【文章內(nèi)容簡介】 (4) 未注公差 :按 IT14 級(jí)確定 . 2 .2 零件的工藝性分析 . 零件的工藝性分析 該零件材料為 紙， 結(jié)構(gòu)簡單 ,形狀對(duì)稱 ,在紙張周邊打孔，孔徑為 1mm,孔間距為 1mm，沖裁件孔與孔之間 :孔與邊緣之間的距離受模具的強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的制約 ,其值不應(yīng)過小 ,一般要 b1≥(1～ )t,b2(～ 2)t硬質(zhì)紙的最小孔徑 d 根據(jù)已知的裝配圖得出該零件的零件的工藝性滿足要求。 沖裁件的精度與 粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于 IT14 級(jí) ,一般落料公差等級(jí)最好低于 IT10 級(jí) ,沖孔件公差等級(jí)最好低于 IT9級(jí) ,所以孔中心與孔邊緣尺寸公差是177。 ， 孔中心距公差 177。而沖件孔中心距最高精度公差為 177。,因此可用于一般精度的沖裁 ,普通沖裁可以達(dá)到要求 . 由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求 ,我們不必考慮 . 沖裁件的材料 沖裁件材料為幅面 700 620 的票據(jù)紙張， 此材料 較薄且強(qiáng)度不高， 可以 進(jìn)行 沖裁加工 。 確定工藝方案 . 該沖裁件 只有 沖孔 一 個(gè)基本工序 ,可采用的沖裁方案有單工序沖 裁 ,復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種 .零件屬于中批量生產(chǎn) ,且制件形狀多變，精度要求也不高，復(fù)合沖裁模，通用性差，適合中批大量生產(chǎn)，級(jí)進(jìn)模沖裁適合中小零件大批生產(chǎn)，所以選擇價(jià)格低廉的單工序模沖裁， 通過合理設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的問題 ,根據(jù)以上分析 ,該零件采用 單工序模沖裁 工藝方案 . 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案 ,采用 單工序 沖裁模 . 操作與定位方式 零件中批量生產(chǎn) ,機(jī)床是自動(dòng)化程度較高的設(shè)備，所以 采用 自動(dòng)送料方式 達(dá)到批量生產(chǎn) ,且能降低模具 成本 ,保證孔的精度及較好的定位 。 卸料與出件方式 考慮 沖裁件幅面 較大， 防止沖裁頻率較高，使紙張卡在針模上， 采用卸料 板卸料 方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。 模架類型及精度 由于尺寸較大，沖裁間隙較小，因此采用導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(dǎo)柱模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用 Ⅰ 級(jí)模架精度。 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 該沖裁件材料厚度較 薄 ，尺寸大，因此可采用 豎 排比較合理 ,如圖所示。 零件圖在 CAD 用計(jì)算機(jī)算得零件的面積為 26400mm 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積 :BXS=620X50=31000mm , 因此材料利用率為 : η=(A/BS)X100% =(26400/31000)X100% =85% 由利用率可知 ,圖 示 的排樣合理 。 設(shè)計(jì)沖壓力與壓力中心 (1)沖裁力 根據(jù)零件圖計(jì)算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和 L=(首次沖裁除外 ),但 因?yàn)槭羌垙垱_裁而且紙張厚度較小，所以 τ 較小 ,沖裁力、卸料力較小，一般的機(jī)械力 即可滿足。 (2)計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差 沖裁間隙值確定 :沖孔時(shí)間隙取在凹模兩側(cè)，合理的單邊間隙為板料的 5%～ 10%， 沖制孔件時(shí)選擇凸模刃口尺寸等于所要求的孔的尺寸，而凹模尺寸則是孔的尺寸加上兩倍的間隙值 [9]。 