【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 因是我國(guó)在沖模基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)的模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等發(fā)面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距很大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品正呈現(xiàn)多品種、少批量、復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代快等變化特點(diǎn)。為適應(yīng)市場(chǎng)變化，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 逐漸與高新技術(shù)掛鉤。 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu) 點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。 模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù) 20 世紀(jì) 60 年代初期， 國(guó)外飛機(jī)、 汽車制造公司開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用。 通過(guò)以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段，以數(shù)學(xué)模型為中心，采用人機(jī)互相結(jié)合、各盡所長(zhǎng)的方式， 把模具的設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算、制造、檢驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)程連成一個(gè)有機(jī)整體，使模具技術(shù)進(jìn)入到 綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn) 步的特征。 模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)， 是一項(xiàng)高科技、 高效益的系統(tǒng)工程。 它以計(jì)算機(jī)軟件的哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 3 形式， 為企業(yè)提供一種有效的輔助工具， 使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì) 產(chǎn)品性能、 模具結(jié)構(gòu)、 成形工藝、 數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化 。 模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。 模具 CAD/CAE/CAM 在近 20 年中經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過(guò)程。進(jìn)入本世紀(jì)以 來(lái)，模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更 廣。 課題的主要意義 20 世紀(jì) 60 年代初期， 國(guó)外飛機(jī)、 汽車制造公司開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用。 通過(guò)以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段，以數(shù)學(xué)模型為中心，采用人機(jī)互相結(jié)合、各盡所長(zhǎng)的方式， 把模具的設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算、制造、檢驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)程連成一個(gè)有機(jī)整體，使模具技術(shù)進(jìn)入到 綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn) 步的特征。 模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)， 是一項(xiàng)高科技、 高效益的系統(tǒng)工程。 它以計(jì)算機(jī)軟件的形式， 為企業(yè)提供 一種有效的輔助工具， 使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì) 產(chǎn)品性能、 模具結(jié)構(gòu)、 成形工藝、 數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化 。 模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。 模具 CAD/CAE/CAM 在近 20 年中經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過(guò)程。進(jìn)入本世紀(jì)以 來(lái)，模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。 隨著社會(huì)的進(jìn)步，汽車已經(jīng)成為大家出行必不可少的一種交通工具。該課題針對(duì)汽車上的零部件鎖片。在對(duì)鎖片的工藝分 析上，提出了采用落料沖孔模的沖壓方案，使該零件一次成形。通過(guò)本課題，既鞏固了大學(xué)知識(shí)，也為以后的創(chuàng)新道路做好了鋪墊。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 4 第 2章 零件的工藝性分析 結(jié)構(gòu)與尺寸 該零件結(jié)構(gòu)總體來(lái)看比較簡(jiǎn)單 ,但是形狀比較復(fù)雜。 零件的中間位置有三個(gè)直徑為Φ 7 的孔，這三個(gè)孔是由硬鋼材料被自由凸模沖圓而來(lái) ,查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 ??1表 ,可知該工件沖孔的最小尺寸為 ,該工件的孔徑為 :Φ 7= 4=。 由于該沖裁件的沖孔邊緣與工件的外形的邊緣不平行 ,故最小孔 邊距不應(yīng)小于材料厚度 t,該工件的空邊距 ()t=4, ()t=4 適宜于沖裁加工。 尺寸精度和表面粗糙度 該零件采用經(jīng)濟(jì)精度，屬于一般精度的工件，零件內(nèi)、 外形尺寸均未標(biāo)注公差 ,屬自由尺寸 ,可按 IT8 級(jí)確定工件尺寸的公差 ,經(jīng)查教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 ??1 表 得 ,各尺寸公差分別為： 零件外形 : 0 ? ， 0 ? , ? , ? ， ? , 0 ? ， ? 零件內(nèi)形 : ? 孔心距 : 177。 , 177。 , 用普通沖裁方式可達(dá)到零件圖樣要求。 