订书机卡扣说明书

第1章绪论【冲压技术的现状】冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20世纪初，美 国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展。研究工作基 本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起 皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分 析与控制。但在20世纪的大部分时间里，对冲压技术的掌握基本上 是经验型的。分析工具是经典的成形力学理论，能求解的问题十分有 限。研究的重点是板材冲压性能及成形力学，60年代是冲压技术发 展的重要时期，各种新的成形技术相继出现。尤其是成形极限图（FLD ）的提出，推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制 的协调发展，成为冲压技术发展史上的一个里程碑。随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成 形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高 新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息 技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压 成形技术的形成和发展。工业发达国家对冷冲压生产工工艺的发展是很重视的.不少国家（如美 国、日本等）模具工业产值己超过机床工业。从这些国家钢材构成可 以看出冷冲压的发展趋势。钢带和钢板占全部品种的67%，充分说明 冲压这种加工方法己成为现代工业生产的重要手段和发展方向。二【冲压技术的发展趋势】随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已 经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模 具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量 一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生 存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步 视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并 陆续开始使用UG、PRO/E ngineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用 软件，个别厂家还引进了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复 杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周 期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向 发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信 息化、经营国际化的方向发展。三【复合模的特点和概况】复合模是冲压模具的一种，它在提高生产效率、降低成本、提高 质量和实现冲压自动化有非常重要的意义。复合模可对一些形状十分 复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深、成形加工。对大批量生产的冲 压零件尤其应该选用复合模。它的特点是：冲压生产效率高；操作安 全；冲件质量高；模具寿命长；冲压生产总成本较低四【国内模具CAD技术的未来】计算机辅助设计制造(CAD/CAM)系统是利用计算机进行数字和图 形信息处理，以实现产品设计、造型和数控加工的自动编程软件，具 有知识密集、综合性强、初始投入大的特点。它的普及应用将使产品 设计制造和生产的传统模式发生深刻的变化，从而带动制造业技术的 快速发展。在我国，CAD/CAM研究普遍存在着科研水平较高，商品化程度 低的特点，很多科研成果不能及时转换为生产力，这样，长期以来进 口软件便成为唯一的选择。许多企业上了 CAD/CAM项目，有的投资额 高达数百万元，购置了当时较为先进的工作站、小型机系统，但现在 绝大多数都已束之高阁，造成了大量人力、物力的浪费。究其原因： 一是国外CAD/CAM软件和工作站等硬件产品价格昂贵，动辄几万、几 十万美金，给企业造成沉重的经济负担；二是软硬件操作复杂，不但 要求使用者具有较高的数控加工经验，而且要求具有较高的计算机水 平和英语基础，这样的人才十分难得且培训周期长，这些因素使得 CAD/CAM技术成为国内制造企业的一块心病。近年来，情况有了转机。随着改革开放的深入，沿海和内地的一 些地区经济活动日益活跃，特别是广东沿海和江南地区产生了一大批 中、小型制造企业。由于面对激烈的市场竞争，产品生命周期不断缩 短，多品种、小批量生产比例增加，如何缩短产品的设计、制造周期 成为这些企业生存的关键。这一批中小型制造企业迫切要求配备功能 完备、价格廉宜、学习 简便和技术支持良好的CAD/CAM软件，形成了强大的市场需求。看 来，继国产绘图软件全面占领市场之后，高品质、低价位、自主版权 的CAD/CAM软件即将大行其道。第2章 订书机卡扣冲压工艺设计2.订书机卡扣零件工艺分析图1所示订书机卡扣外形较复杂，材料为不锈钢，厚度1. 0 mm, 生产批量为50万次。订书机卡扣成形工艺包括冲裁、弯曲等工序， 此外，制件上表面不得有划痕，截断面不得有毛刺，未注尺寸公差为I T12。U形1次弯曲成形较容易，经可行性分析，一个复合模具加一个成 型模具次弯曲成形，且每步弯曲回弹必须严格控制。经计算，材料在垂直于 纤维方向弯曲半径均大于08 F钢最小弯曲半径，满足成形要求，但 裁料时，要注意考虑纤维方向，尽量采取弯曲方向与材料毛刺方向一 致的弯曲方式，减小毛刺对制件弯曲质量的影响。05轴1fe / 7 Xi1 Lt J11 1.35. 订书机卡扣经初步计算，模具工作过程：挡料销定位，当冲床滑块下行带动 上模座使模具闭合时，凸凹模将料挤入凹模完成落料同时冲头将料挤 入凸凹模完成冲孔然后冲床滑块上升推料块将凹模的产品推出凹模。 