中鉸鏈墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計【沖孔落料復(fù)合模,彎曲中心角】【2套】【說明書+CAD】,沖孔落料復(fù)合模彎曲中心角,2套,說明書+CAD,中鉸鏈墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計【沖孔落料復(fù)合模彎曲中心角】【2套】【說明書+CAD】,鉸鏈,墊片,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計,沖孔,復(fù)合,彎曲,曲折,中心角 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱 中鉸鏈墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負(fù)責(zé)人： 2008年 4月 28日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 1.緒論 進(jìn)入21世紀(jì)，制造技術(shù)發(fā)展迅猛，模具技術(shù)作為現(xiàn)代制造技術(shù)的一個重要組成部分，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越重要的作用。模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點(diǎn)，因而在機(jī)械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用，作用不可替代，模具被贊為“金鑰匙”、“制造業(yè)之母”、“進(jìn)入富裕社會的原動力”等。利用模具成形零件的方法，實(shí)質(zhì)上是一種少無切削、多工序重合的生產(chǎn)方法。采用模具成形加工零件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，從而獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)粗略統(tǒng)計，70%以上的汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表零件，80%以上的塑料制品，85%以上的計算機(jī)、電子行業(yè)產(chǎn)品的零件，都是采用模具成形的方法來生產(chǎn)。因此，利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大量生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對于保證制品的質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等都具有重要意義。 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國的模具制造技術(shù)是隨著現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20世紀(jì)50年代以前，我國的工業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱，大部分工業(yè)品不能自行生產(chǎn)，因而所需要的模具很少，也談不上模具工業(yè)和模具技術(shù)，國內(nèi)只能仿制一些簡單的模具，且主要依靠鉗工個人技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。 解放后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的模具日益增多，模具制造水平處于參照外國模具圖樣進(jìn)行加工，并且多為單工序模具、簡單的復(fù)合模具、少工序和較低精度的級進(jìn)模具和機(jī)外脫模的塑料壓縮模具。隨著國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作交流的發(fā)展，國外的模具技術(shù)書刊、模具設(shè)計手冊、模具制造資料等相繼介紹到我國，對指導(dǎo)和促進(jìn)模具技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用，同時制造模具的一些專用加工設(shè)備如大型仿形銑床、坐標(biāo)鏜床等的引進(jìn)，為制造大型模具打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。到1956年，制造模具開始采用成形磨削加工，模具結(jié)構(gòu)采用拼塊方式，初步解決了模具鉗工手工作業(yè)和熱處理變形問題。這對于提高模具質(zhì)量和精度、縮短制造周期起到了重要作用。 20世紀(jì)50年代末，電火花加工技術(shù)開始應(yīng)用于模具生產(chǎn)，這種方法可以把模具型腔、型面的精加工放在熱處理之后，避免了熱處理變形對精度的影響，使模具制造技術(shù)水平又有一個較大的提高。尤其是1963年，國內(nèi)研制成功電火花線切割加工機(jī)床，從而可以加工更為復(fù)雜、精密的沖裁模等，大大減少了模具鉗工的手工作業(yè)，并應(yīng)用于塑料模、壓鑄模和其他成形模具的型孔加工。這一技術(shù)的應(yīng)用和普及是我國模具制造技術(shù)發(fā)展的又一重要里程碑。 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步，推動了模具制造技術(shù)及模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，模具無論是從品種、數(shù)量還是精度方面，都有了大幅度的發(fā)展，模具對工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的影響也越來越大，模具制造業(yè)也成了現(xiàn)代工業(yè)中一個相對獨(dú)立的重要分支。