輸送機帶輪沖壓成形工藝與模具設(shè)計（含CAD圖紙源文件）

畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文題目輸送機帶輪工藝沖壓成形及模具設(shè)計學(xué)院專業(yè)班級指導(dǎo)教師姓名 畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)論文題目輸送機帶輪工藝沖壓成形及模具設(shè)計學(xué)院專業(yè)班級指導(dǎo)教師姓名,導(dǎo)師：,工藝分析一 沖壓件工藝分析 1.沖壓件精度分析及確定零件形狀尺寸如圖1.0-1所示，查公差與配合技術(shù)手冊/方昆凡北京：北京出版社續(xù)表1-2得該零件的精度等級為IT10級；查表1-2確定各尺寸的公差值，47對應(yīng)公差為+0.10mm，36對應(yīng)公差為+0.10mm，100對應(yīng)公差為-0.14mm。,材料：08鋼 料厚：t=1mm 大批量生產(chǎn)圖1.0-1工件圖,2.沖壓件結(jié)構(gòu)分析此零件材料為08鋼，料厚為1mm，且零件為軸對稱旋轉(zhuǎn)體，沖裁性能較好；h/d較小，拉深工藝性較好，因此初步分析該零件的沖壓基本工序有：落料、正拉深、反拉深、沖孔、修邊 三 工藝方案 1.計算毛坯尺寸外緣拉伸后得到?jīng)_壓件如圖1.0-2所示圖1.0-2 外緣拉深后的沖壓件,外緣拉深屬于帶凸緣圓筒不變薄拉深，雖然材料厚度有變化，但是平均值與毛坯原始厚度十分接近。因此，毛坯展開尺寸可根據(jù)毛坯面積等于拉深件面積的原則來確定。由于材料的各向異性以及拉深時金屬流動條件的差異，為了保證零件的尺寸，必須保留出修邊余量，在計算毛坯尺寸時必須計入修邊余量。d f/d=100/89=1.12,根據(jù)d f/d數(shù)值查沖壓成形工藝與模具設(shè)計（第二版）P137中表5-2得修邊余量為3.5mm，所以d f修正為d f=100+3.52=107（mm）（注：d為中徑）。 （1）毛坯直徑 由表5-3當(dāng)rR時，毛坯直徑為：已知代入D159mm,（2）是否使用壓邊圈 毛坯的相對厚度tD100=1159100=0.63，零件拉深系數(shù)m 1=dD=90159=0.57，查沖壓成形工藝與模具設(shè)計（第二版）P144中表5-7可知，0.63小于1.5,0.57小于0.6故需采用壓邊圈。表5-7 采用/不采用壓料裝置的判別條件（3）計算拉深次數(shù) 按下列數(shù)據(jù)d fd=1.12，tD=11590.63，查實用沖壓模具設(shè)計手冊p91表3-36得首次拉深允許的最大相對高度為：h 1d 1=0.500.60。工件的相對高度hd 2=33880.375，得出拉深次數(shù)n=1。,（4）驗證拉深系數(shù)是否超出極限 查沖壓成形工藝與模具設(shè)計（第二版）表5-10得m t=0.53，所以m 1m t，拉深系數(shù)符合要求。表5-10有凸圓筒件的首次拉伸系數(shù),2.落料工序落料工序需沖裁出直徑D=159mm的板料。 3.正拉伸由以上計算可知，正拉深為首次拉深，且可一次拉深成所需的形狀，拉深過程中需使用壓邊裝置，拉深后工件的形狀如圖1.0-3所示。圖1.0-3 首次拉深件,四 確定排樣裁板方案以及材料利用率計算根據(jù)上述計算，毛坯直徑已經(jīng)確定，可以進行排樣設(shè)計。 1.排樣方式的確定根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和材料利用率情況有三種排樣方式，即有廢料排樣、無廢料排樣和少廢料排樣。由于毛坯直徑比較大，采用少廢料排樣；考慮操作方便，排樣采用直排單排。 2.搭邊值確定查沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p49表3-8可得：橫搭邊a 1=1.0，步距S=159；條料寬度B=D+2a1=159+21.0=161。,3.材料利用率 一個步距的材料利用率：=ASB100=77.5,排樣圖如圖1.0-7所示。圖1.0-7排樣圖,五 沖壓力計算 1.落料 查冷沖模具設(shè)計典型實例詳解p138得落料力公式 F落料=Ltb=（1591295）N=147356.4N，b為板料抗拉強度，08鋼的b295MPa，取295MPa。 2.正拉深 查沖壓工藝模具學(xué)（第三版）經(jīng)驗公式為： F 1=d 1tbk 1=9012950.9377570.6（N） 查冷沖模具設(shè)計典型實例詳解p139表5-1得k 1=0.93 由于正拉深時采用了壓邊圈，需計算壓邊力，由實用沖壓模具設(shè)計手冊p121表3-65查得壓邊力F Q(N)的計算公式為：F Q=4D-(d 1-2t+2rd) q=3.144159-（90-2+22）2.5=3235.0N 式中單位壓力q由實用沖壓模具設(shè)計手冊p122表3-66查得，q=2.5MPa。 3.反拉深 因為反拉深一定是再拉深，所以在計算反拉深力時可根據(jù)再拉深的拉深力計算公式求得：F 2=d 2tbk 2=（47+2）12951.359005.3（N） 式中k 2由實用沖壓模具設(shè)計手冊P123中表3-70經(jīng)差值法求得。 4.沖孔 沖孔直徑為36mm，F(xiàn)沖孔=Ltb=361295=33346.8（N）,六 工作零件刃口尺寸的計算 1.落料 落料凹模、落料凸模采用分別加工法加工。落料件尺寸為159 0 -0.16mm。根據(jù)t=1mm，查沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p41表3-5得：Zmin=0.100，Zmax=0.140。因為落料件的尺寸精度為IT10級，由沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p37表3-2得，所以落料凹模尺寸精度為IT8級，落料凸模尺寸精度為IT7級。查公差與配合合技術(shù)手冊表1-2得凹模尺寸上偏差d=+0.063，凸模尺寸下偏差p=-0.040，因為尺寸精度為IT10以上所以x=1。 |p|+|d|=0.103ZmaxZmin=0.140-0.100=0.040mm 說明所取凸凹模公差不能滿足|p|+|d|ZmaxZmin的條件，可調(diào)整如下： p=0.4ZmaxZmin=0.40.040=0.016mm d=0.6ZmaxZmin=0.60.040=0.024mm 落料凹模刃口尺寸Dd=（Zmax-x）+d 0 =（159-10.16）+0.024 0=158.84+0.024 0（mm） 落料凸模刃口尺寸Dp=（Dd-Zmin） 0 p =（158.84-0.100） 0 -0.016=158.74 0 -0.016（mm）,表3-5沖裁模初始間隙值,2.正拉深 正拉深的尺寸為90 0 -0.14mm （1）圓角半徑 拉深凹模的圓角半徑可按沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p164中經(jīng)驗公式確定： r=0.8（D-d）t =0.8159-901.0 6.65mm，取7mm。 一次拉深成型中，凸模的圓角半徑r p應(yīng)與工件的圓角半徑相等。但對于厚度小于6mm的材料，其數(shù)值不得小于2t。驗證r=2mm=2t，符合要求，不需要再加入整形工序，所以凸模的圓角半徑r p=2mm。 （2）間隙 拉深模的凸模及凹模的單邊間隙,由于正拉深采用了壓邊圈,這時間隙數(shù)值可以按沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p166中表5-19取值，取值為單邊間隙Z=(11.1)t取Z=1.05mm （3）拉深凸凹模工作部分尺寸的確定 由沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p166得拉深凹模尺寸 所以D d=（90-0.750.14）+0.035 0=89.895+0.035 0 拉深凸模尺寸按凹模實際尺寸配作，保證單面間隙為1.05mm。,七 沖壓設(shè)備的選擇 由于零件屬于中小型沖壓件，且需要拉深工序，所以沖壓設(shè)備類型初步選為開式壓力機。