弯曲凸模进入弯曲凹模,然后冲床滑块上升推料块将产品从凹模中推 出凹模，完成产品的全部工序。复合模具采用弹性卸料板。弯曲回弹 的控制：控制弯曲回弹的方法常用补偿法及镦压法。补偿法是在模具 相应位置开出一定斜度，使工件出模后正好符合规定的角度。镦压法 是镦压工件弯曲带，改变其应力、应变状态，达到控制弯曲回弹的目 的。在该工件上，90°直角弯曲利用镦压法可达到控卡扣是一种比较常见的零件，也是多数机械设备中的必要零件， 其外形各异，形状复杂，但实际使用目的基本一致，使用数量也较 多，成形工艺包括冲裁、弯曲、切边等，由于其工序较多、生产周期 长、材料消耗多、效率低、成本高，不能较好地适应生产发展的需 要。2.2卡扣复合模具排样方案设计为降低制造成本，保证条料送进刚性和稳定性，减模具工作面积， 模具发生故障及返修率，卡扣采用单排横排排列。U形弯曲需经90° 弯曲完成。2.3卡扣复合模总体结构设计卡扣模结构见图3。模具工作过程:采用浮沉销作为挡料装置，当 冲床滑块下行带动上模座使模具闭合时，凸凹模具将料挤入凹模，冲 头将料挤入凸凹模完整整个落料 °4 2.4弯曲回弹的控制I 控制弯曲回弹的方法常用补偿法及镦压法。补偿法是在模具相应 位置开出一定斜度，使工件出模后正好符合规定的角度。镦压法是镦 压工件弯曲带，改变其应力、应变状态，达到控制弯曲回弹的目的。 在该工件上，90°直角弯曲利用镦压法可达到控卡扣是一种比较常见的零件，也是多数机械设备中的必要零件， 其外形各异，形状复杂，但实际使用目的基本一致，使用数量也较多，成形工艺包括冲裁、弯曲、翻边等，由于其工序较多、生产周期 长、材料消耗多、效率低、成本高，不能较好地适应生产发展的需 要。第3章卡扣展开图计算与分析弯曲件的毛坯长度的计算由于此为r>0.5t的弯曲件，这类变薄不严重而且断面畸变教轻, 可以按应变中性层长度等于毛坯长度的原则来计算，即(3-1)(3-2)当零件的弯曲角为90°时，则毛坯的展开长度为L = l + l +（r + xt ）1 2 2 0式中x 应变中性层位移系数; 0r 一弯曲半径（mm）;t 一料厚（mm）;1 制件各直线段长度（i=l、2、3； mm）; iL毛坯的展开长度（mm）;由文献查表3-1得，当r/t=1.0时，x 0=0.42，则由式(3-2)得,L = 18 + 18 + 21 +(1 + 0.42 x 0.5 ) = 58.89 mm1 2L = 58.9 + 3.6 = 62.5 mm总第4章 订书机卡扣工艺设计4.1排样设计排样是指冲裁件在条料上的布置方法。合理的排样及选择适当的 搭边值，是降低成本和保证工件质量及模具寿命的有效措施。为保证 冲裁件的质量及较高的模具寿命，应采用工件周边都留有搭边，这样 还可以使条料具有一定的刚度，便于送料。4.2搭边、条料宽度、步距的计算4.2.1确定搭边搭边指的是排样中相邻工件之间的余料或工件与条料边缘间的余 料。合理选择适当的搭边值是降低成本和保证工件质量及模具寿命的 有效措施。搭边的作用是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、 送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺废品。此外，还应 保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而提高制件 质量，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模 具寿命和工件断面质量。搭边值要合理确定。搭边值过大，材料利用率低。搭边值小，材 料利用率虽高。但过小时就不能发挥搭边的作用，在冲裁过程中会被 拉断，造成送料困难，使工件产生毛刺，有时还会被拉入凸模和凹模 间隙，损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值过小，会使作用在凸模 侧表面上的法向应力沿着落料毛坯周长的分布不均匀，引起模具刃口 的磨损。为避免这一现象，搭边的最小宽度大约取为毛坯的厚度，使 之大于塑变区的宽度。所以经上述分析，查文献1表2-13,得 到工件间的搭边a = 1.5mm ,侧面搭边a =1.3mm。4.2.2确定条料宽度1条料宽度的确定原则是：最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有 足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送 进，并与导料板之间有一定的间隙。因此，在确定条料宽度时必须考 虑到模具的结构中是否采用侧压装置和侧刃，根据不同结构分别进行 计算。由文献1当条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条 料宽度按下式计算：B 0= D + 2（a +） + b 0（4-1）-口10 -0.5式中B一条料标称宽度（mm）；D一工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）; a 一侧搭边（mm）;1一条料宽度的公差（mm）;b 0 一条料与导料板间的间隙（mm ）； 查文献1 表 2-14，得=0.5mm;T D = 62.5 mm ; a = 2.0mm ;1: B 0= 62.5+ 2X（1.3+0.5） +0.5 0-0.5=66.6 0-0.5所以条料宽度为66.6mm。4.3材料利用率与压力中心的计算4.3.1材料利用率的计算冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目 的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的 利用率。由文献1其计算公式如下：一个进距内的材料利用率耳为nA耳二X100%（4-4）Bh式（4-4）中人一冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm2 ）;n个进距内冲件数目；B一条料宽度（mm）;h一进距（mm）;得 耳二 lx I6%8 % ioo%=76.8%76.2 x 29所以一个进距内的材料利用率为76.8%4.5.2压力中心的计算冲压力合力的作用点称为压力中心。为了保证压力机和冲模正常 平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合，对于带 模柄的中小型冲模就要使压力中心与模柄轴心线重合。否则冲裁过程 中压力机滑块和冲模会承受偏