畢業(yè)設計（論文）護板沖壓工藝編制及模具設計

1、常州信息職業(yè)技術學院學生畢業(yè)設計（論文）報告系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 班 號： 模具095 學 生 姓 名： 學 生 學 號： 設計（論文）題目： 護板沖壓工藝編程與模具設計 指 導 教 師： 設 計 地 點： 常州信息職業(yè)技術學院 起 迄 日 期： 2011.9.202011.11.20 3畢業(yè)設計（論文）任務書專業(yè) 模具設計與制造 班級 模具095 姓名 陳貴春 一、課題名稱： 護板沖壓工藝編制及模具設計 二、主要技術指標： 1、要求制件表面無明顯毛刺，尺寸精度與形狀滿足制件圖紙要求， 彎曲圓角半徑0.5mm，材料厚度0.5mm 2、要求盡量采用一套模具完成 3、模具

2、可以裝在通用的沖壓設備上 4、要求8000字左右 三、工作內容和要求： 1、進行零件工藝分析，制定工藝方案 2、工藝尺寸計算，設備選擇，模具主要工作零件及其他零件設計 繪出全套裝配圖、零件圖 （不加工的標準件不畫） 3、對相關資料做整理、分析、研究和總結 4、完成論文電子稿。標題要簡明有概括性，目錄正確整齊，中、英文摘要和前言， 正文與參考文獻及目錄；排版格式及具體要求查看格式與要求。 四、主要參考文獻：_1 丁松聚.冷沖模技術m.北京：機械工業(yè)出版社，2002. 2 陳劍鶴.冷沖壓工藝與模具設計m.北京：機械工業(yè)出版社，2006. 3 涂光祺.沖模技術m.北京：機械工業(yè)出版社，2002. 4

3、 馮炳堯.模具設計與制造簡明手冊m.上海：上?？茖W技術出版社，1998. 學 生（簽名） 年 月 日 指 導 教師（簽名） 年 月 日 教研室主任（簽名） 年 月 日系 主 任（簽名） 年 月 日畢業(yè)設計（論文）開題報告設計（論文）題目護板沖壓工藝編制及模具設計一、 選題的背景和意義：選題背景：當今，隨著科技的飛速發(fā)展，汽車已經(jīng)深入到大多數(shù)家庭，尤其是太多的私家車，使得原本寬敞的道路變得擁擠了。越來越多的高速公路高架橋開始投入修筑。越來越多的汽車遍布大街小巷，一個很重要的問題就凸顯了出來，那就是安全問題與汽車的性能問題。為什么現(xiàn)在的汽車在經(jīng)歷了一些沖撞了以后，破損不是特別大，這個就是汽車護板起

4、到了舉足輕重的作用了。所以護板幾乎被所有汽車企業(yè)所接受并投入使用。 選題意義：護板在保護汽車方面起到了很大作用。它可以防止碎石彈射到引擎上引發(fā)故障，坡路起伏路段上可以保護發(fā)動機，再就是雨雪天氣防銹的了。裝個了還有個隔音的功能。保護油底殼、排氣管前部的軟節(jié)、減少沙土對各密封圈還有密封套的損壞。護板的應用在很多地方，比如說發(fā)動機護板，吉他護板，底盤護板護板的工藝編程與設計制作過程是融會多種知識的綜合實踐活動，能夠鍛煉和提高我們的知識應用能力及實踐創(chuàng)新能力。二、 課題研究的主要內容：1、沖裁彎曲工藝分析 7、凸凹模結構設計2、工藝方案確定 8、其他零件選擇3、排樣設計 9、模具閉合高度4、刃口尺寸計

5、算 10、模具工作說明5、沖壓力計算 11、裝配圖和零件圖6、壓力中心計算三、 主要研究（設計）方法論述：1、審圖擬定設計方案2、方案論證3、設計計算，確定零件尺寸 4、繪制裝配圖和零件圖5、綜合整理，完成畢業(yè)設計四、設計（論文）進度安排：時間（迄止日期）工 作 內 容2011.9.209.28收集分析整理資料，完成工作計劃和開題報告2011.9.2910.05擬定設計方案2011.10.0610.12設計計算，確定模具結構形式和零件尺寸2011.10.1310.18繪制裝配圖2011.10.1910.25繪制零件圖2011.10.2611.10修改整理成文2011.11.0711.17總結及

