手柄模具畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次模具設(shè)計是手柄的模具圖形及加工制造的過程，其設(shè)計思路是根據(jù)多個模具加工事例生產(chǎn)事例總結(jié)出來。設(shè)計內(nèi)容是從零件的工藝分析開始的，根據(jù)工藝要求來確定設(shè)計的大體思路。</p><p>　　該零件所用的材料是Q235-A，生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，再經(jīng)過方案比較，故選擇級進(jìn)模作為該副模具工藝生產(chǎn)方案即易于加工又

2、便于經(jīng)濟(jì)；經(jīng)過計算分析完成該模具的主要設(shè)計計算；選出符合該模具的定位方式、卸料出件方式導(dǎo)向方式；設(shè)計模具的工作部分即凸、凹模的設(shè)計，選擇模具的材料即確定每個零部件的加工方案；僅接著根據(jù)模具的裝配原則，完成模具的裝配裝配模具試沖通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計和制造的不足，并找出原因給予糾正，并對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理。</p><p>　　設(shè)計內(nèi)容包含了一系列模具的重要零部件的設(shè)計加工方法和加工注意要點(diǎn)。</p&

3、gt;<p>　　關(guān)鍵詞： 手柄，落料，沖孔，級進(jìn)模</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The mold design is the handle graphics of a die and manufacturing process, the design ideas are generated accordin

4、g to a plurality of mold processing examples examples is summed up. Design content is from parts of the process analysis, according to the process requirements to determine the general design. The parts from the beginnin

5、g of the material selection. </p><p>　　Part of the understanding of the parts, the materials used are Q235-A, production batch to batch production, and through comparison of these schemes, the selection of p

6、rogressive die as the side mold process production plan is easy processing and convenient economy; after completion of the analysis of the mold design; selected from the mold positioning way, discharging a way to lead th

7、e way; mold design work part is convex, concave mold design, mold material is determined for each parts of the p</p><p>　　The die structure design is the design of the main content, its content includes a mo

8、ld, a series of important parts of the mold design and processing method and points for attention. This is more conducive to processing line operators, making it easy and convenient processing. </p><p>　　Key

9、 words: wall-climbing robot; body structure; the mobile mechanism; adsorption mechanism </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1沖壓加工概念1</

10、p><p>　　1.2沖壓加工的特點(diǎn)及應(yīng)用1</p><p>　　1.3沖壓工序的分類：沖裁、彎曲、拉深1</p><p>　　1.4沖壓技術(shù)的發(fā)展2</p><p>　　1.5沖壓模具分類2</p><p>　　1.6常見沖壓設(shè)備2</p><p>　　1 沖壓工藝分析3</p&

11、gt;<p><b>　　1.1工件分析3</b></p><p><b>　　1.2 材料3</b></p><p><b>　　1.3結(jié)構(gòu)形狀4</b></p><p><b>　　1.4尺寸精度4</b></p><p>　　2

12、 模具的技術(shù)要求及材料選用5</p><p>　　2.1模具的技術(shù)要求5</p><p>　　2.2 模具材料的選用及要求5</p><p>　　3 確定工藝方案9</p><p>　　4模具總體設(shè)計10</p><p>　　4.1 定位方式的選擇10</p><p>　　4.2卸料

13、﹑出件、導(dǎo)向方式的選擇10</p><p>　　5 壓力設(shè)備的選定及模具的裝配12</p><p>　　6沖裁的工藝計算15</p><p>　　6.1排樣設(shè)計與計算15</p><p>　　6.2計算沖壓力及壓力中心17</p><p>　　6.3計算工作零件刃口尺寸20</p><p

14、>　　6.4 卸料橡膠的設(shè)計25</p><p>　　7主要零部件的設(shè)計27</p><p>　　7.1落料凸模的設(shè)計27</p><p>　　7.2沖孔凸模的設(shè)計28</p><p>　　7.3 凹模的設(shè)計29</p><p>　　7.4 定位零件的設(shè)計31</p><p>

15、;　　7.5 料板及卸料部件的設(shè)計32</p><p>　　7.6模架及其他零部件的設(shè)計33</p><p>　　8 模具總裝圖34</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p>　　技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析38</p><p><b>　　致 謝43</b&

16、gt;</p><p><b>　　附錄44</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1沖壓加工概念</b></p><p>　　1 沖壓：是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零

17、件的一種壓力加工方法。</p><p>　　2 沖壓加工的三要素：合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備。</p><p>　　3 沖壓工藝：指沖壓加工的具體方法（各種沖壓工序的總和）和技術(shù)經(jīng)驗。</p><p>　　4 沖壓模具：指將板料加工成沖壓零件的特殊專用工具。</p><p>　　5 沖壓加工依據(jù)：金屬塑性變形理論。<

