銷、側(cè)刃與側(cè)刃擋塊。本設(shè)計采用活動擋料銷。</p><p> 2.4.3 卸出料方式選擇</p><p> 卸料有固定卸料和彈性卸料兩種方式。</p><p> 固定卸料方式:用于厚料和硬材,特
24、點是卸料力大,使用安全,但送料操作受約束,常用于料厚大于0.5mm,平面度要求不高的工件,特別適用于卸料力較大的簡單沖裁模。</p><p> 彈性卸料方式:彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用,多用于沖制薄料,使工件的平整度提高。</p><p> 電極板料厚3mm,結(jié)構(gòu)簡單,精度要求不高,所以應(yīng)采用固定卸料方式。</p><p> 出料方式采用下出料比較簡單
25、便捷。</p><p> 2.4.4 導(dǎo)向方式選擇</p><p> 常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板式、導(dǎo)柱導(dǎo)套式、滾珠導(dǎo)向式。</p><p> 導(dǎo)板式導(dǎo)向裝置適用于生產(chǎn)批量大,精度要求較高的大、中型沖壓件;導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置適用于大、中批量生產(chǎn)精度要求較高的零件,其應(yīng)用最為廣泛;滾珠導(dǎo)向式導(dǎo)向裝置是一種無間隙導(dǎo)向,適用于精密沖裁模、高速沖模等精密模具。</p&
26、gt;<p> 本設(shè)計電極板中批量生產(chǎn),精度要求不高,所以采用導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向方式。</p><p> 2.4.5 模架選擇</p><p> 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)、準確,常用于橫向送料級進?;蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。</p><p> 后側(cè)導(dǎo)柱模架:由于前面和左、右不受限制,送料和操作比較方便。因為導(dǎo)柱安裝在后側(cè),
27、工作時,偏心距會造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損,嚴重影響模具使用壽命,且不能使用浮動模柄。</p><p> 四導(dǎo)柱模架:具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件,以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。</p><p> 對角導(dǎo)柱模架:由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上,所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn),適用于各種沖裁模使用。</p><
28、p> 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式,為提高模具壽命和工件質(zhì)量,采用對角側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式。</p><p> 第三章 沖壓工藝設(shè)計與計算</p><p><b> 3.1 排樣</b></p><p> 3.1.1 排樣方案</p><p> 排樣是指沖裁件在條料、板料上的布置方法。根據(jù)
29、材料合理利用情況可分為有廢料、無廢料和少廢料三種方式。為了保證沖裁件斷面質(zhì)量和沖裁件斷面尺寸精度,保證定位準確,提高模具的壽命,本設(shè)計擬選用有廢料排樣方式。</p><p> 按工件在條料上的排列方式又可分為直排、斜排、對排。本設(shè)計擬采用橫直排和縱直排兩種方式,其排樣示意圖如圖3-1所示。</p><p><b> ?。╝)橫直排示意圖</b></p>
30、<p><b> ?。╞)縱直排示意圖</b></p><p> 圖3-1 排樣示意圖</p><p><b> 3.1.2 搭邊</b></p><p><b> 1.搭邊及作用</b></p><p> 搭邊是指沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的余
31、料。</p><p> 搭邊的作用:補償定位誤差,防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。還應(yīng)保持條料有一定的強度和剛度,保證送料的順利進行,從而提高制件質(zhì)量,沿整個封閉輪廓線沖裁,使受力平衡,提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。</p><p> 搭邊是廢料,從節(jié)省材料出發(fā),搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模,增加刃口磨損,降低模具壽命,并且也影響
