液壓閥彈簧座畢業(yè)設計說明書
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1、 液壓閥彈簧座沖壓工藝分析及模具設計 摘 要 本課題認真分析了液壓閥彈簧座的結構和成形工藝,計算了毛坯尺寸和沖壓力的大小。設計了排樣圖及模具結構和尺寸,說明了模具結構的特點等。 具體分析了復合模單工位正裝和落料拉深的工藝,設計了排樣圖和模具結構圖,說明了該模具結構的特點,該模具的上模固定板、下模固定板具有高精度的長壽命,一步成形而且重復裝配精度高,可快速定位導料板,卸料板上安裝到上模座上。通過這次設計為以后從事模具設計方面打下了很好的基礎,同時為在校時了解模具行業(yè)的發(fā)展方向也時很有必要的. 關鍵詞:模具,沖壓,落料,拉深
2、 HYDRAULIC VALVE SPRING SEAT DESIGN OF STAMPING PROCESS ANALYSIS AND DIE DESIGN ABSTRACT Hydraulic valve spring seat of the structure and forming technology is seriously analyzed by this topic. The size of the blank dimensions and impact force was calculated. Layout drawing and the die
3、structure size is designed. Shows the characteristics of die structure, etc Composite modulus of simplex bit suits and blanking, deep drawing process were detailed analyzed. Layout diagram and the die structure were designed. The mould on the fixed mould plate, a lower die plate is of high precisio
4、n long life, that one step forming and repeated assembly of high precision. It can quickly locate guide plate, stripper plate mounted to the mold base. Through this design for future engaged in mold design has laid a good foundation, at the same time as the school know when the mold profession the d
5、evelopment direction of also very be necessary. KEY WORDS: Mold, Stamping, Blanking, Deep drawing 目 錄 前 言 1 第1章 零件的沖壓工藝性分析 4 1.1零件的工藝性分析 4 1.1.1工件結構分析 4 1.1.2確定最佳工藝方案 4 第2章 毛坯計算 6 2.1修邊余量的確定 6 2.1.1能否一次拉深的判斷 7 2.1.2零件的排樣及利用率 9 2.1.3壓力計算,壓力中心及壓力機的選用 10 第3章 模具結構設計及校核 14 3.1復合模的功能
6、結構 14 3.1.1復合模結構設計原則 14 3.1.2設計概要 15 3.2工作機構設計 16 3.2.1導料及定距機構設計 21 3.2.2卸料機構的設計 21 3.2.3固定機構的設計 22 3.2.4導向機構設計 23 3.2.5墊板的設計 23 結 論 26 謝 辭 27 參考文獻 28 前 言 作為一個馬上將畢業(yè)的機械系機械設計制造及其自動化的學生來說,4年專業(yè)知識的學習,為以后從事模具設相關計打下了一定的基礎,在校期間了解模具行業(yè)的發(fā)展方向也時很有必要的,它有利于我把握自己的學習方向,不斷的提高自己相關專業(yè)素養(yǎng)。 我國模具技術的發(fā)展趨
