支架的沖壓模具設(shè)計(jì)

1、支架的沖壓模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)系別專業(yè)指導(dǎo)教師完成日期畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐任務(wù)書崗位名稱海鹽聯(lián)合鋼鋸廠研發(fā)中心研發(fā)員崗位職責(zé)研發(fā)新產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)及跟蹤崗位能力要求熟練掌握模具行業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法，三維造型軟件及AutoCAD制圖軟件。課題任務(wù)名稱支架的沖壓模具設(shè)計(jì)具有良好的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，掌握UG本課題完成的條件1、按照自己所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)；2、實(shí)習(xí)公司的工程師和學(xué)校輔導(dǎo)老師的幫助下完成此設(shè)計(jì)。3、熟悉掌握模具設(shè)計(jì)的原理和關(guān)鍵要素。本課題任務(wù)要求<一 > 技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)要求1、 熟悉模具設(shè)計(jì)的原理和過程；2、 從設(shè)計(jì)實(shí)際需要出發(fā)，選擇設(shè)計(jì)方案；3、 完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程4、 撰

2、寫模具設(shè)計(jì)書一份。<三 > 工藝操作技能要求1、分析支架的沖壓成形工藝。2、模具設(shè)計(jì)。3、打印圖紙，寫出畢業(yè)論文。4、要求學(xué)生熟悉冷沖模具設(shè)計(jì)工藝，具有較強(qiáng)的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。<四 > 進(jìn)程安排要求1、 熟悉畢業(yè)任務(wù)書要求，或根據(jù)崗位開展調(diào)研選題和查閱文獻(xiàn)資料2、 開題，確定設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行方案論證。3、 設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、編制工藝、生產(chǎn)制造、裝配測試等。4、 產(chǎn)品或設(shè)計(jì)方案（圖樣）的優(yōu)化與改進(jìn)。5、 撰寫畢業(yè)論文。6、 指導(dǎo)教師的過程指導(dǎo)和初稿的審評(píng)，提出修改意見并反饋。7、 資料整理并上交論文，參加答辯。通信與信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 ) 開題報(bào)告班級(jí)學(xué)號(hào)姓名專業(yè)方向課

3、題名稱支架的沖壓模具設(shè)計(jì)課題來源科研工程設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝其它完成課題所需時(shí)間同課題組相鄰課題子課題組情況人員開題報(bào)告內(nèi)容包括畢業(yè)論文題目的確定、選題的意義、論文綜述、論文大綱。字?jǐn)?shù)要求在1000 字以上。一 . 畢業(yè)論文選題依據(jù)1. 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo)志2. 所選課題 , 與我在大學(xué)所學(xué)專業(yè)相關(guān), 很多問題可以用我所學(xué)的專業(yè)知識(shí)解決, 即切合實(shí)際 , 從自身出發(fā)。二 . 畢業(yè)論文選題目的和意義模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備, 具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高

4、、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn), 被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。 2005年中國模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到610億元 , 增長率保持在25%的高水平 , 行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%,僅次于日本、 美國而位列世界第三。我國沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平 , 總體上比國際先進(jìn)水平低許多, 而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。冷沖壓技術(shù)的發(fā)展和模具技術(shù)的發(fā)展是相互促進(jìn)，共同發(fā)展的。 應(yīng)該說， 冷沖模具的研究和創(chuàng)新對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展具有積極意義。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和質(zhì)量提高的要求。該課題主要針

5、對(duì)電器開關(guān)過電片零件，在對(duì)過電片沖孔、 落料和壓彎等成形工藝分析的基礎(chǔ)上，提出了該零件采用多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓方案；根據(jù)零件的形狀、尺寸精度要求， 設(shè)計(jì)過程中綜合考慮采用“雙列直對(duì)排法”排樣，成形側(cè)刃定位，保證工件的尺寸和形狀位置精度要求的同時(shí)，提高了材料的利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。本課題涉及的知識(shí)面廣， 綜合性較強(qiáng)， 在鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)的同時(shí)， 對(duì)于提高設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新能力、協(xié)調(diào)能力，開闊設(shè)計(jì)思路等方面為作者提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。三 . 選題的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望隨著工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和快速適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求，發(fā)達(dá)國家從 20 世紀(jì) 50 年代就開始了模具CAD/CAM技術(shù)的研究。

