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編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題目 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 0923219 學(xué)生姓名 王勇剛 指導(dǎo)教師 鐘建剛 職稱 副教授 職稱 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 誠(chéng) 信 承 諾 書(shū) 本人鄭重聲明 所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 電喇叭底座 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究 所取得的成果 其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 中特別加以標(biāo) 注引用 表示致謝的內(nèi)容外 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 不包含任何 其他個(gè)人 集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品 班 級(jí) 機(jī)械 95 學(xué) 號(hào) 0923219 作者姓名 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書(shū) 一 題目及專題 1 題目 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 2 專題 二 課題來(lái)源及選題依據(jù) 來(lái)源于無(wú)錫金立有限公司 是電器產(chǎn)品上的一個(gè)零件 模具是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)專業(yè)方向 選擇模具方 向的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目完全符合本專業(yè)的要求 從應(yīng)用性方面來(lái)說(shuō) 模 具又是生產(chǎn)效率極高的工具之一 能有效保證產(chǎn)品一致性和可更換 性 具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景 該產(chǎn)品外形適中 沖壓工藝 設(shè)計(jì)很復(fù)雜 計(jì)算過(guò)程很繁 其正確性非常重要 要求學(xué)生要有良 好的心理素質(zhì)和仔細(xì)認(rèn)真的作風(fēng) 因此對(duì)本課題的研究對(duì)學(xué)生也是 一次很好的煅練機(jī)會(huì) 三 本設(shè)計(jì) 論文或其他 應(yīng)達(dá)到的要求 綜合應(yīng)用各種所學(xué)的專業(yè)知識(shí) 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷 沖壓工藝分析 制訂完整的沖壓工藝方案 并完模具設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)計(jì) 算和圖紙 所有圖紙折合 A0 不少于 2 5 張 繪制 具體內(nèi)容如下 1 完成模具裝配圖 2 張 A0 或 A1 II 2 零件圖 主要是非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖 不少于 5 張 3 冷沖壓工藝卡片 1 張 4 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份 15000 字以上 其中參考文獻(xiàn)不少于 10 篇 外文不少于 5 篇 5 翻譯 8000 以上外文印刷字符 折合中文字?jǐn)?shù)約 5000 字的有關(guān)技 術(shù)資料或?qū)I(yè)文獻(xiàn) 內(nèi)容要盡量結(jié)合課題 四 接受任務(wù)學(xué)生 機(jī)械 95 班 姓名 王勇剛 五 開(kāi)始及完成日期 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六 設(shè)計(jì) 論文 指導(dǎo) 或顧問(wèn) 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng) 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 用模具技術(shù)生產(chǎn)的制品具有高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)效率和低消耗 等特點(diǎn) 由此可見(jiàn) 模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志 決定 著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 本論文詳細(xì)的論述了沖壓模具的全過(guò)程 沖壓模具即是在沖壓加工中 將材料 金 屬或非金屬 加工成零件 或半成品 的一種特殊工藝裝備 該零件是電喇叭底座 該產(chǎn)品的模具成本低 生產(chǎn)效率高 根據(jù)要求分析零件的工 藝性 確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案 然后通過(guò)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 確定排樣和裁板 計(jì)算沖壓力和壓力中心 初選壓力機(jī) 計(jì)算凸 凹模刃口尺寸和公差 最后設(shè)計(jì)選用零 部件 對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行校核 繪制模具總裝草圖 以及對(duì)模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn) 行編制 其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 主要對(duì)凸模 凹模 凸凹模 定位零件 卸料與出件裝置 模架 沖壓設(shè)備 緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì) 生產(chǎn)使用壽命長(zhǎng)的電喇叭底座 關(guān)鍵詞 模具 沖裁件 凸模 凹模 凸凹模 IV Abstract Die technology to produce products with high accuracy high complexity high consistency high production efficiency and low consumption and so on Thus die technology has become the measure of a country manufacturing an important indicator of the level determines the product quality efficiency and new product development capability This paper discusses in detail the whole process of stamping dies Stamping die that is in the process of stamping the material metal or non metallic processing into parts orsemi finished products of a special technical equipment The part is electric horn base This product s mold with low cost brings high production efficiency according to the size of the design components materials mass production etc the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program and then through the process design calculations determine the nesting and cutting board calculate the pressure and pressure washed centers primary presses computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances the final design selection of parts and components to press for checking drawing die assembly drawings as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures In which the structural design primarily to the punch and die punch and die positioning parts unloading and out of pieces of equipment mold pressing equipment fasteners etc Making the working life of electric horn base more longer Key words Die Banking Punch Die Main punch V 目錄 摘 要 III ABSTRACT IV 目錄 V 1 緒 論 1 1 1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 2 1 3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 4 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) 6 2 1 沖壓件簡(jiǎn)介 6 2 2 沖壓件的工藝性分析 7 2 3 沖壓工藝方案的確定 9 2 4 沖壓工藝計(jì)算 9 2 4 1 工件的毛坯尺寸計(jì)算 9 2 4 2 工序分析 11 2 4 3 拉深工序及尺寸計(jì)算 11 2 4 4 整形分析 13 2 4 5 工序匯總 14 2 4 6 各工序尺寸公差的確定 14 2 5 產(chǎn)品所需模具 14 3 落料拉深模設(shè)計(jì) 16 3 1 模具結(jié)構(gòu) 16 3 2 確定其搭邊值 17 3 3 確定排樣圖 17 3 4 材料利用率計(jì)算 19 3 5 凸 凹模刃口尺寸的確定 20 3 5 1 落料部份凸 凹模刃口尺寸的確定 20 3 5 2 拉深凸 凹模工作部分尺寸及其公差 21 3 6 落料拉深復(fù)合模沖壓力 22 3 6 1 落料部分沖壓力 22 3 6 2 拉深部分沖壓力 23 3 6 3 落料拉深復(fù)合模總沖壓力 24 3 7 壓力機(jī)選用 24 3 8 壓力中心計(jì)算 25 3 9 落料拉深模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 3 9 1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 3 9 2 落料凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 VI 3 9 3 落料卸料板設(shè)計(jì) 29 3 9 4 拉深凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 3 9 5 拉深凸模設(shè)計(jì) 30 3 9 6 壓邊圈設(shè)計(jì) 31 3 9 7 推件塊設(shè)計(jì) 32 3 10 標(biāo)準(zhǔn)件確定 33 3 10 1 模架確定 33 3 10 2 彈頂器的確定 33 3 10 3 上模螺釘確定 34 3 10 4 上模銷確定 34 3 10 5 下模螺釘確定 34 3 10 6 下模銷確定 35 3 10 7 模柄確定 35 3 10 8 模柄上固定螺釘?shù)拇_定 35 3 10 9 推桿確定 35 3 10 10 拉深凸模上固定螺釘?shù)拇_定 35 3 10 11 下模推桿的確定 35 3 10 12 條料定位零件的設(shè)計(jì) 36 3 11 模具閉合高度 校驗(yàn)壓力機(jī) 36 4 切邊模設(shè)計(jì) 37 4 1 模具結(jié)構(gòu) 37 4 2 切邊凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 37 4 3 切邊模沖壓力 38 4 4 壓力機(jī)選用 39 4 5 壓力中心計(jì)算 39 4 6 切邊模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 4 6 1 切邊凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 4 6 2 切邊凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41 4 6 3 切邊凸模固定板設(shè)計(jì) 42 4 6 4 切邊凸模墊板設(shè)計(jì) 43 4 6 5 定位柱設(shè)計(jì) 43 4 6 6 推件塊設(shè)計(jì) 44 4 7 標(biāo)準(zhǔn)件確定 45 4 7 1 模架確定 45 4 7 2 上模螺釘確定 45 4 7 3 上模銷確定 45 4 7 4 下模螺釘確定 45 4 7 5 下模銷確定 45 VII 4 7 6 模柄確定 46 4 7 7 模柄上固定螺釘?shù)拇_定 46 4 7 8 推桿確定 46 4 7 9 圓廢料切刀確定 46 4 8 模具閉合高度 校驗(yàn)壓力機(jī) 47 5 結(jié)論與展望 48 5 1 結(jié)論 48 5 2 不足之處及未來(lái)展望 48 致 謝 49 參考文獻(xiàn) 50 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 1 1 緒 論 用模具技術(shù)生產(chǎn)的制品具有高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)效率和低消耗 等特點(diǎn) 由此可見(jiàn) 模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志 決定 著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 本設(shè)計(jì)是對(duì)給定的模具產(chǎn)品圖進(jìn)行沖壓模工藝分析和模具設(shè)計(jì) 在綜合考慮了經(jīng)濟(jì) 性 零件的沖壓工藝性以及復(fù)雜程度和精確度等諸多因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行沖壓工藝分析與 計(jì)算的 并提出了合理的工藝方案和結(jié)構(gòu)形式 介紹了模具設(shè)計(jì)中的排樣與送料方式和 卸料與導(dǎo)向方式 討論了主要工作件間隙的確定和刃口尺寸及沖壓力的計(jì)算 并選擇合 適的壓力機(jī) 設(shè)計(jì)中主要對(duì)模具工作部分尺寸進(jìn)行計(jì)算和主要零部件的設(shè)計(jì)以及加工工 藝的制定 該模具提高了制件質(zhì)量和生產(chǎn)效率 降低了模具成本 制件質(zhì)量符合生產(chǎn)要求 1 1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 沖壓是在室溫下 利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力 使其產(chǎn)生分離或塑 性變形 從而獲得所需零件的一種壓力加工方法 在沖壓加工中 將材料加工成零件的一種特殊工藝裝備 稱為沖壓模具 沖模在現(xiàn) 實(shí)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備 與沖壓件 一摸一樣 的關(guān)系 若沒(méi)有符合要求 的沖模 就不能生產(chǎn)出合格的沖壓件 沒(méi)有先進(jìn)的沖模 先進(jìn)的沖壓成型工藝就無(wú)法實(shí) 現(xiàn) 在沖壓零件的生產(chǎn)中 合理的沖壓成形工藝 先進(jìn)的模具 高效的沖壓設(shè)備是必不 可少的三要素 沖模在種類繁多的模具中占有十分重要的地位 是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為 廣泛的模具 從產(chǎn)量上看 它占了模具總產(chǎn)量的 30 以上 從產(chǎn)值上看 它占了模具總 產(chǎn)值的 50 左右 沖壓加工與其他加工方法相比 無(wú)論在技術(shù)方面 還是在經(jīng)濟(jì)方面 都具有許多獨(dú) 特的優(yōu)點(diǎn) 生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來(lái)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 但需要指出的是 由于進(jìn)行沖壓成形加工必須 具備相應(yīng)的模具 而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品 