計成形導(dǎo)電片零件翻孔模具畢業(yè)設(shè)計

1、畢業(yè)論文課題名稱:計成形導(dǎo)電片零件翻孔模具姓名學(xué)號2009001110班級模具0901專業(yè)模具設(shè)計與制造所屬學(xué)院年級2009級指導(dǎo)老師所屬單位2012年06月01日摘要本課題是拉手的沖壓模具的設(shè)計。根據(jù)設(shè)計零件的尺寸、 材料、生產(chǎn)批量等要求，分析零件的工藝性，確定沖裁工藝 路線方案，從而設(shè)計一套多工序模具，在保證工件的尺寸和 形狀位置精度要求的同時，盡量的提高材料的利用率和生產(chǎn) 效率。本文主要是介紹說明了鋼拉手零件成形的各個工序及 其模具的設(shè)計及尺寸計算，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，對主要零件 的設(shè)計和裝配要求技術(shù)進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞拉手沖壓模工藝路線設(shè)計hand ie d i e and stamp i

2、 ng parts des i gnmold konstruktion und herstellung lipanchaod i gest this topic is the drawer steel handle stamping die design. according to the design of parts size, material, and mass production requirements, analysis of parts of the process, determine the blanking process route plan, so as to de

3、sign a number of mold, in ensuring the size and the shape and location accuracy requirements at the same time, to improve the utilization rate of materials and production efficiency. this paper mainly introduces the steel handle parts forming processes and die design and dimensional calculation, str

4、uctural design at the same time, the design of the main parts and assembly requirements of technology are analyzed.key word handle> stamping die、process route> design目 錄摘要1第一章緒 論3第二章 沖壓工藝過程設(shè)計62. 1沖裁件工藝性分析72.1.1沖栽件的結(jié)構(gòu)工藝性72. 1. 2尺寸精度與斷面粗糙度72.2 制定沖栽工藝方案82. 2. 1擬定零件的沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)82.3沖壓工藝計算、初選設(shè)備92. 3

5、. 1沖裁凸模、凹模刃口尺寸的計算92.3.2 沖裁力的計算102. 1確定模具類型和結(jié)構(gòu)形式12第三章 翻孔工藝過程設(shè)計143. 1內(nèi)孔翻孔變形特點與翻孔系數(shù)143.2翻孔工藝計算173.2. 1翻孔工藝計算173.2.2翻孔凹凸模尺寸確定173.3 總翻孔力確定183. 3. 1翻孔力確定183.3.2頂件力確定183.3.3整形力確定183. 4翻孔模具結(jié)構(gòu)確定193.5繪制模具總裝圖（見圖紙）203.6繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)件圖（見圖紙）20附錄211、標(biāo)準(zhǔn)公差表212開式雙柱可傾壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格表22參考文獻(xiàn)23第一章緒論加入世貿(mào)組織后，我國機(jī)械制造業(yè)迎來了空前的發(fā)展機(jī)遇， 我國正逐步變成

6、“世界制造中心”。為了增強(qiáng)競爭能力，中國制 造業(yè)開始廣泛使用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)、模具技術(shù)，21世紀(jì)機(jī)械制造 業(yè)的競爭，其實是數(shù)控技術(shù)的競爭。隨著數(shù)控技術(shù)、模具技術(shù)的 迅速發(fā)展及數(shù)控機(jī)床的急劇增長，我國機(jī)械企業(yè)急需大批數(shù)控機(jī) 床編輯、操作、維修技術(shù)人才及模具設(shè)計與制造技術(shù)人才，而冃 前勞動力市場這種技術(shù)應(yīng)用型人才嚴(yán)重短缺。為此，教育部會同 勞動和社會保障部、國防科工委、信息產(chǎn)業(yè)部、交通部、衛(wèi)生部 聯(lián)合啟動了“職業(yè)院校制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng) 培訓(xùn)工程”，明確高等職業(yè)教育的根本任務(wù)就是要從勞動力市場 的實際需要出發(fā)，堅持以就業(yè)沒導(dǎo)向，以全面素質(zhì)為基礎(chǔ)，以能 力為本位，努力造就數(shù)以千萬計的制