6、 如美國通用汽車公司早在20 世紀(jì) 50 年代就將 CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用于汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)與制造；20 世紀(jì) 70 年代日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室和日本旭光學(xué)工業(yè)公司分別開發(fā)了連續(xù)模設(shè)計(jì)系統(tǒng)MEL和沖空彎曲模系統(tǒng)PENTAX；1982 年，日立公司研制了沖裁模 CAD系統(tǒng)。到 20 世紀(jì) 80 年代，模具 CAD/CAM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于冷沖模具的設(shè)計(jì)與制造。四 . 本課題要完成的主要內(nèi)容（300 字左右）課題主要內(nèi)容是研究冷沖壓模具的設(shè)計(jì)，分析支架的沖壓成形工藝。該零件的制造方法為冷沖壓成型， 要求分析封蓋沖壓件的成形工藝，設(shè)計(jì)模具， 畫出模具裝配圖及所有零部件的工程圖，寫出畢業(yè)論文。首先應(yīng)該深入學(xué)

7、習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD/CAM、冷沖壓技術(shù)等相關(guān)在課題研究中需要掌握的理論知識(shí)， 理論的掌握是實(shí)踐的基礎(chǔ)，進(jìn)一步分析支架的沖壓成形工藝。同時(shí)應(yīng)該對(duì)所設(shè)計(jì)的冷沖模具的支架的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)制造工藝進(jìn)行全面的了解。再運(yùn)用AutoCAD、 Por/E 等軟件對(duì)所涉及的支架進(jìn)行三維實(shí)體的繪制。這樣利用三維軟件就可以加速產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)程，縮短了設(shè)計(jì)的周期， 也確保了產(chǎn)品的質(zhì)量， 把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)運(yùn)用到了支架設(shè)計(jì)的實(shí)際之中，這也是本課題的創(chuàng)新點(diǎn)之一。難點(diǎn)是如何使其彎曲成型，達(dá)到預(yù)期的模型。五 . 畢業(yè)論文提綱1 緒論2 沖壓工藝方案的制定3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 模具零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算5 沖壓設(shè)備的選用6 壓力中心的

8、計(jì)算審批意見：指導(dǎo)教師 (簽字 )：年月日教研室審批意見：注： 1.教研室主任（簽字） ：年月日本表用于各專業(yè)教師擬訂畢業(yè)論文( 設(shè)計(jì) ) 課題和各系的畢業(yè)論文( 設(shè)計(jì) ) 工作委員會(huì)審核畢業(yè)論文( 設(shè)計(jì) ) 課題的可行性用。2. 如該畢業(yè)論文 ( 設(shè)計(jì) ) 課題需多名學(xué)生共同完成， 應(yīng)在“相鄰課題情況或子課題情況”欄內(nèi)填寫出每個(gè)學(xué)生應(yīng)做的子課題情況，保證每個(gè)學(xué)生有一項(xiàng)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)。3. 每個(gè)畢業(yè)論文 ( 設(shè)計(jì) ) 課題應(yīng)填寫該表一份。各系分專業(yè)整理存檔。目錄引言 .11. 緒論 .11.1概述.11.2沖壓技術(shù)的進(jìn)步 .21.3模具的發(fā)展與現(xiàn)狀 .21.4模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)

9、.21.5課題的主要特點(diǎn)及意義 .32.沖壓工藝方案的制定 .42.1工藝分析 .42.2排樣圖設(shè)計(jì) .53.模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .63.1條料定位裝置 .63.2出料裝置 .73.3模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn) .83.4模具工作過程 .84.模具零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .84.1凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 .84.1.1凸、凹模間隙的選擇 .84.2凸、凹模的設(shè)計(jì) .114.2.1凸模的結(jié)構(gòu)和固定形式 . .114.2.2凸模長度的確定 .114.2.3凸模的強(qiáng)度計(jì)算 .124.2.4凹模結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) .134.2.5凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 .134.3模板的設(shè)計(jì) .144.4卸料彈簧的選用 .144.5其它零件的設(shè)計(jì)