7、勢: 目前,工業(yè)生產的特點是產品品種翻多、更新速度快和市場競爭激烈。在這種情況下,工廠就對模具制造要求交貨期快、精度高、質量好、價格低。所以,模具工業(yè)的發(fā)展趨勢是很明顯的。 國民經濟的快速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求,促進模具技術的迅速發(fā)展,模具是生產各種工業(yè)和民用產品的重要工藝裝備,模具設備發(fā)展成為一門行業(yè)。20世紀80年代以來,我國模具工業(yè)的發(fā)展十分迅速。近幾十年來,產值以每年約15%的速度快速增長。2000年我國模具工業(yè)總產值約占33%,壓鑄模具約占6%,其他各類模具占11%。 我國模具是在機械電子、家用電器、輕工和日用品等行業(yè)產品的制造的過程中起著非常重要作用的一種工藝設備
8、。采用模具生產的毛坯和成品零件是材料成形的重要方式之一,跟切削加工相對比,模具有原材料利用率高、產品性能高、成產效率好和成本相對低等特點。 沖壓模具是用來制造和加工沖壓產品的一種成形工藝設備,沖壓模具設計過程是跟據沖壓件的產品圖樣進行沖壓工藝過程的設計,先定沖壓工藝方案,在收集、整理相關的設計參考資料跟技術標準的基礎上,進行沖壓模具的設計。主要的設計內容和過程如下: 沖壓件的產品的圖樣分析與沖壓件材料的選擇; 沖壓工藝方案的設計,確定相關工序、沖壓件排樣和工藝成本分析等; 沖模結構形式的選定和方案確定,進行主要的沖壓零部件的設計與計算并繪制出零件圖與裝配圖; 沖壓設備的選擇和沖壓安全
9、性分析; 1、模具產品發(fā)展將大型化和精密化 模具產品零件的日漸大型化,以及高效率生產要求的一模多腔(例如塑封模具已經達到一模幾百腔)使模具日趨大型化。隨著沖壓零件的微型化,和模具結構的發(fā)展的需求(例如多工位復和模工位數的增加,步距精度增高)精密的模具的精度已由以前的5um提高到了2~3um,日后有些模具的加工精度與公差要求在1um以下,這就要求超精加工。 2、多功能復合模具將進一步的發(fā)展 新型多功能的復合模具有使在過工委復合模的基礎上設計出來的。多功能的模具除了沖壓零件外,還可以擔負轉位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝。通過這些多功能模具生產出來的不在是單個零件,而是成批的組件。如各種小
10、型電機、電器和儀表的鐵芯組件等。 3、快速經濟模具的前景具有十分廣闊的法展空間 現在是品種多、批量少的生產時代,到下一個世紀,這種新生產方式將占工業(yè)生產的比例在75%以上。一方面由于制品的使用周期較短,品種更較新快,另一方面是由于制品的花樣變化頻繁,都要求各種模具的生產周期越短越好。因此,發(fā)展快速經濟的模具日益引起人們的重視。例如,研制各類超塑形材料(如環(huán)氧、聚脂等)的制作或者其中夾雜金屬粉末或玻璃纖維等的簡易模具:中、低熔點的合金模具、噴涂成型模具、迅速電鍍模、陶瓷形吸塑模、疊層模和快速成形模具等快速經濟模具將更快發(fā)展。利用計算機控制和機械手操作的快速環(huán)模??焖偈媚<夹g也會快速發(fā)展和提高
11、。 4、模具標準件的應用將越來越廣泛 采用模具標準件不僅能縮短模具的制造周期,而且還可以提高模具質量和減少模具制造成本。因此,模具標準件應用必定日漸廣泛。為此,首先要制定同一的國家標準,并嚴格按標準生產;而后要逐漸行成規(guī)模化生產,保證標準件質量、降低生產成本;其次是要進一步的增加標準件品種,進一步發(fā)展和完善銷售,保證供貨迅速。 5、模具要用優(yōu)質材料以及采用先進的表面處理技術將倍受受重視 在模具的價格構成中,所用材料所占的比例一般在20%至30%之間,所以選用優(yōu)質鋼材和應用先進的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得非常有必要。就模具鋼來說,采用電渣中溶工藝,盡量提高鋼的純凈度、等向性、致密
12、性和均勻度以及研制更高性能或者采用特殊性能的模具鋼。例如用粉末冶金當中產生的一次碳化物粗大和偏析,進而影響材質的問題。它的碳化物微細,質地均勻,無材料方向性,因此其具有韌性好、磨削工藝性高、耐磨性好、常年使用尺寸穩(wěn)定好等特點,其是有種很有發(fā)展前途的鋼材。對于形狀復雜的注件和高速沖壓的模具,它的優(yōu)越性更加突出。這類鋼材還適用于注射成型漆、增加玻璃纖維、加金屬粉末的增強強塑料的模,如行嗆、型心、澆口等主要的部件、此外,模具鋼品種規(guī)格多樣化、產品精料化、制品化,盡量縮短供貨時間適重要方向。 模具熱處理與表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材的主要功能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方應采用真空熱處理方式。常用
