修边冲孔模设计标准论文概要

邢台职业技术学院毕业论文邢台职业技术学院毕业论文安装横梁修边冲孔模具设计研究班 级 ：模具132班 姓 名 ：李美佳学 号 ：130003040202指导老师 ：于锁清日 期 ：2016-5-27专 业 ：模具设计与制造绪论21世纪的今天,中国凭借丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其它许多有利条件，已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加，中国模具已经与世界模具密不可分，中国模具在世界模具中的地位和影响越业越重要。据相关专业人士分析，未来十年，中国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面：(1)模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高。由于成型零件日趋大型及高效率生产所要求的一模多腔，使模具日趋大型化；随着零件微型化和模具结构发展的要求，今后模具加工的精度将更小，这必将促进超精密加工的发展。(2)CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的广泛应用。在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计的制造系统(CAD/CAE/CAM)，发展高精度、高寿命模具和简易模具(软模、低熔点合金模具等)制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。模具制造是设计的延续，推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明，模具CAD/CAE/CAM技术是当代最合理的模具生产方式，既可用于建模、为数控加工提供NC程序，也可针对不同的模具类型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型过程的目的，改善模具结构。从CAD/CAE/CAM一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化，其中心思想是让用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同作业，以充分发挥各单元的优势和功效。因此，应大力进行高端辅助设计制造软件的培训、推广和应用。(3)快速经济模具技术的推广应用。快速模具制造及快速成型技术是在近两来迅速发展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比，该技术具有制模周期短、成本特点，是综合经济效益较显著的模具制造技术。近年来快速模具制造商投入了很大的人力和物力，对各种模具的快速制造工艺进行研发，对传统的快速模具制造技术进行改造，嫁接了先进的RP及NC技术，有效满足一些高精度、高寿命模具的生产需求。(4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种、发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件。(5)开发优质模具材料和先进的表面处理技术。模具材料是模具工业的基础，制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，国内开发的高级优质模具钢品种虽然不少，但推广应用不足，每年所需约70万吨模具钢还要有相当一分进口。模具表面处理技术对模具的制造精度、模具的强度、模具的寿命、模具的制造成本等有着直接的影响。稀土表面工程技术和纳米技术表面工程技术的出现进一步推动模具制造的表面工程技术的发展。同时处理技术由大气热处理向真空热处理发展。(6)冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。科学化主要体现深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理念、失稳理论与变形程度等对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程序。数字化主要体现在应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压方案。(7)成形过程的数值模拟技术将在实用化方向取得很大的发展，并与化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂开关零件成形，从而真正进入实用阶段。(8)注重产品制造全过程，最大程度地实现多目标全局优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。(9)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便宜从产品初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析评估。(10)冲压技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、修改化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统(FMS)、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。第二章工艺分析1工艺分析 成形需要拉延修边冲孔整形冲孔4道工序来完成，现主要介绍修边冲孔模的设计。图1为拉延后图，图2为修边件 零件材料为Cr12MoV，精度IT12级，修边冲孔模寿命要求35万次。 图1 图2 零件属于普通零件，形状复杂。但设计模具时应注意一下几点： (1)零件有26个孔，26个凸模如何安装。 （2）孔比较小，凸模较细，冲孔是凸模的强度如何解决。 (3)横梁形状比较复杂，修边的边界和废料刀如何选择。 