沖孔落料級進模設(shè)計(共33頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄 專心-專注-專業(yè)客車車門墊板級進模設(shè)計學(xué) 生：李燦指導(dǎo)老師：周光永(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長沙 )摘 要：該論文是對客車車門墊板零件沖孔、落料的級進模設(shè)計。進行零件的形狀、尺寸、精度工藝分析，確定合理的工藝方案，確定工序數(shù)目。確定毛坯尺寸，合理排樣，繪制排樣圖。計算沖孔力、切斷力、卸料力、推件力、總沖壓力，確定壓力中心。計算主要結(jié)構(gòu)零件的尺寸。確定凸、凹模結(jié)構(gòu)，并繪制零件圖，設(shè)計定位零件，壓料、卸料零部件。設(shè)計固定零件，選擇其他標準件。最后用CAD和pro-e分別畫出二維與三維裝配圖，三維圖并生成爆炸圖。關(guān)鍵詞：客車車門墊板；落料；沖孔；級進模； The Prog

2、ressive Die Design of Passenger Car Door PlateStudent:LicanTutor:Zhouguangyong(College of engineering and technology, Hunan Agricultural University, Changsha , China)Abstract: This article was the progressive die design of passenger car door plate for punching and blanking. Analyzed Parts of shape,

3、size, and precision process, determined the reasonable process scheme and the number of processes. Determined the size of blank and reasonable layout, drew layout. Calculated punching force, cutting force, stripping force, pushing force, and total punching pressure, determined the center of pressure

4、. Calculated the main structure size of parts. Determined structure of convex and concave die, and drew the drawing of parts, designed positioning parts, pressing parts, unloading parts. Designed Fixed parts, selected other standard parts. Finally, used CAD and Pro-E to draw 2D and 3D assembling dra

5、wings, and generated .Key words: The passenger door plate; Blanking; Punching; Progressive die;1 前沿模具工業(yè)作為一種新興工業(yè)，它有節(jié)約原材料、節(jié)約能源、較高的生產(chǎn)效率，以及保證較高的加工精度等特點，在國民經(jīng)濟中越來越重要。模具技術(shù)成為衡量一個國家制造水平的重要依據(jù)之一，其中沖裁模具在模具工業(yè)中占有舉足輕重的地位。沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。沖壓利用沖壓模具對板料進行加工。常溫下進行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。因此冷沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位：是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，同時也是工業(yè)生

6、產(chǎn)的主要工藝裝備。所以模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價的軋制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產(chǎn)中不需要加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，是其它加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平地提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。一般采用壓力機進行零件加工，一臺普通壓力機每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，而高速壓力機的生產(chǎn)效率已達到每

7、分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計，飛機、汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表等產(chǎn)品，有60左右的零件是利用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機、電冰箱及電風(fēng)扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，90左右的零件是利用模具生產(chǎn)出來的；至于日常生活所用的五金、餐具等的大批量生產(chǎn)基本上也是靠模具來進行生產(chǎn)的。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的作用和地位正日趨上升。1.1 模具在國民經(jīng)濟中的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是國

8、際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的關(guān)于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，將模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車

9、，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經(jīng)濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價值為1

10、000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義。1.2 各種模具的分類和占有量模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。1）沖模：

11、沖模是對金屬板材進行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機用鍛模，水壓機用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機用鍛模，輥鍛機用鍛模，楔橫軋機用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑

12、料模約占模具總數(shù)的35，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6。5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。模具所涉及的工藝繁多，包括機械設(shè)計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。1.3 我國模具工業(yè)的

13、現(xiàn)狀自20世紀80年代以來，我國的經(jīng)濟逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20世紀90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達到245億元人民幣，2000年增至260270億元人民幣。今后預(yù)計每年仍會以1015的速度快速增長。目前，我國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)

14、和私營企業(yè)多達數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50（中國臺灣：40），塑料模具約占33（中國臺灣：48），壓鑄模具約占6（中國臺灣：5），其他各類模具約占11（中國臺灣：7）。中國臺灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（19611981），

