銅墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【落料-沖孔復(fù)合?！?/h1>

銅墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【落料-沖孔復(fù)合?！?落料-沖孔復(fù)合模,銅墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【落料-沖孔復(fù)合?！?墊片,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì),落料,沖孔,復(fù)合 1 緒論 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)約有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50多萬(wàn)人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿(mǎn)，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長(zhǎng)18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。 在2萬(wàn)多家生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來(lái)，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；? ??5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；??? 7）模具的精度將越來(lái)越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；?? ??9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；?? ?10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。 1.3國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專(zhuān)"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。 2 沖孔落料的模具設(shè)計(jì) 2.1工件圖及技術(shù)要求 1.零件名稱(chēng)：銅墊片 2.材 料：H62 3.材料厚度：0.5mm 4.未注公差按14級(jí) 5.批量生產(chǎn) 2.2 任務(wù)要求 1． 完成制件工藝性分析，確定制件成形工藝方案。 2． 完成模具裝配圖設(shè)計(jì)，繪制模具總裝圖。 3． 完成模具零件圖設(shè)計(jì)，繪制模具零件圖。 4． 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 2.3沖壓件工藝性分析： 2.3.1結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.）該工件形狀簡(jiǎn)單，規(guī)則，使用單次沖裁 2.)該沖件處有尖角，但圖紙上無(wú)特殊要求，用圓角過(guò)渡 3.)沖件無(wú)懸臂和狹槽 4.)最小孔邊距為（4-1.5）/2=1.25>1.5t，孔與孔之間的距離3.3-0.75-0.5=2.05>t,合理 5.)沖裁件端部帶圓弧，因?yàn)樵摬牧媳容^軟，所以不會(huì)出現(xiàn)臺(tái)階 6.)受凸模強(qiáng)度和剛度限制，沖裁件上的孔不能太小。因?yàn)樽钚】譫=1>0.9t,所以合理 2.3.2公差和表面粗糙分析 1.) 該工件最小公差尺寸為φ1，上公差為+0.12,下公差為0，查的精度等級(jí)為IT12級(jí)，復(fù)合模沖孔能達(dá)到9級(jí)，落料能達(dá)到10級(jí)。 2.) 表面粗糙度，圖紙未作特殊要求 3.) 沖裁材料H62，沖裁性能比較好，適合沖裁 2.4工藝方案制定 1. 采用單沖模，分別做兩副模具，沖孔模與落料模，但這樣操作制件兩次定位精度低，兩副模具經(jīng)濟(jì)成本不高但模具壽命相對(duì)也較低，但需要?jiǎng)趧?dòng)力多，管理成本多，分?jǐn)傇趩渭系某杀据^高，生產(chǎn)操作不安全。 2. 采用級(jí)進(jìn)模即將沖孔和落料分成兩個(gè)不同工位但裝在同一副模具上同時(shí)完成不同工序沖裁，這種方法能使沖件精度較高，但是不適合批量生產(chǎn)，而且制造成本比較高。 3.