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斜楔式?jīng)_孔模設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-閱讀頁(yè)

2024-08-25 05:55本頁(yè)面
  

【正文】 口鋼相比有較大差距。外資企業(yè)因?yàn)楹诵募夹g(shù)不愿外流,一般不選擇合資。外資模具公司投資中國(guó),其目的是利用中國(guó)廉價(jià)的勞動(dòng)力和便宜的鋼材,賺取更多利潤(rùn)。在中國(guó)設(shè)廠,外資既有資金,又有自主技術(shù),并不需要和中國(guó)企業(yè)合資。而且,他們把設(shè)計(jì)依然放在國(guó)外,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳到其他在中國(guó)的企業(yè)。其中中低檔模具供過(guò)于求,中高檔模具自配率不足60%。我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間(分廠),專業(yè)模具廠也大多數(shù)是“大而全”、“小而全”的組織形式。國(guó)內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例只有30%左右,國(guó)外在50%以上。③模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多,而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。④開發(fā)能力弱,經(jīng)濟(jì)效益欠佳。不重視產(chǎn)品開發(fā),在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。由此而來(lái)的是我國(guó)模具企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差,大都微利。⑤模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。⑥與國(guó)際先進(jìn)水平比,模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。國(guó)內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理模式。模具市場(chǎng)共有l(wèi)0大類46小類,其中有些產(chǎn)品如粉末冶金模具等,基本上自產(chǎn)自配,市場(chǎng)上作為商品流通的很少。鑄造模具中,只有沖壓模商品化程度較高。就模具產(chǎn)品市場(chǎng)的總體來(lái)看,其分布大致與工業(yè)分布相匹配。浙江省的模具外供量大,是模具標(biāo)準(zhǔn)件及模具材料相對(duì)集中的一個(gè)市場(chǎng)。(1) 沖壓模具。上萬(wàn)個(gè)生產(chǎn)企業(yè)中,很難判別各家的市場(chǎng)分布。 (2) 汽車覆蓋件模具。哈爾濱哈飛模夾具制造廠、南京躍進(jìn)汽車集團(tuán)公司工具公司、山西沖壓廠、華北模具廠和河北興林集團(tuán)等汽車覆蓋件的年銷售額均己超過(guò)1000萬(wàn)元,有一定的市場(chǎng)占有率。塑料模具的種類繁多,以大型注塑模具來(lái)說(shuō),年銷售量達(dá)2000萬(wàn)元以上的有浙江模具廠、科龍模具有限公司、青島海爾模具公司和浙江黃巖模具二廠等??傮w來(lái)看,南方的塑料模具市場(chǎng)比北方發(fā)達(dá),市場(chǎng)占有率遠(yuǎn)高于北方。廣東的聯(lián)盟五金塑料模具廠擁有50000m178。沖壓模具設(shè)計(jì)是否正確合理、先進(jìn)和適用, 對(duì)于沖壓生產(chǎn)中沖壓件合格率的高低, 作業(yè)循環(huán)的快慢, 模具的制造難易程度及模具的使用壽命等都具有重要的影響。