腰形鏈片零件沖裁模畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、腰形鏈片零件沖裁模畢業(yè)設(shè)計(jì) 南 京 工 程 學(xué) 院畢業(yè)論文繼續(xù)教育學(xué)院04級模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)題目: 腰形鏈片零件沖裁模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)老師: 2008 年10 月目 錄摘要與關(guān)鍵詞(2)前言(4)本論(5)課題(5)沖裁的工藝性和工藝方案的確定(6)模具的技術(shù)要求和材料的選用(6)排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算(7)主要設(shè)計(jì)計(jì)算(8)計(jì)算沖裁力(8)確定模具壓力中心(9)凸凹模的刃口尺寸計(jì)算(9)模具的總設(shè)計(jì)和重要部件的設(shè)計(jì)(9)選擇沖壓設(shè)備(11)工作零件的加工工藝(12)落料凹模加工工藝規(guī)程(12)落料凸模加工工藝規(guī)程(12)總結(jié)(13)參考文獻(xiàn)(14)致謝(15)摘 要 我國沖壓模具無論在數(shù)量上

2、,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展,但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大,一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口,特別是中高檔轎車的覆蓋件模具,目前仍主要依靠進(jìn)口。因而只有培養(yǎng)模具人才才能縮小我國同發(fā)達(dá)國家之間的距離。 本次設(shè)計(jì)的模具為導(dǎo)板式單工序落料模,特點(diǎn)是利用導(dǎo)板做導(dǎo)向,結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,沖裁間隙由沖床滑塊的導(dǎo)向精度決定。可用于邊角余斜沖裁。常用于料厚而精度要求不高的小批量沖壓件的生產(chǎn)。設(shè)計(jì)內(nèi)容是從零件的工藝性分析開始的,根據(jù)工藝要求來確定設(shè)計(jì)的大體思路。沖裁是最基本的沖壓工序。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)是在分析沖裁變形過程及沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上,介紹沖裁工藝

3、計(jì)算、工藝方案制定和沖裁模設(shè)計(jì)。涉及沖裁變形過程分析、沖裁件質(zhì)量及影響因素、間隙確定、刃口尺寸計(jì)算原則和方法、排樣設(shè)計(jì)、沖裁力與壓力中心計(jì)算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計(jì)方法與步驟等。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有:1、沖裁件工藝性分析;2、確定沖裁工藝方案;3、選擇模具的結(jié)構(gòu)形式;4、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算;5、選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸;6、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù);7、繪制模具總裝圖及零件圖。 本次設(shè)計(jì)不僅讓我熟悉了課本所學(xué)的知識,而且我做了把所學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中,更讓我了解了沖裁模設(shè)計(jì)的全過程和加工實(shí)踐的各種要點(diǎn)。使我在書本和

4、實(shí)踐當(dāng)中有一個(gè)質(zhì)的飛躍。關(guān)鍵詞:沖裁模導(dǎo)板式小批量結(jié)構(gòu)簡單前 言1沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備(主要是壓力機(jī))上的模具對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行冷變形加工,且主要采用板料來加工成所需零件,所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一,隸屬于材料成型工程術(shù)。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具,簡稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要,沒有符合要求的沖模,批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行;沒有先進(jìn)的沖模,先進(jìn)的沖壓工藝就無法

5、實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素,只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比,沖壓加工無論在技術(shù)方面還是 經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下: 1 沖壓加工的生產(chǎn)效率高,且操作方便,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工,普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次,高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上,而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。 (2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度,且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 (3)沖壓可

6、加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件,如小到鐘表的秒表,大到汽車縱梁、覆蓋件等,加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng),沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。 (4)沖壓一般沒有切屑碎料生成,材料的消耗較少,且不需其它加熱設(shè)備,因而是一種省料,節(jié)能的加工方法,沖壓件的成本較低。 但是,沖壓加工所使用的模具一般具有專用性,有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技術(shù)要求高,是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以,只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下,沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn),從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件,如汽車、農(nóng)機(jī)

