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冷沖模具使用壽命的影響及對(duì)策 沖壓模具概述 沖壓模具 在冷沖壓加工中 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 稱為冷沖壓模具 俗稱冷沖模 沖壓 是在室溫 下 利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)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 沖壓模具的形式很多 一般可按以下幾個(gè)主要特征分類 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 1 沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具 如落料模 沖孔模 切斷模 切口模 切邊模 剖切模等 2 彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線 彎曲線 產(chǎn)生彎曲變形 從而獲得一定角度和形狀的工件的模具 3 拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件 或使空心件進(jìn)一步改變形狀 和尺寸的模具 4 成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸 凹模的形狀直接復(fù)制成形 而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具 如脹形模 縮口模 擴(kuò)口模 起伏成 形模 翻邊模 整形模等 根據(jù)工序組合程度分類 1 單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中 只完成一道沖壓工序的模具 2 復(fù)合模 只有一個(gè)工位 在壓力機(jī)的一次行程中 在同一工位上同時(shí) 完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具 3 級(jí)進(jìn)模 也稱連續(xù)模 在毛坯的送進(jìn)方向上 具有兩個(gè)或更多的工 位 在壓力機(jī)的一次行程中 在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工 序的模具 沖冷沖模全稱為冷沖壓模具 冷沖壓模具是一種應(yīng)用于模具行業(yè)冷沖壓模具及其配件所需高性能結(jié)構(gòu)陶 瓷材料的制備方法 高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化鋯 氧化釔粉中加鋁 鐠元素構(gòu)成 制備工藝是將氧化鋯溶液 氧化釔溶液 氧化鐠溶液 氧化鋁溶 液按一定比例混合配成母液 滴入碳酸氫銨 采用共沉淀方法合成模具及其配 件陶瓷材料所需的原材料 反應(yīng)生成的沉淀經(jīng)濾水 干燥 煅燒得到高性能陶 瓷模具及其配件材料超微粉 再經(jīng)過(guò)成型 燒結(jié) 精加工 便得到高性能陶瓷 模具及其配件材料 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明制成的冷沖壓模具及其配件使用壽 命長(zhǎng) 在沖壓過(guò)程中未出現(xiàn)模具及其配件與沖壓件產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象 沖壓件表面 光滑 無(wú)毛刺 完全可以替代傳統(tǒng)高速鋼 鎢鋼材料 冷沖模具主要零件 冷沖模具是沖壓加工的主要工藝裝備 沖壓制件就是靠上 下模具的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 來(lái)完成的 加工時(shí)由于上 下模具之間不斷地分合 如果操作工人的手指不斷 進(jìn)入或停留在模具閉合區(qū) 便會(huì)對(duì)其人身安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅 一 模具的主要零件 作用及安全要求 1 工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件 因此 它是模具上的關(guān)鍵零 件 凸凹模不但精密而且復(fù)雜 它應(yīng)滿足如下要求 1 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 不能在沖壓過(guò)程中斷裂或破壞 2 對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)要求 防止硬度太高而脆裂 2 定位零件定位零件是確定坯件安裝位置的零件 有定位銷 板 擋料銷 板 導(dǎo)正銷 導(dǎo)料板 定距側(cè)刀 側(cè)壓器等 設(shè)計(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方 便 不應(yīng)有過(guò)定位 位置要便于觀察 最好采用前推定位 外廓定位和導(dǎo)正銷 定位等 3 壓料 卸料及出料零件壓料零件有壓邊圈 壓料板等 壓邊圈可對(duì)拉延坯料加壓邊力 從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而 形成皺褶 壓料板的作用是防止坯料移動(dòng)和彈跳 頂出器 卸料板的作用是便 于出件和清理廢料 它們由彈簧 橡膠和設(shè)備上的氣墊推桿支撐 可上下運(yùn)動(dòng) 頂出件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有足夠的頂出力 運(yùn)動(dòng)要有限位 卸料板應(yīng)盡量縮小閉合區(qū) 域或在操作位置上銑出空手槽 暴露的卸料板的四周應(yīng)設(shè)有防護(hù)板 防止手指 伸入或異物進(jìn)入 外露表面棱角應(yīng)倒鈍 4 導(dǎo)向零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套是應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)向零件 其作用是保證凸凹模在 沖壓工作時(shí)有精確的配合間隙 因此 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙 導(dǎo) 柱設(shè)在下模座 要保證在沖程下死點(diǎn)時(shí) 導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以上最少 5 至 10 毫米 導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位 使操作者的手臂不用越 過(guò)導(dǎo)柱送取料 5 支承及夾持零件它包括上下模板 模柄 凸凹模固定板 墊板 限位器等 上下模板是冷沖模具的基礎(chǔ)零件 其他各種零件都分別安裝固定在上面 模板的平面尺寸 尤其是前后方向應(yīng)與制件相適應(yīng) 過(guò)大或過(guò)小均不利于操作 有些模具 落料 沖孔類模具 為了出件方便 需在模架下設(shè)墊板 這時(shí) 墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起 兩墊板的厚度應(yīng)絕對(duì)相等 墊板的間 距以能出件為準(zhǔn) 不要太大 以免模板斷裂 6 緊固零件它包括螺釘 螺母 彈簧 柱銷 墊圈等 一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件 冷 沖模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量較多 設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)保證緊固和彈性頂出的需要 避免緊 固件暴露在表面操作位置上 防止碰傷人手和妨礙操作 冷沖模具的發(fā)展 改革開放以來(lái) 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 市場(chǎng)對(duì)冷沖模具的需求量不斷 增長(zhǎng) 近年來(lái) 冷沖模具工業(yè)一直以 15 左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展 冷沖模具 工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化 除了國(guó)有專業(yè)模具廠外 集體 合 資 獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇 人們已經(jīng)越來(lái)越 認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量 成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性 而冷沖模具制造是整個(gè) 鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一 冷沖模具制造技術(shù)現(xiàn)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企業(yè)的生存空間 近年許多冷沖模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度 將技術(shù)進(jìn)步視為 企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD 并陸續(xù)開始使用 UG Pro Engineer I DEAS Euclid IS 等國(guó)際通用軟件 個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow C Flow DYNAFORM Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件 并成功應(yīng)用 于沖壓模的設(shè)計(jì)中 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步 東 風(fēng)汽車公司模具廠 一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具 此外 許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā) 經(jīng)過(guò)多年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步 在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè) 計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn) 雖然中國(guó)冷沖模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展 但許多方 面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距 例如 精密加工設(shè)備在冷沖模具加工 設(shè)備中的比重比較低 CAD CAE CAM 技術(shù)的普及率不高 許多先進(jìn)的模具技術(shù) 應(yīng)用不夠廣泛等等 致使相當(dāng)一部分大型 精密 復(fù)雜和長(zhǎng)壽命冷沖模具依賴 進(jìn)口 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)日益復(fù)雜與多樣化 產(chǎn)品性 能和質(zhì)量也在不斷提高 因而對(duì)冷沖壓技術(shù)提出了更高的要求 為了使冷沖壓技 術(shù)能適應(yīng)各工業(yè)部門的需要 冷沖壓技術(shù)自身也在不斷革新和發(fā)展 冷沖壓技術(shù) 的發(fā)展思路就是盡可能地完善和擴(kuò)充冷沖壓工藝的優(yōu)點(diǎn) 