(完整版)沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書---李旭超.doc

1、株洲廣播電視大學(xué)株洲廣播電視大學(xué)畢業(yè)論文學(xué)校：湖南工貿(mào)技師學(xué)院設(shè)計(jì)題目：軸蓋沖壓模具設(shè)計(jì)姓名：李旭超學(xué)號(hào)：專業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造指導(dǎo)教師：劉少軍答辯日期：目錄摘要,IABSTRACT, II1、緒論,12、零件的工藝性分析,142.1零件的工藝性分析,142.2沖裁件的精度與粗糙度, 162.3沖裁件的材料 ,163、沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,183.1模具類型, 183.2操作與定位方式, ,183.3模架的類型與精度,184、沖壓模具工藝與設(shè)計(jì) ,194.1樣設(shè)計(jì)與計(jì)算,194.2設(shè)計(jì)沖力與壓力中心,215、模具的總張圖與零件圖 ,255.1級(jí)進(jìn)模具的總張圖,255.2沖壓模具的零件圖,265

2、.3壓力機(jī)的校核,396、沖壓模具零件加工工藝的編制,416.1凹模加工工藝過程,416.2凸模加工工藝過程 ,426.3卸料板模加工工藝過程, 436.4凸模固定板加工工藝過程,44結(jié)論 ,46參考文獻(xiàn),47致謝,48摘要沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視， 而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文對(duì)冷沖壓技術(shù)的分類、特點(diǎn)及發(fā)展方向作

3、了簡(jiǎn)略概述；論述了沖壓零件的形成原理、基本模具結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)過程及其設(shè)計(jì)原理；對(duì)典型的沖壓件模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)：大直徑三通管沖壓復(fù)合模設(shè)計(jì)解決了大直徑三通管的加工難題、帶有浮動(dòng)凸凹模的拉伸沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)、適力壓邊式落料拉伸切邊復(fù)合模設(shè)計(jì)、消音器后補(bǔ)碗落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合模設(shè)計(jì)、一模兩件落料拉伸沖孔翻邊復(fù)合模設(shè)計(jì)、環(huán)形彎曲件的模具設(shè)計(jì)、鉸鏈卷圓成形工藝及模具設(shè)計(jì)、半自動(dòng)送料切角裝置設(shè)計(jì)、滑板式送料拉深、沖孔、翻邊模設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料、長(zhǎng)管多孔沖模設(shè)計(jì)、帶凸緣臺(tái)階方盒形零件拉深模和盒形件側(cè)壁小孔翻孔模。沖壓模具的設(shè)計(jì)充分利用了機(jī)械壓力機(jī)的功用特點(diǎn)，在室溫的條件下對(duì)坯件進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)效率提高，濟(jì)效益

4、顯著。本文介紹的模具實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，使用方便可靠，對(duì)類似工件的大批量生產(chǎn)具有一定的參考作用。Abstractproduction.In work very thePunching die w 1ff8 idely used in industrialthe traditional industrial production,the workerindustialproductiongain more attention,and be usedin the industrial production more and more.Self-acting feedtechnologyof punc

5、hing die is also used in production,punching diecould increasethe efficienceof productionand could alleviatethework burden ，so it technologic progress and economic value.The article mainly discussed the classification,feature and thedevelopmentaldirectionof the pnnching technology.Elaboratedthepunch

6、ingcomponents formation principle, the basic diesstructure and the rate process and the principle of design; anddesigned some conventional punching die:the die for big diameterthree direction pipe which solved the problom of traditionalmachining,the drawing and punching compound die with floatpunch-

7、matrix,the drawing and cutting compound dies with unalteredpress,the compound die for the back bowl of the noise keeper,thedesign of the compound die which could produce two workpieces inone punching,the bending die for the ring shape part ,the bendingdie which used the gemel ,automate loading die f

8、or cutting, thedrawing,punching and burring compound dies with sliding automatedloading,thepunching die forthe long pipe with two row of theroomtemperature,anditsefficiencyand economic situationis excellent.The dies be easily made,conveniently used, and safely operated.And it could be used as the re

9、ference in the large scale production of similar workpieces.Key word: punching,die,machincal,manufacturepunching ， bending ， drawing，die design，沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)1. 緒論1.1 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力

