動(dòng)片零件的沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【U形帶凸緣圓筒形件拉深落料級(jí)進(jìn)模含17張CAD圖帶卡片】

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11.緒論沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到的加工方法。沖壓利用沖壓模具對(duì)板料進(jìn)行加工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在學(xué)校的近三年學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)其目的在于鞏固所學(xué)知識(shí)，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。通過(guò)設(shè)計(jì)，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的具體要求是：1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過(guò)去所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課知識(shí)。2.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問(wèn)題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。3.通過(guò)某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過(guò)程和基本方法。4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以15％左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速的發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應(yīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1995年我國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億，而2003年已達(dá)450億左右，年均增長(zhǎng)14%。另?yè)?jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)已超過(guò)20000家，從業(yè)人員有60萬(wàn)人，模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達(dá)十多家?？梢灶A(yù)見(jiàn)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的 2高速發(fā)展將對(duì)模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具。同時(shí)要求模具設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)周期達(dá)到全新的水平。我國(guó)模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機(jī)遇，無(wú)疑也面臨著更大的挑戰(zhàn)。我做的是冷沖壓模具設(shè)計(jì)，冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)到的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如汽車、拖拉機(jī)、電器、儀表、電子、國(guó)防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當(dāng)大。不少過(guò)去有鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已經(jīng)被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過(guò)沖壓加工制造，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本?？梢哉f(shuō)如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，降低成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實(shí)現(xiàn)的。在大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師指正。1.1 冷沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的地位模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。 3模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度。使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制剛板、剛帶為壞料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高質(zhì)量好重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其它加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。.目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺(tái)普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)汽車拖拉機(jī)電機(jī)電器儀器儀表等產(chǎn)品，60%左右的零件是用模具加工出來(lái)的；而自行車手表洗衣機(jī)電冰箱及電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品，90%左右的零件是用模具加工出來(lái)的；至于日用五金，餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來(lái)進(jìn)行。