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河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)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(gè)重要組成部分,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來(lái)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(guò)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(huì)的原動(dòng)力”等。利用模具成形零件的方法,實(shí)質(zhì)上是一種少無(wú)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(jì),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(jì)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(lái)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(duì)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。
在我國(guó),隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是20世紀(jì)80年代以來(lái),產(chǎn)品的更新?lián)Q代迅速加快,品種數(shù)量迅速增加。這使模具的需求量相應(yīng)增加,質(zhì)量要求也越來(lái)越高,從而使模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用日趨重要。顯然,模具技術(shù)落后,制造周期長(zhǎng),質(zhì)量低劣,必將影響生產(chǎn)發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代,使產(chǎn)品喪失競(jìng)爭(zhēng)力。
2 感溫片彎曲工藝確定
原材料如圖1:
產(chǎn)品名稱:感溫片
材 料:鋁
壁厚均勻:t=1
生產(chǎn)批量:大批量
圖1 工件圖
2.1 彎曲件的工藝性分析
本工件為帶有雙邊側(cè)直壁的“幾”形件,如圖2.1,圖中的尺寸公差為未注公差,在處理這類零件公差的等級(jí)時(shí)均按IT14級(jí)要求,彎曲圓角半徑R為1mm、2mm。由表3.1查得鋁的最小彎曲半徑在正火或退火時(shí),平行纖維方向?yàn)?.35t,垂直纖維方向?yàn)?.1t;而在冷作硬化狀態(tài)時(shí),平行纖維方向?yàn)?.0t,垂直纖維方向?yàn)?.5t。因此彎曲圓角半徑R總大于等于最小彎曲半徑,故此件形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝要求,可采用彎曲工序加工。
2.2 工藝方案的確定
所需的沖壓工序?yàn)閺澢?,方案有三個(gè):一次彎曲成形;兩次彎曲成形;一次復(fù)合彎曲成形。如果采用一次彎曲成形,因?yàn)椴牧现北圯^高,彎曲過(guò)程中彎曲件側(cè)壁可能擦傷和變薄,就會(huì)在成形后工件兩肩部與底面不易平行;采用一次復(fù)合成形雖然避免了這種缺陷,但凸凹模加工起來(lái)比較困難,加工成本高,修模困難,而且對(duì)壓力機(jī)設(shè)備有一定的要求;采用兩次彎曲,避免了方案一中的缺陷,但兩幅模具的成本太高。由于鋁的回彈相對(duì)較小,而且制件的體積較小,不宜采用兩次彎曲。在此確定采用第一種方案來(lái)進(jìn)行工件的加工。
2.3彎曲件展開(kāi)尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算
因?yàn)閺澢膹澢鷪A角半徑較大(r>0.5t),應(yīng)根據(jù)中性層長(zhǎng)度不變?cè)碛?jì)算。