18、/p><p>　　1.2沖壓加工的特點(diǎn)及應(yīng)用</p><p>　　1 優(yōu)點(diǎn)：沖壓加工屬少、無屑加工，能加工形狀復(fù)雜的零件，零件精度較高，具有互換性，零件強(qiáng)度、剛性高而重量輕，外表光滑美觀，材料利用率高，生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，操作方便，要求的工人技術(shù)等級不高，產(chǎn)品的成本低。</p><p>　　2 缺點(diǎn)：模具要求高、制造復(fù)雜、周期長、制造費(fèi)昂貴，因而在小批量生

19、產(chǎn)中受到限制。生產(chǎn)中有噪聲。</p><p>　　1.3沖壓工序的分類：沖裁、彎曲、拉深</p><p>　　1 根據(jù)工藝性質(zhì)分 ： 分離工序、成形工序</p><p>　　分離工序：指坯料在模具刃口作用下，沿一定的輪廓線分離而獲得沖件的加工方法。此過程中材料的應(yīng)力超過強(qiáng)度極限</p><p>　　成形工序：指坯料在模具壓力作用下，使坯料產(chǎn)生

20、塑性變形，但不產(chǎn)生分離而獲得具有一定形狀和尺寸的沖件的加工方法。此過程中材料應(yīng)力超過屈服極限，但未達(dá)到強(qiáng)度極限</p><p>　　2 根據(jù)工序組合程度分：單工序、復(fù)合工序、連續(xù)工序</p><p>　　1.4沖壓技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　1 工藝分析計算的現(xiàn)代化</p><p>　　2 模具CAD/CAM/CAE的應(yīng)用</p&g

21、t;<p>　　3 沖壓生產(chǎn)的自動化</p><p>　　4 經(jīng)濟(jì)模具、簡易模具的發(fā)展</p><p>　　5 模具新技術(shù)、新工藝、新材料的出現(xiàn)</p><p>　　6 模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備</p><p><b>　　1.5沖壓模具分類</b></p><p>　　1 按工藝類型

22、分為：沖裁模、彎曲模、拉深模</p><p>　　2 按工序分為：單工序模、復(fù)合模、級進(jìn)模</p><p><b>　　1.6常見沖壓設(shè)備</b></p><p>　　機(jī)械壓力機(jī)（沖床）JXX：摩擦壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)</p><p>　　液壓機(jī)YXX：油壓機(jī)、水壓機(jī)</p><p><b&g

23、t;　　1 沖壓工藝分析</b></p><p><b>　　1.1工件分析</b></p><p><b>　　工件名稱： 手柄</b></p><p><b>　　生產(chǎn)批量：中批量</b></p><p>　　材料：Q235-A鋼，厚1.2mm</p>

24、;<p>　　工件簡圖：如圖1.1所示</p><p><b>　　圖1.1 零件圖</b></p><p><b>　　1.2 材料</b></p><p>　　沖壓工藝對材料的基本要求主要是：</p><p>　?。?） 對沖壓成形性能的要求為了有利于沖壓變形和制件質(zhì)量的提高，材

25、料應(yīng)具有良好的沖壓成形性能。而沖壓成形性能與材料的機(jī)械性能密切相關(guān)，通常要求材料應(yīng)具有：良好的塑性，屈強(qiáng)比小，彈性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系數(shù)小。</p><p>　?。?） 對材料厚度公差的要求材料的厚度公差應(yīng)符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。因為一定的模具間隙適用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不僅直接影響制件的質(zhì)量，還可能導(dǎo)致模具和沖床的損壞。．對表面質(zhì)量的要求材料的表面應(yīng)光潔平整，無分層和機(jī)械性質(zhì)的

26、損傷，無銹斑、氧化皮及其它附著物。表面質(zhì)量好的材料，沖壓時不易破裂，不易擦傷模具，工件表面質(zhì)量好</p><p>　　綜上所述，選擇Q235-A鋼作為沖壓件的材料。</p><p><b>　　1.3結(jié)構(gòu)形狀</b></p><p>　　工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有一個的孔和5個的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為3.5mm（大端4

27、個的孔與孔與R16mm外圓之間的壁厚）。</p><p><b>　　1.4尺寸精度</b></p><p>　　工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT14級，尺寸精度較低。</p><p>　　2 模具的技術(shù)要求及材料選用</p><p>　　2.1模具的技術(shù)要求</p><p>　　利用模具生產(chǎn)

28、制品零件，其模具質(zhì)量的好壞，壽命的長短，直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度、性能和成本。是提高勞動生產(chǎn)率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場的重要性條件。而模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設(shè)計時對模具材料的選用、熱處理工藝要求、模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面質(zhì)量要求。</p><p>　　2.2 模具材料的選用及要求</p><p>　　2.2.1冷沖模材料應(yīng)具有的性

