座椅座板沖壓畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產靠模具與設備完成加工過程，所 以它的生產率高，而且由于操作簡便，也便于實現機械化和自動化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。 沖壓產品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩定，一般不需要再經過機械加工便可以使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節能，而且節約材料。沖壓產品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產品質量好而且成本低的加工工藝。用它生產的產品一般還具有重量輕且剛性 好的特點。 沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產品以及航空、航天和兵工等的生產方面占據十分重要的地位?，F代各種先進工業化國家的沖壓生產都是十分發達的。在我國的現代化建設進程中，沖壓生產占有重要的地位。 當今，隨著科學技術的發展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發展，這些革 8 新和發展主要表現在以下幾個方面： （ 1）工藝分析計算方法的現代化 （ 2）模具設計及制造技術的現代化 （ 3）沖壓生產的機械化和自動化 （ 4）新的成型工藝以及技術的出現 （ 5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果 。 畢業設計的意義與目的 畢業設計是一種綜合性的訓練，也是一個重要的專業實訓環節，它綜合性強，應用知識面寬。隨著社會主義市場經濟的不斷發展，工業產品增多，產品更新換代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應用在各行各業之中。模具是現代化工業生產的重要工藝裝備。在國民經濟的各個工業部門都越來越多地依靠模具來進行生產加工。模具已成為國民經濟的基礎工業。模具已成為當代工業的重要手段和工藝發展方向之一?，F代工業產品的品種和生產效益的提高，在很大程度上取決于模具的發展和技術經濟水平。 為了更進一步加強我 們的設計能力，鞏固所學的專業知識，在畢業之際，特安排了此次的畢業設計。畢業計也是我們專業在學完基礎理論課，技術基礎課和專業課的基礎上，所設置的一個重要的實踐性教學環節。 本次設計的目的： 一、綜合運用本專業所學的理論與生產實際知識，進行一次沖壓模設計的實際訓練，從而提高我們獨立工作能力。 二、鞏固復習三年以來所學的各門學科的知識，以致能融貫通，進一步了解從模具設計到模具制造整個工藝流程。 三、掌握模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規范等。 由于本人設計水平有限，經驗不足，錯誤難 免，敬請老師批評、指導，不勝感激。 9 2 本課題 沖 壓 件的工藝性分析 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內在性能對沖壓成品的質量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷 、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質量和高的合格率。 模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和發展簡易模具 (供小批量生產 )、復合模、多工位級進模 (供大量生產 )，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產準 備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產。 沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產率的自動沖壓生產線。 在每分鐘生產數十、數百件沖壓件的情況下，在短暫時間內完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發生人身、設備和質量事故。因此，沖壓中的安全生產是一個非常重要的問題。 沖裁 件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質量、模具壽命和生產效率有很大的影響。 10 沖裁件的結構工藝性 沖裁件的形狀 圖 零件如圖 21 所示， 此制件 為 座椅座板 ，其 形狀較簡單，且對稱，有圓角過渡，便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現象， 所選材料為 08AL，此材料為 優質碳 素結構鋼 ，力學性能，抗拉強度為 330450Mpa，抗剪強度為260360Mpa，具有較好的沖裁性能。 沖裁件的尺寸精度 沖裁件的精度主要以其尺寸 精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標來衡量，根據零件的尺寸 及公差，可以判斷屬于尺寸精度為 IT12— IT14 的經濟級普通沖 壓 。 11 3 制件沖壓工藝方案的確定 沖壓工序的組合 沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖裁和連續沖裁。 沖裁方式根據下列因素確定： 根據生產批量來確定 對于年產量需求 100 萬件的 該產品來說，采用復合?；蜻B續 模較合適。 根據沖裁件尺寸和精度等級來確定 復合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續沖裁比復合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。 