下面進行規(guī)格選擇。 1.壓力機噸位計算 F復(fù)合模=F落料+F正拉深+F壓邊=147356.4N+77570.6N+3235.0N=228162.0N=228.1620KN F反拉深模=F反拉深=59005.3N=59.0053KN F沖孔模=F沖孔=33346.8N=33.3468KN 但是，沖壓過程中最大作用力Pmax發(fā)生的時間很難與標定壓力機的名義壓力位置相重合。這時便不能單純地按最大作用力與壓力機名義壓力之間的關(guān)系來選擇設(shè)備的噸位，而應(yīng)該以保證壓力機全部行程范圍內(nèi)，為完成加工所需的滑塊作用力都不能超出壓力機允許壓力與行程關(guān)系的范圍為條件來選擇。由于沒有壓力機容許負荷曲線，所以參照參考書中壓力機噸位選擇中相關(guān)計算公式得： F總壓力=（0.50.6）F壓力機,因此壓力機計算壓力為： F復(fù)合模壓力機=F復(fù)合模（0.50.6）=228.1620(0.50.6) =(456.3380.2)KN F反拉深壓力機= F反拉深（0.50.6）=59.0053(0.50.6) =(118.098.3)KN F沖孔壓力機= F沖孔（0.50.6）=33.3468(0.50.6)=(66.755.6)KN 根據(jù)上述計算壓力，落料拉深復(fù)合模選定公稱壓力為630KN的壓力機，反拉深模選定公稱壓力為100KN的壓力機，沖孔模選定公稱壓力為63KN的壓力機。,2.滑塊行程 由沖壓成型工藝與模具設(shè)計（第二版）p8可知滑塊行程應(yīng)能保證毛坯的順利放進與零件取出。在沖裁時，壓力機并不需要太大的滑塊行程，滑塊行程只要比凹模與卸料板上板料的距離大（23）mm即可。在進行拉深時，行程一般取拉深件高度的（22.5）倍。 3.裝模高度 由沖壓成型工藝與模具設(shè)計（第二版）p9可知模具閉合高度的值應(yīng)小于壓力機連桿調(diào)節(jié)到最短距離時，由壓力機墊板上表面到滑塊底平面的距離，其關(guān)系為Hmax=Hm+5，式中Hm模具的閉合高度（mm）。 綜合以上要求，落料拉深復(fù)合模選擇的壓力機型號為JB23-63開式雙柱可傾式壓力機；反拉深模選擇的壓力機型號為J23-10開式雙柱可傾式壓力機；沖孔模選擇的壓力機型號為J23-6.3開式雙柱可傾式壓力機。,4.壓力機功率的核算 （1）計算壓力機的有效功 在根據(jù)沖壓力選擇壓力機后，還必須核算該項壓力機的功率（功）是否適合。壓力機的一個行程所產(chǎn)生的有效功Wp應(yīng)大于沖壓所需要的總變形功Wb及壓縮彈頂裝置所需的功W之和，即 WpWb+W 壓力機的功由飛輪的有效能量和電動機輸出的能量所組成。后者主要消耗在克服摩擦和床身彈性的能量等有害阻力以及恢復(fù)飛輪在沖壓后降低的速度上。在實際生產(chǎn)過程中，由于缺少具體數(shù)據(jù)，很難定量計算。根據(jù)壓力機型式標準行程壓力機行程數(shù)，試算得：壓力機行程數(shù) n=340P=340800=63.9(次min) 64(次min) 單行程有效功 Wp=0.14(P)=0.14(800)=3167.8(N.m),（2）每道沖壓工序有效沖壓功 落料沖壓功 W落料=F落料t=147356.40.001=147.4（N.m） 90mm拉深功W拉深=F正拉深h外=77570.60.034=2637.4（N.m） 47mm拉深功W反拉深=F反拉深h內(nèi)=59005.30.020=1180.1（N.m） 36mm孔沖壓功 W沖孔=F沖孔t=33346.80.001=33.3（N.m） 有效沖壓功Wb=W落料+W拉深+W反拉深+W沖孔=3998.2（N.m）,八 模具結(jié)構(gòu)選擇 （1）沖模結(jié)構(gòu)形式。由沖壓工藝分析可知，采用一套復(fù)合模，兩套單工序模。 （2）定位方式。因為該模具采用的是條料，控制條料送進方向采用導(dǎo)料銷，控制條料的送進步距采用固定擋料銷定距。 （3）卸料、出件方式的選擇。根據(jù)零件的形狀和工藝方案，沖裁后的工藝廢料留在條料上，不需采用卸料裝置。工件由于采用了兩道拉深工序，所以采用頂件器頂出。 （4）導(dǎo)向裝置的選擇。選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，該模架可用于沖壓較寬條料，送料及操作方便，可縱向或橫向送料。凹模周界范圍為250mm250mm。,九 落料拉深復(fù)合模主要零部件的設(shè)計 1.工作零件 a落料凹模尺寸 凹模設(shè)計時應(yīng)該考慮凹模強度，制造方法和加工精度等。 落料凹模采用凹模板，凹模刃口孔型采用階梯式，刃口的強度好，刃口尺寸不隨修磨刃口而增大。 查課本表3-24，表3-25，得系數(shù)k=0.2，送料方向的凹模刃壁到凹模邊緣的最小距離161，送料方向的凹模刃壁間的最大距離161mm，垂直于送料方向的凹模刃壁間的最大距離161mm。根據(jù)課本公式（3-13）（3-32）（3-33），得 凹模厚度H=sk=161x0.2=32.2mm 凹模寬度s+2s=137+2x40=217 凹模長度s+2s+137+2x40=217 根據(jù)計算得出的長寬厚尺寸與凹模板的標準進行對照，為使模具結(jié)構(gòu)合理，選用凹模板LBH=25025040。,根據(jù)模具的總體輪廓和結(jié)構(gòu)，初選緊固螺釘和銷釘，凹模需要淬火，凹模上螺釘孔和銷釘孔的主要參數(shù)如下： 螺孔中心到凹模外緣等距，孔中心到外緣的距離為 L=2d=212=24； 查課本表2-19，得銷孔中心到凹模外緣最小距離，??； 螺孔中心刃口邊緣及銷孔邊緣的距離，標準尺寸： s2d=24； 查課本表2-20，得凹模板、凸模固定板上螺孔之間中心距 Smin=60，Smax=115 b拉深凸模和凸凹模 拉深凸模的結(jié)構(gòu)采用典型圓凸模結(jié)構(gòu)，下端為工作部分，中間的圓柱部分用來與凸模固定板配合，最上端的臺肩用于固定并承受卸料力等，各部分的直徑尺寸根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定。,凸凹模的結(jié)構(gòu)也采用典型圓凸模的結(jié)構(gòu)，與拉深凸模相同。其中凸凹模的拉深部分根據(jù)模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計延伸。 由以上工作零件的刃口尺寸計算，可知拉深凸模與拉深凹模的圓角半徑均為5mm，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)及課本式（3-26），得 拉深凸模長度l=40+24-1=63mm 凸凹模長度l=24+36=60mm 凹模設(shè)計圖如圖1.0-8所示：由工作零件的刃口尺寸計算結(jié)果，可知 凸模的直徑都較大，凸模的剛度和強度 都足夠，可不用進行強度和剛度的校核。 圖1.0-8凹模,2.其他板類零件 根據(jù)經(jīng)驗，固定板的厚度取凹模厚度的0.60.8，所以H=400.8=32，查標準手冊，取固定板厚度H=24mm。 由以上計算，可知拉深凸模承受的總壓力Fz=F首次=33175.2N，凸模頭部端面直徑，根據(jù)課本公式（3-42），得凸模頭部端面直徑對模座的單位面積壓力查課本表3-34，可知，即拉深凸模與模座之間不需要加墊板。 對于凸凹模， 凸凹模與模座之間也不需要加墊板，但考慮到模柄的安裝，為了避免模柄對凸凹模的沖擊，應(yīng)該加上墊板。 根據(jù)凹模板的外形尺寸及以上計算，查標準手冊，選定上固定板，下固定板，墊板。,上固定板設(shè)計圖如圖1.0-9所示： 3.壓料裝置 根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)，該模具的壓料裝置援用 彈性壓料裝置，彈性元件為橡膠，這種壓料裝 置結(jié)構(gòu)簡單，在中小型壓力機上使用較為方便， 滿足模具使用的要求。壓料圈采用平面形，根 據(jù)零件及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計為圓形。