15、成長期（19811991），成熟期（19912001）三個階段。萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進。由于紡織，電子，電氣，電機和機械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。1981年1991年是臺灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟。隨著民生工業(yè)，機械五金業(yè)，汽機車

16、及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計算機輔助模具設(shè)計和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時間相當早。成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級，朝向開發(fā)高附加值與進口依賴高的模具。1997年11月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實力，獲得世界模具協(xié)會（ISTMA）認同獲準入會，正式成為世界模具協(xié)會會員，。整體而言，臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段

17、的發(fā)展，隨著機械性能，加工技術(shù)，檢測能力的提升，以及計算機輔助設(shè)計，臺灣模具廠商供應(yīng)對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機車運輸工具業(yè)，提升到計算機與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。1.4 我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(gòu)和大專院校也開展

18、了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。2）加強

19、模具標準件的應(yīng)用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標準件的應(yīng)用必將日漸廣泛。3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計制造水平。4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。2 沖壓模具三維CAD設(shè)計三維CAD技術(shù)的出現(xiàn)，使零件設(shè)計及模具結(jié)構(gòu)的

20、設(shè)計可以直接在非常直觀的三維環(huán)境下進行，模具設(shè)計完成后，可直接根據(jù)投影關(guān)系自動生成工程圖，徹底解決了傳統(tǒng)二維設(shè)計的弊端。目前，三維CAD技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于模具的設(shè)計，縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期和產(chǎn)品的更新周期，使得開發(fā)新產(chǎn)品達到“高質(zhì)量、低成本、上市快”的目標成為可能。下面我將應(yīng)用PRO-E軟件進行如圖2.1所示的沖孔落料級進模的三維CAD設(shè)計。圖2.1 沖孔落料級進模裝配圖Fig. 2.1 Assembling drawing of progressive die for punching and blanking2.1 工件的三維CAD設(shè)計客車車門墊板工程圖如圖所示2.2所示，它的實體圖如圖2

21、.3所示： 圖2.2 客車車門工程圖 Fig. 2.2 Engineering drawing of passenger car door 圖2.3 客車車門實體圖 Fig. 2.3 Entitative graph of passenger car door2.2 工藝結(jié)構(gòu)零件的三維CAD設(shè)計 此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設(shè)計圖紙等.請聯(lián)系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！該論文已經(jīng)通過答辯圖2.5 沖孔凸模Fig.2.5 Punching die圖2.6 切斷凸模Fig.2.6 Convex die of cutting圖2.7 凹模Fig.

22、2.7 Concave die2.2.2 定位零件的三維CAD設(shè)計定位零件的三維CAD設(shè)計，定位零件就是一個其控制條料送進距離和保證送進方向的定位銷。是標準件GB119-86，定位銷12，其零件實體如圖2.8：圖2.8定位銷Fig.2.8 Locating pin2.2.3 卸料件的三維CAD設(shè)計卸料零部件包括彈壓卸料板和卸料橡膠。卸料板具有卸料和壓料的雙重作用。卸料板的設(shè)計在已經(jīng)設(shè)計出零件的基礎(chǔ)上得出具體尺寸。下圖2.9為卸料板的三維實體圖：圖2.9卸料板Fig. 2.9 Stripper 2.3 輔助結(jié)構(gòu)零件的三維CAD設(shè)計2.3.1 導(dǎo)向零件的三維CAD設(shè)計首先是導(dǎo)向零件的三維CAD設(shè)計

23、，對于生產(chǎn)批量大，要求模具壽命高，工件精度較高的冷沖壓模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上下模的精確導(dǎo)向。它們是標準零件，導(dǎo)柱GB2861.1-81、導(dǎo)套GB2861.6-81。標準件號為：導(dǎo)柱A32h5220，導(dǎo)套A32H675。它們的實體圖如圖2.10所示：圖2.10導(dǎo)柱和導(dǎo)套Fig. 2.10 Guide pillar and guide bushing2.3.2 固定零件的三維CAD設(shè)計接下來是固定零件的三維CAD設(shè)計，包括上下模座三維CAD設(shè)計和模柄三維CAD設(shè)計。上下模座已有國家標準，分別為GB2855.5-81、GB2855.6-81。標準件號為：上模座61031065、下模座610