其制造屬單件小批量生產(chǎn) 具有難加工 精度高 技術(shù)要求高 生產(chǎn)成本高 占產(chǎn)品成本的 10 30 等特點(diǎn) 所以 只有在沖 壓零件生產(chǎn)批量大的情況下 沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn) 從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效 益 模具工業(yè)作為現(xiàn)代社會(huì)的一種新興工業(yè) 它能夠節(jié)約能源 節(jié)約原材料以及較高的 生產(chǎn)效率 它能夠保證比較高的加工精度等特點(diǎn) 模具市場(chǎng)在世界上大部分都是供不應(yīng) 求的 它的市場(chǎng)需求量大致 580 億至 660 億美元之間 與此同時(shí) 模具工業(yè)在我國(guó)也迎 來(lái)了一輪新的發(fā)展前景 模具工業(yè)在我國(guó)最近幾年總產(chǎn)值保持 12 5 的年增長(zhǎng)率 截止至 2006 年底模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)超過(guò) 550 億元 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 模具是重要的工藝裝備之一 它在鑄造 鍛造 沖壓 塑料 橡膠 玻璃 粉末冶金 陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用 由于采用模具進(jìn)行生 產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率 節(jié)約原材料 降低成本 并保證一定的加工質(zhì)量要求 所以 汽車 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 飛機(jī) 拖拉機(jī) 電器 儀表 玩具和日常品等產(chǎn)品的零部件很多都采用模具進(jìn)行加工 沖壓主要是按工藝分類 可分為分離工序和成形工序兩大類 分離工序也稱沖裁 其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離 同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求 成形工 序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形 制成所需形狀和尺寸的工件 在實(shí) 際生產(chǎn)中 常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件 沖裁 彎曲 剪切 拉深 脹形 旋 壓 矯正是幾種主要的沖壓工藝 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對(duì)沖壓成品的質(zhì)量影響很大 要求沖壓材料厚度精確 均勻 表面光潔 無(wú)斑 無(wú)疤 無(wú)擦傷 無(wú)表面裂紋等 屈服強(qiáng)度均勻 無(wú)明顯方向性 均勻延伸率高 屈強(qiáng)比低 加工硬化性低 在實(shí)際生產(chǎn)中 常用與沖壓過(guò)程近似的工藝 性試驗(yàn) 如拉深性能試驗(yàn) 脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能 以保證成品質(zhì)量和高 的合格率 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度 模具制造成本和壽命則是影響沖 壓件成本和質(zhì)量的重要因素 模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間 這就延長(zhǎng)了新沖壓件的 生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間 模座 模架 導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡(jiǎn)易模具 供小批量生產(chǎn) 復(fù)合模 多工位級(jí)進(jìn) 模 供大量生產(chǎn) 以及研制快速換模裝置 可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間 能使適用于減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間 能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖 壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn) 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十 數(shù)百件沖壓件的情況下 在短暫時(shí)間內(nèi)完成送料 沖壓 出件 排廢料等工序 常常發(fā)生人身 設(shè)備和質(zhì)量事故 因此 沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常 重要的問(wèn)題 1 2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 發(fā)展現(xiàn)狀一 生產(chǎn)集中度低 許多汽車集團(tuán)大而全 形成封閉內(nèi)部配套 導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多 生產(chǎn)集中 度低 規(guī)模小 易造成低水平的重復(fù)建設(shè) 難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn) 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱 摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 處于 優(yōu)而不勝 劣而不汰 的狀態(tài) 封頭制造 企業(yè)小而散 集中度僅 39 2 突破點(diǎn) 走專業(yè)化道路 迅速改變目前 大而全 散亂差 的格局 盡快從汽車集團(tuán)中把沖壓零部件分 離出來(lái) 按沖壓件的大 中 小分門別類 成立幾個(gè)大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中心及 幾十個(gè)小而專的零部件工廠 通過(guò)專業(yè)化道路 才能把沖壓零部件做大做強(qiáng) 成為國(guó)際 上有競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的沖壓零部件供應(yīng)商 發(fā)展現(xiàn)狀二 機(jī)械化 自動(dòng)化程度低 美國(guó) 680 條沖壓線中有 70 為多工位壓力機(jī) 日本國(guó)內(nèi) 250 條生產(chǎn)線有 32 為多工 位壓力機(jī) 而這種代表當(dāng)今國(guó)際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用卻為數(shù)不多 中 小企業(yè)設(shè)備普遍較落后 耗能耗材高 環(huán)境污染嚴(yán)重 封頭成形設(shè)備簡(jiǎn)陋 手工操作比 重大 精沖機(jī)價(jià)格昂貴 是普通壓力機(jī)的 5 10 倍 多數(shù)企業(yè)無(wú)力投資阻礙了精沖技術(shù)在 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 3 我國(guó)的推廣應(yīng)用 液壓成形 尤其是內(nèi)高壓成形 設(shè)備投資大 國(guó)內(nèi)難以起步 突破點(diǎn) 加速技術(shù)改造 要改變當(dāng)前大部分還是手工上下料的落后局面 結(jié)合具體情況 采取新工藝 提高 機(jī)械化 自動(dòng)化程度 汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機(jī)連線自動(dòng)化 機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線 特別是大型多工位壓力機(jī)方向發(fā)展 爭(zhēng)取加大投資力度 加速?zèng)_壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造 使盡早達(dá)到當(dāng)今國(guó)際水平 而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動(dòng)化 柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ) 