模具標(biāo)準(zhǔn)化工作是代表模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。到目前為止，已經(jīng)制定了沖壓模、塑料模、壓鑄模和模具基礎(chǔ)技術(shù)等50多項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)、近300個標(biāo)準(zhǔn)號，基本滿足了國內(nèi)模具生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要。模具的商品化程度也大大提高，從“八五”期間的20%提高到目前的40%左右。一些先進(jìn)、精密和高自動化程度的模具加工設(shè)備，如數(shù)控仿形銑床、數(shù)控加工中心、精密坐標(biāo)磨床、連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨床、高精度低損耗數(shù)控電火花成型加工機(jī)床、慢走絲精密電火花線切割機(jī)床、精密電解加工機(jī)床、三坐標(biāo)測量儀、擠壓研磨機(jī)等模具加工和檢測用的精密高效設(shè)備，由過去依靠進(jìn)口到逐步自行設(shè)計制造，使模具加工工藝手段登上了一個新臺階，同時為先進(jìn)加工工藝的推廣奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。特別是模具成型表面的特種加工工藝的研究和發(fā)展，使模具加工的精度和表面粗糙度都有很大的改善。特種加工工藝設(shè)備的改進(jìn)和提高，使模具加工自動化程度和效率都大大提高。模具新材料的應(yīng)用，以及熱處理和表面處理技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，使模具壽命大幅度提高?？焖俪尚图夹g(shù)在模具制造上的應(yīng)用，是近20年以來模具制造技術(shù)的又一重大發(fā)展?？焖俪尚图夹g(shù)是綜合了機(jī)械工程、CAD、數(shù)控機(jī)床激光技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)的一種全新的制造工藝，應(yīng)用于模具制造，可以使模具設(shè)計和制造更加快速、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，對于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品敏捷開發(fā)具有重要意義。 我國模具制造技術(shù)水平，從過去只能制造簡單模具發(fā)展到了可以制造大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。例如在沖壓模具方面，我國設(shè)計和制造的電機(jī)定轉(zhuǎn)子硅鋼片硬質(zhì)合金多工位自動級進(jìn)模和電子、電氣行業(yè)用的50余工位的硬質(zhì)合金多工位自動級進(jìn)模，都達(dá)到了國際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。凹模鑲件重復(fù)定位精度＜0.005mm,步距精度＜0.005mm,模具成型表面粗糙度為Ra0.4~0.1μm，零件可以互換，模具壽命達(dá)1億沖次。級進(jìn)沖裁技術(shù)和疊鉚原理相結(jié)合，在高速沖床上使用，具有自動沖切、疊壓、鉚合、扭角、計數(shù)分組和安全保護(hù)功能。在塑料模具方面，能設(shè)計和制造汽車保險杠及整體儀表盤大型注射模，大型彩色電視機(jī)、洗衣機(jī)和電冰箱等多種精密、大型注射模。例如天津市通信廣播公司模具廠設(shè)計和制造的汽車保險杠模具重達(dá)10余噸、模具尺寸精度可達(dá)10μm、型腔表面粗糙度為Ra0.1μm，型芯表面粗糙度為Ra3.2μm、模具壽命達(dá)30萬次以上，達(dá)到國際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。 我國模具制造行業(yè)近十余年來的年工業(yè)產(chǎn)值，持續(xù)以15%的增長速度在迅速遞增，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)中一個舉足輕重的工業(yè)分支。 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，因而，促成了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。 （1）沖壓成形理論及沖壓工藝 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及配料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的發(fā)展，特別是隨著計算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來我國已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成形過程。據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的工藝性及可能出現(xiàn)的工藝問題，并通過在計算機(jī)上有選擇的修改有關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。 （2）沖壓模具的設(shè)計與制造 沖壓模具是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖壓模具的設(shè)計與制造上，目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面，為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，沖壓模具正向高效率、高精度、高壽命、自動化及多工位方向發(fā)展。在我國，工位數(shù)達(dá)50甚至更多的級進(jìn)模、壽命達(dá)億次的硬質(zhì)合金模、精度和自動化程度相當(dāng)高的沖壓模具都已經(jīng)應(yīng)用在生產(chǎn)中，同時，由于這樣的沖壓模具對加工、裝配、調(diào)整、維修要求很高，因此，各種高效、精密，數(shù)控、自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備也正在迅速發(fā)展；另一方面，為了產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制小批量生產(chǎn)的需要，鋅合金沖壓模具、聚氨酯橡皮沖壓模具、薄板沖壓模具、鋼帶沖壓模具、組合沖壓模具等各種簡易沖壓模具及其制造工藝也得到了迅速發(fā)展。 （3）模具材料模具材料及熱處理與表面處理工藝對模具加工質(zhì)量和壽命的影響很大，世界各主要工業(yè)國在此方面的研究取得了較大的進(jìn)步，并開發(fā)了許多新的鋼種，其硬度可達(dá)HRC58～70,而變形只有普通鋼的1/2～1/5。如火焰淬火鋼可局部硬化，且無脫碳；我國研制的65Hb、LD和CD等新鋼種，具有熱加工性能好、熱處理變形小、抗沖擊性能佳等特點(diǎn)。與此同時，還發(fā)展了一些新的熱處理和表面處理工藝，主要有：氣體軟氮化、離子氮化、滲硼、表面涂金、化學(xué)氣象沉積、物理跡象沉積、激光表面處理等。這些方法能提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐腐蝕性，使模具壽命大大延長。 （4）沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化 模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的高度重視，這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提，而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、低成本的關(guān)鍵。我國已頒布了冷沖壓術(shù)語、冷沖模零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)，沖壓模具的專業(yè)化正處在積極組織和實(shí)施中，但總的來說，我國沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平還處于較低水平。 （5）沖壓模具CAD/CAE/CAM技術(shù) 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，它以計算機(jī)軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計算機(jī)對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計從而顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著功能強(qiáng)大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程的模具CAD/CAE/CAM技術(shù)正成為發(fā)展方向，它能實(shí)現(xiàn)制造和裝配的設(shè)計、成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的防真，還可對模具可制造性進(jìn)行評價，使模具設(shè)計與制造一體化、智能化。 （6）快速模具制造技術(shù) 目前，快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)主要有低熔點(diǎn)合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、噴涂成形制模技術(shù)等。采用快速模具制造技術(shù)，能簡化模具制造工藝，縮短制模周期，降低模具生產(chǎn)成本，在工業(yè)生產(chǎn)中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 隨著市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，對模具制造提出了越來越高的要求，模具制造質(zhì)量提高、生產(chǎn)周期縮短已經(jīng)成為該行業(yè)發(fā)展的必然趨勢?？v觀模具制造業(yè)近十余年來的發(fā)展道路，其主要發(fā)展方向可以歸納為如下幾個方面。 1.模具生產(chǎn)的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高 多年來的模具制造實(shí)踐表明，要使模具技術(shù)高速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是關(guān)鍵，目前美國模具專業(yè)化程度已超過90%，日本也超過了75%。而我國模具專業(yè)化程度還處在25%左右。 2.模具粗加工技術(shù)向高速加工發(fā)展 以高速銑削為代表的高速切血加工技術(shù)代表了模具零件外形表面粗加工發(fā)展的方向。