10、.155. 沖壓設(shè)備的選用 .155.1沖壓力的計(jì)算 .165.2選擇壓力機(jī) .166.壓力中心的計(jì)算 .176.1計(jì)算步驟 .176.2計(jì)算壓力中心 .177.總結(jié) .18致謝19參考文獻(xiàn)20畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄表32畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績考評(píng)表33支架的沖壓模具設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)A000307302440許周璇海鹽聯(lián)合鋼鋸廠研發(fā)部工程師王永平紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院通信與信息工程系指導(dǎo)教師：蔡曉霞摘 要 ：當(dāng)今社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對(duì)物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來越緊密，如我們使用的電腦、手機(jī)、汽車等產(chǎn)品都要依靠模

11、具。模具種類繁多，加工模具的方法也是多種多樣的。有鍛造模、熱鍛模、冷鍛模、金屬擠壓模、其它造模、壓力鑄造模、低壓鑄造模、失蠟鑄造模、翻金屬模、粉末冶金模、沖模等。 而沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法， 用以生產(chǎn)各種板料零件 , 具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。關(guān)鍵詞： 支架模具設(shè)計(jì)沖壓引言本設(shè)計(jì)主要分為兩部分，一部分是對(duì)支架進(jìn)行沖壓工藝分析

12、與計(jì)算，另一部分是對(duì)支架進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 首先，對(duì)零件進(jìn)行分析與計(jì)算，其中包括工藝分析與設(shè)計(jì)方案的確定，設(shè)計(jì)排樣方式，計(jì)算沖裁力與選擇沖壓設(shè)備。其次，對(duì)支架鏈接板進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。主要是直接與沖壓相關(guān)的部件的設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)件的選用。此次設(shè)計(jì)是將我所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用的一次機(jī)會(huì)，當(dāng)然，由于我沒有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，不僅要多向老師和同學(xué)請(qǐng)教，還要借助模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、計(jì)算機(jī)繪圖軟件，并參閱大量優(yōu)秀文獻(xiàn)。一來可以幫助我圓滿完成此次設(shè)計(jì)任務(wù)，二來可以培養(yǎng)我的設(shè)計(jì)能力和文件檢索能力。我們不僅要考慮要使做出的零件能滿足工作要求，還要保證它的使用壽命。在本次設(shè)計(jì)中我們主要是考慮到它的實(shí)際工作環(huán)境和必須完成的設(shè)計(jì)任務(wù)，通過這次的設(shè)

13、計(jì)使我深深的體會(huì)到怎樣才能把所學(xué)的東西更好的運(yùn)用到實(shí)踐中，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的問題，使自己在沖壓模方面有了更深更多的了解。1. 緒論1.1 概述沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件, 具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)， 是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論

14、。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。圖 1-1沖壓作業(yè)方式的進(jìn)化1.2 沖壓技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)幾十年來，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對(duì)沖壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造（圖 1-1 ）。生產(chǎn)過程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、并且正在向智能化、集成化的

15、方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質(zhì)的飛躍。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS（ Computer Integrated Manufacturing System）。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)全過程通過計(jì)算機(jī)等技術(shù)融為一體，將會(huì)給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益，使現(xiàn)代沖壓技術(shù)水平提高到一個(gè)新的高度。1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)

16、的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo)志。隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)主要應(yīng)表現(xiàn)在：（ 1）汽車覆蓋件模；（ 2）精密沖模；（ 3）大型及精密塑料模；（ 4）主要模具標(biāo)準(zhǔn)件；（ 5）其它高技術(shù)含量的模具。目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上，但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)

17、和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設(shè)計(jì)制造方法、手段上已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國外多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具相比，存在一定差距。1.4 模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)沖壓技術(shù)的進(jìn)步首先通過模具技術(shù)的進(jìn)步來體現(xiàn)出來。對(duì)沖模技術(shù)性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術(shù)的中心和關(guān)鍵。20 世紀(jì) 60 年代初期，國外飛機(jī)、汽車制造公司開

18、始研究計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用。通過以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段，以數(shù)學(xué)模型為中心，采用人機(jī)互相結(jié)合、各盡所長的方式，把模具的設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算、制造、檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程連成一個(gè)有機(jī)整體，使模具技術(shù)進(jìn)入到綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn)步的特征。模具 CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本

