畢業(yè)論文--沖壓模具設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、<p>　　題目 沖壓模具設(shè)計(jì)與應(yīng)用 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】：沖壓模具的設(shè)計(jì)與特點(diǎn) 沖壓工藝 復(fù)合模 </p><p><b>　　概述</b></p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱(chēng)沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通

2、常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。</p><p>　　沖壓所使用的模具稱(chēng)為沖壓模具，簡(jiǎn)稱(chēng)沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專(zhuān)用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。<

3、/p><p>　　有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　一.板材沖壓模具有下列特點(diǎn)：</p><p>　?。?）材料利用率高。</p><p>　?。?）可加工薄壁、形狀復(fù)雜的零

4、件。</p><p>　　（3）沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性好。</p><p>　?。?）能獲得質(zhì)量輕而強(qiáng)度高、鋼性好的零件。</p><p>　?。?）生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　例:零件名稱(chēng)：汽車(chē)備

5、輪架加固板 </p><p><b>　　材料：08鋼板 </b></p><p><b>　　厚度：4mm </b></p><p>　　生產(chǎn)批量：大量生產(chǎn) </p><p>　　要求編制工藝方案。 </p><p>　　圖1 汽車(chē)備輪架加固板零件圖</p>

6、<p>　　圖2 汽車(chē)備輪架加固板實(shí)體圖</p><p>　　三、沖壓件的工藝分析</p><p>　　該零件為備輪架加固板，材料較厚，其主要作用是增加汽車(chē)備輪架強(qiáng)度。零件外形對(duì)稱(chēng)，無(wú)尖角、凹陷或其他形狀突變，系典型的板料沖壓件。通過(guò)工藝分析，可以看出該零件為普通的厚板彎曲件，尺寸精度要求不高，主要是輪廓成形問(wèn)題，又屬大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。</p>&

7、lt;p><b>　　四、確定工藝方案</b></p><p>　　4.1 確定毛坯尺寸</p><p>　　4.2工藝方案的選擇</p><p>　　方案一：落料——首次彎曲——二次彎曲——沖孔。</p><p>　　方案二：沖孔——落料——首次彎曲——二次彎曲。</p><p>　　方案

8、三：沖孔，落料（連續(xù)模）——首次彎曲——二次彎曲。</p><p>　　方案四：沖孔，落料（復(fù)合模）——首次彎曲——二次彎曲。</p><p>　　對(duì)以上三種方案進(jìn)行比較，可以看出：</p><p>　　方案一：全部沖孔工序安排在彎曲成形后進(jìn)行，缺點(diǎn)是成形后沖孔，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，刃磨和修理比較困難，上、下料操作也不方便。</p><p>　　方

9、案二：?jiǎn)喂ば蚰?，先沖孔再落料保證一定的精度，但主要適用于生產(chǎn)量較小或單件生產(chǎn)，生產(chǎn)率較低，且多了一模具，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。</p><p>　　方案三：從生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)和壽命方面考慮，將落料和零件上的孔組合在三套模具上沖壓，有利于降低沖裁力和提高模具壽命，同時(shí)模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作也較方便。但是連續(xù)模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)制造精度的要求高，制造成本高。</p><p>　　方案四：落料和零件上的孔采

10、用復(fù)合模組合沖壓，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了工序和設(shè)備，而且有利于降低零件的生產(chǎn)成本，可以提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　通過(guò)以上的方案分析，選用方案四比較合理。</p><p>　　4.3 確定排樣方式</p><p>　　4.3.1排樣的意義</p><p>　　沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣</p><p>　

11、　排樣合理就能降低材料消耗，從而降低成本。大批量生產(chǎn)時(shí)，材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個(gè)重要問(wèn)題，特別對(duì)貴重的有色金屬。排樣的合理與否將影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用、模具結(jié)構(gòu)與壽命、生產(chǎn)率、沖裁質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。</p><p>　　4.3.2 確定排樣方式</p><p>　　圖3的毛坯形狀和尺寸較大，為便于手工送料，選用單排沖壓。有三種排樣方式，見(jiàn)圖4a、b、c。第三種排樣方式，雖然材料利用率最

12、高，但是落料時(shí)需二次送料而且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為此，本設(shè)計(jì)選用第二種排樣方法。</p><p>　　圖3 沖壓件展開(kāi)圖</p><p>　　a）材料利用率64%            b）材料利用率64%</p><p>　　c）材料利用率70% </p><p>

13、;<b>　　圖4 排樣方式</b></p><p>　　五、沖裁工藝性分析及間隙的選擇</p><p>　　沖裁件的工藝性分析是指沖裁件對(duì)沖裁的適應(yīng)性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸的大小及偏差等是否符合加工的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具的壽命和生產(chǎn)率有很大影響。 </p><p>　　5.1沖裁間隙的選擇</p&g

14、t;<p>　　沖裁間隙指凸、凹模刃口間隙的距離。沖裁間隙是沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，它直接影響沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和力能的消耗，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和需要合理的選用。沖裁間隙有單面間隙和雙面間隙之分。</p><p>　　5.2沖裁間隙對(duì)沖裁件的影響</p><p>　　1)、間隙過(guò)小時(shí)，由凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋在繼續(xù)加壓的情況下將產(chǎn)生二次剪切，繼而被擠入凹模。這樣，制件端