7、、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?少則60%以上,多則90%以上。不少過去用鍛造,鑄造和切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說,如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝,許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。 2 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多,各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同,因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來,可分為分離工序和成形工序兩大類;分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的

8、沖壓(俗稱沖裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序,按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序,每種基本工序還包含有多種單一工序。 在實(shí)際生產(chǎn)中,當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí),若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案,即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成,稱為組合的方法不同,又可將其分為復(fù)合-級進(jìn)和復(fù)合-級進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓?在壓力機(jī)的一次工作行程中,在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級進(jìn)沖

9、壓?在壓力機(jī)上的一次工作行程中,按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合-級進(jìn)?在一副沖模上包含復(fù)合和級進(jìn)兩種方式的組合工序。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等;按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模,都可看成是由上模和下模兩部分組成,上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上,是沖模的固定部分。工作時(shí),坯料在下模面上通過定位零件定位,壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時(shí),模具的卸料與出件裝置

10、將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來,以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。 論 文一、課題 1導(dǎo)板式單工序落料模 2零件圖(圖1) 3材料:08鋼 4料厚:2mm 5尺寸精度:± 圖1零件圖二、沖裁的工藝性和工藝方案的確定 沖裁工藝設(shè)計(jì)包含沖裁件的工藝性分析、沖裁工藝方案的確定和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的內(nèi)容。良好的工藝性和合理的工藝方案,可以用最少的材料,最少的工序數(shù)量和工時(shí),并使模具結(jié)構(gòu)簡單,模具壽命高,最終穩(wěn)定地獲得合格工作勞動(dòng)量和工藝成本是衡量沖裁工藝設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。工藝性是否合理,對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。 (一)沖裁件的形狀和尺寸? 1.沖裁件形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、排樣

11、廢料少。在滿足質(zhì)量要求的條件下,把沖裁件設(shè)計(jì)成少 、無廢料的排樣形狀。 2.除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu) 時(shí),允許工件有尖銳的清角外 ,沖裁件的外形或內(nèi)孔交角處應(yīng)采用圓角過渡, 避免清角 。 3.盡量避免沖裁件上過長的懸臂 與狹槽 4.沖裁件孔與孔之間 、孔與零件邊緣之間的壁厚,因受模具強(qiáng)度和零件質(zhì)量的限制,其值不能太小。一般要求 c1.5t,ct。若在彎曲或拉深件上沖孔 ,沖孔位置與件壁間距 應(yīng)滿足圖示尺寸。 5.沖裁件的孔徑因受沖孔凸模強(qiáng)度和剛度的限制,不宜太小,否則容易折斷和壓彎。沖孔最小尺寸取決于材料的機(jī)械性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。 (二沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求? ?沖裁

12、件的精度要求,應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍以內(nèi),對于普通沖裁件,其經(jīng)濟(jì)精度不高于 IT12級,沖孔件比落料件高一級。 三沖裁件的尺寸基準(zhǔn)? ?沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模時(shí)的定位基準(zhǔn)重合,以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差?？孜怀叽缁鶞?zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過程中始終不參加變形的 面或線上 ,切不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。 形狀:該零件的形狀是一個(gè)腰形鏈片形狀(40×20)厚度2 單位:毫米 尺寸:20±0.1 40±0.1 R10±0.1 10±0.1 2±0.1單位:毫米 三、模具的技術(shù)要求和材料的選用 (一)本設(shè)計(jì)是非常簡單的單工序沖裁落料模,因此,在

13、模具的技術(shù)要求上也不是很復(fù)雜。 (二)模具材料的選用一般參照一下幾點(diǎn)來選擇 1.耐磨性 坯料在模具型腔中塑性變性時(shí),沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng),使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈的摩擦,從而導(dǎo)致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。 硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下,模具零件的硬度越高,磨損量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性還與材料中碳化物的種類、數(shù)量、形態(tài)、大小及分布有關(guān)。 2.強(qiáng)韌性 模具的工作條件大多十分惡劣,有些常承受較大的沖擊負(fù)荷,從而導(dǎo)致7脆性斷裂。為防止模具零件在工作時(shí)突然脆斷,模具要具有較高的強(qiáng)度和韌性。 模具的韌性主要取決于材料的含碳量、晶粒度及組織狀態(tài)

