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大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 摘 要 模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步 它在國民經(jīng)濟(jì)中 占有越來越重要的地位 發(fā)展前景十分廣闊 裝備制造業(yè)在 2007 年的迅速發(fā)展 尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長 為模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的市場環(huán)境 本次綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)密封件的復(fù)合沖壓模具 從零件的工藝性分析到模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 再到工藝計(jì)算 一直到最后的模具裝配圖 同時(shí) 模具也是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn) 影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備 具有生產(chǎn)效率高 材料利用率高 制件質(zhì)量優(yōu)良 工藝 適應(yīng)性好等特點(diǎn) 被廣泛應(yīng)用于汽車 機(jī)械 航天 航空 輕工 電子 電器 儀 表等行業(yè) 隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展 汽車性能不斷提高 汽車零部件中對高 精度 形狀復(fù)雜鍛件的需求量越來越大 鍛造新工藝 省材 節(jié)能工藝等技術(shù)的開 發(fā)對于新型汽車零件的生產(chǎn)尤為重要 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 本文主要是以密封件為例 設(shè)計(jì)和制定密封件的工藝設(shè)計(jì)和工藝設(shè)備的選擇以 及沖壓模具設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 密封件 工藝設(shè)計(jì) 沖壓模具 模具設(shè)計(jì) 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 Abstract With development of all kind of science technology and global economy Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation and can work in dangerous working environments to protect the personal safety Therefore widely used in machine building metallurgy electronics light industry and atomic energy sectors The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop by controlling and regulating pressure floatcompressedneceengththdirectionprocedurework The inverted pendulum is a t ypical high order system with multi variable non linear strong coupling fleet and absolutely instable It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques During the control process pendulum can effectively reflec t many key problems such as equanimity robust follow up and track therefore This paper studies a control method of double inverted pendulum First of all the mathematical model of the double inverted pendulum is established then make a control design to double inverted pendulum on the mathematical model and deter mine the system performance index weightmatrix by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix Finally the simulation of the system is ma de by After several test matrix value the results are not satisfactory response then we opt imize matrix by using Genetic Algorithm Simulation results show The system response c an meet the design requirements effectively after Genetic Algorithm optimization Small twisted paper broken machine for ordinary home not only can be used for minced meat can also be used with crushed peanuts crushed ice spices and otherfood small power requirements powered by the motor drive reasonable structuredesign Key word pneumatic manipulator cylinder pneumatic loop Fout 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 degreesfreedom 目 錄 摘 要 2 Abstract 3 第 一 章 緒 論 9 1 1 模 具 工 業(yè) 簡 介 5 1 2 模 具 分 類 5 1 3 沖 壓 模 具 簡 介 5 1 4 我 國 沖 壓 模 具 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 和 趨 勢 6 1 5 沖 壓加工的特點(diǎn) 6 第 