根據對沖裁件尺寸形狀的適應性來確定 該產品 的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產效率低，因此常采用復合沖裁或連續沖裁。 根據模具制造安裝調整的難易和成本的高低來確定 , 對復雜形狀的沖裁件來說，采用復合沖裁比采用連續沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調整較容易，且成本較低。 綜上所述分析，在滿足沖裁件質量與生產率的要求下，選擇 復合沖裁和單工序模結合的 沖裁方式，其模具壽命 較長，生產率高，操作較方便和工作安全性高。 12 4 制件排樣圖的設計及材料利用率的計算 產品工序分為落料， 翻邊，彎曲，沖孔，翻孔等工序，計算 毛坯展開尺寸，通常 是將工序反過來計算。 根據應變中性層在板料彎曲前后長度保持不變的特性，可將其作為確定彎曲件毛坯長度的依據。板料在塑性彎曲時，中性層的曲率半徑的位置同彎曲變形程序有關，當其變形程度較?。?r/t5）時，應變中性層與彎曲毛坯斷面中心的軌跡相重合，即 =r+t/2，但當變形彎曲程度較大（ r/t5）時，因變形區內應力、應變為立 體狀態，中性層發生了內移。相對彎曲半徑 (r/t)愈小，中型層內移量愈大，且不是圓弧形狀而類似拋物線形狀，同時板料變薄也愈顯著。這時，應變中型層的位置，可以按彎曲前后體積不變條件確定。 根據以上原理，計算中型層尺寸 D= 產品翻邊時，材料流動類似彎曲 ，展開尺寸及圖紙如 圖 41，此尺寸目前是待定，在實際生產時需調節。 圖 13 排樣時需考慮如下原則： 提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當改變沖件的形狀） 合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且 安全。 模具結構簡單、壽命長。 保證沖件的質量和沖件對板料纖維方向的要求。 搭邊與料寬 1．搭邊 排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補償補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。 搭邊值要合理確定，值過大，材料利用率低；值過小，搭邊的強度與剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區的寬度，一般可取等于材料的厚度。 搭邊值的大 小還與材料的力學性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關。搭邊值一般由經驗確定，根據所給材料厚度 δ=，確定搭邊工作間 a1 為 , a 為 。具體可見排樣圖 42。 14 圖 2．送料步距和條料寬度的確定 （ 1） 送料步距 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距。每次只沖一個零件的步距 S 的計算公式為 S=D+a1 (1) S= 式中 D—— 平行于送料方向的沖裁寬度； a1—— 沖裁之間的搭邊值。 （ 2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙。 當用孔定距時，可按下式計算 條料寬度 BΔ=(Dmax+2a)Δ (2) =(204+2 ) = mm 式中 B— — 條料的寬度（ mm）； Dmax—— 沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（ mm）； a—— 側搭邊值； Δ—— 條料寬度的單向（負向）公差； 15 剪切條料寬度偏差 Δ=, 因此 B= 。 導料板間距離： B0=B+Cmin=209+= mm Cmin—— 條料與導料板間的最小間隙。 材料利用率的計算 一個步距內的材料利用率 η為 η=nF/Bs 100% （ 3） η=1 144 100%=% 式中 F—— 一個步距內沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）； n—— 一個步距內沖裁件數目； B—— 條料寬度（ mm）； s—— 步距； 16 5 確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 落料 沖孔 模 落料力計算 F=KLδτ (51) F= 360= =535KN 式中 F—— 沖裁力（ N）； L—— 沖裁件周邊長度（ mm）； τ —— 材料 抗剪強度（ MPa）； δ —— 材料厚度； (mm) K—— 系數，通常 K=； 沖孔力計算 F=nKLδτ (52) F=1 （ +178++2 ） 360= N = F 卸 =K 卸 F (53) =（ 535+） = KN F 頂 =K 頂 F (54) =（ 535+） = KN 式中 F—— 沖裁力； F 卸、 F 頂 —— 分別為卸料系數和頂件系數 綜上所述，總的 落料 沖孔 力為 F 總 =535+++= 翻邊彎曲 力的計算 翻邊力一般不大，可按以下公式近似計算 P=*Ltσ 其中 P—— 翻邊力（ N）； L—— 翻邊外 周長 （ mm）； t—— 材料厚度（ mm）； 17 σ —— 材料屈服極限； (MPa) 計算 P= 360= 脹形力的計算，暫時還沒有具體的計算公式，這里可以把脹形看成淺拉深，具體的拉深力的計算方法如下： 一般采用經驗計算方法，經驗公式建立的基點是，拉伸力的數值略小于拉伸件危險斷面的斷裂力；斷裂與拉伸力的比值用系數 K 表示； K 值的大小取決于拉伸件的形狀及變形方式。其數值由實驗確定。 拉伸力可按下式計算 P=LK1tδ (52) F= （ +） 360= N = 式中 F—— 拉伸力（ N）； L—— 拉伸 周長 （ mm）； τ —— 材料抗剪強度（ MPa）； t—— 材料厚度； (mm) K—— 修正系數（查表可得）， K=； 卸料力： F3=k 卸 F （查《冷沖壓工藝與模具設計》得： k 卸 =～ ） F3=（ +） = 綜上所述，總的 翻邊成型 力為 F 總 =