24、31075。它們的具體結(jié)構(gòu)根據(jù)出料方式和已設(shè)計出的具體零部件進行設(shè)計修改。實體圖如圖2.11所示：圖2.11上模座和下模座Fig. 2.11 The base of upper die and the base of lower die模柄的作用是將模具的上模座固定在壓力機的滑塊上，按GB2862.3-81標準選取，它的實體圖如圖2.12所示：圖2.12模柄Fig. 2.12 Shank of die2.3.3 緊固零件及其他零件三維CAD設(shè)計最后是緊固及其他零件的三維CAD設(shè)計，螺釘與銷釘是用于模具零部件進行固定于定位的元件。通常兩者選用相同的直徑，按標準選取。螺釘選用內(nèi)六角形為宜，設(shè)計時，

25、應(yīng)不少于3個螺釘，擰入被連接件的深度：鑄鐵為2d；鋼為1.5d(d為螺釘直徑)，標準為：GB70-85。銷釘設(shè)計為2個，壓入連接件與被連接件的深度為直徑的2倍，標準為：GB119-86，連接件的銷釘孔應(yīng)同時鉆、鉸；卸料螺釘標準為GB2867.5-81，標準為M12120。螺紋用修飾命令表示。它們的實體圖如圖2.13所示： 圖2.13緊固零件實體Fig. 2.13 Entity of fastenings根據(jù)沖裁模具在沖裁過程中的功能需要，還需要設(shè)計出墊板、凸模固定板以及擋鐵。其具體尺寸也是根據(jù)已經(jīng)設(shè)計出和選好的一些零部件，配合其具體要求設(shè)計出具體尺寸結(jié)構(gòu)。具體實體圖如圖2.14、2.15、2.

26、16所示：圖2.14墊板Fig. 2.14 Plate圖2.15凸模固定板Fig. 2.15 Fixed plate of punching die圖2.16 擋鐵Fig. 2.16 Iron for stopping2.4 沖孔落料模的裝配過程三維CAD設(shè)計裝配過程即是PRO-E的組件功能，它能將之前所有的零部件全都整合到一個界面，可根據(jù)設(shè)計人員的需要進行不同零部件之間的裝配與組合。最后組裝成為一個完整的模具。圖2.17為沖孔落料模的裝配過程：（a） 插入模柄 （b）插入導(dǎo)柱導(dǎo)套 （c）插入下模座 （d）插入凹模 （e）插入卸料板 （f）插入墊板 （g）插入凸模固定板 （h）插入沖孔凸模 （

27、i）插入落料凸模 （j）插入擋鐵 （k）插入零件圖 （l）插入模柄螺釘 （m）插入凹模螺釘 （n）插入凸模固定板螺釘 （o）插入卸料螺釘 （p）插入圓柱銷（q）插入定位銷 （r）插入卸料橡膠圖2.17沖孔落料模的裝配過程Fig.2.17 Assembling process of punching and blanking die2.5 生成爆炸圖三維CAD爆炸圖的生成是在將組件裝配完成后，將各零件在視圖中分解開來，可以在爆炸圖中清晰地看到各個零件的形態(tài)，圖2.18為爆炸圖： 圖2.18 爆炸圖Fig. 2.17 3 沖裁件的工藝分析3.1 工件材料 該沖裁件材料為Q235是普通碳素鋼，具有較