這也正是符合當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和市場(chǎng)的需求。(4) 沖壓模具。在這一市1 工藝分析與方案確定 分析前的基礎(chǔ)性準(zhǔn)備沖壓生產(chǎn)時(shí),沖壓工藝方面的各種工藝參數(shù)的正確采用,是獲得優(yōu)質(zhì)沖壓件的決定因子,而沖壓模則是正確選擇和調(diào)整有關(guān)工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。由此可見,沖壓件的形狀、精度、表面要求、內(nèi)部質(zhì)量和生產(chǎn)操作的順利程度等方面,常常與沖壓模的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造質(zhì)量有直接關(guān)系的。因此,從某種程度上說(shuō),沖壓模與沖壓工藝、生產(chǎn)操作存在著極為密切而又互為制約,相互影響的特殊關(guān)系。所以,設(shè)計(jì)沖壓模時(shí),必須全面分析沖壓件結(jié)構(gòu),熟悉沖壓機(jī)操作過(guò)程特性及工藝參數(shù)可調(diào)節(jié)的范圍,分析金屬材料的沖壓特點(diǎn),此外,還要考慮經(jīng)濟(jì)效果和制造條件等,只有這樣,才能設(shè)計(jì)出符合實(shí)際,滿足生產(chǎn)要求的沖壓摸。(2) 模具應(yīng)適應(yīng)沖壓生產(chǎn)工藝的要求,并且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性合理。(4) 模具上各種零件應(yīng)滿足機(jī)械加工工藝和熱處理工藝的要求。(5) 掌握沖壓機(jī)的技術(shù)特性,充分發(fā)揮沖壓機(jī)的技術(shù)功能和生產(chǎn)能力。(6) 在條件許可時(shí),模具的零部件應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化,以縮短設(shè)計(jì)和制造周期。對(duì)單件小批量生產(chǎn)的零件可以采用單沖;而對(duì)大批量生產(chǎn),可采用復(fù)沖或級(jí)進(jìn)模。然后根據(jù)沖制的零件圖,考慮起加工工序,選擇沖模形式和結(jié)構(gòu)。同時(shí)還要考慮很多因素,其中有:零件形狀、尺寸精度、材料、沖模制造條件,車間設(shè)備條件,技術(shù)條件等。此時(shí)應(yīng)考慮下列問(wèn)題:必須保證沖制零件的質(zhì)量;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,容易修磨,容易拆裝;盡量采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和避免不必要的加工精度;沖模的安裝尺寸應(yīng)該符合沖床的規(guī)格,及沖模的閉合高度和沖床的閉合高度想適應(yīng);沖模相應(yīng)尺寸與沖床臺(tái)面尺寸、臺(tái)面孔尺寸,模柄孔尺寸相適應(yīng);對(duì)形狀不對(duì)稱的沖模,要使其壓力中心與模柄的軸線重合;沖模中的主要零件如上、下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套、模柄、導(dǎo)正釘?shù)?,可根?jù)《常用冷沖模具零件標(biāo)準(zhǔn)》選用;沖模中各主要尺寸的公差配合和表面粗糙度可從表11中選用。沖壓模由凹模和凸模塊成,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下方面:工作零件設(shè)計(jì);定位零件設(shè)計(jì);卸料零件的設(shè)計(jì);導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì);裝配零件的設(shè)計(jì)。其對(duì)沖壓模具的基本要求:屬?zèng)_裁模其凸凹模等工作部分的材料,必須選用能滿足使用要求的Cr12MoV、D2或性能更佳的冷作模具鋼,并經(jīng)規(guī)范的熱處理,內(nèi)應(yīng)力小、硬度均勻、無(wú)裂紋。