應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù) 液壓成形技術(shù) 高精度復(fù)合化 成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備 同時(shí)改造國(guó) 內(nèi)舊設(shè)備 使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力 發(fā)展現(xiàn)狀三 科技成果轉(zhuǎn)化慢先進(jìn)工藝推廣慢 在我國(guó) 許多沖壓新技術(shù)起步并不晚 有些還達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平 但常常很難形 成生產(chǎn)力 先進(jìn)沖壓工藝應(yīng)用不多 有的僅處于試用階段 吸收 轉(zhuǎn)化 推廣速度慢 技術(shù)開(kāi)發(fā)費(fèi)用投入少 導(dǎo)致企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌握應(yīng)用慢 開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力不足 中小企 業(yè)在這方面的差距更甚 目前 國(guó)內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù) 對(duì)下一代輕量化 汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲(chǔ)備 突破點(diǎn) 走產(chǎn) 學(xué) 研聯(lián)合之路 我國(guó)與歐 美 日等相比 存在的最大的差距就是還沒(méi)有一個(gè)產(chǎn) 學(xué)研聯(lián)合體 科 研難以做大 成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力 所以應(yīng)圍繞大型開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目 以高校 和科研單位為技術(shù)支持 企業(yè)為應(yīng)用基地 形成產(chǎn)品 設(shè)備 材料 技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實(shí) 體 形成既能開(kāi)發(fā)創(chuàng)新 又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán) 發(fā)展現(xiàn)狀四 沖壓板材自給率不足 品種規(guī)格不配套 目前 我國(guó)汽車薄板只能滿足 60 左右 而高檔轎車用鋼板 如高強(qiáng)度板 合金化 鍍鋅板 超寬板 1650mm 以上 等都依賴進(jìn)口 突破點(diǎn) 所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理 朝著高強(qiáng) 高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展 并改善沖壓性能 鋁 鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料 擴(kuò)大應(yīng)用已勢(shì)在必行 發(fā)展現(xiàn)狀五 大 精模具依賴進(jìn)口 當(dāng)前 沖壓模具的材料 設(shè)計(jì) 制作均滿足不了國(guó)內(nèi)汽車發(fā)展的需要 而且標(biāo)準(zhǔn)化 程度尚低 大約為 40 45 而國(guó)際上一般在 70 左右 突破點(diǎn) 提升信息化 標(biāo)準(zhǔn)化水平 必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè) 發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣 CAD CAM CAE 一體化技 術(shù) 特別是成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析和優(yōu)化技術(shù) CAE 加速我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程 提 高精度和互換率 力爭(zhēng) 2005 年模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)到 60 2010 年達(dá)到 70 以上基 本滿足市場(chǎng)需求 我國(guó)已擁有 2 萬(wàn)多家模具生產(chǎn)企業(yè) 年產(chǎn)值超過(guò)了 300 億元 經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展 我國(guó)的沖壓模具總量位居世界第三位 加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步 以汽 車覆蓋件為代表的大型 復(fù)雜 精密沖壓模 用 CAD CAM CAE 軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和模 擬 靠高速 精密的加工設(shè)備生產(chǎn) 用新型研磨或拋光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光 提高 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 模具質(zhì)量 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求 同時(shí)為模具的發(fā)展 提供了巨大的動(dòng)力 這些年來(lái) 中國(guó)模具發(fā)展十分迅速 模具工業(yè)一直以 15 左右的增 長(zhǎng)速度快速發(fā)展 振興和發(fā)展中國(guó)的模具工業(yè) 日益受到人們的重視和關(guān)注 模具是 工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 已經(jīng)取得了共識(shí) 目前 中國(guó)有 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn) 從業(yè)人數(shù)約 50 多萬(wàn) 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值 中 沖壓模具約占 50 塑料模具約占 33 壓鑄模具約占 6 其他各類模具約占 11 近年來(lái) 中國(guó)模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化 除了國(guó)有專業(yè)廠家外 還 有集體企業(yè) 合資企業(yè) 獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè) 他們都得到了迅速的發(fā)展 許多模具企 業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展 中國(guó)工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì) 有了很大發(fā)展 模具 水平有了較大提高 在大型模具方面已能生產(chǎn)大屏幕彩電塑殼注射模具 大容量洗衣機(jī) 全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具 精密塑料模具方面 已能生產(chǎn) 照相機(jī)塑料件模具 多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具 經(jīng)過(guò)多年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術(shù) 模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù) 快速成型與快速制模技術(shù) 新型 模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步 在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出 了貢獻(xiàn) 進(jìn)入 21 世紀(jì) 在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下 隨著資本 技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新 整合 中國(guó)裝備制造業(yè)在加入 WTO 以后 將成為世界裝備制造業(yè)的基地 而在現(xiàn)代制造 業(yè)中 