頂桿參照部標， 選用B10130 QJ 717-82。 4.定位裝置 條料在送進過程中，采用導(dǎo)料銷控制送進方向， 采用固定擋料銷定位控制送進距離。選用1個擋 料銷和兩個導(dǎo)料銷固定在凹模上，查標準QJ702-82選取 圖1.0-9 的擋料銷，這種定位零件結(jié)構(gòu)簡單、制造、使用方便。,5.卸料裝置 根據(jù)排樣圖，為了使模具結(jié)構(gòu)簡單，廢料從凸凹模上卸下不需要卸料裝置。工件的推件動作由剛性推件裝置完成，根據(jù)工件形狀與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，由打桿、螺母、推板組成。參照標準手冊，打桿選用M16186 GB 2867.1-81，螺母選用M16 GB/T41-2000。圖1.0-10壓邊圈,6.模架及其零件 該模具主要完成落料-首次拉深工序，該工序件的結(jié)構(gòu)簡單，精度沒有嚴格要求，所以采用對此要求不高、送料及操作方便的后側(cè)式導(dǎo)柱模架。根據(jù)凹模板的外形尺寸，查手冊選取凹模周界， 的后側(cè)導(dǎo)柱模架。 中間導(dǎo)柱上模座 25025045 GB/T 2855.6 中間導(dǎo)柱下模座 25025055 GB/T 2855.6 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點選用壓入式模柄，與上模座采用H7/m6的過渡配合，并加銷釘防轉(zhuǎn)，模柄工作段的直徑與所選壓力機滑塊模柄孔直徑相一致。 模柄 A5045 GB/T2646.1 根據(jù)模架及模具的結(jié)構(gòu)特點選取導(dǎo)柱導(dǎo)套。 導(dǎo)柱 A35180 GB/T 2861.1 導(dǎo)套 A35H611543 GB/T 2861.1 根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)輪廓，查手冊選用螺釘、銷釘如下： 螺釘 M1265 GB70-76 M1670 GB70-76 銷釘 1280 GB119-86 1680 GB119-86,7.繪制落料拉深復(fù)合模裝配圖 模具裝配圖如圖1.0-11所示圖1.0-11落料拉深復(fù)合模,8.壓力機閉合高度的校核 由模具總裝圖可知，模具的閉合剛度。 查課本附錄5，可知壓力機的最大閉合高度，連桿調(diào)節(jié)長度，所以壓力機的最小閉合高度,墊板厚度,根據(jù)課本公式（2-1），得所以，可知所選壓力機合適。,結(jié)論（總結(jié)） 這次畢業(yè)設(shè)計所面臨的任務(wù)是帶輪，通過各種計算還有分析，最終決定的工藝方案是落料、正拉深、反拉深、沖孔。于是選擇了三套模具來完成：落料拉深復(fù)合模，反拉深模，沖孔模。 通過這次帶輪的設(shè)計，我又一次體會到了在模具設(shè)計時必須具有嚴謹?shù)膽B(tài)度和足夠的耐心。因為模具設(shè)計是一個特別繁瑣的過程，我們設(shè)計的每一個零部件都要滿足零件的加工要求，所以每一個數(shù)據(jù)都要準確，都要經(jīng)過反復(fù)的琢磨。雖然這是一次畢業(yè)設(shè)計，是學(xué)校對我們的一種檢驗，但是我們卻不能只是抱著完成任務(wù)的這種心態(tài)，覺得差不多就行了，而應(yīng)該盡全力把它做到最好。因為一旦我們畢業(yè)步入社會中就會面臨更大的壓力，我們設(shè)計的任何產(chǎn)品都要經(jīng)過社會的檢驗，不能出半點差錯，因此我們從現(xiàn)在開始就要培養(yǎng)這種心態(tài)。另外，這次課程設(shè)計又讓我將三年以來所學(xué)的知識復(fù)習(xí)鞏固了一下，同時又有了一定程度的提高。因此我相信以后只要我們認真對待每一件事，一定會有或大或小的收獲。,導(dǎo)師：李奇涵,李興興, 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯考核記錄表機電工程學(xué)院 專業(yè) ：機械工程 班級：機械工程 144 姓名：朱同 題 目： 輸送機帶輪沖壓成形工藝設(shè)計及模具設(shè)計考 核 項 目 滿分值 得分1學(xué)習(xí)態(tài)度 5設(shè)計過程中的態(tài)度和能力表現(xiàn)（指導(dǎo)教師在答辯前填好）2基本理論與專業(yè)知識掌握情況及獨立分析和解決問題的能力 15評閱人評定 3畢業(yè)設(shè)計（論文） 、譯文 54畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量（設(shè)計結(jié)構(gòu)方案、圖紙、計算、外文）30設(shè)計（論文）的質(zhì)量（評委當(dāng)場評定） 5設(shè)計（論文）的新見解及成果56自述情況 10答 辯 情 況（評委當(dāng)場評定） 7回答問題 30評委簽字： 合計幾 點 說 明：A、12 由指導(dǎo)教師填寫 3.由評閱人答辯前填好，否則該生不得進行答辯。B、4567 由評委獨立評定。設(shè)計（論文）質(zhì)量的外文部分為 5 分，中文部分為 20 分。每個學(xué)生的外文翻譯不得少于 3000 漢字，另外必須用中、外文書寫畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要。譯文需指導(dǎo)教師審改簽字，確認非抄襲，并附上原文，系、學(xué)院、教務(wù)處有權(quán)抽查考核。發(fā)現(xiàn)抄襲取消答辯資格，并追究指導(dǎo)教師責(zé)任。沒有外文翻譯不得參加答辯。C、每一答辯小組答辯委員會不得少于 5 人。核分時將各評委所給分數(shù)去掉一個最高分和一個最低分后，再算其平均分數(shù)，并依此由各學(xué)院答辯委員會根據(jù)“優(yōu)秀”者嚴控（15%20%） 、 “良”者適控（30%-40%） 、 “不及格”者慎重的原則加以平衡，按優(yōu)、良、中、及格、不及格五級記載。2018 年 06 月 15 日應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床1應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床關(guān)鍵詞：刀具探針、應(yīng)變式傳感器、刀具磨損的測量、直接測量刀具磨損摘要： 在數(shù)控機床中刀具探測器是非常重要的。在現(xiàn)代工業(yè)中探測器的應(yīng)用及缺 點。按照常規(guī)的想法，刀具探測器充滿張力，測量儀橋梁刀具邊緣接受簡單指示，在切削刃的四個方向： + X，一 X， + Z 和 - Z 定向刀具磨損的直接測量中全部使用應(yīng)變橋。1.導(dǎo)言 各領(lǐng)域制造技術(shù)的快速發(fā)展，以降低成本，提高精度和縮短生產(chǎn)時間的目標促進了現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用。量綱參數(shù)是最常遇到的工件質(zhì)量特性 。常規(guī)機床正在逐步被生產(chǎn)廠中的現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)，機械加工的組成部分，數(shù)控機床所取代。主要的新的數(shù)控機床能操作幾種不同的刀具。為了增加數(shù)控車床加工部件的尺寸精度，我們必須使用刀具設(shè)置系統(tǒng)來知道刀具是如何定位刀具機床上的。使用傳統(tǒng)的技術(shù)，刀具設(shè)置既耗費時間，又容易發(fā)生人為錯誤。觸摸探測系統(tǒng)是一種檢測設(shè)備，它允許機床在其工作區(qū)進行幾何測量，但除了刀尖坐標識別，我們還必須得到關(guān)于刀具磨損的信息。該技術(shù)已被國家可持續(xù)技術(shù)研究所（IteE-PIB）資助研究多年。在制造系統(tǒng)所有組成部分中，切削刃磨損是最快的。如果達到磨損量，我們必須更換磨損刀具具急劇的那一個。切削刃磨損從第一次接觸的時候工作材料。我們必須將已磨損的刀具用一把鋒銳的刀具更換。