6、答辯五、指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日六、系部意見： 系主任簽名： 年 月 日目 錄摘要 10 引言 11 沖裁彎曲工藝分析22 工藝方案的分析與確定33 排樣設計 54 主要工藝計算65 沖壓力計算76 壓力中心計算97 零件刃口尺寸計算98 模具閉合高度 149 凸、凹模結構設計 1410 其他零件設計1911 模具材料選用19 結束語20 答謝辭20 參考文獻21 附錄22護板沖壓工藝編制及模具設計 模具095 陳貴春摘要：分析了護板的沖壓工藝性，介紹了護板級進模的總體結構與排樣方案，通過對護板模具的設計讓我們對模具的認識更深一層次，通過對護板模具的設計，讓我們更透徹了解其結

7、構與作用。實踐證明：該模具結構可靠，能保證產(chǎn)品質量，對此類零件的級進模設計有重要參考價值。關鍵詞：護板；級進模；排樣設計guard board of stamping process and mold design mould 095 chenguichunabstract: analysis of the guard plate stamping process, introduced the fender structure of progressive die and the layout design, through to the guard plate mold design le

8、t we die on the understanding of deeper level, the guard plate mold design, let us more thorough understanding of its structure and function. practice has proved that: the die structure is reliable, can guarantee the quality of products, to the kind of progressive die design is of great reference va

9、lue.key words: retaining plate; progressive die; layout design0.引言護板在保護汽車方面有很大作用。它可以防止碎石彈射到引擎上引發(fā)故障，坡路起伏路段上可以保護發(fā)動機，雨雪天氣也可以防銹，裝在汽車上還有隔音的功能。本文通過分析了護板的沖壓工藝性，介紹了護板級進模的總體結構與排樣方案，通過對護板模具的設計讓我們對模具有更深一層次的認識和間接，同時更加鞏固了我們對autocad等軟件的應用與拓展。通過對護板模具的設計，讓我們更透徹了解其結構與作用，為以后設計級進模具有重要參考價值。1. 沖裁彎曲工藝分析1.1工件的工藝分析（如圖1所示）

10、料厚0.5mm 材料08鋼 未注圓角r0.5圖1 工件圖1.1.1沖裁工藝分析1）審圖：該工件圖外形簡單，只需3次u型彎曲即可。 該工件圖尺寸標注齊全，有三次彎曲，未注圓角。該工件圖上未標注公差等級，所以采用經(jīng)濟精度，查表，取精度為it14級，沖裁加工簡單，表面平整，光滑，無毛刺。2）工件圖尺寸齊全，無精度要求，選用經(jīng)濟精度it14級，該沖件材料為08號優(yōu)質碳素結構鋼，材料狀態(tài)為已退火，抗剪強度為26060,抗拉強度為280420,伸長率為32%，屈服強度為200。該工件精度要求不高，所以可大批量生產(chǎn)。3）該工件圖上要切掉直徑為4的兩個孔廢料,距離料的邊寬度為7.5,據(jù)彎曲線距離比較遠,所以加

11、工過程中不會造成料的變形,所以綜上,該工件適于沖裁工藝加工。4）該工件圖上內部要切掉45，55的兩個廢料,料的邊寬度為36,據(jù)彎曲線距離比較遠,加工過程中不會造成料的變形,所以,該工件適于沖裁工藝加工。1.1.2彎曲工藝分析 1） 該沖件尺寸齊全,無精度要求,選經(jīng)濟精度it14級。2） 該工件材料為08號優(yōu)質碳素結構鋼，已退火，具有較好的抗剪，抗拉強度，沖件有兩處彎曲，兩頭為u型彎曲，由于彎曲的尺寸較小，因此，可以一步彎曲到規(guī)定尺寸。3） 該工件材料為08號優(yōu)質碳素結構鋼，已退火，具有較好的抗剪，抗拉強度，沖件有三處彎曲，可以看做是三次u型彎曲?？梢杂靡粋€大的彎曲凸模直接彎曲成形。4） 該工件

12、形狀對稱,適合采用對稱彎曲。5） 該工件表面光滑平整,無毛刺,不易斷裂,有較高的塑性,適于彎曲工藝加工。2.工藝方案分析與確定21 工序分析 該彎曲件結構簡單，分析滿足普通沖裁要求，可采取沖孔，切廢，落料，彎曲來完成。22 可行性工藝方案1）單工序工藝 即用落料、沖孔、彎曲三副模具分別完成三種工序。2）級進工藝 即沖孔、落料、彎曲三個工位。3）復合工藝 即采用一副復合模一次沖裁完成。分析比較：1）單工序工藝：模具結構簡單，制造成本較低，但制件內外形的位置精度難以得到保證，且所占用設備及工人較多，生產(chǎn)效率低。2）級進工序工藝：制件內外形位置精度較易得到保證，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，但模具

