2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  前 言</b></p><p>  沖壓加工技術(shù)是工業(yè)的一項基礎(chǔ)技術(shù),在機(jī)械、電子、航空、航天、汽車、輕工等制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛。同時也對模具制造業(yè)提出了應(yīng)用信息技術(shù)將先進(jìn)的設(shè)計理論、方法與制造技術(shù)加以系統(tǒng)的集成創(chuàng)新的要求,促進(jìn)了沖壓模具設(shè)計、制造的信息化與智能化的快速發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì),制造技術(shù)在中國發(fā)展更加迅速,作為制造業(yè)大國,培養(yǎng)數(shù)以萬計的應(yīng)用性、技能型

2、人才必須采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段,以實現(xiàn)國家的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的需求。</p><p><b>  概 論</b></p><p><b>  1.1引言</b></p><p>  日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品,大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼,小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼,無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形

3、狀決定著這些產(chǎn)品的外形,模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同,模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具,以及塑膠模具。</p><p>  隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣泛,模具成形已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。</p><p>  1.2沖壓模地位及我國沖壓技術(shù) </p>

4、<p>  1.2.1沖壓模相關(guān)介紹</p><p>  冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或變形,從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。</p><p>  沖壓可分為五個基本工序:沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。</p><p>  沖壓模具:在冷沖壓加工中,將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊

5、工藝裝備,稱為冷沖壓模具(俗稱冷沖模)。</p><p>  沖壓模按照工序組合分為三類:單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模。</p><p>  復(fù)合模與單工序模相比減少了沖壓工藝,其結(jié)構(gòu)緊湊,面積較小;沖出的制件精度高,工件表面較平直,特別是孔與制件的外形同步精度容易保證;適于沖薄料,可充分利用短料和邊角余料;適合大批量生產(chǎn),生產(chǎn)率高,所以得到廣泛應(yīng)用,但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難。</p&g

6、t;<p>  沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備,是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等,與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計與制造技術(shù)水平的高低,是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 </p><p>  1.2.2沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位</p><p>  在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,沖模約占模

7、具工業(yè)的50%,,在國民經(jīng)濟(jì)各個部門,特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機(jī)械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計,利用沖模制造的零件,在飛機(jī)、汽車、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占60%~70%,在電視機(jī)、錄音機(jī)、計算機(jī)等電子產(chǎn)品中占80%以上,在自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品中占85%以上。在各種類型的汽車中,平均一個車型需要沖壓模具2000套,其中大中型覆蓋件模具300套。</

8、p><p>  1.2.3我國沖壓模具市場情況 </p><p>  我國沖壓模具無論在數(shù)量上,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展,但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大,一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口,特別是中高檔轎車的覆蓋件模具,目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模,已趨供過于求,市場竟?fàn)幖ち摇?</p><p>  據(jù)中

9、國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料,2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元,其中出口0.75億美元,約合6.2億元. </p><p>  根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料,2004年我國共進(jìn)口沖壓模具5.61億美聯(lián)社元,約合46.6億元.從上述數(shù)字可以得出2004年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為266.6億元.其中國內(nèi)市場需求為260.4億元,總供應(yīng)約為213.8億元,市場滿足率為82%.在上述供求總體情況中,有幾個具體情況必須

10、說明:一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn),而技術(shù)含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多,具有一定的竟?fàn)幜?因此其在國際市場前景看好,2005年沖壓模具出口達(dá)到1.46億美元,比2004年增長94.7%就可說明這一點(diǎn);三是近年來

11、港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速,這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料,因此未能計入上述數(shù)字之中。 </p><p>  我國沖模工業(yè)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)需要的原因主要有:</p><p>  1.專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低。</p><p>  2.模具品種少,效率低,經(jīng)濟(jì)效益也差。</p><p>  3.制造周期長,模具精度不高,

12、制造技術(shù)較落后。</p><p>  4.模具壽命短,新材料使用量不到10%。</p><p>  力量分散,管理落后。</p><p>  但改革開放以來,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下,尤其是國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,大大地提高了模具的商品化程度,推動了模具技術(shù)和模具工業(yè)的迅速發(fā)展,在CAD/CAM/CAE的運(yùn)用、加工工藝手段、沖壓件質(zhì)量及

13、模具性能方面,均已達(dá)到或接近國際水平。</p><p>  1.2.4 沖壓模具水平狀況 </p><p>  近年來,我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm,壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.5μm的精沖模,大尺寸(φ≥300mm)精沖模及中厚板精沖

14、模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 </p><p>  1. 模具CAD/CAM技術(shù)狀況 </p><p>  我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM

15、系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來,國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國家科委863計劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范工廠,由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位,開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間,一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng),并在模具設(shè)計制造中實際應(yīng)用,取得了顯著效益。1997年一汽引