二 章 零 件 的 工 藝 分 析 擬 定 6 2 1 沖 裁 件 的 工 藝 性 分 析 7 2 1 1 選 擇 雙 面 間 隙 8 2 1 2 沖 裁 模 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 原 則 9 2 1 3 沖 孔 和 落 料 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 9 2 2 確 定 沖 壓 工 藝 方 案 10 2 3 選 擇 模 具 結(jié) 構(gòu) 形 式 12 2 3 1 模 具 的 形 式 13 2 3 2 定 位 裝 置 14 2 3 3 卸 料 裝 置 15 2 3 4 導(dǎo) 向 零 件 16 2 3 5 模 架 17 第 三 章 必 要 的 工 藝 計(jì) 算 17 3 1 排 樣 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算 21 3 2 計(jì) 算 沖 壓 力 21 3 3 計(jì) 算 模 具 壓 力 中 心 22 3 4 計(jì) 算 模 具 刃 口 尺 寸 23 第 四 章 密 封 件 復(fù) 合 模 主 要 零 件 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 24 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 1 落 料 凹 模 25 4 2 沖 孔 凸 模 長 度 及 強(qiáng) 度 校 核 25 4 3 凸 凹 模 長 度 確 定 及 壁 厚 校 核 26 4 4 凸 凹 模 固 定 板 尺 寸 27 4 5 墊 板 結(jié) 構(gòu) 與 設(shè) 計(jì) 28 4 6 卸 料 板 的 設(shè) 計(jì) 29 4 7 模 座 的 選 擇 30 第 五 章 壓 力 機(jī) 校 核 31 5 1 模 柄 孔 的 校 核 32 5 2 模 具 閉 合 高 度 的 校 核 33 5 3 壓 力 機(jī) 工 作 臺 尺 寸 的 校 核 34 5 4 沖 裁 力 校 核 34 第 六 章 繪 制 模 具 總 裝 配 圖 35 總 結(jié) 36 致 謝 37 參 考 文 獻(xiàn) 38 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 一 章 緒 論 1 1 模 具 工 業(yè) 簡 介 模 具 工 業(yè) 是 國 民 經(jīng) 濟(jì) 的 重 要 基 礎(chǔ) 工 業(yè) 之 一 模 具 是 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 的 基 礎(chǔ) 工 藝 裝 備 是 一 種 高 附 加 值 的 高 精 密 集 型 產(chǎn) 品 也 是 高 新 技 術(shù) 產(chǎn) 業(yè) 化 的 重 要 領(lǐng) 域 其 技 術(shù) 水 平 的 高 低 已 經(jīng) 成 為 衡 量 一 個(gè) 國 家 制 造 業(yè) 水 平 的 重 要 標(biāo) 志 隨 著 電 子 信 息 等 高 新 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 模 具 技 術(shù) 的 發(fā) 展 呈 現(xiàn) 以 下 趨 勢 1 模 具 CAD CAE CAM 正 向 集 成 化 三 維 化 智 能 化 和 網(wǎng) 絡(luò) 化 方 向 發(fā) 展 2 模 具 制 造 向 精 密 高 效 復(fù) 合 和 多 功 能 方 向 發(fā) 展 3 快 速 經(jīng) 濟(jì) 制 模 技 術(shù) 得 到 應(yīng) 用 4 特 種 加 工 技 術(shù) 有 了 進(jìn) 一 步 的 發(fā) 展 5 模 具 自 動(dòng) 加 工 系 統(tǒng) 的 研 制 和 發(fā) 展 6 模 具 材 料 及 表 面 處 理 技 術(shù) 發(fā) 展 迅 速 7 模 具 工 業(yè) 新 工 藝 新 理 念 和 新 模 式 逐 步 得 到 了 認(rèn) 同 在 專 用 模 鍛 設(shè) 備 上 利 用 模 具 使 毛 坯 成 型 而 獲 得 鍛 件 的 鍛 造 方 法 此 方 法 生 產(chǎn) 的 鍛 件 尺 寸 精 確 加 工 余 量 較 小 結(jié) 構(gòu) 也 比 較 復(fù) 雜 生 產(chǎn) 率 高 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 2 模 具 分 類 模 具 分 為 冷 沖 壓 模 具 熱 鍛 模 具 塑 料 模 具 鑄 造 模 具 橡 膠 模 具 和 玻 璃 模 具 等 模 鍛 的 分 類 根 據(jù) 設(shè) 備 不 同 模 鍛 分 為 錘 上 模 鍛 曲 柄 壓 力 機(jī) 模 鍛 平 鍛 機(jī) 模 鍛 摩 擦 壓 力 機(jī) 模 鍛 等 錘 上 模 鍛 所 用 的 設(shè) 備 為 模 鍛 錘 通 常 為 空 氣 模 鍛 錘 對 形 狀 復(fù) 雜 的 鍛 件 先 在 制 坯 模 腔 內(nèi) 初 步 成 形 然 后 在 鍛 模 腔 內(nèi) 鍛 造 精 密 模 鍛 則 是 在 模 鍛 基 礎(chǔ) 上 發(fā) 展 而 來 能 夠 鍛 造 一 些 復(fù) 雜 形 狀 尺 寸 精 度 高 的 零 件 如 錐 齒 輪 葉 片 航 空 零 件 等 在 模 鍛 錘 或 壓 力 機(jī) 上 用 鍛 模 將 金 屬 坯 料 鍛 壓 加 工 成 形 的 工 藝 汽 車 和 電 子 電 器 產(chǎn) 品 的 高 速 增 長 為 模 具 工 業(yè) 的 發(fā) 展 營 造 了 良 好 的 市 場 環(huán) 境 除 了 發(fā) 展 速 度 繼 續(xù) 提 升 外 我 國 模 具 行 業(yè) 在 2007 年 還 呈 現(xiàn) 出 三 大 亮 點(diǎn) 一 是 模 具 向 大 型 精 密 復(fù) 雜 方 向 發(fā) 展 成 果 突 出 如 已 生 產(chǎn) 出 了 單 套 重 量 達(dá) 到 100 噸 的 巨 型 模 具 及 型 腔 精 度 達(dá) 到 0 5 m 的 超 精 模 具 和 能 與 2500 次 分 高 速 沖 床 相 匹 配 的 精 密 多 工 位 級 進(jìn) 模 等 模 具 專 業(yè) 化 和 標(biāo) 準(zhǔn) 化 程 度 得 到 進(jìn) 一 步 提 高 如 廣 東 模 具 企 業(yè) 的 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 件 使 用 覆 蓋 率 大 都 已 達(dá) 到 或 超 過 了 80 等 行 業(yè) 結(jié) 構(gòu) 進(jìn) 一 步 改 善 如 產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu) 和 進(jìn) 出 口 結(jié) 構(gòu) 