29、能</p><p>　　冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機(jī)械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應(yīng)具有的性能。</p><p>　　（1）應(yīng)具有較高的變形抗力：主要抗力指標(biāo)包括淬火、回火抗壓強(qiáng)度、彎強(qiáng)度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指標(biāo)，高的硬度是保持模具耐磨

30、性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在60HRC強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度才能保證模具具有較高的變形能力。</p><p>　?。?）應(yīng)具有較高的斷裂抗主要抗力指標(biāo)有材料的抗沖擊性能抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度 斷裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產(chǎn)生一個特性，也是作為防止斷裂的一個重要依據(jù)。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對韌性的要求應(yīng)依據(jù)載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷細(xì)長凸模或有應(yīng)力集中的模具，都需要有較高的韌性</

31、p><p>　?。?）應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細(xì)小硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應(yīng)力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞，如模具長期使用有刮痕凹槽等</p><p>　?。?）應(yīng)具有較好的冷、熱加工工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工

32、，易于成形及防止熱處理后變形等。</p><p>　　2.2.2材料的選擇原則</p><p>　?。?）要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料：要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料</p><p>　　（2）要針對模具失效形式選用鋼材：鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素包括：</p><p>　　1）為防模具開裂，要選用韌

33、性好的材料</p><p>　　2）為防磨損，應(yīng)選用合金元素高的材料</p><p>　　3）對于大型沖模應(yīng)選用淬透性好的材料</p><p>　　4）為保持鋼材硬度能力，要選用耐回火性高的含鉻、鉬合金鋼</p><p>　　5）為防熱處理變形，對于形雜的零件應(yīng)選用含碳量高、淬透性好的高合金材料.</p><p>　　

34、（3）要根據(jù)制品批量大小，以最低的成本的選材原則選用:</p><p>　　對于需沖壓數(shù)量較多模具，一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，而數(shù)量少的則采用碳素鋼，以降低成本。</p><p>　?。?）要根據(jù)沖模零件的作用選擇：</p><p>　　凸、凹模具應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的鋼材制作，對于數(shù)量不多或厚度不大的可采用有色金屬或黑色金屬。而對于支撐板、卸料零件、導(dǎo)向件應(yīng)選用一般鋼材。<

35、/p><p>　?。?）要根據(jù)沖模精密程度選用：</p><p>　　在制造小型精密模具而又復(fù)雜時可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作，而對于比較簡單，形狀、精度有要求不高的模具應(yīng)選用比較便宜的碳鋼或低合金鋼。</p><p>　　綜合各種材料進(jìn)行比較及材料的用途查下列表2.1和2.2可選擇為冷沖模工作零件所用的鋼材。</p><p>　　表2.1 冷沖模工作零

36、件材料的選用</p><p>　　選擇說明：在選擇沖裁凸模、凹模材料時，應(yīng)根據(jù)模具的工作條件和失效特點(diǎn)，量材而用。如形狀簡單、尺寸較小、受力較小的凸、凹模，只需要熱處理工藝適當(dāng)。性能可以滿足使用，生產(chǎn)批量不大時，可選用碳素工具鋼，這樣可以降低成本；反之，就應(yīng)該選用變形較小，耐磨性高的合金工具鋼。對于大、中型沖裁模，其材料成本是模具總成本10%～ 18%左右，故應(yīng)選用變形小、耐磨性高的合金工具鋼較適宜。</

37、p><p>　　表2.2 冷沖模輔助材料的選用</p><p><b>　　3 確定工藝方案</b></p><p>　　此工件的工序包括沖孔，落料，參考下表選擇模具如下表3.1所示</p><p>　　表3.1 三種模具特點(diǎn)比較</p><p>　　綜合各個方面及工件自身要求考慮選用級進(jìn)模生產(chǎn)。 &

38、lt;/p><p>　　模具類型分為三種分別是：單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模。</p><p>　　單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模切口模等。</p><p>　　復(fù)合模是指在一次壓力機(jī)的行程中在模具的同一工位上同時完成兩道或兩道以上不同沖裁工序的模具。復(fù)合模是一種多工序沖裁模，它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個或幾

39、個具有雙重作用的工作零件——凸凹模。</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，該模具采用級進(jìn)沖壓，所以模具類型為級進(jìn)模。</p><p><b>　　4模具總體設(shè)計</b></p><p>　　4.1 定位方式的選擇</p><p>　　定位方式的選擇通俗的說既是選擇定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正確

40、的位置，定位零件的結(jié)構(gòu)形式很多，用于對條料進(jìn)行定位的定位零件有擋料銷、導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓裝置、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等，用于對工序進(jìn)行定位的定位零件有定位銷、定位板等。</p><p>　　定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　因為該模具采用是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步

41、距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測定。</p><p>　　4.2卸料﹑出件、導(dǎo)向方式的選擇</p><p>　　卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。 </p><p>　　卸料裝置按卸料的方式分為固