克服其缺點(diǎn) 在冷沖壓 技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中 應(yīng)注意以下幾方面 1 冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中應(yīng)正確地確定工藝參數(shù)及冷沖模具工作部分的形狀 與尺寸 提高沖壓件的質(zhì)量 縮短新產(chǎn)品試制周期 應(yīng)在加強(qiáng)沖壓成形理論研究 的基礎(chǔ)上 使沖壓成形理論達(dá)到能對(duì)生產(chǎn)實(shí)際起指導(dǎo)作用 逐步建立起一套密切 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)的工藝分析計(jì)算方法 國(guó)外已開始采用彈塑性有限元法對(duì)汽 車覆蓋零件的成形過(guò)程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬 以預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì) 零件成形的可能性和可能出現(xiàn)的問(wèn)題 2 加快產(chǎn)品更新?lián)Q代 克服模具設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn) 應(yīng)大力開展模具計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)和制造 CAD CAM 技術(shù)的研究 在我國(guó) 目前要特別注意加強(qiáng)多工位級(jí)進(jìn)模 CAD CAM 技術(shù)的研究 3 滿足大量生產(chǎn)需要以及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 應(yīng)加強(qiáng)冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 研究 使一般中 小件能在高速壓力機(jī)上采用多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 達(dá)到生產(chǎn)高度 自動(dòng)化 進(jìn)一步提高沖壓的生產(chǎn)率 4 擴(kuò)大冷沖壓生產(chǎn)的運(yùn)用范圍 使冷沖壓既適合大量生產(chǎn) 也適合小批量生產(chǎn) 既能生產(chǎn)一般精度的產(chǎn)品 也能生產(chǎn)精密零件 應(yīng)注意開發(fā)如精密沖裁 特別是厚 料精沖 高能成形 軟模成形 施壓和超塑性加工等新成形工藝 還要推廣簡(jiǎn) 易模 軟模和低熔點(diǎn)合金模 通用組合模 數(shù)控沖床等設(shè)備的運(yùn)用 此外 對(duì)沖壓板料性能的改進(jìn) 模具新材料 模具新加工方法的開發(fā)也應(yīng)進(jìn)一步 加強(qiáng) 冷沖模具使用壽命的影響及對(duì)策 冷沖模具的使用壽命是以沖制出的工件數(shù)量來(lái)計(jì)算的 影響冷沖模壽命的 因素很多 主要有模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 制造模具所用凸模和凹模的材料 模具的熱 處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化 沖模零件的制造精度和冷沖壓材料的選取 除此之外 還有沖模的安裝 調(diào)整 使用以及維修等 1 模具設(shè)計(jì)對(duì)壽命的影響 1 排樣設(shè)計(jì)的影響排樣方法與搭邊值對(duì)模具壽命的影響很大 過(guò)小的搭邊 值 往往是造成模具急劇磨損和凸 凹?？袀闹匾?從節(jié)約材料出發(fā) 搭邊值愈小愈好 但搭邊值小于一定數(shù)值后 對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利 在沖裁中有可能被拉人模具問(wèn)隙中 使零件產(chǎn)生毛刺 甚至損壞模具刃口 降 低模具壽命 因此 在考慮提高材料利用率的同時(shí) 必須根據(jù)零件產(chǎn)量 質(zhì)量 和壽命 確定排樣方法和搭邊值 2 凹模結(jié)構(gòu)的影響對(duì)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂的凹模結(jié)構(gòu) 可以采用組合 結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu) 以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) 從而提高模具使用壽命 3 間隙的影響當(dāng)間隙過(guò)小時(shí) 壓縮擠壓利害 摩擦力增大 磨損增大 側(cè) 面的磨損加劇 沖裁后卸料和推件時(shí) 材料與凸 凹模之間的摩擦還將造成刃 口側(cè)面的磨損比端面的磨大大 同時(shí)也容易造成凸 凹模溫度很高 把金屬碎 屑吸附在刃口側(cè)面 形成金屬瘤 使凸 凹模出現(xiàn)崩刃或脹裂現(xiàn)象 因此 過(guò) 小的間隙對(duì)模具壽命極為不利 間隙太大 會(huì)增加凸模與凹模端面邊緣的集中 應(yīng)力 致使壓應(yīng)力急劇增加 于是刃口邊很快屈服變形而失去棱角 因此又增 加了沖裁力 進(jìn)而使刃口邊更快磨損 降低模具壽命 但為了減小凸 凹模的 磨損 延長(zhǎng)模具使用壽命 在保證沖裁件質(zhì)量的前提下 設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)采用較大 間隙是十分必要的 4 模具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)對(duì)壽命的影響可靠的導(dǎo)向?qū)τ跍p小工作零件的磨損 避免 凸 凹?？袀欠浅Ｓ行У?特別對(duì)無(wú)問(wèn)隙或小問(wèn)隙沖裁模 復(fù)合模和多工位 級(jí)進(jìn)模更為重要 為提高模具壽命 必須根據(jù)工序和零件精度要求 正確選擇 導(dǎo)向形式和導(dǎo)向精度 所選擇導(dǎo)向精度應(yīng)高于凸 凹模的配合精度 5 冷沖壓材料選取的影響冷沖壓材料應(yīng)滿足制件的設(shè)計(jì)要求和沖壓工藝要 求 否則容易損傷模具 降低模具使用壽命 冷沖壓材料表面質(zhì)量不好 沖壓 時(shí)制件易破裂 也易擦傷模具 冷沖壓材料塑性不好 變形量小 沖壓時(shí)制件 易破裂 也易擦傷模具 另外 材料的厚度公差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 因?yàn)橐桓睕_ 模適用于一定材料的厚度 成形 彎曲 翻邊 引伸模具的凸 凹模結(jié)構(gòu)間隙 是直接根據(jù)材料厚度來(lái)確定的 所以材料厚度不均勻 會(huì)導(dǎo)致廢品產(chǎn)生和模具 損壞 2 模具材料對(duì)模具壽命的影響 模具材料對(duì)模具壽命的影響是模具材料性質(zhì) 化學(xué)成分 組織結(jié)構(gòu) 硬度 和冶金質(zhì)量等的綜合反映 其中 材料性質(zhì)和熱處理質(zhì)量影響最為明顯 模具 材料性質(zhì)對(duì)模具壽命的影響是很大的 如將同一種工件 使用不同的模具材料 做彎曲試驗(yàn) 試驗(yàn)結(jié)果 用 9Mn2V 材料 其壽命為 5 萬(wàn)次 用 Crl2MoV 滲氮 其壽命可達(dá) 40 萬(wàn)次 因此 在選用材料時(shí) 應(yīng)根據(jù)制件的批量大小 合理選用 模具材料 模具工作零件的硬度對(duì)模具壽命的影響也很大 但并不是硬度愈高 模具壽命愈長(zhǎng) 這是因?yàn)橛捕扰c強(qiáng)度 韌性及耐磨性等有密切的關(guān)系 有的沖 模要求硬度高 壽命長(zhǎng) 如采用 T10 鋼制造沖模 硬度為 54 58HRC 只沖幾 千次 制件毛刺就很大 如果將硬度提高到 60 64HRC 則刃磨壽命可達(dá) 2 3 萬(wàn)次 但如果繼續(xù)提高硬度 則會(huì)出現(xiàn)早期斷裂 有的沖模硬度不宜過(guò)高 如 采用 Crl2MoV 制造凹模硬度為 58 62HRC 時(shí) 一般壽命為 2 3 萬(wàn)件 失效形式 是崩刃和開裂以及如果將硬度降到 54 58HRC 壽命提高到 5 6 萬(wàn)件 但硬度 降低到 50 53HRC 會(huì)出現(xiàn)凹模刃口易磨鈍現(xiàn)象 由此可見(jiàn) 模具硬度必須根據(jù) 材料性質(zhì)和失效形式而定 應(yīng)使硬度 強(qiáng)度 韌性及耐磨性 耐疲勞強(qiáng)度等達(dá) 到特定沖壓工序所需要的最佳配合 3 模具的熱處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化對(duì)壽命的影響 模具的熱處理質(zhì)量對(duì)模具的性質(zhì)與使用壽命影響很大 實(shí)踐證明 模具工 作零件的淬火變形與開裂 使用過(guò)程中早期斷裂 雖然與材料的冶金質(zhì)量 鍛 造質(zhì)量 模具結(jié)構(gòu)及加工有關(guān) 但與模具的熱處理關(guān)系更大 根據(jù)模具失效原 因的分析統(tǒng)計(jì) 熱處理不當(dāng)引起的失效占 50 以上 實(shí)踐證明 高級(jí)的模具 材料必須配以正確的熱處理工藝 才能真正發(fā)揮材料的潛力 模具工作零件表 面強(qiáng)化處理的目的 是獲得外硬內(nèi)韌的效果 從而得到硬度 耐磨性 韌性 耐疲勞強(qiáng)度的良好配合 模具表面強(qiáng)化處理方法很多 表面處理的新技術(shù)工藝 發(fā)展很快 除氮碳共滲和離子氮化 滲硼 滲鈮 滲釩 表面鍍硬鉻和電火花 強(qiáng)化外 化學(xué)氣相沉積 CVD 和物理氣相沉積 PVD 已逐步采用 經(jīng) CVD 和 PVD 處理后 模具表面覆蓋一層超硬物質(zhì) 如 TiC TiN 等 硬度極高 耐磨性 耐 蝕性 抗黏合性很好 可提高模具壽命幾倍到幾十倍 4 沖模零件的制造精度對(duì)模具壽命的影響 沖模制造的精度與使用壽命關(guān)系很大 特別是模具表面粗糙度對(duì)模具影響 很大 如用 Crl2MoV 鋼制造落料模 如果表面粗糙度值 R 1 6 m 時(shí) 其壽命 為 3 萬(wàn)件左右 如經(jīng)精拋光 表面粗糙度值 R 0 4 m 壽命可提高到 4 5 萬(wàn) 件 因此 對(duì)模具工作零件表面 一般都要經(jīng)過(guò)磨削 研磨 拋光等精加工和 精細(xì)加工 5 其他方面對(duì)模具壽命的影響 1 壓力機(jī)的精度不高 也易使沖模損壞 2 沖模在壓力機(jī)上安裝的正確與否及操作者的技術(shù)水平高低 對(duì)模具壽命 也有很大影響 3 沖模的保管和維護(hù)好壞 以及使用潤(rùn)滑劑的情況 也影響模具使用壽命 6 結(jié)語(yǔ) 在實(shí)際生產(chǎn)中 對(duì)于薄板沖模使用 很少出現(xiàn)非正常磨損的情況 但對(duì)于 厚板沖模時(shí)則發(fā)現(xiàn)易出現(xiàn)非正常磨損 我們總是針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行研究總結(jié) 因?yàn)橐桓崩錄_模 從設(shè)計(jì) 加工制造 裝配 調(diào)試到安裝 使用 都耗費(fèi)了眾 多工時(shí) 同時(shí)沖模的凸 凹模使用的材料 大都是優(yōu)質(zhì)合金鋼 因此 沖模的 成本都是比較高的 所以在生產(chǎn)中了解影響沖模壽命的因素及采取相應(yīng)的對(duì)策 來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn) 具有重大的現(xiàn)實(shí)意義 1 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書 班 級(jí) 材本 034 學(xué)生姓名 王玉靜 指導(dǎo)教師 任國(guó)成 設(shè)計(jì) 