喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 開題報告 論文（設計）題目 Φ28外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設計 一、 研究目的及意義 1. 研究目的 通過本設計冷沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)與計算工作，目的在于熟悉冷沖壓模具的工作原理，并系統(tǒng)地運用所學過的知識處理冷沖壓模具設計中的各種問題，提高對機械系統(tǒng)分析和模具設計的能力；另外，通過畢業(yè)設計培養(yǎng)閱讀中外文科技文獻、查閱并利用文獻資料以及獨立撰寫科技論文的能力。 2.研究意義 沖壓模具的設計充分利用了機械壓力機的功用特點，在室溫的條件下對坯件進行沖壓成形，生產(chǎn)效率提高，經(jīng)濟效益顯著。 本設計的級進模具實例結(jié)構(gòu)簡單實用，使用方便可靠，對類似工件的大批量生產(chǎn)具有一定的參考作用。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動強度大、勞動量大，嚴重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當今科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔，具有重要的技術進步意義和經(jīng)濟價值。 二、國內(nèi)外模具發(fā)展狀況 1. 國外模具發(fā)展現(xiàn)狀及前景 據(jù)報道，高新技術在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術水平在國際上是一流的。將高新技術應用于模具的設計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。 (1)CAD/CAE/CAM的廣泛應用，顯示了用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性 在歐CAD/CAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍應用的技術。在CAD的應用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D設計已達到了70%～89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成2D設計，同時可獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應用3D設計，還可以在設計時進行裝配干涉的檢查，保證設計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。30～50人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機床十多臺。經(jīng)過數(shù)控機床加工的零件可直接進行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE技術在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設計中應用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設計中應用CAE軟件，模擬金屬變形過程，分析應力應變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術在模具設計中的作用越來越大，意大利COMAU公司應用CAE技術后，試模時間減少了50%以上。 （2）為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術 高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術，其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動的，轉(zhuǎn)數(shù)一般在1.5萬～3萬r/min。采用高速銑削技術，可大大縮短制模時間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術進步和設備更新。設備折舊期限一般為4～5年。增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設備投資的重點之一。 （3）快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用 由于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成型和快速制模技術應運而生，并迅速獲得普遍應用。