16、進(jìn)了板料成型過程計算機(jī)模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。 </p><p>  21世紀(jì)開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及,現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。 </p><p>  模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間,已有一大批模具企業(yè)推廣普及

17、了計算機(jī)繪圖技術(shù),數(shù)控加工的使用率也越來越高,并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG,美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer,美國CV公司的CADSS,英國DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進(jìn)了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-

18、IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(xiàn)二維CAD,多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡,總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 </p><p>  在沖壓成型CAE軟件方面,除了引進(jìn)的軟件外,華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件,并已在生實踐中得到成功應(yīng)用,產(chǎn)生了良好

19、的效益。 </p><p>  快速原型(RP)傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合,快速制造大型汽車覆蓋件模具,解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具,模具精度低、制件精度低,樣樣制作難等問題,實現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造,它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 </p><p>  圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造,近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型

20、方法,例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>  2. 模具設(shè)計與制造能力狀況 </p><p>  在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下,經(jīng)過幾十年努力,現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達(dá)到較高水平,包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。 </p><p&g

21、t;  雖然如此,我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設(shè)計和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn),可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平,模具結(jié)構(gòu)周期等方面,與國外相比還存在一定的差距。 </p><p>  標(biāo)志沖模技術(shù)

22、先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具,是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具,已基本達(dá)到國際水平。 </p><p>  但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比,在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,仍存在一定差距。 </p><p>  汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美,高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速

23、銑床的應(yīng)用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟,可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度,提高了模具的質(zhì)量,縮短了模具的制造周期。 </p><p>  模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可,碳化物被覆處理(TD處理)及許多鍍(涂)層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)

24、用。</p><p>  1.2.5我國沖模今后發(fā)展趨勢</p><p>  根據(jù)我國沖模技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題,今后應(yīng)朝著如下幾個方面發(fā)展:</p><p>  1.開發(fā)、發(fā)展精密、復(fù)雜、大型、長壽命模具。</p><p>  2.加速模具標(biāo)準(zhǔn)化和商品化,以提高模具質(zhì)量,縮短模具制造周期。</p><p>  3

25、.大力開發(fā)和推廣應(yīng)用模具CAD/CAM技術(shù),提高模具制造過程的自動化程度。</p><p>  4.積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料。</p><p>  5.發(fā)展模具加工成套設(shè)備,以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要。 </p><p><b>  1.3總結(jié)</b></p&

26、gt;<p>  沖壓加工作為一個行業(yè),在國民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來,沖壓成型工藝有了很多新的進(jìn)展,特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異,沖壓件的成形精度日趨精確,生產(chǎn)率有了極大的提高,正把沖壓加工提高到高品質(zhì)、新的發(fā)展水平。由于引入了計算機(jī)輔助工程(CAE)沖壓成形已從原來對應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析,

27、以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設(shè)計。計算機(jī)在模具領(lǐng)域,包括設(shè)計、制造、管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。 </p><p>  第二章 工件工藝性分析及方案確定</p><p>  2.1工件工藝性分析</p><p>  2.1.1沖裁工藝性</p><p><b>  圖2-1 零件圖&

28、lt;/b></p><p>  由零件簡圖2-1可見,該工件的加工涉及到落料、沖孔、翻邊或拉深等工序成形。</p><p>  該零件的外徑為Φ54mm,屬于小制件,形狀簡單且對稱,適于沖裁加工。</p><p>  查《冷沖壓模具設(shè)計與制造》表2.3沖壓件內(nèi)、外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,因制件形狀簡單、對稱,沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT12-IT13。

29、</p><p>  查表2.5孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.5mm。</p><p>  查表2.7一般剪切斷面表面粗糙度為3.2µm.</p><p>  查《冷沖模設(shè)計》表2—3,得材料10號鋼的力學(xué)性能如下表:</p><p>  表2-1 10號鋼的性能</p><p>  材料10鋼

30、,其沖壓性能較好,孔與外緣的壁厚較大,復(fù)合模中的凸凹模壁厚部分具有足夠的強(qiáng)度。</p><p>  2.1.2翻邊工藝性</p><p>  翻邊工件邊緣與平面的圓角半徑r=(2~3)t</p><p>  翻邊的高度h=8≥1.5r=1.5</p><p>  翻邊的相對厚度d/t=15.16>(1.7~2),所以翻邊后有良好的圓筒壁

31、</p><p>  沖孔毛刺面與翻邊方向相反,翻邊后工件質(zhì)量沒大影響。</p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷,第35頁,K.W.I擴(kuò)孔實驗,預(yù)加工孔Φ15.16可擴(kuò)孔到Φ45左右,而制件為Φ28,即滿足翻邊性能。 </p><p>  總體看來:該制件均滿足沖裁工藝性和翻邊工藝性,適于沖裁加工。</p><p>  2