論文 題目 典型沖壓件計(jì)算機(jī)輔助工藝和模具設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 論文 原始 參數(shù) 設(shè)計(jì) 論文 工作 內(nèi)容 對(duì) NZJ50 耐張管接頭的重要零件導(dǎo)線包頭的成形過(guò)程進(jìn)行 研究 分析其工藝性 進(jìn)行工藝計(jì)算確定模具總體方案 制定落 料拉伸成形工藝的工藝流程 該課題的主要研究?jī)?nèi)容如下 根據(jù)給定的零件圖進(jìn)行工藝分析并確定工藝實(shí)現(xiàn)方案 設(shè)計(jì)落料拉伸成形模具二次拉伸模具及其切邊模具 畫出 模具裝配圖與主要零件圖 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 2 設(shè)計(jì) 論 文 工作 基本要求 1 文獻(xiàn)綜述要查閱一定的資料 反映出該研究方向發(fā)展的前沿并 能提出研究的內(nèi)容 該部分不少于 3000 字 2 熟悉工藝實(shí)現(xiàn)路徑 能夠根據(jù)具體的零件圖進(jìn)行工藝分析及模 具設(shè)計(jì) 3 具有較好的繪圖能力 能夠正確的繪制模具總裝圖以及零件圖 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)潔并能概括論文的工作 5 論文不少于 20000 字 文字通暢 主要參 考資料 及文獻(xiàn) 1 與設(shè)計(jì)課題有關(guān)的教材 專著等 如沖壓模具設(shè)計(jì) 沖壓成型 工藝等 2 近五年來(lái)在各類期刊雜志上發(fā)表的與課題相關(guān)的中外學(xué)術(shù)專著 3 模具圖冊(cè) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等資料 教務(wù)處制 指導(dǎo)教師 簽字 教研室主任 簽字 院系主任 簽字 廠 標(biāo)記 產(chǎn)品名稱 NZJ50 耐張管接頭的導(dǎo)線包 頭 文件代號(hào) 車間 冷沖壓工藝卡片 零件名稱 NZJ50 耐張管接頭的導(dǎo)線包 頭 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 剪后毛坯 1 5 69 1800名稱牌號(hào) 08 號(hào)鋼 每條件數(shù) 27 個(gè) 每張件數(shù) 351 個(gè)材料 形狀尺寸 0 3 600 1200 消耗定額 0 054kN 零件送來(lái)部門 每條工料 零件送往部門 裝配工段 工種 沖 鉗 總計(jì) 每產(chǎn)品零件數(shù) 8 工時(shí) 設(shè)備 模具 工具量具工序 工序說(shuō)明 加工草圖 型號(hào)名稱 名稱圖號(hào) 名稱編號(hào) 每小時(shí)生產(chǎn) 量 單件定額 分 工人數(shù)量 備注 0 剪床下料 1 落料與首次拉 深 63kN 壓力機(jī) 落料拉深復(fù)合 模 2 二次拉深 63kN 壓力機(jī) 拉深模 3 切邊 63kN 壓力機(jī) 切邊模 4 5 6 7 8 檢驗(yàn) 更改標(biāo)記 處數(shù) 文件號(hào) 簽字 日期 設(shè)計(jì) 王玉靜 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 1 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 班級(jí) 材本 034 姓名 王玉靜 論文題目 典型沖壓件計(jì)算機(jī)輔助工藝和模具設(shè)計(jì) 一 選題背景和意義 在現(xiàn)代機(jī)械制造中 模具設(shè)計(jì)己成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常重要的行業(yè) 許多新產(chǎn)品的 開 發(fā)和生產(chǎn) 在很大程度上依賴于模具制造技術(shù) 特別是在汽車 輕工 電了和航天等行收 中尤顯重要 傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接是采用壓接或炸接的方法 工藝比較復(fù)雜 勞動(dòng)強(qiáng)度大 通常連接一 個(gè)接頭需要花費(fèi)十幾分鐘 甚至是幾個(gè)小時(shí) 費(fèi)時(shí)又費(fèi)力 為了解決這一難題 聯(lián)合開發(fā) 的快速導(dǎo)線連接管和耐張接頭是輸電線路連接器材的更新?lián)Q代產(chǎn)品 該產(chǎn)品可有效地提高 導(dǎo)線連接效率 由幾十分鐘縮短為幾分鐘 大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本 特別是因突 發(fā)事件造成停電事故的搶修中 能迅速排除故障 正常供電 取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì) 效益 本課題研究的是 NZJ50 耐張接頭的重要零件 導(dǎo)線包頭的成型工藝 該件較小且薄 模具中零件布置較難 成型難度大 所需工序多 生產(chǎn)批量大 要求效率高 二 課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn) 本設(shè)計(jì)課題研究的是 NZJ50 耐張管接頭中的一個(gè)重要零件 導(dǎo)線包頭的成形過(guò)程 根 據(jù)該零件所用材料的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行工藝分析和工藝計(jì)算 最終確定出工藝方案 設(shè)計(jì) 落料拉伸成形模具 二次拉伸模具及其切邊模具 畫出模具裝配圖與主要零件圖 通過(guò)調(diào)研收集沖壓模具設(shè)計(jì)的有關(guān)資料 并參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì) NZJ50 導(dǎo)線包頭成型過(guò) 程進(jìn)行分析 模具總體方案的研究論證 確定沖壓工藝方案 制定沖壓工藝過(guò)程 進(jìn)行沖 壓計(jì)算和模具總體方案設(shè)計(jì) 繪制出模具裝配圖及全部零件圖 最終掌握沖壓模具的設(shè)計(jì) 方法 設(shè)計(jì)過(guò)程 掌握國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 難點(diǎn) 1 分析其工藝性并設(shè)計(jì)一套落料拉伸模具二次拉伸模具及其切邊模具 2 在工藝分析過(guò)程中要考慮板料在拉伸過(guò)程中產(chǎn)生的主要破壞形式是 凸緣起皺 和筒壁與底部外圓角相接處的板料破壞 采取相應(yīng)措施 選擇合理的拉伸系數(shù) 關(guān)鍵詞 沖壓模具 工藝分析 復(fù)合模具 裝配圖 2 三 調(diào)研報(bào)告 或文獻(xiàn)綜述 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 加工技術(shù)不斷深化 加工件的精度日益提高 近年來(lái)模具 的制造也得到長(zhǎng)足的進(jìn)步 至今 我國(guó)模具制造行業(yè)的產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè) 有關(guān)板料沖 壓技術(shù)方面的問(wèn)題愈來(lái)愈為人們所關(guān)注 相應(yīng)的沖壓工藝?yán)碚摰难芯考皼_壓機(jī)理的探討也 隨之不斷深化 如何從沖壓工序基本應(yīng)力與變形狀態(tài)的分析著手 改善沖件的質(zhì)量精度 并提高模具的壽命也就顯得愈為重要 沖壓 鍛造 壓鑄 注塑 擠壓 旋壓等材料加工工藝屬于少無(wú)切削加工工藝 該類 成 型工藝方法與切削加工相比 具有生產(chǎn)效率與材料利用率高 產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性好 能耗 與 成本低等顯著特點(diǎn) 因而在電子信息 儀器儀表 交通 輕工 家電等行業(yè)中得到廣泛應(yīng) 用 因此 模具是現(xiàn)代加工制造業(yè)規(guī)模生產(chǎn)不可或缺的工藝裝備 材料成型工藝與模具在產(chǎn)品 生 產(chǎn)的各行各業(yè)中發(fā)揮著極其重要的作用 我國(guó)模具行業(yè)日趨大型化 而且精度將越來(lái)越高 10 年前 精密模具的精度一般為 5 現(xiàn)在已達(dá) 2 3 不久 精度的模具將上市 隨著零件微型化及精度要求的提高 有些模具的加工精度公差就要求在 以下 這就要 求發(fā)展超精加工 我國(guó)模具行業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具 一套多功能模具除了沖壓成型零件外 還 擔(dān)負(fù)疊壓 攻絲 鉚接和鎖緊等組裝任務(wù) 通過(guò)這種多功能的模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是成批 零 件 而是成批的組件 如觸頭與支座的組件 各種微小電機(jī) 電器及儀表的鐵芯組件等 多 色和多材質(zhì)塑料成形模具也將有較快發(fā)展 這種模具縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期 今后在不同 領(lǐng) 3 域?qū)⒌玫桨l(fā)展和應(yīng)用 目前 電子 汽車 電機(jī) 電器 儀器 儀表 家電 通訊和軍工等產(chǎn)品中 60 80 的零部件 都要依靠模具成型 用模具成型的制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度 高復(fù)雜性 高一 致性 高生產(chǎn)率和低消耗 是其他加工制造方法所無(wú)法比擬 模具在很大程度上決定著產(chǎn) 品 的質(zhì)量 效益和開發(fā)能力 1999 年中國(guó)大陸制造工業(yè)對(duì)模具的總市場(chǎng)需求量約為 330 億元 今后幾年仍將以每年 10 以上的速度增長(zhǎng) 對(duì)于大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)超過(guò)每年 10 的增幅 汽車 摩托車行業(yè)的模具需求將占國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)的一半左右 1999 年 國(guó)內(nèi)汽車 年產(chǎn)量為 183 萬(wàn)輛 保有量為 1500 萬(wàn)輛 預(yù)計(jì)到 2005 年汽車年產(chǎn)量將達(dá) 300 萬(wàn)輛 汽車 摩托車行業(yè)的發(fā)展將會(huì)大大推動(dòng)模具工業(yè)的高速增長(zhǎng) 特別是汽車覆蓋件模具 塑料模具 和壓鑄模具的發(fā)展 例如 到 2005 年汽車行業(yè)將需要各種塑料件 36 萬(wàn)噸 而目前的生產(chǎn) 能力僅為 20 多萬(wàn)噸 因此發(fā)展空間十分廣闊 家用電器 如彩電 冰箱 洗衣機(jī) 空調(diào)等 在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)很大 目前 我國(guó)的彩電的年產(chǎn)量已超過(guò) 3200 萬(wàn)臺(tái) 電冰箱 洗衣機(jī)和空調(diào) 的年產(chǎn)量均超過(guò)了 1000 萬(wàn)臺(tái) 家用電器行業(yè)的發(fā)展對(duì)模具的需求量也將會(huì)很大 其他發(fā)展 較快的行業(yè) 如電子 通訊和建筑材料等行業(yè)對(duì)模具的需求 都將對(duì)中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù) 的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用 在中國(guó) 人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位 認(rèn)識(shí)到模具技術(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)品質(zhì) 量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展 加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資 力度 將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?