采用復(fù)合模即沖孔和落料同時(shí)進(jìn)行，一次定位能提高沖件精度且模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，制作費(fèi)用較低，勞動(dòng)力需求少，適合批量生產(chǎn)，制造成本一般。 結(jié)論：綜合以上的比較，選擇復(fù)合模工藝方案比較可行，符合各方面要求 3 沖壓零件主要參數(shù)的計(jì)算 3.1搭邊值的確定和條料寬度的確定 查課本表格2-6得普通沖裁的塔邊值，材料厚0.5mm，彈壓卸料，工件寬度L小于50毫米，即a=1.0,a1=1.2 由表2-7得剪料公差為0.4，條料寬度為27.9mm,材料利用率87% 3.2 壓力中心及沖壓力計(jì)算 a.)沖裁力：Fp=1.3*68.01*0.5*225=9946.5N b.)卸料力：FQ=0.04*9946.5=397.86N c.)推件力：查表2-10得凹模刃口高h(yuǎn)=4 FQ1=0.05*9946.5*4/0.5=3978.6N 采用彈壓卸料和下出件裝置： FΣ=9946.5+397.86+3978.6=14322.96N d.)壓力中心計(jì)算： 沖孔 O 0 (0, 0) L0=4.71 O 2 (3.3,0) L2=3.14 落料 O 1 (2.3,0) L1=6.28 O3 (7.4 ,2 ) L3=15.5 O4 (7.4 ,-2) L4=15.5 O5 (19.2,2.7) L5=5 O6 (19.2,-2.7) L6=5 O7 (22.5,2.4) L7=1.6 O8 (22.5, 1.8) L8=1.6 O9 (22.5,-1.8) L9=1.6 O10 (22.5,-2.4) L10=1.6 X0=4.71*0+3.14*3.3+6.28*2.3+15.5*7.4+15.5*7.4+5*19.2+5*19.2+1.6*22.5+1.6*22.5+1.6*22.5+1.6*22.5/61.53≈13 Y0=0 即壓力中心為（13，0） 3.3壓力機(jī)標(biāo)準(zhǔn)公稱(chēng)壓力確定 P大于等于（1.1~1.3）F總=（1.1~1.3）*14KN=(15.4~18.2)KN 根據(jù)表2-2得選擇壓力機(jī)為開(kāi)式壓力機(jī)，公稱(chēng)壓力為100KN，壓力機(jī)型號(hào)為J-23-10 主要技術(shù)參數(shù)為： 3.4凹模周界尺寸計(jì)算和模具典型結(jié)構(gòu)選擇 1.）計(jì)算凹模周界L*B： 外形尺寸按下式計(jì)算：L=2(L1+L2) 式中，L1為壓力中心到最遠(yuǎn)型孔的壁距離，按照孔型的布置，凹模的外形尺寸L1分別為L(zhǎng)1（平行）=12.75 垂直與送料方向的凹模外形最遠(yuǎn)壁間距 L2（垂直）=2.7 由表2-9查得L2=20 垂直送料方向的凹模外形尺寸 L垂直=2*（12.75+20）=65.5 平行送料方向的凹模外形尺寸 L平行=2* (2.7+20)=58 L（垂直）=65.5大于L（平行）=58 所以該模具送料方向?yàn)榭v向送料 由從向送料，彈壓卸料而選擇典型組合，查手冊(cè)的L*B=80*80 g.沖裁凸凹模刃口尺寸計(jì)算 凸凹?？紤]用配作法 查表2-13 : =0.09t=0.09*0.5=0.045mm =0.12t=0.12*0.5=0.06mm △ Z=-=0.06-0.045=0.015mm =△/4 尺寸Ⅰ：φ1.5沖孔磨后變小 IT14 △=0.25 x=0.5 =0.25/4=0.0625 b凸=(1.5+0.5*0.25)0-0.06=1.63 0-0.06 沖孔凹模按照凸模在最小間隙與最大間隙制件配做 尺寸Ⅱ：φ1 0+0.12 沖孔磨后變小 IT12 △=0.12 x=0.75 =0.12/4=0.03 b凸=(1+0.75*0.12)0-0.03 =1.09 0-0.03 沖孔凹模按照凸模在最小間隙與最大間隙制件配做 尺寸Ⅲ：R2 落料后變大 IT14 △=0.25 x=0.5 =0.25/4=0.06 B凹=(2-0.5*0.25) 0+0.06 =1.88 0+0.06 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅳ：4 0-0.16 落料后變大 IT12 △=0.16 x=0.75 =0.16/4=0.04 B凹=（4-0.75*0.16）0+0.04 =3.88 0+0.04 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅴ：19 0-0.24 落料磨后變大 IT12 △=0.24 x=0.75 =0.24/4=0.06 B凹=(19-0.75*0.24) 0+0.06 =18.82 0+0.06 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅵ： 