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河南機電高等?？茖W(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學(xué)生姓名 鄭勝男 學(xué) 號 111304252 指導(dǎo)教師 文秀海 課題名稱 墊片落料翻邊復(fù)合模 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務(wù)書 有 無 開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯 報及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定 所在專業(yè)意見 負責人 2014 年 4 月 16 日 河南機電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學(xué) 生 姓 名 鄭勝男 學(xué) 號 111304225 設(shè)計題目 墊片落料翻邊復(fù)合模 起 迄 日 期 2013 年 11 月 2 號 2013 年 11 月 8 號 指 導(dǎo) 教 師 文秀海 2013 年 11 月 8 日 畢 業(yè) 設(shè) 計任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計 論文 課題來源及應(yīng)達到的目的 本設(shè)計題目為墊片落料翻邊復(fù)合模設(shè)計 通過對本塑件的模具設(shè)計 對沖壓模結(jié) 構(gòu)有一定的掌握 能熟悉沖壓模設(shè)計的一般流程 能熟練使用相關(guān)設(shè)計手冊 撰寫相應(yīng) 的設(shè)計說明書 同時能熟練應(yīng)用有關(guān)軟件繪制零件圖和總裝圖 編制典型零件的加工工 藝規(guī)程 2 本畢業(yè)設(shè)計 論文 課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作要求等 原始數(shù)據(jù) 產(chǎn)品名稱 墊片 材料 Q245 生產(chǎn)批量 大批量生產(chǎn) 設(shè)計任務(wù) 1 了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2 分析墊片的沖壓成形工藝并確定其工藝方案 3 沖壓設(shè)備的選用及校核 4 模具的整體設(shè)計 繪制模具總裝圖與拆畫非標準件零件圖 5 編寫設(shè)計說明書一份 6 編制主要零件加工工藝過程卡 所在專業(yè)審查意見 負責人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 墊片翻邊落料復(fù)合模 1 第一章 概論 日常生產(chǎn) 生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品 大到機床的底座 機身外 殼 小到一個胚頭螺絲 紐扣以及各種家用電器的外殼 無不與模具有著密切 的關(guān)系 模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形 模具的加工質(zhì)量與精度也就決定 著這些產(chǎn)品的質(zhì)量 因為各種產(chǎn)品的材質(zhì) 外觀 規(guī)格及用途的不同 模具分 為了鑄造模 鍛造模 壓鑄模 沖壓模等非塑膠模具 以及塑膠模具 隨著科學(xué)技術(shù)的進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展 沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用愈來愈 廣泛 模具成形已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段 1 2 沖壓模地位及我國沖壓技術(shù) 1 2 1 沖壓模相關(guān)介紹 冷沖壓 是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力 使其產(chǎn)生分 離或變形 從而獲得一定形狀 尺寸和性能的零件的加工方法 沖壓可分為五個基本工序 沖裁 彎曲 拉深 成形和立體壓制 沖壓模具 在冷沖壓加工中 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 稱為冷沖壓模具 俗稱冷沖模 沖壓模按照工序組合分為三類 單工序模 復(fù)合模和級進模 復(fù)合模與單工序模相比減少了沖壓工藝 其結(jié)構(gòu)緊湊 面積較小 沖 出的制件精度高 工件表面較平直 特別是孔與制件的外形同步精度容易保證 適于沖薄料 可充分利用短料和邊角余料 適合大批量生產(chǎn) 生產(chǎn)率高 所以 得到廣泛應(yīng)用 但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造困難 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備 是技術(shù)密集型產(chǎn)品 沖壓 件的質(zhì)量 生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等 與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系 模具設(shè) 計與制造技術(shù)水平的高低 是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一 在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 1 2 2 沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 沖模約占模具工業(yè)的 50 在國民經(jīng)濟各個部門 特別是汽車 