在歐洲模具展上，快速成型技術和快速制模技術占據(jù)了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各種類型的快速成型設備，也有專門提供原型制造服務的機構(gòu)和公司。 2. 國內(nèi)模具的發(fā)展現(xiàn)狀及前景 近年來，我國沖壓模具水平已有很大的提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能產(chǎn)生了。精度達到1~2um，壽命2億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠產(chǎn)生。表明粗糙度達到Ra1.5的精沖模，大尺寸精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)已達到相當高的水平。級進模在過去，因技術水平的限制（主要是制造高精度困難），工位數(shù)相當較少。近年來由于對沖壓自動化、高精度、長壽命提出了更高要求，模具設計與制造高新技術的應用與進步，工位數(shù)已不再是限制模具設計與制造的關鍵，從目前了解到的情況，工位步距精度可控制在±3um之內(nèi)，工位數(shù)已達到幾十個，多的有70多個。沖壓次數(shù)也大大提高，由原來的每分鐘幾十次，提高到每分鐘幾百次，對于純沖裁高達1500次/min（帶彎曲的加工500~600次/min），級進模的重量亦由過去的幾十公斤增加到幾百公斤，直至上噸。沖壓方式由早期的手工送料、手工低速操作，發(fā)展到如今的自動、高速、安全生產(chǎn)。調(diào)整好后的模具在有自動檢測的情況下實現(xiàn)無人操作。模具的總壽命由于新材料的應用和加工精度的提高，也不是早先的幾十萬次，而是幾千萬次，上億萬次。當然級進模的價格和其它模具相比要求高一些，但在沖件總成本中，模具費用所占的比例還是很少很少。由此可見，級進模是當代沖壓模具中生產(chǎn)效率最高、最適合大量生產(chǎn)應用，已越來越多地被廣大用戶認識并使用的一種高效、高速、高質(zhì)、長壽的實用模具。因此，級進模的廣泛應用，展示了現(xiàn)代沖壓模具水平的一個重要標志。目前，我國模具業(yè)規(guī)模僅次于日本和美國，但大多集中在中低檔領域，技術水平和附加值偏低。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會提供的數(shù)據(jù)，我國制造業(yè)急需的精密復雜沖壓模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等，仍然大量依靠進口。模具產(chǎn)品的進出口逆差超過10多億美元。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術進步，提高CAD/CAE/CAM的應用程度，增加數(shù)控加工設備的比重，用信息技術進一步提高模具的設計制造水平。在自身研發(fā)的同時要積極引進國外的先進技術及設備。在引進國外先進技術時，不能采用通常的引進產(chǎn)品許可證和技術轉(zhuǎn)讓等方式，而主要是引進已經(jīng)商品化了的CAD/CAM/CAE軟件和精密加工設備等，重要的工作是后續(xù)對人員的培訓和對于引進的軟件進行二次開發(fā)。同時，要學習和借鑒國外的先進管理經(jīng)驗，進一步深化企業(yè)改革。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經(jīng)濟技術合作與交流，在提高模具國產(chǎn)化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。 三、 研究內(nèi)容 1、沖壓方案的確定 2、主要設計計算 （1）排樣方法的確定及計算；（2）總沖壓力和壓力中心的計算；（4）沖裁間隙及凸、凹模刃口尺寸計算 3、模具總體設計 （1）模具類型的選擇；（2）定位方式的選擇；（3）卸料、出件方式的選擇；（4）導向方式的選擇 4、主要零部件設計 （1）凸、凹模的設計；（2）定位零件的設計；（3）導料板的設計；（4）卸料板的設計；（5）模架及其它零部件設計 5、模具總裝圖 6、沖壓設備的選定 四、研究方案以及步驟 經(jīng)分析、考量，該設計劃分為以下三個階段： 第一階段：(1)認真閱讀任務要求，明確設計目的； (2)查閱相關資料，整理出所需的信息； (3)設計初期方案。 第二階段：(1)分析方案； (2)模具的工藝設計及計算。 第三階段：(1)畫二維圖、紙質(zhì)圖紙、爆炸圖； (2)制作畢業(yè)答辯的PPT。 