13、結構較復雜，制造成本較高。3）復合工序工藝：制件內外形位置精度高，生產(chǎn)效率高，但模具結構復雜，制造困難。2.3工藝方案確定 選擇方案2），因為該彎曲件需要沖裁和彎曲來完成，需要大批量生產(chǎn)，分析零件圖，尺寸也不大，采用級進模加工，能大大提高生產(chǎn)效率。2.4 模具結構初步確定確定沖壓工藝方案以后，應通過分析比較，選擇合理的模具結構型式，使它盡可能滿足以下要求：1） 能沖出符合技術要求的工件；2） 能提高生產(chǎn)效率；3） 模具制造和修模方便；4） 模具有足夠的壽命；5） 模具易于安裝調整，而且操作方便、安全。 該沖壓件采用沖孔落料連續(xù)沖壓的級進模。卸料方式為彈壓卸料，出件方式為廢料從凹模表面落下，工件

14、從凹模表面推出，送料方式為橫向自動送料，導向為滾動方式。在模具上裝頂桿、導正銷。模架選擇對角導向模架。2.5彎曲件展開尺寸計算（見圖2）1）展開尺寸計算：搭邊值確定,.工件間距離.沿邊2）料寬： = 圖2工件展開圖3.排樣設計3.1排樣分類該零件的形狀宜采用直對排無廢料排樣的排樣方案，以保證沖裁件的質量。如圖所示： 方案一：圖3 直排豎排有廢料排樣條料寬度尺寸的確定有側壓裝置：b=(l+2b)-無側壓裝置：b=(l+2b+c) 采用側刃：b=(l+1.5b+nf) 式中：l制件垂直于送料方向的基本尺寸； n側刃數(shù)； f側刃裁切寬度； 條料的寬度公差； b側面搭邊值； c送料保證間隙： b100

15、，c=0.51.0；b100，c=1.01.5。計算沖壓件毛坯面積：式中： a在送料方向，排樣圖中相鄰兩個制件對應點的距離()； b條料寬度()； s一個步距內制件的實際面積()； s0一個步距所需毛坯的面積()。進距： 一個步距的材料利用率： =方案二：圖4 直排橫排有廢料排樣計算沖壓件毛坯面積：條料寬度： 進距： 一個步距的材料利用率：= 經(jīng)比較方案一的利用率較高，二方案利用率相對較低，而且是大批量生產(chǎn)，采用級進模加工，尺寸不大，綜合來看，所以應該選擇方案一。3.2排樣圖（如圖5所示） 圖5 排樣圖4.主要工藝計算 4.1沖裁間隙的確定 凸模與凹模之間的沖裁間隙是沖裁過程的重要工藝參數(shù)。它

16、對沖裁件斷面質量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等都有較大的影響，因此確定沖裁間隙非常重要，但嚴格說來，不存在一個同時滿足所有理想要求的合理間隙值。一般沖裁間隙選取根據(jù)經(jīng)驗值來選用。電子、電器行業(yè)對制件斷面質量和尺寸精度要求較高，一般選用較小間隙值。查表模具設計與制造p70表2.3.3得zmin=32%0.5=0.16zmax=36%0.5=0.18故合理間隙值的取值范圍是0.160.18。 5.沖壓力的計算5.1沖裁力計算平刃口模具沖裁時，其理論沖裁力（）可按下式計算：式中： 沖裁力 系數(shù)（一般取1.3）沖裁件周長 材料厚度 材料抗剪強度但選擇設備時，考慮刃口磨損和材料厚度及力

17、學性能波動等因素，實際沖裁力可能增大，所以應取沖裁件周長材料厚度 =材料抗剪強度故 查下表得 表1卸料力、頂件力、推件力系數(shù)材料及厚度/鋼小于等于0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.05大于6.50.020.030.0250.03鋁、鋁合金0.0250.080.030.07紫銅、黃銅0.020.060.030.09卸料力、推件力、計算式為： 沖裁工藝總力 5.2彎曲力計算分析該工件，為了保持彎曲力的平衡，我們可以看做是三次u型彎曲，且在一個工位同時完成，

