杯形件落料拉深沖孔復合模設計-沖壓模具【7張圖紙】

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Cutting is a shearing process that one part of the blank is cut form the other .It mainly includes blanking, punching, trimming, parting and shaving, where punching and blanking are the most widely used. Forming is a process that one part of the blank has some displacement form the other. It mainly includes deep drawing, bending, local forming, bulging, flanging, necking, sizing and spinning. In substance, stamping forming is such that the plastic deformation occurs in the deformation zone of the stamping blank caused by the external force. The stress state and deformation characteristic of the deformation zone are the basic factors to decide the properties of the stamping forming. Based on the stress state and deformation characteristics of the deformation zone, the forming methods can be divided into several categories with the same forming properties and to be studied systematically. The deformation zone in almost all types of stamping forming is in the plane stress state. Usually there is no force or only small force applied on the blank surface. When it is assumed that the stress perpendicular to the blank surface equal to zero, two principal stresses perpendicular to each other and act on the blank surface produce the plastic deformation of the material. Due to the small thickness of the blank, it is assumed approximately that the two principal stresses distribute uniformly along the thickness direction. Based on this analysis, the stress state and 10 the deformation characteristics of the deformation zone in all kind of stamping forming can be denoted by the point in the coordinates of the plane princ ipal stress(diagram of the stamping stress) and the coordinates of the corresponding plane principal stains (diagram of the stamping strain). The different points in the figures of the stamping stress and strain possess different stress state and deformation characteristics. (1)When the deformation zone of the stamping blank is subjected toplanetensile stresses, it can be divided into two cases, that is 0,t=0and 0,t=0.In both cases, the stress with the maximum absolute value is always a tensile stress. These two cases are analyzed respectively as follows. 2)In the case that 0andt=0, according to the integral theory, the relationships between stresses and strains are: /（ -m） =/（ -m） =t/（ t -m） =k 1.1 where, ， ， t are the principal strains of the radial, tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming; ， and tare the principal stresses of the radial, tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming;m is the average stress,m=（ +t） /3; k is a constant. In plane stress state, Equation 1.1 3/（ 2-） =3/（ 2-t） =3t/-（ t+） =k 1.2 Since 0,so 2-0 and 0.It indicates that in plane stress state with two axial tensile stresses, if the tensile stress with the maximum absolute value is , the principal strain in this direction must be positive, that is, the deformation belongs 11 to tensile forming. In addition, because 0， therefore -（ t+） 0 and t2,0； and when 0. The range of is =0 . In the equibiaxial tensile stress state = ， according to Equation 1.2,=0 and t 0 and t=0, according to Equation 1.2 , 2 0 and 0,This result shows that for the plane stress state with two tensile stresses, when the absoluste value of is the strain in this direction must be positive, that is, it must be in the state of tensile forming. Also because0， therefore -（ t+） 0 and t,0;and when 0. 