航空航天 儀器儀表 機械制造 家用電器 石油化工 輕工日 用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應(yīng)用 據(jù)統(tǒng)計 利用沖模制造的零件 在飛機 汽車 電機電器 儀器儀表等機電產(chǎn)品中占 60 70 在電視機 錄音機 計 算機等電子產(chǎn)品中占 80 以上 在自行車 手表 洗衣機 電冰箱 電風(fēng)扇等 輕工產(chǎn)品中占 85 以上 在各種類型的汽車中 平均一個車型需要沖壓模具 2000 套 其中大中型覆蓋件模具 300 套 1 2 3 我國沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數(shù)量上 還是在質(zhì)量 技術(shù)和能力等方面都已有 了很大發(fā)展 但與國發(fā)經(jīng)濟需求和世界先進水平相比 差距仍很大 一些大型 精度 復(fù)雜 長壽命的高檔模具每年仍大量進口 特別是中高檔轎車的覆蓋件 模具 目前仍主要依靠進口 一些低檔次的簡單沖模 已趨供過于求 市場竟 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 爭激烈 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料 2004 年我國沖壓模具總產(chǎn)出約 為 220 億元 其中出口 0 75 億美元 約合 6 2 億元 根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料 2004 年我國共進口沖壓模具 5 61 億美聯(lián)社元 約合 46 6 億元 從上述數(shù)字可以得出 2004 年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為 266 6 億元 其 中國內(nèi)市場需求為 260 4 億元 總供應(yīng)約為 213 8 億元 市場滿足率為 82 在上述 供求總體情況中 有幾個具體情況必須說明 一是進口模具大部分是技術(shù)含量高的 大型精密模具 而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具 因此技術(shù)含量 高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率 這些模具的發(fā)展已滯后于 沖壓件生產(chǎn) 而技術(shù)含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿 足率 二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多 具有一定的竟爭力 因 此其在國際市場前景看好 2005 年沖壓模具出口達到 1 46 億美元 比 2004 年增長 94 7 就可說明這一點 三是近年來港資 臺資 外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速 這 些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料 因此未能計入上述數(shù) 字之中 我國沖模工業(yè)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟需要的原因主要有 1 專業(yè)化和標準化程度低 2 模具品種少 效率低 經(jīng)濟效益也差 3 制造周期長 模具精度不高 制造技術(shù)較落后 4 模具壽命短 新材料使用量不到 10 力量分散 管理落后 但改革開放以來 在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支 持和引導(dǎo)下 尤其是國民經(jīng)濟的高速發(fā)展 大大地提高了模具的商品化程度 推動了模具技術(shù)和模具工業(yè)的迅速發(fā)展 在 CAD CAM CAE 的運用 加工工藝 手段 沖壓件質(zhì)量及模具性能方面 均已達到或接近國際水平 1 2 4 沖壓模具水平狀況 近年來 我國沖壓模具水平已有很大提高 大型沖壓模具已能生產(chǎn)單 套重量達 50 多噸的模具 為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了 精度達 到 1 2 m 壽命 2 億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn) 表面 粗糙度達到 Ra 1 5 m 的精沖模 大尺寸 300mm 精沖模及中厚板精 沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平 1 模具 CAD CAM 技術(shù)狀況 我國模具 CAD CAM 技術(shù)的發(fā)展已有 20 多年歷史 由原華中工學(xué)院 和武漢 733 廠于 1984 年共同完成的精神模 CAD CAM 系統(tǒng)是我國第一個自行 開發(fā)的模具 CAD CAM 系統(tǒng) 由華中工學(xué)院和北京模具廠等于 1986 年共同完 成的冷沖模 CAD CAM 系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模 CAD CAM 系統(tǒng) 上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模 CAD CAM 系統(tǒng)也于同年完成 20 世紀 90 年代以 來 國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用 CAD CAM 技術(shù) 國家科委 863 計劃將東風(fēng)汽車公司作為 CIMS 應(yīng)用示范工廠 由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托 墊片翻邊落料復(fù)合模 3 單位 