此外 許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技 術(shù) 的研究和開發(fā) 目前 從事模具技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)和院校已達(dá) 30 余家 從事模具技術(shù)教育的 培訓(xùn)的院校已超過(guò) 50 余家 其中 獲得國(guó)家重點(diǎn)資助建設(shè)的有華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海交通大學(xué) CAD 國(guó)家工程研究中心 北京機(jī)電研究所精沖技術(shù)國(guó)家工程研 究中心和鄭州工業(yè)大學(xué)橡塑模具國(guó)家工程研究中心等 經(jīng)過(guò)多年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術(shù) 模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù) 快速成型與快速制模技術(shù) 新型模 4 具材料等方面取得了顯著進(jìn)步 在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢 獻(xiàn) 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展 但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家 相比仍有較大的差距 例如 精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低 CAD CAE CAM 技術(shù)的普及率不高 許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等 特別在大 型 精密 復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上存在明顯差距 這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足 國(guó) 內(nèi)需求 因而需要大量從國(guó)外進(jìn)口 四 方案論證 本設(shè)計(jì)課題研究的是 NZJ50 耐張管接頭中的一個(gè)重要零件 導(dǎo)線包頭的形成過(guò)程 分 析其工藝性 進(jìn)行工藝計(jì)算確定模具總體方案 零件所用材料為 08 鋼 厚度為 0 2mm 屬于 大批量生產(chǎn) 尺寸精度要求一般 設(shè)計(jì)過(guò)程中參考了各種文獻(xiàn)資料和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 首先 根據(jù)該零件所用材料的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行工藝分析和工藝計(jì)算 最終確定出兩 種工藝方案 1 三套模具 一套落料拉伸復(fù)合模 一套二次拉伸模 一套切邊模 2 兩套模具 一套落料拉伸復(fù)合模 一套二次拉伸切邊模具 然后 對(duì)模具的具體結(jié)構(gòu)和所需零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇 并通過(guò)計(jì)算各所需的力 選擇合 適 的壓力機(jī) 最后 在計(jì)算機(jī)上用 AutoCAD 繪圖軟件畫出總裝圖和主要零件圖 并且標(biāo)注零件的尺寸 以及技術(shù)條件和制造標(biāo)準(zhǔn) 五 進(jìn)度安排 1 2 周 查閱有關(guān)資料 調(diào)研 寫出開題報(bào)告 3 4 周 畢業(yè)實(shí)習(xí) 5 6 周 查閱相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料 進(jìn)行設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 7 8 周 進(jìn)行相關(guān)計(jì)算 設(shè)計(jì)第一套模具 9 10 周 進(jìn)行相關(guān)計(jì)算 設(shè)計(jì)第一套模具 5 11 12 周 設(shè)計(jì)第二套模具 13 14 周 設(shè)計(jì)第三套模具 15 16 周 整理相關(guān)資料 進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫 17 18 周 提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書電子版 制作 POWERPOINT 幻燈片 準(zhǔn)備答辯 六 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 簽字 年 月 日 七 教研室 或開題審查小組 意見(jiàn) 簽字 年 月 日 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 目 錄 摘 要 ABSTRACT 1 前 言 1 1 課題的特點(diǎn)及研究意 義 1 1 2 模具發(fā)展行業(yè)的研究現(xiàn) 狀 1 1 3 課題設(shè)計(jì)思路及研究?jī)?nèi) 容 2 2 工藝分析及計(jì)算 2 1 引 言 3 2 2 沖壓件工藝分 析 3 2 3 沖壓件工藝方案的確 定 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 2 4 沖壓件工藝計(jì) 算 4 2 4 1 修邊余量的確 定 4 2 4 2 計(jì)算毛坯直 徑 4 2 4 3 排樣及搭 邊 7 2 4 4 拉深次數(shù)的確 定 7 2 4 5 拉深凹模圓角的確 定 8 3 模具設(shè)計(jì) 3 1 落料拉深模具設(shè) 計(jì) 9 3 1 1 落料拉深凸凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì) 算 9 3 1 2 落料凹模結(jié)構(gòu)的確 定 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 3 1 3 拉深凸模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì) 算 11 3 1 4 拉深凹模結(jié)構(gòu)形式的選 擇 12 3 1 5 其他零件的選 擇 13 3 1 6 閉合高度的計(jì) 算 14 3 1 7 沖裁力的計(jì)算及壓力機(jī)的選 擇 15 3 1 8 模具總裝 圖 18 3 2 二次拉伸模具設(shè) 計(jì) 19 3 2 1 拉深凸模和凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì) 算 19 3 2 2 確定是否使用壓邊 圈 20 3 2 3 其他零件的選 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 擇 20 3 2 4 閉合高度的計(jì) 算 22 3 2 5 拉深力的計(jì)算及壓力機(jī)的選 擇 22 3 2 6 模具總裝 圖 23 3 3 切邊模具設(shè) 計(jì) 23 3 3 1 切邊凸模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì) 算 23 3 3 2 切邊凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì) 算 23 3 3 3 廢料切 刀 23 3 3 4 上下模座及導(dǎo)柱導(dǎo)套的選 擇 24 3 3 5 閉合高度的計(jì) 算 24 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 3 6 切邊力的計(jì)算及壓力機(jī)的選 擇 26 3 3 7 模具總裝 圖 27 4 結(jié) 論 29 謝 辭 30 參考文 獻(xiàn) 31 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目 典型沖壓件計(jì)算機(jī)輔助 工藝和模具設(shè)計(jì) 院 部 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 材料成型及控制工程 班 級(jí) 材本 034 姓 名 王玉靜 學(xué) 號(hào) 2003091094 指導(dǎo)教師 任國(guó)成 完成日期 2007 年 6 月 20 日 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 I 目 錄 摘要 ABSTRACT 1 前 言 1 1 課題的特點(diǎn)及研究意義 1 1 2 模具發(fā)展行業(yè)的研究現(xiàn)狀 1 1 3 課題設(shè)計(jì)思路及研究?jī)?nèi)容 2 2 工藝分析及計(jì)算 2 1 引言 3 2 2 沖壓件工藝分析 3 2 3 沖壓件工藝方案的確定 3 2 4 沖壓件工藝計(jì)算 4 2 4 1 修邊余量的確定 4 2 4 2 計(jì)算毛坯直徑 4 2 4 3 排樣及搭邊 7 2 4 4 拉深次數(shù)的確定 7 2 4 5 拉深凹模圓角的確定 8 3 模具設(shè)計(jì) 3 1 落料拉深模具設(shè)計(jì) 9 3 1 1 落料拉深凸凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì)算 9 3 1 2 落料凹模結(jié)構(gòu)的確定 10 3 1 3 拉深凸模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì)算 11 3 1 4 拉深凹模結(jié)構(gòu)形式的選擇 12 3 1 5 其他零件的選擇 13 3 1 6 閉合高度的計(jì)算 14 3 1 7 沖裁力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 15 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 II 3 1 8 模具總裝圖 18 3 2 二次拉伸模具設(shè)計(jì) 19 3 2 1 拉深凸模和凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì)算 19 3 2 2 確定是否使用壓邊圈 20 3 2 3 其他零件的選擇 20 3 2 4 閉合高度的計(jì)算 22 3 2 5 拉深力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 22 3 2 6 模具總裝圖 23 3 3 切邊模具設(shè)計(jì) 23 3 3 1 切邊凸模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì)算 23 3 3 2 切邊凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì)算 23 3 3 3 廢料切刀 23 3 3 4 上下模座及導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 24 3 3 5 閉合高度的計(jì)算 24 3 3 6 切邊力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 