切削刃磨損從第一次接觸的工作材料開始的時候。刀具的磨損可能是逐步的情況下，如果發(fā)生在機械，化學(xué)或溫度活動過程中，我們把他們稱作自然磨損。在某些情況下，刀具的磨損是突然的當(dāng)我們施加屈服點以上的壓力時，我們稱這種情況為災(zāi)難性的刀具破損（KSO） 。2.工業(yè)刀具設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)把一把新刀具夾緊在機床上或更換完舊的刀具后，我們必須得到有關(guān)切削刃方向的信息。在編寫這部分程序時，刀尖路徑被一個假想的坐標系統(tǒng)描述出來，而不知道如何把這些刀具定位到機床中。糾正坐標是指通過刀具探針得到的刀尖位置，然后進入存儲在機器控制單元的所有刀具的工具表中。機床控制器就可以通過讀取工具表中的數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)刀具邊緣點路徑。應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床2圖 1 使用標準觸摸觸發(fā)探針系統(tǒng)系統(tǒng)確定刀具 X 坐標 1 當(dāng)?shù)都庥|及探針筆會使接觸傳感器打開，讀自機床測量系統(tǒng)的鞍架定位坐標值，會自動進入反映測量刀具數(shù)目的控制單元登記，然后鞍架運動停止。這些探針只需要表明刀尖和探針筆之間的聯(lián)系。 標準的工具設(shè)置系統(tǒng)使用觸摸式觸發(fā)探頭,最知名是由 Renishaw 設(shè)計的RP3 探測系統(tǒng)（圖 2）設(shè)計的雷尼紹2,3 。 圖 2 雷尼紹 RP3 探針 3 應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床3工件和探針之間的接觸是由電氣開關(guān)控制的，它強烈確定了探測的重要性和準確性。原來的觸摸式觸發(fā)探頭也被稱為“運動電阻探針” （圖 3） ，工作時有一套共三個圓柱形套筒相連在探針上。每個擁有兩個分開的電動聯(lián)系，使有六個自由度的筆共有六個方向的約束。一個封閉的電圈把他們聯(lián)系起來，這時探針位于他們的中間位置。當(dāng)探針接觸到刀尖就會增加一點遠處的約束，而原來的約束受到的壓力會降低，這樣就改變了電圈的電阻。當(dāng)超出一定的電阻值，探針與刀尖之間的聯(lián)系會以信號的形式傳出。 圖 3 觸摸觸發(fā)探測器 4 3.工業(yè)刀具監(jiān)控系統(tǒng) KSO 檢測必須非?？欤缓笪覀儽仨氃谶^程變化中提供必要的調(diào)整，這意味著調(diào)整過程的自動化需要自動檢測和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)以免發(fā)生 KSO。這種檢測的方法和范圍依靠過程的類型。自然磨損是難以測量的，但我們并不需要監(jiān)測系統(tǒng)的快速反應(yīng)，原因是刀具磨損量的不斷變化。 我們有許多工業(yè)類型的刀具監(jiān)測系統(tǒng)（圖 4） ，我們可以測量： 1、切削力 2.有效的功率 3、扭矩 4、聲發(fā)射 5、差壓 應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床4-冷卻潤滑劑遠程測量-利用激光，空氣或冷卻潤滑劑噴射界限 圖 4 刀具監(jiān)測系統(tǒng)（三代） 5 我們來看生產(chǎn)過程刀具檢測和后處理刀具監(jiān)測兩種類型。后處理刀具監(jiān)測后處理工具監(jiān)測等于使用測隙規(guī)，遮光板或類似設(shè)備進行切削生產(chǎn)過程前或后的切削刃幾何測量。優(yōu)點： (1) 有時高精度破損檢測 (2) 通常情況下更容易使用 缺點： (1) 測量會延長生產(chǎn)時間 (2) 機床只有刀具破損后才停止，否則可能會對工件，機床或刀柄產(chǎn)生損壞(3) 并非所有的測試方法都不產(chǎn)生磨損生產(chǎn)過程刀具檢測在整個金屬切削過程中，有效功率，切削力或聲波的間接控制。優(yōu)點： (1) 測量不延長生產(chǎn)時間 應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床5(2) 在刀具破損時機器立即停止 (3) 在靠近刀具時不需要額外的必須裝置（如控制開關(guān)） (4) 不需要傳感器。缺點：(1) 不能提供 100 的保證檢測所有的刀具破損 (2) 有時只有當(dāng)下一個工件被切削時才能檢測到破損，例如在控制有效功率切削螺紋時，破損發(fā)生在旋轉(zhuǎn)方向逆轉(zhuǎn)時。 所有以上工業(yè)系統(tǒng)都不能提供直接的自然刀具磨損測量。這些方法主要是時刻檢測刀具的破損或測量物理過程參數(shù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)來計算自然刀具磨損。 數(shù)學(xué)描述必須包括許多過程變量（如熱膨脹） ，因此基于數(shù)學(xué)模型的方法可能有許多錯誤，甚至在自我數(shù)學(xué)模型中也是只是逼近真實過程。4.波蘭華沙大學(xué)設(shè)計的用于直接刀具測量和刀具設(shè)置的新型探針 應(yīng)變儀探針A:刀具設(shè)置的探針這是一個數(shù)控車床刀尖坐標確定和刀具設(shè)置的新型探針。它的主要部分是有一個圓桿，有著碰撞保護裝置的尖筆和圓桿連在一起。在圓桿的長度方向的一部分上有兩個平行的平面，它們相對于數(shù)控車床的 X 軸和 Z 軸面向下 45 度 （圖 5） 。 應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床6圖 5 原件測量的概念 7 把四個應(yīng)變片貼在這些平面（其中兩個安置在一個面，而其它的兩個在相反的面上） ，應(yīng)變片連接在一個有全部壓力表的全橋上。這種新型設(shè)計使刀尖坐標確定在刀具的四個運動方向（數(shù)控車床主軸的-X,+X,-Z,+Z 方向） ，并只使用一個全橋傳感器成為可能。但刀尖觸碰到探針筆并向前移動時，這會使圓桿的水平易彎曲部分變形。變形的最大值必須保持在材料性能的屈服點以下。將從應(yīng)變片的模擬電信號獲得的實際值不斷地與已定義的信號水平相比較。當(dāng)信號相同時，就發(fā)送一個信號給數(shù)控機床控制器來從直尺上讀取鞍架的定位坐標。比較產(chǎn)生這一信號的重復(fù)性決定了探針的精度?？山邮艿闹貜?fù)性接近 1微米。B:用于測量刀具磨損的探針 下面探針設(shè)計的目的是為了校準時刀具坐標的識別和刀具磨損的評價（圖7） 。最新的概念提供了一種在同一時間測量刀尖自然磨損的可能來作為刀具坐標的識別。重要的是探針的所有測量部分直接相會在扦插板上。這樣利于消除錯誤，如作為和板材的不均勻熱膨脹。應(yīng)變儀安裝在柔軟的套筒的圓桿的平面應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床7部分（圖 8） 。當(dāng)?shù)都獾钠茡p部分接觸到安裝在圓桿的第一塊板，然后刀尖的基礎(chǔ)部分（沒有破損的）接觸到安裝在套筒上的第二塊板，我們就能從全橋應(yīng)變儀上得到信號。圖 7 刀具探針測量刀具的磨損應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床8圖 8 探索建設(shè)新鑲嵌件的測量是用來作為一個參考。再加工后測量所獲得值是參考值與目前切削刃磨損計算量（柯）的差值（圖 9） 。圖 9 柯計算當(dāng)?shù)毒咭苿硬⒔佑|到安裝在圓桿上的板并使桿彎曲，從安裝到圓桿上的應(yīng)變儀得到的信號達到規(guī)定水平時，就會給機床控制單元傳送一個數(shù)字信號來確應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床9定刀尖坐標。我們連續(xù)不斷地從應(yīng)變儀獲得模擬信號并計算它們來得到板的偏差值。