電位器接線片多工位級進模及自動送料裝置的設(shè)計含開題及8張CAD圖
電位器接線片多工位級進模及自動送料裝置的設(shè)計含開題及8張CAD圖,電位器,接線,片多工位級進模,自動,裝置,設(shè)計,開題,cad
摘 要
電位器在日常生活中的應(yīng)用非常之廣泛，尤其是在電子設(shè)備上。它是一種可調(diào)的電子元件，由一個電阻體和一個轉(zhuǎn)動或滑動系統(tǒng)組成，主要起分壓和分流作用，其工作原理跟可變電阻器比較相近，而且種類也比較的多。近來多工位級進模在模具沖壓中越來越重要，本次模具畢業(yè)設(shè)計研究的是電位器接線片的沖壓工藝與模具設(shè)計，主要通過運用多工位級進模來完成，將有效提高沖壓件質(zhì)量與生產(chǎn)效率。
在本次設(shè)計中繪制了產(chǎn)品零件圖并分析了電位器接線片的成型工藝特點，其中包括利用對工件展開圖的尺寸計算、工件的工藝分析、沖裁力與拉深力的計算、模具設(shè)計中的難點，如接線片的彎曲和修邊，確定了級進模的排樣方案和模具總體結(jié)構(gòu)及自動送料裝置。該級進模有沖裁、拉深、整形、脹形等7個工位。詳細介紹了凸模、凹模、固定板、卸料裝置等零部件的設(shè)計和制造，壓力機的選用以及相關(guān)的輔助裝置。同時闡述了模具的工作過程、各成形動作的協(xié)調(diào)性、以及凸模和凹模鑲塊的裝配間隙，并制定典型零件的加工工藝。
關(guān)鍵詞：電位器；接線片；多工位級進模；壓力機；自動送料
1．畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容、重點和難點等
電位器在日常生活中的應(yīng)用非常之廣泛，尤其是在電子設(shè)備上。它是一種可調(diào)的電子元件，由一個電阻體和一個轉(zhuǎn)動或滑動系統(tǒng)組成，主要起分壓和分流作用，其工作原理跟可變電阻器比較相近，而且種類也比較的多。近來多工位級進模在模具沖壓中越來越重要，本次模具畢業(yè)設(shè)計研究的是電位器接線片的沖壓工藝與模具設(shè)計和自動送料裝置，主要通過運用多工位級進模來完成，將有效提高沖壓件質(zhì)量與生產(chǎn)效率。
2．準備情況（查閱過的文獻資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實驗條件等）
【1】王芳. 冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998
【2】肖祥芷等. 中國模具工程大典 第四卷 沖壓模具設(shè)計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007
【3】姜奎華. 沖壓工藝與模具設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 1997
【4】盧險峰. 沖壓工藝模具學(xué)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 1998
【5】段來根. 多工位級進模與沖壓自動化[M].北京：機械工業(yè)出版社.2001.7
【6】王俊彪. 多工位級進模設(shè)計[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社.1999.1
【7】鄭家賢.沖壓模具設(shè)計實用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007
【8】薛啟翔. 沖壓模具設(shè)計結(jié)構(gòu)圖冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005
【9】David A.Smith.Die Design Handbook.American Sciety of Manufacturing Engineers (SME),1990
【10】Homer D·Eckhardt.Kinematic Design of Machines and Mechanisms. McGraw-Hill. 1998
【11】計算機和相關(guān)的繪圖軟件CAD
3．總體安排和進度計劃
總體安排：
1、在模具方面，根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計加工電位器多工級進模。
2、在機械方面，關(guān)鍵問題是實現(xiàn)加工時的自動送料。
畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度安排：
1、 3月1號－—3月20前期的知識準備以及理論分析、方案的論證。
2、 3月20號－—4月1號初步完成系統(tǒng)方案設(shè)計、零件草圖以及與其相關(guān)的計算。
3、 4月1號－—4月27號完成總體尺寸的設(shè)計與結(jié)構(gòu)圖的繪制，結(jié)構(gòu)總裝圖和零件圖的設(shè)計與繪制。
4、 4月27號－—5月10號加工零件的整體測試和檢查。
5、 5月11號－—5月31號完成畢業(yè)設(shè)計說明書和300－500個單詞的英文摘要。
6、 6月1號－—6月6號準備畢業(yè)論文答辯前的各項準備工作。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師（簽字）：
年 月 日
開題小組意見
開題小組組長（簽字）：
年 月 日
院（系、部）意見
主管院長（系、部主任）簽字：
年 月 日
一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容
由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計與制造在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。本課題是針對目前大量應(yīng)用與生產(chǎn)的電位器接線片進行電位器接線片零件沖壓工藝及模具設(shè)計，設(shè)計工作的具體內(nèi)容如下：
1、查閱相關(guān)資料，了解多工位級進模及自動送料裝置等加工工藝方法，了解模具的設(shè)計方法;
2、進行方案選擇論證，優(yōu)選出最佳工藝方案及模具設(shè)計方案；
3、設(shè)計一套能完成電位器接線片零件成形加工的多工位級進模及自動送料裝置；
4、進行零件結(jié)構(gòu)分析、工藝分析、加工方式分析、壓力分析及模具工作尺寸計算，進行必要的校核計算，制定主要工藝規(guī)程；
5、繪制裝配圖、零件圖，編制設(shè)計計算說明書。
二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù)
1、設(shè)計思路清晰，結(jié)構(gòu)合理，操作安全，加工方便，工藝性好，成本較低；
2、按零件圖進行各種設(shè)計計算；