32、沖裁件的剪切表面質(zhì)量。</p><p><b> 2.搭邊值的確定</b></p><p> 一般來說,搭邊值是由經(jīng)驗確定的,如表3-1,考慮下列因素對搭邊值的影響:</p><p> ?。?)材料的力學(xué)性能。塑性好的材料,搭邊值要大—些,硬度高與強度大的材料,搭邊值小一些。</p><p> ?。?)材料的厚度。材
33、料越厚,搭邊值也越大。</p><p> ?。?)工件的形狀和尺寸。工件外形越復(fù)雜,圓角半徑越小,搭邊值也越大。</p><p> ?。?)排樣的形式對排的搭邊值大于直排的搭邊。</p><p> ?。?)運料及擋料方式用手工送料,有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。</p><p> 表3-1 合理搭邊值</p><p>
34、; 3.1.3 條料寬度</p><p> 排樣方式和搭邊值確定后,條料的寬度和進距也就可設(shè)計出。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。確定的原則是,最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值;最大條料寬度能在沖裁時順利地在導(dǎo)料板之間送進條料,并有一定的間隙。</p><p> 本例采用有側(cè)壓裝置的模具,其計算公式為:</p><p> 條料寬度:
35、 (3-1)</p><p> 導(dǎo)料板之間的距離: (3-2)</p><p> 式中,—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸</p><p><b> a—側(cè)搭邊值</b></p><p> Δ
36、—條料寬度的單向偏差</p><p> Z—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙,Z=0.8</p><p> 表3-2 條料寬度偏差值△(mm)</p><p> 表3-3 沖裁模初始雙面間隙</p><p> 3.1.4 步距的確定</p><p> 送料步距S:條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距,每個步距可
37、沖一個或多個零件。進距與排樣方式有關(guān),是決定側(cè)刃長度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。</p><p> 進距確定的原則是,最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值;最大條料寬度能在沖裁時順利的在導(dǎo)料板之間送進條料,并有一定的間隙。</p><p> 級進模送料步距 : (3-3)</p><p> 式中 —條料寬度方
38、向沖裁件的最大尺寸,mm;</p><p> —工件之間搭邊值,mm;</p><p> 3.1.5 材料利用率</p><p> 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比稱為材料利用率。</p><p> 材料利用率η可用下式表示</p><p><b> (3-4)</b></p
39、><p> 式中,A為一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積(mm)</p><p> B為條料寬度(mm)</p><p><b> S為步距(mm)</b></p><p> 若考慮到料頭、料尾和邊余料的消耗,則一張板料上的總材料利用率為</p><p><b> ?。?-5)</b&
40、gt;</p><p> 式中,n為一張板料上的沖裁件總數(shù)目</p><p> 為一個沖裁件的實際面積(mm)</p><p> B為條料寬度(mm)</p><p> L為板料長度(mm)</p><p> 由此可知,η值越大,材料的利用率就越高,廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料,結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決
41、定的,一般是固定不變的,工藝廢料的多少決定于搭邊和余量的大小,也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此,要提高材料利用率,就要合理排樣,減少工藝廢料。</p><p> 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟和利用,還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標。因此,排樣時應(yīng)考慮如下原則:</p><p> ?。?) 提高材料利用率(不影響制件使用性能的前提下,還可以適當改變
42、制件的形狀)。</p><p> ?。?)排樣方法使應(yīng)操作方便,勞動強度小且安全。</p><p> ?。?)模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。</p><p> 3.1.6 排樣設(shè)計計算</p><p> 1.方案一(橫直排)</p><p> 根據(jù)零件形狀,由表3-1并考慮到工件的切邊,工件之間搭邊值=2.5mm, 工件