凸模刃口尺寸確定：沖制沖孔件時(shí)，先按沖孔件確定凸模刃口尺寸，取凸模 作為基準(zhǔn)件，考慮到?jīng)_孔件會(huì)隨凸模的磨損而減小，其對(duì)應(yīng)去接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)仍 可使用。 根據(jù)最小合理的間隙確定凹模尺寸，即將間隙取在凹模上，用擴(kuò)大凹模刃口尺寸配制凹模。 dp=(d+ X△ )﹣ Tp dd=(d+ X△ +Zmin)﹢ Td Tp+Td≤ 2(ZmaxZmin) dp凸模公稱尺寸 dd凹模公稱尺寸 Tp凸模公差 Td凹模公差 X△ 磨損預(yù)留量，當(dāng)沖裁件精度在 IT11～ IT13 時(shí)， X= Zmin凸凹模最小雙面間隙。 Zmin=10% = dp=(1+ )= dd=(+)= 模具的 設(shè)計(jì) 沖裁 模具的 裝配 圖 如圖 所示： 1螺釘 ； 2定位 銷 ； 3凹模 ； 4凹 模固定板 ； 5 下模座 ； 6導(dǎo)柱 ； 7導(dǎo)套 ； 8上模座 ； 9卸料板 ； 10卸料螺釘 ； 11橡膠 ； 12凸模 固定板 ； 13針模 ； 14墊板 ； 15定位銷 ； 16螺釘 . 圖 單工序模 總裝圖 沖壓模具的零件 設(shè)計(jì) (1)凹模設(shè)計(jì) 凹模的刃口形式：圓柱 形型孔凹模、臺(tái)階過渡凹模、可調(diào)間隙凹模、錐形孔凹模 [5]。其中圓柱形型孔凹模刃口強(qiáng)度高，制造容易刃磨后型孔尺寸不變對(duì)沖裁間隙沒有明顯影響，但型孔內(nèi)容易積存工件廢料因而推力和摩擦力增大，致使每次刃磨量大，降低了凹模的壽命，這種凹模適用于沖裁形狀復(fù)雜、精度要求較高的工件；臺(tái)階過渡形凹模，刃壁與卸料孔用臺(tái)階過渡，不易積存沖件和廢料，孔口磨損量少，但此凹模工作部分強(qiáng)度較差，適用于形狀簡單的薄板件；可調(diào)間隙凹模，這種凹模適用于沖裁板厚小于 的軟金屬或非金屬，但是不適合一次沖裁多孔的沖件；錐形型孔凹模刃口銳利， 孔內(nèi)不易積存沖件或廢料，孔口磨損脹裂力及每次修磨量均小，使用壽命相對(duì)較長，但刃口強(qiáng)度較低，易隨修磨量而略有增大，適用于形狀簡單精度要求不高的較薄的板材的工件。 根據(jù)上述分析對(duì)比綜合考慮選擇錐形型孔凹模。 凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘 ,銷針與下模座固定的固定方式 。 凹模輪廓尺寸計(jì)算如下 : 凹模輪廓尺寸的確定 凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸 LXB(長 X寬 )及厚度尺寸 H。 整體式凹模板的厚度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取 20mm,凹模板的平面尺寸是 620 74。 查有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn) ,并無厚度合適 ,所以是定制的尺寸。 凹材料 的選用 :根據(jù)表 得 選用 T10A。 (2)凸模設(shè)計(jì) 凸模結(jié)構(gòu)形式有普通沖裁凸模、無導(dǎo)向沖裁凸模、有導(dǎo)向沖裁凸模和帶臺(tái)肩凸模。但是這次的凸模有別于以上幾種，是一種特殊的凸模，但是結(jié)構(gòu)形式基本上一致，只在沖裁刃口上有一些不同。 表 沖裁刃口選擇 注： ? 為材料之抗剪強(qiáng)度。 表 斜刃凸模和凹模的主要參數(shù) 材料厚度t/mm 斜刃高度h/mm 斜刃傾角φ 平均沖裁力為平刃的百分比 3 3~10 2t t 5186。 8186。 30~40 60~65 由于沖裁件的材料是紙張所以采用單邊斜刃沖裁 模 ，便于沖裁。材料厚度為 t=,斜刃高度 h=2t= 2=。 凸模長度確定：涂抹長度應(yīng)根據(jù)沖模的整體結(jié)構(gòu)來確定，一般情況下在滿足使用要求的前提下，凸模越短越好，強(qiáng)度越高材料越省。 L=h1+h2+h3+(5～ 7)=12+8+0+= 式中 h1凸模固定 板厚度 h2卸料板厚度 h3導(dǎo)尺厚度 式中的 5～ 7是凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模修磨量、沖模正在閉和狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的距離。 凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用 T8A。 考慮沖孔凸模的直徑很小， 而且凸模前端采用的是斜刃，沖裁的材料是非金屬材料票據(jù)，所以凸模強(qiáng)度是足夠的，不需再進(jìn)行校核。 