無(wú)論哪一行業(yè)的工程裝備 都越來(lái)越多采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品 在沖模的設(shè)計(jì)制造上 目前正朝著以下兩方面發(fā)展 一方面 為了適應(yīng)高速 自動(dòng) 精密 安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要 沖模正向高效率 高精度 高壽命及多工位 多功能方 向發(fā)展 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(dòng)化 的模具加工機(jī)床和檢測(cè)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(jiǎn)易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展 1 3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 模具是重要的工藝裝備之一 它在鑄造 鍛造 沖壓 塑料 橡膠 玻璃 粉末冶金 陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用 由于采用模具進(jìn)行生 產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率 節(jié)約原材料 降低成本 并保證一定的加工質(zhì)量要求 所以 汽車 飛機(jī) 拖拉機(jī) 電器 儀表 玩具和日常品等產(chǎn)品的零部件很多都采用模具進(jìn)行加工 據(jù)國(guó)際技術(shù)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì) 2011 年產(chǎn)品零件粗加工的 80 精加工的 60 都由模具加工完成 沖壓主要是按工藝分類 可分為分離工序和成形工序兩大類 分離工序也稱沖裁 其目 的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離 同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求 成形工序的 目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形 制成所需形狀和尺寸的工件 本課題旨在提供一種能有效消除底座引起膜片產(chǎn)生的破壞性共振 使電喇叭的聲音 清脆 工作電流小 工作電壓變化范圍寬 基頻高 聲壓大 使用壽命長(zhǎng)的電喇叭底座 運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí) 以與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的課程為出發(fā)點(diǎn) 設(shè)計(jì)了零件的工藝 編制了零 件的加工工序 并熟悉了大學(xué)所學(xué)過(guò)的軟件 AutoCAD 和 UG 在設(shè)計(jì)思想中盡可能體現(xiàn) 了我所學(xué)的 掌握的和了解的知識(shí) 清晰的找出了自己這四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的種種漏洞 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 5 并得以改正 使我對(duì)于自身專業(yè)又有了全新的認(rèn)識(shí) 為我之后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí) 的基礎(chǔ) 此課題主要考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容 1 分析沖壓件的圖樣及技術(shù)條件 2 對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝分析 合理進(jìn)行排樣設(shè)計(jì) 3 計(jì)算沖裁 沖裁力 確定壓力機(jī)參數(shù) 選擇合理的沖壓設(shè)備 4 確定模具的具體結(jié)構(gòu) 繪制草圖 5 繪制模具的裝配圖及主要零件圖 6 零件圖標(biāo)注尺寸 公差及技術(shù)條件 并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核 7 根據(jù)開(kāi)題的研究過(guò)程撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) 2 1 沖壓件簡(jiǎn)介 形狀和尺寸如下圖所示 材料為 08 鋼 板材厚度 2mm 帶凸緣的拉深件 料厚 2mm 批量生產(chǎn)每年 20 萬(wàn)件 零件圖如下 圖 2 1 零件圖 1 未注公差尺寸分析 圖中有 6 個(gè)尺寸未注公差 其中 R3 有相同的 4 個(gè)就算 1 個(gè) 查相應(yīng) 國(guó)標(biāo) 確定其 公差和偏差 對(duì)照參考文獻(xiàn) 2 P1 P2 這 6 個(gè)尺寸可分為三類 第一類 未注公差沖 裁件線性尺寸 尺寸有 123 5 第二類 未注公差成形件線性尺寸 尺寸 有 45 85 18 32 5 第三類 未注公差成形圓角半徑線性尺寸 尺寸有 4 個(gè) R3 下面查對(duì)應(yīng)表確定其公差和偏差 第一類 未注公差沖裁件線性尺寸 查參考文獻(xiàn) 2 P3 表 1 未注公差沖裁件線性 尺寸的極限偏差 公差等級(jí)取 m 級(jí) 可得這 1 個(gè)尺寸的公差和偏差 最終這 1 個(gè)尺寸 為 123 5 0 70 第二類 未注公差成形件線性尺寸 查參考文獻(xiàn) 2 P3 P4 表 4 未注公差成形件 線性尺寸的極限偏差 公差等級(jí)取 m 級(jí) 可得尺寸 45 85 18 32 5 的公差和偏 差 最終這個(gè)尺寸為 45 1 00 85 1 00 18 0 80 32 2 1 00 第三類 未注公差成形圓角半徑線性尺寸 查參考文獻(xiàn) 2 P5 表 2 未注公差成形 圓角半徑線性尺寸的極限偏差 可得這個(gè)尺寸的公差和偏差 最終這個(gè)尺寸為 0 13 R 最終帶全公差的產(chǎn)品圖如圖 2 2 所示 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 7 圖 2 2 帶公差的產(chǎn)品圖 2 2 沖壓件的工藝性分析 工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi)容 在技術(shù)方面 根據(jù)產(chǎn)品圖紙 主要分析零件 的形狀特點(diǎn) 尺寸大小 精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求 在經(jīng)濟(jì) 方面 主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量 分析產(chǎn)品成本 闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì) 效益 因此工藝分析 主要是討論在不影響零件使用的前提下 能否以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的 方法沖壓出來(lái) 一 沖壓件工藝性的因素很多 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮 主要因素 1 件的外形為圓形 外形簡(jiǎn)單均勻 適宜沖裁 2 件無(wú)細(xì)長(zhǎng)的旋臂與窄槽 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 適合沖裁 3 料為 08 鋼 是常用的沖裁拉深材料 具有良好的沖裁性能和較好的拉深性能 4 件尺寸屬于裝配要求精確尺寸 此尺寸可定為加工尺寸 5 產(chǎn)批量 一般來(lái)說(shuō) 大批量生產(chǎn)時(shí) 可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備 以提高生產(chǎn)效 率 中小批量生產(chǎn)時(shí) 常采用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模 以降低模具制造費(fèi)用 6 沖壓件的直徑尺寸要求不高 整形不是必須的 表面粗糙度要求不大 拉深變形 量很大 容量引起破裂 需作多次拉深 7 圓角半徑最小為 R3 不滿足最小圓角半徑要求 估計(jì)需作整形 綜上所述 此工件適宜沖裁和拉深 二 壓件工藝分析如下 1 圖形分析 形狀較簡(jiǎn)單 且左右 前后對(duì)稱 主要是拉深形狀 2 尺寸分析 尺寸公差主要部份都已經(jīng)有了 其余尺寸不重要 3 材料 08 是適合拉深的鋼 但拉深較深時(shí) 需考慮周全 