7、造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)一線迫切 需要的高素質(zhì)技能型人才，以緩解勞動力市場技能型人才緊缺的 現(xiàn)狀。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技 術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的 不斷革新和發(fā)展。目前，國內(nèi)外對沖圧成形理論的研究非常重視, 在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī) 律研究及坯料與模具z間的相互作用研究等方面均取得了較大 的進(jìn)展。特別是隨著計算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn) 一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機(jī)模擬 技術(shù)，即利用有限元（fem）等有值分析方法模擬金屬的塑性成 形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案

8、成形的可 行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機(jī)上選擇修改相關(guān)參 數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。一方面，與此相比適應(yīng)的新 型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模 具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具cad/cam技術(shù)也在迅速發(fā)展；另 一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅 基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模 等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的 多工位及多功能級進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn) 代沖模的技術(shù)水平。目前，50個工位以上的級進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到2微米，多功能 級進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝

9、配等工序。 我國已能口行設(shè)計制造岀達(dá)到國際水平的精度達(dá)25微米，進(jìn)距 精度2飛微米，總壽命達(dá)1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能 生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計制造方法、手段方面基本達(dá)到 了國際水平，但在制造方法手段方面已基木達(dá)到了國際水平，模 具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造 周期和成本方面與國外相比還存在一定湼距。隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，模具技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn) 以下趨勢。模具cad/cae/cam正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng) 絡(luò)化方向發(fā)展。模具cad/cae/cam技術(shù)是模具設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展方向， 模具和工件的檢測數(shù)字、模具軟件功能集成化、模具設(shè)計、分析

10、 及制造的三維化、模具產(chǎn)業(yè)的逆向工程以及模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò) 化是主趨勢。新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計模具，所采用 的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析、模具可制造性 評價和數(shù)控加工、成形過程模擬（cae）及信息的管理與共享。 值得強(qiáng)調(diào)的是，模具數(shù)字化不是孤立的計算機(jī)輔助功能或數(shù)控技 術(shù)的集合，其關(guān)鍵是它們與人工智能的有機(jī)集成，不僅可以整理 知識、保存知識，還可以挖掘知識、繁衍知識。新一代的模具數(shù) 字化將是一個集工程師的智慧和經(jīng)驗、計算機(jī)的硬件和軟件、數(shù) 值模擬和數(shù)控技術(shù)、工藝及工程管理為一體的模具優(yōu)化的開發(fā)、 設(shè)計和認(rèn)證的系統(tǒng)工程。模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的

11、不斷進(jìn)步, 它在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。第二章沖壓工藝過程設(shè)計設(shè)計要求：設(shè)計成形導(dǎo)電片零件翻孔模具零件圖如下圖所示：2.1沖裁件工藝性分析 2.1.1沖栽件的結(jié)構(gòu)工藝性該零件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸相對較小，厚度1.0mm,中批量主產(chǎn), 適合總裁。該零件材料為q235鋼板屬于普通碳素鋼，查表可知, 其屈強(qiáng)比小，延伸性能好，具有良好的沖壓性能。2.1.2尺寸精度與斷面粗糙度該零件均未標(biāo)注公差，屬于自由尺寸，按it13級確定工件 尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差分別為：零件外形：63打43伽、30（o33mni> 20°033mm> 8022mm零件內(nèi)形：0