13、模具表面處理完善普及常用表面處理方法,擴滲如:滲碳、滲氮、滲硼、滲釩以外,還要發(fā)展設備較昂貴的、工藝先進的氣相沉積和等離子噴涂等技術手段。 6、在模具設計制造中應該全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具用CAD/CAM/CAE技術發(fā)展是模具行業(yè)的一個重要里程碑。實踐證明,模具CAD/CAM/CAE技術使模具的設計發(fā)展方向?,F在,全面普及CAD/CAM/CAE技術都基本上成熟。由于模具CAD/CAM/CAE技術已發(fā)展成了一項很成熟的共性技術,近年來模具CAD/CAM/CAE技術的硬件和軟件的價格降到中削企業(yè)普遍可以接受的程度,尤其是是微機的普及應用,更為廣大模具設計企業(yè)的普及模具CAD/C
14、AM/CAE技術創(chuàng)造了很好的條件。隨著微機軟件的進一步的發(fā)展與進步,技術培訓工作也相對簡化。在普及和推廣模具CAD/CAM/CAE技術的過程中,應注重給予,重點扶持我國產模具軟件的開發(fā)和應用。 應加大技術培訓與技術服務的力度。應進一步擴大和發(fā)展CAE技術的應用范圍。對于已經普及了的模具CAD/CAM技術的一批以家電行業(yè)為代表的企業(yè)來說,積極做好模具CAD/CAM技術的進一步應用工作,開展企業(yè)信息化工程,可以從CAPP,PDM CIMS,VR,逐步深化與提高。 第1章 零件的沖壓工藝性分析 1.1零件的工藝性分析 圖1-1 液壓閥彈簧座 上圖示為比較簡單的蓋型拉
15、深沖孔件,材料是08鋼,厚度為1.5..從設計任務當中可以看出,制件的精度要求不高.產量為大批量生產. 查表08鋼的機械性能如下: σs=185 MPa、σb=325Mpa、σ5/%≥33、硬度(未熱處理)131HB。 1.1.1工件結構分析 該工件結構比較簡單,由圓弧線和直線組成,拉深高度較高,相對直徑不大,內外性沒有尖角,能很好保證模具壽命。 1.1.2確定最佳工藝方案 方案一:先落料,在拉深,再沖孔,最后修邊;采用單工序模生產。 方案二:落料拉深復合沖壓,再沖孔,最后修邊;采用復合模生產。 方案三:落料拉深復合沖壓,沖孔修邊復合模沖壓;采復合模生產。 工藝方案的
16、分析: 方案一模:具結構簡單,但需要兩道工序四副模具,生產率低,難以滿足該零件大批量生產要求。 方案二:只需三副模具,沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證且生產率也高。雖然模具結構較方案一復雜,但由于零件的幾何形狀簡單對稱,模具制造不困難。 方案三:需二副模具,生產率也很高,但零件的沖壓精度比較差,要保證沖壓件的形位精度需要在模具上設置導正銷導正,故模具制造、安裝較復合模復雜,通過對上述三種方案的分析比較,該零件的沖壓生產采用方案二為佳 第2章 毛坯計算 2.1修邊余量的確定 在沖壓過程中,常常由于材料機械性能有方向性,模具間隙不均勻,板料厚度t,摩擦阻力
17、不等以及定位不準等因素的影響,造成拉深件口部或凸緣周邊不齊,必須要進行修邊。所以再計算毛坯尺寸時應按加上修邊余量后的零件尺寸進行計算。 查《冷沖模設計》表6-3,當厚度t=1.5修邊余量取3 由于該零件為拉深件,需要對它進行展開計算,展開的目的是為了計 圖2-1 液壓彈簧閥彈簧座 計算毛坯的直徑,和條料的尺寸、排樣等理論計。 (2-1) (2-2) 則總的毛坯直徑為:D=D1+2X3=81 (
18、2-3) 2.1.1能否一次拉深的判斷 如果階梯零件的相對厚度為t/d0, 若階梯之間直徑之差和零件的高度較小時,可以一次拉深成形。 由h/d=0.928 (2-4) dt/d=2.178 (2-5) t/D=1.5/81=0.0185查表得,第一次拉深許可高度0.28到0.35所以不能一次拉深出來。 確定首次拉深的工序尺寸。 選取m1 和d1,應確定寬凸緣首次拉深系數m1,需要假設一個dt/d1值,所以用逼近法以表格形式列出有關數