32、.1.3判斷能否一次性翻邊成形</p><p>  由預(yù)沖孔公式可以得到翻邊高度H的表達(dá)式:</p><p>  H= +0.43r+0.72t (2-1)</p><p>  或H= (1- )+0.43r+0.72t</p><p> 

33、 = +0.43r+0.72t</p><p>  若將Kmin帶入上式,則可得到許可的最大翻邊高度Hmax</p><p>  Hmax= (1-Kmin)+0.43r+0.72t </p><p>  其中 D—翻邊后的中經(jīng)(mm) </p><p>

34、;  Kmin—極限翻邊系數(shù) </p><p>  r—翻邊圓角半徑(mm)</p><p>  t—材料厚度(mm)</p><p>  查《冷沖模設(shè)計》,表7-1低碳鋼圓孔極限翻邊系數(shù) </p><p>  這里凸模采用圓柱形平底型式 孔的加工方式為沖孔

35、 </p><p>  因 相對厚度d/t=15.16 得Kmin= 0.55 </p><p>  于是Hmax= (1-0.55)+0.43×2+0.72×1</p><p><b>  =8.0(mm)</b></p><p>  因工件高度H=Hmax,所以在平板上能一次性翻邊成

36、形</p><p>  2.2 工藝方案確定</p><p>  根據(jù)工件形狀,初步確定采用落料、沖孔和翻邊等工序,現(xiàn)確定以下方案:</p><p>  方案一:一套落料、沖孔、翻邊復(fù)合模</p><p>  方案二:一套落料、沖孔、翻邊單工序模</p><p>  方案三:一套落料、沖孔、翻邊連續(xù)模</p>

37、;<p>  單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的相互比較見表2-2</p><p>  表2-2單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的性能比較 </p><p>  總的看來:方案一:生產(chǎn)效率高,因為滑塊下行一次既完成落料、沖孔和翻邊等工序,不存在定位誤差,同軸度高,因此沖壓出來的制件精度也較高;但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,因此模具制造難度大。</p><p>  方案二:生產(chǎn)效率

38、不高,由于要多機(jī)床或多道工序完成,致使生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益都降低;但模具制造周期短。</p><p>  方案三:生產(chǎn)效率較高,完成落料、沖孔的連續(xù)模生產(chǎn)效率較高,和方案二一樣,由于第二道翻邊單工序的存在,降低了生產(chǎn)效率不說,精度也難保證。</p><p>  因此綜合考慮采用方案一,再來確定采用正裝復(fù)合模還是采用倒裝復(fù)合模。</p><p>  正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合

39、模的比較見下表2-3</p><p>  表2-3正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較</p><p>  從表2-3中可以看出:正裝對于薄沖件能達(dá)到平整要求,且廢料不會在凸凹??變?nèi)積聚,有利于凸凹模減少最小壁厚。而倒裝不能達(dá)到平整要求,而且廢料在凸凹??變?nèi)積聚,凸凹模要求有較大的壁厚以增加強(qiáng)度。</p><p>  從保證沖裁件質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性和安全性前提下,綜合考慮采用正裝

40、復(fù)合模,即模具結(jié)構(gòu)為落料、沖孔、翻邊正裝復(fù)合模。</p><p>  第三章 排樣及計算材料利用率</p><p>  3.1計算預(yù)沖孔大小</p><p><b>  圖3-1 零件圖</b></p><p>  該制件是在沖孔后的平板毛坯上翻邊成形,在翻邊時,同心圓之間的距離變化不顯著,預(yù)制孔直徑可以用彎曲展開的方法

41、近似計算:</p><p>  查《冷沖模設(shè)計》第215頁</p><p>  預(yù)沖孔直徑公式d=D1-2[ (3-1)</p><p>  因 D1=D+t+2r h=H-r-t 代入上式,并簡化得:</p><p>  d=D-2(H-0.43r-0.72t

42、) </p><p>  式中 D—翻邊后的中經(jīng)(mm) H—翻邊高度(mm)</p><p>  r—翻邊圓角半徑(mm)</p><p>  t—材料厚度(mm)</p><p>  

43、這里D=28mm H=8mm r=2mm t=1mm</p><p>  所以d=28-2(8-0.43×2-0.72×1)</p><p>  =15.16(mm)</p><p>  同可得:相對厚度d/t=15.16/1=15.16</p><p>  翻邊系數(shù)d/D=15.16/28=0.