6.5 0-0.2 落料后變大 IT12 △=0.2 x=0.75 =0.2/4=0.05 B凹=(6.5-0.75*0.2) 0+0.05 =6.35 0+0.05 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅶ：5 0-0.16 落料后變大 IT12 △=0.16 x=0.75 =0.16/4=0.04 B凹=(5-0.75*0.16) 0+0.04 =4.88 0+0.04 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅷ：5.4 0-0.1 落料后變大 IT12 △=0.1 x=0.75 =0.1/4=0.03 B凹=(5.4-0.75*0.1) 0+0.03 =5.33 0+0.03 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅸ：2.3 落料后變大 IT14 △=0.25 x=0.5 =0.25/4=0.06 B凹=(2.3-0.5*0.25) 0+0.06 =2.18 0+0.06 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅹ：30+0.12 落料后變小 IT12 △=0.12 x=0.75 =0.12/4=0.03 B凹=(3+0.75*0.12)0-0.03 =3.09 0-0.03 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅺ: 4.2±0.1 磨后尺寸不變 IT13 △=0.2 x=0.75 =0.2/4=0.05 C凸=C凹=(4.1+0.1) ±0.2/8=4.2±0.03 尺寸Ⅻ：3.3 磨后尺寸不變 IT14 △=0.3 x=0.5 =0.3/4=0.08 C凸=C凹=(3.3+0.15)±0.3/8=3.45±0.04 3.5選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 由于沖件精度要求不高，選擇對(duì)角到導(dǎo)柱的模架，該模架適合橫，縱送料方向 h.彈簧選擇 F卸/4=P’ *Fx 398/4=p *Fx 根據(jù)手冊(cè)查表1的取矩形界面符合彈簧 即，選擇25*90的規(guī)格 1導(dǎo)柱 2下模座 3下固定板 4凸凹模 5彈壓卸料板 6擋料銷(xiāo) 7上模座 8上墊板 9 浮動(dòng)模柄 10 調(diào)節(jié)螺釘 11 壓板 12 橡膠 13 螺釘 14 上固定板 15 中墊板 16 落料凹模17 導(dǎo)套 18頂桿 19 推板 20 沖孔凸模 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 模具導(dǎo)向：制件精度不高，采用對(duì)角導(dǎo)柱，用導(dǎo)柱12滑動(dòng)導(dǎo)套8導(dǎo)向定位 卸料：卸料板5不僅起卸料作用，同時(shí)可導(dǎo)向凸模的作用。卸料板材料為45鋼，不熱處理仍符合各項(xiàng)要求 模具結(jié)構(gòu)小，凹模采用整體結(jié)構(gòu)；凸模用鉚接式固定 凸模選用Cr12MoV制作，熱處理58~62HRC，耐磨損 制件精度不高，對(duì)模具定位精度也不高，擋料銷(xiāo)定位擋料，正確，方便 凸模固定板采用Q235，凹模采用Cr12Mov熱處理60~64HRC，上、下模用HT250制作，經(jīng)調(diào)質(zhì) 導(dǎo)柱、導(dǎo)套，采用20鋼熱處理58~64（滲碳） 凸模，固定板型腔，凹模，卸料板，采用快絲切割 沖模工作過(guò)程 將條料校平送入工作范圍，擋料銷(xiāo)定位，壓力機(jī)滑塊下行上模座向下運(yùn)動(dòng)卸料板將條料壓平至凹模上，然后模具向上運(yùn)動(dòng)條料被卸料板卸下，推板推料，順利完成沖壓工序 設(shè)計(jì)小結(jié) 此課題來(lái)的比較晚，本來(lái)想放棄做畢業(yè)設(shè)計(jì)，因?yàn)槲沂俏嗌?，原因很多，畢業(yè)證書(shū)不能拿到，工作的忙碌，路途的遙遠(yuǎn)，但后來(lái)想想，以上的原因也不能成為什么，大學(xué)三年，也應(yīng)該有所成就，最后決定還是給自己一個(gè)交代，認(rèn)認(rèn)真真完成這樣一生只有一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 拿到課題，分析之后發(fā)現(xiàn)，將要設(shè)計(jì)的是一副復(fù)合沖裁模，這樣一來(lái)，在公司實(shí)習(xí)的東西，就只能用到一點(diǎn)點(diǎn)，我是學(xué)級(jí)進(jìn)模的，相對(duì)來(lái)說(shuō)，復(fù)合模應(yīng)該是在這之前所需要經(jīng)過(guò)的一個(gè)階段，而在公司我沒(méi)去學(xué)過(guò)單沖模，所以所需的一切我必須從以前的課本和記憶中尋找。 