材料 08F，屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼 ,查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 ??2 附表 1 可知抗剪強(qiáng)度τ=260MPa,斷后伸長(zhǎng)率 =32％。 材料厚度為 4mm， 此材料具有良好的塑性和較高的彈性 ,其沖裁加工性能好。 根據(jù)以上分析 ,該零件的工藝性較好 ,可以進(jìn)行沖裁加工 。 零件圖： 125176。039。2176。 30 39。920 176。039。60 75圖 零件圖 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 5 第 3章 確定沖裁工藝方案 分析工藝方案 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下幾種工藝方案： (a)先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)； (b)采用落料 —— 沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； (c)用沖孔 —— 落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案 (a)模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序 ，兩套模具才能完成零件的加工， 生產(chǎn)效率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的要求。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為了提高生 產(chǎn)效率，主要采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。采用復(fù)合沖裁時(shí)，沖出的零件精度 和平直度好，生產(chǎn)效率高，操作方便，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方案可以 達(dá)到較好的零件質(zhì)量。 根據(jù)以上分析，該零件采用復(fù)合沖裁工藝方案 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 6 第 4章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具類型 根據(jù)該零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合沖裁模。復(fù)合模的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是存在 有雙重作用的結(jié)構(gòu)零件 —— 凸凹模，凸凹模裝在下模稱為倒裝式復(fù)合模。采用倒 裝式復(fù)合模省去了頂出裝置， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 便于操作， 因此采用倒裝式復(fù)合沖裁模。 卸料與出件方式 該模具采用的是彈性卸料的方式卸料，彈性卸料裝配依靠橡皮的彈力來(lái)卸料，卸料力不 大，但沖壓時(shí)可兼起壓料作用，可以保證沖裁件表面的平面度。為了方便操作， 提高零件生產(chǎn)率，沖件和廢料采用由凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。 定位方式 該模具采用定位銷定位。由于零件外形比較復(fù)雜， 如果采用工人手動(dòng)定位操作起來(lái)不是很方便，所以選擇在卸料板上放一個(gè)定位銷，這樣工人操作起來(lái)快速方便，而且更加節(jié)省材料，可以避免人工定位造成的不必要的浪費(fèi)。 模具的工作過(guò)程 該模具工作過(guò)程如下：首先工人把模具固定在壓力機(jī)上，調(diào)整好上下模的高度，然后開(kāi)始工作。把 4mm 厚度的 08F 鋼板放入模具呢，鋼板前端頂在定位銷上，開(kāi)啟壓力機(jī)使上下模合并完成沖裁，沖孔廢料由凸凹摸上的圓形漏料孔直接排出，鋼板由卸料板通過(guò)卸料橡膠的彈性形變托起，成形零件通過(guò)上模的打料裝置打出，由此完成一次沖壓過(guò)程。然后不斷重復(fù)這一過(guò)程，直到完成工作 任務(wù)。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 7 第 5章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 零件外形比較復(fù)雜，輪廓尺寸為 60 ?？紤]操作方便并為了保證零件精度，采用直排有廢料排樣。查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 ??1 表 得，工件的搭邊值 a=，沿邊的搭邊值 a1=。 級(jí)進(jìn)模送料步距為 S= 該模具有側(cè)壓裝置，所以有測(cè)壓裝置時(shí)條料寬度與導(dǎo)料板按《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 ??1 圖 ，查教材可知公式如下： 010 )2( ???? ?? aDB M AX 查表 得： ?? mmB 13 )3213 ( ????? 由零件圖近似算得一個(gè)零件的面積為 ㎜ ，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的壞料面積 BS= =2210 ㎜ 因此一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為： %%10 0)/( ??? BSA? 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 ??2 附表 3 選用板料規(guī)格為 710 20xx 4。 采用橫裁時(shí)，剪切條料尺寸為 。一塊板可裁 的條料為 ，每間條可沖零件個(gè)數(shù) 22 個(gè)零件。則一塊板材的材料利用率為： %%1 0 0)2 0 0 07 1 0/ 6 1 08 6 (%1 0 0)/( 0 ????????? AAn? 采用縱裁時(shí)，剪切條料尺寸為 65。一塊板可裁的條料為 11，每條可沖零件個(gè)數(shù) 62 個(gè)零件，則一塊板材的材料利用率為： %%1 0 0)2 0 0 07 1 0/ 6 1 02 6 511(%1 0 0)/( 0 ????????? AAn? 根據(jù)以上分析，橫裁時(shí)比縱裁時(shí)的板材的材料利用率高，因此采用橫裁。 排樣圖 如下： 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 8 圖 排樣圖 計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī) 沖裁力：根據(jù)零件 圖可算得一個(gè)零件外周邊長(zhǎng)度： ???????????? 1 2 . 0 3 241 . 6 5 961 . 5 7 18 . 6 5 99 . 5 9 91 1 . 0 1 68 . 0 1 63 1 . 6 8 22 5 . 7 4 21L mm1 8 8 . 4 3 3 1 0 . 7 3 643 . 6 8 437 . 0 3 72 ?????? 內(nèi)周邊長(zhǎng)度之和： mmL ??? ? 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 ??2 附表 1 可知： 260??