43、與側(cè)邊之間搭邊值取a=2.8mm。</p><p> 由公式(3-1)、(3-2)、(3-3)帶入數(shù)據(jù)得</p><p> =(50.8+22.8)=56.4(mm)</p><p> =50.8+22.8+0.8=57.2(mm)</p><p> =162.6+2.5=165.1(mm)</p><p>
44、 由于電極板為中批量生產(chǎn),所以假設(shè)每張條料沖裁20個零件,則板料長度為:</p><p> L=20×162.6+19×2.5+2×2.8=3305.1(mm)</p><p> 在CAD中查詢得一個沖裁件的實際面積=7092.59(mm)</p><p> 根據(jù)式(3-5)計算材料利用率得:</p><p&g
45、t; 2.方案二(縱直排)</p><p> 由公式(3-1)、(3-2)、(3-3)帶入數(shù)據(jù)得</p><p> =(162.6+22.8)=168.2(mm)</p><p> =168.2+22.8+0.8=174.6(mm)</p><p> 50.8+2.5=53.3(mm)</p><p> 由
46、于電極板為中批量生產(chǎn),所以假設(shè)每張條料沖裁20個零件,則板料長度為:</p><p> L=20×50.8+19×2.5+2×2.8=1069.1(mm)</p><p> 在CAD中查詢得一個沖裁件的實際面積=7092.59(mm)</p><p> 根據(jù)式(3-5)計算材料利用率得:</p><p>
47、 綜上可知,> ,方案二合理,所以本設(shè)計將采用縱直排的排樣方法。具體排樣圖如圖3-2所示。</p><p><b> 圖3-2 排樣圖</b></p><p> 3.2 沖壓力的計算</p><p> 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。沖壓力是選擇沖壓設(shè)備的主要依據(jù),也是設(shè)計模具所必須的數(shù)據(jù)。由本設(shè)計模具結(jié)構(gòu)可知,落料
48、時沖壓力包括落料力、卸料力、推件力;沖孔時沖壓力包括沖孔力、卸料力、推件力。</p><p> 3.2.1 沖裁力計算</p><p> 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力,它是隨凸模切入材料的深度而變化的。其計算公式如下:</p><p><b> ?。?-6)</b></p><p> 式中F——沖裁力,N
49、;</p><p> L——沖裁周邊長度,mm;</p><p> t——沖裁件材料厚度,mm;</p><p> ——材料抗剪強度,Mpa;</p><p> K——系數(shù),通常取1.3。</p><p><b> 1.落料力</b></p><p> 落料周長
50、L=250.8+2162.6=426.8(mm)</p><p> 將數(shù)據(jù)帶入公式(3-6)得:</p><p> =1.3×426.8×3×240=399484.8(N)≈399.48(KN)</p><p><b> 2.沖孔力</b></p><p> 沖孔周長L=(8.33+
51、14.3)π=71.06(mm)</p><p> 將數(shù)據(jù)帶入公式(3-5)得:</p><p> 3.2.2 卸料力計算</p><p> 板料經(jīng)沖裁后,從凸模上刮下材料所需的力,稱為卸料力。</p><p><b> 沖(3-7)</b></p><p> 式中,KX是卸料力系數(shù),
52、如下表3-4,</p><p> 表3-4 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)</p><p> 1.落料:=0.04×399.48=15.98(KN)</p><p> 2.沖孔:=0.04×66.51=2.66(KN)</p><p> 3.2.3 推件力計算</p><p> 從凹模內(nèi)向下推
53、出制件或廢料所需的力,稱為推件力。</p><p> =nF沖(3-8)</p><p><b> n=h/t</b></p><p> 式中 F—沖裁力,KN;</p><p> n—同時梗塞在凹模內(nèi)的工件(或廢料)數(shù);n=h/t=10/3=3.333;</p><p> h—凹
54、模洞口的直壁高度,mm;</p><p> t—材料厚度,mm;</p><p> —推件力系數(shù)。查表3-4可知=0.05</p><p> 1.落料:=nF=3×0.05×399.48=59.92(KN)</p><p> 2.沖孔:=nF沖=3×0.05×66.51=9.98(KN)<
55、/p><p> 3.2.4 沖壓力總和計算</p><p><b> 1.落料:</b></p><p><b> 2.沖孔:</b></p><p> 3.2.5 壓力機的選擇</p><p> 壓力機的選擇主要包括兩方面的內(nèi)容:類型和規(guī)格。</p>&