開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具 CAD CAPP CAM 集成系統(tǒng)于 1996 年初通過 鑒定 在此期間 一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和 CAD CAM 軟件系 統(tǒng) 并在模具設(shè)計制造中實際應(yīng)用 取得了顯著效益 1997 年一汽引進了板料 成型過程計算機模擬 CAE 軟件并開始用于生產(chǎn) 21 世紀開始 CAD CAM 技術(shù)逐漸普及 現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具 企業(yè)基本都有了 CAD CAM 技術(shù) 其中部分骨干重點企業(yè)還具備各 CAE 能力 模具 CAD CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期 降低生產(chǎn)成本 提高產(chǎn)品質(zhì)量 已成為人們的共識 在 八五 九五 期間 已有一大批模具 企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術(shù) 數(shù)控加工的使用率也越來越高 并陸續(xù)引進 了相當數(shù)量 CAD CAM 系統(tǒng) 如美國 EDS 的 UG 美國 Parametric Technology 公司 Pro Engineer 美國 CV 公司的 CADSS 英國 DELCAM 公司的 DOCT5 日本 HZS 公司的 CRADE 及 space E 以色列公司的 Cimatron 還引進了 AutoCAD CATIA 等軟件及法國 Marta Daravision 公司用于汽車及覆蓋件模具的 Euclid IS 等專用軟件 國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 CAD CAM 技 術(shù) DL 圖的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(xiàn)二維 CAD 多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維 過渡 總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn) 且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模 具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域 在沖壓成型 CAE 軟件方面 除了引進的軟件外 華中科技術(shù)大學(xué) 吉 林大學(xué) 湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件 并已在 生實踐中得到成功應(yīng)用 產(chǎn)生了良好的效益 快速原型 RP 傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟模具相結(jié)合 快速制造大型汽車覆蓋 件模具 解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具 模具精度低 制件精度 低 樣樣制作難等問題 實現(xiàn)了以三維 CAD 模型作為制模依據(jù)的快速模具制造 它標志著 RPM 應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功 圍繞著汽車車身試制 大型覆蓋件模具的快速制造 近年來也涌現(xiàn)出 一些新的快速成型方法 例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點成型及激光 沖擊和電磁成型等技術(shù) 它們都表現(xiàn)出了降低成本 提高效率等優(yōu)點 2 模具設(shè)計與制造能力狀況 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下 經(jīng)過幾十年努力 現(xiàn)在我國沖壓模具 的設(shè)計與制造能力已達到較高水平 包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計 制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用 雖然如此 我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進水平 相比仍有較大差距 這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高 精度沖模方面 無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面 都有較大差距 轎車覆 蓋件模具 具有設(shè)計和制造難度大 質(zhì)量和精度要求高的特點 可代表覆蓋件 模具的水平 雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達到了國際水平 模具結(jié)構(gòu) 周期等方面 與國外相比還存在一定的差距 標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具 是我國重點發(fā) 展的精密模具品種 有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 4 具 已基本達到國際水平 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 汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美 高精度 高效益加 工設(shè)備的使用越來越廣泛 高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已 