參看典型畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)設(shè)計(jì)的步驟有了一定的了解，翻閱參考書(shū)，利用一段時(shí)間進(jìn)行了各類(lèi)工藝分析和各個(gè)尺寸的計(jì)算，由于有一定的基礎(chǔ)，這些方面做起來(lái)也比較輕松，接下來(lái)才進(jìn)入正題——模具圖的繪制 我們公司主要用的軟件是AutoCAD，所以一個(gè)設(shè)計(jì)員對(duì)CAD的操作熟練度是不可忽視的，由于經(jīng)過(guò)一個(gè)月的強(qiáng)化練習(xí)，我對(duì)CAD的熟練度達(dá)到了一個(gè)很高的程度，所以繪制這樣的模具的是難不到我的，我參閱課本的典型倒裝復(fù)合模，對(duì)自己的工件進(jìn)行總裝圖的設(shè)計(jì)。手冊(cè)中查閱出了典型的模座布置，然后配上了各個(gè)板的大小，并且對(duì)各板的連接配上了銷(xiāo)釘和螺釘，我選擇的是彈簧彈壓卸料，因?yàn)槲艺J(rèn)為用彈簧卸料要比其他方式都要好，用圓擋料銷(xiāo)定位，推板通過(guò)頂桿推件，凸模凹模均采用Cr12Mov材料，有利于磨損。整個(gè)模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具壽命好，適合批量生產(chǎn)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我運(yùn)用了公司與學(xué)校所學(xué)知識(shí)結(jié)合，利用工作空出時(shí)間，參考各類(lèi)書(shū)籍獨(dú)立完成的，由于對(duì)復(fù)合模的知識(shí)有所欠缺，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，今后也會(huì)一一改正。然而在學(xué)習(xí)過(guò)程中，首先我明白了做學(xué)問(wèn)要一絲不茍，對(duì)于出現(xiàn)的任何問(wèn)題和偏差都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問(wèn)題的。在工作中要學(xué)會(huì)與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽(tīng)取別人的意見(jiàn)，這樣做起事情來(lái)就可以事倍功半。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成既為大學(xué)三年劃上了一個(gè)完美的句號(hào)，也為將來(lái)的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。 致謝 三年一晃而過(guò)，校園生活已成回憶。在學(xué)校里，同學(xué)老師都很照顧我。我深表感謝。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做的很沖忙，有太多的紕漏，請(qǐng)老師多多包容。 雖然我不是學(xué)校真正的學(xué)生，也不敢說(shuō)為學(xué)校爭(zhēng)光，但我也不會(huì)替學(xué)校摸黑。 這三年，在學(xué)校學(xué)到很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，這可能就是我以后的衣食父母，我很感激。 這是在學(xué)校交的最后一份作業(yè)了，主觀(guān)上還是希望能完美結(jié)束，做到善始善終。但走出社會(huì)后，好多事情超出了自己能掌握的范圍，與本意相違背了?？紤]的不夠好的希望給予指正。 參考文獻(xiàn) [1]韓森和主編.冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)制造.[M] 高等教育出版社.2006.2 [2]馮炳堯等.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).[M]上海科學(xué)技術(shù)出版社.2008.6 [3]金大鷹主編。機(jī)械制圖。[M]機(jī)械工業(yè)出版設(shè)2006.8 11

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