19、和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。模具CAD/CAE/CAM在近20 年中經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過程。進(jìn)入本世紀(jì)以來，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。在級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM發(fā)展應(yīng)用方面，本世紀(jì)初，美國UGS公司與我國華中科技大學(xué)合作在UG-II（現(xiàn)為 NX）軟件平臺(tái)上開發(fā)出基于三維幾何模型的級(jí)進(jìn)模CAD/CAM軟件 NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預(yù)定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設(shè)計(jì)、條料排樣、壓力計(jì)算和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等模塊。具有特征識(shí)別與重構(gòu)、全三維結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)等顯著特色，已在2003 年作為商品化產(chǎn)品投入市場。與此同時(shí)，新加波、馬來西亞、印

20、度及我國臺(tái)灣、香港有關(guān)機(jī)構(gòu)和公司也在開發(fā)和試用新一代級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)。我國從上世紀(jì)90 年代開始， 華中科技大學(xué)、 上海交通大學(xué)、 西安交通大學(xué)和北京機(jī)電研究院等相繼開展了級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在AutoCAD軟件平臺(tái)上開發(fā)出基于特征的級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng) HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫工具和線切割自動(dòng)編程5 個(gè)模塊。上海交通大學(xué)為瑞士法因托（ Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級(jí)進(jìn)模CAC/CAM系統(tǒng)。西安交通大學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)等。近年來，國內(nèi)

21、一些軟件公司也競相加入了級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級(jí)進(jìn)模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復(fù)合模的CAD系統(tǒng) Fox-CAD等 4 。展望國內(nèi)外模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展，本世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)正處于日新月異的變革之中，通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合，人工智能技術(shù)、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等一系列與模具工業(yè)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展之快，學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣前所未見。今后 10 年新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當(dāng)今最好的設(shè)計(jì)理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點(diǎn)將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化四個(gè)方面。

22、主要表現(xiàn)在：（ 1）模具 CAD/CAM的專業(yè)化程度不斷提高；（ 2）基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪；（ 3）模具 CAD/CAE/CAM的智能化引人注目；（ 4）與先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合日益緊密。1.5 課題的主要特點(diǎn)及意義該課題主要針對(duì)電器開關(guān)過電片零件，在對(duì)過電片沖孔、落料和壓彎等成形工藝分析的基礎(chǔ)上，提出了該零件采用多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓方案；根據(jù)零件的形狀、尺寸精度要求，設(shè)計(jì)過程中綜合考慮采用“雙列直對(duì)排法”排樣，成形側(cè)刃定位，保證工件的尺寸和形狀位置精度要求的同時(shí)，提高了材料的利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。本課題涉及的知識(shí)面廣，綜合性較強(qiáng)，在鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，對(duì)于提高

23、設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新能力、協(xié)調(diào)能力，開闊設(shè)計(jì)思路等方面為作者提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。2. 沖壓工藝方案的制定該零件為某電器上所用的支架，是一家電器生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品中的一個(gè)主要零件，如圖 2-1 所示 , 其作用是通過支架固定某一機(jī)器，使之不能活動(dòng)。該零件生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，零件結(jié)構(gòu)緊湊，沖裁壁厚很大，成形過程相互干涉，在復(fù)合模中難于實(shí)現(xiàn)；若用簡單的落料、沖孔、彎曲模等單工序模也可達(dá)到?jīng)_壓要求，這樣模具雖然簡單了，但是沖壓所用的設(shè)備和人員較多，沖壓工序中的定位也較麻煩，加上零件較大，裝料時(shí)易產(chǎn)生不安全的現(xiàn)象，而且工序較多效率較低故不被推廣。為減少零件在生產(chǎn)中的多次定位對(duì)其精度和生產(chǎn)率的影響，一要產(chǎn)品批量較大，