14、。 3.疲勞斷裂性能 模具工作過程中,在循環(huán)應(yīng)力的長期作用下,往往導(dǎo)致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。 模具的疲勞斷裂性能主要取決于其強(qiáng)度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。 4.高溫性能 當(dāng)模具的工作溫度較高進(jìn),會(huì)使硬度和強(qiáng)度下降,導(dǎo)致模具早期磨損或產(chǎn)生塑性變形而失效。因此,模具材料應(yīng)具有較高的抗回火穩(wěn)定性,以保證模具在工作溫度下,具有較高的硬度和強(qiáng)度。 5.耐冷熱疲勞性能 有些模具在工作過程中處于反復(fù)加熱和冷卻的狀態(tài),使型腔表面受拉、壓力變應(yīng)力的作用,引起表面龜裂和剝落,增大摩擦力,阻礙塑性變形,降低了尺寸精度,從而導(dǎo)致模具失效。冷熱疲勞

15、是熱作模具失效的主要形式之一,幫這類模具應(yīng)具有較高的耐冷熱疲勞性能。 6.耐蝕性 有些模具如塑料模在工作時(shí),由于塑料中存在氯、氟等元素,受熱后分解析出HCI、HF等強(qiáng)侵蝕性氣體,侵蝕模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加劇磨損失效。 作為一般導(dǎo)板式單工序落料模,材料采用45#鋼 四、排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 排樣設(shè)計(jì):不合理的往復(fù)送料排樣法以及過小的搭邊值往往會(huì)造成模具急劇磨損或凸、凹模啃傷。因此,在考慮提高材料利用率的同時(shí),必須根據(jù)零件的加工批量、質(zhì)量要求和模具配合間隙,合理選擇排樣方法和搭邊值,以提高模具壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。所以,排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則: 1.提高材料利用率 不

16、影響制件使用性能前提下,還可適當(dāng)改變制件形狀。 2.排樣方法使應(yīng)操作方便,勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 3.模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。 4.保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。 搭邊:如圖所示的沖裁制件排樣,制件2mm,采用手工送料。 零件利用率計(jì)算: =F/F0×100%=F/AB×100% 314+400-78.5-78.5÷(45×21.8)×100% 56.78% 所以該排樣法材料利用率比較高,達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 式中 ?材料利用率; F?工件的實(shí)際面積; F0?所用材料面積,包括工件面積與廢料面積; A? 送料進(jìn)距 相鄰兩個(gè)制件對應(yīng)點(diǎn)的距離;

17、 B?條料寬度。 圖2零件排樣圖 五、主要設(shè)計(jì)計(jì)算 (一)計(jì)算沖裁力: 沖裁力的大小主要與材料的力學(xué)性能、厚度和制件的周長有關(guān)。 計(jì)算公式:PL×t×b 制件材料為08鋼,查表得b4×108Pa PL×t×b 20+20+20×3.14+2×10×3.14×2×108 0.166×2×108 0.332×108N (二)確定模具壓力中心 壓力中心: 設(shè)零件圖的左上角為坐標(biāo)原點(diǎn), XCL1X1+L2X2+LmXm/L1+L2+Lm 3.14×10×

18、10+20×20+3.14×10×10÷20×2+31.4×2 10 YCL1Y1+L2Y2+LmYm/L1+L2+Lm 3.14×10×10+20×20+3.14×10×10÷20×2+31.4×2 10 所以:壓力中心XC ,YC是(10、10)。 (三)凸凹模的刃口尺寸計(jì)算 零件圖中尺寸20、R10刃口磨損后尺寸變大;10尺寸變小。 計(jì)算中的X系數(shù)可查表1得到材料厚度t非圓形圓形 工件公差<10.160.17-0.350.36<0.161