為極軟的碳素鋼 強(qiáng)度 硬度很低 而韌性和塑性極高 具有良好的深沖 拉延 彎曲和鐓粗等冷加工性能 焊接性能 但存在時(shí)效敏感性 淬硬性及淬透性極低 大多 軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形 強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的覆蓋 零件和焊接構(gòu)件 1 化學(xué)成份 碳 C 0 05 0 12 硅 Si 0 17 0 37 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 錳 Mn 0 35 0 65 硫 S 0 035 磷 P 0 035 鉻 Cr 0 10 鎳 Ni 0 25 銅 Cu 0 25 2 力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度 b MPa 330 450MPa 屈服強(qiáng)度 s MPa 200MPa 伸長(zhǎng)率 5 32 斷面收縮率 60 硬度 未熱處理 131HB 試樣尺寸 試樣尺寸為 25mm 3 熱處理規(guī)范及金相組織 熱處理規(guī)范 正火 930 45min 空冷 金相組織 鐵素體 極少量珠光體 4 批量 5 萬(wàn)件 每年 批量不是很大 5 沖壓工序 落料 拉深 整形 切邊 6 沖裁間隙 查表 2 1 沖裁模刃口初始值間隙 即查參考文獻(xiàn) 3 P35 頁(yè) 表 2 13 得雙面間 隙 Z 0 22 0 26mm 表 2 1 沖裁模刃口初始值間隙 3 材 料 名 稱 45 T7 T8 退火 磷青銅 硬 鈹青 銅 硬 10 15 20 冷軋鋼 帶 30 鋼板 H62 H68 硬 2A12 硅鋼片 Q215 Q235 08 1 0 15 H62 H68 半硬 磷青銅 軟 鈹青銅 軟 H62 H68 軟 純銅 軟 3A12 5A02 1060 1050A 1035 1200 8A06 2A12 力 學(xué) 性 能 HBW 190 Rm 600MPa HBW 140 190 Rm 400 600MPa HBW 70 140 Rm 300 400MPa HBW70 Rm 300MPa 初 始 間 隙厚 度 Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 1 5 0 27 0 31 0 21 0 25 0 15 0 19 0 10 0 14 1 8 0 34 0 38 0 27 0 31 0 20 0 24 0 13 0 17 2 0 0 38 0 42 0 30 0 34 0 22 0 26 0 14 0 18 2 5 0 49 0 55 0 39 0 45 0 29 0 35 0 18 0 24 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 9 2 3 沖壓工藝方案的確定 經(jīng)過(guò)對(duì)沖壓件的工藝分析后 結(jié)合產(chǎn)品進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 并在分析沖壓工藝 沖壓次數(shù) 工藝順序組合方式的基礎(chǔ)上 提出各種可能的沖壓分析方案 方案一 單工序模 適當(dāng)整合各沖壓工序 需要副模具 此模具經(jīng)濟(jì) 制造方便 方案二 復(fù)合模 本零件很大 工序較多 沖壓工藝復(fù)雜 模具設(shè)計(jì)難度太大 模 具結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜 制造難度高 成本高 方案三 級(jí)進(jìn)模 本零件很大 模具很大 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造難度高 成本高 綜上所述 產(chǎn)品要求本身也不高 在能達(dá)到產(chǎn)品要求的原則下 為了節(jié)省成本 制 造和加工方便 采用方案一 2 4 沖壓工藝計(jì)算 2 4 1 工件的毛坯尺寸計(jì)算 由于工件主要成型的工序是拉伸 工件的變形主要在拉深處 此工件是帶凸緣的零 件 由于材料厚度 t 2 先將產(chǎn)品尺寸轉(zhuǎn)化為中性層尺寸 結(jié)果如下圖所示 圖 2 3 中性層尺寸 1 修邊余量 表 2 2 有凸緣拉深件的修邊余量 3 拉深相對(duì)高度 dt d 或 Bt B 凸緣直徑 dt 或 Bt 1 5 1 5 2 0 2 0 2 5 2 5 3 0 250 6 0 5 0 4 0 3 0 凸緣直徑 dt 123 5 d 87 相對(duì)凸緣直徑 dt d 123 5 87 1 41 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 查表 2 2 有凸緣拉深件的修邊余量 即查參考文獻(xiàn) 3 P120 頁(yè) 表 4 3 得 修邊余量 4 3mm 因此工件的外沿直徑為 dt 123 5 4 3 2 132 1 132mm 含修邊余量的中性層尺寸如下圖所示 圖 2 4 含修邊余量的中性層尺寸 2 毛坯尺寸計(jì)算 由于工件是凸字型回轉(zhuǎn)體形狀 因此工件展開(kāi)后是一個(gè)圓形片 可以直接計(jì)算工件 的實(shí)際尺寸 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 P121 頁(yè) 公式 4 2 算可知毛坯直徑計(jì)算公式 2 1 niaAD14 由于形狀復(fù)雜 計(jì)算很繁 故利用計(jì)算機(jī)和三維 CAD CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算 中性層 面積為 S 18839 7mm 2 因此毛坯直徑 154 9 1839 7S 值得注意的是 在確定復(fù)雜拉深件的毛坯尺寸和形狀時(shí) 由于實(shí)際情況比較復(fù)雜 影響因素很多 如板材的厚度變化 模具的間距大小 模具的尺寸公差等 所以一般是 先根據(jù)上述公式進(jìn)行初步計(jì)算 然后在通過(guò)試驗(yàn)加以修正確定 由于條件有限不能通過(guò) 試驗(yàn)進(jìn)行修正 考慮拉深回彈 需多拉一些 故毛坯直徑選為 D 155mm 3 是否采用壓邊圈 t D 2 155 1 29 查表 2 3 采用或不采用壓邊圈的條件 即查參考文獻(xiàn) 3 P128 頁(yè) 表 4 10 得 第一次拉深時(shí)必須采用壓邊圈 以后各次拉深 如果 t D 1 0 或拉深 系數(shù) mn 0 8 仍要用壓邊圈 表 2 3 采用或不采用壓邊圈的條件 3 第一次拉深 以后各次拉深 拉深方法 t D 100 m1 t D 100 mn 用壓邊圈 1 5 0 6 1 0 2 0 0 6 1 5 0 8 2 4 2 工序分析 按照產(chǎn)品件的沖壓工序看 通過(guò)運(yùn)用 CAD CAM 三維軟件仿真 初步得出沖壓工序 過(guò)程 落料 拉深 整形 切邊 下面主要分析拉深和整形工序 2 4 3 拉深工序及尺寸計(jì)算 1 能否一次拉出 下面采用查表法 由于材料厚 轉(zhuǎn)化為中性尺寸 如圖 2 4 所示 d 47 高度 h 30 5 d t dF 132 t d t d 2 47 4 3 d F d1 132 47 2 8 d d t 47 132 0 36 相對(duì)高度 h d 30 5 47 0 65 總拉深系數(shù) m d D 47 155 0 30 查表 2 4 帶凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的拉深系數(shù)極限值 即查參考文獻(xiàn) 4 P73 頁(yè) 表 2 21 得 拉深極限系數(shù)應(yīng)略小于 0 33 故取 0 32 因本工序拉深系數(shù)為 0 30 故不能一次拉出來(lái) 雖然拉深件是有兩個(gè)臺(tái)階 但為了保險(xiǎn)還是認(rèn)為不能一次拉出 表 2 4 帶凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的拉深系數(shù)極限值 4 材料的相對(duì)厚度 t d 100凸緣相對(duì)直徑 dF d l 2 0 1 5 1 5 1 0 1 0 0 6 0 6 0 3 0 3 0 15 1 5 0 47 0 49 0 50 0 51 0 52 1 8 0 45 0 46 0 47 0 48 0 48 2 0 0 42 0 43 0 44 0 45 0 45 2 2 0 40 0 41 0 42 0 42 0 42 2 5 0 37 0 38 0 38 0 38 0 38 2 8 0 33 0 35 0 35 0 35 0 35 3 0 0 32 0 33 0 33 0 33 0 33 查表 2 5 帶凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的相對(duì)高度極限值 h d 即查參考文獻(xiàn) 