【導(dǎo)讀】沖壓成形工藝與理論研究--------------------------------------------------------4. 沖壓加工自動(dòng)化和柔性化--------------------------------------------------------4. 第二章工藝分析----------------------------------------------6. 工藝方案的比較--------------------------------------------------------------------8. 毛培尺寸的確定--------------------------------------------------------------------8. 螺釘和銷的選擇-------------------------------------------------------------------15. 三維裝配圖和爆炸視圖----------------------------------------------------------16. 壓力中心的計(jì)算--------------------------------------------------------------------26. 卸料彈簧的選用--------------------------------------------------------------------29. 墊板和固定板的選用--------------------------------------------------------------32. 螺釘和銷的選用--------------------------------------------------------------------32. 兩個(gè)模具共同完成兩件的沖制。上用solidworks進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和有限元分析。

　　

【正文】 ， h1=。 卸料用彈性元件有彈簧、橡膠及氣墊，他們的壓力特性不相同，要根據(jù)需要選用。 彈簧壓力隨行程增加而增加，呈一定線性增長(zhǎng)。橡膠的壓力和行程呈曲線式增長(zhǎng)，氣墊的壓力在行程中基本不變，所以采用氣墊最為理想。但目前國(guó)內(nèi)小型壓力機(jī)中安裝氣墊的較少，常采用的彈性元件仍是彈簧和橡膠。 與彈簧相比，橡膠的剛度要大些，因此對(duì)要求卸料力較大、行程較小 的模具，選擇橡膠較好；反之則選擇彈簧。 通過分析對(duì)比，本設(shè)計(jì)中選擇彈簧作為彈性元件。 對(duì)于卸料行程不大的模具，彈簧或橡膠裝在模具中，彈簧與座孔的間隙值31 C應(yīng)根據(jù)彈簧外徑選定，彈簧外徑為 φ 10mm 時(shí)， C=1mm；外徑每增加 5mm， C值增大 ；大于 30mm 的外徑， C=。 (1)彈簧的選擇 ①計(jì)算彈簧的頂壓力 Py Py=Pz/n 式中 Py—— 彈簧的頂壓力， N； Pz—— 彈簧承擔(dān)的工藝力，如卸料力或推件力等， N； n—— 彈簧個(gè)數(shù)，一般選 26個(gè)。 ②卸料力 Pz=K 卸 F= =（ N） K 卸 由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》查得， n=2，則 Py= ③彈簧選擇 確定彈簧的最大工作極限負(fù)荷平 P2，可可根據(jù)有關(guān)手冊(cè)選擇彈簧，使 P2Py，并記錄彈簧的參數(shù)，根據(jù)彈簧極限壓縮量作彈簧的特性曲線。 由《沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)》表 215 選 P2=Pmax=Py= 彈簧的參數(shù)為： 彈簧直徑 d=2mm； 彈簧中徑 D=14mm； 彈簧內(nèi)徑 D1=Dd=12mm 彈簧外徑 D2=D+d=16mm 有效圈數(shù) n、支承圈數(shù) n2和總?cè)?shù) n1 n1 =n2+n 由《機(jī)械工程師手冊(cè)》表 442 及《沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)》表 211選 n=6， n2=2，則 n1=8。 由《沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)》表 211 可知： )( 00 00 43m a x mmnFd ????????? 取 t=7mm，則 H0=nt+（ ） d=6 7+3=45(mm) ④計(jì)算彈簧總壓縮量 Hc=Hy+Hg+Hx 式中 Hy—— 彈簧預(yù)壓縮量， Hy=H2Py/P2， mm Hg—— 彈簧的工作行程，沖裁中 Hg=t+1（ t 為料厚）， mm Hx—— 凸?？