正 在 不 斷 趨 向 合 理 化 等 行 業(yè) 正 在 形 成 一 個(gè) 以 數(shù) 字 化 和 信 息 化 為 主 要 內(nèi) 容 的 技 術(shù) 改 造 熱 潮 發(fā) 展 后 勁 充 足 等 二 是 行 業(yè) 骨 干 隊(duì) 伍 正 快 速 形 成 集 群 式 生 產(chǎn) 方 式 得 到 進(jìn) 一 步 發(fā) 展 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 不 斷 提 高 模 具 行 業(yè) 目 前 已 有 80 多 家 重 點(diǎn) 骨 干 企 業(yè) 現(xiàn) 在 年 產(chǎn) 模 具 5000 萬 元 以 上 的 企 業(yè) 全 行 業(yè) 也 有 100 家 左 右 骨 干 隊(duì) 伍 正 在 起 著 帶 動(dòng) 行 業(yè) 的 作 用 繼 2006 年 之 后 全 國 的 模 具 城 得 到 了 進(jìn) 一 步 發(fā) 展 模 具 城 的 產(chǎn) 出 要 比 上 年 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 增 長 25 以 上 模 具 行 業(yè) 全 員 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 比 上 年 有 10 以 上 的 提 高 三 是 國 際 合 作 進(jìn) 一 步 發(fā) 展 中 國 模 具 正 在 加 速 融 入 世 界 因 而 也 為 中 國 模 具 今 后 的 進(jìn) 一 步 發(fā) 展 創(chuàng) 造 了 更 為 有 利 的 條 件 無 論 是 出 展 出 訪 還 是 來 展 來 訪 中 國 模 具 行 業(yè) 2007 年 國 際 合 作 方 面 的 活 動(dòng) 都 要 比 往 年 更 豐 富 參 與 的 企 業(yè) 數(shù) 和 人 數(shù) 更 多 成 效 更 加 顯 著 在 中 國 模 具 工 業(yè) 2007 年 可 喜 的 發(fā) 展 中 也 有 隱 憂 隱 憂 之 一 是 生 產(chǎn) 模 具 的 原 材 料 人 工 等 成 本 費(fèi) 用 不 斷 上 漲 2007 年 又 比 上 年 漲 了 20 左 右 致 使 模 具 企 業(yè) 利 潤 空 間 進(jìn) 一 步 受 擠 壓 利 潤 率 進(jìn) 一 步 下 降 有 些 企 業(yè) 已 出 現(xiàn) 虧 損 顯 得 難 以 為 繼 隱 憂 之 二 是 模 具 人 才 特 別 是 高 技 能 高 水 平 人 才 全 行 業(yè) 缺 乏 這 已 制 約 了 模 具 行 業(yè) 的 進(jìn) 一 步 發(fā) 展 由 于 總 數(shù) 量 的 供 不 應(yīng) 求 高 層 次 人 才 的 正 常 流 動(dòng) 現(xiàn) 在 已 變 得 有 一 些 不 正 常 了 用 人 單 位 的 用 人 成 本 也 顯 著 增 加 同 時(shí) 人 才 素 質(zhì) 也 亟 待 提 高 隱 憂 之 三 是 在 模 具 行 業(yè) 國 內(nèi) 外 市 場 前 景 良 好 和 現(xiàn) 有 企 業(yè) 大 多 利 好 的 情 況 下 模 具 行 業(yè) 固 定 資 產(chǎn) 投 入 年 復(fù) 一 年 不 斷 攀 升 尤 其 是 外 資 和 民 間 投 資 更 為 踴 躍 投 入 致 使 某 些 領(lǐng) 域 已 呈 飽 和 之 勢 和 低 水 平 的 重 復(fù) 大 量 投 資 的 結(jié) 果 雖 然 對 促 進(jìn) 模 具 工 業(yè) 的 發(fā) 展 有 好 處 但 也 預(yù) 示 著 企 業(yè) 今 后 的 競 爭 更 為 劇 烈 競 爭 會 不 會 造 成 今 后 的 大 調(diào) 整 而 累 及 行 業(yè) 發(fā) 展 這 已 引 起 一 些 業(yè) 內(nèi) 人 士 的 擔(dān) 憂 目 前 在 部 分 領(lǐng) 域 尤 其 在 中 低 檔 市 場 上 競 爭 已 造 成 因 相 互 過 度 壓 價(jià) 而 損 害 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 的 狀 況 隱 憂 之 四 是 中 國 模 具 行 業(yè) 總 體 創(chuàng) 新 能 力 薄 弱 綜 合 水 平 仍 比 國 外 先 進(jìn) 水 平 落 后 許 多 這 對 今 后 發(fā) 展 非 常 不 利 所 謂 綜 合 水 平 的 落 后 包 括 了 技 術(shù) 落 后 產(chǎn) 品 落 后 管 理 落 后 及 人 的 觀 念 和 水 平 落 后 等 雖 然 我 國 模 具 行 業(yè) 中 也 不 乏 可 與 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 世 界 先 進(jìn) 水 平 相 媲 美 的 企 業(yè) 有 些 產(chǎn) 品 也 并 不 比 世 界 先 進(jìn) 水 平 差 但 這 畢 竟 只 是 少 數(shù) 就 大 多 數(shù) 而 言 我 們 必 須 承 認(rèn) 落 后 而 且 總 體 來 說 不 是 落 后 一 點(diǎn) 點(diǎn) 而 是 落 后 了 許 多 總 體 落 后 的 主 要 表 現(xiàn) 是 我 國 模 具 在 結(jié) 構(gòu) 精 度 效 能 壽 命 及 生 產(chǎn) 周 期 等 方 面 以 及 從 業(yè) 人 員 綜 合 素 質(zhì) 與 水 平 和 全 員 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 等 方 面 與 國 際 先 進(jìn) 水 平 相 比 有 著 較 大 差 距 此 外 當(dāng) 然 還 存 在 裝 備 及 環(huán) 境 等 方 面 的 差 距 等 1 3 沖 壓 模 具 簡 介 沖 壓 模 具 StampingTooling 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(jì) 和 制 造 有 直 接 關(guān) 系 沖 壓 模 具 的 形 式 很 多 一 般 可 按 以 下 幾 個(gè) 主 要 特 征 分 類 根 據(jù) 工 藝 性 質(zhì) 分 類 1 沖 裁 模 沿 封 閉 或 敞 開 的 輪 廓 線 使 材 料 產(chǎn) 生 分 離 的 模 具 如 落 料 模 沖 孔 模 切 斷 模 切 口 模 切 邊 模 剖 切 模 等 2 彎 曲 模 使 板 料 毛 坯 或 其 他 坯 料 沿 著 直 線 彎 曲 線 產(chǎn) 生 彎 曲 變 形 從 而 獲 得 一 定 角 度 和 形 狀 的 工 件 的 模 具 3 拉 深 模 是 把 板 料 毛 坯 制 成 開 口 空 心 件 或 使 空 心 件 進(jìn) 一 步 改 變 形 狀 和 尺 寸 的 模 具 4 成 形 模 是 將 毛 坯 或 半 成 品 工 件 按 圖 凸 