4 P73 頁(yè) 表 2 22 得 拉深相對(duì)高度極限大于 0 27 故取 0 30 本工序相對(duì)高度為 0 30 故能一次拉出 表 2 5 帶凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的相對(duì)高度極限值 h d 4 材料的相對(duì)厚度 t d 100凸緣相對(duì)直徑 dF d 1 2 0 1 5 1 5 1 0 1 0 0 6 0 6 0 3 0 3 0 15 1 8 0 58 0 48 0 53 0 42 0 44 0 37 0 39 0 34 0 35 0 29 2 0 0 5l 0 42 0 46 0 36 0 38 0 32 0 34 0 29 0 30 0 25 2 2 0 45 0 35 0 40 0 31 0 32 0 27 0 29 0 25 0 26 0 22 2 5 0 35 0 28 0 32 0 25 0 27 0 22 0 23 0 20 0 2l 0 17 2 8 0 27 0 22 0 24 0 19 0 2l 0 17 0 18 0 15 0 16 0 13 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 3 0 0 22 0 18 0 20 0 16 0 17 0 14 0 15 0 12 0 13 0 10 綜上所述 由于拉深系數(shù)太小 高度太高 故不能一次拉出 需多次拉深 由于產(chǎn) 品是臺(tái)階形 為了方便拉深故第 1 次拉深直徑為 87mm 第 2 次拉深直徑取為 47 2 第 1 臺(tái)階拉深計(jì)算 為保證拉深能順利進(jìn)行 第 1 次拉深計(jì)算時(shí) 不僅要考慮第 1 次拉深系數(shù) 還要考 慮第 1 次拉深的高度極限 以后各次拉深按照拉深系數(shù)逐漸增大的原則設(shè)計(jì) 1 第 1 次拉深凹模圓角半徑的確定 查參考文獻(xiàn) 3 P131 首次拉深凹模圓角半徑公式 4 17 2 2 tdDrd 8 01 以后各次拉深凹模圓角半徑 2 3 1 6 ndndr r 式中 D 毛坯直徑 mm d 凹模內(nèi)徑 mm t 工件厚度 mm 已知 D 155mm d 87 t 2 所以 由于該直徑拉深僅此一次故可3 92 8715 0 8 01 tdDrd 取小些 取 61 2 第 1 次拉深凸模圓角半徑的確定 查參考文獻(xiàn) 3 P131 首次拉深凸模圓角半徑公式 4 19 2 4 11 0 7 dpr r 得 62 4 所以取 61pr 3 第 1 次拉深計(jì)算 驗(yàn)證拉深系數(shù)系數(shù) 第 1 次拉深后直徑為 87 拉深系數(shù)為 m 1 87 155 0 56 0 32 第 1 次拉深極限系 數(shù) 故第 1 次拉深系數(shù)滿足要求 第 1 次拉深高度計(jì)算 制件高度利用三維 CAD CAM 軟件 按照總體積 V 37738 3818mm 3 不變的原則 可計(jì)算出制件高度為 25mm 查表 2 5 得 拉深相對(duì)高度極限約為 0 30 所以 h1 87 0 30 26 1 25 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 13 因此第一次按直徑 87 拉深 25 的高度 是能實(shí)現(xiàn)的 因此初定第 1 次拉深后制件 形狀和尺寸如下圖所示 圖 2 5 第 1 次拉深件中性尺寸 3 第 2 臺(tái)階拉深計(jì)算 拉深系數(shù)計(jì)算 拉深前直徑為 d 1 87 拉深后直徑 d2 47 所以拉深系數(shù)為 m 2 d2 d1 47 87 0 54 0 32 故第 2 臺(tái)階能 1 次拉成 拉深凸 凹是圓角半徑確定 拉深凸 凹模圓角半徑取最小半徑 即分別為 R3 R4 中性層為 R4 R5 計(jì)算拉深件尺寸 利用三維 CAD CAM 軟件進(jìn)行計(jì)算 在總體積 37738 3818mm3 不變的原則下 計(jì) 算出拉深高度為 14 5mm 此時(shí) 87 的高度由 25mm 變短為 19mm 此時(shí)制件如下圖所示 圖 2 6 第 2 次拉深件中性尺寸 2 4 4 整形分析 由圖 2 6 可知 僅圓角 R5 和 2 處 R7 沒(méi)有達(dá)到要求 因此可采用整形一次完成 整 形后工件如下圖所示 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 2 7 整形后工件中性尺寸 2 4 5 工序匯總 根據(jù)以上分析 可以總結(jié)出各工序順序?yàn)?落料 第 1 次拉深 第 2 次拉深 整形 切邊 2 4 6 各工序尺寸公差的確定 落料的大小直接影響拉深件的修邊余量 因此必須要有公差要求 第 1 次拉深直徑 直接到位 因此需要公差 也就是產(chǎn)品公差 高度隨后續(xù)拉深還會(huì)變化 故不需標(biāo)注公 差 第 2 次拉深后直徑也直接到位 故也需要公差要求 高度還不是最后尺寸因此不需 標(biāo)注僅是中間過(guò)程不需設(shè)置公差 整形除外緣直徑外全部到位 因此需標(biāo)注公差 最后 切邊尺寸需標(biāo)注公差 即產(chǎn)品公差 下面主要確定落料直徑的公差 根據(jù)落料直徑 155 對(duì)照參考文獻(xiàn) 2 P1 P2 它屬于未注公差沖裁件線性尺 寸 查參考文獻(xiàn) 2 P3 表 1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差 公差等級(jí)取 m 級(jí) 可得尺寸 155 的偏差為 0 70 故最終尺寸為 m70 15 2 5 產(chǎn)品所需模具 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下 適當(dāng)將各工序組合 可以節(jié)省模具數(shù)量及生產(chǎn)制造成本 主有一處工序組合 落料和第 1 次拉深組合 結(jié)果共有 4 副模具 各副模具制品尺寸和 形狀分別如下 模具 1 落料拉深復(fù)合模 落料尺寸 2mm 第 1 次拉深后尺寸和形m70 5 狀如下圖所示 a 中性層尺寸 b 產(chǎn)品尺寸 圖 2 8 第 1 次拉深件 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 15 模具 2 第 2 次拉深模具 尺寸和形狀如下圖所示 a 中性層尺寸 b 產(chǎn)品尺寸 圖 2 9 第 2 次拉深件 模具 3 整形模具 尺寸和形狀如下圖所示 a 中性層尺寸 b 產(chǎn)品尺寸 圖 2 10 整形后工件 模具 4 切邊模具 123 5 是切邊尺寸 尺寸和形狀如下圖所示 圖 2 11 切邊后工件 本課題研究第 1 4 副模具 即模具 1 落料拉深復(fù)合模和模具 4 切邊模具 以下 所有計(jì)算和設(shè)計(jì)僅做這兩副模具 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 3 落料拉深模設(shè)計(jì) 3 1 模具結(jié)構(gòu) 落料凹模裝在下模上 落料凸模 確切說(shuō)是凸凹模 裝在上模部份 拉深凹模 即 凸凹模 裝在上模部份 拉深凸模裝在下模部份 卸料采用剛性卸料結(jié)構(gòu) 工件采用推 件塊剛性推出 推出機(jī)構(gòu)裝在上模部份 壓邊裝置裝在下模部份 采用彈性 彈簧 結(jié) 構(gòu) 同時(shí)也起向上推件作用 條料采用手動(dòng)送料裝置 本模具結(jié)構(gòu)圖如圖 3 1 所示 圖 3 1 落料拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu) 3 2 確定其搭邊值 考慮到成型范圍 應(yīng)考慮以下因素 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 17 1 材料的機(jī)械性能 軟件 脆件搭邊值取大一些 硬材料的搭邊值可取小一些 2 沖件的形狀尺寸 沖件的形狀復(fù)雜或尺寸較大時(shí) 搭邊值大一些 3 材料的厚度 厚材料的搭邊值要大一些 4 材料及擋料方式 用手工送料 無(wú)側(cè)壓裝置的 5 卸料方式 剛性卸料 6 材料為 08 鋼 產(chǎn)品形狀是圓形 綜上所述 查表 3 1 搭邊值 a 和 a1 即查參考文獻(xiàn) 5 P31 頁(yè) 表 2 16 搭邊值 a 和 a1 確定其搭邊值為 兩工件間的搭邊值 a 1 2mm 工件側(cè)面搭邊值 a 2 5mm 表 3 1 搭邊值 a 和 a1 5 手工送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 自動(dòng)送料 材料厚度 a a1 a a1 a a1 a a1 8 7 6 8 7 9 8 8 7 3 3 確定排樣圖 在沖壓零件中 材料費(fèi)用占 60 以上 排樣的目的就在于合理利用原材料 因此材 料的利用率是一個(gè)重要問(wèn)題 