特殊情況下允許采用經(jīng)過(guò)表面處理的優(yōu)質(zhì)中碳鋼、球墨鑄鐵替代。 沖壓件的結(jié)構(gòu)分析以及模具結(jié)構(gòu)的確定由課題指定的工件圖可知設(shè)計(jì)的工件為大尺寸斜楔式?jīng)_孔,工件是簡(jiǎn)單的沖孔件,工件內(nèi)孔的直徑為60mm,高為59mm,內(nèi)孔底面與側(cè)壁國(guó)度圓角半徑為6mm,內(nèi)孔側(cè)壁的兩個(gè)小圓孔直徑為6mm。10鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,%~%,屈服點(diǎn)205MPa,抗拉強(qiáng)度335MPa,延伸率31%,斷面收縮率55%,此材料具有較好的彈性和良好的塑形,其沖裁性較好,具有良好的沖壓性能,滿足沖壓工藝要求。首先可以確定該零件的毛坯為圓盤形鋁合金鋼板。本次設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)沖兩側(cè)孔的沖孔模具。因此,模具采用斜楔機(jī)構(gòu)來(lái)推動(dòng)沖頭的運(yùn)動(dòng)。采用模具, 第1次定位, 沖出一邊的2個(gè)孔, 然后將工件翻轉(zhuǎn)180,第2次定位,再?zèng)_另一邊的2個(gè)孔。由于采用2次定位,2次沖孔, 因此2組孔的中心線很難保證一致, 且生產(chǎn)效率低。該工藝模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 但2組孔的中心線容易保證一致, 而且生產(chǎn)效率較高。其工作端面的截面形狀根據(jù)槽形確定。由于本設(shè)計(jì)中沖裁力較小,因此直接采用平口即可。 凸模沖頭的固定方式?jīng)_頭常用的固定方法有鉚接法、臺(tái)肩法和低熔點(diǎn)合金、環(huán)氧樹脂澆鑄固定法。其固定形式如圖21所示。在沖剪加工中沖頭的斷裂的主要原因在于細(xì)小沖頭的抗壓強(qiáng)度不足或彎曲強(qiáng)度不足所致。 (21)式中 h1————凸模固定板的厚度(mm); h2——卸料板厚度(mm); h3——側(cè)面導(dǎo)板的厚度(mm)。凸模的結(jié)構(gòu)如圖22所示。凹模刃口的周邊形狀和凸模相同。第一、二兩種形式刃口堅(jiān)固,修磨后尺寸不變,對(duì)形狀復(fù)雜和精度要求高的槽形是很合適的。在第一、二種形式中,孔口的一段高度稱為有效高度或壽命高度,凹模的有效高度一般為8~12mm,~。如果是整塊的,可以用螺釘、銷釘固定和定位在下模座上;如果是拼塊的,則用鋼圈熱套辦法將拼塊緊固,再通過(guò)鋼圈將凹模固定在下模座上。 凹模外形尺寸的確定沖孔模的凹模一般都為圓形,但由于該零件的形狀較為特殊,因此作為凹模的零件同時(shí)還要起到定位的作用,同時(shí)模具工作過(guò)程中產(chǎn)生的廢料也要由此排出。所以傳統(tǒng)的各種凹模的形式都不適用于本設(shè)計(jì)。其外形為圓筒形,圓筒的外徑尺寸與零件的內(nèi)徑尺寸吻合,以便沖孔過(guò)程中零件的定位。凹模通過(guò)螺釘固定在下模座上。圓筒的厚度可由表21確定。凹模的二維圖形結(jié)構(gòu)圖如圖23所示。用來(lái)制造凹模和凸模的材料,要承受強(qiáng)大的剪切力、壓力、沖擊力、和摩擦力,因此模刃應(yīng)滿足如下要求:有很高的硬度,很高的耐磨和耐疲勞的能力以及足夠的韌性;熱處理以后的變形應(yīng)盡可能?。婚L(zhǎng)期使用以后的變形應(yīng)盡可能小。經(jīng)過(guò)淬火和磨削加工后,其硬度要求達(dá)到58~62HRC。Cr12MoV具有較高的淬透性(Cr12鋼φ200mm~300mm可以全部淬透;Cr12MoV鋼φ300mm~400mm截面可全部淬透)和良好的耐熱性(在300~500℃)范圍內(nèi),仍能保持較高的硬度和耐磨性,并且熱處理后變形很小,號(hào)稱“不變形鋼”。