3、畢業(yè)設(shè)計說明書應(yīng)包含中英文摘要、工件結(jié)構(gòu)分析、工藝分析、方案比較論證、各種設(shè)計計算及必要的校核計算；
4、提交裝配圖、主要零件圖，設(shè)計計算說明書。
三、畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作
1、完成二萬字左右的畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）；在畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中必須包括300-500個單詞的英文摘要；
2、獨立完成與課題相關(guān)，不少于四萬字符的英文資料翻譯（附英文原文）；
3、完成折合三張A0幅面的繪圖工作量，其中包含兩張A3以上的計算機繪圖量。
4、完成總裝配圖及主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件結(jié)構(gòu)分析、工藝分析、加工方式分析、壓力分析及模具工作尺寸計算，進行必要的校核計算，制定主要工藝規(guī)程。
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻
[1] 王芳. 冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998
[2] 肖祥芷等. 中國模具工程大典 第四卷 沖壓模具設(shè)計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007
[3] 姜奎華. 沖壓工藝與模具設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 1997
[4] 盧險峰. 沖壓工藝模具學(xué)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 1998
[5] 薛啟翔. 沖壓模具設(shè)計結(jié)構(gòu)圖冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005
[6] 段來根. 多工位級進模與沖壓自動化[M].北京：機械工業(yè)出版社.2001.7 [7] 王俊彪. 多工位級進模設(shè)計[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社.1999.1
[8] 鄭家賢.沖壓模具設(shè)計實用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007
[9]. David A.Smith.Die Design Handbook.American Sciety of Manufacturing Engineers (SME),1990
[10]. Homer D·Eckhardt.Kinematic Design of Machines and Mechanisms. McGraw-Hill. 1998
[11] 與本設(shè)計相關(guān)的其它資料
五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件
計算機、CAD軟件
任務(wù)下達時間：
2010年 1 月12日
畢業(yè)設(shè)計開始與完成時間：
2010年3月1日至 2010年 6 月 20 日
組織實施單位：
教研室主任意見：
簽字： 2010 年1 月 8 日
院領(lǐng)導(dǎo)小組意見：
簽字： 2010 年 1 月 11 日
Abstract
Potentiometer applications in daily life is very extensive, especially in electronic devices. It is an adjustable electronic components, by a resistor body and a rotating or sliding system components, main and diverted from the partial pressure, it works with the variable resistors are quite close, but also more multi-species. Recently, multi-position progressive die stamping more and more important in the mold, this mold is the design of graduate potentiometer lug stamping process and die design, primarily through the use of multi-position progressive die to complete, will effectively improve the stamping pieces of quality and production efficiency.
???? In this design drawing parts in the graph and analyze the potential wiring film forming process features, including the use of the size of the workpiece calculated expansion plan, part of the process analysis, the blanking force and drawing force calculation, mold design of the difficulties, such as lugs bending and trimming, set the layout for progressive die and mold the overall program structure and automatic feeding device. The progressive die with blanking, drawing, shaping, expansion, etc. 7 station. Details of the punch and die, fixed plate, unloading equipment and other parts of the design and manufacture of presses and related auxiliary equipment used. It illustrates the working process of the mold, the forming coordination of movements, as well as punch and die inserts assembly space, and to develop typical machining process.