19、-20.200.21-0.410.42<0.202-40.240.25-0.490.50<0.24>0.300.31-0.590.60<0.30 表1 系數(shù)X 六、模具的總設(shè)計(jì)和重要部件的設(shè)計(jì) (一)總裝圖(圖3) (二)模具的閉合高度:200mm (三)模具的體積尺寸:175(mm)×170mm×200mm (四)工作零件為沖孔凸模和落料凸模,定位零件為兩個(gè)導(dǎo)料板,導(dǎo)料板對條料送進(jìn)起導(dǎo)向作用,定位板是限制條料的送進(jìn)距離;卸料零件為兩個(gè)固定卸料板;支承零件為上模座(帶模柄)和下模座;此外還有緊固螺釘?shù)?。上、下模之間沒有直接導(dǎo)向關(guān)系。分離后的沖件靠凸模

20、直接從凹模洞口依次推出。箍在凸模上的廢料由固定卸料板刮下。 (五)零部件的設(shè)計(jì): 1上模座L×B×H120mm×120mm×40mm 2下模座L×B×H120mm×120mm×38mm 3凸模高度為85mm 4凹模L×B×H120mm×120mm×35mm 5導(dǎo)料板厚度為8mm模柄 2?螺釘 3?沖孔凸模 4?落料凸模 5?導(dǎo)正銷 6?固定導(dǎo)料銷 7?始用導(dǎo)料銷 圖3用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料級進(jìn)模 七、選擇沖壓設(shè)備選用 開式雙柱可傾式壓力機(jī):J23-16F 公稱壓力:160KN

21、 滑塊行程:70mm 裝模高度調(diào)節(jié)量:45mm 壓力機(jī)最大裝模高度:205mm 工作尺寸前后×左右:300mm×450mm 墊板尺寸厚度×孔徑:40mm×210mm 模柄孔尺寸(直徑×孔深):40mm×60mm 最大傾斜角度:35o八、工作零件的加工工藝 (一)落料凹模加工工藝規(guī)程工序號工序名稱 工序內(nèi)容1下料30mm×50mm (按等體積法計(jì)算后再加鍛造的燒毀量)2鍛造將毛坯鍛成尺寸為122mm×122mm×37mm 的平行六面體3熱處理退火消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,降低硬度××35.5m

22、m (磨削余量單面0.5mm)5平磨磨上下大平面留磨余量0.2mm;與凸模固定板折合一對,垂直平面6鉆孔畫緊固螺釘孔線、漏料中心位置線,鉆、鉸孔7立銑銑凹模型孔8坐標(biāo)鏜與凸模固定板折合,一對側(cè)基準(zhǔn)定位9熱處理淬火、回火達(dá)到硬度HRC60-6410鉗工銼一個(gè)腰形孔達(dá)到圖要求 (二)落料凸模加工工藝規(guī)程工序號工序名稱 工序內(nèi)容1下料按等體積法計(jì)算后再加上鍛造的燒毀量2鍛造將毛坯鍛成尺寸為15mm×90mm 的圓柱體3熱處理退火消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,降低硬度4車削(磨削端面)車削圓柱體達(dá)到10mm×85.5mm (磨削余量端面0.5mm)5熱處理淬火、回火達(dá)到硬度HRC60-646

23、研磨鉗工研磨表面達(dá)設(shè)計(jì)要求總 結(jié) 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大專畢業(yè)生走向未來模具設(shè)計(jì)師重要的一步。從最初的選題,開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間,查找資料,老師指導(dǎo),與同學(xué)交流,反復(fù)修改圖紙,每一個(gè)過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 通過這次實(shí)踐,我了解了沖裁模的用途及工作原理,熟悉了沖裁模的設(shè)計(jì)步驟,鍛煉了模具設(shè)計(jì)實(shí)踐能力,培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固,同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多,比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),分析數(shù)據(jù),提高了自己的繪圖能力,懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí),仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力,對材料的不了解,等等。這次實(shí)踐是對自己大學(xué)四年所學(xué)的一次大檢閱,使我明白自己知識還很淺薄,雖然馬上要畢業(yè)了,但是自己的求學(xué)之路還很長,以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí),努力使自己 成為一個(gè)對社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人,為中國模具業(yè)添