越來越多 NC DNC 技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟 可以進行傾角加工超精加工 這些都提高了模具面加工精度 提高了模具的質(zhì)量 縮短了模具的制造周期 模具表面強化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用 工藝成熟 無污染 成本適中的 離子滲氮技術(shù)越來越被認可 碳化物被覆處理 TD 處理 及許多鍍 涂 層技 術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多 真空處理技術(shù) 實型鑄造技術(shù) 刃口堆焊技 術(shù)等日趨成熟 激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用 1 2 5 我國沖模今后發(fā)展趨勢 根據(jù)我國沖模技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題 今后應(yīng)朝著如下幾個方面發(fā) 展 1 開發(fā) 發(fā)展精密 復(fù)雜 大型 長壽命模具 2 加速模具標準化和商品化 以提高模具質(zhì)量 縮短模具制造周期 3 大力開發(fā)和推廣應(yīng)用模具 CAD CAM 技術(shù) 提高模具制造過程的自動化 程度 4 積極開發(fā)模具新品種 新工藝 新技術(shù)和新材料 5 發(fā)展模具加工成套設(shè)備 以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要 1 3 總結(jié) 沖壓加工作為一個行業(yè) 在國民經(jīng)濟的加工工業(yè)中占有重要的地位 近年來 沖壓成型工藝有了很多新的進展 特別是精密沖裁 精密成形 精密 剪切 復(fù)合材料成形 超塑性成形 軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異 沖壓件的成形精度日趨精確 生產(chǎn)率有了極大的提高 正把沖壓加工提高到高 品質(zhì) 新的發(fā)展水平 由于引入了計算機輔助工程 CAE 沖壓成形已從原來 對應(yīng)力應(yīng)變進行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分 析 以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設(shè)計 計算機在模具領(lǐng)域 包括設(shè)計 制造 管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用 墊片落料翻邊復(fù)合模 5 第二章 工件工藝性分析及方案確定 2 1 工件工藝性分析 2 1 1 沖裁工藝性 圖 2 1 零件圖 由零件簡圖 2 1 可見 該工件的加工涉及到落料 沖孔 翻邊等工序成形 該零件的外徑為 80mm 屬于小制件 形狀簡單且對稱 適于沖裁加工 查 冷沖壓模具設(shè)計與制造 表 2 3 沖壓件內(nèi) 外形所能達到的經(jīng)濟精度 因制件形狀簡單 對稱 沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度為 IT12 IT13 查表 2 5 孔中心與邊緣距離尺寸公差為 0 5mm 查表 2 7 一般剪切斷面表面粗糙度為 3 2 m 查 冷沖模設(shè)計 表 2 3 得材料 Q235 號鋼的力學(xué)性能如下表 表 2 1 10 號鋼的性能 抗剪強度 310 380MPa 抗拉強度 b 375 460MPa 屈服點 s 235MPa 伸長率 25 材料 Q235 鋼 其沖壓性能較好 孔與外緣的壁厚較大 復(fù)合模中的凸凹 模壁厚部分具有足夠的強度 2 1 2 翻邊工藝性 1 翻邊工件邊緣與平面的圓角半徑 r 1 3 t 2 翻邊的高度 h 6 1 5r 1 5 3 翻邊的相對厚度 d t 31 3 1 7 2 所以翻邊后有良好的圓筒壁 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 4 沖孔毛刺面與翻邊方向相反 翻邊后工件質(zhì)量沒大影響 總體看來 該制件均滿足沖裁工藝性和翻邊工藝性 適于沖裁加工 2 1 3 判斷能否一次性翻邊成形 由預(yù)沖孔公式可以得到翻邊高度 H 的表達式 H 0 43r 0 72t 2 1 或 H 1 0 43r 0 72t 0 43r 0 72t 若將 Kmin 帶入上式 則可得到許可的最大翻邊高度 Hmax Hmax 1 Kmin 0 43r 0 72t 其中 D 翻邊后的中經(jīng) mm Kmin 極限翻邊系數(shù) r 翻邊圓角半徑 mm t 材料厚度 mm 查 冷沖模設(shè)計 表 7 1 低碳鋼圓孔極限翻邊系數(shù) 這里凸模采用圓柱形平底型式 孔的加工方式為沖孔 因 相對厚度 d t 31 3 得 Kmin 0 6 于是 Hmax 41 2 1 0 6 0 43 1 0 72 1 9 35 mm 因工件高度 H Zmax Zmin 因此在這里采用單配方法加工 對于落料 先做凹模 并以它作為基準配做凸模 查 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 表 2 4 查出其極限偏差為 mm0 468 查 冷沖模設(shè)計 表 3 5 磨損系數(shù) 取 X 0 5 則 D 凹 5 1 mm0 15 8 46 mm 079 落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制 其雙面間隙為 0 10 0 14mm 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 5 2 沖孔刃口尺寸 沖孔部分 凹 0 025mm 凸 0 02mm 凹 凸 0 025 0 02mm 0 045mm 凹 凸 Zmax Zmin 對于采用分別加工時 