螺釘規(guī)格的選用 :由凹模板的厚度可選用 M6 在根據(jù)實(shí)際要求 ,查標(biāo)準(zhǔn)選用 GB7085 M6,這里要 2個(gè) 。 銷釘規(guī)格的選用 : 銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑相同或小一個(gè)規(guī)格 ,因此根 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 11986 A6 20,選取材料為 45 鋼 。 根據(jù)定位方式及坯料的形狀與尺寸 ,選用合適的標(biāo)準(zhǔn)定位零件 。 (3)設(shè)計(jì)和選用卸料與出件零件 卸料以固定板卸料 ,出件是以凸模往下沖即可 ,因此不用設(shè)計(jì)出件零件 。 固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同 ,其厚度可取凹模厚度的 ～ 1 倍 [9],所以卸料板的LXBXH=620X74X8=620X74X8 卸料板在此僅起卸料作用 ,凸模與卸料板間的雙邊間隙一般取 ～ ,這里取 ,材料為 Q235。 (4)選擇模架及其它模具零件 選擇模架 : 由凹模 周界 620X75,及安裝要求 ,選取凹模周界 :LXB=620X75,閉合高度 :H=, 上模座 :720X128X20， 下模座 : 720X128X20。 導(dǎo)柱導(dǎo)套 :為便于安裝和定位，采用的兩套導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸不一樣，分別為導(dǎo)柱 7620， 76 24；導(dǎo)套 42 30， 45 32。 墊板 : 墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力 ,以防止模座被擠壓損傷 ,因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板 .墊板的外形尺寸與凸模固定板相同 ,厚度可取 3～ 10mm,這里設(shè)計(jì)時(shí) ,由于壓力較大 ,選取規(guī)格為 LXBXH=620X75X8。 凸模固定板 : 模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致 ,厚度為凹模的 ～,h 為凹模的厚度 ,這里取 ,即 =12mm,根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為LXBXH=620X75X12； 凸模與凸模固定板的配合為 H7/n6,裝配可通過 2銷釘定位 ,4 個(gè)螺釘與上模座連接固定 ,各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致 。 橡膠：橡膠的自由高度是工作行程的（ ～ 4）倍，裝配高度是自由高度的（ ～） 倍，自由高度是 4mm,裝配高度是 。 3 電氣控制部分設(shè)計(jì) 可編程序控制器（ 簡稱 PLC）是綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和通訊技術(shù)迅速 發(fā)展起來的新一代工業(yè)自動(dòng)化控制裝置，目前，已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（ PLC、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）之一，引領(lǐng)了科技發(fā)展的方向 [9]。 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)該把這個(gè)問題放到首位。 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循以下原則： (1)滿足要求； (2)安全可靠； (3)經(jīng)濟(jì)實(shí)用； (4)適應(yīng)發(fā)展。 總的設(shè)計(jì)方案如圖 31所示 ： 是投入使用 程序 備份否 模擬 運(yùn)行 是否 滿足要求 控制 柜設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試 模擬 運(yùn)行安裝 控制 柜設(shè)計(jì)控制流程設(shè)計(jì)機(jī)型的選擇評(píng)估控制任務(wù) 圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 PLC 機(jī)型的選擇