中性層位置以曲率半徑表示,通用用下面經(jīng)驗(yàn)公式2.1確定
=r+xt (2.1)
式中 r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑;
t——板料厚度;
x——中性層位移系數(shù)。
相對(duì)彎曲半徑r/t=1,由表3.4可查的中性層的位移系數(shù)x為0.41。則:
=r+xt=1+0.411=1.41
坯料的總長(zhǎng)度等于彎曲件直線部分長(zhǎng)度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長(zhǎng)度之和,即
==1.79
2.3.1 凸緣方向的長(zhǎng)度計(jì)算
2.3.1.1.頂部彎角長(zhǎng)度尺寸
長(zhǎng)度方向的總長(zhǎng)度計(jì)算公式為:,又因?yàn)樵摴ぜ笥覍?duì)稱,且每個(gè)彎曲半徑相等。則:
=2(7+8)+8+4=38+7.16=45.16(mm)
2.3.1.2頂部彎角長(zhǎng)度尺寸
長(zhǎng)度方向的總長(zhǎng)度計(jì)算公式為:,又因?yàn)樵摴ぜ昂髮?duì)稱,且每個(gè)彎曲半徑相等。則:
=29+12+2=3·0+7.16=33.58(mm)
毛坯料的長(zhǎng)度尺寸二維圖如下圖2:
圖2 毛坯展開(kāi)圖
3 沖裁模具的設(shè)計(jì)
3.1 沖裁件的工藝分析
如圖2,該零件形狀簡(jiǎn)單,對(duì)稱,是由直線組成。因?yàn)榱慵某叽鐩](méi)有精度要求,沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度按IT14,其他尺寸標(biāo)注,生產(chǎn)批量等情況也均符合沖裁的工藝要求,故決定采用簡(jiǎn)單落料模進(jìn)行加工,且一次沖壓成型。
3.2 排樣
3.2.1排樣方案確定
采用直排的排樣方案,且進(jìn)料方向?yàn)閺澢膫?cè)壁方向。由表2.9查得最小搭邊值為:工件間=1.2mm,側(cè)面a=1.5mm。如下圖3:
圖3 排樣方案
3.2.2 條料寬度和導(dǎo)料板間距離的計(jì)算
而為了保證送料順利,盡量不要采用最小搭邊值,在實(shí)際操作過(guò)程中,往往由工人施力使進(jìn)料成為有側(cè)壓的進(jìn)料。而且裁剪時(shí)公差帶分布規(guī)定為上偏差是0,下偏差為負(fù)值。條料寬度和導(dǎo)料板間距離的計(jì)算公式如下3.1和3.2:
條料寬度 (3.1)
導(dǎo)料板間距離 s=b+=D+2a++ (3.2)
由表2.10查得條料寬度偏差為-0.15,由表2.12查得送料最小間隙為0.5。則
=(48.16+21.5-0.15)=51.01;
s=b+= 51.01+0.5=51.51;
3.2.3 排樣圖的確定
根據(jù)以上計(jì)算繪出準(zhǔn)確排樣圖如圖4:
圖 4 排樣圖
3.2.4 材料的利用率
在CAD環(huán)境中測(cè)得一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積=714.56,總面積=1774.13。則得到材料的利用率:
714.56/1774.13=52.3%
3.3壓力中心的確定
因?yàn)榕髁仙舷伦笥覍?duì)稱,所以壓力中心既是坯料的幾何中心。
3.4凸凹模刃口尺寸計(jì)算
計(jì)算采用配作法,參考圖2 毛坯展開(kāi)圖。
落料件應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)配作凸模。因?yàn)閳D形完全對(duì)稱,故圖中尺寸能完全反應(yīng)圖形刃口形狀。而且圖中尺寸均為凹模磨損后增大的尺寸,其計(jì)算公式如3.3:
(3.3)
式中 A——凹?;境叽?;
x——磨損系數(shù);
——沖裁件的公差。
查《互換性與測(cè)量技術(shù)》表3-2,得IT147級(jí)工件的標(biāo)準(zhǔn)公差為=0.36;=0.52;=0.43;=0.43。查表2.6得工件的磨損系數(shù)x均為0.5。代入公式3.3得:
查表2.3得,。