五、論文提綱 第一章 緒論 1.1課題研究目的及意義 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3主要研究內(nèi)容 第二章 零件工藝性分析及確定工藝方案 2.1 工藝性分析 2.2 確定工藝方案 第三章 排樣設計 3.1 排樣方法 3.2 搭邊值的確定 3.3 條料寬度的確定 3.4材料利用率 第四章 總沖壓力和壓力中心的計算 4.1 沖裁力的計算 4.2 卸料力和推件力的計算 4.3壓力中心的計算 第五章 沖裁間隙及凸、凹模刃口尺寸計算 第六章 主要零件的設計 6.1 凸模的設計 6.2 凹模的設計 6.3 定位零件的設計 6.4 導料板的設計 6.5 卸料板的設計 6.6 彈性單元的設計 6.7 凸模固定板和墊板的設計 6.8 模架、模柄、導柱和導套的選擇 6.9 壓力機的選擇 6.10 自動送料裝置的選擇 6.11 模具總裝圖 第七章 總結(jié) 參考文獻 致謝 附錄 六、工作量的估計、工作條件 1.工作量的估計 1、撰寫設計論文及設計說明書（不少于8000字）； 2、 完成總裝圖及零部件圖的三維圖、二維圖紙； 3 、圖紙的工作量合計不少于2張A1圖； 4、 手工繪A3圖一張； 5 、翻譯一篇外文論文。 畢業(yè)論文（設計）起止時間：2017年12月2日至2018年5月25日 2.工作條件 1.圖書館，圖書期刊資料和電子文獻資料 2.裝有制圖軟件的電腦，繪制二維三維圖 3.制圖室，繪制圖紙以及加工廠房 3.工作進程 第七學期15-18周 確定畢業(yè)設計選題，完成畢業(yè)設計開題報告。 第八學期1-4周 收集模具有關資料，對冷沖壓模具進行詳細的了解分析，查看相關文獻開始初步設計。 第八學期5-7周 中期檢查，針對模具設計進行初步修改。 第八學期8-10周 正式開始畢業(yè)設計工作，構(gòu)造好設計總體框架；繪制設計相關二維三維圖紙。撰寫設計說明書。 第八學期11周 指導教師審閱，評閱教師評閱，論文查重。同時為畢業(yè)論文答辯做準備工作。 第八學期12周 答辯 第八學期13周 檔案整理 七、存在的問題及擬解決采取的措施 （1）通過對工件的工藝分析，確定工作的重點主要集中在模具工作部分零件的設計（例凸模，凹模，凸凹模），各種固定板的設計和相關尺寸的計算和校核。 （2）設計前后工序的關聯(lián)性以及模具的關聯(lián)性，合理安排工序，盡量使模具的結(jié)構(gòu)更緊密，同時在模具的設計過程中還要考慮到所設計的零件的可加工性，要盡量多的選用標準件，達到規(guī)范化設計的要求成為此畢業(yè)設計的難點。 （3）針對此次模具設計需要繪制三維圖及爆炸圖，擬采用計算機輔助設計CAXA、CROE,UG等相關軟件來完成模具的設計，從而節(jié)省時間和精力；收集相關文獻、期刊論文來加以輔助設計；針對自身理論方面的不足將更多的向輔導老師請教學習；當然，在具體的設計中也要不斷的去實踐設計的模具的實用性與經(jīng)濟性，使設計更趨于精確化，規(guī)范化，系統(tǒng)化。 參考文獻 [1]徐永禮. 基于Pro/E的沖壓復合模具設計探析[J]. 中國高新技術企業(yè),2013 [2]周本凱.冷沖壓模具制造技術[M]. 北京：化學工業(yè)出版社.2011 [3]閻兵.冷沖壓模具結(jié)構(gòu)與設計實例[M].北京：機械工業(yè)出版社.2012 [4]湯酞則.冷沖壓模具課程設計與畢業(yè)設計指導[M]. 北京：機械工業(yè)出版社.2015 [5]孫傳.冷沖壓工藝與模具設計[M]. 杭州：浙江大學出版社.2015 [6]于位靈.冷沖壓模具設計及典型案例[M]. 上海：上海科學技術出版社.2016 [7]劉洪賢.冷沖壓工藝與模具設計[M]. 北京：北京大學出版社2012 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[12]??Mahajan?P?V?etal.?Design?for?stamping[M].?New?York?ASME.2015. 指導教師意見及建議（從選題、理論與實證準備、研究（設計）方法、工作安排等方面給出評價，并提出指導意見）： 該課題選題來自于生產(chǎn)實際，具有一定的實際意義。學生結(jié)合任務書要求，對本課題的意義、國內(nèi)外狀況、研究內(nèi)容、研究方案以及步驟，論文提綱，論文（設計）工作量的估計、工作條件等方面做了較為詳細的敘述，達到了開題要求. 同意開題，繼續(xù)開展后續(xù)工作。 指導教師簽名： 2017 年 12 月 27 日 畢業(yè)論文工作組意見及建議： 準予開題 畢業(yè)論文工作組組長簽字： 2017 年 12 月 27 日 注：1.此表由學生填寫后，交指導教師簽署意見，經(jīng)畢業(yè)論文（設計）工作組審批后，才能開題。 9 Φ28外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設計 I 摘要：設計首先對冷沖壓模具的基本成形機理及現(xiàn)狀發(fā)展趨勢做出簡要闡釋，指出沖模是一種低能耗高效率的產(chǎn)出方式，在綜合分析產(chǎn)品工藝性指標及對比不同結(jié)構(gòu)預案后，確定本次工件易采用連續(xù)模具的方案進行。 