12 The range of is = =0 .When =,=0, that is, in equibiaxial tensile stress state, the tensile deformation with the same values occurs in the two tensile stress directions; when =0, =- /2, that is, in uniaxial tensile stress state, the deformation characteristic in this case is the same as that of the ordinary uniaxial tensile. This kind of deformation is in the region AON of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region GOH of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). Between above two cases of stamping deformation, the properties ofand, and the deformation caused by them are the same, only the direction of the maximum stress is different. These two deformations are same for isotropic homogeneous material. (1)When the deformation zone of stamping blank is subjected to two compressive stressesand(t=0), it can also be divided into two cases, which are 0,t=0 and 0,t=0. 1） When 0 and t=0, according to Equation 1.2, 2-0 與 =0.This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses, if the stress with the maximum absolute value is 0, the strain in this direction must be negative, that is, in the state of compressive forming. Also because 0 and t0.The strain in the thickness direction of the blankt is positive, and the thickness increases. The deformation condition in the tangential direction depends on the values 13 of and .When =2,=0;when 2,0;and when 0. The range of is 0.When =,it is in equibiaxial tensile stress state, hence=0; when =0,it is in uniaxial tensile stress state, hence =-/2.This kind of deformation condition is in the region EOG of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region COD of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). 2） When 0and t=0, according to Equation 1.2,2- 0 and 0. This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses, if the stress with the maximum absolute value is , the strain in this direction must be negative, that is, in the state of compressive forming. Also because 0 and t0.The strain in the thickness direction of the blankt is positive, and the thickness increases. The deformation condition in the radial direction depends on the values of and . When =2, =0; when 2,0; and when 0. The range of is = =0 . When = , it is in equibiaxial tensile stress state, hence =0.This kind of deformation is in the region GOL of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region DOE of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). (3) The deformation zone of the stamping blank is subjected to two stresses with opposite signs, and the absolute value of the tensile stress is larger than that of the compressive stress. There exist two cases to be analyzed as follow: 14 1)When 0, |, according to Equation 1.2, 2-0 and 0.This result shows that in the plane stress state with opposite signs, if the stress with the maximum absolute value is tensile, the strain in the maximum stress direction is positive, that is, in the state of tensile forming. Also because 0, |, therefore =-. When =-, then 0,0,0, |, according to Equation 1.2, by means of the same analysis mentioned above, 0, that is, the deformation zone is in the plane stress state with opposite signs. If the stress with the maximum absolute value is tensile stress , the strain in this direction is positive, that is, in the state of tensile forming. The strain in the radial direction is negative （ =-. When =-, then 0, 0, 0,|, according to Equation 1.2, 2- 0 and 0 and 0, therefore 2- 0. The strain in the tensile stress direction is positive, or in the state of tensile forming. The range of is 0=-.When =-, then 0,0,0, |, according to Equation 1.2 and by means of the same analysis mentioned above,=-.When =-, then 0, 0, 0,0 AON GOH + + Tensile AOC AOH + + Tensile Biaxial compressive stress state 0,0 EOG COD Compress ive 0,| MON FOG + + Tensile | LOM EOF Compress ive State of stress with opposite signs 0,| COD AOB + + Tensile | | DOE BOC Compress ive 20 Table 1.2 Comparison between tensile and compressive forming Item Tensile forming Compressive forming Representation of the quality problem in the deformation zone Fracture in the deformation zone due to excessive deformation Instability wrinkle caused by compressive stress Forming limit 3 Mainly