18、查書p113可得，=280420mpa,取=350mpau型件自由彎曲= k=，, =, 彎f總= f沖+f卸+f推+f總彎=116.49根據(jù)總沖壓力初選壓力機為 jc2316。（查壓力機規(guī)格表）,開式雙柱可傾壓力機，最大閉合高度 調節(jié)量：，在之間。6.壓力中心計算 沖裁模的壓力中心是指沖壓合力的作用點，由于該工件結構對稱，所以壓力中心在零件中心上。7.工作零件刃口尺寸計算 由零件圖可知，該零件屬于無特殊公差要求的一般沖孔、落料、彎曲模具。我們直接可以取公差精度為為it14級，取x=0.5，z=32%t=0.320.5=0.16, 為模具制造方便，采用配合加工的方法。1) 沖孔：沖孔時凸模為基

19、準，配置凹模，凸模磨損后刃口尺寸變小。如下圖所示。 圖1沖孔尺寸計算 =2 =0.25 =0.5 =() =()= 備注：凹模相應孔的尺寸按照凸模刃口尺寸進行配做，保證間隙在0.160.18mm之間。圖2沖孔尺寸計算=4 =0.3 =0.5 =() =()= 備注：凹模相應孔的尺寸按照凸模刃口尺寸進行配做，保證間隙在0.160.18mm之間。圖3沖孔尺寸計算 =8 =0.36 x=0.5 =() =()= 備注：凹模相應孔的尺寸按照凸模刃口尺寸進行配做，保證間隙在0.160.18mm之間。2) 落料：落料時以凹模為基準，配置凸模，凹模磨損后刃口尺寸變大。如下圖所示。 圖4切廢尺寸計算 =5 =

20、4 =2 =0.5 =0.30 =0.30=0.25 =0.25 =0.5 =()=() = =()=() =()=()= =()=()=備注：凸模相應切邊的尺寸按照凹模刃口尺寸進行配做，保證間隙在0.160.18mm之間。圖5切廢尺寸計算刃口尺寸同上所示。圖6切廢尺寸計算=26.2 =21 =8.2 =4.5 =0.52 =0.52 =0.36 =0.30 =()=() = =()=() = =()=() =()=() =備注：凸模相應切邊的尺寸按照凹模刃口尺寸進行配做，保證間隙在0.160.18mm之間。圖7切斷尺寸計算=36 =2.2 =0.62 =0.25=()=() =()=() =

21、備注：凸模相應切邊的尺寸按照凹模刃口尺寸進行配做，保證間隙在0.160.18mm之間。3) 彎曲：彎曲尺寸的刃口尺寸計算如下圖8彎曲尺寸計算 =18 =14 =0.43 =0.43 =(=() =(=() =8.閉合高度計算與沖壓機選擇8.1閉合高度 b= k=0.20 h=kb= c=2h= b=2c+b=。 b凹?？椎淖畲髮挾龋ǎ?。 k系數(shù)。查表取0.20 h凹模厚度，一般取1520c凹模壁厚，一般為2640取凹模板厚為。 查國家標準得: 。上墊板厚10 凸模固定板厚 18 卸料板厚16 上模座厚35 下模座厚40 凸模長51 凹模厚18 h=35+10+18+16+40+15+18=15

22、2 查開式可傾壓力機技術規(guī)格得：壓力機最大閉合高度為，閉合高度調節(jié)量即范圍140170，在其范圍內，合適。 8.2沖壓機選擇 根據(jù)總沖壓力f總=116.49，模具閉合高度，沖床工作臺尺寸等，并結合現(xiàn)有設備，選用js-16開式雙柱可傾沖床，起主要工藝參數(shù)如下： 公稱壓力：160 滑塊行程：55mm 最大封閉高度：170 最大裝模高度：2200 連桿調節(jié)量：55 工作臺尺寸（前后左右）：300450 模柄孔尺寸：4060 最大傾角： 9.凸、凹模結構設計9. 1沖裁凸凹模結構設計9.1.1凸模1）沖孔凸模(如下圖)：因小凸模在試沖過程中易斷，模具壽命不能滿足要求，采用臺階式凸模，把小凸模設計成臺階