凹 模 的 形 狀 直 接 復(fù) 制 成 形 而 材 料 本 身 僅 產(chǎn) 生 局 部 塑 性 變 形 的 模 具 如 脹 形 模 縮 口 模 擴(kuò) 口 模 起 伏 成 形 模 翻 邊 模 整 形 模 等 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 4 我 國 沖 壓 模 具 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 和 趨 勢 改 革 開 放 以 來 隨 著 民 經(jīng) 濟(jì) 的 高 速 發(fā) 展 市 場 對 模 具 的 需 求 量 不 斷 增 近 年 來 模 具 工 業(yè) 一 直 以 15 左 右 的 增 長 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 變 化 除 了 國 有 專 業(yè) 模 具 廠 外 集 體 合 資 獨(dú) 資 和 私 營 也 得 到 了 快 速 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 與 國 際 接 軌 的 腳 步 不 斷 加 快 市 場 競 爭 的 日 益 加 劇 們 已 經(jīng) 越 來 越 認(rèn) 識 到 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 成 本 和 新 產(chǎn) 品 的 開 發(fā) 能 力 的 重 要 性 而 模 具 制 造 整 個(gè) 鏈 條 中 最 基 礎(chǔ) 的 要 素 之 一 模 具 制 造 技 術(shù) 現(xiàn) 已 成 為 衡 量 一 個(gè) 國 家 制 造 業(yè) 水 平 高 低 的 重 要 標(biāo) 志 并 在 很 大 程 度 上 決 定 企 業(yè) 的 生 存 空 間 近 年 許 多 模 具 企 業(yè) 加 大 了 用 于 技 術(shù) 進(jìn) 步 的 投 資 力 度 將 技 術(shù) 進(jìn) 步 視 為 企 業(yè) 發(fā) 展 的 重 要 動(dòng) 力 一 些 國 內(nèi) 模 具 企 業(yè) 已 普 及 了 二 維 CAD 并 陸 續(xù) 開 始 使 用 UG Pro Engineer I DEAS Euclid IS 等 國 際 通 用 軟 件 個(gè) 別 廠 家 還 引 進(jìn) 了 Moldflow C Flow DYNAFORM Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟 件 并 成 功 應(yīng) 用 于 沖 壓 模 的 設(shè) 計(jì) 中 以 汽 車 覆 蓋 件 模 具 為 代 表 的 大 型 沖 壓 模 具 的 制 造 技 術(shù) 已 取 得 很 大 進(jìn) 步 東 風(fēng) 汽 車 公 司 模 具 廠 一 汽 模 具 中 心 等 模 具 廠 家 已 能 生 產(chǎn) 部 分 轎 車 覆 蓋 件 模 具 此 外 許 多 研 究 機(jī) 構(gòu) 和 大 專 院 校 開 展 模 具 技 術(shù) 的 研 究 和 開 發(fā) 經(jīng) 過 多 年 的 努 力 在 模 具 CAD CAE CAM 技 術(shù) 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 做 出 了 貢 獻(xiàn) 例 如 吉 林 大 學(xué) 汽 車 覆 蓋 件 成 型 技 術(shù) 所 獨(dú) 立 研 制 的 汽 車 覆 蓋 件 沖 壓 成 型 分 析 KMAS 軟 件 華 中 理 工 大 學(xué) 模 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 具 技 術(shù) 國 家 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 開 發(fā) 的 注 塑 模 汽 車 覆 蓋 件 模 具 和 級 進(jìn) 模 CAD CAE CAM 軟 件 上 海 交 通 大 學(xué) 模 具 CA 國 家 工 程 研 究 中 心 開 發(fā) 的 冷 沖 模 和 精 沖 研 究 中 心 開 發(fā) 的 冷 沖 模 和 精 沖 模 CAD 軟 件 等 在 國 內(nèi) 模 具 行 業(yè) 擁 有 不 少 的 用 戶 雖 然 中 國 模 具 工 業(yè) 在 過 去 十 多 年 中 取 得 了 令 人 矚 目 的 發(fā) 展 但 許 多 方 面 與 工 業(yè) 發(fā) 達(dá) 國 家 相 比 仍 有 較 大 的 差 距 例 如 精 密 加 工 設(shè) 備 在 模 具 加 工 設(shè) 備 中 的 比 重 比 較 低 CAD CAE CAM 技 術(shù) 的 普 及 率 不 高 許 多 先 進(jìn) 的 模 具 技 術(shù) 應(yīng) 用 不 夠 廣 泛 等 等 致 使 相 當(dāng) 一 部 分 大 型 精 密 復(fù) 雜 和 長 壽 命 模 具 依 賴 進(jìn) 口 模 具 技 術(shù) 的 發(fā) 展 應(yīng) 該 為 適 應(yīng) 模 具 產(chǎn) 品 交 貨 期 短 精 度 高 質(zhì) 量 好 價(jià) 格 低 的 要 求 服 務(wù) 達(dá) 到 一 要 求 急 需 發(fā) 展 如 下 幾 項(xiàng) 1 全 面 推 廣 CAD CAM CAE 技 術(shù) 模 具 CAD CAM CAE 技 術(shù) 是 模 具 設(shè) 計(jì) 制 造 的 發(fā) 展 方 向 隨 著 微 機(jī) 軟 件 的 發(fā) 展 和 進(jìn) 步 普 及 CAD CAM CAE 技 術(shù) 的 條 件 已 基 本 成 熟 各 企 業(yè) 將 加 大 CAD CAM 技 術(shù) 培 訓(xùn) 和 技 術(shù) 服 務(wù) 的 力 度 進(jìn) 一 步 擴(kuò) 大 CAE 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 范 圍 計(jì) 算 機(jī) 和 網(wǎng) 絡(luò) 的 發(fā) 展 正 CAD CAM CAE 技 術(shù) 跨 地 區(qū) 跨 企 業(yè) 跨 院 所 地 在 整 個(gè) 行 業(yè) 中 推 廣 成 為 可 能 實(shí) 現(xiàn) 技 術(shù) 資 源 的 重 新 整 合 使 虛 擬 制 造 成 為 可 能 2 高 速 銑 削 加 工 國 外 近 年 來 發(fā) 展 的 高 速 銑 削 加 工 大 幅 度 提 高 了 加 工 效 率 并 可 獲 得 極 高 的 表 面 光 潔 度 另 外 還 可 加 工 高 硬 度 模 塊 還 具 有 溫 升 低 熱 變 形 小 等 優(yōu) 點(diǎn) 高 速 銑 削 加 工 技 術(shù) 的 發(fā) 展 對 汽 車 家 電 行 業(yè) 中 大 型 型 腔 模 具 制 造 注 入 了 新 的 活 