28、好的沖壓性能。3.2 工件結(jié)構(gòu)形狀圖2.1所示為客車車門墊板，每輛車數(shù)量為6個，材料為Q235，厚度t=4mm。未標注公差均按14級處理。 圖3.1 客車車門工程圖 Fig. 3.1 Engineering drawing of passenger car door 零件結(jié)構(gòu):該沖裁件外形簡單，形狀規(guī)則，比較適合沖裁。3.3 工件尺寸精度根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用IT14級精度，普通沖裁完全可以滿足要求。根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，綜合評比適宜沖裁加工。4 沖裁工藝方案完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工工藝方案分為以下3種：1.方案一：單工序模生產(chǎn)

29、。先沖孔，后落料；2.方案二：級進模生產(chǎn)。沖孔落料級進沖壓；3.方案三：復(fù)合模生產(chǎn)。沖孔落料復(fù)合沖壓。各模具結(jié)構(gòu)特點及比較如下表3.1：表 3.1 各類模具結(jié)構(gòu)及特點比較Table3.1 All kinds of die structure and characteristics of the comparison模具種類比較項目單工序模（無導(dǎo)向）（有導(dǎo)向）級進模復(fù)合模零件公差等級低一般可達IT13IT10級可達IT10IT8級零件特點尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度較厚小零件厚度0.26mm可加工復(fù)雜零件，如寬度極小的異形件形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強度限制，尺寸可以較大，厚度可達3mm生

30、產(chǎn)效率低較低工序間自動送料，可以自動排除制件，生產(chǎn)效率高沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔?，必須手動或機械排除，生產(chǎn)效率較低安全性不安全，需采取安全措施比較安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比無導(dǎo)向的稍高沖裁簡單的零件時，比復(fù)合模低沖裁較復(fù)雜零件時，比級進模低適用場合料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)大批量小型沖壓件的生產(chǎn)形狀復(fù)雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn)根據(jù)分析結(jié)合表分析：方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具制造工作量和成本在沖裁簡單

31、的零件時比復(fù)合模低。方案三只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小。綜上對上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。5 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇5.1 模具的類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級進模方式?jīng)_壓，所以模具類型為級進模。5.2 卸料裝置5.2.1 條料的卸除因采用級進模生產(chǎn)，故采用向下落料出件。5.2.2 卸料方式彈性卸料板有敞開的工作空間,操作方便,生產(chǎn)效率高,沖壓前對毛坯有壓緊作用,沖壓后又使沖壓件平穩(wěn)卸料,從而制件較為平整,而且本模具

32、所需的卸料力不大,適合用彈性卸料。5.3 定位裝置5.3.1 送料形式因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長度L故采用橫向手動送料方式，即由右向左（或由左向右）送料既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。5.3.2 定位零件零件尺寸較大，厚度較薄，形狀較為簡單規(guī)范，采用定位銷即可。5.4 模架類型1.中間導(dǎo)柱模架：省料，導(dǎo)向精度較高；不能左右進料。2.四角導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度高，前后左右都可以進料；取放工件不夠方便。3.后側(cè)導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度較高，前后左右都可以進料，取放工件方便，導(dǎo)柱阻力不對稱。4.對角導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度較高，前后左右都可以進料

33、；取放工件不夠方便。綜上，結(jié)合本沖孔、落料級進模的特點，決定采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于零件材料較薄，尺寸較大，沖裁間隙較小，又是級進模因此采用導(dǎo)向精度較高的后側(cè)導(dǎo)柱模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用級模架精度。6 工藝計算6.1 排樣本零件形狀規(guī)則，為提高材料的利用率采用無廢排樣方式?？紤]到零件的壁厚較小，為提高凹模刃口強度，其中間還需要留一空步，排樣如下圖： 圖6.1 排樣圖 Fig. 6.1 Layout由于采用無廢排樣方式，材料的利用率近似為100%，大大提高了材料的利用率。62 沖壓力計算沖裁力F一般按下式計算： （1）式中：F沖裁力；L沖裁周邊長度；t材料厚度；b材料