應(yīng)保證下述關(guān)系 凹 凸 Zmax Zmin 5 2 但對于形狀復(fù)雜或料薄的工件 為了保證凸 凹模間一定的隙值 必須采 用配合加工 因此在這里采用還是采用單配方法加工 對于沖孔 先做凸模 并以它作為基準配做凹模 查 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 表 2 4 查出其極限偏差為 mm 0 391 查 冷沖模設(shè)計 表 3 5 磨損系數(shù) 取 X 0 5 則 d 凸 5 3 0 975 31 mm0 975 4 沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制 其雙面間隙為 0 10 0 14mm 5 3 翻邊工作刃口尺寸 5 3 1 翻邊間隙 如圖 5 1 由于在翻邊過程中 材料沿切向伸長 因此其端面的材料變 薄非常嚴重 根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況 翻邊凹模與翻邊凸模之間的間隙應(yīng)小 于原來的材料厚度 墊片落料翻邊復(fù)合模 19 圖 5 1 翻邊間隙 查 冷沖壓模具設(shè)計與制造 表 5 5 平板毛坯翻邊時凸凹模之間的間隙 得 Z 2 0 85mm 5 3 2 翻邊刃口尺寸 1 翻邊凸模的刃口尺寸計算 查 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 表 2 4 查出其極限偏差為 mm0 394 查 冷沖模設(shè)計 表 3 5 磨損系數(shù) 取 X 0 5 則 d 凸 5 4 0 975 4 3 0 975 1 2 翻邊凹模的刃口尺寸計算 根據(jù)翻邊間隙和翻邊凸模的刃口尺寸來確定翻邊凹模的刃口尺寸 D 凹 5 5 0 975 40 195 2 8 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 mm 0 975 418 墊片落料翻邊復(fù)合模 21 第六章 凸模 凹模及凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 6 1 落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 1 1 最小壁厚 沖孔落料復(fù)合模的凸凹模 其刃口平面與工件尺寸相同 這就產(chǎn)生了復(fù)合 模的 最小壁厚 問題 沖孔落料復(fù)合模許用最小壁厚可按表 6 1 選取 形式如圖 6 1 表示 表值 為經(jīng)驗數(shù)據(jù) 表 6 1 凸 凹 模 最 小 壁 厚 a 數(shù) 值 單 位 mm 部 分 如 下 材料厚度 0 8 0 9 1 0 1 2 最小壁厚 2 3 2 5 2 7 3 2 最小直徑 15 18 圖 6 1 最小壁厚 為了增加凸凹模的強度和減少孔內(nèi)廢料的漲力 可以采用對凸凹模有效刃 口以下增加壁厚或?qū)U料反向頂出的辦法 如圖 6 1 所示 6 1 2 模具材料的選擇 從眾多模具材料中選出 Cr12Mov 鋼 該模具鋼是一種綜合力學(xué)性能比碳素 工具鋼好的低合金工具鋼 它具有較高的硬度和耐磨性 淬火時變形較小 淬 透性很好 由于鋼中含有一定量的釩 細化了晶粒 減小了鋼的過熱敏感性 同時碳化物較細小和分布較均勻 9Mn2V 鋼的化學(xué)成分和物理性能分別如表 6 2 和表 6 3 所示 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 22 表 6 2 Cr12Mov 鋼化學(xué)成分 GB T 1299 2000 W C Si Mn V P S 0 85 0 95 0 4 0 1 70 2 00 0 10 0 25 0 03 0 0 03 0 表 6 3 臨界溫度 臨界點 Ac1 Acm Ar1 Ar3 溫度 近似值 730 760 655 690 表 6 4 綜合性能 耐磨性 耐沖擊性 淬火不變形 性 淬硬深度 中等 中等 好 淺 紅硬性 脫碳敏感性 切削加工性 差 較大 較好 所以這里不管是凸模 凹模還是凸凹模 材料都選用 Cr12Mov 鋼 這里的落料凹模的熱處理硬度為 58 60HRC 6 1 3 確定凹模外形尺寸 確定凹模外形尺寸的方法有多種 通常都是根據(jù)零件的材料厚度和排樣圖 所確定的凹模型孔壁間最大距離為依據(jù) 來求凹模的外形尺寸 凹模的刃口形式 考慮到本例生產(chǎn)批量較大 所以采用刃口強度較高的凹 模 故采用階梯形直壁式 墊片落料翻邊復(fù)合模 23 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種 凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的 強度與剛度 凹模的厚度還應(yīng)考慮修模量 凹模的外形尺寸一般根據(jù)沖材料的 厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定 查 冷沖模設(shè)計 第 101 頁 凹模厚度和壁厚公式為 凹模厚度 H Kb 15mm 6 1 式中 K 系數(shù) 考慮板料厚度的影響 b 沖裁件的最大外形尺寸 凹模壁厚 C 1 5 2 H 30 40mm 6 2 查 冷沖模設(shè)計 表 4 3 系數(shù) K 值 因 b 80 mm 取 K 0 22 故 H 0 22 80 17 6mm C 1 5 35 52 5mm 考慮到翻邊高度 6mm 和保證 H 17 6mm 最后取 H 35mm 凹模形狀簡圖如圖 6 2 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 24 圖 6 2 落料凹模 6 1 4 凹模的強度校核 查 中國模具設(shè)計大典 第三卷 表 20 1 18 凹模強度計算公式 Hmin 6 3 式中 Hmin 凹模的最小厚度 mm F 沖壓力 N wp 許用彎曲應(yīng)力 MPa d do 凹模刃口與支承口直徑 mm 這里 F F 落 114296 N wp 500MPa d 79 77mm do 80mm Hmin 1 5 42967 0380 10 72mm 而真實的凹模厚度為 35mm 所以凹模的強度滿足要求 墊片落料翻邊復(fù)合模 25 6 2 凸凹模外形尺寸 1 凸凹模的高度 落料 翻邊凸凹模的高度滿足翻邊高度和凸 凹模之間安全距離外 還考 慮翻邊間隙 保證強度要求 即凸凹模壁厚大于最小壁厚 這里落料 翻邊凸凹模的高度為 55mm 2 凸凹模的強度校核 Lmax 6 4 式中 Lmax 沖孔凸模許用的最大自由長度 mm E 沖孔凸模材料的彈性模量 MPa d 凸?