19、據進行比較來選取m1與d1。 表2-1 試選拉深系數 N=dt/d1 假定值 第一次拉深直徑d1=dt/n 實際拉深系數m1=d1/D 極限拉深系數(m1) A拉深系數相差值 1.3 47 0.579 0.49 +0.09 1.4 43.57 0.53 0.47 +0.068 1.5 40.67 0.50 0.47 +0.03 1.6 38.125 0.47 0.45 +0.02 1.7 35.8 0.44 0.45 -0.01 先選取m1=0.47,即d1=38.125(即dt/d1=1.6) 確定R凹及R凸 選R
20、凹=R凸=5.06 取R凹=R凸=5 重新計算毛培直徑 A=4842.9X3.14/4 重新計算毛配直徑 (2-6) D=82 計算首次拉深高度H 由H=0.25(DD-dtdt)/d + 0.86R (2-7) 所以H=23.99 驗算m1選的是否合理,根據dt/d1=61/38.125=1.6和t/d=1.5/82=0.0183,查表得許可的相對高度好h1/d1=0.46到0.58。實際工件h1/d1=0.63,顯然0.58<0.63所選m1
21、不在范圍內,在范圍重新計算。 重新確定拉深工序尺寸 選取m1=0.5 d1=40.67 去R凹=R凸=5 重新計算毛培直徑 A=3.14/45117.7 毛坯直徑D=83.6 d1=47 計算首次拉深深度H1=25.25 驗算m1選的是否合理 由dt/d1=1.4 (2-8) t/d=0.179 (2-9) 查表的許可相對高度h1/d1=0.58到0.70,工序實際h1/d1=0.625,所以合理。
22、 計算以后的拉深工件的尺寸。查表得確定以后還要的拉深系數: m2=0.73 m3=0.76 m4=0.78 m5=0.80 dn=dn-1mn (2-10) d2=29.7 d3=22.56 d4=17.6 d5=14.0 由于第三次拉深后d3=22.5零件尺寸d=28 所以不必在拉深4次 總高要拉深3次。 確定以后各次拉深的R凹 R凸 R凹2=R凸2=4 R凹3R凸3=3 計算以后各次工序的高度尺寸 設以后各次拉入凹模的材料面積為百分之3.5 其余百分之1.5材料返回到凸
23、面。 D2=83.1 最后一次拉伸工序拉深后達到零件尺寸 多拉入的百分之1材料也返回到凸緣,拉伸工序到此結束。 計算一次拉深后法蘭的直徑:m1=[82-d2-d4-d1-2h]/2=61.0 (2-11) 帶凸緣的拉深工序圖 圖2-3 拉深成形過程圖 2.1.2零件的排樣及利用率 沖裁件在條料或板料上的布置方法叫排樣。根據材料的利用情況,排樣方法分為:有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣。排樣時選擇合適的搭邊值對沖壓件有重要的意義,搭邊可以補償誤差,保證沖出合格的工件。 查表知搭邊值: 條料寬度: 步 距: 一個步距內的材料利
24、用率: 查表知搭邊值: 圖2-4 排樣圖 條料寬度: 步 距: 一個步距內的材料利用率: (2-12) 材料具有很高的利用率,可見這樣的排樣較為合適。 2.1.3壓力計算,壓力中心及壓力機的選用 1、沖裁力的計算 沖裁時,工件或廢料從凸模上取下來的力叫卸料力,從凹模內將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力,逆沖裁方向頂出的力叫頂件力。目前多以經驗公式計算: 采用平刃口凸模和凹模沖裁時,沖裁力 (2-13) 式中:L—沖裁件周長()
25、 t—材料厚度() τ—材料的抗剪強度 考慮沖裁厚度不一致,模具刃口的磨損、凸凹模間隙的波動、材料性能的變化等因素,實際沖裁力還須增加30%。 故 : (2-14) 落料力計算: (2-15) 、、是由壓力機和模具的卸料裝置、頂件裝置獲得。影響這些力的因素主要有材料的力學性能、材料的厚度、模具的間隙、凸凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤滑情況。實際生產中常用下列經驗公式計算:
26、 (2-16) (2-17) (2-18) 拉深力計算: (2-19) 因為m1=0.58表6-11,k1=0.93 =324 F=1.53.140.9383324=117795.028N 式中 L