通过查相关资料，初步确定相应的解决方案如下： （1）冲孔凸模与上模座采用螺栓连接，并于修边凹模一同安装在上模座。 （2）修边凸模与下模采用定位键定位并用螺栓连接用UG软件完成：具体加工采用UG加工模块进行编程加工。1.1 冲裁力的计算 1.1.1 无剪切角时的冲裁力P： P=L*t*b （N） P=2475*55*0.2=272250KN1.1.2 薄板的修冲,落料模凹模及废料刀部结构料厚1.2t2.5 时1.1.3 切刃侧压力N：约为冲裁力P的1/3，即N=P/3=L*t*b /3=272250/3=90750KN1.2 推件力推件力Ps根据板厚、形状的不同而变化，一般为冲裁力的420%，如冲裁间隙为板厚的10%以下时，推件力将增大。t2mm： Ps=0.05P（形状简单）； Ps=0.06P（形状复杂）；t=24.5mm： Ps=0.07P（形状简单）； Ps=0.08P（形状复杂）；t4.6mm： Ps=（0.10-0.20）P ； 所以P为冲裁力。PS=272250*0.6=163350KN 压料力一般为5% P，外板或制品斜度较大时最小10% P。 P压料力=272250*0.5=136125KN1.3 卸料力卸料力因料厚、形状等的不同而各异，一般取冲裁力的28%。P卸料力=136125KN2冲裁间隙2.1间隙选取原则 落料尺寸取决于凹模尺寸（基准侧），间隙取在凸模上。 冲孔尺寸取决于凸模尺寸（基准侧），间隙取在凹模上。2.2间隙值的选取板厚t间隙CC/t板厚t间隙CC/t板厚t间隙CC/t0.60.0305%1.60.1127%3.50.3159.0%0.70.0355%1.80.1267%40.3609.0%0.80.0405%20.1407%4.50.4289.5%0.90.0455%2.20.1547%50.4759.5%1.00.0606%2.50.2008.0%60.60010.0%1.20.0706%2.60.2088.0%70.70010.0%1.40.0806%2.90.2478.5%80.80010.0%1.50.0906%30.2558.5%101.00010.0%经查表得：C=0.140 c/t=7第三章模具零件设计1压料芯的设定（压料芯）1.1决定的要素 压料芯在模具中的主要作用是冲程时把材料压在凸模上，修边时防止材料变形，回程时压料芯得到弹簧的反作用力而退料，并帮助送料导向和保护凹模。 使用顶销等强制废料落下及防止板件错动的机构时，确定压料芯一定要比顶销提前min5mm压料。压料芯安装尺寸要考虑凹模有4-6mm的刃磨量，压料芯应根据工件形状制作，型孔与凹模的配合为H7/h6或H8/f7. 压料芯具有卸料与压料的双重作用，多用于冲制薄料，使零件的平面度提高，借助弹簧装置卸料，常兼作压边、压料装置或导向。压料芯平面外形尺寸与凸模尺寸相同，厚度取凸模的0.6-0.8倍，压料芯雨凸模的双边间隙根据冲件的料厚确定，一般取0.1-0.3mm（料厚时去最大，料薄时取最小）1.2压料芯的导向a. 利用导板导向b. 利用导柱/导套导向c. 利用刃口导向1.3压料芯的示意图1.4卸料装置简易模等冲孔模有时使用橡胶或聚氨酯退料板，但只适用于平面退料。型面相对平缓的斜楔冲孔时，也可用聚氨酯压料。本此设计中用的聚氨酯压料：2凸模2.1凸模材质凸模材质的选定是依据产量、零件板厚、形状及其它条件来决定：凸模形式材质选定条件产量/月零件板厚零件形状、其它整体堆焊基体： 碳素钢 35 结构钢 Q235-A 灰口铸铁HT250 HT300一般使用断面变化小依据焊接棒的开发来使用纵式镶块HT+钢镶块主要用于外板横式镶块HT+钢镶块只用于内板断面变化小整体钢板CrWMnCr12MoV7CrSiMnMoV小件、断面变化小用于落料模（板材）铸造合金 铸CH-1（火焰淬火）其它2.2 刃口相关尺寸a. 铸造结构 整体铸造镶块的刃口部位背空在模具图中不用设计出。b. 钢件结构锻件镶块、铸造小镶块和废料刀的刃口部位背空在模具图中直接设计出来。冲大孔的凹模刃口部位参考上述背空详图制作，直径大于100mm的冲孔凹模的背空可以不设计出，直径小于等于100mm的冲孔凹模的背空在图纸中设计出（背空刀直径为34mm）。c. 凸模强度弱的部分局部镶块，以增强修边刃口强度：2.3 凸模分块原则 a. 在结构可行的情况下，凸模分块尽量少； b. 凸模整体铸造困难时，可分成若干大块；2.4 工作表面和让开a. 凸模的工作表面 b. 凸模的让开凸模设计图：2.5 制件定位a. 当修边长度较长时，采用局部形状定位，其余部分让开： b. 一般采用废料刀部定位，但浅拉延件难以定位时，可采用如下定位：3凹模3.1 凹模形式和材质的选定凹模形式和材质的选定是根据产量、零件板厚、形状及其它条件来决定，见下表：凹模形式材质选定条件产量/月零件板厚零件形状、其它整体形式 CH-1 T10A Cr12MoV（合金工具钢）用于落料模断面形状、高度变化不大时堆焊刃口基体：碳素钢 35#灰口铸铁HT300平面或断面形状变化大时纵式镶块基体：HT250镶块：T10ACrWMnCr12MoV平面形状修边线变化小时横式镶块平面形状变化大、 断面形状变化小时铸造合金WST2363ICD ZCH-12601 其它3.2凹模镶块的标准结构a. 钢件结构： W 1.2H H 40 t6取35mm，孔径6取3mm；11.5.4 冲头直径的设定：a. 用直径d的冲头在斜面倾角料厚为t的板料上冲孔，实际冲孔尺寸D=d/cos-t*tan； b. 斜面与冲压方向夹角不超过7，冲头直径与产品图要求一致；c. 倾斜角度超过7时，有必要要求孔径精度时，就需要进行孔径的预定，在研究孔的用途的基础上，决定用与不用。如要保证加工后的孔呈圆孔，需要把冲孔凸模和凹模变成椭圆，椭圆冲头长、短轴直径分别为D和d=（D+t*tan）*cos。11.6 冲头的选用1）一般冲头选用标准长度80mm。2）一般当孔径d8时，选用球锁紧凸模(具体数值参照技术协议)。3）异型孔选用时须注意，即使孔是对称的选用的标准冲头的止动面不一定相同4）正冲孔和侧冲孔时，冲头标准件选用顶料型凸模 侧冲孔第 29 页 共 29 页