10、加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比， 沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工， 普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾

11、十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。（2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量 , 而模具的壽命一般較長(zhǎng), 所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定, 互換性好 , 具有“一模一樣”的特征。（ 3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。（ 4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性， 有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工

12、成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓地、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造 =鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說(shuō)，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更

13、新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn) 的。1.2沖壓的基本工序及模具由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來(lái)，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來(lái)沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)

14、到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合 - 級(jí)進(jìn)和復(fù)合 - 級(jí)進(jìn)三種組合方式。復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級(jí)進(jìn)沖壓在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復(fù)合 - 級(jí)進(jìn)在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看

15、成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上， 是沖模的固定部分。 工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來(lái)，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。1.3沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。(1). 沖壓成形理論及沖壓工藝方面沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。 目

16、前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（ FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓

17、技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前，國(guó)內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無(wú)模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm，精度可達(dá) IT1617 級(jí)；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對(duì)于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工

18、序，這對(duì)于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無(wú)模多點(diǎn)成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)已自主設(shè)計(jì)制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時(shí)利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形。無(wú)模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CADCAMCAE技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化成形。(2.) 沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件. 在沖模的設(shè)計(jì)制造上, 目前正朝著以下兩方面發(fā)展 : 一方面 , 為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度

19、、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備以及模具CADCAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前， 50 個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米，多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國(guó)際水平的精度達(dá)25 微米，進(jìn)距精度 23 微米

20、，總壽命達(dá) 1 億次。我國(guó)主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國(guó)際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國(guó)外相比還存在一定差距。模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測(cè)量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為1500040

21、000rmin）, 加工精度一般可達(dá)10 微米，最好的表面粗糙度 Ra 1 微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、CADCAM集成系統(tǒng)、在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自

22、動(dòng)化程度已達(dá)到無(wú)人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到 300mmmin, 加工精度可達(dá) 1.5 微米，表面粗糙度達(dá) Ra=010.2 微米 ; 精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù) ; 模具加工過程中的檢測(cè)技術(shù)也取得了很大的發(fā)展 , 現(xiàn)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外 , 其良好的溫度補(bǔ)償裝置、 可靠的抗振保護(hù)能力、 嚴(yán)密的除塵措施及簡(jiǎn)單操作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用 RPM技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂

23、噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“ M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)體制造 SSM和熔融擠壓成形 MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計(jì)和制造，具有較好的價(jià)格性能比。一汽模具制造公司在以CADCAM加工的主模型為基礎(chǔ)， 采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。(3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的

24、需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎?rùn)C(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá)97%；公稱壓力為 250KN的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá)2000 次 min 以上。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需

25、 5min 時(shí)間就可完成自動(dòng)換模、 換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國(guó)惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時(shí)間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的410 倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。近年來(lái)，為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無(wú)需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、CNC萬(wàn)能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來(lái)在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起來(lái)、國(guó)內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（ FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)

26、新的發(fā)展趨勢(shì)。 FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動(dòng)上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)無(wú)人控制生產(chǎn)。同時(shí)，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序， 更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。(4) 沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化

27、生產(chǎn)程度已達(dá) 70%80%，模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購(gòu)買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來(lái)越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁模或彎曲模，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái)也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在 40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少， 大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標(biāo)準(zhǔn)件

28、生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。設(shè)計(jì)要求 : 設(shè)計(jì)該零件的沖裁模沖壓件圖如下圖所示 :+0.3+0.150+0.2+0.2500034.00 -12 0.2521 0.5231.5 0.2588.9 0-0.52沖壓技術(shù)要求 :1. 材料 :H622. 材料厚度 :4mm3. 生產(chǎn)批量 : 中批量4. 未注公差 : 按 IT14 級(jí)確定 .2 . 零件的工藝性分析 .2.1零件的工藝性分析該零件材料為H62(黃銅 ) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 形狀對(duì)稱 , 凹模寬度 B=121.2t(t為材料厚度 ) , 沖孔時(shí)有尺寸為 6.5 5.2 根據(jù)課本 P86 頁(yè)知沖孔時(shí) , 因受凸模強(qiáng)度的限制