44、54</p><p><b>  3.2確定排樣方式</b></p><p>  采用有廢料和少廢料排樣,排樣圖分別如圖3-2和圖3-3</p><p>  圖3-2 有廢料排樣</p><p><b>  圖3-3無廢料排樣</b></p><p>  少廢料排樣雖然材料利

45、用率有所提高,但由于條料本身的寬度公差,以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差會直接影響沖裁件尺寸而使沖裁件的精度降低,也降低了模具壽命,結(jié)合各自的優(yōu)缺點(diǎn),綜合考慮采用有廢料排樣法。</p><p>  3.3計算材料利用率</p><p>  1.計算制件的面積A</p><p>  制件面積A的計算公式:</p><p>  A= (D2-d2)

46、 (3-2)</p><p>  = (542 -15.162) </p><p>  =2108.6

47、469(mm2) </p><p>  式中 D—毛坯外徑(mm) </p><p>  d—沖孔直徑(mm)</p><p>  2.確定搭邊a與a1的值</p><p>  查《冷沖模設(shè)計》表3-10搭邊a與a1數(shù)值</p><p>  取a=0.8mm a1=1.0mm</p><

48、p>  于是條料寬度:b=54+2a1=56mm</p><p>  進(jìn)距:l=54+a=54.8mm </p><p><b>  3.材料利用率計算</b></p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷沖壓模具設(shè)計。</p><p>  表18.3-24軋制薄鋼板的尺寸(GB/T708-1988)<

49、;/p><p>  板料規(guī)格選用 1.0mm×750mm×1500mm(tmm×Bmm×Lmm)</p><p><b>  1)若采用縱裁:</b></p><p>  裁板條數(shù) n1=B/b=750/56=13條余22mm</p><p>  每條個數(shù)n2= = =27個余19.6

50、mm</p><p>  每板總個數(shù)n總=n1×n2</p><p><b>  =13×27</b></p><p><b>  =351(個)</b></p><p>  材料利用率 η總= ×100%

51、 (3-3) </p><p>  = ×100% </p><p><b>  = 65.79%</b></p><p><b>  2)若采用橫裁:</b></p><p>  裁板條數(shù) n1=L/b=1500

52、/56=26條余44mm</p><p>  每條個數(shù) n2= = =13個余36.8mm</p><p>  每板總個數(shù)n總=n1×n2</p><p><b>  =26×13</b></p><p><b>  =338(個)</b></p><p>

53、;  材料利用率 η總= ×100% (3-4) </p><p><b>  = ×100%</b></p><p><b>  = 63.35%</b></p><p>  顯然縱裁的材料利用率要高些,因此選

54、用縱裁。</p><p>  4.計算零件的凈重G</p><p>  G=F.t.ρ (3-5) </p><p>  式中 G—工件重量(g) <

55、/p><p>  F—工件面積(cm2)</p><p>  t—材料厚度(cm)</p><p>  ρ—材料密度(g/cm3)</p><p>  10號鋼屬于低炭鋼,在這里密度取ρ=7.85 g/cm3</p><p>  則 G=F.t.ρ

56、 </p><p>  =2108.6469×10-2×1.0×10-1× 7.85</p><p><b>  =16.55 g</b></p><p>  第四章 沖裁力及壓力中心計算</p><p><b>  4.1.落料力

57、F落</b></p><p>  查《冷沖模設(shè)計》第54頁,落料力F落公式為</p><p>  F落=KLtτ (4-1)式中 F落—落料力(N)</p><p>  L—沖裁件周長(mm)</p><p&g

58、t;  t—材料厚度(mm)</p><p>  τ—材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)</p><p>  K—系數(shù),常取K=1.3</p><p>  這里L(fēng)=π×54mm t=1mm 取τ=300MPa</p><p>  則 F落=1.3×π×54×1×300</p>

59、<p>  =66128.4(N)</p><p><b>  4.2卸料力F 卸</b></p><p>  查《冷沖模設(shè)計》表3-8卸料力、推件力和頂件力系數(shù)</p><p>  取K卸 =0.035 </p><p>  F卸 = K卸 . F落

60、 (4-2)</p><p>  =0.035×66128.4</p><p>  =2314.494(N) </p><p><b>  4.3沖孔力F沖</b></p><p>  查《冷沖模設(shè)計》第54頁,落料力F沖公式為</p><

61、p>  F沖=KLtτ (4-3)</p><p>  式中 F沖—落料力(N)</p><p>  L—沖裁件周長(mm)</p><p>  t—材料厚度(mm)</p><p>  τ—材料的抗剪強(qiáng)度(MP

62、a)</p><p>  K—系數(shù),常取K=1.3</p><p>  這里L(fēng)=π×27mm t=1mm 取τ=300MPa</p><p>  于是F沖=1.3×π×27×1×300</p><p>  =33064.2(N)</p><p>  4.4頂件

63、力F頂 </p><p>  查《冷沖模設(shè)計》表3-8卸料力、推件力和頂件力系數(shù)</p><p>  取K頂 =0.06 </p><p>  F頂 = K頂.F沖 (4-4)</p>

64、<p>  = 0.06×33064.2</p><p>  =1983.852(N)</p><p><b>  4.5翻邊力F翻</b></p><p>  查《冷沖模設(shè)計》,第216頁,翻邊力公式為</p><p>  F翻=1.1π(D-d)tσs

