订书机卡扣说明书

1、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

2、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

3、、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

4、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

5、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，

6、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。

7、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r0.5t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

8、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

9、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

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