高速銑削可以大大改善模具表面的質(zhì)量狀況，并大大提高加工效率和降低加工成本。例如IN-GERSOLL公司生產(chǎn)的VHM型超高速加工中心的切削進(jìn)給速度為76m∕min;主軸轉(zhuǎn)速為45000r∕min；瑞士SIP公司生產(chǎn)的AFX立式精密坐標(biāo)鏜床的主軸轉(zhuǎn)速為30000r∕min；日本森鐵工廠生產(chǎn)的MV-40型立式加工中心，其轉(zhuǎn)速達(dá)40000r∕min。另外，毛坯下料設(shè)備出現(xiàn)了高速鋸床、陽極切割和激光切割等高速、高效率加工設(shè)備，還出現(xiàn)了高速磨削設(shè)備和強(qiáng)力磨削設(shè)備等。 3.成形表面的加工向精度、自動化方向發(fā)展 成形表面的加工向計算機(jī)控制和高精度加工方向發(fā)展。數(shù)控加工中心、數(shù)控電火花成形加工設(shè)備、計算機(jī)控制連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床和配有CNC裝修設(shè)備與精密測量裝置的成形磨削加工設(shè)備等的推廣使用，是提高模具制造技術(shù)水平的關(guān)鍵。 4.光整加工技術(shù)向自動化方向發(fā)展 當(dāng)前模具成形表面的研磨、拋光等光整加工仍然以手工業(yè)為主，不僅花費(fèi)工時多，而且勞動強(qiáng)度大、表面質(zhì)量低。工業(yè)發(fā)達(dá)國家正在研制有計算機(jī)控制、帶有磨料磨損自動補(bǔ)償裝置的光整加工設(shè)備，可以對復(fù)雜型面的三維曲面進(jìn)行光整加工，并開始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的質(zhì)量和效率。 5.模具CAD/CAM技術(shù)將有更快的發(fā)展 模具CAD/CAM技術(shù)在模具設(shè)計和制造上的優(yōu)勢越來越明顯，它是模具技術(shù)的又一次革命，普及和提高模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用是模具制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 6.研制和發(fā)展模具用材料 模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要方面。沒有充足的、高質(zhì)量的、品種系列齊全的模具用材料，模具工業(yè)要趕上世界先進(jìn)水平就只能是紙上談兵。加速研發(fā)急需的模具新鋼種，如高強(qiáng)韌、高耐磨新型優(yōu)質(zhì)模具鋼，大力發(fā)展硬質(zhì)合金模具材料已經(jīng)勢在必行。 1.3中鉸鏈墊片模具設(shè)計與制造方面 1.3.1中鉸鏈墊片模具設(shè)計的設(shè)計思路 此工件形狀、結(jié)構(gòu)都比較簡單，而且左右對稱，生產(chǎn)批量為大批量，用簡單模分兩次加工，就生產(chǎn)批量來說有些費(fèi)時，用級進(jìn)模加工要設(shè)導(dǎo)正銷，模具加工、安裝較復(fù)雜，用復(fù)合模加工既能保證精度，還能保證生產(chǎn)效率，所以采用復(fù)合模加工。設(shè)計此模具時，要設(shè)計好模具的工作零部件，其它的零件根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要添加即可，但必須要保證模具工作時的正常運(yùn)行. 1.3.2中鉸鏈墊片模具設(shè)計的進(jìn)度 1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間2天； 2.確定加工方案，所用時間3天； 3.模具的設(shè)計，所用時間20天； 4．模具的調(diào)試．所用時間5天． 2.中鉸鏈墊片的沖壓工藝分析 2.1工件工藝性分析 工件名稱：中鉸鏈墊片 生產(chǎn)批量：大批量 材料：08鋼 料厚：2mm 零件寬：12mm 彎曲前 彎曲后 此工件是典型的v形件，零件圖中尺寸只對兩沖孔位置有較高要求，其余均為未注公差，在處理這類零件公差等級時，均按IT13級要求，彎曲圓角半徑為2mm，大于最小彎曲半徑（）故此件形狀尺寸精度均滿足彎曲工藝要求，另外此彎曲件的形狀和尺寸對稱，防止彎曲時毛坯偏移造成質(zhì)量不穩(wěn)定，確保了工藝性要求，可用彎曲工序加工。 結(jié)論：可行 2.2工藝方案的確定 2.21工藝方案分析 該零件所需沖壓工序?yàn)闆_孔 落料 彎曲。完成該零件的成形，可能的工藝方案有以下幾種： 方案一 沖孔、落料復(fù)合,彎曲中心角 本方案采用兩副模具，模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命長，制造周期短，投產(chǎn)快，工件回彈易控制，尺寸和形狀精確，表面質(zhì)量高，能利用一個側(cè)面定位沖孔，定位基準(zhǔn)一致，且與設(shè)計基準(zhǔn)重合，操作頁比較簡單方便，但是工序分散，需用壓床，模具及操作人員多，勞動量大。 方案二 先落料再沖孔隨后彎曲 本方案采用三副模具，模具結(jié)構(gòu)簡單，投產(chǎn)快，壽命長，但位置精度不準(zhǔn)確，且工序過于分散，勞動量大，占用設(shè)備多。需三道工序，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的產(chǎn)量要求。 