34、抗剪強度；Q235，b的值查沖壓成型工藝與模具設(shè)計,取b=450Mpa1）沖孔力計算F1=Ltb=4944450=889KN2）切斷力計算F2=Ltb=3754450=675KN3）卸料力計算Fx= Kx(F1+ F2)=0.05(889+675)=78.2KN4）推件力計算 FT=nKT(F1+ F2)=20.05(889+675)=156.4KN5）總壓力計算 F總= F1+ F2+ Fx +FT=889+675+78.2+156.4=1798.6KN表4.1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)Table 4.1 The unloading force and pushing force and

35、coefficient of punching force材料 料厚t/mmKXKTKD鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0500.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.096.3 沖裁間隙的計算沖裁模的凸凹模刃口部分尺寸之差稱為沖裁間隙，其雙面間隙用Z表示，單面間隙為Z/2，從沖裁過程分析中可知，它對沖裁件斷面的質(zhì)量有極大的影響；此外，它還影響模具的壽命、沖裁力、推件力、頂

36、件力和沖裁的尺寸精度，是一個非常重要的工藝參數(shù)。設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，才能使沖裁件斷面質(zhì)量較好，所需沖裁力較小，模具壽命較長。可用以下公式進行沖裁間隙的計算Z/2=(t-b)tan=t(1-b/t) tan （2） 式中：Z/2單面間隙； t材料厚度； b光亮寬度，即產(chǎn)生裂紋時凸模擠入的深度； b/t產(chǎn)生裂紋時凸模擠入材料的相對深度； 剪裂紋與垂線的夾角。 查冷沖壓模具設(shè)計與制造表2.11得b/t=60%，=5帶入公式（2），計算得到Z/20.14（mm）。6.4 壓力中心的計算用解析計算法求出沖模壓力中心。X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) Y0=（L1y1L2y

37、2Lnyn ）/（L1L2Ln） （3）用解析法計算壓力中心時，先畫出凹模形口圖，如圖6.2所示。在圖中將XOY坐標系建立在圖示對稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1L5共 3組基本線段 (注：由于圖中3個圓弧形孔均以一個點為圓心的等分列陣排列，所以其幾何圖形為一組) ，用解析法求得該模具壓力中心的坐標。圖6.2 壓力中心圖Fig. 6.2 The drawing of center of pressure將數(shù)據(jù)帶入公式（3），故X0=375187.5+21495.5+20215+130247.5+5280+100305+25330/（375+214+20+130+5+100+25）=

38、192.6取整為193，Y0=37571.5+21412.5+28012.5/（375+214+280）=37.96取整為38。6.5 模具工作部分尺寸及公差沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實現(xiàn)和保證。正確地確定凸、凹模刃口部分尺寸是相當重要的。確定凸、凹模刃口尺寸及制造公差時，需考慮下述原則。1）落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸。因此，設(shè)計落料模時，應(yīng)先決定凹模尺寸，用減少凸模尺寸來保證合理間隙；設(shè)計沖孔模時，應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。2）考慮刃口的磨損對沖裁件尺寸的影響。凹模刃口磨損后尺寸

39、變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖裁件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取取接近或等于沖裁件的最大極限尺寸，這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，扔能沖出合格的零件。3）考慮沖裁件的精度與模具精度間的關(guān)系。在選擇模具制造公差時，既要保證沖裁件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖裁件精度高2-3級。對于形狀復(fù)雜或厚度較薄的沖裁件，為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。用該方法加工凸?；虬寄r，在圖紙上只需要標注作為基準件的凹?；驔_孔凸模的尺寸和公差，對于配制的落料凸模或沖孔凹模只標注基本尺寸，并在圖紙上注明要保證的間隙。這種加工方法的特點是模具間隙在配制

