【正文】 支撐件的沖壓工藝與模具設計 第 1 頁 共 32 頁 緒論 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè) ,是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備 .先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位 ,發(fā)展為獨立的行業(yè)。美國工業(yè)界認為 :“ 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 ” .在德國模具被冠以 “ 金屬加工業(yè)中的帝王 ” 之稱。 在我國 .1998年 3月在《國務院關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》模具被列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位 ,生產(chǎn)和基本建設序列第二位 ,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟的重要位置 .目前 ,我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的 40%以上 ,處于主導地位。 沖壓是一種先進的少無切削加工方法 ,具有節(jié)能省材 ,效率高 ,產(chǎn)品質(zhì)量好 ,重量輕 ,加工成本低等一系列優(yōu)點 ,在汽車 ,航空航天 ,儀器儀表 ,家電 ,電子 ,通訊 ,軍工 ,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應用 .據(jù)統(tǒng)計 ,薄板成型后 ,制造了相當于原材料的 12倍的附加值 ,在國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值中 ,與其相關的產(chǎn)品占四分之一 ,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中 ,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的 59%.隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來愈廣泛的應用。 在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習 的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下 ,我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關資料，通過這些實踐，我熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細 節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質(zhì)。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 第一部分 落料與沖工藝孔 1 制件的工藝性分析 制件的總體分析 該制件為支撐件 ,所用材料為 Q235。制件形較為簡單 ,但需要多道工序才能完成。 對精度要求不高，材料的利用率較高。 從制件圖上可以看出，必須先通過落料 和 沖工藝孔，然后再進行彎曲，需要兩套模具，很明顯彎曲決定 了零件的總體形狀和尺寸，所以在此先主要對彎曲工藝進行分析。包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。 彎曲的直邊高度 零件符合工一般彎曲件為了避免穩(wěn)定性不好，要求直立部分高度 H,很顯然滿足此藝性要求。 孔邊距 為防止孔彎曲時發(fā)生變形，應使孔位于變形區(qū)之外。即： L≥ 2t. 所以，此 零件完全符合要求。 最小彎曲半徑 根據(jù)所用材料，查表 可知最小彎曲半徑為 . ≥ 所用該彎曲件符合要求。 沖裁件的孔邊距與孔間距 為避免工件變形和保證模具強度，孔邊距和孔間距不能過小，其最小許可值當?。?C≥ (1～ ) t 根據(jù)已知工件的尺寸可得： C1= C2=13 t= 所以工件的尺寸符合上述要求。 沖孔時因受凸模強度限制孔的尺寸不應太小，否則凸模易折斷或壓彎，查表 而知工件上孔的直徑當大于或等于 倍的料厚，即 d≥ ，由任務書支撐件的沖壓工藝與模具設計 第 3 頁 共 32 頁 零件圖易于看出工件尺寸符合要求。 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度 沖裁件上的未注公差等級定為 IT14 級，查表確定工件尺寸如圖 1： 圖 1 零件展開圖 2 工藝方案的確定 該零件包括：沖孔、落料和彎曲三個基本工序，可有以下三種工藝方案供選擇： 方案一、先落料后沖孔再彎曲，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二、落料 沖孔復合沖壓再彎曲，采用一副復合模和一副彎曲模生產(chǎn)。 方案三、沖孔 落料 彎曲連續(xù)沖壓，采用級級進模生產(chǎn)。 對各種方案的分析： 方案一、模具結構簡單，但需要三道工序，三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。 方案二、只需二副模具 ，沖壓件的幾何形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結構較模具一復雜，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、只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度稍差，模具制造困難，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造安裝較復合模復雜。 通過以上三種方案的分析比較，并根據(jù)設計要求確定該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳，并選擇倒裝復合模。 支撐件的沖壓工藝與模具設計 第 5 頁 共 32 頁 3 主要工藝參數(shù)計算 沖裁的工藝計算 制件尺寸的確定 從制件圖上可以看出，必須先通過落料 沖孔，然后再進行彎曲，需要兩套模具，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此主要對彎曲工藝進行分析。 該制件為沖孔落料彎曲件，圓角半徑 R=，材料的料厚為 t=， R＞ 。這種彎曲件由于變形不嚴重，所以按中性層展開的原理，彎曲前制件的總長度應等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和。 根據(jù)彎曲制件圖可知： L Z=L1 +L2 + πα（ r+ χ t） /180 式中： L Z———— 坯料展開總長度 α ———— 彎曲中心角 χ ———— 中性層位移系數(shù)（取 ） 計算得： LS1= LS2= 排樣的設計與計算 根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的 的圓角。 確定搭邊與搭肩值 搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗確定 的查表取最小搭邊值為 a1= ㎜ 最小搭肩值為 a2= ㎜ 尺寸在樣板上的標注如圖 2 圖 2排樣圖 計算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即： L=a2+46= ㎜ 查表 而知條料寬度單向