顯而易見(jiàn)，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。1.2 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 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，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；專業(yè)模具廠數(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。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看， 4體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～30 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.2.2　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)； 54）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、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 "、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(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。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．1.4　深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路 6拉深是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心工序件制成開(kāi)口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下，不宜高于 IT11 級(jí)。只有加強(qiáng)拉深變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定拉深工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決拉深變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。圓筒件是最典型的拉深件，其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就一個(gè)拉深，根據(jù)計(jì)算確定它不能一次拉深成功.因此，需要多次拉深。在最后的一次拉深中由于制件的高度太高，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次拉深不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)拉深凸模與拉深凹模工作配合長(zhǎng)度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 72. 落料拉深級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì).2.1.原始資料:工件名稱:動(dòng)片.工件簡(jiǎn)圖:如圖所示圖.工件材料:08 鋼料厚:1.5mm產(chǎn)量:大批量.2.2.設(shè)計(jì)內(nèi)容.(1).零件工藝性分析 .(2).模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算 . 8(3).模具總體設(shè)計(jì) .(4).模具主要零部件設(shè)計(jì) .(5).模具總裝配圖的設(shè)計(jì) .(6).模具總裝配圖的繪制 . 93. 工件工藝性分析.深圓筒拉深模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 20 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天．3.1.工藝性.沖裁件的工藝性是指工件對(duì)沖壓加工工藝的適合性。良好的工藝性體現(xiàn)在材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單等方面。3.2.沖壓件的工藝分析.此工件為凸緣圓筒形件,要求零件尺寸標(biāo)注在外形,零件尺寸厚度不變.此工件的形狀滿足拉深工藝要求.可用拉深工序加工.因 t/D×100=(1.5/102)×100=1.47>1,且此工析有凸緣,不需要切口.但設(shè)計(jì)中會(huì)有用于定位的工藝切口.(式中 t:材料厚度:mm.D:包括修邊余量的毛壞直徑 :mm.)各圓角 r =4 mm>=t. r =4 mm>=2t,滿足拉深對(duì)圓角半徑的要求.凸 凹Φ34 為 IT13 級(jí),滿足拉深工序?qū)ぜ墓畹燃?jí)要求.03.? 104. 工藝方案的確定.4.1.確定工藝方案的主要原則:概括起來(lái)主要有以下三點(diǎn):（1）保證沖裁件的質(zhì)量（2）經(jīng)濟(jì)性原則（3）安全性原則 4.2.工藝方案分析確定.該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞?接深.分析:第一步是先進(jìn)行拉深,再落料.由于本工件每次拉深都有余料返回凸緣 ,為了去掉筒壁上的壓痕和凸緣上的波紋,須進(jìn)行整形工序,最后是修邊.之所以先在條料件上拉深后再進(jìn)行外圓落料,是因?yàn)槔顣r(shí)使壓力中心在圓心處和拉深 Φ34 時(shí)壓力中心落在圓心重合,如果拉深放在落料后面,沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心栽荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常磨損,還會(huì)使合理的間隙得不到保證,從而影響制件的質(zhì)量和降低模具壽命,甚至損壞模具,由以上分析,可有以下三種工藝方案:方案一:落料----- 首次拉深----- 以后各次拉深. 