Key words : potentiometers；lug；multi-postion progressive die；press；automatic feeding
電位器接線片多工位級進模及自動送料裝置的設(shè)計 摘 要 電位器在日常生活中的應(yīng)用非常之廣泛，尤其是在電子設(shè)備上。它是一種可調(diào)的 電子元件，由一個電阻體和一個轉(zhuǎn)動或滑動系統(tǒng)組成，主要起分壓和分流作用，其工 作原理跟可變電阻器比較相近，而且種類也比較的多。近來多工位級進模在模具沖壓 中越來越重要，本次模具畢業(yè)設(shè)計研究的是電位器接線片的沖壓工藝與模具設(shè)計，主 要通過運用多工位級進模來完成，將有效提高沖壓件質(zhì)量與生產(chǎn)效率。 在本次設(shè)計中繪制了產(chǎn)品零件圖并分析了電位器接線片的成型工藝特點，其中包 括利用對工件展開圖的尺寸計算、工件的工藝分析、沖裁力與拉深力的計算、模具設(shè) 計中的難點，如接線片的彎曲和修邊，確定了級進模的排樣方案和模具總體結(jié)構(gòu)及自 動送料裝置。該級進模有沖裁、拉深、整形、脹形等 7 個工位。詳細介紹了凸模、凹 模、固定板、卸料裝置等零部件的設(shè)計和制造，壓力機的選用以及相關(guān)的輔助裝置。 同時闡述了模具的工作過程、各成形動作的協(xié)調(diào)性、以及凸模和凹模鑲塊的裝配間隙， 并制定典型零件的加工工藝。 關(guān)鍵詞：電位器；接線片；多工位級進模；壓力機；自動送料 Abstract Potentiometer applications in daily life is very extensive, especially in electronic devices. It is an adjustable electronic components, by a resistor body and a rotating or sliding system components, main and diverted from the partial pressure, it works with the variable resistors are quite close, but also more multi-species. Recently, multi-position progressive die stamping more and more important in the mold, this mold is the design of graduate potentiometer lug stamping process and die design, primarily through the use of multi- position progressive die to complete, will effectively improve the stamping pieces of quality and production efficiency. In this design drawing parts in the graph and analyze the potential wiring film forming process features, including the use of the size of the workpiece calculated expansion plan, part of the process analysis, the blanking force and drawing force calculation, mold design of the difficulties, such as lugs bending and trimming, set the layout for progressive die and mold the overall program structure and automatic feeding device. The progressive die with blanking, drawing, shaping, expansion, etc. 7 station. Details of the punch and die, fixed plate, unloading equipment and other parts of the design and manufacture of presses and related auxiliary equipment used. It illustrates the working process of the mold, the forming coordination of movements, as well as punch and die inserts assembly space, and to develop typical machining process. Key words : potentiometers；lug；multi-postion progressive die；press；automatic feeding 目 錄 第一章 緒 論 ...........................................................................................1 第二章 零件圖分析和計算 .........................................................................1 2.1 工藝分析...............................................................................................................................1 2.2 工藝計算..............................................................................................................................2 2.2.1 加工零件的彎曲 ............................................................................................................2 2.2.2 彎曲件的毛坯長度計算 ................................................................................................2 2.2.3 彎曲高度要求 ................................................................................................................3 第三章 工藝方案與模具形式 .....................................................................3 3.1 零件的基本工序..................................................................................................................3 3.2 模具方案的設(shè)計..................................................................................................................3 第四章 工序及排樣圖設(shè)計 .........................................................................4 4.1 加工工序..............................................................................................................................4 4.2 排樣設(shè)計計算......................................................................................................................5 第五章 壓力、壓力中心計算 .....................................................................5 5.1 沖裁力..................................................................................................................................5 5.2 彎曲力..................................................................................................................................6 5.3 總壓力..................................................................................................................................6 5.4 壓力中心..............................................................................................................................6 5.5 沖裁間隙..............................................................................................................................8 5.5.1 沖裁間隙對沖件質(zhì)量的影響 ........................................................................................8 5.5.2 對模具壽命的影響 ........................................................................................................8 5.5.3 對沖裁力及卸料力的影響 ............................................................................................9 5.5.4 合理間隙選用 ..............................................................................................................10 5.6 模具刃口尺寸計算............................................................................................................10 5.6.1 凸、凹模刃口尺寸計算原則 .....................................................................................11 5.6.2 凸、凹模尺寸計算 ......................................................................................................11 第六章 級進模具設(shè)計 ..............................................................................12 6.1 模具總結(jié)構(gòu)設(shè)計................................................................................................................12 6.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計................................................................................................................13 6.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計................................................................................................................13 6.4 導(dǎo)料系統(tǒng)............................................................................................................................15 6.5 頂出裝置............................................................................................................................15 6.5.1 頂出裝置的類型 ..........................................................................................................15 6.5.2 常用類型 ......................................................................................................................16 6.6 監(jiān)控裝置............................................................................................................................17 6.6.1 監(jiān)控裝置的作用 ..........................................................................................................17 6.6.2 監(jiān)控裝置的工作原理 ..................................................................................................17 6.7 固定板................................................................................................................................18 6.8 墊板....................................................................................................................................19 6.9 螺釘和銷釘........................................................................................................................19 6.10 級進模的模架..................................................................................................................20 6.10.1 級進模模架的精度選擇 ............................................................................................20 6.10.2 選用模架的依據(jù)和考慮的問題 ................................................................................21 6.11 