；驔_孔直徑 mm 沖件材料的抗剪強度 MPa t 沖件材料的厚度 mm 這里 E 2 2 MPa d 40mm t 1mm 350 MPa 于是 Lmax 2 10 543 6342 6mm 而實際的沖孔 翻邊凸凹模厚度為 55mm 所以強度完全滿足要求 材料同樣選用 Cr12Mov 鋼 其熱處理硬度為 58 60HRC 落料 翻邊凸凹模簡圖如圖 6 3 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 26 圖 6 3 落料 翻邊凸凹模 6 3 沖孔凸模外形尺寸 1 沖孔凸模的形式采用類似直通式的形式 少了階梯形式的復(fù)雜 主要受 上頂桿孔和凸?？椎挠绊?避免出現(xiàn)最小壁厚 2 沖孔凸模的長度 沖孔凸模的長度 沖孔凸模固定板的厚度 落料 翻邊凸凹模的高度 超出落 料 翻邊凸凹模的 2mm 則沖孔凸模的長度 18mm 35mm 27mm 80mm 沖孔凸模簡圖如圖 6 5 墊片落料翻邊復(fù)合模 27 圖 6 4 沖孔凸模 3 強度校核 1 凸模穩(wěn)定能力的校核 查 中國模具設(shè)計大典 第三卷 表 20 1 10 凸模穩(wěn)定能力校核計算 公式 Lmax 6 7 式中 Lmax 沖孔凸模許用的最大自由長度 mm E 沖孔凸模材料的彈性模量 MPa d 凸模或沖孔直徑 mm 沖件材料的抗剪強度 MPa t 沖件材料的厚度 mm 這里 E 2 2 MPa d 31 3mm t 1mm 350 MPa 于是 Lmax 2 10 53 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 28 4390 3mm 2 承壓能力的校核 k p 6 8 式中 沖件材料的抗剪強度 MPa t 沖件材料的厚度 mm d 凸?；驔_孔直徑 mm k 凸模刃口的接觸應(yīng)力 MPa p 凸模材料的許用壓應(yīng)力 MPa 這里 350 MPa t 1mm d 31 3mm p 1500 MPa 則 k 2 3501 711 36MPa p 1500 MPa 即凸模穩(wěn)定能力和承壓能力均滿足要求 墊片落料翻邊復(fù)合模 29 第七章 主要零部件設(shè)計 7 1 模柄的設(shè)計 查 中國模具設(shè)計大典 第 3 卷 表 22 5 24 壓入式模柄 JB T7646 1 1994 選擇 B 型 材料 Q235 熱處理硬度 43 48HRC 模柄簡圖如圖 7 1 圖 7 1 模柄 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 30 7 2 固定板和墊板的設(shè)計 7 2 1 沖孔 翻邊凸凹模固定板的設(shè)計 查 中國模具設(shè)計大典 第 3 卷 表 22 5 19 固定板 長寬 LXB 160X160mm 厚度 H 18mm 材料 45 熱處理硬度 43 48HRC 沖孔 翻邊凸凹模固定板的簡圖如圖 7 2 圖 7 2 沖孔 翻邊凸凹模固定板 7 2 2 沖孔凸模固定板的設(shè)計 沖孔凸模的固定方式有直接固定在模座 用固定板固定和快換式固定三種 固定方式 這里選用固定板固定 且采用臺肩固定 將沖孔凸模壓入固定板內(nèi) 裝配采用 N7 h6 查 中國模具設(shè)計大典 第 3 卷 表 22 5 19 圓形固定板 長寬 LXB 160X160mm 厚度 H 18mm 墊片落料翻邊復(fù)合模 31 材料 45 熱處理硬度 43 48HRC 沖孔固定板的簡圖如圖 7 3 圖 7 3 沖孔固定板 7 2 3 墊板的設(shè)計 查 中國模具設(shè)計大典 第 3 卷 表 22 5 20 圓形墊板 長寬 LXB 160X160mm 厚度 H 8mm 材料 45 熱處理硬度 43 48HRC 墊板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 7 4 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 32 圖 7 4 墊板 第八章 沖壓設(shè)備的校核與選定 33 第八章 沖壓設(shè)備的校核與選定 8 1 沖壓設(shè)備的校核 該模具的閉合高度由以下零件高度相加之和求的 該模具閉合高度 H 閉 H 上 H 下 H 墊 L H h 8 1 式中 L 沖孔凸模長度 H 凸凹模厚度 h 沖孔凸模沖裁后進入凸凹模的深度 h 2mm 根據(jù)公式 8 1 得模具的閉合高度為 H 閉 H 上 H 下 H 墊 L H h 40 50 30 8 53 55 5 231 mm 可見該模具的閉合高度在所選模具閉合高度之間 則該模架可以使用 該 模具的閉合高度小于所選壓力機型號為 J23 40 的最大閉合高度為 330mm 最大 裝模高度為 265 高度調(diào)節(jié)量為 65 可以使用 8 2 沖壓設(shè)備的選用 根據(jù)模具閉合高度 沖裁力等 壓力機型號為 J23 40 能滿足各項要求 因此選取 J23 40 號壓力機 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 34 第八章 沖壓設(shè)備的校核與選定 35 第九章 繪制模具總裝圖及零件圖 運 用 Auto CAD 軟 件 按 照 上 述 幾 章 設(shè) 計 的 尺 寸 繪 制 模 具 裝 配 總 圖 及 各 零 件 圖 總 裝 配 圖 按 照 0 圖 紙 繪 制 零 件 圖 則 按 照 其 它 型 號 