必須認(rèn)真計(jì)算 確保排樣相對(duì)合理 以達(dá)到較好的材料利 用率 排樣方法可分為三種 1 有廢料排樣 2 少?gòu)U料樣 3 無(wú)廢料排樣 少?gòu)U料排樣的材料利用率也可達(dá) 70 90 但采用少 無(wú)廢料排樣時(shí)也存在一些缺 點(diǎn) 就是由于條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定們所產(chǎn)生的誤差 使工作的質(zhì)量和精度 較低 另外 由于采用單邊剪切 可影響斷面質(zhì)量模具壽命 根據(jù)工件的形狀和批量 對(duì)模壽命有一定要求 故采用有廢料排樣方法 排樣時(shí)工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫做搭邊 搭邊的作用是補(bǔ)償 定位誤差 保證沖出合格的工件 還可以使條料有一定的剛度 便于送進(jìn) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 本產(chǎn)品外形是圓形 第一副模具是落料拉深復(fù)合模 只需考慮落料的排樣 故采用 單排直排方式 由于料厚為 2mm 落料外形尺寸也較大 每根條料比較重 故采用手動(dòng) 前后送料方式送料 落料尺寸為 70 15 送料步距 A Dmax a1 3 1 Dmax 為工件最大尺寸 故 Dmax 155 7mm A Dmax a1 155 7 2 157 7mm 條料寬度 剛性卸料有導(dǎo)向無(wú)側(cè)壓 3 2 0 maxZ 2 B 其中 a 2 5 1 0mm 查表 3 2 條料寬度偏差 即查參考文獻(xiàn) 5 P31 頁(yè) 表 2 17 條料寬度偏差 Z 1 查表 3 3 條料與導(dǎo)料板之間的間隙 即查參考文獻(xiàn) 5 P32 頁(yè) 表 2 18 條料與導(dǎo)料板之間的最小間隙 Zmin B Dmax 2a Z 155 7 2 2 5 1 mm0 17 6 表 3 2 條料寬度偏差 5 條料厚度 t 條料寬度 B 0 5 0 5 1 1 2 2 3 3 5 20 0 05 0 08 0 10 20 30 0 08 0 10 0 15 30 50 0 10 0 15 0 20 50 0 4 0 5 0 7 0 9 50 100 0 5 0 6 0 8 1 0 100 150 0 6 0 7 0 9 1 1 150 200 0 7 0 8 1 0 1 2 200 300 0 8 0 9 1 1 1 3 表 3 3 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 Zmin 3 無(wú)側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 條料寬度 B 條料寬度 B材料厚度 t 100 以下 100 200 200 300 100 以下 100 以上 約 1 0 5 0 5 1 0 5 0 8 1 5 0 5 1 1 0 5 0 8 導(dǎo)料板間距離 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 19 3 3 Z B0 B0 161 7 1 162 7 因此實(shí)際條料最小寬度為 160 7mm 最大寬度為 161 7mm 送料步距為 157 7mm 排樣圖如圖 3 2 所示 圖 3 2 排樣圖 3 4 材料利用率計(jì)算 在沖壓零件中 材料利用率是非常重要的 較高利用率是企業(yè)降低成本的途徑之一 由于本產(chǎn)品采用復(fù)合工序的單副模具生產(chǎn) 送料采用手動(dòng)送料 因此可以假設(shè)原材 料為條料 查參考文獻(xiàn) 6 P1 13 頁(yè) 表 2 7 冷軋鋼板的規(guī)定 GB T 708 2006 及結(jié) 合目前市場(chǎng) 故采用尺寸為 寬 1000mm 長(zhǎng) 2500mm 厚 2mm 的板料 材料利用率 3 4 10 Sn 其中 板材總面積 S0 1000 2500 2500000mm2 S 17047 7mm 2 單件產(chǎn)品實(shí)際面積 采用計(jì)算機(jī)計(jì)算 條料寬度最大為 161 7mm 送料步距 157 7mm 由于原材料是板料 剪板時(shí)有兩種裁剪方法 即剪長(zhǎng)邊和剪短邊 1 剪長(zhǎng)邊 2500 161 7 15 5 共能裁 15 條 1000 157 7 6 3 每條能裁 6 個(gè) 共計(jì) 15 6 90 個(gè) 2 剪短邊 1000 161 7 6 2 共能裁 6 條 2500 157 7 15 8 每條能裁 15 個(gè) 共計(jì) 6 15 90 個(gè) 可見(jiàn)在裁短邊 裁長(zhǎng)邊結(jié)果總個(gè)數(shù)是一樣的 相對(duì)比較還是剪長(zhǎng)邊 每條重量好多 工人操作少辛苦一些 故采用第 1 種裁剪方法 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 故材料利用率 4 61025174 90 0 Sn 材料利用率大于 60 排樣符合要求 3 5 凸 凹模刃口尺寸的確定 本模具有 2 個(gè)工序組成 落料和拉深 下面分兩個(gè)部分分別計(jì)算 產(chǎn)品圖見(jiàn)圖 2 8 所 示 3 5 1 落料部份凸 凹模刃口尺寸的確定 1 計(jì)算原則 本產(chǎn)品外形是圓形 屬于落料工序 因此計(jì)算原則以凹模為基準(zhǔn) 由于形狀簡(jiǎn)單 僅是圓柱類形狀 故采用凸 凹分別加工方法來(lái)制造 并進(jìn)行設(shè)計(jì) 計(jì)算 2 凸 凹模制造公差 工件尺寸為 由于此尺寸為落料尺寸 轉(zhuǎn)化為下偏差尺寸為 70 15 0 4 175 查表 3 4 規(guī)則形狀 圓形 方形件 沖裁時(shí)凸 凹模的制造公差 即查參考文獻(xiàn) 5 P22 頁(yè) 表 2 11 得 凸模偏差 p 0 030mm 凹模偏差 d 0 040mm 表 3 4 規(guī)則形狀 圓形 方形件 沖裁時(shí)凸 凹模的制造公差 5 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 基本尺寸 凸模偏差 p 凹模偏差 d 18 0 020 0 020 180 260 0 030 0 045 18 30 0 020 0 025 260 360 0 035 0 050 30 80 0 020 0 030 360 500 0 040 0 060 80 120 0 025 0 035 500 0 050 0 070 120 180 0 030 0 040 已知沖裁雙面間隙 Zmin 0 22 Z max 0 26 Z max Zmin 0 04mm 因此 p d 0 03 0 04 0 07 0 04 即 p d Zmax Zmin 所以 凸 凹制造公差需作調(diào)整 d 0 6 Zmax Zmin 0 6 0 04 0 024mm p 0 4 Zmax Zmin 0 4 0 04 0 016mm 3 落料凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 查參考文獻(xiàn) 5 P37 頁(yè) 落料公式 2 8 公式 2 9 得公式如下 3 5 dD d 0max 凹 模 3 6 inppZ 凸 模 電喇叭底座冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 21 式中 Dmax 155 7 1 40 Z min 0 22 根據(jù) t 2mm 圓形件 工件公差 1 4 查表 3 5 磨損系數(shù) 即查參考文獻(xiàn) 5 P22 頁(yè) 表 2 12 得 0 5 所以 024 024 15 5 71 d 06 016 78 pD 表 3 5 磨損系數(shù) 5 非圓形工件 圓形工件 1 0 75 0 5 0 75 0 5材料厚度 t mm 工件公差 mm 1 0 16 0 17 0 35 0 36 0 16 0 16 1 2 0 20 0 21 0 41 0 42 0 20 0 20 2 4 0 24 0 25 0 44 0 50 0 24 0 24 4 0 30 0 31 0 59 0 60 0 30 0 30 3 5 2 拉深凸 凹模工作部分尺寸及其公差 1 拉深凸 凹模間隙 此產(chǎn)品主體部分僅需 1 次拉深 材料厚度 t 2mm 采用壓邊圈 查表 3 6 有壓邊圈 時(shí)的單邊間隙值 Z 即查參考文獻(xiàn) 5 P125 頁(yè) 表 4 10 得 1 次拉深的單面間隙 Z 第 1 次拉深 Z 1t 2mm 這是本課題研究的第一副模具參數(shù) 表 3 6 有壓邊圈時(shí)的單邊間隙值 5 總拉深次數(shù) 1 2 3 4 5 拉深工序 1 1 2 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 4 5 凸 凹模之間的單邊間隙 1 1 1t 1 1t 1