56、lt;p> 3.2.5.1 壓力機類型的選擇: </p><p> 壓力機類型的選擇主要依據(jù)所要完成的沖壓性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸及精度要求等。本例屬于結(jié)構(gòu)簡單的中、小型沖裁件,中批量生產(chǎn),沖壓件的尺寸及精度要求不高,故選用開式機械壓力機。</p><p> 3.2.5.2 壓力機規(guī)格的選擇 </p><p> 壓力機規(guī)格的
57、選擇主要依據(jù)沖壓件尺寸、變形力大小及模具尺寸等,初選壓力機規(guī)格時主要選擇壓力機的公稱壓力、行程次數(shù)等參數(shù),閉合高度要在模具零件設(shè)計完成后,進行必要的校核再確定具體尺寸。</p><p> 沖裁時,壓力機的施力行程較?。ㄐ∮诠Q壓力行程),因此所選壓力機的公稱壓力只要大于沖壓力的總和即可。</p><p> 1.本例落料壓力機的公稱壓力可初選為=630KN,型號為J23-63的開式雙柱可
58、傾式曲柄壓力機。</p><p> 該型號壓力機主要技術(shù)規(guī)格如下:</p><p> 公稱壓力 630KN;</p><p> 滑塊行程 120mm;</p><p> 行程次數(shù) 70次/min;</p><p> 最大閉合高度 360mm;</p><p> 最小閉合高度 220m
59、m;</p><p> 最大裝模高度 260mm;</p><p> 連桿調(diào)節(jié)量 90mm;</p><p> 工作臺尺寸(前后mm 左右mm) 480×710; </p><p> 模柄孔尺寸(直徑mm 深度mm) φ50×70;</p><p> 滑塊中心至床身中心距離 250mm;&
60、lt;/p><p> 最大傾斜角 30°。</p><p> 2.本例沖孔壓力機的公稱壓力可初選為=160KN,型號為J23-16的開式雙柱可傾式曲柄壓力機。</p><p> 該型號壓力機主要技術(shù)規(guī)格如下:</p><p> 公稱壓力 160KN;</p><p> 滑塊行程 70mm;</p&
61、gt;<p> 行程次數(shù) 115次/min;</p><p> 最大閉合高度 220mm;</p><p> 最小閉合高度 175mm;</p><p> 最大裝模高度 180mm;</p><p> 連桿調(diào)節(jié)量 60mm;</p><p> 工作臺尺寸(前后mm 左右mm) 300×
62、;450; </p><p> 模柄孔尺寸(直徑mm 深度mm)φ30×60;</p><p> 滑塊中心至床身中心距離 150mm;</p><p> 最大傾斜角 30°。</p><p> 3.3 壓力中心的計算</p><p> 沖模的壓力中心,即沖裁力合力的作用點。與沖裁力的大小有
63、關(guān),與刃口輪廓周長有關(guān)。在設(shè)計沖模時,必須使沖模的壓力中心與沖床滑塊軸線重合,否則沖模在工作中就會產(chǎn)生偏心負荷彎矩,模具發(fā)生歪斜,導(dǎo)向機構(gòu)不均勻磨損,致使沖模間隙不均勻,刃口迅速變鈍,直接影響模具壽命和沖裁件質(zhì)量。</p><p> ?。?)簡單形狀的壓力中心 圓形刃口的壓力中心在圓心。</p><p> (2)多凸模的壓力中心 該模具的壓力中心是沖兩個圓孔沖壓力合力的作用點。<
64、;/p><p> ?、?計算方法。先確定各凸模的壓力中心,再求多凸模的壓力中心。</p><p><b> ?、?計算步驟。</b></p><p> 圖3-3 壓力中心圖</p><p> a.設(shè)坐標(所設(shè)坐標盡可能使計算簡便),見圖3-3</p><p> b.計算個凸模壓力中心的坐標位置
65、、和、。</p><p> X1=0 x2=129.8 y1=0 y2=0</p><p> c.計算個凸模刃口輪廓的周長、。</p><p> d.根據(jù)力學(xué)原理求合力作用點(各分力對某軸力矩之和等于其合力對該軸的力矩),即</p><p><b> ?。?/p>
66、3-9)</b></p><p><b> ③ 計算公式。</b></p><p> 由關(guān)系式(3-9)得</p><p><b> ?。?-10)</b></p><p><b> 根據(jù)沖裁力:</b></p><p> 可將式(3
67、-10)轉(zhuǎn)換為</p><p><b> 同理可得</b></p><p> 最后求得總壓力中心的坐標位置為:O0(82.02,0)。</p><p> 3.4 凸、凹模刃口尺寸的計算</p><p> 3.4.1 凹、凸模刃口間隙的選擇</p><p> 沖裁間隙是指沖裁模中凹模刃口橫
68、向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值。</p><p> 沖裁間隙對斷面質(zhì)量的影響:從沖裁變形過程分析可知,當沖裁間隙合理時能夠使板料在凸凹模刃口處產(chǎn)生的上下微裂紋相互重合于一線.這樣所得的沖裁斷面光亮帶較大,而塌角和毛刺較小,斷面錐度適中零件表面也比較平整,沖裁件的質(zhì)量可達到滿意效果。沖裁時如果間隙過小,則在沖裁件的斷面上會出現(xiàn)2條光亮帶,上端的毛刺也較大,這主要由于沖裁間隙過小,便在凸模刃口處產(chǎn)生上微裂紋