力 目 前 它 已 向 更 高 的 敏 捷 化 智 能 化 集 成 化 方 向 發(fā) 展 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 模 具 掃 描 及 數(shù) 字 化 系 統(tǒng) 高 速 掃 描 機(jī) 和 模 具 掃 描 系 統(tǒng) 提 供 了 從 模 型 或 實(shí) 物 掃 描 到 加 工 出 期 望 的 模 型 所 需 的 諸 多 功 能 大 大 縮 短 了 模 具 的 在 研 制 制 造 周 期 有 些 快 速 掃 描 系 統(tǒng) 可 快 速 安 裝 在 已 有 的 數(shù) 控 銑 床 及 工 中 心 上 實(shí) 現(xiàn) 快 速 數(shù) 據(jù) 采 集 自 動(dòng) 生 成 各 種 不 同 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 加 工 程 序 不 同 格 式 的 CAD 數(shù) 據(jù) 用 于 模 具 制 造 業(yè) 的 逆 向 工 程 模 具 掃 描 系 統(tǒng) 已 在 汽 車 摩 托 車 家 電 等 行 業(yè) 得 到 成 功 應(yīng) 用 相 信 在 十 五 期 間 將 發(fā) 揮 更 大 的 作 用 4 電 火 銑 削 加 工 電 火 花 銑 削 加 工 技 術(shù) 也 稱 為 電 火 花 創(chuàng) 成 加 工 技 術(shù) 這 是 一 種 替 代 傳 統(tǒng) 的 用 成 型 電 極 加 工 型 腔 的 新 技 術(shù) 它 是 有 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 簡 單 的 管 狀 電 極 作 三 維 或 二 維 輪 廓 加 工 像 數(shù) 控 銑 一 樣 因 此 不 再 需 要 制 造 復(fù) 雜 的 成 型 電 極 這 顯 然 是 電 火 花 成 形 加 工 領(lǐng) 域 的 重 大 發(fā) 展 國 外 已 有 使 用 這 種 技 術(shù) 的 機(jī) 床 在 模 具 加 工 中 應(yīng) 用 預(yù) 計(jì) 這 一 技 術(shù) 將 得 到 發(fā) 展 5 提 高 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 化 程 度 我 國 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 化 程 度 正 在 不 斷 提 高 估 計(jì) 目 前 我 國 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 件 使 用 覆 蓋 率 已 達(dá) 到 30 左 右 國 外 發(fā) 達(dá) 國 家 一 般 為 80 左 右 6 優(yōu) 質(zhì) 材 料 及 先 進(jìn) 表 面 處 理 技 術(shù) 選 用 優(yōu) 質(zhì) 鋼 材 和 應(yīng) 用 相 應(yīng) 的 表 面 處 理 技 術(shù) 來 提 高 模 具 的 壽 命 就 顯 得 十 分 必 要 模 具 熱 處 理 和 表 面 處 理 是 否 能 充 分 發(fā) 揮 模 具 鋼 材 料 性 能 的 關(guān) 鍵 環(huán) 節(jié) 模 具 熱 處 理 的 發(fā) 展 方 向 是 采 用 真 空 熱 處 理 模 具 表 面 處 理 除 完 善 應(yīng) 發(fā) 展 工 藝 先 進(jìn) 的 氣 相 沉 積 TiN TiC 等 等 離 子 噴 涂 等 技 術(shù) 7 模 具 研 磨 拋 光 將 自 動(dòng) 化 智 能 化 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 模 具 表 面 的 質(zhì) 量 對 模 具 使 用 壽 命 制 件 外 觀 質(zhì) 量 等 方 面 均 有 較 大 的 影 響 研 究 自 動(dòng) 化 智 能 化 的 研 磨 與 拋 光 方 法 替 代 現(xiàn) 有 手 工 操 作 以 提 高 模 具 表 面 質(zhì) 量 是 重 要 的 發(fā) 展 趨 勢 8 模 具 自 動(dòng) 加 工 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 這 是 我 國 長 遠(yuǎn) 發(fā) 展 的 目 標(biāo) 模 具 自 動(dòng) 加 工 系 統(tǒng) 應(yīng) 有 多 臺 機(jī) 床 合 理 組 合 配 有 隨 行 定 位 夾 具 或 定 位 盤 有 完 整 的 機(jī) 具 刀 具 數(shù) 控 庫 有 完 整 的 數(shù) 控 柔 性 同 步 系 統(tǒng) 有 質(zhì) 量 監(jiān) 測 控 制 系 統(tǒng) CNC 雕 刻 機(jī) 在 國 內(nèi) 的 發(fā) 展 上 從 最 近 的 一 兩 年 才 有 較 大 的 發(fā) 展 相 關(guān) 加 工 廠 和 使 用 單 位 時(shí) 刻 以 敏 銳 的 眼 光 盯 著 廠 家 的 動(dòng) 向 這 也 是 身 為 雕 銑 機(jī) 主 機(jī) 生 產(chǎn) 廠 一 點(diǎn) 也 不 敢 松 懈 的 真 正 原 因 所 在 作 為 用 戶 當(dāng) 然 要 選 合 適 的 設(shè) 備 如 果 選 型 不 當(dāng) 不 但 不 能 賺 錢 反 而 令 陷 入 為 機(jī) 器 打 工 的 苦 澀 局 面 那 么 什 么 樣 的 機(jī) 床 才 是 好 機(jī) 床 我 們 認(rèn) 為 好 機(jī) 床 的 定 義 是 這 樣 的 能 夠 在 短 期 內(nèi) 收 回 投 資 的 機(jī) 床 才 是 好 機(jī) 床 數(shù) 控 機(jī) 床 的 設(shè) 計(jì) 使 用 壽 命 一 般 為 7 年 主 要 是 數(shù) 控 方 面 的 使 用 壽 命 為 準(zhǔn) 這 樣 花 錢 和 掙 錢 的 比 例 關(guān) 系 將 直 接 影 響 您 的 生 意 所 以 仔 細(xì) 分 析 功 能 進(jìn) 行 選 型 是 有 效 CNC engraving and milling machine 嚴(yán) 格 地 講 雕 是 銑 的 一 部 分 是 購 買 雕 刻 機(jī) 還 是 購 買 數(shù) 控 銑 式 加 工 中 心 是 經(jīng) 常 要 問 自 己 的 問 題 另 外 還 有 目 前 盛 行 的 高 速 切 削 機(jī) 床 HSC MACHINE 還 是 讓 我 們 首 先 搞 清 楚 三 個(gè) 機(jī) 型 區(qū) 別 1 數(shù) 控 銑 和 加 工 中 心 用 于 完 成 較 大 銑 削 量 的 工 件 的 加 工 設(shè) 備 2 數(shù) 控 雕 銑 機(jī) 用 于 完 成 較 小 銑 削 量 或 軟 金 屬 的 加 工 設(shè) 備 3 高 速 切 削 機(jī) 床 用 于 完 