26 3 3 7 模具總裝圖 27 4 結(jié) 論 29謝 辭 30 參考文獻(xiàn) 31 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 III 摘 要 本設(shè)計(jì)課題研究的是 NZJ50 耐張管接頭中的一個(gè)重要零件 導(dǎo)線包頭 材料為 08 鋼 厚度為 0 3mm 屬于大批量生產(chǎn)尺寸精度要求一般 本文的主要內(nèi)容是分析它的工藝性并設(shè)計(jì)它的沖壓模具 首先根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)和所用材料特點(diǎn)進(jìn)行工藝分析和工藝計(jì)算 進(jìn)而確定出工藝方案 確定的工藝方案中 選用三套模具 第一套是落料拉深復(fù)合模具 第二套是二次拉深模具 最后一套為切邊 模具 然后根據(jù)工藝計(jì)算對(duì)模具的具體結(jié)構(gòu)和所需各個(gè)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇 通過(guò)計(jì)算 各所需力 初選用壓力機(jī)為開式壓力機(jī) J23 6 3 其公稱壓力為 63KN 最后在計(jì)算機(jī)上 用 CAD 繪圖軟件畫出所有的總裝圖和零件圖 并標(biāo)注各個(gè)零件的尺寸 技術(shù)要求及其 制造標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)過(guò)程中參考了各種文獻(xiàn)資料和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 關(guān)鍵詞 沖壓模具 工藝分析 模具設(shè)計(jì) 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 IV Typical Stampings Computer aided Process and Designing of Dies ABSTRACT The subject deals with some forms of pressing process of conductive ire joint that is an important item of NZJ50 The item s material is steel 08 Thickness is 0 3mm The item is subjected to a great quantity of production The size precision is normal The important content is that We design dies basing on the item s characteristic and practical necessity By proper technical analysis and technical calculation we work out three kinds of designing project Comparing these projects we select the best project of all The project includes three sets of dies the first one is a blanking drawing compound die and the other one is a second drawing die and the last one is a cutting die It is efficient and the structure is not complex Then calculate the pressure of each proce and choose proper press machine here the choice is J23 6 3 a kind of gap frane press Choose standard items and design other items At last draw them all in computer by CAD which is a program basing on drawing And give clear indication of standard to manufacture The designing process refers to some technical standards and other reference books Key words stamping die technical analysis die designing 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 1 前 言 1 1 課題的特點(diǎn)及研究意義 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 加工技術(shù)不斷深化 加工件的精度日益提高 近年來(lái)模 具的制造也得到長(zhǎng)足的進(jìn)步 至今 我國(guó)模具制造行業(yè)的產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè) 有關(guān)板 料沖壓技術(shù)方面的問(wèn)題愈來(lái)愈為人們所關(guān)注 相應(yīng)的沖壓工藝?yán)碚摰难芯考皼_壓機(jī)理的 探討也隨之不斷深化 如何從沖壓工序基本應(yīng)力與變形狀態(tài)的分析著手 改善沖件的質(zhì) 量精度 并提高模具的壽命也就顯得愈為重要 沖壓 鍛造 壓鑄 注塑 擠壓 旋壓 等材料加工工藝屬于少無(wú)切削加工工藝 該類成形工藝方法與切削加工相比 具有生產(chǎn) 效率與材料利用率高 產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性好 能耗與成本低等顯著特點(diǎn) 因而在電子信 息 儀器儀表 交通 輕工 家電等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 因此 模具是現(xiàn)代加工制造 業(yè)規(guī)模生產(chǎn)不可或缺的工藝裝備 材料成形工藝與模具在產(chǎn)品生產(chǎn)的各行各業(yè)中發(fā)揮著 極其重要的作用 在現(xiàn)代機(jī)械制造中 模具設(shè)計(jì)己成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常重要的行業(yè) 許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn) 在很大程度上依賴于模具制造技術(shù) 特別是在汽車 輕工 電了和航天等行業(yè)中尤顯重要 本課題研究的是 NZJ50 耐張接頭的重要零件 導(dǎo)線包頭的成形工藝 該件較小 且薄 模具中零件布置較難 成形難度大 所需工序多 生產(chǎn)批量大 要求效率高 結(jié) 構(gòu)形式如圖 1 1 所示 傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接是采用壓接或炸接的方法 工藝比較復(fù)雜 勞動(dòng) 強(qiáng)度大 通常連接一個(gè)接頭需要花費(fèi)十幾分鐘 甚至是幾個(gè)小時(shí) 費(fèi)時(shí)又費(fèi)力 為了解 決這一難題 聯(lián)合開發(fā)的快速導(dǎo)線連接管和耐張接頭是輸電線路連接器材的更新?lián)Q代產(chǎn) 品 該產(chǎn)品可有效地提高導(dǎo)線連接效率 由幾十分鐘縮短為幾分鐘 大大降低了勞動(dòng)強(qiáng) 度和生產(chǎn)成本 特別是因突發(fā)事件造成停電事故的搶修中 能迅速排除故障 正常供電 取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益 1 2 模具發(fā)展行業(yè)的研究現(xiàn)狀 我國(guó)的模具工業(yè)的發(fā)展 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 家電和通信等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成形 型 用 模具生產(chǎn)制件所具備高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率和代消耗 是其它加工 制造方法所不能比擬的 近幾年 我國(guó)模具工業(yè)一直以每年 15 左右的增長(zhǎng)速度發(fā)展 2003 年 我國(guó)模具總產(chǎn)值超過(guò) 400 億元人民幣 我國(guó)模具行業(yè)日趨大型化 而且精度 將越來(lái)越高 10 年前 精密模具的精度一般為 5 m 現(xiàn)在已達(dá) 2 3 m 不久 1 m 精度 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 的模具將上市 隨著零件微型化及精度要求的提高 有些模具的加工精度公差就要求在 1 m 以下 這就要求發(fā)展超精加工我國(guó)模具行業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具 一套 多功能模具除了沖壓成形零件外 還擔(dān)負(fù)疊壓 攻絲 鉚接和鎖緊等組裝任務(wù) 通過(guò)這 種多功能的模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是成批零件 而是成批的組件 如觸頭與支座的組件 各種微小電機(jī) 電器及儀表的鐵芯組件等 多色和多材質(zhì)塑料成形模具也將有較快發(fā)展 這種模具縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期 今后在不同領(lǐng)域?qū)⒌玫桨l(fā)展和應(yīng)用 圖 1 1 導(dǎo)線包頭的結(jié)構(gòu)形式 1 3 課題設(shè)計(jì)思路及研究?jī)?nèi)容 本社計(jì)課題研究的是 NZJ50 耐張管接頭中的一個(gè)重要零件 導(dǎo)線包頭的成形過(guò)程 首先要通過(guò)工藝分析及工藝計(jì)算確定概零件成形的工藝方案 然后根據(jù)工藝方案 分別 設(shè)計(jì)選擇各個(gè)零部件 最后設(shè)計(jì)其總裝圖 并在 CAD 上分別畫出零件圖和總裝圖 最 后根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程寫出畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 零件圖如圖 1 1 所示 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 2 工藝分析及計(jì)算 2 1 引言 沖裁工件的工藝性 是指沖裁工件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性 即沖裁件的形狀 尺寸大 小 尺寸偏差 形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁工藝的要求 沖裁工件的工藝性對(duì) 沖裁工件的質(zhì)量 材料利用率 生產(chǎn)率 模具制造難易 模具壽命 操作方式及沖壓設(shè) 備的選用等都有很大影響 一般情況下 對(duì)沖裁工件工藝影響最大的是幾何形狀 尺寸 和精度要求 良好的沖裁件工藝性應(yīng)能滿足材料省 工序少 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 模具較易 加工 操作方便且壽命較高等要求 從而顯著降低沖裁工件的制造成本 沖裁工藝對(duì)工件幾何形狀的要求 1 沖裁工件的形狀盡可能對(duì)稱 簡(jiǎn)單和便于實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料與少?gòu)U料排樣 2 除無(wú)廢料沖裁或鑲拼結(jié)構(gòu)外 應(yīng)避免尖角 