當(dāng)?shù)毒呦蚯耙苿拥兜都獾姆瞧茡p部分，接觸到安裝在套筒上的第二塊板并使其變形并達到規(guī)定水平信號時，就會給控制單元發(fā)送一個數(shù)字信號來記憶從安裝在圓桿上的應(yīng)變儀上獲取的實際模擬值。這個值（減去參考數(shù) 1）就是當(dāng)前的刀具磨損量（柯） 。我們將嘗試使用西門子 Siwarex u （圖 10） -稱重模塊作為一個傳感器。 我們可以用兩個全橋應(yīng)變儀連接他們并向機床控制單元發(fā)送信號。我們也相同波蘭公司 ZEPWN 8 合作建立我們自己的控制單元。圖 10 西門子 Siwarex U -稱重模塊 9 5 結(jié)論 這個探測器與一個標準的刀具探針相比，將是一個替代的解決方案。應(yīng)變儀從來沒有被用來作為一個刀具探針的主要部分。第一次測試結(jié)果表明，該探針與應(yīng)變傳感器在原來測量概念的基礎(chǔ)上，適合于所有的數(shù)控車床刀尖坐標定位和刀具磨損測量。我們將努力調(diào)整以滿足工業(yè)需求。參考資料1 .Coleman D., Waters F.：接觸觸發(fā)探測基礎(chǔ)。 1997 年 2 .Renishaw. ： RP1 和 RP2 工具設(shè)置探討-數(shù)據(jù)表 應(yīng)變計刀具測量頭的數(shù)控車床103 . RP3 工具設(shè)置探針-數(shù)據(jù)表 4 .A. Weckenmann, T. Estler, G. Peggs, D. McMurtry. ：探測系統(tǒng) 5 . www.nordmann.de 6 .Szafarczyk M., Winiarski A. ：工具探針。 專利申請 P.378785 華沙， 02.2006 7 .Gociniak R.：應(yīng)變工具探針的數(shù)控車床。 8 .Zakad Elektroniki PomiarowejWielkosci Nieelektrycznych www.zepwn.com.pl9 .西門子 Siwarex u（一，雙通道模式）設(shè)備手冊。Relase 06/2005畢業(yè)實習(xí)畢業(yè)設(shè)計（論文） 手冊題目名稱 輸送機帶輪沖壓成形工藝與 模具設(shè)計學(xué)院系別畢業(yè)設(shè)計（論文）工作條例（節(jié)選） 2 班級學(xué)生姓名指導(dǎo)教師使 用 須 知1. 本手冊是學(xué)生畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計（論文）的任務(wù)要求和工作記錄，須雙面打印裝訂成冊，在畢業(yè)設(shè)計（論文）期間由學(xué)生妥善保管，隨時接受查閱，不得損毀。2. 手冊前半部分（P1-4）的畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書和進度計劃表，由指導(dǎo)教師在在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前填寫，周次按照畢業(yè)設(shè)計（論文）周次安排（可不按校歷的教學(xué)周次）填寫，并經(jīng)系主任審核簽字后方可發(fā)給學(xué)生。3. 手冊后半部分（P5-16）是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告和工作記錄，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）過程中必須按進度認真填寫（手寫） 。答辯前要及時送指導(dǎo)教師和評閱教師評閱簽字；簽字不全者不得參加答辯。4. 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯時，學(xué)生須向答辯委員會（小組）提交本手冊，作為答辯評分的參考依據(jù)。5. 如果手冊丟失要及時補上，沒有手冊不能參加答辯。6. 整個畢業(yè)設(shè)計（論文）過程，指導(dǎo)教師要隨時對學(xué)生進行檢查，做好考勤記錄，并在手冊的指定位置簽字。7. 本手冊最后裝入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）資料袋中存檔。畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊I目 錄目錄一、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 1二、畢業(yè)設(shè)計（論文）進度情況 3三、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 5四、工作情況記錄 7五、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作記錄 8六、檢查考核記錄 17七、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作條例（節(jié)選） 18畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 1 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 輸送機帶輪沖壓成形工藝與模具設(shè)計題目類別 設(shè)計類 論文類 題目性質(zhì) 結(jié)合實際 虛擬題目學(xué)生姓名學(xué) 院指 導(dǎo) 教 師 /職 稱 指 導(dǎo) 教 師 /職 稱起止日期 2018 年 3 月 28 日至 2018 年 6 月 15 日共 11 周（含畢業(yè)實習(xí)）課題內(nèi)容概述：1沖壓工藝設(shè)計：制作真空助力器殼體的工藝方案；2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計：設(shè)計兩套以上模具，繪制模具的總裝配圖；3模具結(jié)構(gòu)非標準件設(shè)計：繪制上述模具的非標準零件圖；4外文翻譯和撰寫設(shè)計說明書。主要技術(shù)指標：1. 材 料：08 鋼；2. 大批量生產(chǎn)；3. 外形參考尺寸： cmcmcm；畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 2 序號 項 目 規(guī)格要求 數(shù)量1 裝配圖 折合成 A0 圖紙 1 張工作量及要求2 零件圖 折合成 A0 圖紙 2 張指導(dǎo)教師簽字： 系主任審批簽字：2018 年 月 日 2018 年 月 日應(yīng)收集的資料及主要參考文獻：1李奇涵主編：沖壓成型工藝與模具設(shè)計北京 科學(xué)出版社 20122王孝培主編：沖壓設(shè)計資料北京 機械工業(yè)出版社 1983.123劉朝福編著：模具設(shè)計實訓(xùn)指導(dǎo)書北京：清華大學(xué)出版社 2010.74吳一飛 喻祖建編：冷沖模具設(shè)計典型實例詳解北京 機械工業(yè)出版社 2014.65吳伯杰主編：.沖壓工藝與模具設(shè)計北京 電子工業(yè)出版社 2004.6畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 3 畢業(yè)實習(xí)場地及目的要求：場地：一汽解放公司目的：現(xiàn)場收集有關(guān)鉆孔組合機床的資料。要求：通過現(xiàn)場實習(xí)并結(jié)合參考資料，進一步掌握鉆孔組合機床的外觀及組成形式，熟悉機床的規(guī)格型號、性能特點、適用范圍及工作過程。調(diào)研提綱：1沖壓件工藝分析 2工藝方案確定3排樣方案確定4沖壓力計算5設(shè)備選擇6模具設(shè)計實驗（上機）場地及目的要求：場地：CAD 實驗室 目的：1. 用 AutoCAD 等軟件繪制模具裝配圖和零件圖要求：1. 