的 圖 紙 繪 制 圖 樣 幅 面 應(yīng) 符 合 國 家 GB4457 1 84 先 繪 制 裝 配 草 圖 經(jīng) 指 導(dǎo) 老 師 認 可 才 進 行 正 式 圖 的 繪 制 繪 圖 過 程 中 嚴 格 按 照 國 標 制 圖 標 準 繪 制 9 1 裝配圖繪制 裝 配 圖 應(yīng) 用 足 夠 說 明 模 具 構(gòu) 造 的 投 影 圖 及 必 要 的 剖 面 圖 剖 視 圖 一 般 主 視 圖 和 俯 視 圖 應(yīng) 對 應(yīng) 繪 制 還 要 注 明 必 要 尺 寸 如 模 具 高 度 輪 廓 尺 寸 以 及 裝 配 保 證 的 有 關(guān) 尺 寸 和 精 度 畫 出 排 樣 圖 填 寫 詳 細 的 零 件 明 細 表 和 技 術(shù) 要 求 裝 配 結(jié) 構(gòu) 圖 如 圖 9 1 圖 9 1 模 具 總 裝 圖 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 36 致 謝 在近一個學(xué)期的努力之后 我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了 在這幾個月的設(shè)計 過程中 我遇到了許多的問題 得到了老師和同學(xué)的大力幫助 尤其是文秀海 輔導(dǎo)老師 他的耐心教導(dǎo)及指點給予了我極大的幫助 在此 對輔導(dǎo)老師的教 誨表示衷心的感謝 在這次模具設(shè)計課題中 有一定的繪圖工作量 因此 我有不少的圖紙需 要老師來指導(dǎo)和檢查 每次答疑時 老師更是仔細 耐心 認真的檢查我的圖 紙的每個細節(jié) 指出其中的錯誤和不足之處 給我提出很好的改進方案 由于 我們不能每時每刻找老師答疑 經(jīng)常與同學(xué)進行討論 他們的指點也給我很大 的幫助 最后 由衷的感謝老師的悉心指導(dǎo)和熱忱鼓勵 還要感謝幫助過我的同學(xué) 們 墊片落料翻邊復(fù)合模 37 參考文獻 1 任海東 蘇君 冷沖壓工藝與模具設(shè)計 鄭州 河南科學(xué)技術(shù)出 版社 2007 2 王麗霞 愈佳芝 計算機繪圖 鄭州 河南科學(xué)技術(shù)出版社 2006 3 劉家平 機械制圖 鄭州 河南科學(xué)技術(shù)出版社 2006 4 Yoshida K Classification and Systematization of Sheet Metal Press Forming Process Sci Pap IPCR Vol42 No 1514 1959 142 159 5 Keeler S P Determination of Forming Limit in Automotive Stamping Sheet Metal Industries 1965 Vol 42 6 康寶來 于興芝 機械設(shè)計基礎(chǔ) 鄭州 河南科學(xué)技術(shù)出版社 2006 7 黃云清 公差配合與測量技術(shù) 北京 機械工業(yè)出版社 2007 1 8 李云程 模具制造工藝學(xué) 北京 機械工業(yè)出版社 2007 1 9 孫鳳勤 沖壓與塑壓設(shè)備 北京 機械工業(yè)出版社 2007 8 10 吳兆祥 模具材料及表面處理 北京 機械工業(yè)出版社 2008 2 11 許發(fā)越 模具標準應(yīng)用手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 12 王芳 冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) 北京 機械工業(yè)出版社 1998 10 13 李奇 江瑩 模具構(gòu)造與制造 北京 青華大學(xué)出版社 2004 8 14 王秀鳳 冷沖壓模具設(shè)計與制造 北京 航空航天大學(xué)出版社 2005 4 15 成虹 沖壓工藝與模具設(shè)計 北京 高等教育出版社 2006 7 16 楊玉英 崔令江 實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 2005 1 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 38 17 彭建生 模具設(shè)計與加工速查手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2005 7 18 徐政坤 沖壓模具及設(shè)備 北京 機械工業(yè)出版社 2005 1 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 墊片落料翻邊復(fù)合模 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 112 班 學(xué)生姓名 鄭勝男 學(xué) 號 111304252 指導(dǎo)教師 文秀海 2014 年 04 月 20 日 插圖清單 圖 1 零件圖 6 圖 2 排樣示意圖 11 圖 3 落料凹模 21 圖 4 沖孔凸模 23 圖 5凸凹模固定板 26 圖 6沖孔固定板 27 圖 7墊板 28 圖 8模具總裝圖 30 表格清單 表 1 10號鋼的性能 6 表 2 模具性能比較 7 表 3 正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較 9 表 4 凸 凹 模 最 小 壁 厚 a 數(shù) 值 19 表 5 臨界溫度 20 摘 要 本 次 設(shè) 計 了 一 套 沖 孔 落 料 翻 邊 的 復(fù) 合 模 模 具 經(jīng) 過 查 閱 資 料 首 先 要 對 零 件 進 行 工 藝 分 析 經(jīng) 過 工 藝 分 析 和 對 比 采 用 沖 孔 落 料 翻 邊 工 序 通 過 沖 裁 力 頂 件 力 卸 料 力 等 計 算 確 定 模 具 的 類 型 得 出 將 設(shè) 計 的 模 具 類 型 后 將 模 具 的 各 工 作 零 部 件 