單工序模.方案二:首次拉深+以后各次拉深 -----落料. 級(jí)進(jìn)模.方案三:圓片落料----- 首,以后各次拉深---- 修邊落料. 級(jí)進(jìn)?；騿喂ば蚰?分析:方案一,需要兩道工序,模具成本高,生產(chǎn)率低,很難滿足批量生產(chǎn)要求 .方案二,只需一副模具,生產(chǎn)率較高,考慮零件實(shí)際形狀,較合適.方案三,所用模具套數(shù)多,生產(chǎn)率低,不滿足批量要求.通過(guò)以上三種方案的比較分析,該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳.5. 主要設(shè)計(jì)計(jì)算. 115.1.排樣沖裁件在條料、帶料和板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。故排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：⑴提高材料利用率；⑵合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全；⑶模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)；⑷保證沖件質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。條料排樣可分三種，有廢料排樣 、少?gòu)U料排樣、 無(wú)廢料排樣。由于工件形狀比較特殊，采用有廢料排樣中的直排。采用直排排樣方案.如圖:圖.排樣圖5.2 計(jì)算最小搭邊值及零件毛壞面積.排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊值要合理確定，搭邊值過(guò)大，材料利用率雖高，但過(guò)小時(shí)搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口，因此確定搭邊值時(shí)應(yīng)考慮如下因素：①材料的力學(xué)性能，軟材料，脆材料，搭邊值要大一些；硬材料，搭邊值可小一些；②材料的厚度，材料越厚，搭邊值也越大； ③零件的形狀和尺寸，零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大；④排樣的形式，對(duì)排的搭邊值大于直 排的搭邊值； 12⑤送料及擋料方式，用手工送料且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些，用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些；⑥卸料方式，彈性卸料比剛性卸料的搭邊值要小一些查表 2.9.最小搭邊值 a=1.2.由 5.3,毛坯尺寸計(jì)算得毛坯為 Φ102 的圓形.則條料的寬度:B=102mm+1.2mm+1.2mm=104.4mm由 5.3 計(jì)算得:d =79.6mm.凸緣直徑 d=76mm.經(jīng)第首次拉深后,條料的寬度設(shè)計(jì)為t80mm.步距設(shè)計(jì)為 80mm.則材料利用率的計(jì)算為:計(jì)算毛坯的面積:A=πR2=3.14×382mm=4534.16mm2一個(gè)步距的面積 S=80mm×80mm=6400mm2一個(gè)步距的材料利用率:δ=(A/S)×100%=(4534.16/6400)×100%=70.8%5.3. 08 鋼拉深性能好,此零件的拉深系數(shù)可由下列工序計(jì)算來(lái)確定.5.3.1 計(jì)算毛坯尺寸由工件圖 d =76mm.d=(34-1.5) mm=32.5 mm,由凸緣的相對(duì)直徑 d /d=76 mm/32.5 t tmm=2.34,查表 4.2 得修邊余量 ΔR=1.8 mm,因零件底部圓角半徑 r 與凸緣圓角半徑 R 相等,即 r=R 時(shí), 有凸緣筒形件的毛坯直徑:D=( d 2+4dH-3.44dR)?,將td =76+2ΔRt=(76+2×1.8)mm=79.6mm,d=32.5mm,H=(40-1.5)mm=38.5mm,R=4mm 代入式中,得毛壞的直徑為:D=(762+4×32.5×38.5-3.44×32.5×4)?mm=102mm.5.3.2 判斷能否一次拉成. 13工件總的拉深系數(shù) m =d/D=32.5mm/102mm=0.32.工件總的拉深相對(duì)高度總H/d=38.5mm/32.5mm=1.18.由 d /d=79.6mm/32.5mm=2.45,t/D×100=(1.5/102)×100=1.47mm.t查表 4.9 得,有凸緣圓筒形件第一次拉深時(shí)的極限拉深系數(shù) m =0.38.1由表 4.10 查得,有凸緣圓筒形件首次拉深的極限相對(duì)高度 h1/d1=0.3,由于m =0.32h1/d1=0.3,故此工件不能一次拉出.總 15.3.3 試制訂首次拉深系數(shù).取首次 dt/dt＇=1.1,查表 4.9 得 m =0.53,而第一次拉深系數(shù) m =d1/D,則第一次拉深1 1的半成品直徑為 d1=m ×D=0.53×102=54.06(調(diào)整為 54mm).1第一次拉深的凹模圓角半徑用下式計(jì)算:r =0.8×[(D-d1)t]? 將 D=102mm,d1=54mm,t=1.5 mm 代入上式,得凹模的圓角半徑1凹r =0.8[(102-54)×1.5]?mm=6.7872mm,則 r1= r +t/2=(6.7872+1.5/2)mm=7.5372mm,取凹 1凹r1=8mm.并取 r =r ,則 r2=r1=8mm,根據(jù)工作圓角重新調(diào)整凸,凹模的圓角半徑,取為 r1凹 凸= r =(8-1.5/2)mm=7.25mm.1凹 凸為了以后的拉深不使已拉深好的半成品工序件變形,第一次拉深要針壞料多拉入凹模所需要量的 5%,則需對(duì)坯料作相應(yīng)的放大,過(guò)程如下:第一次拉深的半成品,其凸緣的圓環(huán)面積 A 環(huán),由公式求得 :A =(π/4) ×[dt2-(d1+2r1)2]環(huán)將 d =79.6mm,d1=54 mm,r1=8 mm 代入上式,則凸A =(π/4) ×[79.62-(54+2×8)2] mm2=(π/4)×1436.16 mm2環(huán)工件的面積應(yīng)該等于毛坯的面積,由下列公式求得:A =(π/4)D2=(π/4) ×1022 mm2=10404×(π/4) mm2工 件被拉入凹模的面積應(yīng)等于 A = A - A =8967.84×(π/4) mm2凹 工 件 環(huán)若多拉入 5%的料進(jìn)入凹模,則被拉入凹模的面積.A ＇=1.05 A =9416.232×(π/4)mm2凹 凹 14使擴(kuò)大的毛坯面積為A ＇=1.05 A + A環(huán) 凹 環(huán)=(9416.232+1436.16)×(π /4)mm2=10852.392×(π/4)mm2故擴(kuò)大后的坯料直徑為 D＇=(4 A ＇/π)?