24、對(duì)零件的一致性要求較高，二是具有良好的彎曲和沖裁性能，經(jīng)過反復(fù)比較，適宜采用先落料沖孔復(fù)合模，再成型制造。材料： 45#厚度： 4.0名稱：支架如圖 2-1支架2.1 工藝分析本支架從總體上看是一個(gè)帶多孔的“”形彎曲件，該零件需要控制的尺寸有39.2mm，160mm，50mm，56mm，分別為公差等級(jí)IT11 ， IT12級(jí)，其余尺寸均為未注公差，可以按IT12級(jí)取公差。該零件材料為 H68 普通黃銅，料厚為4.0mm，因而從尺寸精度和材料方面分析比較適合用沖壓加工。經(jīng)計(jì)算得零件毛坯展開尺寸， 如圖 2-2 所示，最長處為 217.5mm，最寬處為50mm，屬于中型沖壓件。 由于為“”形彎曲件

25、，這樣使兩邊的彎曲力相互平衡，同時(shí)也減少了彎曲時(shí)的毛坯移動(dòng)。圖 2-2零件展開圖2.2 排樣圖設(shè)計(jì)排樣圖是復(fù)合模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它具體反映了零件在整個(gè)沖壓成形過程中，毛坯外形在條料上的截取方式及與相鄰毛坯的關(guān)系，而且對(duì)材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著的影響。 查文獻(xiàn) 6 表 2-13 取搭邊值 a=4mm，沖切外形時(shí)工件間的搭邊連接最小寬度取 5mm。故應(yīng)針對(duì)零件和零件展開后的工藝特點(diǎn)，并綜合考慮工藝分析各個(gè)因素后，設(shè)計(jì)合理的排樣圖及具體工位安排。故：條料寬度b=50mm + 4 mm×2 = 58mm，取 b=60mm毛坯排樣圖如圖2-3 所示：圖 2-3排

26、樣圖根據(jù)以上分析，沖壓如圖2-1 所示的零件的復(fù)合模就一個(gè)工位：落料沖孔。計(jì)算材料的利用率，沖裁面積A：A=10225+28.27*4+50.27*2+114.27+4+88.27*2+176.71+19.63*2=11288.2 mm2其中， A 包括一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖出的小孔面積故一個(gè)進(jìn)距的材料利用率為：=11288.2/13530=83.4%3. 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具總體結(jié)構(gòu)如圖3-1 所示，該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，沖圓孔凸模19，沖腰形孔凸模18，切斷凸模 15，切邊凸模20，壓彎凸模（成形側(cè)刃）16，導(dǎo)正銷29 分別和凸模固定板5 采用壓入式裝配，用圓柱銷 23 在上模座上定位，與墊板4

27、一起固定在上模座上；凹模11 采用整體加工而成，為了便于制造、試模和維修，壓彎凹模鑲塊17 兩件采用鑲拼結(jié)構(gòu)，嵌入沖裁凹模槽孔內(nèi)，并用螺釘加以固定；條料送進(jìn)步距由成形側(cè)刃定位控制，制件彎曲由導(dǎo)正削精定位，所有凸模卸料由彈性卸料板7 完成，沖孔、切邊和切斷廢料由凹模下面的漏料孔逐步排出，制件從料頭分離，由模具終端沿凹模斜面自動(dòng)落下。3.1 條料定位裝置由于側(cè)刃定距方式使沖壓時(shí)材料送進(jìn)準(zhǔn)確可靠，但增加了材料的消耗，也使模具的制造維修趨于復(fù)雜。側(cè)刃的成形沖切即發(fā)揮了側(cè)刃定距的優(yōu)點(diǎn)，又使得有搭邊排樣的有廢料沖壓變?yōu)闊o廢料、少廢料沖壓。成形側(cè)刃沖壓是將擬選用的側(cè)刃與工件某部分的沖裁結(jié)合，利用沖切出條（帶

28、）料的缺口代替普通側(cè)刃的切邊缺口實(shí)現(xiàn)送料限位定距，省去普通側(cè)刃沖切后仍需留出落料沖切的搭邊，實(shí)現(xiàn)少無廢料排樣的沖裁 7 。資料表明：在級(jí)進(jìn)模上使用成形側(cè)刃與使用普通側(cè)刃相比，不僅可以節(jié)省沖壓材料 6%-10%，成本降低 2%-6%，而且可以使連續(xù)沖壓保持較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的同時(shí)，保證工件具有較高的尺寸和形狀位置精度。凸 凹 模45#導(dǎo)柱導(dǎo)套內(nèi) 脫 料45#小 沖 針大 沖 針凸 模45#9打 釘8打 板45#7模架墊板45#45#6上 模 架5墊 板45#4固 定 板45#3凹 模45#2脫 料 板下 模 架45#圖 3-1模具結(jié)構(gòu)示意圖1- 模柄2-上模板3-圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘4-墊板5-凸