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的基本結(jié)構(gòu)與安裝方式..............................................................................22 第七章 級進模壓力機的選用 ...................................................................23 7.1 壓力機類型的選擇............................................................................................................23 7.1.1 壓力機類型 ..................................................................................................................23 7.1.2 壓力機規(guī)格 ..................................................................................................................24 7.2 壓力機的技術(shù)參數(shù)............................................................................................................24 7.2.1 公稱壓力的選擇 ..........................................................................................................24 7.2.2 行程次數(shù) ......................................................................................................................25 7.2.3 滑塊行程 ......................................................................................................................25 7.2.4 閉合高度 ......................................................................................................................25 7.2.5 工作臺面尺寸 ..............................................................................................................26 第八章 輔助裝置 .....................................................................................26 8.1 自動送料裝置..................................................................................................................26 8.1.1 自動送料裝置分類 ......................................................................................................26 8.1.2 輥軸自動送料裝置 ......................................................................................................26 8.1.3 單邊輥軸自動送料裝置的工作過程 ..........................................................................26 8.1.4 單邊輥軸自動送料裝置的結(jié)構(gòu)特性 ..........................................................................28 8.1.5 輥軸送料的特點及應(yīng)用場合 ......................................................................................34 8.1.6 軸的設(shè)計及校核 ..........................................................................................................34 8.1.7 軸承的設(shè)計和校核 ......................................................................................................37 8.1.8 鍵的設(shè)計和校核 ..........................................................................................................39 8.2 卸料裝置............................................................................................................................40 8.2.1 卸料裝置的設(shè)計 ..........................................................................................................40 8.3 選擇沖壓設(shè)備....................................................................................................................43 結(jié)論 .........................................................................................................44 致謝 .........................................................................................................45 參考文獻 ..................................................................................................46 附錄 .........................................................................................................47 1 第一章 緒 論 模具在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用非常之廣，所用器具幾乎均需用模具來成型實現(xiàn)， 例如在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，其中 60%80% 的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致 性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又被稱為“效益放 大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值往往是模具自身價值的幾十倍甚至是上百倍。 沖壓模具如今在生產(chǎn)中的地位越來越重要，而標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級 進模，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。