40、中保證，因此不需要校核p+dZmax-Zmin，加工基準件時可以適當放寬公差，使加工容易，且尺寸標注簡單。6.5.1 切斷凸模尺寸凸凹模配合加工時，對工件的形狀進行分析后凹模尺寸全為A類尺寸則凹模尺寸按照以下公式進行計算 Ad= （4）式中Ad凹模刃口尺寸，mm A工件基本尺寸，mm工件公差，mmX磨損系數(shù)。為保證沖出合格沖件。沖裁件精度IT10以上，X取1. 沖裁件精度IT11IT13,X取0.75. 沖裁件精度IT14，X取0.5。由于本產(chǎn)品采用IT14級精度，所以X取0.5.由厚度與材料查表知：Zmax =0.58，Zmin =0.50。將數(shù)據(jù)代入公式（4）經(jīng)計算得= =凸模尺寸按凹模尺

41、寸配制，其雙面間隙為Zmin Zmax。6.5.2 沖孔凸凹模尺寸凸凹模配合加工時，對工件的形狀進行分析后凹模尺寸全為B類尺寸則凸模尺寸按照以下公式進行計算Bp= （5）式中Ad凹模刃口尺寸，mm A工件基本尺寸，mm工件公差，mmX磨損系數(shù)。為保證沖出合格沖件。沖裁件精度IT10以上，X取1. 沖裁件精度IT11IT13,X取0.75. 沖裁件精度IT14，X取0.5。由于本產(chǎn)品采用IT14級精度，所以X取0.5.由厚度與材料查表知：Zmax =0.58，Zmin =0.50。將數(shù)據(jù)代入公式（5） = = = = 凹模尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為Zmin Zmax。7 主要零部件設(shè)計7.

42、1 凹模的設(shè)計H=ks，其中k=0.3（按大孔s=115mm）。故，H=ks=0.3115=34.5mm。如壓力中心分析圖所示沖裁左側(cè)小孔和切斷工序都在同一凹模上進行，所以凹模厚度應(yīng)適當增加，取H=40mm。凹模板寬度B=s+（2.54.0）H=375+100=475（這里s為切斷刃口長），取整數(shù)B=480mm。凹模板長度L=s1+s2=(60+12.5)+55=127.5,取整L=120mm。故凹模尺寸為480mm120mm40mm 材料選用T8A。凹模的固定方法采用螺釘、銷釘直接固定在模座上。零件圖如下： 圖7.1 凹模零件圖 Fig. 7.1 Drawing of concave die

43、7.2 凸模的設(shè)計1）沖孔凸模：沖孔凸模的結(jié)構(gòu)圖如下：圖7.2 凸模零件圖 Fig. 7.2 Drawing of punching die凸模結(jié)構(gòu)基本類型采用整體式，凸模的基本結(jié)構(gòu)形式為直通式兩類。凸模的固定方式采用固定板固定，采用臺階固定，凸模材料選用T8A。凸模的長度凸模的尺寸根據(jù)凸模固定板尺寸h1、卸料板尺寸h2、材料厚度h3和安裝橡膠高度h。所以凸模的尺寸為： L=30+20+4+28=82mm. 2）落料凸模長度：有關(guān)計算基本與沖孔凸模相同，材料也是選用T8A。但由于是直接固定在上模座上的，所以要加上墊板的厚度。其零件圖如下：圖7.3切斷凸模零件圖 Fig. 7.3 Drawing

44、 of Convex die of cutting3）凸模的校核：沖孔力最大且孔的面積又比落料的面積小，故只需要對最小凸模進行強度和剛度校核。a）強度校核參照資料冷沖壓模具設(shè)計與制造P46中公式2.26進行計算的最小刃口承受的壓應(yīng)力c=F/S=8891000/2285=475(MPa)遠小于許用應(yīng)力c（普通沖裁，模具鋼的許用應(yīng)力可以取c=10001600MPa。b）剛度校核參照資料冷沖壓模具設(shè)計與制造P46中公式2.32進行計算。計算得出其壓桿失穩(wěn)臨界載荷F=2EJ/（lmax）2=3.1422.110520823/12(0.782) 2=5.77105KN遠大于F總=1798.6KN。經(jīng)計算