65、 (4-5)</p><p>  其中 F翻—翻邊力(N)</p><p>  D—翻邊后中經(jīng)(mm)</p><p>  d—翻邊預(yù)沖孔直徑(mm)</p><p>  t—材料厚度(mm)</p><p>  σs —材料的屈服點(diǎn)(MPa)</p&g

66、t;<p>  這里D=28mm,d=15.16mm, t=1mm, σs=206MPa</p><p>  于是F翻=1.1×3.14(28-15.16)×1×206</p><p>  =9135.9682(N)</p><p><b>  4.6總沖壓力F總</b></p><

67、;p>  F總=F落+F沖+F卸+F頂+F翻 (4-6)</p><p>  =66128.4+33064.2+2314.494+1157.247+1983.852+9135.9682</p><p>  =112626.91(N)</p>&l

68、t;p><b>  4.7計算壓力中心</b></p><p>  計算壓力中心的目的是使模柄軸線和壓力機(jī)滑塊的中心線重合,避免滑塊受偏心載荷的影響而導(dǎo)致滑塊軌道和模具的不正常磨損,降低模具壽命甚至損壞模具。</p><p>  從制件的形狀可以看出,該制件是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu),形狀對稱,故模具壓力中心就在圓心部位,即無須再來計算了。</p><p&

69、gt;  第五章 主要工作部分尺寸計算</p><p><b>  5.1落料刃口尺寸</b></p><p>  查《冷沖模設(shè)計》表3-3沖裁模初始雙面間隙Z</p><p>  取Zmin=0.1mm Zmax=0.14mm</p><p>  對零件圖中未注公差的尺寸,沖壓件一般保證精度IT14,因制件形狀簡單

70、且對稱,在這里保證精度IT13。</p><p>  查《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表3-6簡單形狀沖裁時凸凹模的制造偏差</p><p>  δ凹=+0.03mm δ凸=-0.02mm </p><p>  因此:|δ凹|+|δ凸|=0.03+0.02 mm </p><p><b>  =

71、0.05mm</b></p><p>  Zmax -Zmin=0.14-0.1mm</p><p>  =0.04mm </p><p>  |δ凹|+|δ凸|> Zmax –Zmin</p><p>  因此在這里采用單配方法加工。</p><p>  對于

72、落料,先做凹模,并以它作為基準(zhǔn)配做凸模</p><p>  查《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表2-4查出其極限偏差為:</p><p><b>  mm</b></p><p>  查《冷沖模設(shè)計》表3-5磨損系數(shù) 取X=0.5</p><p>  則 D凹=

73、 (5-1)</p><p><b>  = mm</b></p><p><b>  = mm</b></p><p>  落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制,其雙面間隙為0.10~0.14mm </p><p><b>  5.2沖孔刃口尺寸</b&g

74、t;</p><p>  沖孔部分:δ凹=+0.02mm δ凸=-0.02mm </p><p>  |δ凹|+|δ凸|=0.02+0.02mm</p><p><b>  =0.04mm</b></p><p>  |δ凹|+|δ凸|= Zmax –Zmin</p><p&

75、gt;  對于采用分別加工時,應(yīng)保證下述關(guān)系:</p><p>  |δ凹|+|δ凸|≤Zmax –Zmin (5-2)</p><p>  但對于形狀復(fù)雜或料薄的工件,為了保證凸、凹模間一定的隙值,必須采用配合加工。</p><p>  因此在這里采用還是采用單配方法加工<

76、;/p><p>  對于沖孔,先做凸模,并以它作為基準(zhǔn)配做凹模</p><p>  查《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表2-4查出其極限偏差為:</p><p><b>  mm </b></p><p>  查《冷沖模設(shè)計》表3-5磨損系數(shù) 取X=0.5</p><p>  則 d凸=

77、 (5-3)</p><p><b>  = </b></p><p><b>  = mm</b></p><p>  沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制,其雙面間隙為0.10~0.14mm</p><p>  5.3翻邊

78、工作刃口尺寸</p><p><b>  5.3.1翻邊間隙</b></p><p>  如圖5-1,由于在翻邊過程中,材料沿切向伸長,因此其端面的材料變薄非常嚴(yán)重,根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況,翻邊凹模與翻邊凸模之間的間隙應(yīng)小于原來的材料厚度。 </p><p><b>  圖5-1 翻邊間隙</b></p>&

79、lt;p>  查《冷沖壓模具設(shè)計與制造》,表5-5平板毛坯翻邊時凸凹模之間的間隙</p><p>  得Z/2=0.85mm</p><p>  5.3.2翻邊刃口尺寸</p><p>  1. 翻邊凸模的刃口尺寸計算</p><p>  查《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表2-4查出其極限偏差為:</p><p>&l