69、的位置比在凹模刃口處產(chǎn)生下微裂紋的位置向外錯開一段距離,這樣上下裂紋不能重于一線,夾在兩裂紋中間的材產(chǎn)隨著凸模下降產(chǎn)生第二次剪切,因此形成第二條光亮帶, 毛刺也將進一步拉長,使斷面質(zhì)量較差。 沖裁時如果間隙過大,則會使在凸模刃口處產(chǎn)生上微裂紋的位置比在凹模刃口處產(chǎn)生下微裂紋的位置向里錯開一段距離,這樣上下裂紋也不能重于一線,夾在兩裂紋中間的材產(chǎn)隨著凸模下降受到很大拉伸,最后被撕裂拉斷,沖裁沖斷面上出現(xiàn)較大的斷裂帶使光亮帶變小,毛刺和錐度
70、較大.塌角有所增加,斷面質(zhì)量更差。</p><p> 沖裁間隙值的確定:在沖壓實際生產(chǎn)中,主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮,給間隙規(guī)定一個范圍值??紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大,故設(shè)計與制造新模具時應(yīng)采用最小合理間隙 Zmin。</p><p> 3.4.2 凸、凹模刃口尺寸的計算原則</p><p> 1.設(shè)計基準:落料以凹模
71、為設(shè)計基準,間隙取在凸模上;沖孔以凸模為設(shè)計基準,間隙取在凹模上。</p><p> 2.刃口尺寸的制造偏差方向:單向注入實體內(nèi)部。即磨損后,凸、凹模刃口尺寸變大;磨損后凸、凹模刃口尺寸變小。</p><p> 3.刃口尺寸制造偏差的大?。汉唵涡螤?,按IT6~IT7取值;復(fù)雜形狀,取公差的1/4;磨損后尺寸無變化,取公差的1/8。</p><p> 4.加工方
72、法:簡單形狀,分別加工;復(fù)雜形狀,配合加工。</p><p> 3.4.3 凸、凹模刃口尺寸的計算方法</p><p> 1. 落料凸、凹模刃口尺寸</p><p><b> ?。?-11)</b></p><p><b> (3-12)</b></p><p> 式
73、中,、—落料凹、凸模尺寸,mm;</p><p> 、—凸凹模的制造公差,mm;</p><p> —最小初始雙面間隙,mm;</p><p> —最大初始雙面間隙,mm;</p><p> —落料件的最大極限尺寸,mm;</p><p><b> —沖裁件制造公差;</b></p
74、><p> x—磨損系數(shù)。 </p><p> 2. 沖孔凸、凹模刃口尺寸 </p><p><b> (3-13)</b></p><p><b> ?。?-14)</b></p><p> 式中,、—沖孔凸、凹模尺寸,mm;</p><p
75、> 、—凸凹模的制造公差,mm;</p><p> —最小初始雙面間隙,mm;</p><p> —沖孔件的最小極限尺寸,mm;</p><p><b> —沖裁件制造公差;</b></p><p><b> x—磨損系數(shù)。</b></p><p> 表3-
76、5規(guī)則形狀(圓形、方形)沖裁時凸、凹模的制造偏差 (mm)</p><p> 表3-6 磨損系數(shù)x</p><p> 3.4.4凸、凹模刃口尺寸的計算</p><p> 將已知數(shù)據(jù)代入式(3-11)、式(3-12)、(3-13)和式(3-14)中。</p><p><b> 1.落料模刃口尺寸</b&g
77、t;</p><p> 根據(jù)黃銅板料厚度3mm,取=0.27,=0.21。</p><p> 校核間隙:∣∣+∣∣=</p><p> 0.040<0.06 滿足條件。</p><p> ?。?)38.1:查表知,=0.020mm,=0.020 mm,x=0.5,</p><p><b> ?。╩
78、m)</b></p><p><b> ?。╩m)</b></p><p> ?。?)50.8:查表知,=0.020mm,=0.020 mm,x=0.5,</p><p><b> (mm)</b></p><p><b> ?。╩m)</b></p>
79、<p> ?。?)87.6:查表知,=0.025mm,=0.025 mm,x=0.5,</p><p><b> (mm)</b></p><p><b> ?。╩m)</b></p><p> ?。?)75:查表知,=0.020mm,=0.020 mm,x=0.5,</p><p>
80、;<b> ?。╩m)</b></p><p><b> ?。╩m)</b></p><p> ?。?)6.35:查表知,=0.020mm,=0.020 mm,x=0.75,</p><p><b> ?。╩m)</b></p><p><b> ?。╩m)</
81、b></p><p><b> 2.沖孔模刃口尺寸</b></p><p> ?。?)沖8.33孔:查表知,=0.020mm,=0.020 mm,x=0.5,</p><p><b> 凸模:(mm)</b></p><p><b> 凹模: </b></p&
82、gt;<p> ?。?)沖14.3孔:查表知,=0.020mm,=0.020 mm,x=0.5,</p><p><b> 凸模: (mm)</b></p><p><b> 凹模: </b></p><p><b> ?。╝)凸模刃口尺寸</b></p><p&
83、gt;<b> ?。╞)凹模刃口尺寸</b></p><p> 圖3-4 落料模刃口尺寸圖</p><p><b> (a)凸模刃口尺寸</b></p><p><b> (b)凹模刃口尺寸</b></p><p> 圖3-5 沖孔模刃口尺寸圖</p>