級進模能夠在一副模具內(nèi)完成復(fù)雜零件的沖 裁，彎曲，拉深，立體成型以及裝配等復(fù)雜工藝，具有生產(chǎn)效率高，操作安全可靠， 可以加工復(fù)雜零件等特點而推崇備至。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動疊 片多功能模具，已達到國際水平。其他如 48、54、68 條腿集成電路柜架多工位級進模、 電子槍硬質(zhì)合金多工位級進模、別克轎車安全帶座式多工位級進模、空調(diào)器散熱片多 工位級進模，均達到國外同類產(chǎn)品水平。但總體上和國外多工位級進模相比，在制造 精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。 本文將對電位器接線片沖壓工藝與多工位級進模設(shè)計作一個系統(tǒng)、詳細的介紹。 畢業(yè)設(shè)計的意義就在于綜合運用所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識，進行多工位級進模 設(shè)計工作的實際訓(xùn)練，培養(yǎng)個人獨立工作能力和創(chuàng)新能力，樹立理論聯(lián)系實際和嚴謹 求實的工作作風(fēng)。鞏固、擴充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握多工位級進模的設(shè)計方法 和步驟。掌握多工位級進模設(shè)計的基本技能，如計算分析、計算機繪圖、查閱設(shè)計資 料和撰寫設(shè)計說明書，熟悉標準和規(guī)范。 第二章 零件圖分析和計算 2.1 工藝分析 1.工件圖采用厚 的黃銅帶制成，尺寸公差，形位公差都有較高的要求，外0.4m 形復(fù)雜，產(chǎn)量大，用級進模生產(chǎn)最為合理，其他加工方法都不經(jīng)濟。 2.主要工序有落料、沖孔、成形和彎曲。 3.工件圖如圖 2-1 所示。 2 圖 2-1 電位器接線片示意圖 2.2 工藝計算 2.2.1 加工零件的彎曲 表 2-1 彎曲 時，變薄系數(shù) 和應(yīng)變中性層位移系數(shù) 的數(shù)值90Xrt 0.1 0.25 0.5 1.0 2.0 g 0.82 0.87 0.92 0.96 0.99X 0.32 0.35 0.38 0.42 0.445 r彎曲半徑（mm） ，t料厚（mm） 2.2.2 彎曲件的毛坯長度計算 這類（ ）零件變薄不嚴重且斷面畸變較輕，可以按應(yīng)變中性層長度等于毛r.t 坯長度的原則來計算。毛坯長度等于零件直線長度和彎曲部分應(yīng)變中性層長度之和， 即： 3 （2i ii=rxt180Ll （ ） 1） 當 時，則毛坯的展開長度為：90 （22()iLlrxt 2） 2.2.3 彎曲高度要求 當彎曲 角時，為了保證工件的彎曲質(zhì)量，必須滿足彎曲件的直角邊高度為：90 （圖 2-2） 。當 h 較小時，直角在模具上支持的長度過小，不容易形成足夠的2hrt 彎矩，很難得到形狀準確的零件。若 時，則須預(yù)先壓槽，再彎曲；或增加彎2hrt 邊高度，彎曲后再切掉。如果所彎直角邊帶有斜角，則在斜邊高度小于 的區(qū)段不2rt 可能彎曲到要求的角度，而且此處也容易開裂。因此必須改變零件的形狀，加高直邊 尺寸。 圖 2-2 彎曲角 圖中 ，0.81hr0.t.4， 所以， ，則須預(yù)先壓槽，再彎曲；+2t 第三章 工藝方案與模具形式 3.1 零件的基本工序 該零件有以下基本工序：落料，沖 的圓孔和導(dǎo)正銷，以及六次彎曲。0.5m 4 3.2 模具方案的設(shè)計 根據(jù)這些基本工序可擬出三種方案：方案一，采用單工序模；方案二，落料沖孔 復(fù)合，其余單工序；方案三，采用多工位級進模制造。 比較三種方案，方案一和方案二，由于工序較多，且需用手工操作，定位難以達 到精度要求，質(zhì)量難以保證。由于該零件屬于定型產(chǎn)品中的零件，且大批量生產(chǎn)，采 用多工位級進模制造能夠達到精度要求，保證質(zhì)量。故選用方案三。 第四章 工序及排樣圖設(shè)計 4.1 加工工序 1. 沖壓材料使用黃銅帶，材料厚 ，采用自動送料器送料。0.4m 2.排樣如圖 4-1 所示，共 28 個工位。 第一工位：沖導(dǎo)正銷孔。 第二工位：空工位。 第三工位：空工位。 第四工位：沖裁 A 區(qū)外形。 第五工位：空工位。 第六工位：沖 的圓孔。30.5m 第七、八、九工位：空工位。 第十工位：沖工件 B 區(qū)外形，并向下彎曲尾部 。1.5m 第十一工位：空工位。 第十二工位：沖裁工件右側(cè) C 區(qū)外形。 第十三、十四工位：空工位。 第十五工位：沖裁工件 D 部位向上 和寬 彎曲。0.810.35 第十六工位：空工位。 第十七工位：尾部向下彎曲。 第十八工位：空工位。 第十九工位：向上彎曲 u 型槽的第二處彎曲。 第二十工位：空工位。 第二十一工位：向下彎曲 u 型槽上方處彎曲。 第二十二工位：空工位。 第二十三工位：向上彎曲 u 型槽的第一處彎曲。 5 第二十四工位：空工位。 第二十五工位：尾部的角度彎曲。 第二十六工位：空工位。 第二十七工位：落料。 第二十八工位：空工位。 圖 4-1 排樣圖 4.2 排樣設(shè)計計算 排樣時，在保證工件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率。材料利用 率的計算公式如下： 一個進距的材料利用率 的計算見式 （410%nAbh 1） 式中 A沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料） ； n一個進距內(nèi)沖裁件數(shù)目； b條料寬度； h進距。 第五章 壓力、壓力中心計算 5.1 沖裁力 1. 沖裁力由下式計算。 6 （5F=1.25tL 1） 式中 沖裁力（ N） ；0 L沖裁件的周長（mm） ； t材料厚度（mm） ； 材料抗剪強度（Mpa） 。 2.各沖裁區(qū)只是沖裁的長度不同，材料剪切強度極限 ，板料厚度40Mpa ，用上式可分別計算出各沖裁線長度和沖裁力，見下表 5-1：t0.4m 表 5-1 各沖裁線長度和沖裁力 部位 LmFN 部位 LmFN 1 個導(dǎo)正釘孔 39.4 1884 C 區(qū)沖裁 4 800 孔0.59.4 1884 D 區(qū)沖裁落料 31.4 6280 A 區(qū)沖裁 4.5 720 B 區(qū)沖裁 16 2560 總計 14128 5.2 彎曲力 1. 六個部位的彎曲均屬于自由彎曲，彎曲力用下式計算： （5 2b0.6KBtFr+ 2） 式中安全系數(shù) ，圓角半徑 ，屈服極限 ，式中板料寬1.3r.1mt=0.4， b240Mpa 度 B 不同，六個部位的寬度分別是 、2 個 、 、 和531.m.1 。0.351m 由上式可以計算出六個部分的彎曲力，分別為 彎曲總和N405267N5、 、 、 和 。 為 。96N 5.3 總壓力 F1428+9018 7 5.4 壓力中心 1.模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具 正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。對于帶有模柄的沖壓模， 壓力中心應(yīng)通過模柄的軸心線。否則會使沖模和壓力機塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo) 軌之間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。 2.沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： （1） 對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （2） 工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心重合。 （3） 形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計算法求出沖模的壓力中心。 解析法的計算依據(jù)是：各分力對某些坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該 坐標軸力矩。求出合力作用點的坐標位置 ，即為所求模具的壓力中心。