傂弈Ａ?，一般取 4～ 10mm。 彈簧變形量 432GdnpD8F ? 式中 G—— 剪切彈性模量。 )( .81986168FH2y2y43m a x2mmP ??????????? ）（ ??32 因 Hg=， Hx=4mm，則 Hc=+=(mm) ⑤校核總壓縮量 若 HcH2，彈簧選擇合理；若若 HcH2，則該彈簧需重新選擇。 由以上的計(jì)算可知 HcH2，彈簧可用。 ⑥卸料彈簧窩座的深度計(jì)算 彈簧窩座的深淺，將影響彈簧的卸料力的大小。沖模設(shè)計(jì)時(shí)，卸料力是按彈簧壓縮到最大容許壓縮量時(shí)的壓力計(jì)算的。因此，彈簧窩座的深度，應(yīng)使沖模在閉合狀態(tài)時(shí)，彈簧壓縮到最大容許壓縮量。圖 44為彈簧卸料的沖裁模。 圖 44 彈簧卸料沖裁模 故彈簧窩座的深度為 321 hhthFLH ?????? 式中 L——— 彈簧的自由狀態(tài)長(zhǎng)度， mm； F——— 彈簧的最大容許壓縮量， mm； h1——— 卸料板厚度， mm； h2——— 凸模高度， mm； t——— 沖裁模厚度， mm； ——— 上、下模刃口進(jìn)入量， =1mm； h3——— 刃口修模量， h3=5～ 6mm。 墊板和凸模固定板的選用 墊板和凸模固定板按《簡(jiǎn)明沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 GB/ 選用 螺釘和銷的選用 上模座和固定板采用圓柱銷定位。 由 參考文獻(xiàn) [4]圓柱銷系列表選擇銷釘： 銷 GB/T 6m6 45 上模座和凹模固定板采用緊固件螺釘連接。 由參考文獻(xiàn) [4]內(nèi)六角螺釘系列表選螺釘 螺釘 GB/ M8 50 下模座和凸模的固定也采用螺釘連接 由參考文獻(xiàn) [4]內(nèi)六角螺釘系列表選螺釘 ? ???33 螺釘 GB/T M8 60 具體參數(shù)為： P=， b=28mm， dk=13mm， k=8mm， t=4mm， s=6mm， e=，r=。 上、下模座和凸模的定位同樣采用銷釘定位。由參考文獻(xiàn) [4]附圓柱銷表選上模座定位圓銷為： 銷 GB/T 3m6 40 連接卸料板和模座并用來固定彈簧的也是螺釘 由參考文獻(xiàn) [4]內(nèi)六角螺釘系列表選螺釘 螺釘 GB/T M14 80 具體參數(shù)為： P=、 b=18mm、 dk=、 k=3mm、 t=、 s=、 e=、r=。 由于公稱長(zhǎng)度小于表中數(shù)值，故需要制出全螺紋。 三維裝配圖圖 45 ???34 爆炸圖 46 solidworks motion 參照前面所訴在 solidworks 中打開沖孔模具的裝配體 創(chuàng)建新的運(yùn)動(dòng)算例由于本模具采用的是彈性鞋料裝置所以需要添加彈簧 選擇 添加彈簧。在彈簧屬性管理器中添加參數(shù)如圖 47 所示 圖 47 添加完成后按照前面所訴添加線性馬達(dá)如圖 48 所示 圖 48 35 線段參數(shù)按照如圖 49 所示輸入 圖 49 在 motionmanager 界面將時(shí)間欄的長(zhǎng)度拉到 6 秒，如圖 410 所示 圖 410 單擊 motionmanager 工具欄中的計(jì)算圖標(biāo)按鈕 ，對(duì)沖孔模具進(jìn)行仿真求解的計(jì)算。 分析結(jié)果單擊結(jié)果和圖解按鈕 選擇力以墊板和固定板的作用力無參考對(duì)象對(duì)模具整體的運(yùn)動(dòng)和受力做一個(gè)初步的分析。如圖 411 所示 圖 411 看到在模具下壓的時(shí)段也就是 到 7 秒的時(shí)段出現(xiàn)了震動(dòng)現(xiàn)象這是不合要求的設(shè)計(jì)是應(yīng)當(dāng)極力避免好在沖孔時(shí)段 6s 到 7s 時(shí)段沒有出現(xiàn)受力震動(dòng)的現(xiàn)象還可以保證沖孔的質(zhì)量。 solidworks 有限元分析 對(duì)主要的工作件 — 凸模做工作時(shí)段的受力分析單擊模擬設(shè)置按鈕 選擇凸模。時(shí)間設(shè)置為 67s。如圖 412 所示 36 圖 412 點(diǎn)擊計(jì)算模擬結(jié)果生成結(jié)果為了更好的觀察結(jié)果我們將卸料板隱藏 應(yīng)力圖解 圖 413 位移 圖解 圖 414 37 安全系數(shù)圖解 圖 415 對(duì)凸模做同樣的有限元分析得到圖解。 