45、凸模強度和剛度符合要求。7.3 凸模固定板的設(shè)計H固=（0.80.9）H凹=27.631mm，（H凹按安全厚度34.5mm計算），取整數(shù)H固=30mm。材料選用45鋼。其零件圖如下： 圖7.4 凸模固定板零件圖Fig. 7.4 Drawing of fixed plate of punching die7.4 墊板的設(shè)計是否采用墊板是通過計算判斷模座是否能夠承受承壓面較小的凸模的壓力。沖小矩形孔的凸模承壓面的尺寸如圖小矩形凸模：圖7.5 凸模零件圖Fig. 7.5 Drawing of punching die其承壓力計算如下：=F/A=（22+85）24450/（822）MPa=205.99

46、 MPa，查閱有關(guān)資料得鑄鐵為90140 MPa，所以需要采用墊板，材料選用45鋼。其厚度取8mm。7.5 卸料橡膠的計算工件材料厚度為4mm，沖裁時凸模進入凹模深度取1mm，考慮模具維修時預(yù)留2mm的刃磨量，再考慮開啟時卸料板高出凸模1mm，則總的工作行程H1=8mm。橡膠自由高度為Ho=H1/（0.250.30）=2732mm，取自由度為32mm。模具裝配時橡膠的預(yù)壓量Ho=（0.100.15）Ho=3.24.8mm，取預(yù)壓量為32mm。所以，模具中安裝橡膠的空間高度尺寸為28mm。8 設(shè)計并繪制模具總裝圖及選取標準件8.1 模具總體設(shè)計及壓力機的選型根據(jù)上面的計算數(shù)據(jù)及確定的工藝方案，對

47、模具進行總體設(shè)計如下圖所示：圖8.1 總體示意圖Fig. 8.1 Schematic diagram of the overall該模具為采用手工送料的級進模，切斷凸模面積較大可直接用螺釘與圓柱銷固定，沖孔凸模則由固定板固定，凹?？芍苯佑寐葆斉c圓柱銷固定。切斷凸模的外側(cè)須有擋塊以克服側(cè)壓力，擋塊同時起定位作用。另外，橫向的定位可在凹模上增設(shè)一個定位銷。卸料裝置采用彈性的，導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套。從圖中可初步計算出模具的閉合高度為： H=（65+8+65+40+82）mm=260mm根據(jù)凹模的外形尺寸，確定下模座的外形尺寸為610mm310mm。根據(jù)模具總壓力1798.6KN、閉合高度為261mm

48、、外輪廓尺寸為610mm310mm等參數(shù)，可選用閉式單點壓力機，J31-250公稱壓力2500KN。該壓力機的主要技術(shù)規(guī)格為：最大沖壓力： 2500KN滑塊行程： 315mm公稱壓力行程： 10.4mm最大閉合高度： 490mm工作臺尺寸： 950mm1000mm滑塊底面尺寸： 850mm850mm因此，該設(shè)備滿足模具的沖壓力、閉合高度、外形輪廓尺寸等要求。8.2 模具裝配圖模具總裝配圖是裝配、安裝及拆繪模具零件圖的依據(jù)，能更清楚的表達模具的主要結(jié)構(gòu)形狀、工作原理、各零件之間的裝配關(guān)系及固定連接方式。模具視圖一般為主視圖和俯視圖兩個，主視圖應(yīng)標明模具的閉合高度，裝配圖的右上角畫出三維示意圖，還應(yīng)有標題欄、明細表等。由以上設(shè)計得到下圖的模具裝配圖。模具上模部分主要由模柄、上模座、墊板、凸模、凸模固定板、墊板、卸料橡膠、卸料板等組成。條料從右方送進，第一工位為沖孔，第二工位為落料，下模部分由下模座、凹模、凹模墊板等組成，有排廢料斜口。模具總裝配圖二維圖如下圖所示：圖8.2 裝配圖Fig. 8.2 Assembling drawing9 結(jié)論通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我能夠真正的鞏固所學(xué)的專業(yè)知識。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我運用到了許多繪圖和分析軟件，在此基礎(chǔ)上掌握了運用專業(yè)軟件解決實際問題的能力。本課題