depends on the plasticity of the material, and is irrelevant to the thickness 4 Can be estimated by extensibility or the forming limit DLF 4 Mainly depends on the loading capability in the force transferring zone 5 Depends on the anti-instability capability 6 Has certain relationship to the blank thickness Variation of the blank thickness in the deformation zone Thinning Thickening Methods to improve forming limit 4 Improve the plasticity of the material 5 Decrease local 4 Adopt multi-pass forming process 5 Change the mechanics 21 deformation, and increase deformation uniformity 6 Adopt an intermediate heat treatment process relationship between the force transferring and deformation zones 6 Adopt anti-wrinkle measures Fig.1.1 Diagram of stamping strain tensile forming bulging deep drawing flanging compressive forming compressive forming expanding deep drawing bulging tensile forming necking necking expanding + - - + /4 /4 flanging - + + - Fig.1.2 Diagram of stamping stress 22 Ten sile for ming Com pres sion for ming St re ngth Cap abil ity of an ti -w rinkle und er t he t ensi le and com pres sive st re sses Plasticity Cap abil ity of an ti -n ecking Def orma tion uniformit y an d ex te nsion ca pa bility Pl as ticity Cap abil ity of an ti -w rinkle Def orma tion for ce a nd i ts Ani sotr opy valu e of r Har deni ng c hara cter isti cs Deformation r es is ta nc e Che mist ry c ompo nent Str uctu re Deformation c on di ti on s Har deni ng c hara cter isti cs Sta te o f st ress Gradient of s tr ai n Har deni ng c hara cter isti cs Die sha pe Mechanical pr oe rt y The value of t he n a nd r Relative th ic kn es s Che mist ry c ompo nent Str uctu re Deformation c on di ti on s Fig.1.3 Examples for systematic research methods 機械加工工藝過程卡機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號02產(chǎn)品名稱落料拉深復合模零（部）件名稱凸凹模共（2 ）頁第（1 ）頁材料牌號 Cr12MoV毛坯種類棒料毛坯外型尺寸mm 320每個毛坯可制件數(shù)4每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設備工 藝 裝 備工時準終單件1下料剪切長80mm的棒料金工車間1鋸床鋸床專用夾具2052鍛造反復多次鐓粗拔長鍛造車間1自由鍛120303熱處理去應力退火鍛造車間5加熱爐圓口鉗90904車削車外圓和端面金工車間2車床車床專用夾具60605熱處理高溫淬火、回火鍛造車間5電熱爐圓口鉗1201206線切割切削凹?？捉鸸ぼ囬g6線切割機床線切割專用夾具1201207精磨磨削外圓金工車間5磨床磨床專用夾具30308修整鉗工修整外部輪廓金工車間83030設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記記數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更該文件號2006.5機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號02產(chǎn)品名稱落料拉深沖孔復合模零(部)件名稱凸凹模共( 2 )頁第(2 )頁車間工序號工序名稱材料牌號金工車間6線切割Cr12MoV毛坯種類毛坯外形尺寸每個毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)棒料41設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)線切割機床DK77101夾具編號夾具名稱切削液皂化液工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件120120工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速rmin1切削速度mmin1進給量mmr1切削深度mm進給次數(shù) 工步工時機動輔助1穿絲孔的加工鉆床6001.5703522工件的找正553確定電極絲中心坐標554加工13015 設 計(日期)審 核(日期)標準化(日期)會 簽(日期)標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期2006.5模具典型零件機械加工工序卡 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計(論文)開題報告學生姓名： 王紅亮 學 號： 0312229 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文)題目： 落料拉深沖孔復合模 指導教師： 原紅玲 2006年5月8日畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告1結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：開題報告1.課題來源：現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對模具技術的要求也越來越高。綜觀現(xiàn)代模具技術，其集合了機械、電子、化學、光學、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡等諸多學科，是一個綜合性多學科的系統(tǒng)工程。模具技術的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著如下的方向發(fā)展趨勢：（1）高精度現(xiàn)代模具的精度要求比傳統(tǒng)的模具精度至少要高一個數(shù)量級。（2）長壽命現(xiàn)代模具的壽命比傳統(tǒng)模具的壽命要高出510倍。如現(xiàn)代模具一般均可達到500萬次以上，最高可達6億次之多。（3）高生產(chǎn)率由于采用多工位的級進模、多能模、多腔注塑模和層疊注塑模等先進模具，可以極大地提高生產(chǎn)率，從而帶來顯著的經(jīng)濟效益。如用四工位的注塑模生產(chǎn)塑料汽水瓶，每小時可生產(chǎn)8000件以上。（4）結構復雜隨著社會需求的多樣化和個性化以及許多新材料、新工藝的廣泛應用，對現(xiàn)代模具的結構形式和型腔要求也日益復雜。若采用傳統(tǒng)的模具制造方法，不僅成本高、生產(chǎn)率低，而且很難保證模具的質(zhì)量要求。傳統(tǒng)模具設計制造技術，根本不能滿足市場對模具的要求。因此，研制和開發(fā)新的模具設計、制造技術勢在必行。