落料凸模的基本尺寸與凹模相同,分別是7.82、18.2、10.58、11.79。實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制,保證雙面合理間隙值在0.04-0.06之間。
3.5 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.1 凹模的設(shè)計(jì)
因?yàn)樵摏_件形狀簡(jiǎn)單而且精度要求較低,查《沖壓手冊(cè)》表2-38選用如下圖5凹模形式:
圖 5凹模形式
這種類型的凹模不易積沖件或廢料,孔口磨損及壓力較小。同樣在表中查得,取7,由表2-39確定凹模高度h=22,壁厚c=30。則得到如圖6凹模:
圖 6 凹模
3.5.2 凸模的設(shè)計(jì)
3.5.2.1 凸模的結(jié)構(gòu)和固定方案
該凸模為非圓形凸模,可采用N7/h6的鉚接固定,裝配后鉚開(kāi)磨平;而非圓形凸模的頭部應(yīng)做成矩形;為使加工方便,其方案如下圖7:
圖 7 凸模固定方案
3.5.2.2 凸模的長(zhǎng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)方案
該模具采用固定卸料板和導(dǎo)料板,其長(zhǎng)度可按公式3.4計(jì)算:
L= (3.4)
式中: L ——凸模的總長(zhǎng)度;
——凸模固定板厚度(mm);
——卸料板厚度(mm);
——導(dǎo)料板厚度(mm);
h——附加長(zhǎng)度,考慮到凸模進(jìn)入凹模的深度(0.5mm-1mm)和模具閉合狀態(tài)下凸模固定板間的安全距離,取15mm-20mm。
凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6-0.8倍,此處取0.8,即:=220.8=17.6;剛性卸料板的厚度一般取凹模厚度的0.8-1倍,此處也去0.8,即=220.8=17.6;擋料方式采用固定擋料銷,即送料時(shí)材料抬起,由表2.24查得導(dǎo)料板的厚度=4mm;另外附加長(zhǎng)度考慮到凸模進(jìn)入模具的深度(0.5-1mm),取20mm。則求出凸模的長(zhǎng)度:
L==17.6+17.6+4+20=59.2(mm)
則凸模的長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)如下圖8:
圖8 凸模
3.5.2.3 沖裁力的計(jì)算
對(duì)于該類型的平刃沖裁,其沖裁力可按公式3.5計(jì)算:
F=KLt (3.5)
式中 F——沖裁力;
L——沖裁周邊長(zhǎng)度;
t——材料厚度;
——材料抗剪強(qiáng)度;
K——系數(shù)。
系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中,模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù),一般取K=1.3。L的長(zhǎng)度可以再CAD中測(cè)出,即為157.5mm。相關(guān)資料查取鋁(3A21)的抗剪強(qiáng)度=115MPa,則:
F=1.3157.51115=23546.25 (N)
推件力的計(jì)算可以有公式3.6計(jì)算:
=nF (3.6)
式中 F——沖裁力;
——推件力系數(shù);
n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)。
上文已經(jīng)提到,該類型的凹模不易積累工件或者廢料,故認(rèn)為工件不會(huì)卡在凹模內(nèi),即同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件的個(gè)數(shù)為1,n=1;由表2.7查得鋁材料的推件力系數(shù)=0.05。則:
=10.0523546.25=1177.3 (N)
該模具采用的是剛性卸料裝置,其總的沖壓力由公式3.7計(jì)算:
=F+ (3.7)
即: =F+=23546.25+1177.3=24723.55 (N)
3.6 壓力機(jī)設(shè)備的選擇
根據(jù)模具的生產(chǎn)特點(diǎn),為了便于送進(jìn)坯料好操作方便,選用開(kāi)始可傾壓力機(jī),此處選用J23-6.3型號(hào)的壓力機(jī)能滿足要求,其主要技術(shù)參數(shù)如下:
公稱壓力:63KN
滑塊行程:35mm
最大閉合高度:150mm
密封高度調(diào)節(jié)量:35mm
立柱間距:150mm
工作臺(tái)尺:前后200mm,左右310mm。
最大傾斜角:
4 彎曲模設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算
4.1.1 凸模圓角半徑
工件的彎曲工藝為一次彎曲,可以看成是兩個(gè)方向上的同時(shí)進(jìn)行的兩個(gè)U形彎曲。由于彎曲內(nèi)側(cè)彎曲圓角相同,都為1mm,而彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí),取凸模圓角半徑等于或略小于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r,但不能小于工件的最小彎曲半徑。由于此工件的r/t=1/1=1較小,而最小彎曲半徑為0.5-1, 故取凸模的圓角半徑均為1mm。
4.1.2 凹模圓角半徑
凹模圓角半徑的大小對(duì)彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均有影響。過(guò)小會(huì)使彎曲;;力臂減小,毛坯沿凹模圓角滑入凹模時(shí)的阻力增大,彎曲力增加,并使工件表面擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)該一致,否則在彎曲時(shí)毛坯容易發(fā)生偏移。實(shí)際生產(chǎn)中凹模圓角半徑一般按材料的厚度t來(lái)選取。
當(dāng)t<2時(shí),取=(3-6)t,此處取凹模圓角半徑=3t=3mm。
4.1.3 凹模工作部分深度的設(shè)計(jì)計(jì)算
凹模工作部分的深度將決定板料的進(jìn)料深度,同時(shí)也影響到彎曲件直邊的平直度,對(duì)工件的尺寸精度造成一定的影響.彎曲直邊高度為l為8mm、9mm,板料的厚度為1mm.查表3.12知:凹模的底部最小厚度為h=3mm。查表3.13查得凹模深度=15mm;由于側(cè)壁高度的限制,凹模深度由圖可以確定為11mm。
4.1.4 凸、凹模間隙
對(duì)于U形件,必須合理確定凸、凹模之間的間隙。間隙過(guò)大,則回彈較大,工件的形狀和尺寸不易保證。間隙過(guò)小,會(huì)加大彎曲力,使工件厚度減薄,增加摩擦,擦傷工件并降低模具壽命。鋁U形件的凸、凹模的單面間隙值一般可按下式4.1計(jì)算:
(4.1)
式中 ——凸、凹模單邊間隙(mm);
——板料厚度正偏差;
t——板料厚度的基本尺寸;
C——間隙系數(shù)。
1.凸緣方向凸、凹模間隙計(jì)算
參照計(jì)算公式,由表3.14查得間隙系數(shù) C為0.05;由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得板料的厚度正偏差為0.25;則凸、凹模的單面間隙:
=1+0.25+0.051=1.3(mm)
2.側(cè)壁方向凸、凹模間隙計(jì)算
參照計(jì)算公式,由表3.14查得間隙系數(shù) C為0.05;由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得板料的厚度正偏差為0.25;則凸、凹模的單面間隙:
=1+0.25+0.051=1.3(mm)
4.1.5 凸、凹模橫向尺寸及公差
工件標(biāo)注為外型尺寸,以凹模為基準(zhǔn),先確定凹模尺寸,然后再減去間隙值確定尺寸。這里認(rèn)為彎曲件為雙向?qū)ΨQ偏差。,凸、凹模的橫向尺寸計(jì)算由公式4.2和4.3確定:
=(L-0.5) (4.2)
=(-Z) (4.3)
式中 L——彎曲件的基本尺寸(mm);
、——凸、凹模工作部分尺寸(mm);
——彎曲件尺寸公差(mm);
——凸、凹模制造公差,選用IT7-IT9級(jí)精度,一般取凸模的精度比凹模精度高一級(jí)。
1.凸緣方向凸、凹模橫向尺寸及公差
彎曲件基本尺寸L為12mm,由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得L的尺寸公差為0.43;由表2.5查的凸、凹模的制造公差=0.02;=0.02。則:
=(L-0.5) =(12-0.50.43)=11.785
=(-Z) =(11.785-2.6) =9.185
2.側(cè)壁方向凸、凹模橫向尺寸及公差
參照首次彎曲的計(jì)算公式,彎曲件基本尺寸L為16mm,由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得L的尺寸公差為0.43;由表2.5查的凸、凹模的制造公差=0.02;=0.02。則:
=(L-0.5) =(16-0.50.43)=15.785
=(-Z) =(15.785-2.6) =13.185
4.2 其他彎曲工藝計(jì)算及初選壓力機(jī)
4.2.1 彎曲回彈的計(jì)算
小變形程度(r/t≥10)時(shí),回彈大,先計(jì)算凸模圓角半徑,再計(jì)算凸模角度。大變形程度(r/t﹤5),圓角半徑回彈小,不必計(jì)算,只計(jì)算凸模角度。該彎曲件的相對(duì)彎曲半徑為r/t=1<5,由于變形程度卸載后彎曲圓角半徑的變化很小,可以不予考慮。而僅考慮彎曲中心角的變化。而給類型的為90°彎曲,可以由表3.2查取鋁的彎曲回彈角為4°。
4.2.2 彎曲力的計(jì)算
彎曲力指的是壓力機(jī)完成預(yù)定的彎曲工序所需施加的壓力,是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一,所以必須進(jìn)行計(jì)算,但要從理論上計(jì)算彎曲力是很復(fù)雜的,并且計(jì)算的值還不是十分的準(zhǔn)確,因此,再生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式4.4計(jì)算:
(4.4)
式中: ——自由彎曲在沖行程結(jié)束時(shí)的彎曲力;
B——彎曲件的寬度;
t——彎曲材料的厚度;
r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑;
——材料的抗拉強(qiáng)度150MPa;
K——安全系數(shù),一般取K=1.3。
1.凸緣方向彎曲力的計(jì)算
參照公式4.4計(jì)算,即:
==819 (N);
2.側(cè)壁方向彎曲力的計(jì)算
參照公式4.4計(jì)算,只有參數(shù)B不同,則:
==546(N);
3.總的自由彎曲力取二者之和,即:
=819+546=1365(N)
4.2.3 校正彎曲時(shí)的彎曲力
校正彎曲時(shí),校正力比壓彎力大得多,而且兩個(gè)力先后作用。因此,若采用校正彎曲時(shí),一般只計(jì)算校正力,V形件和U形件均按下式計(jì)算:
=Ap (4.5)
式中 ――校正彎曲時(shí)的彎曲力;
A――校正部分垂直投形面積;
p――單位面積上的校正力。
參照4.5,凸緣方向校正部分垂直投影面積A=1012=120,側(cè)壁方向垂直投影面積A=148=112則:
1.凸緣方向:=12030=3.6(KN)
2.側(cè)壁方向:=11230=3.36(KN)
3.總的校正彎曲力=3.6+3.36=6.96(KN)
4.2.4 壓彎時(shí)的頂件力
對(duì)于設(shè)有頂件裝置的彎曲模,頂件力值可按自由彎曲力的30~80%選取,即
取值為0.5,代入得
0.51365=682.5(N)
4.2.5 彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位的確定
自由彎曲時(shí),壓力機(jī)噸位F機(jī)為
取值為1.3,代入得
對(duì)于校正彎曲,由于校正彎曲力比頂件力大的多,故頂件力可以忽略,即
取值為1.3,代入計(jì)算得:
4.2.6 初選壓力機(jī)
通過(guò)以上比較,彎曲部分所需的壓力最大為首次彎曲時(shí)的校正壓力,即=9.048KN。初選壓力機(jī)型號(hào):J23-3.15。
5 彎曲??傮w設(shè)計(jì)
5.1模架的選擇
模架選用標(biāo)準(zhǔn)模架。查取沖壓手冊(cè)表10-30,摘自GB2851.3-81。選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架,這樣方便工件的取放。凹模的周邊尺寸為L(zhǎng)=80;B=63。模具的閉合高度h最小為110mm,最大為130mm。如下圖9:
圖9 標(biāo)準(zhǔn)模架
5.2 主要零件的選擇
5.2.1 上、下模座的確定
由表沖壓手冊(cè)表10-31確定上模座的具體尺寸,如下圖10:
圖 10 上模座
同樣由表10-32確定下模座的具體外形,如下圖11:
圖11 下模座
5.2.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇
根據(jù)凹模周邊尺寸,查表沖壓手冊(cè)10-30得導(dǎo)柱的規(guī)格為:18100;查得導(dǎo)套的規(guī)格為186523。由表10-39確定A型導(dǎo)柱的具體尺寸,由表10-42確定A型導(dǎo)套的具體尺寸,如下圖12:
圖12 導(dǎo)柱、導(dǎo)套
5.2.3 橡皮的選擇
5.2.3.1 橡皮高度的選擇
為保證橡皮不致過(guò)早失去彈性而損壞,一般取:
(5.1)
式中 ——橡皮自由狀態(tài)下高度,mm;
——所需工作行程,mm。
有頂板的工作行程可知所需工作行程為12mm,則自由狀態(tài)下橡皮的高度選為40mm。
5.2.3.2 橡皮外徑的選擇
根據(jù)模具特點(diǎn),選擇圓柱形橡皮。由沖壓手冊(cè)表10-6查得外徑的計(jì)算公式為5.2:
D= (5.2)
式中 F——壓力,由上文知道F=682.5N。
P——與橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力。
由表10-7查得壓縮量為30%的時(shí)候的單位壓力位1.52MPa。則
D==23.8(mm)
又有校驗(yàn)公式:,D為橡皮外徑,即是mm且mm。選橡皮外徑為30mm。
5.2.4 模柄的選擇
根據(jù)壓力機(jī)模柄孔的尺寸,要選擇相對(duì)小一點(diǎn)的模柄。根據(jù)模具尺寸,在沖壓手冊(cè)表10-47中選擇壓入式模柄。確定基本尺寸20mm,并根據(jù)上模座的厚度確定=25。則各尺寸可以有表查得,如右圖13:
5.3 各零部件的連接固定
5.3.1 橡皮的連接 圖13 模柄
橡皮靠一個(gè)法蘭板固定在下模座上,并有螺釘連接,工作力通過(guò)頂桿傳遞給頂板,以保證在工作的時(shí)候頂板于凸模夾緊工件。
5.3.2定位板的確定
考慮到模具空間,定位板不宜取大,而材料的厚度為1mm,定位板取5mm已經(jīng)能夠保證準(zhǔn)確定位,其外型尺寸和凹模相同。
5.3.3 其他零件固定方式的選擇
凸模的固定靠臺(tái)肩即可保證,而凸模固定板的緊固靠螺栓,并靠銷釘定位;定位板靠螺釘固定在凹模上;凹??柯葆敽弯N釘定位和固定在下模座上;橡膠通過(guò)法蘭板固定在下模座下面。具體詳見(jiàn)圖紙。
5.4 彎曲模工作原理
壓力機(jī)滑塊下行通過(guò)模柄帶動(dòng)上模下行,坯料靠定位板定位,當(dāng)凸模接觸坯料時(shí),通過(guò)下面的頂板頂緊坯料使其不易滑動(dòng),繼續(xù)下行,成形四個(gè)直壁,到一定位置,凸模的第一個(gè)階梯開(kāi)始成形凸緣壁;當(dāng)達(dá)到最低行程時(shí),通過(guò)頂板和凸模將零件壓緊并校正。回程時(shí),零件由于回彈不會(huì)卡在凸模上,而橡膠的壓縮力開(kāi)始回彈并帶動(dòng)頂板推動(dòng)零件離開(kāi)凹模,完成一次彎曲過(guò)程。
5.5 彎曲模具總裝圖
彎曲模具的總裝圖如圖 14:
圖 14 彎曲總裝圖
5.6壓力機(jī)的選擇確定
從三維圖中測(cè)量模具的閉合高度為114mm,模具閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系為:
-M-H-
式中 H——模具閉合高度;
——壓力機(jī)的最大閉合高度;
——墊板厚度;
M——連桿調(diào)節(jié)量。
經(jīng)校驗(yàn),初選壓力機(jī)J23-3.15的閉合高度不滿足要求,故選用J23-6.3型號(hào)的壓力機(jī),其參數(shù)為:
公稱壓力:63KN
滑塊行程:35mm
最大閉合高度:150mm
封閉高度調(diào)節(jié)35mm
工作臺(tái)尺:前后200mm,左右310mm
墊板厚度:30mm