方案三 采用級進(jìn)模 工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，用一副模具完成全部工序，生產(chǎn)效率高，由于它實(shí)際上是把方案一的各工序布置到級進(jìn)模的各工位上，所以它還具有方案一的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝 調(diào)試 維修困難，制造周期長，價格高，零件沖壓精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上需設(shè)置導(dǎo)正銷。 綜上所述：考慮到零件生產(chǎn)批量，為保證各項(xiàng)技術(shù)要求，選用方案一，其工序如下：沖孔落料，彎曲中心角。 2.22 排樣設(shè)計 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。排樣時應(yīng)考慮如下原則： 1提高材料利用率（不影響沖件使用前提下，還可適當(dāng)改變沖件形狀）。 2合理排樣方法使操作方便，勞動強(qiáng)度低且安全。 3.模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長。 4.保證沖件質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。 1） 該模具排樣如圖所示 2）排樣及材料利用率，由于毛坯尺寸較小，并考慮操作方法與模具結(jié)構(gòu)尺寸，決定采用單排。 表2.9最小搭邊值 坯料厚度t 矩形件邊長L≥50mm 工件間a 側(cè)面a 0.25～0.5 2.2 2.5 0.5～0.8 1.8 2.0 0.8～1.2 1.5 1.8 1.2～1.6 1.8 2.0 1.6～2.0 2.0 2.2 查表，取搭邊 則： 送料過距 條料實(shí)際寬度 板料規(guī)格選用： 為防止彎曲件開裂，彎曲線要與板料的纖維線垂直，所以只能采用橫裁，則： 每板條數(shù)： 每條工件數(shù)： 每板的工件數(shù)： 利用率： 2.3必要的尺寸計算 2.31沖孔落料凸凹模刃口尺寸計算 表2.4 較大間隙的沖裁模具初始雙面間隙 材料厚度t/mm 08、10、35、09Mn2、Q235 Zmin Zmax 0.7 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.9 0.090 0.126 1.0 0.100 0.140 1.2 0.126 0.180 2.0 0.246 0.360 查表得間隙值，。 1)沖孔凸、凹模刃口尺寸計算 由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸、凹模分別制造法制作凸、凹模，其凸、凹模刃口尺寸計算如下： 表2.5簡單形狀沖裁件沖裁時的δ凸、δ凹值 （單位：mm） 基本尺寸 凸模公差δ凸 凹模公差δ凹 ≤18 0.020 0.020 ＞18～30 0.020 0.025 ＞30～80 0.020 0.030 ＞80～120 0.025 0.035 查表得 磨損后無變化的尺寸是 2）落料凸凹模刃口尺寸計算 對于尺寸R3 寬度12 mm 對于尺寸53 2.32計算壓力及初選沖床 料厚/mm K卸 K推 K頂 鋼 ≤0.1 0.06～0.09 0.1 0.14 ＞0.1～0.5 0.04～0.07 0.065 0.08 ＞0.5～2.5 0.025～0.06 0.05 0.06 ＞2.5～6.5 0.02～0.05 0.045 0.05 表2.7卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 沖裁力： t=2mm 故 卸料力： 推件力： 總沖壓力： 為了保證沖裁力足夠，一般沖裁時壓力機(jī)噸位應(yīng)比計算的沖裁力大30%左右，即 5）壓力中心的計算。 由于該零件上、下、左、右對稱，故壓力中心就是零件的中心。 初選用J23-35壓力機(jī) 2.33彎曲模工作部分尺寸計算： 1） 凸模圓角半徑 若彎曲件的彎曲半徑?jīng)]有規(guī)定，則凸模圓角半徑?。? ～3）t 式中 t——材料厚度（mm）。 若彎曲件的彎曲半徑為r，則凸模圓角半徑應(yīng)?。? 但彎曲件的彎曲半徑r值不能小于最小彎曲半徑數(shù)值。若彎曲件的彎曲半徑r較大，精度要求較高時，應(yīng)考慮回彈影響。凸模圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈角大小作相應(yīng)的加減。 由于此工件的R/t=2/2=1mm較小且R為2mm大于最小彎曲半徑 （故凸模圓角半徑為 2） 凹模圓角半徑 彎曲凹模的圓角半徑，對于彎曲力和彎曲質(zhì)量都有很大影響，其大小與成形零件的要求有關(guān)，一般可按下式確定： =（2～6t） 式中 t———材料厚度（mm）。 在確定時，材料愈薄，選取系數(shù)越大，一般可分為： t≤2mm =（3～6）t； t=2～4mm =（2～3）t t＞4mm =2t 凹模圓角半徑一般按材料厚度t來選取，因?yàn)椴牧虾穸葹?mm，所以凹模圓角半徑～6t），凹模圓角半徑取 3）凹模工作不分深度計算的設(shè)計計算 凹模工作部分的深度將就決定板料的進(jìn)模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平直度，對工件的尺寸精度造成一定的影響。，此彎曲件邊長L=24.44mm，板厚2mm。查表 3.11得： 凹模的底部最小厚度h=20mm，因此凹模工作部分深度 4）凸、凹模間隙 彎曲時凸、凹模間隙值主要與材料厚度，材料力學(xué)性能，和彎曲方式等因素有關(guān)。理論上，其間隙值可按下式來計算： 其中，z———單面間隙（mm）； t———材料公稱厚度（mm）； ——材料的最大厚度（mm）； C———系數(shù)，系數(shù)C可根據(jù)彎曲件高度H和板寬B（彎曲線長度）而確定。 取間隙的方向根據(jù)零件質(zhì)量而定。如工件外形尺寸要求準(zhǔn)確，則間隙取在凸模上；若工件內(nèi)形尺寸要求準(zhǔn)確，則間隙應(yīng)在凹模方向選取。 