模具設計之前進行了排樣結(jié)構(gòu)設計和工藝計算兩部分內(nèi)容。第一部分通過排樣參數(shù)選用和工件各工位的合理分解排布確定了包含沖裁，沖孔彎曲落料在內(nèi)的多工位的合理結(jié)構(gòu)，并以此為基礎進行了第二部分，主要涵蓋材料利用率，基本沖裁力參數(shù)，刃口精度公差等幾部分的計算與校核，為后續(xù)模具結(jié)構(gòu)具體實施打下基礎。模具結(jié)構(gòu)設計是在確?？傮w原則的情況下針對凸模，凹模，以及凸模固定板，輔助部件這幾大方向完成了本體參數(shù)的設計和選用，最終將他們合理的裝配，完成了本次工件級進模結(jié)構(gòu)的設計。最后選用合理的壓力設備與模具適配，以滿足后續(xù)試模的需要。 關鍵詞：級進模； 冷沖壓； 結(jié)構(gòu)設計 Abstract Abstract:The design firstly describes the basic forming mechanism and the current development trend of the die, and points out that the die is a kind of low-energy and high-efficiency output method. After a comprehensive analysis of product process indicators and comparison of different structural plans, this article is easy to determine. Use a continuous die program to complete the part design. Before the die design, the design of the layout structure and the process calculation were performed in two parts. The first part determines the reasonable structure of multiple stations including punching, punching and blanking, through the selection of the layout parameters and the rational decomposition of the work stations. The second part is based on this. Covers the calculation of the material utilization rate, the basic blanking force parameters, and the precision of the cutting edge, and lays the foundation for the subsequent implementation of the die structure. The die structure design is to ensure the general principle of the design of the body parameters and the selection of the punch, die, punch fixing plate, auxiliary components in these major directions, and finally they will be reasonable assembly, completed this time Design of work piece progressive die structure. Finally, a reasonable pressure device and die are selected to meet the needs of the subsequent test mode. Keywords：Progressive Die, Cold Stamping,Structural Design 目 錄 Φ28外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設計 I ABSTRACT II 1緒論 1 1.1 課題研究目的及意義 1 1.1.1研究目的 1 1.1.2研究意義 1 1.2國內(nèi)模具發(fā)展狀況 1 1.3 主要研究內(nèi)容 2 2零件工藝性分析及沖壓方案確定 3 2.1 零件的工藝性分析 3 2.2 確定工藝方案 4 2.3 排樣設計 5 2.3.1 排樣參數(shù)確定 5 2.3.2 