用 AutoCAD 等軟件繪制模具裝配圖和零件圖畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 4 二、畢業(yè)設(shè)計（論文）進度情況工作進展情況檢查記錄周次 起止時間任務(wù)及要求（在開始前指導(dǎo)教師填寫） 進展情況 完成時間 檢查人提前正常13 月 28 日至4 月 16 日熟悉任務(wù)，收集資料，繪制零件圖，同時查找譯文資料滯后提前正常24 月 17 日至4 月 21 日英文文獻翻譯滯后提前正常34 月 22 日至4 月 25 日制定工藝方案滯后提前正常44 月 26 日至4 月 30 日模具初步設(shè)計，繪制裝配圖草圖滯后提前正常55 月 1 日至5 月 6 日模具裝配圖中非標準件草圖繪制滯后提前正常65 月 7 日至5 月 14 日模具裝配圖繪制滯后提前75 月 15 日至模具裝配圖中非標準零件圖繪制正常畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 5 周次 起止時間任務(wù)及要求（在開始前指導(dǎo)教師填寫）工作進展情況檢查記錄進展情況 完成時間 檢查人5 月 20 日 滯后提前正常85 月 21 日至6 月 5 日撰寫說明書滯后提前正常96 月 7 日至6 月 14 日做好 PPT 準備答辯滯后提前正常10滯后提前正常11滯后提前正常12滯后提前正常13滯后提前14正常畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 6 周次 起止時間任務(wù)及要求（在開始前指導(dǎo)教師填寫）工作進展情況檢查記錄進展情況 完成時間 檢查人滯后提前正常15滯后提前正常16滯后注：指導(dǎo)教師在進展情況欄中相應(yīng)位置畫“” ，在完成時間欄中記錄學(xué)生完成任務(wù)的實際時間，并在檢查人欄中簽名或蓋章。三、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告選題依據(jù)、背景和意義：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 7 主要研究內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 8 畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 9 參考文獻綜述：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 10 畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 11 指導(dǎo)教師簽字：指導(dǎo)教師意見2018 年 月 日系主任簽字：系復(fù)核意見2018 年 月 日四、工作情況記錄項 目 完成時間 指導(dǎo)教師簽字開題報告外文文獻及翻譯畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 12 設(shè)計圖紙說明書畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）審閱情況：評閱教師簽字：2018 年 月 日指導(dǎo)教師簽字：2018 年 月 日畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 13 五、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作記錄工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 14 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 15 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 16 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 17 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 18 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 19 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 20 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 21 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 22 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 23 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）手冊 24 工 作 記 錄時間： 年 月 日 地點：主要內(nèi)容：,導(dǎo)師：,工藝分析一 沖壓件工藝分析 1.沖壓件精度分析及確定零件形狀尺寸如圖1.0-1所示，查公差與配合技術(shù)手冊/方昆凡北京：北京出版社續(xù)表1-2得該零件的精度等級為IT10級；查表1-2確定各尺寸的公差值，47對應(yīng)公差為+0.10mm，36對應(yīng)公差為+0.10mm，100對應(yīng)公差為-0.14mm。,材料：08鋼 料厚：t=1mm 大批量生產(chǎn)圖1.0-1工件圖,2.沖壓件結(jié)構(gòu)分析此零件材料為08鋼，料厚為1mm，且零件為軸對稱旋轉(zhuǎn)體，沖裁性能較好；h/d較小，拉深工藝性較好，因此初步分析該零件的沖壓基本工序有：落料、正拉深、反拉深、沖孔、修邊 三 工藝方案 1.計算毛坯尺寸外緣拉伸后得到?jīng)_壓件如圖1.0-2所示圖1.0-2 外緣拉深后的沖壓件,外緣拉深屬于帶凸緣圓筒不變薄拉深，雖然材料厚度有變化，但是平均值與毛坯原始厚度十分接近。因此，毛坯展開尺寸可根據(jù)毛坯面積等于拉深件面積的原則來確定。由于材料的各向異性以及拉深時金屬流動條件的差異，為了保證零件的尺寸，必須保留出修邊余量，在計算毛坯尺寸時必須計入修邊余量。d f/d=100/89=1.12,根據(jù)d f/d數(shù)值查沖壓成形工藝與模具設(shè)計（第二版）P137中表5-2得修邊余量為3.5mm，所以d f修正為d f=100+3.52=107（mm）（注：d為中徑）。 （1）毛坯直徑 由表5-3當(dāng)rR時，毛坯直徑為：已知代入D159mm,（2）是否使用壓邊圈 毛坯的相對厚度tD100=1159100=0.63，零件拉深系數(shù)m 1=dD=90159=0.57，查沖壓成形工藝與模具設(shè)計（第二版）P144中表5-7可知，0.63小于1.5,0.57小于0.6故需采用壓邊圈。表5-7 采用/不采用壓料裝置的判別條件（3）計算拉深次數(shù) 按下列數(shù)據(jù)d fd=1.12，tD=11590.63，查實用沖壓模具設(shè)計手冊p91表3-36得首次拉深允許的最大相對高度為：h 1d 1=0.500.60。工件的相對高度hd 2=33880.375，得出拉深次數(shù)n=1。,（4）驗證拉深系數(shù)是否超出極限 查沖壓成形工藝與模具設(shè)計（第二版）表5-10得m t=0.53，所以m 1m t，拉深系數(shù)符合要求。表5-10有凸圓筒件的首次拉伸系數(shù),2.落料工序落料工序需沖裁出直徑D=159mm的板料。 3.正拉伸由以上計算可知，正拉深為首次拉深，且可一次拉深成所需的形狀，拉深過程中需使用壓邊裝置，拉深后工件的形狀如圖1.0-3所示。圖1.0-3 首次拉深件,四 確定排樣裁板方案以及材料利用率計算根據(jù)上述計算，毛坯直徑已經(jīng)確定，可以進行排樣設(shè)計。 1.排樣方式的確定根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和材料利用率情況有三種排樣方式，即有廢料排樣、無廢料排樣和少廢料排樣。由于毛坯直徑比較大，采用少廢料排樣；考慮操作方便，排樣采用直排單排。 2.