42、定卸料裝置﹑彈性卸料裝置和廢料切刀三種。 固定卸料裝置，固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸料裝置可安裝于上?；蛳履?，依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件。</p><p>　　出件裝置的作用是

43、從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料。我們通常把準(zhǔn)過載上模內(nèi)的出件裝置稱為推件裝置；把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置。</p><p>　　綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚為1.2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　在沖壓過程中，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)一般情況下直接與模架聯(lián)系在一起，該模具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，提

44、高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，故該級進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。</p><p>　　5 壓力設(shè)備的選定及模具的裝配</p><p>　　對于級進(jìn)模以及多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點(diǎn)即壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)與模柄的軸線重合，否則會影響模具及壓力機(jī)的精度和壽命。</p><p>　　首先以沖裁所需的總沖壓力初步選擇壓力機(jī)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于

45、所計算的總沖壓力。</p><p>　　在確定了模具結(jié)構(gòu)及尺寸以后，還需對所選的壓力機(jī)的其它技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核，最后才能確定所需的壓力機(jī)。</p><p>　　通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J23——25能滿足要求。其參數(shù)如下：</p><p><b>　　公稱壓力：</b></p><p><b>　　滑塊行

46、程：</b></p><p><b>　　最大閉合高度：</b></p><p><b>　　最大裝模高度：</b></p><p><b>　　連桿調(diào)節(jié)長度：</b></p><p>　　工作臺尺寸（前后×左右）：</p><p>

47、;　　墊片尺寸（厚度×孔徑）：</p><p><b>　　模柄孔尺寸：</b></p><p><b>　　最大傾斜角度：</b></p><p>　　根據(jù)級進(jìn)模的裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖返修。具體裝配見下表8.1</p><p>　　表5.1

48、 手柄級進(jìn)模的裝配</p><p><b>　　6沖裁的工藝計算</b></p><p>　　6.1排樣設(shè)計與計算</p><p>　　6.1.1選擇排樣方法</p><p>　　設(shè)計級進(jìn)模時，首先要考慮條料的排樣圖。本工件的形狀是一頭小大一頭小，直接排樣時材料利用率低，應(yīng)采用直隊排樣，設(shè)計成隔位沖壓，可顯著地減少廢料，

49、常用的排樣方法有三種：</p><p>　　（1）.有廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點(diǎn)是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高；</p><p>　　（2）.少廢料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁，只有局部搭邊的在；</p><p>　?。?）.無廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊

50、之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。</p><p>　　少廢料、無廢料排樣的缺點(diǎn)是工件質(zhì)量差，模具壽命不高，但這兩種排樣可以節(jié)省材料，還具有簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。并且工件須具有一定的形狀才能采用少、無廢料排樣。上述三類排樣方法，按工件的外形特征主要分為直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多行排等形式。</p><p>　　根據(jù)本零件的特點(diǎn)，適合

51、采用有廢料直排的方式,這樣不僅使沖出的零件達(dá)到要求，有可以盡可能大的提高材料的利用率。</p><p>　　6.1.2確定搭邊值</p><p>　　查表6.1得最小搭邊值：a=3.5mm a1=2.5mm。</p><p>　　表6.1 最小搭邊值表</p><p>　　本模具采用無側(cè)壓裝置，條料與導(dǎo)料板間間隙最小值為1mm。</

52、p><p>　　6.1.3計算送料步距與條料寬度</p><p><b>　　布距S：</b></p><p><b>　　條料寬度B：</b></p><p>　　其中 垂直送料方向上零件尺寸</p><p><b>　　條料與條料板間間隙</b><

53、/p><p><b>　　條料寬度公差值</b></p><p><b>　　由公式得： </b></p><p><b>　　=135mm </b></p><p><b>　　=135mm </b></p><p>　　6.1.4畫

54、排樣圖 </p><p><b>　　如下圖6.1所示</b></p><p><b>　　圖6.1 排樣圖</b></p><p>　　6.2計算沖壓力及壓力中心</p><p><b>　　6.2.1沖裁力 </b></p><p>　　

55、平刃口模具沖裁時，沖裁力由下式計算，</p><p>　　式中： 沖裁件周長mm</p><p><b>　　材料厚度mm</b></p><p><b>　　材料抗剪強(qiáng)度Mpa</b></p><p>　　但選擇設(shè)備時，考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動等因素，實際沖裁力可能增大，所以應(yīng)取<

56、;/p><p><b>　　沖裁件周長</b></p><p><b>　　材料厚度 </b></p><p><b>　　材料抗剪強(qiáng)度</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　查下表6.