在各直線或曲線的連接處 應(yīng)用 適宜的圓角過(guò)度 3 沖裁件的懸臂或窄槽不宜太長(zhǎng)或太窄 否則會(huì)降低模具壽命 4 對(duì)腰圓形沖裁件 若圓弧半徑 R 1 2B B 為料寬 則可采用少?gòu)U料排樣 反之就不能采用少?gòu)U料排樣 否則會(huì)有臺(tái)肩產(chǎn)生 2 2 沖壓件工藝分析 該零件為帶凸緣筒形件 要求內(nèi)形尺寸 通過(guò)拉深可達(dá)到圖樣要求 零件要求內(nèi)形 尺寸 料厚 0 3mm 材料為 08 鋼 材料工藝性較好 沒(méi)有厚度改變的要求 零件形狀 簡(jiǎn)單對(duì)稱 底部圓角 r 5mm t 滿足拉深圓角要求 凸緣圓角 r 1mm 查 沖壓手冊(cè) 得凹模圓角最小為 2 5mm 通過(guò)加工后的整形來(lái)滿足零件圓角處的要求 零件圖上未 標(biāo)注公差尺寸的極限偏差按 GB T1804 2000 規(guī)定的 IT14 級(jí)精度 2 3 沖壓件的工藝方案的確定 該零件屬于大批量生產(chǎn) 尺寸精度要求一般 因不注重實(shí)用性 所以采用復(fù)合模具 較為經(jīng)濟(jì) 根據(jù)該零件所用材料的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行工藝分析和工藝計(jì)算經(jīng)分析最終 確定出兩套工藝方案 1 三套模具 一套落料拉深模具 一套二次拉深模具 一套切邊模具 2 兩套模具 一套落料拉深模具 一套二次拉深切邊模具 從制作模具的復(fù)雜程度分析和零件生產(chǎn)的批量來(lái)考慮 第一套方案較為實(shí)用 零件 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 屬大批量生產(chǎn) 工藝性較好 落料拉深是典型的復(fù)合模具 效率較高 若后兩道工序也 采用復(fù)合模具 雖效率較單工序高 但模具制造復(fù)雜 增加制造成本 因此確定該零件 的工藝方案為落料拉深復(fù)合模具 二次拉深模具以及切邊模具 由四個(gè)工序三套模具來(lái) 完成 2 4 沖壓件工藝計(jì)算 2 4 1 修邊余量的確定 一般拉深件在拉深成形后 工件口部或凸緣周邊不齊 必須進(jìn)行修邊 以達(dá)到工件 的要求 因此 在按照工件圖樣計(jì)算毛坯尺寸時(shí) 必須加上修邊余量后再進(jìn)行計(jì)算 因該零件為圓筒形帶凸緣形狀如圖 2 2 所示 因此確定該零件毛坯形狀為圓形 圖 2 2 零件圖的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù) d 凸 d 1 01 d 凸 為零件凸緣直徑 11 9mm d 為零件拉伸部分外徑尺寸為 11 6mm 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo) 表 3 1 查得該拉深件的修邊余量為 1 8mm 2 4 2 計(jì)算毛坯直徑 形狀復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體拉深件 求毛坯直徑時(shí)需用形心法 即任何形狀的母線繞旋轉(zhuǎn)旋 轉(zhuǎn) 所得到的旋轉(zhuǎn)體面積等于母線長(zhǎng)度 l 與其重心繞軸線旋轉(zhuǎn)所得周長(zhǎng) 2 x 的乘積 x 是該段母線重心至軸線的距離 即旋轉(zhuǎn)體的表面積為 F 2 lx 2 4a x 2 4b R sin180 如圖 2 3 所示 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 重 心 位 置 圖 2 3 旋轉(zhuǎn)體母線 由以上分析 由零件圖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將零件分為五部分計(jì)算其毛坯面積 一 半徑為 5 的圓弧 由圖 2 4 可求出 cosa 0 9 5 圖 2 4 圓弧角度計(jì)算簡(jiǎn)圖 可得 a arcos 0 65 79 63 由公式 2 4b 可求得 x 3 54mm 由公式 2 4a 可求得 F1 154 41mm2 二 半徑為 1 的凸緣處凹形球環(huán) 由圖 2 5 求得角 cos 0 65 1 可得 arcos 0 65 49 46 這部分用規(guī)則形狀面積公式 F2 dl 2rh 2 4c 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 l 2 4d 180 r h rsin 2 4e 其中 d 13 2mm 所以由以上公式可得 F 2 30 87mm2 圖 2 5 凸緣處圓角計(jì)算簡(jiǎn)圖 三 直徑為 11 2mm 的圓筒形 其面積由規(guī)則面積公式 F3 r r h 2 4f 其中 r 11 2 2 5 6mm h 13 35 0 76 5sin79 63 7 67mm 所以 F3 755 27mm2 四 底部直徑為 3mm 的圓形 F4 r r 2 4 g 7 065mm2 五 凸緣部分面積 F5 r1 r1 r2 r2 2 4h 其中 r1 15 5 2 7 75mm r2 11 9 2 5 95mm 所以 F5 77 43mm2 由以上五部分面積可得該毛坯面積為 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 F F1 F2 F3 F4 F5 2 4i 1025 045mm2 該毛坯直徑為 R 18 1mm 2 4 3 排樣及搭邊 排樣是指沖件在條料帶料或板料上布置的方法 根據(jù)沖件的幾何形狀 選擇有廢料 排樣 查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 2 18 取搭邊值 a1 1 2 a2 1 5 排樣如圖 2 6 所示 圖 2 6 排樣圖 條料寬度 B D 2a1 23mm 其中 D 20mm 查未注公差尺寸的零件偏差可得上偏差 0 下偏差 0 52 2 4 4 拉深次數(shù)的確定 拉深有凸緣圓筒形件時(shí) 不能用無(wú)凸緣筒形件的首次拉深系數(shù) 因?yàn)闊o(wú)凸緣筒形件 拉深時(shí)是將凸緣部分全部變成工件的側(cè)表面 而有凸緣拉深時(shí) 相當(dāng)于無(wú)凸緣拉深的中 間階段 因此要判斷能否一次拉深成形 材料相對(duì)厚度 t D 0 3 20 100 1 66 凸緣相對(duì)直徑 d 凸 D 15 5 20 0 86 r t 5 0 3 17 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 7 1 可得 m 1 0 65 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 實(shí)際拉深系數(shù) m d D 11 2 20 0 62 因 m 1 m 所以該零件不能一次拉深成形 取 m1 0 65 m 2 0 80 則 d 1 m1 D 0 65 20 11 77mm d2 m2 d1 0 80 11 77 9 41mm d 11 2mm 拉深系數(shù)的修正 修正系數(shù) k 1 09 所以 m1 0 71 m2 0 87 d1 13mm d2 11 2mm 拉深高度的確定 首次拉深高度 h1 0 25 d1 D2 dt2 0 43 r1 R1 0 14 d1 r12 R12 2 4g 式中 d1 首次拉深直徑 13mm D 毛坯直徑 20mm dt 凸緣直徑 15 5mm 由上式可算得首次拉深高度 h1 7mm 二次拉深高度 h2 13 35mm 2 4 5 拉深凹模圓角的確定 最小凹模圓角半徑 R 10 6 t 3 1 8mm 所以取凹模最小圓角半徑為 2mm 凹模底部圓角半徑 R 15 20 t 4 5 6 6mm 取凹模底部圓角半徑為 5mm 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 3 模具設(shè)計(jì) 3 1 落料拉深復(fù)合模具設(shè)計(jì) 3 1 1 落料拉深凸凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì)算 采用順裝式復(fù)合模具 凸凹模裝在上模上 采用如圖 3 1 所示的結(jié)構(gòu)形式 圖 3 1 落料拉伸凸凹模 順裝式復(fù)合模具最小壁厚參考 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 2 27 為 1 4mm 最小沖 裁直徑為 D 15mm 根據(jù)沖裁部分尺寸 選取 D 20mm 其制造公差為 0 010mm 凸 凹模厚度 B 40mm 凸凹模采用分開加工的方法 適用于圓形或形狀簡(jiǎn)單的沖裁件 為保證一定間隙 模具制造公差必須滿足下列條件 p d Z2 Z1 落料時(shí) 制件半徑為 20mm 查 沖壓工藝設(shè)計(jì) 表 3 16 得凸模制造公差 p 0 01 凹模制造公差 d 0 02mm Z2 0 05mm Z1 0 01mm 滿足要求 落料凸凹模尺寸計(jì)算 Dp D x Zmin 0 0 01 3 1a 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 Dd D x 0 0 02 3 1b 其中 D p 凸模的基本尺寸 Dd 凹模的基本尺寸 D 制件的最大外形尺寸 13mm x 系數(shù) 查 沖壓工藝設(shè)計(jì) 表 3 14 得 x 0 75 制件制造公差 根據(jù) 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo) 沖裁件及拉伸件未標(biāo)注公差 表 8 18 可得 0 1 計(jì)算得 Dp 210 0 01 D d 19 60 0 02 3 1 2 落料凹模結(jié)構(gòu)的確定 經(jīng)分析落料凹模選用如圖 3 2 所示 該形式適用于沖制薄件及尺寸不大的模具 也 適用于把沖件或廢料逆沖壓方向推出的形狀簡(jiǎn)單的沖裁模 圖 3 2 落料凹模 凹模尺寸的確定 凹模厚度 Hd kb 15 3 1c 17 05mm 其中 k 系數(shù) 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo) 表 2 24 取 k 0 3 b 制件的最大外形尺寸 b 56 834mm 為計(jì)算方便取 Hd 20mm 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 凹模壁厚 c 1 5 2 Hd 3 1d 25 58 34 1mm 取 c 30mm 凹模長(zhǎng)度 B D 2C 3 1e 20 2 30 80mm 凹模階梯高度 h 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo) 表 3 18 h 4mm 時(shí) 取 h 5mm 3 1 3 拉深凸模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì)算 拉深凸模的結(jié)構(gòu)形式選擇如下 圖 3 3 圖 3 3 拉伸凸模 當(dāng)拉深后的沖件從凸模上脫下時(shí) 由于受空氣的壓力而緊緊包住凸模致使工件不容 易脫下 因此通常需在凸模上開有通氣孔 通氣孔高度 h1應(yīng)大于沖件的高度 h 一般取 h1 h 5 10 3 1f 13 35 7 20 35mm 為方便計(jì)算取 h1 21mm 通氣孔直徑由 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 10 1 查得 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 d 3mm 拉深模具工作部分尺寸的選取 拉深件未注公差尺寸的偏差查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo) 沖裁件及拉伸件未標(biāo)注公 差得 13 0 0 43 11 2 0 430 R50 0 30 由公式 3 1a 和 3 1b 可得 Dp D x 2z 0 Dd D x 0 其中 Dp 凸模的基本尺寸 Dd 凹模的基本尺寸 D 制件的最大外形尺寸 13mm 制件制造公差 