設(shè) 計 過 程 表 達 出 來 在 論 文 中 第 一 部 分 主 要 敘 述 了 沖 壓 模 具 的 發(fā) 展 狀 況 說 明 了 沖 壓 模 具 的 重 要 性 接 著 是 對 沖 壓 件 的 工 藝 分 析 完 成 了 工 藝 方 案 的 確 定 第 二 部 分 對 零 件 排 樣 圖 的 設(shè) 計 完 成 了 材 料 利 用 率 的 計 算 再 進 行 沖 裁 工 藝 力 的 計 算 和 沖 裁 模 工 作 部 分 的 設(shè) 計 計 算 對 選 擇 沖 壓 設(shè) 備 提 供 依 據(jù) 最 后 對 主 要 零 部 件 的 設(shè) 計 和 標 準 件 的 選 擇 為 本 次 設(shè) 計 模 具 的 繪 制 和 模 具 的 成 形 提 供 依 據(jù) 通 過 前 面 的 設(shè) 計 方 案 畫 出 模 具 各 零 件 圖 和 裝 配 圖 本 模 具 性 能 可 靠 運 行 平 穩(wěn) 能 夠 適 應(yīng) 大 批 量 生 產(chǎn) 要 求 提 高 了 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 和 生 產(chǎn) 效 率 降 低 勞 動 強 度 和 生 產(chǎn) 成 本 關(guān)鍵詞 沖壓 復(fù)合模 模具結(jié)構(gòu) Abstract The design of the compound die punching blanking a flanging Through access to information the first part to process analysis through process analysis and comparison the punching flanging die punching through the top pieces such as the discharge of calculation determine the type of die The design of the mold type after the working parts mold design process of expression In the first part mainly describes the development of stamping dies illustrates the importance of stamping dies then stamping process is analyzed to determine the completion of the process plan The second part the part layout diagram design complete the calculation of material utilization Then the blanking force calculation and design calculation of blanking die working parts provide the basis for the selection of stamping equipment Finally the design and standards on the main parts selection provide the basis for drawing and the mould forming the mold design The design drawing mold parts drawing and assembly drawing The die is reliable performance stable running able to adapt to the requirement of mass production improve product quality and production efficiency reduce labor intensity and production cost Keywords punching compound die die structure 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 車 工序號 02 零件名稱 落料凹模 零件號 00 07 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 Cr12MoV 設(shè) 備 名 稱 型 號 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 車床 虎鉗 游標卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時 一次 1 車端面 斷面車刀 游標卡尺 2 1 100 min 800r min 一次 1 車外圓 外圓車刀 游標卡尺 2 1 100 min 800r min 一次 2 精車 外圓車刀 游標卡尺 2 1 50 min1 1200r mi 一次 2 切斷 切斷刀 游標卡尺 1 1 50 500r mi min1 設(shè) 計 者 鄭勝男 指 導(dǎo) 教 師 文秀海 共 1 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00 06 落料凹模 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工序號 工 序 名 稱 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時 01 下料 30 75mm 鋸床 直尺 02 車端面 車床 三角卡盤 標準 端面車刀 游標卡 尺 03 車外圓 車床 三角卡盤 外圓車刀 游標卡 尺 04 切槽 車床 三角卡盤 切斷刀 游標卡 尺 05 精車 車床 三角卡盤 外圓車刀 千分尺 06 熱處理 滲碳 淬火 低回 電熱爐 07 磨削 磨床 砂輪 千分尺 編制 鄭勝男 校對 審核 批準