實(shí)際生產(chǎn)中為了簡便起見，凸、凹模間隙可等于板料厚度，即： 當(dāng)t≤1.5mm時，z=t 當(dāng)t＞1.5mm時，z=t+△ 式中 z———單面間隙（mm）； t———板料厚度（mm）； △———板材厚度的上偏差尺寸（mm）； 彎曲凸，間隙值，對于工件的形狀與尺寸精度影響較大。因此，即使按計算方法計算出的間隙值，在使用時，也因?yàn)楦鞣N因素的影響，而不能達(dá)到預(yù)想的效果，必須經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)，直到工件完全合格為止，才能取得合理的間隙值。 為保證工件的尺寸精度，往往把間隙值取的比板料厚小0.02mm～0.06mm范圍內(nèi)，這樣可以取得滿意的效果。但過小的間隙值，容易劃破制品零件表面和降低模具壽命。 工件精度要求不高或校正彎曲時，生產(chǎn)中常采取調(diào)整凸、凹模間隙的方法來解決工件回彈問題。V形件彎曲模的凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的裝模高度來控制的，設(shè)計制造模具時可以不考慮，但在模具設(shè)計中必須考慮到模具閉合時，模具工作部分與工件能緊密貼合，保證彎曲件質(zhì)量。 5)彎曲回彈值計算 小變形程度（r/t≥10）時，回彈大，卸載后彎曲件的彎曲圓角半徑和角度都發(fā)生了較大變化，此時，可以不考慮材料厚度的變化及應(yīng)力、應(yīng)變中性層的移動，以簡化計算。在這種情況下，凸模圓角半徑和凸模圓角部分中心角可按下式進(jìn)行計算 式中 ————凸模圓角半徑（mm）； ————凸模圓角部分中心角； r—————彎曲件圓角半徑（mm）； —————彎曲件圓角部分中心角； —————彎曲件材料的屈服極限（Mpa）； E——————彎曲件材料的彈性模量（Mpa）； t——————彎曲件材料厚度（mm）。 先計算凸模圓角半徑，再計算凸模角度； 表5-1 90°單角自由彎曲時的回彈角 材料 r/t 材料厚度t/mm <0.8 0.8-2 >2 軟鐵 黃銅 鋁和鋅 〈1 1-5 〉5 4° 5° 6° 2° 3° 4° 0° 1° 2° 中硬鋼 硬黃銅 硬青銅 〈1 1-5 〉5 5° 6° 8° 2° 3 5° 0° 1° 3° 硬鋼 〈1 1-5 〉5 7° 9° 12° 4° 5° 7° 2° 3° 6° 大變形程度（r/t＜5）時，卸載后圓角半徑變化小，可以不考慮，而僅考慮彎曲中心角回彈變化，當(dāng)彎曲件彎曲中心角不為90°時，其回彈角可按下式計算，本彎曲件彎曲中心角為60°，所以 △ =° =2° 式中 △————彎曲件的彎曲中心角為時的回彈角； ————彎曲中心角為90°時的回彈角； —————彎曲件的彎曲中心角。 2.35彎曲力的計算 彎曲力是設(shè)計彎曲模和選擇壓力機(jī)噸位的依據(jù)。 彎曲力的理論計算可以從塑性彎矩和外力彎矩相等的條件求得。但由于彎曲力受材料性能，零件形狀，彎曲方法，模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，用理論公式來計算不但計算復(fù)雜，并且也不一定準(zhǔn)確。因此在生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗(yàn)公式計算，作為設(shè)計工藝過程和選擇設(shè)備的依據(jù)。 v形件校正彎曲時，在進(jìn)行校正彎曲前是自由彎曲，彎曲力 = =3.744KN 式中 ————沖壓行程結(jié)束時自由彎曲的彎曲力（N）； K—————安全系數(shù)，一般取K=1.3; b——————彎曲件寬度（mm）； t——————彎曲件材料厚度（mm）； —————彎曲件材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）； r——————彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（mm）。 頂件力可近似取自由彎曲力的～即： =（0.3～0.8）×3.744KN=(1.123～2.9552)KN 取=2KN 校正彎曲時，校正彎曲力最大值在壓力機(jī)工作到下止點(diǎn)的位置，且校正力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自由彎曲力（或接觸彎曲力），而在彎曲過程中，二者又不是同時存在，因此，查表得p=60Mpa，所以校正力為： 對于校正彎曲力，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故頂件力可以忽略，但是為了保險起見，在計算壓力機(jī)公稱壓力時還是將頂件力考慮進(jìn)去。 ～1.3）（+（1.2～1.3）×22.069KN=（26.48～28.69）KN 初選壓力機(jī)型號為J23—100A 3.模具總體設(shè)計 3.1.沖孔落料模具總體設(shè)計 本工序包含沖孔和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復(fù)合模具，可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件、卸料可靠、便于操作，工件留在落料凹?？斩粗?，應(yīng)在凹?？自O(shè)置推件塊?？ㄓ诎寄Ｉ系膹U料可由卸料板推出，而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽，使廢料從空洞中落下，由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作用，應(yīng)選用彈性卸料板來卸下條料廢料。 因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，采用手動送料方式，從前向后送料，因該零件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不是太高。