23、式凸模形式，臺階凸模強度剛性較好，裝配方便，穩(wěn)定也好。 外徑：由前面刃口尺寸計算得：分別為2.125 4.15 8.18。凸模長度：l凸=18+15+16+2=51式中：h1凸模固定板厚度 h2橡膠厚度h2卸料板厚度t 陷入凹模的厚度 圖9沖孔凸模1 圖10沖孔凸模2圖11沖孔凸模32）切廢凸模： 圖12切廢凸模1圖13切廢凸模2圖14切廢凸模3 圖15切斷凸模3）彎曲凸模：圖12 彎曲凸模9.1.2凹模：凹模厚度：h=kb h=0.2078=15.6 取凹模厚度為18凹壁厚度： =2736實取凹模壁厚：32凹模板寬度 =83+232=147實取凹模長度=26.2 取=260則凹模輪廓尺寸為將

24、凹模板作成簿型形式并凹模刃口形式選擇：刃口強度較高，修模后刃口尺寸不變。 圖12凹模帶*凹模尺寸與對應的凸模尺寸配作。對稱的凹模刃口尺寸，只對單邊加*標注。9.2彎曲凸、凹模結構設計1）凸模圓角半徑：當工件r/t=0.5/0.5=/t,凸模圓角半徑=r=0.52）凹模圓角半徑：0.52, =(3-6) 取6=5t=60.5=33）彎曲u型件時，凸凹模間隙用調整壓力機閉合高度來控制。9.3定位零件、卸料、出件方式的選擇1）屬于送進導向的定位零件有導料銷、導料板、側壓板等；屬于送料定距的定位零件有用擋料銷、導正銷、側刃等；屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷、定位板等。選擇定位方式及定位零件時應根據(jù)

25、坯料形式、模具結構、沖件精度和生產(chǎn)率要求等。級進模常采用導正銷與擋料銷配合使用進行定位，擋料銷起粗定位作用，導正銷起精定位。因此擋料銷的位置必須保證導正銷在導正過程中條料少許活動的可能。導正銷只用于級進模。2）卸料與出件裝置作用是當沖模完成一次沖壓后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料、彈性卸料。固定卸料裝置僅由固定卸料板構成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸料裝置可安裝于上模或下模，依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用

26、，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件，故選擇彈性卸料裝置。3）出件裝置的作用是從凹模內卸下沖件或廢料。我們通常把裝在上模內的出件裝置稱為推件裝置；把裝在下模內的稱為頂件裝置。綜合考慮該模具的結構和使用方便，以及工件料厚為0.5，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級進模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。10.其它模具零件結構尺寸列表根據(jù)正裝式級進模：凹模板尺寸并查標準jb/t-6743.1-94，確定其它模具模板尺寸列于下表：表2 模具零件結構尺寸序號名稱長寬高材料數(shù)量1墊板12凹模板cr123卸料板4凸模固定板11.模具材料的選用1）冷沖模用鋼應具有的力學性

27、能：應具有較高的變形抗力；應具有較高的斷裂抗力；應具有較高的耐磨性及抗疲勞性能；應具有較高的冷熱加工工藝性。2）冷沖模零件材料選用原則：要選擇能滿足模具工作要求的最佳綜合性能的材料；要針對模具失效形式選用鋼材；要根據(jù)制品的批量大小，以最低成本的選材原則選材；要根據(jù)沖模零件的作用選擇材料；要根據(jù)沖模精度程度選擇鋼材。 綜合各種材料進行比較及材料的用途查下表可選擇為冷沖模工作零件所用的鋼材。表3 冷沖模工作零件材料的選用零件名稱使用條件選用材料 凸模，凹模形狀簡單，沖裁材料厚度小于等于3，中小批量生產(chǎn)的沖裁。cr12選擇說明：在選擇沖裁凸模、凹模材料時，應根據(jù)模具的工作條件和失效特點，量材而用。如形狀簡單、尺寸較小、受力較小的凸、凹模，只需要熱處理工藝適當。性能可以滿足使用，生產(chǎn)批量不大時，可選用碳素工具鋼，這樣可以降低成本；反之，就應該選用變形較小，耐磨性高的合金工具鋼。對于大、中型沖裁模，其材料成本是模具總成本10%18%左右，故應選用變形小、耐磨性高的合金工具鋼較適宜。結束語 護板沖裁彎曲模設計，較全面地介紹了沖壓彎曲模成形技術的概念、原理、工藝流程、工藝技術特點及主要應用領域，熟悉了模具的加工方法。經(jīng)過不斷的修改和整理，完成了設計，在這個完善的過程中學