80、t;b>  mm</b></p><p>  查《冷沖模設(shè)計》表3-5磨損系數(shù) 取X=0.5</p><p>  則 d凸= (5-4)</p><p>  2.翻邊凹模的刃口尺寸計算</p><p>  根據(jù)翻邊間隙和翻邊

81、凸模的刃口尺寸來確定翻邊凹模的刃口尺寸</p><p>  D凹= (5-5)</p><p><b>  = </b></p><p>  = mm </p><p>  第六章 凸

82、模、凹模及凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核</p><p>  6.1落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>  6.1.1最小壁厚</b></p><p>  沖孔落料復(fù)合模的凸凹模.其刃口平面與工件尺寸相同,這就產(chǎn)生了復(fù)合模的“最小壁厚”問題。</p><p>  沖孔落料復(fù)合模許用最小壁厚可按表6-1選取,形式如圖6-1表

83、示,表值為經(jīng)驗數(shù)據(jù)。</p><p>  表6-1  凸凹模最小壁厚a數(shù)值 (單位:mm)部分如下</p><p><b>  圖6—1 最小壁厚</b></p><p>  為了增加凸凹模的強(qiáng)度和減少孔內(nèi)廢料的漲力,可以采用對凸凹模有效刃口以下增加壁厚或?qū)U料反向頂出的辦法.如圖6—1所示。

84、 </p><p>  6.1.2模具材料的選擇</p><p>  從眾多模具材料中選出9Mn2V鋼,該模具鋼是一種綜合力學(xué)性能比碳素工具鋼好的低合金工具鋼,它具有較高的硬度和耐磨性,淬火時變形較小,淬透性很好。由于鋼中含有一定量的釩,細(xì)化了晶粒,減小了鋼的過熱敏感性,同時碳化物較細(xì)小和分布較均勻。</p><p>  9Mn2V鋼的化學(xué)成分和物理性

85、能分別如表6-2和表6-3所示</p><p>  表6-2 9Mn2V鋼化學(xué)成分(GB/T 1299—2000)W%</p><p><b>  表6-3 臨界溫度</b></p><p><b>  表6-4 綜合性能</b></p><p>  所以這里不管是凸模、凹模還是凸凹模,材料都選用9

86、Mn2V鋼</p><p>  這里的落料凹模的熱處理硬度為60~62HRC</p><p>  6.1.3確定凹模外形尺寸</p><p>  確定凹模外形尺寸的方法有多種,通常都是根據(jù)零件的材料厚度和排樣圖所確定的凹模型孔壁間最大距離為依據(jù),來求凹模的外形尺寸。</p><p>  凹模的刃口形式,考慮到本例生產(chǎn)批量較大,所以采用刃口強(qiáng)度

87、較高的凹模,故采用階梯形直壁式。</p><p>  凹模的外形一般有矩形與圓形兩種,凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度與剛度,凹模的厚度還應(yīng)考慮修模量。凹模的外形尺寸一般根據(jù)沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定。</p><p>  查《冷沖模設(shè)計》,第101頁,凹模厚度和壁厚公式為</p><p>  凹模厚度 H=Kb(≥15mm)

88、 (6-1)</p><p>  式中 K—系數(shù),考慮板料厚度的影響</p><p>  b—沖裁件的最大外形尺寸</p><p>  凹模壁厚 C=(1.5~2)H(≥30~40mm) (6-2) </

89、p><p>  查《冷沖模設(shè)計》,表4-3 系數(shù)K值 </p><p>  因 b=54 mm 取K=0.22</p><p>  故 H=0.22×54</p><p>  =11.88mm </p><p>  C=1.5×22 &

90、lt;/p><p>  =33mm </p><p>  考慮到翻邊高度8mm 和保證H≥15mm,最后取H=22mm</p><p>  凹模形狀簡圖如圖6-2</p><p><b>  圖6-2 落料凹模</b></p><p>  6.1.

91、4凹模的強(qiáng)度校核</p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》,第三卷,表20.1-18 凹模強(qiáng)度計算公式</p><p>  Hmin= (6-3)</p><p>  式中 Hmin—凹模的最小厚度(mm)</p><p><

92、b>  F—沖壓力(N)</b></p><p>  σwp—許用彎曲應(yīng)力(MPa)</p><p>  d、do—凹模刃口與支承口直徑(mm)</p><p>  這里F= F落=66128.4(N) σwp= 500MPa d=53.77mm do=64mm</p><p><b>  H

93、min= </b></p><p><b>  =9.34mm</b></p><p>  而真實的凹模厚度為22mm,所以凹模的強(qiáng)度滿足要求。</p><p>  6.2落料、翻邊凸凹模外形尺寸</p><p>  1.落料、翻邊凸凹模的高度</p><p>  落料、翻邊凸凹模的高

94、度滿足翻邊高度和凸、凹模之間安全距離外,還考慮翻邊間隙,保證強(qiáng)度要求,即凸凹模壁厚大于最小壁厚。</p><p>  這里落料、翻邊凸凹模的高度為30mm。</p><p>  2. 落料、翻邊凸凹模的強(qiáng)度校核</p><p>  Lmax≤ (6-