12、3嚴(yán)m(xù)m> 06嚴(yán)m(xù)m孔心距:43?（）39mm結(jié)論：該零件沖栽工藝性較好，適合沖裁。2.2制定沖栽工藝方案 2.2.1擬定零件的沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)該沖栽零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下 三種方案：方案一：先落料，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料一沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：落料一沖孔連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。分析：方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具 才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的 要求，且零件精度不高。方案二和三零件精度高，平直度較好， 生產(chǎn)效率也高。方案二模具結(jié)構(gòu)較為簡單，綜合考慮確定采用復(fù) 合沖栽方式進(jìn)行生產(chǎn)。為便

13、于操作，復(fù)合模結(jié)構(gòu)釆用倒裝式復(fù)合模及彈性卸料和 定位釘定位方式。2.3沖壓工藝計算、初選設(shè)備2.3.1沖裁凸模.凹模刃口尺寸的計算基本尺寸及分類沖裁間隙磨 損 系 數(shù)計算公式制 造 公計算結(jié)果落 料 凹 模dmax0-a一630-0.432 - c g 亍?s1i i dz o z z ii制 件 精 度 為：it13 級， 故x 二0. 75i)產(chǎn)(dmax-x ) oa/4/4d .=62.68相應(yīng)凸 模尺寸按凹模實際尺 寸配作，保證 e 二0. 04maxd max0-a=300-0.33d人=29. 75嘗3相應(yīng)凸 模尺寸按凹模實際尺 寸配作，保證 e 二0. 04maxdmax0-a

14、二 200-0.33d廣19. 75捫彳相應(yīng)凸模 尺寸按凹模實際尺寸 配作，保證emax=0. 04dmax0-a二 80-0.22d/7.83捫5相應(yīng)凸模 尺寸按凹模實際尺寸 配作，保證emax=0. 04孔凸模d min =9 +04° 0d 丁 二(d min +x )jd廣3. 11爲(wèi)相應(yīng)凹模 尺寸按凸模刃口尺寸 配作，保證e =0. 04nicia-18m o m h o d 6忻 口一max- 相力 e 0.045模證 4(,一凸保 4/ =6寸作 r z jb d 犬酉扎邊距2 o0.2 11 o 一x-mln403 - )br(b<l5o-o.o61 r 9 b

15、 -孔心距土 9h- 33 4 ox+n 4 mi/l a =(+-r ) l a/8a 4l -式中 1兒落料凹模刃口尺寸 d7沖孔凸模刃口尺寸 dmax落料件的最大極限尺寸 dmin沖孔件的最小極限尺寸 zmax> zmin最大、最小初始雙面間隙沖栽件的制造工差2.3.2沖裁力的計算(1) 根據(jù)零件圖算得零件內(nèi)外周邊之和，落料時的周邊長度 為:l二60+30+2x20+10=140 (mm)沖孔時的周邊長度為：二(3+6) x3. 14=28.25 (mm)根據(jù)金屬沖壓材料的力學(xué)性能設(shè)計手冊查出q235的抗剪強(qiáng) 度為 t 二304373 (mpa )取 t 二343 (mpa)普通平

16、刃口凸、凹沖裁模，其沖裁力f按f=ktl t式計算: fkl, t=62426 (n)f2- kl2 t=12597(n)式中：f沖裁力(n)t材料抗剪強(qiáng)度，見附表(mpa)；l沖裁輪廓周邊總長(mm)；t材料厚度(mm)；k全系數(shù)，一般取1.3(2) 總沖裁力、卸料力、推料力、頂件力、彎曲力和總沖 壓力市于沖裁模具采用彈壓卸料裝置和自然落料方式?？偟臎_裁力包 括f總沖壓力匚總沖裁力fx卸料力fr推料力fd頂件力 總沖裁力：j二fi+f?二75025 (n)卸料力計算，根據(jù)公式：fx二心j,心為卸料力系數(shù) 查表得 kx =0. 04-0. 05,取 =0.05fx=0. 05x75025=37