84、<p><b> 總 結(jié)</b></p><p> 從整個設(shè)計過程來看,該電極板采用單工序模,模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,加工簡單,操作方便,通過落料沖孔兩道道工序成形,工作效率高,零件成形質(zhì)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。</p><p> 首先,分析了沖裁件的工藝性和制訂了工藝方案。根據(jù)分析沖裁件的形狀,精度,材料滿足沖壓工藝要
85、求。在工藝方案方面,選擇落料沖孔單工序模生產(chǎn),手動送料,彈性下出料方式,采用固定擋料銷縱向定位和導(dǎo)料板橫向定位。導(dǎo)向方式采用對角側(cè)導(dǎo)柱模架。</p><p> 其次就是沖壓有關(guān)的設(shè)計與計算。本設(shè)計采用縱直排方式,工件之間搭邊值=2.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值取a =2.8mm;導(dǎo)板間距為57.2mm;步距為53.3mm;根據(jù)材料利用率的計算,選擇縱橫排的方式排樣,這樣對板料的利用率最大。在刃口尺寸方面,落料
86、凸凹模刃口尺寸,沖孔凸凹模刃口尺寸已在設(shè)計中詳細計算出來。模具的壓力中心坐標為O0(82.02,0)。根據(jù)落料壓力機的公稱壓力P0=630KN,選擇落料壓力機型號為J23-63的開式雙柱可傾式曲柄壓力機。根據(jù)沖孔壓力機的公稱壓力P0=160KN,選擇沖孔壓力機型號為J23-16的開式雙柱可傾式曲柄壓力機。</p><p> 本次設(shè)計中的要點是沖壓工藝的設(shè)計,由于在學(xué)習(xí)中只是知道一些理論上的東西,沒有實踐經(jīng)驗,所
87、以對這方面的知識有所欠缺,并且在設(shè)計中也深入的去了解和閱讀這方面的書籍和內(nèi)容,該方面的知識有所不足之處,望老師對不足之處指出,我會虛心接受老師的指導(dǎo),并認真改正。</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供了這次良好的深入學(xué)習(xí)的機會和寬松的環(huán)境條件。通過這次課程設(shè)計,不但使我能夠?qū)⒋髮W(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識再次回顧學(xué)
88、習(xí),而且也填充了以前所沒有見到和接觸到的知識。非常感謝在本次設(shè)計中曾給予我耐心指導(dǎo)和親切關(guān)懷的老師及幫助過我的同學(xué),正是由于他們的幫助和鼓勵才使我能夠在畢業(yè)設(shè)計過程中克服種種困難,最終順利完成論文,他們的學(xué)識和為人也深深地影響著我。在此,請允許我再次向曾直接給予我多次指導(dǎo)的導(dǎo)師**老師表示最真誠的敬意!</p><p><b> 參考文獻</b></p><p>
89、 [1] 郝濱海編著. 沖壓模具簡明設(shè)計手冊[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005</p><p> [2] 《沖模設(shè)計手冊》編寫組編著. 沖模設(shè)計手冊[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,1999.6</p><p> [3] 李碩本等編著. 沖壓工藝理論與新技術(shù)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2002.11</p><p> [4] 王孝培主編. 沖壓手冊(修
90、訂本)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,1990</p><p> [5] 周玲主編. 沖模設(shè)計實例詳解[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007(3):1-23</p><p> [6] 王蘭美主編. 機械制圖[M]. 北京:高等教育出版社,2004(2)</p><p> [7] 李大鑫,張秀錦. 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J]. 模具制造,2005 (2)
91、:1-4</p><p> [8] 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):9-12</p><p> [9] 周開勤主編. 機械零件手冊[M]. 北京:高等教育出版社,2001(7):93</p><p> [10] 翁其金,徐新成主編. 沖壓工藝及沖模設(shè)計[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2012.1&
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