95、4)式中 Lmax—沖孔凸模許用的最大自由長度(mm)</p><p>  E—沖孔凸模材料的彈性模量(MPa)</p><p>  d—凸?;驔_孔直徑(mm)</p><p>  τ—沖件材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)</p><p>  t—沖件材料的厚度(mm)</p><p>  這里E=2.2× MP

96、a d=53.77mm t=1mm τ=300 MPa</p><p>  于是Lmax ≤ = ×</p><p><b>  =2095.4mm</b></p><p>  而實際的沖孔、翻邊凸凹模厚度為30mm,所以強(qiáng)度完全滿足要求。</p><p>  材料同樣選用9Mn2V鋼,其熱處理硬度為

97、58~60HRC</p><p>  落料、翻邊凸凹模簡圖如圖6-3</p><p>  圖6-3 落料、翻邊凸凹模</p><p>  6.3沖孔、翻邊凸凹模外形尺寸</p><p>  沖孔、翻邊凸凹模的功能是完成沖孔、翻邊,重要性大,其熱處理硬度也相對比落料凸模大,其材料選用9Mn2V鋼,熱處理硬度為60~62HRC</p>

98、<p>  沖孔、翻邊凸凹模的高度</p><p>  沖孔、翻邊凸凹模的高度=沖孔、翻邊凸凹模固定板的厚度+落料凹模的厚度</p><p>  =12mm +22mm</p><p><b>  =34mm</b></p><p>  2. 沖孔、翻邊凸凹模的強(qiáng)度校核</p><p&g

99、t;  1)沖孔凹模的強(qiáng)度校核</p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》,第三卷,表20.1-18 凹模強(qiáng)度計算公式</p><p>  Hmin= (6-5)</p><p>  式中 Hmin—沖孔、翻邊凸凹模的最小厚度(mm)</p>

100、<p><b>  F—沖壓力(N)</b></p><p>  σwp—許用彎曲應(yīng)力(MPa)</p><p>  d、do—沖孔、翻邊凸凹模刃口與支承口直徑(mm)</p><p>  這里F= F沖=33064.2 N σwp= 500MPa d=15.3mm do=16.3mm</p>&l

101、t;p><b>  Hmin= </b></p><p><b>  =6.1mm</b></p><p>  2)翻邊凸模穩(wěn)定能力的校核</p><p>  Lmax≤ (6-6)</p>

102、;<p>  式中 Lmax—沖孔凸模許用的最大自由長度(mm)</p><p>  E—沖孔凸模材料的彈性模量(MPa)</p><p>  d—凸?;驔_孔直徑(mm)</p><p>  τ—沖件材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)</p><p>  t—沖件材料的厚度(mm)</p><p>  這里E=2

103、.2× MPa d=27mm t=1mm τ=300 MPa</p><p>  于是Lmax ≤ = ×</p><p><b>  =745.6mm</b></p><p>  而實際的沖孔、翻邊凸凹模厚度為34mm,所以強(qiáng)度完全滿足要求。</p><p>  沖孔、翻邊凸凹模的簡圖如

104、圖6-4</p><p>  圖6-4 沖孔、翻邊凸凹模</p><p>  6.4沖孔凸模外形尺寸</p><p>  1.沖孔凸模的形式采用類似直通式的形式,少了階梯形式的復(fù)雜,主要受上頂桿孔和凸??椎挠绊懀苊獬霈F(xiàn)最小壁厚。</p><p><b>  2.沖孔凸模的長度</b></p><p&

105、gt;  沖孔凸模的長度=沖孔凸模固定板的厚度+落料、翻邊凸凹模的高度+超出落料、翻邊凸凹模的2mm</p><p>  則沖孔凸模的長度=12mm +30mm +2mm</p><p>  =44mm </p><p>  沖孔凸模簡圖如圖6-5</p><p><b>  圖6-5 沖孔凸模</b><

106、/p><p><b>  3.強(qiáng)度校核</b></p><p>  1)凸模穩(wěn)定能力的校核</p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》,第三卷,表20.1-10 凸模穩(wěn)定能力校核計算公式</p><p>  Lmax≤

107、 (6-7)式中 Lmax—沖孔凸模許用的最大自由長度(mm)</p><p>  E—沖孔凸模材料的彈性模量(MPa)</p><p>  d—凸?;驔_孔直徑(mm)</p><p>  τ—沖件材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)</p><p>  t—沖件材料的厚度(mm)</p><p>  這里E=2.