29、, 孔的尺寸不應(yīng)太小 . 沖孔的最小尺寸取決于材料性能 , 凸模的強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等 .根據(jù)表 3-3 可查得圓形孔最小值得d=0.9t=0.9X4=3.6mm(1.5 2)t 所以由沖件圖可知C1=12-5.22-6.52=6.151X4=4,C2=88.4-31.5-2-2.5=2.51X4=4,C =182-6=31.5X4=6.由以上可知孔與孔之間距離 C1 滿足工藝性要求 , C2 至少增加 1.5 才能滿足工藝性要求 , 而孔到邊緣的距離至少增加 3 才能滿足工藝性要求 , 因此必須在總長(zhǎng) 88.9 加上 1.5, 即總長(zhǎng)為 90.4 才能滿足工藝性要求 , 總寬 18 加上 3X2

30、, 即總寬為 24 才能滿足工藝性要求 .由以上分析可得 , 沖件的長(zhǎng)改為 90.4 , 寬改為 24 才能滿足工藝性要求 , 如圖 21 所示, 如果征得有關(guān)同意, 我們才能繼續(xù)做下一步的設(shè)計(jì).+0.3+0.15+0.25000034.0 0-120.25210.5231.5 0.250-0.5圖 2-1 工件圖2.2沖裁件的精度與粗糙度沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT14級(jí), 一般落料公差等級(jí)最好低于IT10級(jí) , 沖孔件公差等級(jí)最好低于 IT9 級(jí), 由表 3-5 可得落料公差 , 沖孔公差分別為 0.40,0.08. 而沖件落料公差 , 最高精度沖孔公差分別為 0.5,0.15 由表3-

31、6 得孔中心距公差0.15 而沖件孔中心距最高精度公差為0.25, 因此可用于一般精度的沖裁, 普通沖裁可以達(dá)到要求.由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求, 我們不必考慮 .2.3沖裁件的材料由表 1-3 可得 ,H62( 黃銅 ), 抗剪強(qiáng)度 =255Mpa,斷后伸長(zhǎng)率 35%,此材料具有良好的塑性級(jí)較高的彈性, 沖裁性較好 , 可以沖裁加工 .2.4確定工藝方案 .該沖裁件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序 , 可采用的沖裁方案有單工序沖裁 , 復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種 . 零件屬于中批量生產(chǎn) , 因此采用單工序須要模具數(shù)量較多 , 生產(chǎn)率低 , 所用費(fèi)用也高 , 不合理 ; 若采用復(fù)合沖 , 可以得出沖

32、件的精度和平直度較好 , 生產(chǎn)率較高 , 但因零件的孔邊距太小 , 模具強(qiáng)度不能保證 ; 用用級(jí)進(jìn)模沖裁時(shí) , 生產(chǎn)率高 , 操作方便 , 通過合理設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的問題 , 根據(jù)以上分析 , 該零件采用級(jí)進(jìn)沖裁工藝方案 .3. 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案, 采用級(jí)進(jìn)沖裁模 .3.2操作與定位方式零件中批量生產(chǎn), 安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn), 且能降低模具成本 , 因此采用手工送料方式. 零件尺寸較大，厚度較高，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，導(dǎo)正銷導(dǎo)正，為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷。3 3

33、卸料與出件方式考慮零件尺寸較大，厚度較高，采用固定卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。3 4模架類型及精度由于零件材料較厚，尺寸較大，沖裁間隙較小，又是級(jí)進(jìn)模因此采用導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(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(jí)模架精度。4沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算4 1排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算該沖裁件材料厚度較厚，尺寸大，近似方形，因此可采用橫排和直排比較合理 , 如圖 4-11 ，4-12 所示。圖 4-1 （橫排）0-1圖 4-2 （直排）對(duì)圖 4-12 有：查表 3-18 ，表 3-19 ，表 3-20 ，取 a=3.5X1.2=4.2m

34、m,a1=3.2X1.2=3.84mm,=1.0mm Z=0.5mm.因此根據(jù)式 3-13 ，條料的寬度為B=（Dmax+2a+z） = mm進(jìn)距為 :s=24+a1=24+3.84=27.84mm根據(jù) 3-14 ，導(dǎo)板間距為：B0=B+Z= Dmax+2a+2z=99.3+0.5=99.8mm由零件圖在 CAD用計(jì)算機(jī)算得一個(gè)零件的面積為1807.58mm一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積:BXS=99.3X27.84=2764.51mm,因此材料利用率為 : =(ABS)X100%=(1807.582764.51)X100%=65.39%同理可算得圖4-11 的材料利用率為60%.由利用率可知 , 圖