模柄孔尺寸:mm
最大傾斜角:35°
6 模具的裝配、安裝及調(diào)試
6.1 彎曲模的裝配
彎曲模的裝配步驟:
A 安裝彎曲模,熟悉彎曲工藝和彎曲模具圖樣,檢查所要安裝的彎曲模和壓力機(jī)是否完好。
B 彎曲模放入壓力機(jī)之前,清楚粘附在沖壓模具上下表面和滑塊底面與工作臺(tái)面上的雜物,并擦洗干凈
C 測(cè)量彎曲模的閉合高度,并根據(jù)測(cè)量的尺寸調(diào)整壓力機(jī)滑塊的高度,使滑塊在上至點(diǎn)時(shí),滑塊底面與壓力機(jī)工作臺(tái)面的距離稍大于沖壓模的閉合高度
D 準(zhǔn)備好安裝彎曲模所需要的緊固螺栓,螺母壓板,墊塊,墊板以及沖壓模上的附件
E 取下模柄鎖緊塊,將彎曲模推入,使模柄進(jìn)入壓力機(jī)滑塊的模柄孔內(nèi),合上鎖緊塊,將壓力機(jī)停在下止點(diǎn),并調(diào)整壓力機(jī)滑塊高度,使滑塊與沖壓模頂面貼合
F 緊固鎖緊塊,安裝下模壓板,如模具有彈頂器時(shí),應(yīng)先安裝彈頂器
G 調(diào)整壓力機(jī)上的連桿,將滑塊向上調(diào)3~5MM,開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)使滑塊停在上止點(diǎn),擦凈導(dǎo)柱導(dǎo)套部位并加潤(rùn)滑油后,再點(diǎn)動(dòng)壓力機(jī),使滑塊上下運(yùn)動(dòng)1~2次后停在下止點(diǎn),靠導(dǎo)柱導(dǎo)套將上下模具的位置導(dǎo)正后,將壓板螺栓擰緊
H 開(kāi)動(dòng)壓力機(jī),并逐步調(diào)整滑塊高度,先將上下模之間放入紙片,使紙片剛好切斷后,再放入試沖材料,剛好沖下零件后,將可調(diào)連桿,螺釘緊固
I 若上模有頂桿時(shí),要在壓力機(jī)上裝入打料橫桿,并調(diào)整壓力機(jī)的打料橫桿限制螺釘,以便打料橫桿能通過(guò)打料桿打下沖壓廢料或工件
J 安裝好進(jìn)行試沖,如出現(xiàn)故障,則要從分析原因入手,進(jìn)行模具的調(diào)整或修理,直到模具工作正常達(dá)到合格為止
6.2模具安裝后進(jìn)行試模與調(diào)試的目的
A 鑒定制件和模具的質(zhì)量,模具的試沖和調(diào)試簡(jiǎn)稱調(diào)試,調(diào)試的主要目的是:確定制品零件和模具質(zhì)量的好壞,根據(jù)試沖時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題,分析產(chǎn)生的原因,設(shè)法加以休整和解決,使模具不僅可以生產(chǎn)出合格的零件,而且能夠安全穩(wěn)定的投入生產(chǎn)和使用。
B 確定成型零件毛坯形狀尺寸以及用料標(biāo)準(zhǔn),在冷沖模具中,有些形狀復(fù)雜或者精度要求比較高的彎曲,拉伸等制品零件,很難在設(shè)計(jì)時(shí)候精確地計(jì)算出毛坯的尺寸和形狀,為了要得到比較準(zhǔn)確的毛坯形狀和尺寸以及型腔模的用料標(biāo)準(zhǔn),只有通過(guò)反復(fù)調(diào)試后才可以確定
C 確定產(chǎn)品成型條件和工藝規(guī)程,模具通過(guò)試沖與調(diào)整生產(chǎn)出合格的零件后,可以在試沖時(shí)掌握和了解模具的使用性能,制品零件的成型條件,方法和規(guī)律,從而對(duì)模具成批生產(chǎn)時(shí)的工藝規(guī)程制定,生產(chǎn)知道提出可靠地依據(jù)。
D 確定工藝設(shè)計(jì),模具設(shè)計(jì)的某些設(shè)計(jì)尺寸,對(duì)于一些在模具設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中難以用計(jì)算方法確定的工藝尺寸,如拉伸模具的凸凹模圓角,必須經(jīng)過(guò)試模和調(diào)整生產(chǎn)出合格零件后,才可以準(zhǔn)確的確定,調(diào)試后將暴露出來(lái)得有關(guān)工藝模具設(shè)計(jì)與制造的問(wèn)題,供一次設(shè)計(jì)和制造時(shí)參考,從而進(jìn)一步提高了模具設(shè)計(jì)和加工的水平.