29、模固定板6-彈簧7-卸料板8-導(dǎo)套9-導(dǎo)柱10-下模板11-凹模12- 墊板13-內(nèi)六角圓柱頭螺釘14-圓柱銷15-切斷凸模16- 壓彎凸模17- 凹模鑲塊18- 沖腰形孔凸模19-沖圓孔凸模20- 切邊凸模 （成形側(cè)刃）21- 開槽圓柱頭螺釘22- 承料板23- 圓柱銷24- 內(nèi)六角圓柱頭螺釘25- 圓柱銷26- 圓柱銷27- 開槽沉頭螺釘28- 導(dǎo)料板29-導(dǎo)正銷30-開槽沉頭螺釘31-螺塞32-彈簧本設(shè)計(jì)在送料前進(jìn)方向的兩側(cè)采用雙成形側(cè)刃定距，如圖2-3 所示，即為使用成形側(cè)刃的排樣圖，側(cè)刃長度稍大于送料進(jìn)距，以便導(dǎo)正銷伸入預(yù)沖孔時(shí)導(dǎo)料略后退。精確定位由導(dǎo)正銷29 與條料上的導(dǎo)正孔 5

30、來實(shí)現(xiàn)，該模具裝有2 件導(dǎo)正銷，結(jié)構(gòu)形式如圖3-1所示，條料寬度方向由左、右導(dǎo)料板28 導(dǎo)向，承料板22 承料。3.2 出料裝置采用彈性卸料板7 卸料，彈性卸料板由彈簧6 產(chǎn)生的彈性實(shí)現(xiàn)卸料，并穿過卸料螺釘3 桿部安裝在凸模固定板與卸料板之間。導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔之間存在一定的間隙，一般可以避免導(dǎo)正銷卡在導(dǎo)正孔內(nèi)，若為了防止導(dǎo)正銷卡在導(dǎo)正孔內(nèi)，可以采用在局部設(shè)計(jì)卸料塊與彈簧，靠彈簧產(chǎn)生的彈性實(shí)現(xiàn)卸料。沖孔、切邊廢料和切斷廢料由凹模下方的漏料孔逐步排出，制件由模具終端沿斜面自動(dòng)落下。3.3 模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用雙成形側(cè)刃對(duì)稱布置，切邊定距，沖出工件部分外形，充分利用料頭和料尾。為了便于送料，在沖切外形時(shí)工

31、件之間留有一定的搭邊連接，在沖彎后再切去，工件成形后由凹模11 終端的斜面滑出。3.4 模具工作過程將裁剪好的寬度為50mm的條料放在下模上，并依靠成形側(cè)刃定位。第一步：上模下行卸料板在彈簧作用下壓住坯料，切邊凸、凹模完成切廢料工序；第二步：上模上行條料靠手動(dòng)向前送一步，上模下行沖孔凸、凹模完成沖孔工序，廢料從下模的下漏料孔排出；第三步：上模上行條料靠手動(dòng)向前送一步，上模下行由導(dǎo)正銷精確定位，彎曲凸、凹模完成彎曲工序；第四步：上模上行條料靠手動(dòng)繼續(xù)向前送一步，上模下行由切斷凸、凹模完成切斷工序，廢料從下模的下漏料孔排出，同時(shí)有四個(gè)制件從模具終端落下，完成整個(gè)沖壓過程。4. 模具零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算