35、4-12 的排樣合理 .4.2設(shè)計(jì)沖壓力與壓力中心, 初選壓力機(jī) .(1). 沖裁力 根據(jù)零件圖 , 用 CAD 可計(jì)算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和L=355.96mm(首次沖裁除外 ), 又因?yàn)?=255Mpa,t=4mm,取 K=1.3, 則根據(jù)式3-18,F=KLt =1.3X355.96X4X255=471.99 KN卸料力 : 查表 3-22, 取 Kx=0.06, 則Fx=KxF=0.06X471.99=28.32 KN推件力 : 由表 3-28, 根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度h 8mm,為了修模時(shí)能保證模具仍具有足夠的強(qiáng)度, 所以直壁高度取h=8+6=14mm,故 n= KTF=3

36、.5X0.09X471.99=148.68 KN由于采用固定卸料和下出件方式, 所以F = F+ FT=148.68+471.99=620.67 KN由式 3-23 應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力為:P0 (1.1 1.3)F =(1.1 1.3)X620.67=682.74KN因此可選壓力機(jī)型號(hào)為JD21-80.(2) 壓力中心根據(jù)排樣 , 我們可以在 CAD里使用查詢便能得出沖孔的壓力中心 , 如圖 5-2 所示先取原點(diǎn)在 O處, 則它的壓力中心為 A(48.76,-39.84), 而落料各邊的壓力中心分別為 B(0,-3);C(0,-21);D(45.2,0);E(45.2,-24);F(90.

37、4,-12).由式 3-31 得 :X0=(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6)(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=(139.15X48.76+6X0+6X0+90.4X45.2+90.4X45.2+24X90.4139.15+6+6+90.4+90.4+24=48.211Y0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6)(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=-(139.15X39.84+6X3+6X21+90.4X0+90.4X24+24X12)139.15+6+6+90.4+90.4+24=-22.88所以由以上可以算得壓力中心為G(48.1

38、1,-22.88)具體如下圖 4-3 所示 :O圖 4-3 壓力中心(3). 計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料較厚 , 模具間隙較小 , 模具的間隙由配作保證 , 工藝比較簡(jiǎn)單 , 并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差 ,( 一般可取沖件公差的 14), 使制造容易 , 因此采用配作加工為宜 .由落料尺寸得 , 凹模會(huì)變小 , 所以得下圖4-4 以凹模為基準(zhǔn) , 配作凸模 .如圖 4-4 刃口尺寸由沖孔尺寸得 , 凸模尺寸變小 , 所以有圖 4-4 以凸模為基準(zhǔn) , 配作凹模 . 如圖 4-4 刃口尺寸0-0.534.00 -31.5 0.25210.52120.25+0.3+0.200+0.150

39、+0.250圖 4-4 刃口尺寸根據(jù)表 3-9, 由材料厚度可得Zmin=0.320mm, Zmax=0.400mm.如圖 4-22, 由落料 , 凹模磨損后變大 , 有 A1=24 ,A2=90.4 .由表 3-14, 表3-15 可得磨損系數(shù) X1=0.75,X2=0.5 所以 :Ad1=(A1max-x ) =(24-0.75X0.43) =23.68Ad2=(A2max-x ) =(90.4-0.5X0.5) =90.15由于 Ad1, Ad2為落料尺寸 , 故以凹模為基準(zhǔn) , 配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作，保證雙面間隙值為0.32 0.400mm.(2). 由沖孔

40、尺寸凸模磨損后變小有:b1=2.5,b2=5.5,b3=5.2,b4=6.5,b5=6,b6=12,b7=2而 b5 , b7 為自由尺寸 , 其公差為 IT14, 所以查表可得 5=0.3, 7=0.25由表3-14,表3-16可得 , 磨損系數(shù)X1=X1=X5=0.5,X3=X4=X7=0.75因圓弧R6 與尺寸12 相切, 故bp6不需采用刃口尺寸公式計(jì)算, 而直接取bp6=2bp5. 所以 :bp1=(b1min+X1 1) =(2.5+0.5X0.25) =2.625 bp2=(b2min+X2 2) =(5.5+0.5X0.3) =5.65 bp3=(b3min+X3 3) =(5