=10852.392?mm=104.18 mm環(huán)由下式可求得半成品的高度,因圓角半徑 r2=r1,則Hn=(0.25/dn)×(D＇2-dt2)+0.43(r2+r1).將 D＇=104.18 mm,dt=79.6 mm,d1=54 mm,r1=r2=8 mm 代入上式,得到第一次拉深的高度為:H1=(0.25/54)×(104.182-79.62) mm+0.43×16 mm=27.8 mm.工件的第一次相對(duì)高度 (H1/d1)工件=27.8 mm/54 mm=0.51.由表 4.10 查得,有凸緣圓筒形件第一次拉深的最大相對(duì)高度 h1/d1=0.65,因?yàn)?(H1/d1)工件=1.6(F+F ) 代入各次的壓邊力 ,拉深力得:壓 QF >=199.23KN,F >=129.78KN,F >=98.29KN,F >=74.74KN.1壓 2壓 3壓 4壓5.4.2 計(jì)算落料工序沖壓力的計(jì)算.落料力:F =Ltδ =(110.2+119.32)×1.5×440=151483.2N=151.4832KN.落 b落料時(shí)的推件力:F =nK F 取直筒形刃口的凹模刃口形式,由表 2.21 查得,h=6mm,則推 推 落n=h/t=6mm/1.5mm=4 個(gè),查表 2.7 得,K =0.05.推F =nK F =(0.05×4×151.4832)KN=30.297KN.推 推 落總沖壓力為:F =F +F =181.78KN.總 落 推5.4.3 計(jì)算沖定位側(cè)刃空時(shí)沖壓力的計(jì)算.沖孔力:F =Ltδ =(10π×1.5×440)N=20724N=20.724KN孔 b沖孔時(shí)的推件力:F =nK F推 推 孔取直筒形刃口的凹模刃口形式,由表 2.21 查得,h=6mm,則 n=h/t=6mm/1.5mm=4 個(gè),查表 2.7 得,K =0.05.推F =nK F =(4×0.05×20.724)KN=4.1448KN推 推 孔沖孔時(shí)的總沖壓力為; 20F =4.1448KN+20.724KN=24.8688KN總則總沖壓力為 F 總=(502.04+181.78+24.8688)KN=708.6888KN.為了保證沖壓力足夠,一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大 30%左右,即:F ＇=1.3F =1.3×708.6888KN=921.29544KN.總 總5.4.4 模具工作部分尺寸計(jì)算.因?yàn)楸玖慵禽S對(duì)稱零件,所以不用計(jì)算壓力中心.5.4.4.1 模具間隙.有壓料圈拉深時(shí)單邊間隙值查表 4.13 得.Z /2=Z /2=1.2t=1.2×1.5mm=1.8mm,Z /2=1.1t=1.1×1.5mm=1.65mm.12 3Z /2=1.05t=1.05×1.5mm=1.575mm.4因此,各次拉深間隙為:Z =3.6mm,Z =3.6mm,Z =3.3mm,Z =3.15mm.12345.4.4.2 拉深模圓角半徑.r =r =(8-0.75)mm=7.25mm.1凸 凹r =r =(5-0.75)mm=4.25mm.2凸 凹r =r =(4-0.75)mm=3.25mm.3凸 凹r =r =r =4mm.4凸 凹 工 件5.4.4.3 凸,凹模工作部分尺寸及公差.對(duì)于多次拉深,工序尺寸無(wú)需嚴(yán)格要求,前三次拉深以凹模為基準(zhǔn),模具的的制造公差按 IT10 級(jí)選取,計(jì)算出各次凹模的尺寸為:D =(D+t) 因此:凹 A&0?D =59.5 mm,D =47.5 mm,D =39.5 mm.1凹 12.2凹 1.0?3凹 1.0?計(jì)算出各次凸模的尺寸為: D =(D -Z )凸 凹 min&T?D =55.9 ,D =43.9 ,D =36.21凸 012.?凸 01.?3凸 .01 21第四次拉深是最后一次拉深,由于要求零件尺寸標(biāo)注在外形,因此,以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),模具按 IT8 級(jí)選取公差 ,計(jì)算出模具的尺寸為 :D =(D -0.75Δ) =(34-0.75×0.3) mm=33.78 mm.4凹 maxA&0?039.?039.?D =(D -Z ) =(33.78-3.15) mm=30.63 mm.凸 凹 T?039.?039.?對(duì)外輪廓的落料,由于形狀復(fù)雜,故采用配合加工法,這種方法有利于獲得最小的合理間隙,放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求,其凸,凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下:當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí),凹模磨損后,刃口部分尺寸都增大,因此均屬于 A 類尺寸.工件圖中未標(biāo)注的公差,查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差:38 ,30 .039.?250查表 2.6 得磨損系數(shù) x 為:當(dāng) Δ>.機(jī)械工業(yè)出版社.2008.(187-225 頁(yè)).[2]:曹立文.王冬.丁海娟.邵士清.>.機(jī)械工業(yè)出版社.[3]:郝濱海.>.化學(xué)工業(yè)出版社.[4]:陳于萍.高曉康.>.高等教育出版社.2002.(38-40 頁(yè)).[5]:孫鳳勤.閻亞林.>.高等教育出版社.2003.(47-48 頁(yè)).[6]:楊占堯.>.高等教育出版社.2008.(182-230 頁(yè)).[7]:寇世瑤.>.高等教育出版社.2004.(6-7 頁(yè)).