15、面中部留下撕裂面，而兩頭出現(xiàn)光亮帶，在端面出現(xiàn)擠長(zhǎng)的毛刺。</p><p>　　2)、間隙過(guò)大時(shí)，材料的彎曲與拉伸增大，拉伸應(yīng)力增大，材料容易被撕裂，使制件的光亮代減小，圓角與斷裂都增大，毛刺大而厚，難去除。所以隨著間隙的增大，制件的斷裂面的傾斜度的增大，毛刺增高。</p><p>　　5.3 間隙對(duì)尺寸精度的影響</p><p>　　沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)

16、際尺寸與公差尺寸的差值。這個(gè)差值包含兩個(gè)方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模具本身的制造偏差。</p><p>　　當(dāng)凸、凹模的間隙較大時(shí)，材料所受拉伸作用增大。在間隙較小時(shí)，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，沖孔孔徑減小。</p><p>　　5.4 間隙對(duì)沖裁力的影響</p><p>　　隨著間隙的增大，材料所受的拉力增大，材料容易斷裂分離，因

17、此沖裁力減小。</p><p>　　間隙繼續(xù)增大時(shí)，因?yàn)槊淘龃?，引起卸料力、頂件力也迅速增大?lt;/p><p>　　5.5 間隙對(duì)模具壽命的影響</p><p>　　沖裁模具的壽命通常以保證獲得合格產(chǎn)品時(shí)的沖裁次數(shù)來(lái)表示。沖裁過(guò)程中模具的失效形式一般有：磨損、變形、崩刃和凹模刃口漲裂四種。</p><p>　　間隙增大時(shí)模具的磨損也減??；當(dāng)

18、間隙繼續(xù)增大時(shí)，卸料力增加，又影響模具磨損，一般間隙為（10%--15%）t時(shí)磨損最小模具壽命較高。間隙小時(shí)，落料件梗塞在凹模洞口的漲裂力也大。</p><p><b>　　六、壓力機(jī)的選擇</b></p><p>　　沖壓設(shè)備的正確選擇及合理使用將決定沖壓生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，并與產(chǎn)品、模具壽命、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本等密切相關(guān)。壓力機(jī)的形式如下:</p>&

19、lt;p>　　1.開(kāi)式壓力機(jī) 2．閉式壓力機(jī) 3．液壓機(jī) 4．高速壓力機(jī) 5．精壓機(jī) 6．精沖壓力機(jī)</p><p><b>　　七、模架的選擇</b></p><p>　　選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)，坯件定位，出件方式，材料的送進(jìn)方向，導(dǎo)柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方進(jìn)行綜合考慮。</p><p>　　選擇模架尺寸

20、時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長(zhǎng)度上及寬度上都應(yīng)比凸模大30——40mm摩板厚度一般等于凹模厚度的1——1.5倍。</p><p><b>　　八、凹凸模的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　8.1落料凹模</b></p><p>　　凹模的刃口形式有直壁刃口凹模(5a、b)和錐形刃口凹模（如圖5c、d）。<

21、;/p><p>　　直辟刃口凹模刃口強(qiáng)度較高，刃口修磨后工作部分尺寸不變，制造方便，適用于沖裁形狀復(fù)雜或公差等級(jí)要求較高的工件。</p><p>　　a)型一般適用于非圓形工件。</p><p>　　b)型適于圓形工件、需將工件或廢料頂出的模具或復(fù)合沖裁模。</p><p>　　錐形刃口凹模刃口強(qiáng)度較低，刃口尺寸在修磨后有所增大，但一般對(duì)工件尺寸

22、和凹模壽命影響不大。錐形刃口凹模適用于形狀簡(jiǎn)單、公差等級(jí)要求不高、材料較薄的工件。</p><p>　　沖孔落料復(fù)合模凹模采用錐形刃口形式。</p><p>　　圖8 凹模的刃口形式</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　九、模具的動(dòng)作過(guò)程 </p><p>　　該模具

23、是沖孔落料復(fù)合模，先沖孔然后落料，這樣就保證了沖孔是對(duì)稱(chēng)的。</p><p>　　復(fù)合模的動(dòng)作過(guò)程是：首先模柄下行推動(dòng)打板下移，帶動(dòng)打桿下移沖孔，上模繼續(xù)下降推動(dòng)凸模下移壓縮橡膠，當(dāng)凹凸模接觸時(shí)通過(guò)刃口切割材料，使其落料。上?；厣龝r(shí)落料由卸料板推出，零件由推桿推出，為再次沖壓作準(zhǔn)備。</p><p><b>　　沖孔落料模</b></p><p&g

24、t;<b>　　模具實(shí)體圖</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　設(shè)計(jì)是源頭，設(shè)計(jì)雖然只占模具成本的10%左右，卻決定了整個(gè)模具成本的70%～80%。所以在設(shè)計(jì)時(shí)詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴(lài)于設(shè)計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)中要具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行模具調(diào)整也是必需的。在

25、生產(chǎn)中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時(shí)，應(yīng)該多注意細(xì)節(jié)，找出根本原因，針對(duì)其維修。在拆裝模具時(shí)，要認(rèn)真仔細(xì)，以防損傷模具。定期的維護(hù)、保養(yǎng)也可以大大提高模具壽命。</p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)，基本上已經(jīng)掌握了落料沖孔模具的設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，查閱文獻(xiàn)收集資料途徑，培養(yǎng)了良好的設(shè)計(jì)思路，為以后從事模具設(shè)計(jì)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

26、;/b></p><p>　　1、吳詩(shī)惇主編 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 2002年 第一版 西北工業(yè)大學(xué)出版社</p><p>　　2、馬希青，蘇夢(mèng)香，趙月羅主編 機(jī)械制圖 2001年 第一版 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社</p><p>　　3、 郝濱海主編 《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 2004年 第一版 化學(xué)工業(yè)出版社</p><