108、2× MPa d=15.3mm t=1mm τ=300 MPa</p><p>  于是Lmax ≤ = × </p><p><b>  =318mm</b></p><p><b>  2)承壓能力的校核</b></p><p>  σk= ≤σp

109、 (6-8)式中 τ—沖件材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)</p><p>  t—沖件材料的厚度(mm)</p><p>  d—凸?;驔_孔直徑(mm)</p><p>  σk—凸模刃口的接觸應(yīng)力(MPa)</p><p>  σp—凸模材料的許用壓應(yīng)

110、力(MPa)</p><p>  這里τ=300 MPa t=1mm d=15.3mm σp=1500 MPa</p><p><b>  則σk= </b></p><p><b>  = </b></p><p>  =600MPa≤σp=1500 MPa</p><

111、;p>  即凸模穩(wěn)定能力和承壓能力均滿足要求。</p><p>  第七章 主要零部件設(shè)計</p><p><b>  7.1模柄的設(shè)計</b></p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷,表22.5-24壓入式模柄(JB/T7646.1-1994)</p><p><b>  選擇B型</b

112、></p><p><b>  材料:Q235</b></p><p>  熱處理硬度:43~48HRC</p><p><b>  模柄簡圖如圖7-1</b></p><p><b>  圖7-1 模柄</b></p><p>  7.2固定板和

113、墊板的設(shè)計</p><p>  7.2.1沖孔、翻邊凸凹模固定板的設(shè)計</p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷,表22.5-19圓形固定板</p><p>  直徑D=120mm,厚度H=12mm</p><p>  材料:45 熱處理硬度43~48HRC</p><p>  沖孔、翻邊凸凹模固

114、定板的簡圖如圖7-2</p><p>  圖7-2 沖孔、翻邊凸凹模固定板</p><p>  7.2.2沖孔凸模固定板的設(shè)計</p><p>  沖孔凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快換式固定三種固定方式,這里選用固定板固定,且采用臺肩固定。</p><p>  將沖孔凸模壓入固定板內(nèi),裝配采用N7/h6 </p>

115、<p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷,表22.5-19圓形固定板</p><p>  直徑D=120mm,厚度H=12mm</p><p>  材料:45 熱處理硬度43~48HRC</p><p>  沖孔固定板的簡圖如圖7-3</p><p>  圖7-3 沖孔固定板</p><

116、p>  7.2.3墊板的設(shè)計</p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷,表22.5-20圓形墊板</p><p>  直徑D=120mm,厚度H=6mm </p><p>  材料:45 熱處理硬度43~48HRC</p><p>  墊板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖7-4</p><p><b>

117、  圖7-4 墊板</b></p><p>  7.3定位零件的設(shè)計 </p><p>  7.3.1固定擋料銷的設(shè)計</p><p>  固定擋料銷的作用是控制送料步距,分圓形與鉤形兩種,一般裝在凹模上。因圓形擋料銷結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,我們這里就選用圓形了。</p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷,表22.5-58固定

118、擋料銷(JB/T7649.10-1994)</p><p>  選用直徑為d=6mm,A型固定擋料銷</p><p><b>  材料:45</b></p><p>  熱處理硬度:43~48HRC</p><p>  固定擋料銷簡圖如圖7-5</p><p>  圖7-5 固定擋料銷</p

119、><p>  7.3.2定位銷的設(shè)計</p><p>  定位銷的作用是提供條料的導(dǎo)向,以免送偏。</p><p><b>  材料:45</b></p><p>  熱處理硬度:43~48HRC</p><p>  定位銷簡圖如圖7-6</p><p><b>  

120、圖7-6 定位銷</b></p><p>  7.3.3圓柱銷的設(shè)計</p><p>  1. 上圓柱銷的設(shè)計</p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷,表22.6-12淬硬鋼和奧氏體不銹鋼圓柱銷(GB/T199.2-2000)</p><p>  上圓柱銷公稱直徑d=8mm,公差為m6,公稱長度l=70 mm</p

121、><p>  材料:45,普通淬火,表面氧化處理</p><p>  上圓柱銷簡圖如圖7-7</p><p><b>  圖7-7 上圓柱銷</b></p><p><b>  2.下圓柱銷的設(shè)計</b></p><p>  查《中國模具設(shè)計大典》第3卷,表22.6-12 淬硬鋼

122、和奧氏體不銹鋼圓柱銷(GB/T199.2-2000)</p><p>  下圓柱銷公稱直徑d=8mm,公差為m6,公稱長度l=60 mm</p><p>  材料:45,普通淬火,表面氧化處理</p><p>  下圓柱銷簡圖如圖7-8</p><p><b>  圖7-8 下圓柱銷</b></p><

123、;p>  7.4出件機(jī)構(gòu)的設(shè)計</p><p>  7.4.1上出件機(jī)構(gòu)的設(shè)計</p><p><b>  1.推板 </b></p><p>  參照《冷沖壓模具設(shè)計與制造》,第309頁,頂板圖7.28及表7.56</p><p>  材料:45 熱處理:43~48HRC</p><

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