所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 模架的設(shè)計 模各零件標(biāo)記如下： 上模座： 240mm×185mm×40mm 下模座： 240mm×185mm×40mm 導(dǎo)柱： B35h5×210mm×55mm 導(dǎo)套： B35H6×110mm×43mm 模柄： φ60mm×115mm 墊板厚度： 130mm×100mm×12mm 卸料板厚度： 130mm×100mm×12mm 凸模固定板厚度： 130mm×100mm×16mm 模具的閉合高度： H閉=h上模座+h墊板+h凸模固定板+h落料凹模+t+h卸料板+h彈簧外露+h下模座 =（40+12+16+30+12+70+40）=230mm 3.2彎曲模具總體設(shè)計 該模具采用彎曲單工序模，上模主要由模柄、凸模等零件組成，下模主要由凹模、 頂桿、彈簧、下模座、螺釘、定位銷、銷釘?shù)攘慵M成，彎曲件由頂壓裝置頂出。頂出裝置采用彈簧做彈性元件，彈性元件的高度按凸模工件進(jìn)入凹模深度5倍的值選取。 4.沖壓設(shè)備的選定 4.1沖孔落料模具沖壓設(shè)備選定 選擇型號為JB23-100的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：1000KN 滑塊行程：130mm 最大閉合高度：480mm 最大裝模高度：380mm 工作臺尺寸：（前后×左右）：710mm×1080mm 墊板尺寸：（厚度×孔徑）：100mm×250mm 模柄空尺寸：φ60mm×75mm 最大傾斜角度：30° 4.2彎曲模具沖壓設(shè)備選定 初選壓力機(jī)的公稱壓力為100KN，即J23—100A型壓力機(jī)。 型壓力機(jī)的滑塊行程為16～140 mm，大于工件高度的兩倍，滿足支承板彎曲時的沖壓行程。 最大閉合高度：400mm 最大裝模高度：330 mm 連桿調(diào)節(jié)長度：120 mm 壓力機(jī)工作臺尺寸：530×710 mm 模柄孔尺寸：×80 mm 最大傾斜角度：30° 由于彎曲模不是標(biāo)準(zhǔn)模架，因此需要自行設(shè)計。取下模座高度為50mm。凹模高度為80mm，中間安全距離為30mm，模柄總長120mm，凸?？傞L160mm，彎曲模閉合高度是指沖壓運(yùn)行到下止點(diǎn)時，模具工作狀態(tài)的高度，故模具工作狀態(tài)高度為; H=50mm+160mm+30mm+80mm+60mm=380mm 5.繪制模具裝配圖 沖孔落料模具圖如圖所示： 彎曲件模具圖如圖所示： 6.彎曲模工作零件的制造 彎曲模零件的加工方法基本與沖裁模相同，一般都是根據(jù)零件的尺寸精度，形狀復(fù)雜程度與表面粗糙度要求及設(shè)備條件，按圖樣進(jìn)行加工與制造。由于彎曲變形工藝的特殊性，彎曲模制造有如下特點(diǎn)： 1） 彎曲模工作部分形狀比較復(fù)雜，幾何形狀尺寸精度要求較高。 在制造時，凸凹模工作表面的曲線和折線需要事先做好的樣板或樣件來控制，以保證制造精度，樣板和樣件的精度一般應(yīng)為。由于零件回彈的影響，加工出來的凸模與凹模的形狀不可能與零件最后形狀完全相同。因此，必須有一定的修正值。該值應(yīng)根據(jù)操作者的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試驗(yàn)后確定，并根據(jù)修正值來加工樣板和樣件。 2） 彎曲凸凹模的淬火，回火工序是在試模工序后進(jìn)行的 彎曲成形時，由于材料的彈塑性變形，使彎曲件產(chǎn)生回彈。因此，在制造彎曲模時，必須考慮材料的回彈值，以便使彎曲的零件能符合圖樣所規(guī)定的要求。由于影響回彈的因素很多，要求設(shè)計的完全準(zhǔn)確是不可能的。這就要求在制造模具時，對其反復(fù)試驗(yàn)和修正，根據(jù)實(shí)際情況，對凸凹模的尺寸和形狀進(jìn)行精修，直到回彈影響消除為止。為了便于修正，彎曲的凸凹模形狀及尺寸經(jīng)試驗(yàn)確定后，才能進(jìn)行淬硬定形。 3） 彎曲凸凹模加工工序，應(yīng)根據(jù)零件外形尺寸標(biāo)注情況來選擇 對于尺寸標(biāo)注在內(nèi)形上的零件，一般先加工凸模，而凹模按凸模配制，并保證一定得間隙值；對于尺寸標(biāo)注在外形上的零件，應(yīng)先加工凹模，凸模按加工出的凹模配制加工，并保證合適的間隙值。 4） 彎曲凸凹模的圓角半徑應(yīng)加工一致，工作部分表面應(yīng)進(jìn)行拋光，表面粗糙度值應(yīng)在以下 彎曲模工作零件的加工關(guān)鍵是如何保證工作型面的尺寸形狀精度 表面粗糙度。其工藝過程通常為：鍛制坯料-----退火-----基準(zhǔn)平面加工-------劃線------工作型面粗精加工--------熱處理-----光整加工。由于生產(chǎn)條件不同，所采用的加工工藝過程也有所不同。如果模具加工設(shè)備比較齊全，可采用電火花，線切割，成形磨削等方法進(jìn)行工作型面的精加工，否則采用普通金屬切削機(jī)床加工和鉗工銼修相配合的加工方案較為合適。 小型彎曲凸凹模常用T8A,T10A鋼，淬硬到58～62HRC.對于形狀復(fù)雜的或生產(chǎn)批量較大的彎曲件，凸凹模材料可用CrWMn，Cr12，Cr12MoV,淬硬到60～ 64HRC 彎曲凸模沒有固定的形式，此工件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以可以設(shè)計比較簡單一些，但一定要把回彈角考慮進(jìn)去，凸模成型部分設(shè)置為58° 7.結(jié)束語 中鉸鏈墊片模具的設(shè)計屬于比較簡單的彎曲模設(shè)計。