57、2得</b></p><p>　　表6.2 卸料力、頂件力、推件力系數(shù)</p><p>　　卸料力、推件力、計算式為：</p><p><b>　　沖裁工藝總力</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　該模具采用級進(jìn)模，擬選彈性卸料、下

58、出件。</p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選J23-25。</p><p>　　6.2.2 計算壓力中心 </p><p>　　計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖3所示。在圖3中將xOy坐標(biāo)系建立在圖示的對稱中心上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1～L6共6組基本線，利用解析法求得該模具的壓力中心C點(diǎn)坐標(biāo)（13.57，11.64）。</p>

59、<p>　　有關(guān)計算如表6.3所示。</p><p>　　表6.3 凸模型口圖</p><p><b>　　圖6.2凹模型口</b></p><p>　　由以上計算結(jié)果可看以出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標(biāo)原點(diǎn)O較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標(biāo)原點(diǎn)O。若選用J23-25沖床，C點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍

60、內(nèi)，滿足要求。</p><p>　　6.3計算工作零件刃口尺寸</p><p>　　在確定工件零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對比較簡單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法計算。</p

61、><p>　　由圖6.1可知，該工件屬于無特殊要求的一般沖裁件。的兩個圓弧及尺寸95由落料獲得，5個和一個的有沖孔獲得查初始雙面間隙表6.4得 </p><p>　　表6.4 初始雙面間隙Zmax、Zmin</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　由于所有尺寸都未標(biāo)注公差，查沖裁件外徑與內(nèi)孔尺寸公差表5

62、.5知</p><p>　　表6.5 沖裁件外徑與內(nèi)孔尺寸公差</p><p><b>　　基本尺寸</b></p><p><b>　　可轉(zhuǎn)換成</b></p><p>　　由摩擦系數(shù)表6.6查得：X=0.5。</p><p><b>　　表6.6 磨損系數(shù)<

63、;/b></p><p><b>　　查表6.4得：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　模具按IT8級加工制造，計算公式見表5.7則：</p><p><b>　　(1) 落料（）：</b></p><p><

64、;b>　　落料（） </b></p><p><b>　　(2) 沖孔（）：</b></p><p><b>　　沖孔（）： </b></p><p>　　(3) 孔心距（）：</p><p><b>　　孔心距（） </b></p><p

65、>　　表6.7 配合加工時，凸凹模尺寸的計算公式</p><p>　　6.4 卸料橡膠的設(shè)計</p><p>　　卸料橡膠的設(shè)計計算，選用的4塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會造成受力不均勻，運(yùn)動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。</p><p>　　卸料橡膠的設(shè)計計算：</p><p>　　a、 料板工作行程：</p><

66、p>　　式中： ——凸模凹進(jìn)卸料板的高度取為</p><p><b>　　T——工件厚度取</b></p><p>　　——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度取</p><p><b>　　b、橡膠工作行程：</b></p><p>　　式中： 為凸模修模量，取</p><p&g

67、t;<b>　　c、橡膠自由高度：</b></p><p>　　一般情況下取為H自由的25%</p><p>　　d、 橡膠預(yù)壓縮量：</p><p>　　e、每個橡膠承受的載荷：</p><p>　　選用4個圓筒形橡膠故</p><p><b>　　f、橡膠的外徑：</b>

68、</p><p>　　式中： 為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取為；</p><p><b>　　。</b></p><p>　　g、校核橡膠自由高度：</p><p>　　看看是否滿足此不等式</p><p><b>　　滿足條件。</b></p><p>　

69、　h、橡膠的安裝高度：</p><p><b>　　7主要零部件的設(shè)計</b></p><p>　　7.1落料凸模的設(shè)計</p><p>　　由于沖件的形狀和尺寸不同，生產(chǎn)過程中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多：按整體結(jié)構(gòu)分，有整體式（包括階梯式和直通式）、護(hù)套式和鑲拼式；按截面積形狀分，圓形和非圓形；按刃口形狀分，有平刃口和斜刃口等。但不管凸模的結(jié)構(gòu)形

70、狀如何，其基本結(jié)構(gòu)均由兩部分組成：一是工作部分，用以成行沖件；二是安裝部分，用來使凸模正確的固定在模座上。綜合考慮并結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式，才用線切割機(jī)床加工，2個螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按。</p><p>　　其總長L可按公式計算：</p><p><b>　　式中： 凸模的長度</b></p><p>

71、<b>　　凸模固定板的厚度</b></p><p>　　卸料彈性元件的安裝高度</p><p>　　附加長度，它包括凸模的凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等。</p><p><b>　　材料厚度為1.2</b></p><p>　　具體結(jié)構(gòu)可參見圖7.1所示&l

72、t;/p><p>　　圖7.1凸模輪廓尺寸圖</p><p>　　7.2沖孔凸模的設(shè)計</p><p>　　因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。其中沖5個圓形的凸?？蛇x用標(biāo)準(zhǔn)件BⅡ型式（尺寸為5.15×64），沖孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖7.2所示 </p