E 驗(yàn)證模具質(zhì)量和精度,作為交付生產(chǎn)的依據(jù)。
7 設(shè)計(jì)小結(jié)
本次課程設(shè)計(jì)的彎板屬于簡(jiǎn)單的“幾”形彎曲件,分析其工藝性,并確定工藝方案。此次的設(shè)計(jì)參考了《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》課本后面的《沖壓模具設(shè)計(jì)和實(shí)例》一章中有關(guān)彎曲模具的設(shè)計(jì)實(shí)例及《沖壓手冊(cè)》,在此基礎(chǔ)上完成了設(shè)計(jì)中的計(jì)算及繪圖工作。
本次設(shè)計(jì)彎板件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,但是高度太高不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件,必須有足夠的高度,因此需要保證開(kāi)模行程的大小,以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單,它可以相應(yīng)地簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。
相比以往的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、模具制造技術(shù)的課程設(shè)計(jì)我覺(jué)得此次的課程設(shè)計(jì)較以往的有很大的不同;首先,在設(shè)計(jì)的前期你必須要對(duì)你所要進(jìn)行的設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行全方位的分析如:零件的材料、零件的厚度、零件的尺寸精度、生產(chǎn)的批量要求等分析;其次,還要對(duì)零件有一些基本的認(rèn)識(shí),沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11級(jí),一般要求落料件公差等級(jí)最好低于IT10級(jí),沖孔件最好低于IT9級(jí)。凡產(chǎn)品圖樣上沒(méi)有標(biāo)注公差等級(jí)或者公差的尺寸,其極限偏差數(shù)值通常按IT14級(jí)處理。再者,在繪制模具總裝圖時(shí)應(yīng)清楚地表達(dá)出各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系以及固定連接的方式。
本次彎板件模具的設(shè)計(jì),是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合,更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述,也使我認(rèn)識(shí)到,要想成為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員,必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ),并不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)、新的技術(shù),樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念,把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去,并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的精神,大膽創(chuàng)新,突破新技術(shù),為模具事業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
通過(guò)沖壓課程設(shè)計(jì),我進(jìn)一步鞏固了沖裁理論知識(shí)。并且也加深了相關(guān)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法。在整個(gè)過(guò)程中,增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力及獨(dú)立思考解決問(wèn)題的能力。
8 結(jié)束語(yǔ)
感溫片屬于形狀較為復(fù)雜的沖壓件,分析其工藝性,并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件的排樣方案及沖裁力,然后根據(jù)展開(kāi)尺寸和材料性能設(shè)計(jì)彎曲模具,最后選取合適的壓力機(jī)。最后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年學(xué)習(xí)中的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí),我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí),對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解,達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題,我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí),我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí),豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí),而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下,同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體,明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍,設(shè)計(jì)中,將充分利用和查閱各種資料,并與同學(xué)進(jìn)行充分討論,盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,難免遇到了一定的困難,但在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力下,相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限,而且缺乏經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免,肯請(qǐng)各位老師指正。
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師于智宏老師,她對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。于智宏老師淵博的知識(shí),誠(chéng)懇的為人,她我受益匪淺,在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,特別是遇到困難時(shí),她給了我鼓勵(lì)和幫助,在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝!
感謝母?!幽蠙C(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(shí),掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué),和他們?cè)谝黄鹩懻?、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(shí)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)
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