17、51. 25 (n)推件力計算，根據(jù)公式：f7=nk7.fp , k.f為推料力系數(shù) 查表得 kr =0. 055fr=nkrf2=3x0. 055x 12597=2079 (n)頂件力計算，ffi , k。為頂件力系數(shù) 查表得k°二0. 06,蔦二0 06x 12597 =756 (n)總的沖壓力計算，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)采用彈性卸料裝置和下出料 方式的沖裁模時，模具沖壓力：f二fp+fx+fyf二fp+fx+ft二75025+3751.25+2079=80855 (n)根據(jù)總的沖壓力及沖壓設(shè)備的參數(shù)，初選壓力機(jī)為：開式雙 柱可傾壓力機(jī)j2310(3) 模具壓力中心與計算模具的壓力中心，可

18、安以下原則來確定：1、對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的兒 何中心。2、工件形狀 相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件 的對稱屮心相重合。3、各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對 該軸的力矩。求出合力作用點的坐標(biāo)位置0, 0(x=0,y=0),即為 所求模具的壓力中心。由于該零件是一個不規(guī)則矩形圖形，借助軟件測出該零件 的壓力中心位置為2.037, 0.964o2.1確定模具類型和結(jié)構(gòu)形式由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為：落 料一一沖孔復(fù)合模。為使操作方便安全，要求沖孔廢料不出現(xiàn)在模具工作區(qū)域， 提高工作效率，采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)。零件的生產(chǎn)批量屬于屮批

19、量生產(chǎn)，年產(chǎn)10萬件，合理安排 生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到要求，且能夠降低模具成本， 因此采用手工送料方式，采用定位釘定位?？紤]到工序件的結(jié)構(gòu)，為保證工件質(zhì)量，采用彈性卸料方式, 并能起壓料作用。沖孔廢料采用由凸模直接從凹模洞口推下的下 料方式?？紤]到零件精度不高，從裝模方便的角度考慮，采用后 側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向模架。模架精度等級為112級。第三章 翻孔工藝過程設(shè)計3.1內(nèi)孔翻孔變形特點與翻孔系數(shù)如圖1所示為內(nèi)孔翻孔簡圖。翻孔時，在把板材內(nèi)孔邊緣向 凹模彎曲的同時，通過將內(nèi)孔沿圓周方向擴(kuò)大而形成側(cè)壁。伸長類翻孔的共同特點是毛坯在切向拉應(yīng)力的作用下產(chǎn)生切 向伸長變形。內(nèi)孔翻孔前毛坯孔徑d°

20、,翻孔時，板料在凸模作用 下孔徑d。不斷擴(kuò)大，亦即板料沿圓周方向被拉長，直到孔徑尺寸 增大到等于凸模直徑d。，形成豎邊，翻孔結(jié)束。翻孔變形區(qū)域只 限于內(nèi)徑為d。、外徑為d°的環(huán)形部份。變形區(qū)應(yīng)力一應(yīng)變狀態(tài) 如圖2所示。變形區(qū)材料處于雙向拉應(yīng)力狀態(tài)，其中切向應(yīng)力。 &自孔邊緣向彎曲方向逐漸變小，亦即在孔邊緣。最大，而徑向 應(yīng)力。近乎等于零。變形區(qū)域的應(yīng)變是切向為拉伸，徑向與軸 向為壓縮，切向應(yīng)變?？诳走吘壪驈澢较蛑饾u變小，故厚度 愈接近邊緣處愈薄。正因如此，翻孔時的主要危險是邊緣破裂， 而邊緣是否破裂與翻孔變形程度有關(guān)。內(nèi)孔翻孔時的變形程度用翻孔系數(shù)k表示k = d°

21、;/d,”式屮 d0毛坯上圓孔的初始直徑；dm 翻孔后邊的中徑。內(nèi)孔翻孔（圖1）內(nèi)孔翻孔件尺寸（圖2）內(nèi)孔翻孔的成形極限可根據(jù)口部是否發(fā)生破裂來確定。所 以，在內(nèi)孔翻孔時應(yīng)保證毛坯邊緣的金屬伸長變形小于材料塑性 伸長所允許的極限值。繪圖翻孔系數(shù)k與豎邊邊緣厚度可按止式 估算t =由式可知，k越小，堅邊邊緣厚度減薄利害，當(dāng)翻孔系數(shù) 減小到使孔的邊緣頻于拉裂時，這種極限狀態(tài)下的翻孔系數(shù)為極 限翻孔系數(shù)，以匕表示。如下表所示：少模形氏孔的加gj法比值"i/m100503520151086.55 '31球形凸模鉆扎 沖孔0,70.750.60.650.520.570.450.520.