模具CAD/CAM和RT技術正是在這種形勢下被 開發(fā)出來的，并在現(xiàn)代模具的生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。因此模具產(chǎn)品的技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展?；诖?，合理的設計模具有著極為重要和深遠的意義。2.研究目的和意義盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需求。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因：一是專業(yè)化、標準化程度低，除少量標準件外購外，大部分工作量均需模具廠去完成，再有企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應市場要求；二是設計和工藝技術落后，如模具CAD/CAM技術采用不普遍，加工設備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長。因此我們必須意識到，對模具設計的研究的目的和意義在于能夠更好的認識模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位的重要性。利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術手段，它對保證制品質(zhì)量，縮短試用周期，進而爭先占領市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性的意義。因此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關鍵工業(yè)”，美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進社會富裕繁榮的動力”，把模具視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。因此，要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展，加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關鍵作用。3. 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢3.1 我國模具工業(yè)發(fā)展主要成就我國模具工業(yè)起步較晚，基礎薄弱，長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方，因此發(fā)展緩慢。1984年，我國成立了中國模具工業(yè)協(xié)會，1987年模具首次被列入機電產(chǎn)品目錄，當時全國共有模具生產(chǎn)廠點約6000家，總產(chǎn)值約30億元。隨著我國改革開放的日益深化，市場經(jīng)濟進程的加快，獨立于產(chǎn)品制造企業(yè)的模具及其標準件、配套件企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，在市場競爭中，模具企業(yè)生產(chǎn)技術不斷提高和規(guī)模不斷擴大，模具行業(yè)得到很快發(fā)展。目前，我國模具產(chǎn)值已排名世界第三，2005年達到500億元。1988年1992年，由原國家經(jīng)貿(mào)委下達計劃，由機械部和中國模具工業(yè)協(xié)會實施，在全國范圍內(nèi)組織了上百個模具企業(yè)和有關科研單位、大專院校，共同進行模具技術攻關，取得了豐碩成果。這些成果主要有：沖壓模具的設計制造技術、塑料模具的設計制造技術、鑄壓模具的設計制造技術、鍛造模具的設計制造技術、模具表面處理技術、模具材料、模具計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)技術、模具標準件、模具加工關鍵設備、模具壽命研究等方面。由于這些成果的取得及推廣應用，使我國模具技術前進了一大步。 “七五”后期和“八五”期間，國家對模具工業(yè)加大了投入，分批分期改造了一批具有特色專長的專業(yè)模具廠和模具標準件廠，引進了一大批模具加工關鍵設備及精密塑料模、級進模、精沖模等設計制造技術，對提高我國模具生產(chǎn)技術水平起到了推動作用。同時，許多大專院校開始設立模具專業(yè)，由前聯(lián)邦德國、日本援建及我國自己投資興辦的模具技術培訓中心也陸續(xù)建立，模具技術人員及技術工人的培養(yǎng)開始步入軌道。 20世紀90年代以來，在國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術。國家科委“863”計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范廠，由華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAM軟件系統(tǒng)，在模具和設計制造中實際應用，取得顯著效益。3.2 模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展(1) 模具檢測設備的日益精密、高效精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達23m，目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。 (2) 數(shù)控電火花加工機床日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅(qū)動的AQ325L具有驅(qū)動反應快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應控制、PCE能量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制等技術。(3)高速銑削機床銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高及可加工硬材料等諸多優(yōu)點。因而在模具加工中日益受到重視。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）：研究內(nèi)容、途徑及技術路線 (1) 了解落料拉深沖孔復合模具的特點； (2) 對復合模具進行工藝分析，設計模具，模具制圖等； (3) 技術路線：通過查閱，收集的資料的研究方法。工作的主要階段、速度和技術指標 (1) 在1到6周完成搜索、整理資料。重要找參考資料和網(wǎng)址； (2) 在7到13周完成建模、計算和撰寫畢業(yè)論文，提交初稿及修改等； (3) 在14到15周完成論文資料的完善并提交論文成果，準備畢業(yè)答辯； (4) 在16周 教師批閱、評閱論文成果?，F(xiàn)有條件及必須采取的措施 在這四年里的專業(yè)學習及實習，使我對這課題有了一定的認識。由于還處于學生階段，理論和實踐不能夠很好的統(tǒng)一起來，同時專業(yè)水平也不是很高，我必須不斷的復習和查閱相關資料，聽取指導老師的批評和建議，按部就班的完成各個階段的任務，盡自己最大的能力完成畢業(yè)設計。參考文獻1、盧吉連著，我國模具應用技術現(xiàn)狀與發(fā)展，模具技術，20002、胡石玉 龔光容著，模具制造技術，南京 東南大學出版社，19973、黃毅宏著，模具知道工藝，北京 機械工業(yè)出版社，20004、李發(fā)致著，模具先進制造技術，北京 機械工業(yè)出版社，20035、陳良杰著，國外模具技術發(fā)展動態(tài)，模具工業(yè)，20056、高佩福著，實用模具制造技術，第二版，北京 中國輕工業(yè)出版社，20007、萬戰(zhàn)勝著，沖壓工藝及模具設計，北京 中國鐵道出版社，19958、馮曉曾 王家瑛 何世禹著，模具壽命指南，機械工業(yè)出版社，19949、郭廣興著，拉深模具磨耗分析及解決，天津汽車，200210、王德俊著，板料拉深的新工藝與新模具，機電工程技術 2005 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告指導教師意見：1對“文獻綜述”的評語：本綜述具有一定的廣度，說明作者在撰寫的過程中查閱了大量的相關文獻，對目前先進的工藝進行了調(diào)查研究，并針對課題進行初步分析，提出了可行的設計方案。2對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 查閱資料充分，研究思路新穎，能達到預期的設計目的。 指導教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日