搭邊值確定查沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p49表3-8可得：橫搭邊a 1=1.0，步距S=159；條料寬度B=D+2a1=159+21.0=161。,3.材料利用率 一個步距的材料利用率：=ASB100=77.5,排樣圖如圖1.0-7所示。圖1.0-7排樣圖,五 沖壓力計算 1.落料 查冷沖模具設(shè)計典型實例詳解p138得落料力公式 F落料=Ltb=（1591295）N=147356.4N，b為板料抗拉強度，08鋼的b295MPa，取295MPa。 2.正拉深 查沖壓工藝模具學(xué)（第三版）經(jīng)驗公式為： F 1=d 1tbk 1=9012950.9377570.6（N） 查冷沖模具設(shè)計典型實例詳解p139表5-1得k 1=0.93 由于正拉深時采用了壓邊圈，需計算壓邊力，由實用沖壓模具設(shè)計手冊p121表3-65查得壓邊力F Q(N)的計算公式為：F Q=4D-(d 1-2t+2rd) q=3.144159-（90-2+22）2.5=3235.0N 式中單位壓力q由實用沖壓模具設(shè)計手冊p122表3-66查得，q=2.5MPa。 3.反拉深 因為反拉深一定是再拉深，所以在計算反拉深力時可根據(jù)再拉深的拉深力計算公式求得：F 2=d 2tbk 2=（47+2）12951.359005.3（N） 式中k 2由實用沖壓模具設(shè)計手冊P123中表3-70經(jīng)差值法求得。 4.沖孔 沖孔直徑為36mm，F(xiàn)沖孔=Ltb=361295=33346.8（N）,六 工作零件刃口尺寸的計算 1.落料 落料凹模、落料凸模采用分別加工法加工。落料件尺寸為159 0 -0.16mm。根據(jù)t=1mm，查沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p41表3-5得：Zmin=0.100，Zmax=0.140。因為落料件的尺寸精度為IT10級，由沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p37表3-2得，所以落料凹模尺寸精度為IT8級，落料凸模尺寸精度為IT7級。查公差與配合合技術(shù)手冊表1-2得凹模尺寸上偏差d=+0.063，凸模尺寸下偏差p=-0.040，因為尺寸精度為IT10以上所以x=1。 |p|+|d|=0.103ZmaxZmin=0.140-0.100=0.040mm 說明所取凸凹模公差不能滿足|p|+|d|ZmaxZmin的條件，可調(diào)整如下： p=0.4ZmaxZmin=0.40.040=0.016mm d=0.6ZmaxZmin=0.60.040=0.024mm 落料凹模刃口尺寸Dd=（Zmax-x）+d 0 =（159-10.16）+0.024 0=158.84+0.024 0（mm） 落料凸模刃口尺寸Dp=（Dd-Zmin） 0 p =（158.84-0.100） 0 -0.016=158.74 0 -0.016（mm）,表3-5沖裁模初始間隙值,2.正拉深 正拉深的尺寸為90 0 -0.14mm （1）圓角半徑 拉深凹模的圓角半徑可按沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p164中經(jīng)驗公式確定： r=0.8（D-d）t =0.8159-901.0 6.65mm，取7mm。 一次拉深成型中，凸模的圓角半徑r p應(yīng)與工件的圓角半徑相等。但對于厚度小于6mm的材料，其數(shù)值不得小于2t。驗證r=2mm=2t，符合要求，不需要再加入整形工序，所以凸模的圓角半徑r p=2mm。 （2）間隙 拉深模的凸模及凹模的單邊間隙,由于正拉深采用了壓邊圈,這時間隙數(shù)值可以按沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p166中表5-19取值，取值為單邊間隙Z=(11.1)t取Z=1.05mm （3）拉深凸凹模工作部分尺寸的確定 由沖壓成形工藝與模設(shè)計（第二版）p166得拉深凹模尺寸 所以D d=（90-0.750.14）+0.035 0=89.895+0.035 0 拉深凸模尺寸按凹模實際尺寸配作，保證單面間隙為1.05mm。,七 沖壓設(shè)備的選擇 由于零件屬于中小型沖壓件，且需要拉深工序，所以沖壓設(shè)備類型初步選為開式壓力機。下面進行規(guī)格選擇。 1.壓力機噸位計算 F復(fù)合模=F落料+F正拉深+F壓邊=147356.4N+77570.6N+3235.0N=228162.0N=228.1620KN F反拉深模=F反拉深=59005.3N=59.0053KN F沖孔模=F沖孔=33346.8N=33.3468KN 但是，沖壓過程中最大作用力Pmax發(fā)生的時間很難與標定壓力機的名義壓力位置相重合。這時便不能單純地按最大作用力與壓力機名義壓力之間的關(guān)系來選擇設(shè)備的噸位，而應(yīng)該以保證壓力機全部行程范圍內(nèi)，為完成加工所需的滑塊作用力都不能超出壓力機允許壓力與行程關(guān)系的范圍為條件來選擇。由于沒有壓力機容許負荷曲線，所以參照參考書中壓力機噸位選擇中相關(guān)計算公式得： F總壓力=（0.50.6）F壓力機,因此壓力機計算壓力為： F復(fù)合模壓力機=F復(fù)合模（0.50.6）=228.1620(0.50.6) =(456.3380.2)KN F反拉深壓力機= F反拉深（0.50.6）=59.0053(0.50.6) =(118.098.3)KN F沖孔壓力機= F沖孔（0.50.6）=33.3468(0.50.6)=(66.755.6)KN 根據(jù)上述計算壓力，落料拉深復(fù)合模選定公稱壓力為630KN的壓力機，反拉深模選定公稱壓力為100KN的壓力機，沖孔模選定公稱壓力為63KN的壓力機。,2.滑塊行程 由沖壓成型工藝與模具設(shè)計（第二版）p8可知滑塊行程應(yīng)能保證毛坯的順利放進與零件取出。在沖裁時，壓力機并不需要太大的滑塊行程，滑塊行程只要比凹模與卸料板上板料的距離大（23）mm即可。在進行拉深時，行程一般取拉深件高度的（22.5）倍。 3.裝模高度 由沖壓成型工藝與模具設(shè)計（第二版）p9可知模具閉合高度的值應(yīng)小于壓力機連桿調(diào)節(jié)到最短距離時，由壓力機墊板上表面到滑塊底平面的距離，其關(guān)系為Hmax=Hm+5，式中Hm模具的閉合高度（mm）。 綜合以上要求，落料拉深復(fù)合模選擇的壓力機型號為JB23-63開式雙柱可傾式壓力機；反拉深模選擇的壓力機型號為J23-10開式雙柱可傾式壓力機；沖孔模選擇的壓力機型號為J23-6.3開式雙柱可傾式壓力機。,4.壓力機功率的核算 （1）計算壓力機的有效功 在根據(jù)沖壓力選擇壓力機后，還必須核算該項壓力機的功率（功）是否適合。壓力機的一個行程所產(chǎn)生的有效功Wp應(yīng)大于沖壓所需要的總變形功Wb及壓縮彈頂裝置所需的功W之和，即 WpWb+W 壓力機的功由飛輪的有效能量和電動機輸出的能量所組成。后者主要消耗在克服摩擦和床身彈性的能量等有害阻力以及恢復(fù)飛輪在沖壓后降低的速度上。在實際生產(chǎn)過程中，由于缺少具體數(shù)據(jù)，很難定量計算。根據(jù)壓力機型式標準行程壓力機行程數(shù)，試算得：壓力機行程數(shù) n=340P=340800=63.9(次min) 64(次min) 單行程有效功 Wp=0.14(P)=0.14(800)=3167.8(N.m),（2）每道沖壓工序有效沖壓功 落料沖壓功 W落料=F落料t=147356.40.001=147.4（N.m） 90mm拉深功W拉深=F正拉深h外=77570.60.034=2637.4（N.m） 47mm拉深功W反拉深=F反拉深h內(nèi)=59005.30.020=1180.1（N.m） 36mm孔沖壓功 W沖孔=F沖孔t=33346.80.001=33.3（N.m） 有效沖壓功Wb=W落料+W拉深+W反拉深+W沖孔=3998.2（N.m）,八 模具結(jié)構(gòu)選擇 （1）沖模結(jié)構(gòu)形式。由沖壓工藝分析可知，采用一套復(fù)合模，兩套單工序模。 （2）定位方式。