22、40.480.360.450.330.440.310.430.30.420.250.420.2圓杜形凸模估孔0.80.70.60.50.450.420.40.370.350.30.25沖孔0.850.71o.6s060.550.520.50.500.480.47低碳鋼圓孔的極限翻孔系數(shù)k經(jīng)遼火的毛坯材料wkk邊系敎經(jīng)退火的毛坯林料極限制邊系數(shù)ki&klmn白鐵皮0.700.65 |鈦合金ta1 (冷態(tài))0.64-0.680.55黃銅 h62, 1 =0.5- 6.u mm0.680.62 1,tai (3oo-4oov)0.40*0.50鋁、t - il55o mm0.700.64ta

23、5 (冷態(tài))0.850.900.75理鋁合金0.890.80ta5 (500- 600v)0.65-0.700.55不繡鋼、高溫合金0.65-0.690.57-0.61其它材料的翻孔系數(shù)k3.2翻孔工藝計3.2.1翻孔工藝計算翻孔直徑d的確定公式為 d = d-2(h-0. 43r-0. 72t)即 h 二(d-d)/2+0. 43r+0. 72t由上述可知，當(dāng)k取k時，h達(dá)到最大值h®。若零件的高 度h>hmax時，一次翻孔成形會導(dǎo)致零件孔口邊緣可能破裂，此時 應(yīng)該采用多次翻孔。3.2.2翻孔凹凸模尺寸確定按標(biāo)注內(nèi)形尺寸進(jìn)行計算，工作尺寸為05ooj5mmo 翻孔凸模尺寸d廣

24、(嘰+0.5a)爲(wèi)二:5 °75。008式中心按it8級確定。翻孔凹模尺寸d(dmin+0.5a+0.2z)評=6. 245式中5畀安tt8級確定，z二0. 85t3.3總翻孔力確定3.3.1翻孔力確定fj 二 1. 1 n (dd) t cr $=477式中 f翻孔力，nt材料的厚度，mma s材料的屈服極限，查表取169mpad翻孔后的直徑d坯料的預(yù)制孔宜徑，mm3.3.2頂件力確定頂件力可取翻孔力的10%,即f d=0.1x477=47. 73.3.3整形力確定f2=pa =80x3. 14x(3. 52-2. 52)二 1507故選用壓力機(jī)為j23-3. 153.4翻孔模具結(jié)

25、構(gòu)確定1 下模座、2定位銷、3凸模、4.卸料版、5壓塊、6.模柄、7壓桿8、10.內(nèi)六角螺釘、9彈簧、11 卸料彈簧1 模具類型模具類型為單工序翻孔模。2. 操作與定位方式為了保證定位準(zhǔn)確，可利用工序內(nèi)孔7定位，在模具中設(shè)置 壓料板，壓料板外形尺寸與工序件內(nèi)孔一致，即可壓料，又起定 位作用。3. 卸料與出件方式為了保證可靠卸料和出件，在下模采用彈性頂件裝置，在上模采用鋼性推件裝置。4 模架類型及精度從裝置方便的角度考慮，采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向模架。模架精度 等級為ii級。3.5繪制模具總裝圖（見圖紙）3.6繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)件圖（見圖紙）附錄1、標(biāo)準(zhǔn)公差表公差等級基本尺寸it8it9it1it1it1it1it1it1mm01234