xy（ ， ） 計算公式為： （5 iipp1p2pn1p1.niniFxFxx 3） （5 iipp1p2pn1p1.niniFyFyy 4） 因沖裁力與沖裁周邊長度成正比，所以式中的各沖裁力 、 、 ，可分p1F2p3nF 別用各種沖裁周邊長度 、 、 代替，即：1L23nL （5 12n11. iiniiLxxxLL 5） 8 （5 12n11. iiniiLyLyyL 6）根據(jù)以上公式，可計算出壓力中心位于沖導(dǎo)正銷左邊 。9.8m 5.5 沖裁間隙 5.5.1 沖裁間隙對沖件質(zhì)量的影響 沖裁件的質(zhì)量主要是指斷面質(zhì)量、尺寸精度和形狀誤差。斷面應(yīng)平直、光滑；圓 角小；無裂紋、撕裂、夾層和毛刺等缺陷。零件表面應(yīng)盡可能平整。尺寸應(yīng)在圖樣規(guī) 定的公差范圍之內(nèi)。影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸、凹模間隙值的大小及其分布的均 勻性，模具刃口鋒利狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)與制造精度，材料性能等，其中，間隙值大小與 分布的均勻程度是主要因素。 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實際尺寸與標稱尺寸的差值()，差值越小，精度 越高。這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模 具本身的制造偏差。沖裁件相對凸?；虬寄３叽绲钠睿饕怯捎跊_裁過程中，材 料受拉伸、擠壓、彎曲等作用引起的變形，在加工結(jié)束后工件脫離模具時，會產(chǎn)生彈 性恢復(fù)而造成的。偏差值可能是正的，也可能是負的。影響這一偏差值的因素主要是 凸、凹模的間隙。當間隙較大時，材料所受拉伸作用增大，沖裁完畢后，因材料的彈 性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使落料件尺寸小于凹摸尺寸，而沖孔件的孔徑 則大于凸摸尺寸。 當間隙較小時，凸摸壓入扳料接近于擠壓狀態(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(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。 此外，尺寸變化量的大小還與材料力學(xué)性能、厚度、軋制方向、沖裁件形狀等因 素有關(guān)。材料軟，彈性變形量較小，沖裁后彈性恢復(fù)量就小，零件的精度也就高。材 料硬，彈件恢復(fù)量就大。 以上是在模具制造精度一定的前提下進行的，間隙對沖裁件精度的影響比模具本 身制造精度的影響要小得多，若模具刃口制造精度低，沖裁出的工件精度也就無法得 到保證。模具的磨損及模具刃口在壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形也會影響到間隙及沖裁 件應(yīng)力狀態(tài)的改變，對沖裁件的質(zhì)量會產(chǎn)生綜合性影響。 9 5.5.2 對模具壽命的影響 沖裁模具的壽命以沖出合格制品的沖裁次數(shù)來衡量，分兩次刃磨間的壽命與全部 磨損后總的壽命。沖裁過程中，模具的損壞有磨損、崩刃、折斷、啃壞等多種形式。 影響模具壽命的因素很多，有模具間隙；模具制造材料和精度、表面粗糙度；被 加工材料特性；沖裁件輪廓形狀和潤滑條件等。模具間隙是其中的一個主要因素。因 為沖裁過程中，模具端面受到很大的垂直壓力與側(cè)壓力，而模具表面與材料的接觸面 僅局限在刃口附近的狹小區(qū)域，這就意味著即使整個模具在許用壓應(yīng)力下工作，但在 模具刃口處所受的壓力也非常大。這種高的壓力會使沖裁模具和板材的接觸面之間產(chǎn) 生局部附著現(xiàn)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。其磨損量與接觸壓力、相對滑動距離成正比，與材料屈服強度成反比。它被 認為是模具磨損的主要形式。當模具間隙減小時，接觸壓力(垂直力、側(cè)壓力、摩擦力)會 隨之增大，摩擦距離隨之增長，摩擦發(fā)熱嚴重，因此模具磨損加劇。而接觸壓力的增 大，還會引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刃。小間隙還會產(chǎn)生凹模脹裂，小凸模折 斷，凸、凹模相互啃刃等異常損壞。這些都導(dǎo)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(cè)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(yīng)增大，使模具刃口端面上的正 壓力增大，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形使磨損加劇，降低模具壽命。同時，間隙過 大，卸料力會隨之增大，也會增加模具的磨損。所以間隙是影響模具壽命的個重要 因素。 圖 5-1 間隙與磨損的關(guān)系 從圖 5-1 可看出，凹模端面的磨損比凸模大，這是由于凹模端面上材料的滑動比 較自由，而凸模下面的材料沿板面方向的移動受到限制的原因，而圖中所看到的凸模 側(cè)面的磨損最大，是因為從凸模上卸料，長距離摩擦加劇了側(cè)面的磨損，若采用較大 間隙可使孔徑在沖裁后因回彈增大卸料時減少與凸模的摩擦，從而減少凸模側(cè)面的 10 磨損。模具刃口磨損，帶來刃口的鈍化和間隙的增加，使制件尺寸精度降低，沖裁能 量增大，斷面粗糙。刃口的鈍化會使裂紋發(fā)生點由刃口端面向側(cè)面移動，發(fā)生在刃口 磨損部分終點處，從而產(chǎn)生大小和磨損量相當?shù)拿?凸模刃口磨鈍，毛刺產(chǎn)生在落料 件上，凹模刀口磨鈍，毛刺產(chǎn)生在孔上)，所以必須注意盡量減少模具的磨損。為提高 模具壽命， 一般需采用較大間隙，若制件精度要求不高時。采用合理大間隙，使 2/t 達到 15一 25，模具壽命可提高 35 倍，若采用小間隙，就必須提高模具硬度與模具制 造精度，在沖裁刃口進行充分的潤滑，以減少磨損。 5.5.3 對沖裁力及卸料力的影響 當間隙減小時，凸模壓入板材的情況接近于擠壓狀態(tài)，材料所受拉應(yīng)力減小，壓 應(yīng)力增大，板料不易產(chǎn)生裂紋，因此最大沖裁力增大。當間隙增大時，材料所受拉應(yīng) 力增大，材料容易產(chǎn)生裂紋，因此沖裁力減小。繼續(xù)增大間隙值，凸、凹模刃口產(chǎn)生 的裂紋不相重合，會發(fā)生二次斷裂沖裁力下降變緩。 當間隙增大時，沖裁件光亮帶窄，落料件尺寸偏差為負，沖孔件尺寸偏差為正， 因而使卸料力、推件力或頂件力減小。間隙繼續(xù)增大時，制件毛刺增大，卸料力、頂 件力迅速增大。 5.5.4 合理間隙選用 凸、凹模間隙是沖裁過程最重要的工藝參數(shù)，它對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁 力和卸料力等都有很大的影響，因此，設(shè)計模具時，一定要選擇一個合理的間隙，使 沖裁件的斷面質(zhì)量好，尺寸精度高，模具壽命長，所需沖裁力小，但嚴格說來，并不 存在一個同時滿足所有理想要求的合理間隙?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨 損，生產(chǎn)中通常是選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要模具間隙在這個范圍內(nèi)， 就可以基本滿足以上各項要求，沖出合格制件。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙 ，最大值稱為最大合理間隙 ?？紤]到模具在使用過程中的逐步磨損，設(shè)minZmaxZ 計和制造新模具時應(yīng)采用最小合理間隙。 理論計算法，確定間隙時理論計算的依據(jù)主要是：在合理間隙情況下沖裁時，材 料在凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋成直線會合。從圖 5.53 所示的幾何關(guān)系可得出計算 合理間隙的公式 （5002()2(1)hZthgttg 7） 式中 ----產(chǎn)生裂紋時的凸模壓入探度 (mm)0h 11 t料厚(mm)； 最大切應(yīng)力方向與垂線間夾角(即裂紋方向角)。 由上式可知，間隙 z 與板材厚度、相對壓入深度 /t、裂紋方向角 有關(guān)。而0h 、 又與材料性質(zhì)有關(guān)，但是這種方法不方便。0h 5.6 模具刃口尺寸計算 沖裁件的尺寸精度主要取決于凹、凸模刃口尺寸及公差、模具的合理間隙值也是 靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證的，因此，正確的確定凸、凹模刃口尺寸及其公 差，是沖裁設(shè)計中的一項重要工作。 