根據(jù)沖裁件及拉深件未標(biāo)注公差 查表 8 18 可得 0 43 p d 凸凹模制造公差 查 沖壓工藝設(shè)計(jì) 表 3 16 可得 p 0 01 d 0 02 z 拉深模單邊間隙首次拉伸時(shí) z 1 1t 0 33mm 二次拉深 z 1 1 05 t 0 3 0 315mm 取 z 0 3 由上式可計(jì)算得 Dp 11 940 0 02 Dd 12 60 0 02 3 1 4 拉深凹模結(jié)構(gòu)形式的選擇 毛坯在拉深過(guò)程中 其相對(duì)厚度約小 毛坯抗失穩(wěn)性越差 越容易起皺 相對(duì)厚度 越大 越穩(wěn)定 越不容易起皺 拉伸時(shí) 對(duì)較薄的材料 為防止起皺 常采用壓邊圈壓 住毛坯 判斷拉深時(shí)毛坯是否會(huì)起皺 即是否采用壓邊圈 是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題 在處 理生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題時(shí) 可按 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 11 1 近似判斷 經(jīng)分析該零 件拉深需采用壓邊圈 凹模刃口采用如下形式 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 圖 3 4 拉伸凹模刃口形式 3 1 5 其他零件的選擇 一 上下模座及導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 根據(jù)凹模周界的尺寸確定其尺寸分別為 上模座 L B h1 100 80 30mm 下模座 L B h2 100 80 40mm 導(dǎo)柱 d L 20 130mm 導(dǎo)套 d L D 20 70 28mm 上下模座采用后側(cè)導(dǎo)向裝置 其結(jié)構(gòu)如圖 3 5 所示 圖 3 5 上模座結(jié)構(gòu)尺寸圖 導(dǎo)柱導(dǎo)套采用滾動(dòng)形式 為標(biāo)準(zhǔn)件 二 彈性卸料板 彈性卸料板的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 3 6 所示卸料板與凸模之間應(yīng)留有 0 5mm 的單邊間隙 以便保證卸料板與凸模之間的配合 彈性卸料板與凸模間的間隙為材料厚度的 0 1 0 2 倍 卸料板厚度取 10mm 長(zhǎng)度 為 120mm 寬為 80mm 三 壓邊圈 為防止拉深時(shí)材料起皺 應(yīng)采用壓邊圈 其結(jié)構(gòu)形式如圖 3 7 所示 四 擋料銷 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 選用臺(tái)階式固定擋料銷結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖 3 8 所示 圖 3 6 彈性卸料板 圖 3 7 壓邊圈 五 推件塊 推件塊的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖 3 9 所示 其余零件均參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)形式進(jìn)行設(shè)計(jì) 3 1 6 模具閉合高度的計(jì)算 模具的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)及模具在最低工作位置時(shí) 上模座上平面與下模 下平面之間的距離 通過(guò)以上計(jì)算可算出該落料復(fù)合模具的閉合高度為 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 H 上模座厚度 凸凹模厚度 卸料板厚度 下模座厚度 130mm 沖模的閉合高度 H 應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大裝模高度 Hmax 和最小裝模高度 Hmin 之間 滿足下式 Hmax 5mm H Hmin 3 1g 圖 3 8 擋料銷 圖 3 9 推件塊 3 1 7 沖裁力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 為了合理設(shè)計(jì)模具及壓力機(jī)設(shè)備的選用 必須計(jì)算沖裁力 落料力 F klt lt 3 1h 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 6820N 其中 l 沖裁件周長(zhǎng) l 2 r 2 3 14 10 62 8mm t 材料厚度 t 0 3mm 材料的抗拉強(qiáng)度 取 400MPa 卸料力 推件力和頂件力一般采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算 卸料力 F 1 K1 F 3 1i 341N 其中 K1 經(jīng)查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 5 2 取 0 05 F 落料力 頂件力 F 2 K2 F 3 1j 545 6N 其中 K2 經(jīng)查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 5 2 取 0 08 F 落料力 推件力 F 3 K3 F 3 1k 442 3N 其中 K 3 經(jīng)查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 5 2 取 0 065 拉深力的計(jì)算 拉深力 F 4 dt k 3 1l 2743N 其中 d 首次拉深直徑為 13m t 料厚 0 3mm 材料抗拉強(qiáng)度 400MPa 壓邊力 F 5 4 D D d 2r p 3 1m 90 06N 其中 D 直徑 20mm d 首次拉深直徑 13mm r 凹模圓角半徑 2mm 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 p 單位壓邊力 2 5MPa 沖裁與拉深不同時(shí)進(jìn)行 因此以落料力為基準(zhǔn)選擇壓力機(jī) 計(jì)算總壓力時(shí)只加與落 料同時(shí)進(jìn)行的力 所以 F 總 6820N 因此初選壓力機(jī)設(shè)備為 J23 6 3 其各主要參數(shù)如下 公稱壓力 KN 63 滑塊行程 mm 35 滑塊行程次數(shù) 次 mm 170 最大封閉高度 150mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 35mm 滑塊中心線至床身距離 110mm 立柱距離 mm 150 工作臺(tái)尺寸 mm 前后 200 左右 310 工作臺(tái)孔尺寸 mm 前后 110 左右 160 直徑 140 墊板尺寸 mm 厚度 30 模柄孔尺寸 mm 直徑 30 深度 55 床身最大可傾角 45 3 1 8 模具總裝圖 模具總裝圖及其明細(xì)表見(jiàn)圖 3 10 及表 3 1 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 圖 3 10 落料拉伸復(fù)合模具 表 3 1 明細(xì)表 17 NZJ0701 11 凸模 1 T10A 56 60 16 NZJ0701 10 壓邊圈 1 T8A 淬火 15 NZJ0701 09 凹模 1 T10A 58 62 14 NZJ0701 08 彈性卸料板 1 Q235 13 NZJ0701 07 推件塊 1 45 淬火 12 NZJ0701 06 凸凹模 1 T10A 58 62 11 GB699 卸料螺釘 4 45 淬火 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 續(xù)表 3 1 10 GB699 螺釘 8 45 淬火 9 NZJ0701 05 推桿 1 45 43 48 8 NZJ0701 04 凸緣模柄 1 Q235 7 GB699 螺釘 4 45 淬火 6 NZJ0701 03 圓柱銷 2 45 淬火 5 NZJ0701 02 擋料銷 1 45 淬火 4 NZJ0701 01 上模座 1 HT200 3 GB1222 彈簧 4 45Mn 淬火 2 GB699 導(dǎo)套 20 70 28 2 20 滲碳 1 GB699 導(dǎo)柱 20 130 2 20 滲碳 序號(hào) 代號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 備注 3 2 二次拉深模具設(shè)計(jì) 3 2 1 拉深凸凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的計(jì)算 參照首次拉深凸凹模設(shè)計(jì) 二次拉深凸凹模結(jié)構(gòu)形式采用與首次拉深時(shí)相同的結(jié)構(gòu) 只須計(jì)算其工作部分的尺寸 由公式 3 1a 和 3 1b 可得 Dp D x 2z 0 Dd D x 0 其中 Dp 凸模的基本尺寸 Dd 凹模的基本尺寸 D 制件的最大外形尺寸 11 2mm 制件制造公差 根據(jù)沖裁件及拉深件未標(biāo)注公差 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表 8 18 可得 0 43 p d 凸凹模制造公差 查 沖壓工藝設(shè)計(jì) 表 3 16 可得 p 0 01 d 0 02 z 拉深模單邊間隙 二次拉深 z 1 1 05 t 0 3 0 315mm 取 z 0 3 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 計(jì)算得 Dp 10 30 0 01mm Dd 10 88 0 020 其結(jié)構(gòu)形式如圖 3 11 及圖 3 12 所示 圖 3 11 拉伸凹模 圖 3 12 拉伸凸模 3 2 2 確定是否使用壓邊圈 由上套模具分析 查表可確定該次拉深也需使用壓邊圈 其結(jié)構(gòu)尺寸如圖 3 13 所 示 其結(jié)構(gòu)尺寸是由首次拉深后零件的尺寸來(lái)確定的 3 2 3 其他零件的選擇 一 上下模座及導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 圖 3 13 壓邊圈 上下模座及導(dǎo)柱導(dǎo)套均選用與上套模具相同的結(jié)構(gòu)形式 采用后側(cè)導(dǎo)向裝置 導(dǎo)柱 導(dǎo)套采用滾動(dòng)形式 根據(jù)凹模周界的尺寸確定其尺寸分別為 上模座 L B h1 100 80 30mm 下模座 L B h2 100 80 40mm 導(dǎo)柱 d L 20 130mm 導(dǎo)套 d L D 20 70 28mm 其結(jié)構(gòu)形式如圖 3 14 所示 圖 3 14 下模座 二 推件塊 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 22 拉深工序完成后 零件容易被擠在凹模腔內(nèi) 因此需一個(gè)推件裝置 其結(jié)構(gòu)形式如 下 其結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)二次拉深后零件的尺寸確定 保證推件塊能起到推件作用 推件塊 與凹模之間應(yīng)留有 0 3mm 的間隙 以便保證配合具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3 15 圖 3 15 推件塊 其余零件均按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)形式進(jìn)行設(shè)計(jì) 為了使壓邊力保持均衡和防止壓邊圈將毛 坯壓得過(guò)緊 采用限位螺釘 3 2 4 模具閉合高度的計(jì)算 模具的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)及模具在最低工作位置時(shí) 上模座上平面與下模 下平面之間的距離 