27、 —拉深件截面周長(mm); K —修正系數,可取0.5~0.8,t/D與m值小時,K取大。 壓邊力的計算: 在拉深過程中,為防止凸緣部分材料起皺,可采用壓扁的方法。壓邊力應該適當。根據《沖壓工藝與模具設計》239,知壓邊力計算公式: (2-20) 式中 A —初始有效壓邊面積(); —單位壓邊力 壓邊力:Q=Fq=3.143060.82.5/4=60052.5N (2-21) 卸料力:因為是t=1.5表3-8 =0.025
28、 (2-22) 壓邊力: (2-23) 2壓力機的選用 采用落料拉深復合模時,不能簡單地將落料力與拉深力相加, 選擇壓力機,應該注意壓力機的壓力噸位曲線。 壓力機噸位選擇: (2-24) 采用落料拉深復合模時,不能簡單地將落料力與拉深力相加, 選擇壓力機,應該注意壓力機的壓力噸位曲線, 因為拉深高h=24,為深拉, (2-25)
29、 (2-26) 沖壓設備的選用原則: (1)壓力機的行程大小,要求保證成行零件的取出與毛坯的放進,例如拉深時用的壓力機的行程,最少應大于成品零件高度的兩倍以上。 (2)壓力機的工作臺面的尺寸應不小于沖模的平面尺寸,而且還須留有安裝固定模具的余地,但是太大的工作平面上安裝小尺寸的冷沖模具對工作臺和工件的受力是不合理的。壓力機工作臺面的尺寸應不小于壓力機滑塊底的表面積, 壓力機滑塊底面積一定要大于模具的尺寸,所以只須要考慮壓力機滑塊底面積的大小. (3)選取的壓力機的封閉高度應與沖模的封閉高度相配套。 模具的閉合高度H0是指上模在最低的工作位置時,下模板的底面到上模板的頂面的
30、最小距離。壓力機的閉合高度H指滑塊在下死點時,工作臺面距離滑塊下端面的距離。大多數壓力機,其連桿長短都能調節(jié),也即壓力機的閉合高度也可以調整,所以壓力機有最大閉合高度Hmax和最小閉合高度Hmin。 設計模具時,模具閉合高度Ho得數值應滿足下式 Hmax-5≥H0≥Hmin+10 (2-27) 查表13-11得:擬定采用開式雙柱固定臺壓力機,型號為:JA21-160 參數如下: 公稱壓力/: 1600 滑塊行程/: 160 行程次數/(次/):
31、 40 最大閉合高度/: 450 封閉高度調節(jié)量/: 130 滑塊中心線到機身距離/: 380 工作臺尺寸 左右/: 1120 前后/: 710 工作臺孔尺寸/: 直徑/: 50 模柄孔尺寸 直徑/: 70 深度/: 80 3模具的壓力中心 由于該工件為對稱的矩形件,所以模具的壓力中心就是該工件的幾何中心。
32、 第3章 模具結構設計及校核 3.1復合模的功能結構 根據復合模備部分的功能,它的結構也可以劃分為工作單元和輔助單元,工作單元完成沖壓作業(yè),主要內凸??郯寄=M成。輔助單元是指保證模具精度和零件連接關系等的部分。 本次模具凹模和凸模裝在上模上是典型的倒裝結構。該圖的具體形狀在零號裝配圖紙上體現。 下面是復合模中從功能上考慮的主要結構 工作部分包括:凸模、凹模、凸凹模。 輔助部分包括: 導向部分:上模座、導套、下模座、導柱、 卸料部分:固定卸料板、彈性卸料板、卸料螺釘、彈簧 定位部分:固定檔料銷、定位塊、導正銷、 固定部分:凸模固定板、凹模固定板、墊板
33、 3.1.1復合模結構設計原則 (1)盡量選用成熟的模具結構和標準的模具結構。 (2) 模具必須有足夠的剛性,以滿足壽命和精度的要求 (3)結構應當盡量簡單、實用、且具有一定的經濟性。 (4)能方便地送料.操作要簡便安全,出件容易。 (5)要考慮廢科的處理。 (6)模具和零件之間定位要準確可靠.連接要牢靠。 (7)要有利于模具零件的加工。 (8)模具結構與現有的沖壓設備要協(xié)調。 (9)模具要容易安裝,易損件更換方便。 下面表3-1設計要注意的要素 表3-1 設計中要考慮的要素 項目 內容 要素 沖壓過程 毛坯材料—方法與工藝問題—產品 材質,種類,特性,新
34、形狀,精度 加工方法與過程,加工極限,工藝條件,材料的運動,成形工序,成行障礙,龐陽尺寸精度,外觀,性能 材料定位 毛坯材料在X.Y.Z.方向運動及與其模具之間的相對位置保持 導料銷,導向,切邊,擋料銷,浮頂器,推板,打板,誤動作檢測 模具結構 與加工單元的關系與毛坯材料的運動關系凸凹模關系的保持確保模具鋼性的方法擋料銷 模具類型,板類型,模板結構,卸料螺釘的使用方法,擋料銷 安裝與安全 模具在沖床上的安裝與送料機構 的關系與模具維護的關系搬運,保養(yǎng),安全對策 形程,送料線高度,夾持方法,模具的起吊,模具的大小,外形,模具的裝配,分解,調整及防止危險的對策 3.1.