排樣圖的繪制 6 2.3.3材料利用率η 6 3 模具主要工藝參數(shù)計算 9 3.1 沖壓力參數(shù)的計算 9 3.1.1 沖裁力計算 9 3.1.2卸料力、推料力、頂料力的計算 9 3.2沖壓壓力中心 11 4 凸凹模設計 13 4.1沖裁間隙 13 4.2凸模與凹模刃口尺寸計算 13 4.3凹模的設計 16 4.4凸模的設計 17 4.5凹模刃口類型 18 5模具總體設計 19 5.1定位零件的設計 19 5.2卸料板的設計 19 5.3模柄 20 5.4模架及其他零部件的選用 20 5.5沖壓設備的選擇 21 5.6壓力機相關參數(shù)的校核 21 6總結(jié) 23 參考文獻 25 附錄A 外文文獻及翻譯 27 III 1緒論 1.1 課題研究目的及意義 1.1.1研究目的 通過本設計冷沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)與計算工作，目的在于熟悉冷沖壓模具的工作原理，并系統(tǒng)地運用所學過的知識處理冷沖壓模具設計中的各種問題，提高對機械系統(tǒng)分析和模具設計的能力；另外，通過畢業(yè)設計培養(yǎng)閱讀中外文科技文獻、查閱并利用文獻資料以及獨立撰寫科技論文的能力。 1.1.2研究意義 沖壓是一種壓力加工的方法，就是在室溫的情況下進行，壓力機上安裝模具對材料進行施加壓力，使材料發(fā)生分離或者是發(fā)生塑性變形，進而得到所需要的零件。本設計中的級進模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便可靠，對類似工件的大批量生產(chǎn)具有一定參考作用。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人勞動強度大、生產(chǎn)量大，嚴重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著現(xiàn)如今科技的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用越來越引起人們的重視，并被大量應用到工業(yè)生產(chǎn)中去。沖壓模具可以不僅提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔，而且具有重要的技術進步意義和經(jīng)濟價值。 1.2國內(nèi)模具發(fā)展狀況 到了21世紀,隨著計算機軟件的發(fā)展和進步,?CAD/CAECAM技術日成熟,其現(xiàn)代模具中的應用越來越廣泛。目前我國沖壓模具無論在數(shù)量上,還是在質(zhì)量技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展,但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比,仍具有較大的差異,一些大型、精密、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口,特別是中高檔轎車的蓋件模具,目前仍主要依靠進口。而一些低檔次的簡單沖模,則已供過于求,市場竟爭非常激烈。 我國模具工業(yè)雖然有了很大的發(fā)展,但總體看來,技術水平仍比工業(yè)發(fā)達國家要落后15~20年，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大。為了推進社會主義現(xiàn)代化連設,適應國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的需要,模具工業(yè)需要進行進一步技術結(jié)構(gòu)和加速國產(chǎn)化。因此,應立足國情,著重發(fā)展模具行業(yè)中的關継、共性技術，不斷加大新技術的開發(fā)和推廣應用力度,不斷提高行業(yè)的自主創(chuàng)新能力.用信息技術帯動和提升模具工業(yè)的制造技術水平,積極采用高新技術和先進適用技術來提高行業(yè)的總體水平,使我國模具行業(yè)向大型、精密、復雜高效、長壽命和多功能方向發(fā)展,推動我國模具工業(yè)技術進步再上新臺階,將是我國模具行業(yè)發(fā)展的一個重要任務[[1] 李煥芳.冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國高新技術企業(yè).2010 ]。 1.3 主要研究內(nèi)容 本次設計的內(nèi)容是利用UG、CAD等軟件進行Φ28外舌止動墊圈的剪切級進模具設計，主要設計內(nèi)容包括： （1） 分析零件的工藝性，確定沖壓方案及模具結(jié)構(gòu)； （2） 進行模具零件的設計計算； （3） 繪制模具裝配圖。 2零件工藝性分析及沖壓方案確定 Φ28外舌止動墊圈結(jié)構(gòu)圖和三維結(jié)構(gòu)圖分別如圖2.1和圖2.2所示。 