73、><p><b>　　圖7.2凸模</b></p><p>　　直徑較小的凸模都滿足強(qiáng)度要求，所以次凸模滿足要求。</p><p>　　7.3 凹模的設(shè)計</p><p>　　凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安裝凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式

74、計算</p><p><b>　　凹模厚度 </b></p><p>　　式中： K——有b和材料厚度t決定的凹模厚度系數(shù)查表7.1</p><p>　　b——垂直于送料方向凹模型孔壁間最大距離</p><p>　　表7.1凹模厚度系數(shù)</p><p><b>　　凹模壁厚 </

75、b></p><p>　　取凹模厚度,凹模壁厚</p><p><b>　　凹模寬度： </b></p><p>　　凹模長度(送料方向)： </p><p>　　式中：——沿送料方向凹模型孔壁間最大距離</p><p>　　——沿送料方向凹模型孔壁至凹模邊緣的最小距離。取值查表7.2<

76、;/p><p>　　表7.2沿送料方向凹模型孔壁至凹模邊緣的最小距離</p><p>　　注：1、的公差視凹模型孔復(fù)雜程度而定，一般不超過</p><p>　　2、一般不小于5mm，但t〈0.5mm的小孔，壁厚可適當(dāng)減小。</p><p>　　凹模輪廓尺寸為,結(jié)構(gòu)如圖7.3所示</p><p><b>　　圖7.

77、3凹模</b></p><p>　　7.4 定位零件的設(shè)計</p><p>　　落料凸模下部設(shè)置兩個導(dǎo)正銷，分別借用工件上和兩個孔作導(dǎo)正孔。導(dǎo)正孔的導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)如圖所示。導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模斷面1mm。所以導(dǎo)正銷直線部分的長度為1.8mm。導(dǎo)正銷采用H7/h6配和起粗定距的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)格為8×

78、16mm，如圖6.4所示。</p><p><b>　　圖7.4導(dǎo)正銷</b></p><p>　　7.5 料板及卸料部件的設(shè)計</p><p>　　導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模平齊，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1mm，這樣就可確定兩導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40～45HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模

79、上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。</p><p>　　1、 卸料部件的設(shè)計</p><p>　　卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為14mm。</p><p>　　卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40～45HRC.</p><p><b>　　2、螺釘?shù)倪x用</b></p><p>　　卸

80、料板上設(shè)置4個卸料螺釘。公稱直徑為12mm,螺紋部分為M10×10mm。卸螺料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模斷面1mm,有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。</p><p>　　7.6模架及其他零部件的設(shè)計</p><p>　　該模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓時可防止由于偏心力矩歪而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸

81、為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。</p><p>　　導(dǎo)柱分別為；導(dǎo)套分別為。 </p><p>　　上模座厚度取45mm，上模墊板厚度取10mm，固定板厚度取20mm，下模座厚度取50mm，那么，該模具的閉合高度：</p><p>　　式中：　　凸模長度，；</p><p><b>　　凹模厚度，;</b></p>

82、<p>　　凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，。</p><p>　　可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-25的最大裝模高度，由此可見，可以使用。</p><p><b>　　8 模具總裝圖</b></p><p>　　通過以上設(shè)計，可得到如圖7.1模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊片、凸模（7個）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料

83、方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。</p><p>　　條料送進(jìn)時采用活動擋料銷13作為粗定距，在落料凸模上安裝兩個導(dǎo)正銷利用條料上5和8孔作導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。操作時完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在活動擋料銷13上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導(dǎo)正銷4再作精確定距。活動擋料銷位置實際設(shè)定比理想的幾

84、何位置向前偏移0.2mm，沖壓過程中粗定位完成后，當(dāng)導(dǎo)正銷作精確定位時，由導(dǎo)正銷上圓錐形斜面再將條料向后拉回約0.2mm而完成精確定距。用這種方法定距，精確可達(dá)到0.02mm。</p><p><b>　　圖8.1 裝配圖</b></p><p>　　1—模架 2—凹模 3—導(dǎo)料板 4—導(dǎo)正銷5—卸料板 6—卸料螺釘 7—凸模固定板 8—墊板 9—彈性橡膠體 10—外

85、形凸模 11—大孔凸模 12—小孔凸模 13—活動擋料銷 14—彈簧 15—承料板</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 張超英.沖壓模具與制造.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2003.6</p><p>　　2 羅學(xué)科.模具識圖與制圖.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2003.6</p><p>　　

86、3 韓洪濤.機(jī)械制造技術(shù).北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2003.7</p><p>　　4 萬本善.實用沖模結(jié)構(gòu)圖解與沖壓新工藝詳圖及常用數(shù)據(jù)速查速用手冊北京.科大電子出版社，2004.8</p><p>　　5 李銘杰.沖模設(shè)計應(yīng)用實例.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.8</p><p>　　6 王立剛.沖模設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，2002.5</p>&