在工件的工藝計算這一塊，計算出了送料步距、搭邊值、推件力、卸料力等，這些力的計算相當(dāng)重要，決定了材料的利用率和壓力機(jī)沖裁力的大小。在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計這一部分，我采用了畫圖的方式來表達(dá)，這一部分中比較重要的是凹模各項(xiàng)尺寸的計算，有了凸模凹模的基本尺寸，其他板的大致尺寸也就基本上確定了下來，在這一部分中，由于時間的倉促，我做的可能不太好，之后還下面附出了凸模、凹模的加工工藝規(guī)程。第四部分是模具的安裝與調(diào)試。在這一部分中，我列出了沖裁模裝配特點(diǎn)、彎曲模試模的要點(diǎn)以及模具試沖時出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法。通過此次畢業(yè)設(shè)計，我收獲特別多，在搞設(shè)計的這段日子里，每天都在學(xué)習(xí)，每天都在進(jìn)步，感覺每天過的特別充實(shí)；我自認(rèn)為模具的設(shè)計既是一件簡單的事，又不是一件簡單的事，既枯燥又有樂趣，在設(shè)計中會遇到很多模棱兩可的事情，有時候都無從下手，但是不要放棄，繼續(xù)努力做下去，做到這一步的時候，感覺特別輕松，雖然知道設(shè)計的模具可能生產(chǎn)不出合格的制件，但是有一種成功感。 在今后的日子里，我會好好學(xué)習(xí)，爭取能設(shè)計出合格的模具，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。 致謝 首先感謝本人的導(dǎo)師于老師，她對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。于老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，她給了我鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！ 感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗段曉帥同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻(xiàn) 【1】 楊占堯.沖壓模具圖冊.北京：高等教育出版社，2004. 【2】 歐陽波儀.現(xiàn)代冷沖壓模設(shè)計.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006. 【3】 寇世瑤.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2004. 【4】 原紅玲.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008. 【5】 翁其金.冷沖壓技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. 【6】 翟德梅，段維峰.模具制造技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005. 【7】 趙偉閣.模具設(shè)計.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006. 【8】 李學(xué)峰.模具設(shè)計與制造實(shí)訓(xùn)教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. 第 30 頁 共 30 頁 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系 部: 專 業(yè): 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 設(shè)計題目: 中鉸鏈墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計 起 迄 日 期: 2009年 3月 11日~ 5月20日 指 導(dǎo) 教 師: 2009年3月 11日 畢 業(yè) 設(shè) 計任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的： 該課題來源于于智宏老師發(fā)放的畢業(yè)設(shè)計題目。 在完成該課題之后，應(yīng)對沖裁工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使用，能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運(yùn)用模具設(shè)計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設(shè)計課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1）了解目前國內(nèi)外沖裁模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝分析； （3）板體沖孔落料彎曲模設(shè)計，并編寫設(shè)計說明書一份； （4）繪制模具總裝圖，并畫出非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖； （5）編制主要零件加工工藝過程卡。 彎曲前 彎曲后 原始資料：零件件圖及其尺寸見說明書 零件名稱：中鉸鏈墊片 材料：08鋼 厚度：2mm 生產(chǎn)批量：大批量 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 系部意見： 系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日