成 中 等 銑 削 量 并 且 把 銑 削 后 的 打 磨 量 降 為 最 低 的 加 工 設(shè) 備 深 入 分 析 上 述 設(shè) 備 的 結(jié) 構(gòu) 可 以 幫 我 們 做 出 正 確 的 選 擇 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 一 從 機(jī) 械 角 度 機(jī) 床 的 機(jī) 械 分 為 兩 個(gè) 部 分 移 動(dòng) 部 分 和 不 移 動(dòng) 部 分 工 作 臺 滑 板 十 字 花 臺 等 為 移 動(dòng) 部 分 床 座 立 柱 等 為 非 移 動(dòng) 部 分 1 數(shù) 控 銑 加 工 中 心 非 移 動(dòng) 部 分 鋼 性 要 求 非 常 好 移 動(dòng) 部 分 鋼 性 要 求 非 常 好 優(yōu) 點(diǎn) 能 進(jìn) 行 重 切 削 缺 點(diǎn) 由 于 移 動(dòng) 部 分 同 樣 龐 大 犧 牲 了 機(jī) 床 靈 活 性 對 于 細(xì) 小 的 部 分 和 快 速 進(jìn) 給 無 能 為 力 2 數(shù) 控 雕 銑 機(jī) 非 移 動(dòng) 部 分 鋼 性 要 求 好 移 動(dòng) 部 分 鋼 性 要 以 靈 活 為 前 題 下 盡 可 能 的 輕 一 些 同 時(shí) 保 持 一 定 的 鋼 性 優(yōu) 點(diǎn) 可 進(jìn) 行 比 較 細(xì) 小 的 加 工 加 工 精 度 高 對 于 軟 金 屬 可 進(jìn) 行 高 速 加 工 缺 點(diǎn) 由 于 鋼 性 差 所 以 不 可 能 進(jìn) 行 重 切 削 1 5 沖 壓 加 工 的 特 點(diǎn) 沖 壓 是 利 用 安 裝 在 沖 壓 設(shè) 備 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 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 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 沖 壓 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) 儀 器 儀 表 電 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 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) 的 大 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 采 用 沖 壓 工 藝 許 多 工 業(yè) 部 門 就 必 須 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 換 代 與 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) 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 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 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 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 二 章 零 件 的 工 藝 分 析 擬 定 2 1 沖 裁 件 的 工 藝 性 分 析 1 材料 45 是碳素結(jié)構(gòu)鋼 具有良好的沖壓性能 2 工件結(jié)構(gòu) 該零件形狀簡單 孔邊距遠(yuǎn)大于凸 凹模允許的最小壁厚 故可以 考慮采用復(fù)合沖壓工序 3 尺寸精度 零件圖上尺寸未標(biāo)注公差 屬自由公差 按 IT14 級確定工件的公 差 一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求 2 1 1 選 擇 雙 面 間 隙 沖 裁 間 隙 對 沖 裁 件 質(zhì) 量 沖 裁 力 模 具 壽 命 的 影 響 很 大 因 此 設(shè) 計(jì) 模 具 時(shí) 一 定 要 選 擇 一 個(gè) 合 理 的 間 隙 間 隙 在 這 個(gè) 范 圍 內(nèi) 就 能 得 到 質(zhì) 量 合 格 的 沖 裁 件 和 較 長 的 模 具 壽 命 這 個(gè) 間 隙 范 圍 就 稱 為 合 理 間 隙 這 個(gè) 范 圍 的 最 小 值 稱 為 最 小 合 理 間 隙 最 大 值 稱 為 最 大 合 理 間 隙 由 表 查 得 表 5 1 沖 裁 模 初 始 雙 面 間 隙 z 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 1 2 沖 裁 模 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 原 則 沖 裁 件 的 尺 寸 精 度 主 要 取 決 與 模 具 刃 口 的 尺 寸 的 精 度 模 具 的 合 理 間 隙 也 要 靠 模 具 刃 口 尺 寸 及 制 造 精 度 來 保 證 由 于 凸 凹 模 之 間 存 在 間 隙 使 落 下 的 料 和 沖 出 的 孔 都 帶 有 錐 度 且 落 料 件 的 大 端 尺 寸 等 于 凹 模 尺 寸 沖 孔 件 的 小 端 尺 寸 等 于 凸 模 的 尺 寸 沖 裁 時(shí) 凸 凹 模 要 與 沖 裁 件 或 廢 料 發(fā) 生 摩 擦 凸 模 越 磨 愈 小 凹 模 越 磨 愈 大 結(jié) 果 使 間 隙 越 來 越 大 落 料 件 尺 寸 由 凹 模 尺 寸 決 定 沖 孔 時(shí) 的 尺 寸 由 凸 模 尺 寸 決 定 故 設(shè) 計(jì) 落 料 模 時(shí) 以 凹 模 為 基 準(zhǔn) 設(shè) 計(jì) 沖 孔 模 時(shí) 以 凸 模 尺 寸 為 基 準(zhǔn) 考 慮 到 沖 裁 中 凸 凹 模 的 磨 損 設(shè) 計(jì) 落 料 凹 模 時(shí) 凹 模 基 本 尺 寸 應(yīng) 取 尺 寸 公 差 范 圍 的 較 小 尺 寸 設(shè) 計(jì) 沖 孔 模 時(shí) 凹 模 基 本 尺 寸 應(yīng) 取 工 件 孔 尺 寸 公 差 范 圍 的 較 大 尺 寸 凸 凹 模 間 隙 則 取 最 小 合 理 間 隙 值 確 定 沖 模 刃 口 制 造 公 差 時(shí) 應(yīng) 考 慮 制 件 的 公 差 要 求 如 果 對 刃 口 精 度 要 求 過 高 即 制 造 公 差 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 過 小 會 使 模 具 制 造 困 能 增 加 成 本 延 長 生 產(chǎn) 周 期 如 果 對 刃 口 要 求 過 低 即 制 造 公 差 過 大 則 生 產(chǎn) 出 來 的 制 件 有 可 能 