87、lt;p>　　7 郭書彬.最新沖壓新工藝新技術(shù)與沖模設(shè)計圖集及典型疑難實例應(yīng)用手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.9</p><p>　　8 王芳.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo).機(jī)械工業(yè)出版社，1998.10</p><p>　　9 王秀鳳 萬良輝.冷沖壓模具設(shè)計與制.北京航空航天大學(xué)出版社，2005.4</p><p>　　10 成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計.高等教育出版社，

88、2006.7 </p><p>　　11 楊玉英.崔令江.實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 </p><p>　　12 彭建生.模具設(shè)計與加工速查手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2005.7</p><p>　　14 劉建超.沖壓模具設(shè)計與制造.高等教育出版社,2002.11</p><p><b>　　技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分

89、析</b></p><p><b>　　課題選擇：</b></p><p>　　選擇課題時要進(jìn)行趨勢研究、專利狀況等情報的收集工作,根據(jù)情報來確定設(shè)計工作任務(wù)。</p><p>　　趨勢研究：國內(nèi)外沖壓模具技術(shù)發(fā)展迅速，其發(fā)展趨勢有三大特點(diǎn)。一、充分運(yùn)用IT技術(shù)發(fā)展模具設(shè)計、制造；二、縮短金屬成形模具的試模；三、車身制造中的級進(jìn)沖模

90、發(fā)展迅速時間。</p><p>　　專利狀況：查閱專利文獻(xiàn)，沒有發(fā)現(xiàn)原則上反對制造沖壓模具的專利。</p><p><b>　　2.摸清課題要求：</b></p><p>　　模具非工作部分的棱邊應(yīng)倒角；鑲嵌式的型芯應(yīng)保證拼接面配合嚴(yán)密、牢固、表面光潔，無明顯接縫；活動零件的導(dǎo)向部分運(yùn)動要平穩(wěn)、靈活、互相協(xié)調(diào)一致，定位零件要配合松緊合適，不得有

91、松動現(xiàn)象。</p><p>　　3.平行金屬墊片沖壓模具設(shè)計方案的確定：</p><p>　　本次設(shè)計主要采用理論分析與類比、經(jīng)驗相結(jié)合的方法完成對整個系統(tǒng)的設(shè)計。在調(diào)研現(xiàn)場的基礎(chǔ)上擬定出整個系統(tǒng)，設(shè)計選擇出各組成部分，最后設(shè)計模具零件的加工工藝編制，即采用先總后分最后綜合的策略。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p>

92、<p>　　緊張而又辛苦的七周畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了。我們快要完成老師下達(dá)給我們的任務(wù)是時候，我仿佛經(jīng)歷一次翻山越嶺，登上了高山之巔，頓時心曠神怡，眼前豁然開朗。 畢業(yè)設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆?，通過這次畢業(yè)設(shè)計我們深深體會到這句千古名言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，學(xué)會腳踏實地地邁開這一步，就是為了明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打

93、下堅實的基礎(chǔ)。 說實話，畢業(yè)設(shè)計真的是有點(diǎn)累。然而，當(dāng)我們著手清理自己的設(shè)計資料，分析數(shù)據(jù)，得出的零件實物，仔細(xì)回味這七周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使我們的倦意頓消，雖然這是我剛學(xué)會走完的第一步，是我人生中的一點(diǎn)小小勝利，然而它令我感受到自己成熟了許多，令我有一種“春眠方覺曉”的感悟。我們清楚的意識到，做畢業(yè)設(shè)計不是一件容易的事，但給我們更多的是收獲。通過這次畢業(yè)設(shè)計我們深刻的體會到：做設(shè)計是苦活但要細(xì)心；實踐動手做比空

94、想強(qiáng)；三個臭皮匠比上一個諸葛亮，合作精神是強(qiáng)大的；老師是很好的資源，要向他挖掘。 成敗決定于細(xì)處。老子曾說：“天下難事，必做于易；天下大</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先感謝老師，感謝她的諄諄教導(dǎo)，誨人不倦。沒有她的教誨就沒有我今天的成果。在今后的工作學(xué)習(xí)生活中我一定要學(xué)習(xí)她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)。她無私的教導(dǎo)我們，毫無保

95、留的將所知傳授給我們。</p><p>　　其次，感謝三年中為我們付出辛勤勞動和汗水的各位老師，是他們不辭辛苦，任勞任怨為我們撐起了廣闊的藍(lán)天，為我們的明天指明了道路，為我們的成才做出了無私的貢獻(xiàn)。</p><p>　　衷心向三年來辛勤培養(yǎng)我的老師致以崇高的敬意和深深的謝意！老師們誨人不倦的治學(xué)作風(fēng)，兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，以及求實創(chuàng)新的科研精神，都令我受益非淺。特別是各位老師的言傳身教，不僅