41、.2+0.75X0.15) =5.313 bp4=(b4min+X4 4) =(6.5+0.75X0.2) =6.65 bp5=(b5min+X5 5) =(6+0.5X0.3) =6.15 bp6=2bp5= 12.3bp7=(b7min+X7 7) =(2+0.75X0.25) =2.188(3). 凸 , 凹模磨損后不變的尺寸Cp1=210.52, Cp2=29.4, Cp3=120.25, Cp4=31.50.25 .未注公差為 IT14, 所以 29.4 的公差為 0.52,由表 3-16 得:Cp=(Cmin+0.5 ), 所以 :Cp1=(Cmin+0.5 ) =(21-0.52

42、+0.5X1.04) 0.13=210.13Cp2=(Cmin+0.5 ) =(29.4-0.26+0.5X0.52) 0.065=29.40.065Cp3=(Cmin+0.5 ) =(12-0.25+0.5X0.5) 0.063=120.063Cp4=(Cmin+0.5 ) =(31.5-0.25+0.5X0.5) 0.063=31.50.0635. 模具的總張圖與零件圖5.1根據(jù)前面的設(shè)計(jì)與分析, 我們可以得出級(jí)進(jìn)模具的總張圖如圖 5-1 所示 :材料: 622. 材料厚度 :4+0.3+0.1500+0.2+0.2500304012 0.2521 0.5231.5 0.250-0.50-

43、1AA圖 5-1 級(jí)進(jìn)?？傃b圖1. 墊板 ;2. 凸模固定板 ;3. 銷釘 ;4. 卸料板 ;5. 凸模 ;6. 導(dǎo)板 ;7. 凹模 ;8. 導(dǎo)正銷 ;9. 始用擋料銷 ;10. 模柄 ;11. 上模座 ;12. 導(dǎo)套 ;13. 導(dǎo)柱 ;14. 下模座 ;15. 螺釘 ;16. 定位銷 ;17. 螺釘 ;18. 承料板 ;19. 導(dǎo)料板 .5.2 沖壓模具的零件圖(1). 凹模設(shè)計(jì)凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘, 銷針與下模座固定的固定方式.考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量根據(jù)表3-28, 凹模刃口采用直筒形刃口壁結(jié)構(gòu) , 刃口高度根據(jù)前面“ 4.2 ”計(jì)算沖裁力時(shí)所取h=14mm,漏料部分

44、刃口輪廓適當(dāng)擴(kuò)大根據(jù)表3-28 可以擴(kuò)大 0.5 1mm,取 1mm,(為便于加工 , 落料凹模漏料孔可設(shè)計(jì)成近似于刃口輪廓的簡(jiǎn)化形狀, 如圖 5-21 所示 ), 凹模輪廓尺寸計(jì)算如下 :凹模輪廓尺寸的確定凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB(長(zhǎng) X 寬) 及厚度尺寸 H.從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C.對(duì)于簡(jiǎn)單對(duì)稱形狀刃口凹模, 由于壓力中心即對(duì)稱中心 , 所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴(kuò)大一個(gè)凹模壁厚來(lái)確定, 所以:L=l+2C=90.4+2X54=198.4B=l+2C=27.8+12+6+2X54=153.8C 值可根據(jù)表 3-29 查得 .整體式凹模板的厚度可按如下經(jīng)驗(yàn)公式估算:H=K1K2=1X1.5=55mm, K1取 1,K2 根據(jù)表 3-30 取 1.5.由以上算得凹模輪廓尺寸LXBXH=198.4X153.8X55,查有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) , 并無(wú)厚度合適 , 因此我選 LXB為標(biāo)準(zhǔn)尺寸 , 得 LXBXH=250X200X56.凹材料的選用 : 根據(jù)表 8-3, 材料選用 Cr4WmoV孔與孔的校核 : 由表 3-27 校核最小 A 值為 29, 最小 B 值為 29, 最小 C 值為 19, 最小 D 值為 6.84, 以上都能達(dá)到要求 , 因此得以校核 . 凹模刃口尺寸及其它具體見零件圖 5