不 合 格 會 使 模 具 的 壽 命 降 低 刃 口 加 工 的 方 法 有 兩 種 一 種 是 凹 模 與 凸 模 分 別 加 工 法 另 一 種 是 凸 模 與 凹 模 配 合 加 工 法 配 作 法 采 用 凸 模 凹 模 分 開 加 工 時(shí) 應(yīng) 在 圖 樣 上 分 別 標(biāo) 注 凸 模 凹 模 刃 口 尺 寸 與 制 造 公 差 為 了 保 證 間 隙 值 應(yīng) 滿 足 下 列 關(guān) 系 式 當(dāng) 出 現(xiàn) 的 情 況 當(dāng) 大 的 不 多 時(shí) 可 以 適 當(dāng) 調(diào) 整 以 滿 足 上 述 條 件 這 時(shí) 凸 凹 模 的 公 差 直 接 按 公 式 和 確 定 如 果 出 現(xiàn) 時(shí) 就 采 用 配 做 法 配 作 法 就 是 先 按 設(shè) 計(jì) 尺 寸 制 造 出 一 個(gè) 基 準(zhǔn) 件 凸 模 或 凹 模 然 后 根 據(jù) 基 準(zhǔn) 件 的 實(shí) 際 尺 寸 按 間 隙 配 制 另 一 個(gè) 零 件 2 1 3 沖 孔 和 落 料 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 沖 孔 刃 口 計(jì) 算 表 5 2 沖 孔 凸 模 凹 模 的 極 限 偏 差 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 基 本 尺 寸 凸 模 極 限 下 偏 差 凹 模 極 限 上 偏 差 0 020 0 020 0 025 0 030 0 025 0 035 進(jìn) 行 調(diào) 整 查 表 5 3 得 將 已 知 數(shù) 據(jù) 和 查 表 結(jié) 果 帶 入 公 式 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 表 5 3 系 數(shù) 非 圓 形 圓 形 1 0 75 0 5 0 75 0 5材 料 厚 度 t mm 工 件 公 差 mm 落 料 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 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 屬 于 第 一 類 尺 寸 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 凹 模 磨 損 后 變 小 的 尺 寸 為 第 二 類 尺 寸 其 中 為 不 變 尺 寸 2 2 確 定 沖 壓 工 藝 方 案 該零件 如右圖 包括落料 沖孔兩個(gè)基本工序 可以有以下三種工藝方案 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 方案一 先落料 后沖孔 采用單工序模生產(chǎn) 方案二 落料 沖孔復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案三 沖孔 落料連續(xù)沖壓 采用級進(jìn)模生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單 但需要兩道工序兩副模具 生產(chǎn)率低 難以滿足該零件 的年生產(chǎn)需要 方案二只需一副模具 沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證 且 生產(chǎn)率也高 盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜 但由于零件的幾何形狀簡單對稱 模具 制造并不困難 方案三也只需要一副模具 生產(chǎn)率也高 但模具制造 安裝較復(fù)合 模復(fù)雜 通過對上述三種方案的分析比較 該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳 2 3 選擇模具結(jié)構(gòu)形式 2 3 1 模具的形式 此工件有兩個(gè)孔 若采用正裝式復(fù)合模 操作很不方便 另外此工件無較高平 直度要求 工件要求精度也較低 沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中 積聚到一 定數(shù)量 由下模漏料孔排出 不必清除廢料 操作方便 應(yīng)用很廣 但工作表面平 直度較差 凹凸模承受的張力較大 因此凹凸模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制 以免強(qiáng)度不足 所以從操作方便 模具制造簡單等方面考慮 決定采用倒裝式復(fù)合模 2 3 2 定位裝置 采用擋料銷縱向定位 安裝在卸料板上 并在凹模板開設(shè)讓位孔 2 3 3 卸料裝置 1 條料的卸除 采用彈性卸料板 因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模 所以卸料板安裝在下 模 2 工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下 落在模具工作面 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 上 3 沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出 沖孔廢料在下模的凹凸模內(nèi)積 聚到一定數(shù)量 便從下模座的漏料孔中排出 2 3 4 導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件有許多 如用導(dǎo)板導(dǎo)向則在模具上安裝不便 而且阻擋操作者視線 所以不采用 若用鋼珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向 則雖然導(dǎo)向精度高 壽命長 但結(jié)構(gòu) 比較復(fù)雜 所以不采用 針對這次加工的產(chǎn)品精度要求不高 采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套 進(jìn)行導(dǎo)向即可 而且模具在壓力機(jī)上的安裝比較簡單 操作又方便 還可降低成本 2 3 5 模架 若采用中間導(dǎo)柱模架 則導(dǎo)柱對稱分布 受力平衡 滑動(dòng)平穩(wěn) 拔模方便 但 只能一個(gè)方向送料 若采用后側(cè)導(dǎo)柱模架 則可三方向送料 操作者視線不被擋住 結(jié)構(gòu)比較緊湊 本設(shè)計(jì)決定采用后側(cè)導(dǎo)柱模架 第 三 章 必 要 的 工 藝 計(jì) 算 3 1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 1 單直排 a 搭邊 查 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 確定搭邊直 a a1 t 8 mm 工件間 a1 7 mm 側(cè)搭邊 