應(yīng)力圖解 圖 416 位移圖解 圖 417 安全系數(shù)圖解 圖 418 通過對(duì)上面三個(gè)圖解的綜合分析凸模在沖壓的過程中由于中間有倒角有應(yīng)力集中的問題所以這一部分強(qiáng)度有所降低變形量和應(yīng)力都比其他部位大。但是比較安全系數(shù)凸模還是能夠安全的完成整個(gè)沖壓過程的設(shè)計(jì)基本達(dá)到目的。 而在凹模中我們同樣看到在孔的位置有應(yīng)力集中地問題這都是我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該重點(diǎn)考慮的地方。在凸模凹模中位移和安全系數(shù)都是可以滿足生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求的。 38 總結(jié) 涉及的課程很多，涉及到機(jī)械制圖、冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝學(xué)、金屬學(xué)與熱處理、成型設(shè)備、 CAD繪圖 、 solidworks三維建模有限元分析 motion分析 等相關(guān)課程的知識(shí)。 在校期間的我還進(jìn)行了金工實(shí)習(xí)、和兩次課程設(shè)計(jì)。這些課程的學(xué)習(xí)，以及課程設(shè)計(jì)的演練都為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做了很好的準(zhǔn)備?；A(chǔ)課和專業(yè)課，它們?yōu)槲业脑O(shè)計(jì)做了前提，它們是我設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和知識(shí)基點(diǎn)；金工實(shí)習(xí)讓我深入而清楚的看到了在實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作運(yùn)轉(zhuǎn)情況；而兩次課程設(shè)計(jì)則是和這次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)最接近，最有相似之處的，它們?yōu)槲疫@次的設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行起到了很好的鋪墊作用。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指 導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。 也許，我的學(xué)生生涯從此就 會(huì)結(jié)束，但是學(xué)習(xí)的道路卻還將持續(xù)下去，畢竟“學(xué)無止境”。通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了 “凡事必親躬” ,唯有自己親自去做的事，才懂得其過程的艱辛。 未來的人生路途中難免會(huì)遇到各種各樣的困難和挫折，也正是這次設(shè)計(jì)讓我有了迎接新挑戰(zhàn)，戰(zhàn)勝困難的勇氣。 39 參考文獻(xiàn) [1].姜奎華 . 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1998 [2].陳秀寧，施高義 . 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) . 浙江：浙江大學(xué)出版社 2020 [3].郝濱海 . 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2020 [4].黃毅宏，李明輝 . 模具制造工藝 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2020 [5].夏德偉，張俊生，陳樹勇等主編 . 機(jī)械設(shè)計(jì)典型范例教程 . 北京：電子工業(yè)出版社 2020 [6].太田哲，張玉良 . 沖壓模具結(jié)構(gòu)圖解與設(shè)計(jì)圖解 . 北京：國(guó)防工業(yè)出版社 1980 [7].鄭家賢 沖模工藝與模具設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 [8].大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室 . 機(jī)械制圖 第六版 . 北京：高等教育 出版社， 2020 [9].劉鴻文 . 材料力學(xué) . 北京：高等教育出版社， 2020 [10].趙昌盛 . 實(shí)用模具材料應(yīng)用手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020