32、4.1 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算4.1.1凸、凹模間隙的選擇凸、凹模間隙值的大小對(duì)沖壓制件質(zhì)量、模具壽命、沖壓力的影響很大，是沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)極其重要的工藝參數(shù)。根據(jù)零件材料及料厚，查文獻(xiàn)8 表 2-10 ，確定沖裁刃口始用雙面間隙值：Zmin=0.4mm， Zmax=0.8mm。至于壓彎時(shí)凸模與凹模之間的間隙，按材料的性能、厚度以及彎曲件的高度和寬度（彎曲線的長度），取單邊間隙 C=（ 1.0 1.1 ） t ，這里取 C=0.5 mm。另外，設(shè)計(jì)中考慮在合模時(shí)使毛坯完全壓靠，以保證彎曲件的質(zhì)量和尺寸精度。4.1.2凸、凹模刃口尺寸計(jì)算沖壓制件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，

33、合理間隙的數(shù)值也必須靠模具的刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸極其公差，是設(shè)計(jì)沖模的主要任務(wù)之一。（ 1）切邊凸、凹模刃口尺寸計(jì)算由于該零件切邊形狀比較復(fù)雜，且為薄材料，為了保證凸、凹模之間的間隙值，擬采用凸、凹模配合加工的方法。先做凹模，然后配做凸模，具體可采用成形磨削加工刃口。圖 4-1零件切邊尺寸根據(jù)零件切邊形狀，如圖4-1 所示，其中未標(biāo)注公差的尺寸，按IT12 級(jí)取公差。凸模磨損后尺寸變小的記為A 類，有 A1=217.5mm, A2=30, A3=45mm， A4=50mm，尺寸變大的記為B 類，有 B1=161.4mm,對(duì)于 A 類尺寸：查文獻(xiàn) 6 表 2-11 得：磨損

34、系數(shù)x1=0.75, x2=1, x3=0.75, x4=1, x5=1A 類尺寸按式 (4-1) 計(jì)算：（4-1 ）A1 凸 =217.5-0.4*2=216.7mmA2 凸 =30-0.4*2=29.2mmA3 凸 =45-0.4*2=44.2mmA4 凸 =50-0.4*2=49.2mmB1 凸 =161.4+0.4*2=162.2mm該零件切邊凸模刃口各部分尺寸按上述切邊凸模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值ZminZmax=0.025 0.045mm。（ 2）沖圓孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算圓孔形狀簡單，為制造方便，凸、凹模擬采用分開加工。圓孔尺寸如圖4-2，未注公差按IT12 級(jí)處理有，

35、按一般要求：模具精度較工件精度高23級(jí)，查文獻(xiàn) 6表2-10 得，這樣將不滿足分開加工條件：。考慮到圓孔容易加工，可以適當(dāng)?shù)奶岣咄?、凹模制造精度，?:，取，這樣就滿足分開加工條件：圖 4-2沖圓孔凸模尺寸凹模刃口尺寸，按（4-2 ）式計(jì)算：（4-2 ）則： d=6+0.4*2mm=6.8mm,沖圓孔凸模尺寸標(biāo)注如圖4-2 所示（ 3）沖腰形孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算腰形孔尺寸如圖 4-5 ，未注公差按 IT12 級(jí)處理有，孔心距8.0mm腰形孔和圓孔同樣，比較容易加工，按上述沖圓孔凸、凹模刃口計(jì)算方法，適當(dāng)提高模具制造精度，以滿足分開加工的條件，取，。確定凸模刃口尺寸，查文獻(xiàn)6 表2-11 得：

36、 x=1，d=8+8=16mm沖腰形孔凸模尺寸標(biāo)注如圖4-6 所示。由式（ 4-4 ）得，凹模刃口尺寸為：d=16+0.4*2=16.8mm 孔心距圖 4-5腰形孔尺寸（ 4-5 ）式中、凸、凹模孔心距的標(biāo)稱尺寸（ mm）；工件孔心距的標(biāo)稱尺寸（mm）；圖 4-6沖腰形孔凸模尺寸工件孔心距的公差（mm）4.2 凸、凹模的設(shè)計(jì)4.2.1凸模的結(jié)構(gòu)和固定形式由于沖件的形狀和尺寸的不同，沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件亦有所不同，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式也就有很多種形式。一般沖裁凸模的形狀是由產(chǎn)品的形狀決定的，它可以采用直身結(jié)構(gòu)也可采用加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。主要的固定方式有：臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷

37、釘固定以及粘結(jié)劑澆注法固定等。本設(shè)計(jì)中采用用圓形和方形兩種形式的凸模， 材料選用 T10A 鋼，淬火硬度 HRC56-60 必要時(shí)表面可進(jìn)行滲氮處理。圓凸?？刹捎酶呔韧鈭A磨床加工， 異形凸?？梢圆捎寐呓z線切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一種方法，可以獲得高尺寸精度、高表面加工質(zhì)量。凸模固定方式如圖4-10 所示：凸模以過渡配合（K6）固緊在凸模固定板上，頂端形成臺(tái)肩，以便固定，并保證在工作時(shí)不被拉出，安全可靠。4.2.2凸模長度的確定圖 4-10凸模固定方式凸模工作部分的長度應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定。一般不宜過長，否則往往因縱向彎曲而使凸模工作時(shí)失穩(wěn)。致使模具間隙出

38、現(xiàn)不均勻，從而使沖件的質(zhì)量及精度有所下降，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)雇鼓Ｕ蹟?。根?jù)模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，凸模的長度為（ 4-8 ）式中，凸模的長度（mm）；凸模固定板的厚度（mm），它取決于沖件的厚度t ，一般在沖制t<1.5mm 的板料時(shí)，取15 20mm；當(dāng) t=1.5 2.5mm時(shí)，取 20 25mm；這里??； H1=40mm卸料板的厚度（mm），?。粚?dǎo)料板的厚度（mm），取；附加長度（mm）。主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（對(duì)于沖裁凸模取1mm，對(duì)于壓彎凸模根據(jù)零件彎曲高度取5.2mm）以及模具閉合狀態(tài)下卸料板的到凸模固定板間的安全距離（取20mm）將各數(shù)據(jù)代入式（4-8 ）中得：沖裁凸模長度L=4

39、0+25+1=66mm4.2.3凸模的強(qiáng)度計(jì)算沖裁時(shí)凸模因承受了全部的壓力，所以它承受了相當(dāng)大的壓應(yīng)力。而在卸料時(shí)，又承受有拉應(yīng)力。因此，在一次沖裁的過程中，其應(yīng)力為拉伸和壓縮交變反復(fù)作用。在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，因此沒有必要作強(qiáng)度的校核。但針對(duì)本過電片零件特點(diǎn)，其中有的凸模斷面尺寸很小，因此必須對(duì)相應(yīng)凸模的強(qiáng)度包括凸模的最小斷面（危險(xiǎn)斷面）的承壓能力和抗彎能力進(jìn)行校核。（1）凸模承受能力的校核對(duì)凸模最小斷面上的承受能力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須使沖裁力小于或等于危險(xiǎn)斷面所允許的最大壓應(yīng)力。由 9 表 2-9 查得，對(duì)于材料為黃銅的沖件，最小的允許凸模相對(duì)直徑（）為 0.61 0.85 ，而該

40、模具中凸模刃口最小壁厚1.2mm，, 故凸模承受能力滿足要求。（ 2）失穩(wěn)彎曲應(yīng)力的校核凸模在中心軸向壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的最大長度與導(dǎo)向方式有關(guān)，由卸料板導(dǎo)向凸模最大允許長度按式（ 4-9 ）計(jì)算：（4-9 ）式中，凸模最大允許長度（mm）；凸模材料彈性模量，對(duì)于鋼材可取凸?；驔_孔直徑（mm）；沖件材料厚度（mm）；沖件材料抗剪強(qiáng)度（），這里對(duì)于H68 普通黃銅現(xiàn)今對(duì)最小凸模直徑進(jìn)行校核計(jì)算，將各數(shù)據(jù)代入式（；4-9 ）中得：圖 4-11壓彎凹模鑲塊所以大于凸模長度，故滿足要求。顯然，其它凸模也滿足彎曲校核要求。4.2.4凹模結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)凹模在設(shè)計(jì)中采用整體加工而成，為了便于設(shè)計(jì)、 制造、 維修，壓彎凹模兩件采用鑲拼結(jié)構(gòu)， 嵌入沖裁凹?？變?nèi)， 并用螺絲固定， 凸、凹之間的間隙為一個(gè)料厚。壓彎凸模頭部設(shè)計(jì)為