5.6.1 凸、凹模刃口尺寸計算原則 (1)落料時，先確定凹模刃口尺寸，凹模刃口的基本尺寸取接近或等于制件的最小 極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)，仍能沖出合格制件。凸模刃口的基本尺寸 按凹模的刃口基本尺寸減小一個最小合理間隙來確定。 (2)沖孔時，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口尺寸的基本尺寸接近或等于孔的最大 極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)，仍能沖出合格制件。凹模刃口的基本尺寸 按凸模的刃口基本尺寸減小一個最小合理間隙來確定。 (3)凸模和凹模刃口的制造公差，主要取決于沖裁件的精度和形狀，一般模具的制 造精度比沖裁件的精度至少高 1-2 級，若制件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家 非配合尺寸的 IT14 級精度來處理，圓形件一般可按 IT10 級精度來處理，本次計算采 用 GB/T1804-2000 計算 表 5-2 因數(shù) x 非圓形 值x圓形 值x 1 0.75 0.5 0.75 0.5材料厚度 t/mm 制造公差 /mmA 1 0.160.17-0.35 0.360.16 0.16 1-2 0.20 0.21-0.41 0.42 0.20 0.20 2-4 0.24 0.25-0.49 0.50 0.24 0.24 4 0.30 0.21-0.59 0.60 0.30 0.30 12 5.6.2 凸、凹模尺寸計算 1、沖孔 沖孔部分由于結(jié)構(gòu)簡單，故采用凸凹模分別加工法。 查手冊可知落料、沖孔模刃口間隙取 ，取因數(shù)minmax0.1 Z0.13Z， =0.5，制造等級采用 m（中等級） 。x 孔徑為 7： 000in .2.2()(6.854)7ppd ..mi00071ddZ 孔徑為 8： in()pp.2.2(.854)8 min0ddpZ0.0.1 校核 ，有(0.020+0.020) (0.13-0.10),故 、 不滿足要axip pd 求，則凸凹模制造公差應(yīng)重新確定： mmmaxin0.4()0.43.012pZ mmai.6.6.8d 即，孔 7： ， ；0.12p0.187d 孔 8： ， 0.d.0 注： 、 分別為沖孔凹模和凸模的刃口尺寸（mm） ；a 、 分別為凹模和凸模的制造公差（ mm） ；dp 凸模最小尺寸（mm）min 最小合理間隙（mm）iZ 系數(shù)；x 公件的公差（ mm） ； 13 第六章 級進模具設(shè)計 6.1 模具總結(jié)構(gòu)設(shè)計 1由于材料厚度為 ，所以各雙面沖裁間隙只有 ，因而要求模0.4m0.35m 架有很高的導(dǎo)向精度，故選用滾珠導(dǎo)向鋼板模架。模具結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。 模具上模部分由上模座、墊板、凸模固定板、彈壓卸料板及各個凸模組成。卸料板 分為獨立的三塊，每塊卸料板均安裝兩個小導(dǎo)柱導(dǎo)向，每塊卸料板又由卸料板基體和 卸料板鑲塊組成。 模具下模部分由下模座、墊板、凹模板、凹模鑲塊、導(dǎo)料板、彈頂器組成。模具 還 裝有限位柱和安全檢測裝置。 2.模具零件的加工精度和配合要求 表 6-1 模具零件的加工精度及其相互配合 配合零件名稱 精度及配合 導(dǎo)柱與下模座 H7/r6 導(dǎo)套與上模座 H7/r6 導(dǎo)柱與導(dǎo)套 H7/h6 模柄（壓入式）與上模座 H7/m6 續(xù)表 6-1 凸模與凸模固定板 H7/m6 圓柱銷與凸模固定板、上下模座等 H7/n6 固定擋料銷與卸料板 H7/m6 凸凹模與凸凹模固定板 H7/n6 螺釘與螺桿孔 0.5 或 1mm（單邊） 卸料板與凸凹模 0.10.5mm（單邊） 推件塊與凹模 0.10.5mm（單邊） 推桿與模柄 0.51mm（單邊） 14 6.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具共有各種用途的凸模 13 個，且多為細小的凸模。凸模的保護主要依靠卸料板 和鑲在卸料板上的凸模保護套來實現(xiàn)。凸模的固定方法為：對于圓凸模均設(shè)計為臺階 式，用凸模固定板固定；對于非圓凸模，上部設(shè)計為矩形，與凸模固定板上的矩形孔 配合，靠近凸模最上部鉆孔或開槽，用銷釘或卡塊固定在凸模固定板內(nèi)。 6.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于該工件比較復(fù)雜，所以將凹模設(shè)計為鑲拼結(jié)構(gòu)，并用內(nèi)六角螺釘和銷釘將其 固 定在上模座上。凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)后，雖然拼塊的裝配和模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，但是分 塊后凹模易于加工，精度容易保證，而且還可以將懸臂結(jié)構(gòu)單獨作為一個部分，損壞 后易于更換，可避免整體凹模報廢。 凸模和凹模鑲拼結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)是凸、凹模形狀、尺寸及其受力情況、沖裁板料 厚 度等。鑲拼結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則如下： 1.力求改善加工工藝性，減少鉗工工作量，提高模具加工精度 (1)盡量將形狀復(fù)雜的內(nèi)形加工變成外形加工，以便于切削加工和磨削。 (2)盡量使分割后拼塊的形狀、尺寸相同，可以幾塊同時加工和磨削，一般沿對稱線分 割可以實現(xiàn)這個目的。 (3)應(yīng)沿轉(zhuǎn)角、尖角分割，并盡量使拼塊角度大于或等于 90。 (4)圓弧盡量單獨分塊，拼接線應(yīng)在離切點 47mm 的直線處，大圓弧和長直線可以分 為幾塊。 (5)拼接線應(yīng)與刃口垂直，而且不宜過長，一般為 1215mm。 2.便于裝配調(diào)整和維修 (1)比較薄弱或容易磨損的局部凸出或凹進部分，應(yīng)單獨分為一塊。 (2)拼塊之間應(yīng)能通過磨削或增減墊片方法，調(diào)整其間隙或保證中心距公差。 (3)拼塊之間應(yīng)盡量以凸、凹槽形相嵌，便于拼塊定位，防止在沖壓過程發(fā)生相對移動。 滿足沖壓工藝要求，提高沖壓件質(zhì)量 為此，凸模與凹模的拼接線應(yīng)至少錯開 35mm，以免沖裁件產(chǎn)生毛刺；拉深模拼接線應(yīng)避開材料有增厚部位，以免零件表面 出現(xiàn)拉痕。 凹模輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸 及厚度尺寸 H。從凹模刃口至()LB長 寬 凹 15 模外緣的最短距離稱為凹模的壁厚 c，對于形狀復(fù)雜凹模，為了使壓力中心與凹模板中 心重合，凹模平面尺寸應(yīng)按下式計算： （61）2Ll （62）Bbc 沿凹模長度方向壓力中心至最遠刃口間距的 2 倍（mm） ；l 沿凹模寬度方向刃口孔型的最大距離（mm） ；b 凹模壁厚（ mm） ，主要考慮布置螺孔與銷孔的需要，同時也要保證凹模的強度和c 剛度，查手冊可知壁厚在 42-52 之間，取 52mm。 凹模的厚度主要是從螺釘旋入深度和凹模剛度的需要兩方面考慮，一般應(yīng)不小于 8mm，隨著凹模板平面尺寸的增大，其厚度也相應(yīng)地增大。 凹模板的厚度可按如下經(jīng)驗公式估算： （63）3120.HKF = .641803 =7m 式中 沖裁力(N);F 凹模材料修正系數(shù)，合金工具鋼取 ，碳素工具鋼取 ；1K1K1.3K 凹模刃口周邊長度修正系數(shù)，如表 632 綜合上述計算結(jié)果取凹模尺寸為 。34207m 表 6-2 修正系數(shù) 2 刃口長度（mm） 修正系數(shù) 2K刃口長度（mm） 修正系數(shù) 2K 500 1.6 6.4 導(dǎo)料系統(tǒng) 在凹模上裝有導(dǎo)尺、導(dǎo)尺內(nèi)側(cè)開槽，以防止條料向上躍出導(dǎo)尺。 在導(dǎo)尺的條料進口處裝有彈性側(cè)壓裝置，其結(jié)構(gòu)如圖 6-1 所示，側(cè)壓裝置的作用 16 是 使條料在運行中緊貼一側(cè)的導(dǎo)尺，用于消除導(dǎo)尺與條料之間的間隙，增加條料橫
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