35、2設計概要 初定模具基本結構如下圖3-1所示: 模架的選擇:一般根據凹模定位和卸料裝置的平面布置,來選模座的形狀和尺寸。模座的外形尺寸應比凹模的相應尺寸大40~70,模座厚度一般取凹模厚度1~1.5倍。下模座外形尺寸每邊至少超過壓力機臺面孔約50。同時選擇的模架其閉合高度應與模具設計的閉合高度相適應。 使用彈性卸料板,這種卸料板是由卸料螺釘連接在上模上,在壓力機下行時卸料彈簧把卸料板緊緊壓在板料上,起到了彈性壓料的作用。在壓力機回行時能起到彈性卸料的作用。 導向機構外導向機構用滑動導向方式,內導向機構用滑動導向方式。 各模板厚度初定如下: 上模座: 56
36、GB/T2855.1 上模墊板: 10 彈簧擬訂: 90 圖3-1模具裝配圖 卸料板: 12 凹模: 65 下模座: 46 GB/T2855.2 初定模具閉合高度:225。 3.2工作機構設計 (1)沖裁凸凹模設計 沖裁凸凹模的設計原則: 模具的刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的首要因素,模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差來保證。叢生產實踐中可以發(fā)現: 由于凸凹模之間存在間隙,使落下的料或沖出的孔都是帶有錐度的,且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸,沖孔件的小段端尺寸等于凸模尺寸; 在測量與使用
37、中,落料件是以大端尺寸為基準,沖孔件以小端尺寸為基準; 沖裁時,凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦,凸模越磨越小,凹模越磨越大,結果使間隙越來越大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時,需考慮下述原則: 落料件尺寸由凹模尺寸決定,沖孔時的尺寸由土模尺寸決定。故設計落料模時,以凹模為基準,間隙取在凸模上;設計沖孔模時,以凸模為基準,間隙取在凹模上。 考慮到沖裁中凸、凹模的磨損,設計落料模時,凹?;境叽鐟」ぜ叽绻罘秶鷥容^小的尺寸;設計沖孔模時,凸?;境叽鐒t應取工件孔的尺寸公差范圍較大的尺寸。這樣,在凸凹模磨損到一定程度的情況下,仍能沖出合格零件。凸、凹模間隙則取最小合理間隙值。
38、 確定沖裁刃口制造公差時,應考慮制件的精度要求。如果對刃口精度要求過高,會使模具制造困難,增加成本,延長生產周期;如果刃口精度要求過低,則生產出來的零件可能不合格,或是使模具的壽命降低。若零件沒有標注公差,則對于非圓形件可按IT14級精度來處理,沖模則可以按IT11級精度制造;對于圓形件,一般可按IT6~7精度來制造模具。 沖裁間隙的選取: 沖裁間隙對總裁件的質量的影響與選?。? 拉深模凸、凹模之間的間隙對拉深力、制件質量、模具壽命等都有很大的影響。當間隙大時,材料所受拉伸作用增大,沖裁完畢后,因材料的彈性恢復,沖裁件尺寸向實體方向收縮,使落料件尺寸小于凹模尺寸,而沖孔件的孔徑則大于凸模
39、尺寸;當間隙小時,凸模壓入板料接近于擠壓狀態(tài),材料受凸、凹模擠壓力大,壓縮變形大,沖裁完畢后,材料的彈性恢復使落料件尺寸增大,而沖孔件的孔徑則變小。拉深模的間隙數值主要決定于拉深方法、零件形狀及尺寸精度等。確定間隙的原則是既要考慮板料本身的公差,又要考慮板料在變形中的增厚現象。 盒形件拉深模凸、凹模間隙值 當精度要求高時,直邊部分間隙為 (3-1) 當精度要求不高時,直邊部分間隙為 (3-2) 最后一道拉深,
40、當零件要求外形尺寸時,間隙取在凸模上;當零件要求內形尺寸時,間隙取在凹模上。 沖裁間隙對模具壽命的影響: 因為總裁過程中,模具端面受到很大的垂直壓力與側壓力,而模具表面與材料的接觸面限在刃口附近的狹小區(qū)域,這就意味即使整個模具和板材的接觸面之間產生局部附著現象,當接觸面發(fā)生相對滑動時,附著部分便發(fā)生剪切而引起磨損-—附著磨損,這是模具磨損的主要形式。當模具間隙減小時,接觸壓力會隨之增大,摩擦距離也隨之增長,摩擦發(fā)熱嚴重,因此模具磨損加劇,甚至使模具與材料之間產生粘著現象。而接觸壓力的增大,還會引起刃口的壓縮疲勞破壞,使之崩刀。小間隙還會產生凹模脹裂,小凸模折斷,凸、凹模相互啃刃等民常損壞,
41、這些都是導致模具壽命大大降低。因此,適當增大模具間隙,可使凸、凹模側面與材料間摩擦減小,并減緩間隙不均勻的不利因素,從而提高模具壽命。但間隙過大時,板料的彎曲拉伸相應境大,使模具刃品商面上的下面上在正壓力增大,容易產生崩刃或產生塑性變形加劇,降低模具壽命。同時,間隙過大,卸料力會隨之增大,也會加劇模具的磨損。所以選用合理的總裁間隙對于提高總裁制品的精度、模具壽命、減小沖裁力是至關重要的。 本沖壓件無尺寸精度要求,但應盡量少毛刺,選用較小的間隙。根據我國《沖裁隙指導性技術文件》,對08鋼在沖裁件斷面質量、尺寸精度要求一般時,雙面間隙值0.1~0.14. 該工件形狀比較簡單,落料部分的凸凹模工