a 6mm b 條料寬度 采用無側(cè)邊裝置 所以 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 B D 2a 160 7 7 174 mm0 015 015 式中 條料寬度的單向偏差 mm 查表得 0 15mm c 送料步距 S L a 100 6 106 mm d 材料利用率 利用 CAD 軟件 查得其面積為 1163 542mm2 條料一個(gè)步距內(nèi)的面積為 45 34 1530 mm 100 100 76 04 A1 5304 6 排樣圖如下 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 2 計(jì)算沖壓力 沖裁力公式為 P P P孔 落 式中 P 沖裁力 P 沖孔沖裁力 孔 P 落料沖裁力 落 1 沖孔沖裁力 P 孔 P P t孔 孔 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 式中 L 沖孔周長 t 材料厚度 t 8mm 材料抗拉強(qiáng)度 MPa 查手冊 2A14 375 460MPa 取 400MPa 所以 P L t 2 3 2 2 8 1 400 35168N孔 孔 2 落料沖裁力 P 落 P L t落 落 所以 P L t 26 4 1 4 00落 落 1802562 18023 77605 3N 3 卸料力 P 卸 P K P卸 卸 落 式中 P 卸料力 卸 K 卸料系數(shù) 查表 K 0 04 0 05 取 K 0 04 卸 卸 卸 所以 P K P 0 04 77605 3N 3104 212N卸 卸 落 4 推件力 P推 P K P n推 推 孔 式中 K 推料系數(shù) 查表取 K 0 055 推 推 n 同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù) 取 n 3 所以 P K P n 0 055 35168 3N 5802 72N推 推 孔 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 總沖壓力 P 總 沖裁時(shí) 壓力機(jī)的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力 的總和 即大于總的沖壓力 總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同 當(dāng)采用 彈壓卸料裝置和下出件的模具時(shí) 總的沖壓力為 P P P P P P P P 77605 3 3104 212 35168 5802 72 總 卸 推 孔 落 卸 推 N 121680 26N 122KN 初選壓力機(jī)型號為 JH23 25 該壓力機(jī)的主要參數(shù) 公稱壓力 250KN 滑塊行程 75mm 最大封閉高度 260mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 55mm 工作臺尺寸 560 370 模柄孔尺寸 40 60 3 3 計(jì)算模具壓力中心 由于該零件關(guān)于中心對稱 所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點(diǎn)上 3 4 計(jì)算模具刃口尺寸 落料 設(shè)工件的尺寸為 根據(jù)計(jì)算原則 落料以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 首先確定0 D 凹模尺寸 使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸 將凹模尺寸減 去最小合理間隙值即得到凸模尺寸 AD xma 0 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 D D TAmaxZ 0 D aa 沖孔 設(shè)沖孔尺寸為 根據(jù)計(jì)算原則 沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 首先確定凸 模尺寸 使凸模的基準(zhǔn)尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸 將凸模尺寸增大最 小合理間隙值即得到凹模尺寸 d d x Tmin 0 d d z d x z Ai 0Tmin 0 孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸 在同一工步中 在工件上沖出 孔距為 L 兩個(gè)孔時(shí) 其凹模型孔中心距可按下式確定 2 L Ld81 上述式中 D 落料凹 凸模尺寸 AT d d 沖孔凸 凹模尺寸 D 落料件的最大極限尺寸 max d 沖孔件孔的最小極限尺寸 in L L 工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸 d 工件制造公差 z 最小合理間隙 min x 磨損系數(shù) 凸或凹模的制造公差 可按 IT6 IT7 級來選取 也可 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 查選取 或取 4 0T minaxZ 6 0 A minaxZ 為了保證初始間隙不超過 Z 即 和 選取必須滿足以下iTAZaxT A 條件 T A minax 外形由落料獲得 16 由沖孔同時(shí)得到 查表得 Z 0 1mm Z 0 14mm minmax 則 Z Z 0 14 0 1 mm 0 04mmaxi 由于尺寸為自由公差 均為 IT14 級 所以 0 5mm 設(shè)凸 凹模分別按 IT6 和 IT7 級加工制造 則 沖 16 孔 d d 16 0 5 0 43 16 215 mmTmin 0 0 01 d d Z 16 215 0 1 16 315 mmAi 018 0 8 0 校核 T A minaxZ 0 011 0 018 0 14 0 1 0 029 0 04 滿足間隙公差條件 落料 D D 30 0 5 0 15 29 925 mmAmax 0 0012 D D Z 29 925 0 1 29 825 mmTin 08 校核 TA minaxZ 大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)與信息工程學(xué)院 2015 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 0 012 0 008 0 14 0 1 0 002 0 04 滿足間隙公差條件 符合精度要求 第 四 章 密 封 件 復(fù) 合 模 主 要 零 件 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 4 1 落料凹模 1 厚度 Ha H Ka31 0落P 式中 K 修正系數(shù) 查表 K 1 25 P 落料沖裁力 N P 77605 3N 78KN 代入 H 1 25 24 7mma33 7605 1 取 H 20mm 2 長度和寬度 L B L