因為該模具采用的是條料，控制條料送進方向采用導(dǎo)料銷，控制條料的送進步距采用固定擋料銷定距。 （3）卸料、出件方式的選擇。根據(jù)零件的形狀和工藝方案，沖裁后的工藝廢料留在條料上，不需采用卸料裝置。工件由于采用了兩道拉深工序，所以采用頂件器頂出。 （4）導(dǎo)向裝置的選擇。選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，該模架可用于沖壓較寬條料，送料及操作方便，可縱向或橫向送料。凹模周界范圍為250mm250mm。,九 落料拉深復(fù)合模主要零部件的設(shè)計 1.工作零件 a落料凹模尺寸 凹模設(shè)計時應(yīng)該考慮凹模強度，制造方法和加工精度等。 落料凹模采用凹模板，凹模刃口孔型采用階梯式，刃口的強度好，刃口尺寸不隨修磨刃口而增大。 查課本表3-24，表3-25，得系數(shù)k=0.2，送料方向的凹模刃壁到凹模邊緣的最小距離161，送料方向的凹模刃壁間的最大距離161mm，垂直于送料方向的凹模刃壁間的最大距離161mm。根據(jù)課本公式（3-13）（3-32）（3-33），得 凹模厚度H=sk=161x0.2=32.2mm 凹模寬度s+2s=137+2x40=217 凹模長度s+2s+137+2x40=217 根據(jù)計算得出的長寬厚尺寸與凹模板的標準進行對照，為使模具結(jié)構(gòu)合理，選用凹模板LBH=25025040。,根據(jù)模具的總體輪廓和結(jié)構(gòu)，初選緊固螺釘和銷釘，凹模需要淬火，凹模上螺釘孔和銷釘孔的主要參數(shù)如下： 螺孔中心到凹模外緣等距，孔中心到外緣的距離為 L=2d=212=24； 查課本表2-19，得銷孔中心到凹模外緣最小距離，??； 螺孔中心刃口邊緣及銷孔邊緣的距離，標準尺寸： s2d=24； 查課本表2-20，得凹模板、凸模固定板上螺孔之間中心距 Smin=60，Smax=115 b拉深凸模和凸凹模 拉深凸模的結(jié)構(gòu)采用典型圓凸模結(jié)構(gòu)，下端為工作部分，中間的圓柱部分用來與凸模固定板配合，最上端的臺肩用于固定并承受卸料力等，各部分的直徑尺寸根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定。,凸凹模的結(jié)構(gòu)也采用典型圓凸模的結(jié)構(gòu)，與拉深凸模相同。其中凸凹模的拉深部分根據(jù)模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計延伸。 由以上工作零件的刃口尺寸計算，可知拉深凸模與拉深凹模的圓角半徑均為5mm，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)及課本式（3-26），得 拉深凸模長度l=40+24-1=63mm 凸凹模長度l=24+36=60mm 凹模設(shè)計圖如圖1.0-8所示：由工作零件的刃口尺寸計算結(jié)果，可知 凸模的直徑都較大，凸模的剛度和強度 都足夠，可不用進行強度和剛度的校核。 圖1.0-8凹模,2.其他板類零件 根據(jù)經(jīng)驗，固定板的厚度取凹模厚度的0.60.8，所以H=400.8=32，查標準手冊，取固定板厚度H=24mm。 由以上計算，可知拉深凸模承受的總壓力Fz=F首次=33175.2N，凸模頭部端面直徑，根據(jù)課本公式（3-42），得凸模頭部端面直徑對模座的單位面積壓力查課本表3-34，可知，即拉深凸模與模座之間不需要加墊板。 對于凸凹模， 凸凹模與模座之間也不需要加墊板，但考慮到模柄的安裝，為了避免模柄對凸凹模的沖擊，應(yīng)該加上墊板。 根據(jù)凹模板的外形尺寸及以上計算，查標準手冊，選定上固定板，下固定板，墊板。,上固定板設(shè)計圖如圖1.0-9所示： 3.壓料裝置 根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)，該模具的壓料裝置援用 彈性壓料裝置，彈性元件為橡膠，這種壓料裝 置結(jié)構(gòu)簡單，在中小型壓力機上使用較為方便， 滿足模具使用的要求。壓料圈采用平面形，根 據(jù)零件及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計為圓形。頂桿參照部標， 選用B10130 QJ 717-82。 4.定位裝置 條料在送進過程中，采用導(dǎo)料銷控制送進方向， 采用固定擋料銷定位控制送進距離。選用1個擋 料銷和兩個導(dǎo)料銷固定在凹模上，查標準QJ702-82選取 圖1.0-9 的擋料銷，這種定位零件結(jié)構(gòu)簡單、制造、使用方便。,5.卸料裝置 根據(jù)排樣圖，為了使模具結(jié)構(gòu)簡單，廢料從凸凹模上卸下不需要卸料裝置。工件的推件動作由剛性推件裝置完成，根據(jù)工件形狀與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，由打桿、螺母、推板組成。參照標準手冊，打桿選用M16186 GB 2867.1-81，螺母選用M16 GB/T41-2000。圖1.0-10壓邊圈,6.模架及其零件 該模具主要完成落料-首次拉深工序，該工序件的結(jié)構(gòu)簡單，精度沒有嚴格要求，所以采用對此要求不高、送料及操作方便的后側(cè)式導(dǎo)柱模架。根據(jù)凹模板的外形尺寸，查手冊選取凹模周界， 的后側(cè)導(dǎo)柱模架。 中間導(dǎo)柱上模座 25025045 GB/T 2855.6 中間導(dǎo)柱下模座 25025055 GB/T 2855.6 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點選用壓入式模柄，與上模座采用H7/m6的過渡配合，并加銷釘防轉(zhuǎn)，模柄工作段的直徑與所選壓力機滑塊模柄孔直徑相一致。 模柄 A5045 GB/T2646.1 根據(jù)模架及模具的結(jié)構(gòu)特點選取導(dǎo)柱導(dǎo)套。 導(dǎo)柱 A35180 GB/T 2861.1 導(dǎo)套 A35H611543 GB/T 2861.1 根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)輪廓，查手冊選用螺釘、銷釘如下： 螺釘 M1265 GB70-76 M1670 GB70-76 銷釘 1280 GB119-86 1680 GB119-86,7.繪制落料拉深復(fù)合模裝配圖 模具裝配圖如圖1.0-11所示圖1.0-11落料拉深復(fù)合模,8.壓力機閉合高度的校核 由模具總裝圖可知，模具的閉合剛度。 查課本附錄5，可知壓力機的最大閉合高度，連桿調(diào)節(jié)長度，所以壓力機的最小閉合高度,墊板厚度,根據(jù)課本公式（2-1），得所以，可知所選壓力機合適。,結(jié)論（總結(jié)） 這次畢業(yè)設(shè)計所面臨的任務(wù)是帶輪，通過各種計算還有分析，最終決定的工藝方案是落料、正拉深、反拉深、沖孔。于是選擇了三套模具來完成：落料拉深復(fù)合模，反拉深模，沖孔模。 通過這次帶輪的設(shè)計，我又一次體會到了在模具設(shè)計時必須具有嚴謹?shù)膽B(tài)度和足夠的耐心。因為模具設(shè)計是一個特別繁瑣的過程，我們設(shè)計的每一個零部件都要滿足零件的加工要求，所以每一個數(shù)據(jù)都要準確，都要經(jīng)過反復(fù)的琢磨。雖然這是一次畢業(yè)設(shè)計，是學(xué)校對我們的一種檢驗，但是我們卻不能只是抱著完成任務(wù)的這種心態(tài)，覺得差不多就行了，而應(yīng)該盡全力把它做到最好。因為一旦我們畢業(yè)步入社會中就會面臨更大的壓力，我們設(shè)計的任何產(chǎn)品都要經(jīng)過社會的檢驗，不能出半點差錯，因此我們從現(xiàn)在開始就要培養(yǎng)這種心態(tài)。另外，這次課程設(shè)計又讓我將三年以來所學(xué)的知識復(fù)習(xí)鞏固了一下，同時又有了一定程度的提高。因此我相信以后只要我們認真對待每一件事，一定會有或大或小的收獲。,導(dǎo)師：李奇涵,李興興,