通過(guò)以上計(jì)算可算出該落料拉伸復(fù)合模具的閉合高度為 H 上模座厚度 凹模厚度 壓邊圈厚度 下模座厚度 130mm 沖模的閉合高度 H 應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大裝模高度 Hmax 和最小裝模高度 Hmin 之間 滿足下式 Hmax 5mm H Hmin 3 2 5 拉深力的計(jì)算和壓力機(jī)的選擇 為合理選擇壓力機(jī) 必須計(jì)算拉深力 F1 dt 3 2a 計(jì)算得 F1 4220N 通過(guò)計(jì)算所得的閉合高度和拉伸力的大小因此初選壓力機(jī)設(shè)備為 J23 6 3 其各主 要參數(shù)與上套模具相同 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 23 3 2 6 模具總裝圖 模具總裝圖見(jiàn)圖 3 16 所示 圖 3 16 二次拉深復(fù)合模具 3 3 切邊模具設(shè)計(jì) 3 3 1 切邊凸模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的確定 該模具為前兩道工序后的修正工序 因此 要根據(jù)二次拉深后的零件尺寸來(lái)確定各 個(gè)模具零件的結(jié)構(gòu)尺寸 其結(jié)構(gòu)尺寸如圖 3 17 所示 3 3 2 切邊凹模結(jié)構(gòu)的確定及有關(guān)尺寸的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 滿足模具整體要求 凹模結(jié)構(gòu)和尺寸選用如圖 3 18 所示 3 3 3 廢料切刀 沖裁或修邊工作中可裝置圓形或長(zhǎng)方形切刀 以代替卸料板將廢料從凸模上卸下 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 圖 3 17 切邊凸模 圖 3 18 切邊凹模 廢料刀要緊靠凸模安裝 其刀刃高度要比凸模的刃口低 相當(dāng)于材料厚度的 2 3 倍 但不小于 2mm 加工后應(yīng)和凸模緊靠 廢料刀的寬度應(yīng)比廢料稍寬些 其結(jié)構(gòu)尺寸如下 圖 3 19 所示 下頁(yè) 3 3 4 上下模座及導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 該模具采用與上兩套模具相同結(jié)構(gòu)的模座和導(dǎo)柱導(dǎo)套 該模具的其他零件參照國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇使用 3 3 5 閉合高度的計(jì)算 經(jīng)計(jì)算該模具閉合高度與上兩套模具閉合高度相同 H 130mm 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 25 圖 3 19 廢料切刀 表 3 2 明細(xì)表 17 GB699 螺釘 1 T10A 16 GB699 卸料螺釘 1 T8A 淬火 15 NZJ0702 10 壓邊圈 1 T10A 淬火 14 NZJ0702 09 拉深凸模 1 Q235 56 60 13 NZJ0702 08 拉深凹模 1 45 12 NZJ0702 07 推件塊 1 T10A 淬火 11 GB699 螺釘 4 45 淬火 10 GB699 螺釘 8 45 淬火 9 NZJ0702 06 推桿 1 45 43 48 8 NZJ0702 05 凸緣模柄 1 Q235 7 NZJ0702 04 圓柱銷 4 45 淬火 6 NZJ0702 03 上模座 2 45 5 GB699 導(dǎo)套 20 70 28 1 45 滲碳 4 GB699 限位螺釘 1 HT200 淬火 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 26 續(xù)表 3 2 3 GB699 導(dǎo)柱 4 45Mn 滲碳 2 NZJ0702 02 推桿 2 20 43 48 1 NZJ0702 01 下模座 2 20 序號(hào) 代號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 備注 3 3 6 切邊力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 切邊力 F klt lt 3 3a 其中 l 沖件周長(zhǎng) l d 37 366mm t 料厚 0 3mm 材料的抗拉強(qiáng)度 400Mp 計(jì)算得 F 4484N 通過(guò)以上閉合高度和切邊力的計(jì)算 選取與上兩套模具相同的壓力機(jī)型號(hào)為 J23 6 3 其主要技術(shù)參數(shù)也均相同 3 3 7 模具總裝圖 模具總裝圖及其明細(xì)表見(jiàn)圖 3 20 及表 3 3 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 27 圖 3 20 切邊模具 表 3 3 明細(xì)表 15 NZJ0703 10 廢料切刀 1 T10A 58 62 14 NZJ0703 09 切邊凸模 1 Q235 13 NZJ0703 08 定位塊 1 45 淬火 12 GB699 螺釘 1 T10A 58 62 11 NZJ0703 07 切邊凹模 4 45 淬火 10 NZJ0703 06 推件塊 8 45 淬火 9 GB699 螺釘 1 45 43 48 8 GB699 螺釘 1 Q235 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 28 續(xù)表 3 3 7 NZJ0703 05 推桿 4 45 淬火 6 NZJ0703 04 凸緣模柄 2 45 淬火 5 NZJ0703 03 圓柱銷 1 45 淬火 4 NZJ0703 02 上模座 1 HT200 3 GB699 導(dǎo)套 20 70 28 4 45Mn 淬火 2 GB699 導(dǎo)柱 20 130 2 20 滲碳 1 NZJ0703 01 下模座 2 20 滲碳 序號(hào) 代號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 備注 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 29 4 結(jié) 論 本文研究的是 NZJ50 耐張管接頭中的一個(gè)重要零件 導(dǎo)線包頭的成形過(guò)程 根據(jù) 該零件所用材料的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行工藝分析和工藝計(jì)算 最終確定出工藝方案 設(shè) 計(jì)落料拉深成形模具 二次拉深模具及其切邊模具 畫出模具裝配圖與主要零件圖 在設(shè) 計(jì)過(guò)程中通過(guò)調(diào)研收集沖壓模具設(shè)計(jì)的有關(guān)資料 并參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì) NZJ50 導(dǎo)線包 頭成型過(guò)程進(jìn)行分析 模具總體方案的研究論證 確定沖壓工藝方案 制定沖壓工藝過(guò) 程 進(jìn)行沖壓計(jì)算和模具總體方案設(shè)計(jì) 繪制出模具裝配圖及全部零件圖 最終掌握沖 壓模具的設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)過(guò)程 掌握國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 通過(guò)工藝分析和工藝計(jì)算得出以下幾點(diǎn) 一 要考慮板料在拉深過(guò)程中產(chǎn)生的主要破壞形式是 凸緣起皺和筒壁與底部外圓 角相接處的板料破壞 應(yīng)采取相應(yīng)措施 選擇合理的拉深系數(shù) 二 壓力機(jī)的選擇應(yīng)滿足模具閉合高度以及模具沖裁力的的要求 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我進(jìn)一步掌握了模具設(shè)計(jì)的總體過(guò)程 更深層次的掌握了模具 結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 為以后參加工作積累了很好的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn) 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 30 謝 辭 本文是在指導(dǎo)教師任國(guó)成和唐丙濤的悉心指導(dǎo)下完成的 從論文選題 課題調(diào)研 試驗(yàn)指導(dǎo) 理論分析到設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫 無(wú)不傾注了老師的心血和汗水 他嚴(yán)肅的科 學(xué)態(tài)度 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神 精益求精的工作作風(fēng) 深深地感染和激勵(lì)著我 其次我要感 謝和我一組的四位同學(xué) 他們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中給了我很大的鼓勵(lì)和幫助 正是由于老師不 辭辛苦的指導(dǎo)和同學(xué)們的無(wú)私幫助才使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成 最后 向所有曾經(jīng)關(guān)心和幫助過(guò)我的老師以及同學(xué)們表示由衷地感謝 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 31 參考文獻(xiàn) 1 王芳 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 15 20 2 鄭家賢 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 35 41 3 牟林 胡建華 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) M 北京 北京大學(xué)出版社 2005 60 61 4 薛啟翔 冷沖壓實(shí)用技術(shù)等 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 10 18 5 GB T1800 1804 2000 公差與配合 S 80 83 6 GB T1182 1996 GB T1183 1996 GB T1184 1996 形狀和位置公差 代號(hào)及其標(biāo)注 術(shù)語(yǔ)及定義 未注公差的規(guī)定 S 19 20 7 GB T2851 1990 GB T2861 1990 冷沖模 S 30 32 8 田嘉生 馬正顏 沖模設(shè)計(jì)基礎(chǔ) M 北京 航空工業(yè)出版社 1994 108 113 9 孫鳳勤 模具制造工藝與設(shè)備 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 115 119 10 黃健求 模具制造 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 45 50 11 王孝培 沖壓手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 119 120 12 王秀鳳 冷沖壓模具設(shè)計(jì)教材 M 北京 北京航空航天大學(xué)內(nèi)部教材 1995 67 80 13 Danill B Dallas Progressive Dies Design and Manufacture M McGRAW Hill Book Co 1962 11 15 14 ASTME Die Design Handbook M McGRAW HILL Book Co 1955 12 16 15 John A Waller Press Tools and Presswork M 1978 10 12