但此類材料具有下述缺點(diǎn):淬透性低(大于15mm卻不能淬透);耐磨性差;淬火變形大等,因而使用壽命低。3 沖模結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)沖裁模具除了凹模和凸模以外一般還包括導(dǎo)向零件、上下模座、凸模固定板、墊板、模柄、復(fù)位裝置、減震裝置、擋料、定位和脫料裝置等。模具外表面應(yīng)光潔,加涂防銹漆防銹。導(dǎo)向零件是決定沖模質(zhì)量和壽命的很重要的零件。導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力,起了導(dǎo)向和定位的作用。導(dǎo)向零件可采用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼T8A和T10A制造。也可采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼20制造,~,再淬硬至56~60HRC,使它們不至于在沖制過(guò)程中由于磨損而影響導(dǎo)向精度。并且應(yīng)做好潤(rùn)滑工作以提高導(dǎo)向零件的壽命。因此在沖壓模具中最常用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向裝置并不適用于此模具,故采用座塊配以壓板和擋板來(lái)定位和導(dǎo)向。座塊的底部取36mm和兩側(cè)擋板取51mm,在座塊的上、下和擋板的一端均有螺紋孔,使座塊上可以安裝固定板和擋板,并能安裝在下模板上。型式和尺寸,按《常用冷沖模零件標(biāo)準(zhǔn)》GB2855選用。硬質(zhì)合金沖模必須用45鋼或鑄鋼(ZG25~ZG45)一般的復(fù)式?jīng)_模有時(shí)候抽沖床閉合高的的限制而需要降低沖模的閉合高度時(shí),也可以采用A3鋼板制造。:300,并且應(yīng)該與其平面垂直,:100,這也是導(dǎo)柱安裝后的垂直度偏差要求。圖32 下模板圖33 上模板 凸模固定板的設(shè)計(jì)和材料選用凸板固定板用來(lái)裝配凸模沖頭。槽孔與凸模之間的雙面間隙一般為2~3mm。對(duì)凸模固定板的加工要求是::300,~。凸模固定板結(jié)構(gòu)如圖44所示。由于壓料板經(jīng)常與工件碰擊,為避免磨損,常采45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制造,經(jīng)過(guò)淬火,硬度達(dá)到43~48HRC。見圖35。工件加工完成后通過(guò)受動(dòng)脫模,然后在放入新的工件進(jìn)行加工,因此不用脫料裝置。 由計(jì)算得出:凸模尺寸計(jì)算: dp1 = ,dp2 = 凹模尺寸計(jì)算: Dd1 = ,Dd2 = 沖裁力按下式計(jì)算: p = (43)式中 p——為沖裁力(N); D——為沖孔直徑(mm);T——為材料厚度(mm);——為材料的抗剪強(qiáng)度(MPa),查資料,對(duì)于T10A 鋼,= 373MPa??傋饔昧? = (1+ ) = = (1+ + ) = 斜楔與滑塊受力分析為了增大滑塊行程,取斜楔角度= 45 。根據(jù)料厚度t = , 凸模進(jìn)入凹模深度= , 卸料橡膠壓縮量= 1mm,故= t + + = 。凹模與工件間隙: Z = ;工件與卸料橡膠之間間隙取6mm;則= ??紤]到兩孔中心距60mm及沖2孔凸模的固定,為增加滑塊的穩(wěn)定性,取滑塊寬度= 128mm?;瑝K寬度不能比滑塊長(zhǎng)度大,否則穩(wěn)定性不好。(3) 滑塊高度H。這里取滑塊高度H = 54mm。斜楔滑塊開始動(dòng)作時(shí), 斜楔和滑塊接觸面長(zhǎng)度不小于50 mm。為了保證沖裁間隙均勻, 滑塊與下模板內(nèi)的沉孔應(yīng)保持滑動(dòng)配合, 孔深mm,滑塊導(dǎo)向?qū)挾?0mm。橡膠是沖模中的常用元件,其許用的負(fù)荷比彈簧大,安裝調(diào)整也很方便。