96、教會了我怎樣學(xué)習(xí)，更重要的是教我學(xué)會了怎樣做人，老師對學(xué)生的尊重和愛護(hù)令我終生難忘。</p><p>　　再次要特別感謝的是我那可愛的同學(xué)們，每當(dāng)沮喪時是他們給我以鼓勵和支持，每當(dāng)我找不到所需的資料時，是他們提供于幫助，每當(dāng)我遇到問題時，是他們第一個幫我分析與指導(dǎo)，是他們給了我信心和力量！</p><p><b>　　附錄</b></p><p&g

97、t;　　Creep damage in small punch creep specimens of Type 304 stainless steel</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Small punch creep tests on Type 304 stainless steel have been performed

98、at 650 1C. Based on these tests, a finite element model, with modified Kachanov–Rabotnov creep damage constitutive equations, was established. The variation of central deflection and creep strain with time and the evolut

99、ion of creep damage under constant loads were analysed by using the finite element model. The central creep deflection curves in the specimens were obtained at different loads in both tests and simulations an</p>

100、<p>　　r 2006 Published by Elsevier Ltd.</p><p>　　Keywords: Small punch creep test, Creep damage; Finite element analysis</p><p>　　1. Introduction</p><p>　　Many metal components

101、 are exposed to elevated temperature in the aviation, space flight, nuclear power and petrol-chemical industries. The unexpected failure of such components may cause injuries, financial loss, and environmental damage. So

102、 it is very important to understand the material deterioration with time, analyse the damage of components and estimate the residual life. Two methods are used commonly, one is non-destructive evaluation, and the other i

103、s sampling experiments. The former meth</p><p>　　in thickness by Bulloch [3–5], Dobes [6–8], Baek et al. [9], Fleury [10,11], Ule [12], and Komazai et al. [13], Yang and Wang [14] presented a numerical model

104、 in which the primary and the secondary creep stages were calculated but creep damage was not considered. In the present paper, a set of small punch creep tests of Type 304 steel were carried out and a constitutive equat

105、ion of creep damage was developed. Then the evolution of creep deflection, creep strain and creep damage were simulated by</p><p>　　2. Experimental</p><p>　　2.1. Apparatus and procedure for the

106、small punch creep test The apparatus of the small punch creep test is shown in Fig. 1. The disc specimen, 10mm in diameter by 0.5mm thick, is placed in the recess in the lower die. The upper and lower dies of the fixture

107、 are clamped together so that there is a very thin gap between the upper die and the specimen. During the test a constant load is applied to the specimen through a punch, which consists of a pusher rod and a ceramic ball

108、 2.5mm in diameter. The</p><p>　　X. Ling et al. / International Journal of Pressure Vessels and Piping 84 (2007) 304–309</p><p>　　Fig. 1. Small punch creep testing apparatus.</p><p>

109、;　　Fig. 2. Central creep deflection curves of specimens.</p><p>　　measured by a thermocouple acting in the vicinity of the disc, the permissible variation in temperature being 71 1C. The displacement of the

110、punch is monitored by a linear variable differential transducer with an accuracy of 1 mm. In order to protect the specimen from oxidation, tests are carried out in an argon atmosphere and the gas is constantly passed thr

111、ough the furnace during testing. The material was Type 304 steel, whose chemical composition is (by wt%): 0.058% C, 0.35% Si, 1.32% Mn, 0.0</p><p>　　seen that the specimen had an obvious initial distortion b

112、ut the thickness at the interface of the ball and the specimen did not change at the beginning of the test. Localized necking occurs near the side of the edge of the contacting area between the ball and specimen and a ci

113、rcumferential crack initiates at the necking location, which leads to final fracture. Specimen C shows that initial failure occurs at the bottom surface, about 0.8mm away from the centre which agrees well with [12]. From

114、 t</p><p>　　ARX. Ling et al. / International Journal of Pressure Vessels and Piping 84 (2007) 304–309</p><p>　　Fig. 3. Cross-section surfaces of the interrupted specimens by scanning electron mi

115、croscopeTICLE IN PRES</p><p>　　other is membrane stretching (in Specimen B). There is a difference between the bending and membrane-stretching modes in the contact configuration. During bending, it is contro

116、lled by bending deformation, while in the membrane- stretching mode it is controlled by reduction in thickness. Such results indicate that bending is the dominant mode of deformation governing the primary creep region, w

117、hile membrane stretching becomes the dominant mode in the secondary and tertiary creep regions.</p><p>　　3. Numerical simulation</p><p>　　3.1. Constitutive equation of creep damage</p>&l

118、t;p>　　According to early continuum damage mechanics, damage is assumed to be homogeneous if the applied load is uniformly distributed. Rupture should occur in every part of a body when it is subjected to the same stre

119、ss level. This assumption is obviously not reasonable since it deviates from observation [15]. Rupture in a creep uniaxial creep test occurs in a certain region where damage grows most rapidly, while most other parts are