42、作部分尺寸的計算如下: 查表3-3得:Zmin=0.01; Zmax=0.14 由表3-6得:凸模和凹模制造偏差 落料 (3-3) 因此分別加工不適合,所以要帶配加工; Zmin=0.01; Zmax=0.14 查表得IT14,X=0.5 的尺寸為 拉深凸凹模工作部分的計算:(因為公差為IT14) d=m1D0=0.5483=44.82 (3-4) d凹 =47﹢0.5=47.5
43、 d凸=47﹣0.5=46.5 凸凹模形狀尺寸如下圖3-2: 圖3-2凸凹模 凸凹模圓角半徑: 拉深凸模圓角半徑r應等于彎曲件內側的圓角半徑r,但不能小于材料允許的最小彎曲半徑r。本設計彎曲件內側圓角半徑為4。 圖3-3拉深凸模 材料料厚為1.5的08鋼最小彎曲半徑為0.5,r> r,所以凸模圓角半徑r 取1。 凹模圓角半徑r通常根據板料厚度t選?。? 當t≤2時,r=(3~6)t t=2~4時, r=(2~3)t t>4時, r=2t 本設計料厚為1.5,取r=4 凸凹模的寬度計算: 本設計
44、采用連續(xù)自動送料,為防止因送料誤差而導致彎曲凸模壓料不完全,以及隨后的切邊工序切邊不完整,將凸凹模寬度做的大一些,成,這樣就可以避免上述問題的出現。 根據拉深凹模大小尺寸,以及壓力機最大閉合高度,選擇模架為:復合膜。因為是復合模,要求模具的穩(wěn)定性較高,復合模一般選用一側導柱模架, 因此選用一側導柱模架。 GB/T2851.1-1990 最小閉合高度:225 3.2.1導料及定距機構設計 復合模沖壓要經多個工序逐步完成,工序件必須在各工位準確定位。復合模工序數為兩個,但是在一個工位上完成,模具尺寸大,所以工序的定位要求不是太高。但是一定要保證能完成工件的要求前提下做適當的調整
45、。 3.2.2卸料機構的設計 因為是t=1.5的薄料,所以要采用彈性卸料裝置,查表得料厚為1.5,料寬>50時卸料板厚度為12。 卸料板在模具下行時壓緊條料,為彎曲提供壓料力,在模具上行時起卸料作用。由前面計算知F=3161.7N,F=1602N,卸料板只需要提供不小于3150.6N的力就可以同時滿足卸料和壓料的要求。 卸料彈簧的選?。? 初選彈簧根數n=4,則每根彈簧上的卸料力為 ==790 N (3-8) F>790N, 初選彈簧參數為:外徑13,內徑11,自由高度90,最大工作負
46、荷F=1920N,最大負荷工作下總變形量h=40mm(規(guī)格標記為:強力彈簧)。 預壓量h= ==16 (3-9) 彈簧的校核: 彈簧最大允許壓縮量如果滿足下列條件,則彈簧選得合適。 h≥h+h+h (3-10) 式中 h為卸料板行程,一般取料厚1.5; h為凸凹模修磨量,一般取4~10 h+h+h=1.5+4+16=21.5 (3-11) h=40>21 故所選彈簧是合適的。
47、 圖3-4卸料板 卸料板的選擇:因為條料為t=1.5,而導料板為12,為了保證在開模時候,條料不跟著復合模往上帶,所以要設計成如圖3-5所示的卸料板: 卸料螺釘的選擇:根據閉模、開模,壓力機滑塊的行程來確定卸料螺釘的長度: 圓柱頭卸料螺釘M10X95Jb/T7650.5 材料:45,熱處理硬度35-40HRC 技術條件:按GB/T3098.3-2000的規(guī)定 3.2.3固定機構的設計 (1)模板類零件的固定: 模板類零件包括凸模固定板、凹模板、導料板等,一般采用銷釘定位,內六角螺釘連接.當模板層少于三層時,可用一個螺釘連接,超過三層,應分層連接.本模具設計中,將上
48、模座,上模墊板,上模固定板,用2個內六角圓柱頭螺釘(M1055 GB70-85)連接,它們間用2個銷釘(1060)定位(H7/n6)。每個導料板與凹模用2個開槽圓柱頭螺釘(M1015 GB65-85)連接,用2個銷釘(1085)定位(H7/n6),落料模與下模座固定用2個內六角圓柱頭螺釘(M1055 GB70-85)連接,2個銷釘是和導料板固定的銷釘用同一銷釘,用兩個銷釘固定導料板,凹模,下模座。 (2)凸模、凹模、復合模的固定 復合凸模用圓臺階固定在凸模固定板沉孔內,上面加蓋墊板。 利用凸模和凸模固定板接觸部分對凸模定位,選用配合H7/m6 拉深凸模和拉深凸模固定方法與沖孔凸模固定方