(1) 橡膠壓力按以下公式計(jì)算: P = Aq (45)式中 P——橡膠壓力(N); A——橡膠橫截面積(); q——橡膠壓縮的單位壓力(Mpa),q值與橡膠的壓縮量有關(guān)。計(jì)算出的橡膠高度H應(yīng)滿足下式,即 式中 H——橡膠的自由高度(mm); D——橡膠自由狀態(tài)的直徑(mm)。 模具工作過(guò)程 模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)如圖42所示:1.下模板 圖42 斜楔式?jīng)_孔模(1) 為保證模具正常工作, 便于安裝、調(diào)整模具,模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。(3) 兩側(cè)斜楔同時(shí)接觸滑塊, 滑塊移動(dòng)距離相等, 保證兩側(cè)同時(shí)沖孔。 模具結(jié)構(gòu)工作過(guò)程工作時(shí), 將去過(guò)毛刺的工件套在凹模座上, 靠緊定位面, 當(dāng)壓力機(jī)滑塊下行時(shí), 壓料板在彈簧的作用下, 將工件壓緊, 同時(shí)兩側(cè)斜楔也一同下行, 并與滑塊接觸。當(dāng)沖裁加工完成后, 斜楔上行, 固定在滑塊上的凸模在卸料橡膠的作用下, 完成卸料, 這時(shí)滑塊依靠橡膠彈性拉力, 使滑塊回復(fù)原位, 同時(shí), 壓料板也解除了對(duì)工件的壓緊, 完成了整個(gè)沖裁過(guò)程。本項(xiàng)為沖剪模具的關(guān)鍵要求。(2) 間隙的均等。(3) 沖頭與母模的適當(dāng)壓入量。正常的壓入深度為:比剛好能夠剪斷稍微深一點(diǎn)即可[11]。離合器及煞車的動(dòng)作、沖頭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),沖座底面、承梁板頂面的傷痕,以及排屑孔的阻塞等。上下刃口的研磨狀態(tài),導(dǎo)銷、沖頭等的位置及形狀,剝料板用彈簧及懸吊用彈簧的固緊狀態(tài),上下模安裝面是否附著廢屑或塵埃,以及導(dǎo)柱的嵌合狀態(tài)等。若此時(shí)的連桿螺桿以調(diào)整一半以上的距離,則要用墊板將模具墊高,以減少連桿螺桿的調(diào)整量。至于有模柄鎖緊孔(Shank Clamping Hole)的沖座,責(zé)應(yīng)將模具確實(shí)對(duì)準(zhǔn)裝妥后,再將模柄蓋蓋上。若沖座底面與模具頂面無(wú)法全面接觸時(shí),則必須追查起原因,探討究竟是沖座與床臺(tái)位置不佳,還是模具本身的平行度不良,并加以校正與補(bǔ)救。有模柄的模具應(yīng)利用模柄蓋及夾緊螺栓,將模具確實(shí)夾緊。(7) 下模輕輕鎖緊于床臺(tái)上方。然后再將沖座徐徐下降,并使沖頭插入母模內(nèi),以觀察兩者的嵌合狀態(tài)。(9) 上模與下模的嵌合狀態(tài)圓滑之后,將下模確實(shí)鎖緊。此深度以能使制品確實(shí)分離的最小量為原則。(11) 鎖緊連桿螺桿。(13) 整理承梁板上的各種多余工具,施行模具的注油,并安裝安全保護(hù)裝置。(15) 進(jìn)給材料進(jìn)行試生產(chǎn)。(16) 檢查制品的尺寸、形狀及毛頭狀態(tài)。 結(jié) 論這次設(shè)計(jì)是我們參加工作前的最后一次設(shè)計(jì)。通過(guò)這次模具設(shè)計(jì),本人在多方面都有所提高。本次設(shè)計(jì),各項(xiàng)要求均比較嚴(yán)格,為了能更加好的完成設(shè)計(jì)任務(wù),我從圖書館和網(wǎng)上查閱了大量的沖模設(shè)計(jì)資料。除了對(duì)知識(shí)的查閱,我還翻出了大學(xué)四年來(lái)所學(xué)的重點(diǎn)專業(yè)知識(shí),重新系統(tǒng)的去學(xué)習(xí)和撐握,為設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。對(duì)許多專業(yè)知識(shí)還不能自如的運(yùn)用
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