49、法相同,具體形式見零件圖及裝配圖。 拉深凸模與落料凹模的定位問題: 不用凹模固定板,直接把落料凹模和拉深凸模固定在下模座上,這樣可選用較小的模架,但是要加工下模座,進行定位。 這兩個凹臺加工時,要精加工,而且位置公差要求較高,這樣才能達到落料凹模與拉深凸模的位置公差,而且才能順利使模具工作部分的配合。 3.2.4導向機構設計 外導向機構采用滑動導向。 選用后側導柱模架 導柱: 32200 導套: 4810532、 3.2.5墊板的設計 墊板的設計大小及型號要根據凸模和凹模固定板的大小設計。 圖3-5導柱導套的配合 圖 3-6下墊板
50、 圖3-7上墊板 結 論 本畢業(yè)設計, ,通過設計計算工件尺寸參數,算出要拉深3次才能達到工件要求。根據工序要求而設計了落料拉伸復合膜,要首先設計落料模,再根據落料模具而設計落料拉深復合模具。其中最關鍵的是對凸凹模具的設計,通過對凸凹模具設計,而后設計凸模,然后再進行對上下模座結構設計。選用了一側雙導柱進行上下模座的定位,再對板料定位設計出3個定位銷定位的定位方式,定位銷固定在落料凹模上。本次設計通過對模具的計算驗證均滿足拉伸過程的剛度和強度要求。 謝 辭 這次設計我面臨畢業(yè),時間比較緊迫,自己深感壓力,要搞好畢業(yè)設計。充分利用時間使我在規(guī)定的時間內完成
51、了設計。 在此,我要感謝我的指導老師在我設計課題從方案確定到具體實現結構上的辛勤指導。他的指導,讓我發(fā)現了設計中一個又一個的錯誤,更重要的是我從中學到了很多東西,這些是在教材中是無法學到的,這些也是我以后工作中很寶貴的財富。 經過一個多月努力,我的畢業(yè)設計完成了。這次畢業(yè)設計雖然凝聚著自己辛勤的汗水和老師的指引和幫助,同學們的鼓勵和支持,使我的設計圓滿完成。畢業(yè)也順利 雖然這次畢業(yè)設計苦很累,每天都在查資料,確定方案,計算,畫圖,以及在計算機上進行模擬。即使是如此,各種困難和問題還是一個個出現。幸好有史東才老師的悉心指導,對我的構思以及論文的內容不厭其煩的進行多次指導和悉心指點,對我得到
52、的結論進行總結,并提出新的問題,使得我的畢業(yè)設計課題能夠深入地進行下去,也使我接觸到了許多理論和實際上的新問題,使我做了許多有益的思考。在完成畢業(yè)設計的同時也深受啟發(fā)和教育才使我的設計更加完整,準確。在此表示誠摯的感謝和由衷的敬意! 簽名: 2013年 月 日 參考文獻 [1]楊玉英,實用沖壓工藝及模具設計手冊,楊玉英,機械工業(yè)出版社,200
53、5 [2]丁松聚, 冷沖模設計, 機械工業(yè)出版社,2006年1月 [3]薛啟翔, 沖模模具設計結構圖冊, 化學工業(yè)出版社,2005年7月 [4]王孝培,沖壓手冊, 機械工業(yè)出版社,2003年10月 [5]劉小年, 機械制圖 , 機械工業(yè)出版社 ,2004年5月 [6]陳于萍 ,互換性語測量技術, 機械工業(yè)出版社, 2006年1月 [7]韓森和, 冷沖壓工藝及模具設計與制造, 高等教育出版社, 2006年6月 [8]王孝培主編.沖壓手冊.北京:機械工業(yè)出版社.1990 [9]姜奎華主編.沖壓工藝與模具設計.北京:機械工業(yè)出版社,1997 [10]中
54、國機械工程學會鍛壓學會編.鍛壓手冊(第2卷).北京:機械工業(yè)出版社,1993 [11]沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1998 12 [13]鈑金沖壓工藝手冊編委會編著.鈑金沖壓工藝手冊.北京:國防工業(yè)出版社,1989 [14] [美]美國金屬學會主編.金屬手冊(第九版第十四章).北京:機械工業(yè)出版社,1994 [15]周大雋主編.鍛壓技術手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1998 [16]楊玉英主編.大型薄板撐性技術.北京:國防工業(yè)出版社,1996 襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂
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62、肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿
63、芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀
64、莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁
65、膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅
66、芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃
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