圖2.1 ?Φ28外舌止動墊圈結(jié)構(gòu)圖 圖2.2 ?Φ28外舌止動墊圈3D圖 2.1 零件的工藝性分析 模具整體設計首先以Φ28外舌止動墊圈的課題任務要求與技術解析開始，在繪制了結(jié)構(gòu)圖以及三維的渲染結(jié)構(gòu)的基礎上分析了以下幾點要求： （1）材料：零件的材料選用Q235-A，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其抗拉強度σb=375~460Mpa，屈服強度為σs=210Mpa，此材料具有高的彈性和良好的耐磨性，沖裁加工性能好。 （2）結(jié)構(gòu)：內(nèi)部有一個沖孔和一處90°的彎曲成形部分。料厚為1.5mm，滿足厚度要求，零件毛刺小，模具壽命高，孔的直徑較小，適合沖裁加工。 （3）尺寸精度：根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件尺寸精度要求較低，采用IT14級精度，普通沖裁完全可以滿足要求。 由于待沖壓材料沖裁強度和剛度的使用要求，沖裁件上的孔不能太小，凸模沖孔的最小尺寸為料厚的0.9倍（φ28≥0.9t），所以用來沖孔的凸?？梢圆皇褂猛鼓１Ｗo外套。 整體來說，墊圈工件采用厚度為1.5mm的Q235-A料帶沖壓而成。整體形狀為圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)孔部分和外周邊緣的距離參數(shù)大于3mm。工件精度為IT14級，可以實現(xiàn)斷面較為光潔。從上述的分析可以確定，采用冷沖裁成形可以滿足大批量生產(chǎn)要求。 2.2 確定工藝方案 該工件包括沖孔、落料 、剪切三個工序，有以下三種工藝方案： 方案一：先沖孔，再剪切，最后落料，單工序生產(chǎn)； 方案二：沖孔—剪切—落料復合模生產(chǎn)； 方案三：沖孔—剪切—落料級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 方案一用單工序模。該模具結(jié)構(gòu)簡單，單副模具成本低，使用、維修方便，但需要三道工序三副模具，重復定位差，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求和制件精度。 方案二用復合模。復合模是指在一次工作行程中完成多道沖壓工序的模具，只需要一副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都很高，但模具強度比較差，且制造比較麻煩。沖壓完成后零件會卡在模具上，需要自行清理,這樣不僅會降低沖壓速度，而且操作繁瑣。 方案三用級進模。整個制件的成形是在級進過程中逐步完成的。級進成形是屬工序集中的工藝方法，可使切邊、沖孔、打彎成形、落料等多種工序在一副模具上完成，生產(chǎn)效率較高。它的制件和廢料無需人工清理，所以降低了工作量，而且操作安全、方便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)[[2] 周本凱.冷沖壓模具制造技術[M]. 北京：化學工業(yè)出版社.2011 ]。 通過對上述三種方案的分析比較，從零件的生產(chǎn)批量和技術要求上看，該零件的沖壓生產(chǎn)宜采用普通級進模。 2.3 排樣設計 2.3.1 排樣參數(shù)確定 （1）搭邊值的確定 根據(jù)GB856本次沖裁零件采用厚度為1.50mm的Q235-A材料進行加工沖裁，故毛胚料為1.50mm厚（t=1.50mm），查表2.1得，側(cè)邊搭邊值為1.50mm（a=1.50mm），工件間搭邊值為1.20mm（a1=1.20mm）[[3] 閻兵.冷沖壓模具結(jié)構(gòu)與設計實例[M].北京：機械工業(yè)出版社.2012 ]。 表2.1沖裁件合理搭邊值 料厚/mm 搭邊值/mm a a1 >0.25-0.50 1.00 0.80 >1.00-1.50 1.30 1.00 >1.50-2.00 1.50 1.20 （2）送料步距S 根據(jù)待加工零件圖紙可知零件最大外形輪廓尺寸為58.00mm，工件間搭邊值為1.20mm，經(jīng)公式2-1計算可得工件送料步距S=59.20mm。 S=A+M （2-1） 式中： S—─工步長度，mm； M—─相鄰工件的距離，mm； A—─最大輪廓長度，mm。 （3）帶料寬度B （2-2） 式中： B——條狀料或帶狀料寬度； D——沖件尺寸； a1——工件間搭邊值； n——側(cè)刃數(shù)； ?——條狀料或帶狀料單向偏差； b——側(cè)刃裁切的料邊寬度，金屬材料取1.50mm～2.50mm，非金屬材料取2.00mm～4.00mm，薄料取較小值，厚料取較大值。 B＝(58+2×1.2+2×1.5) -00.4＝63.40-0.4 2.3.2 排樣圖的繪制 結(jié)合上述的參數(shù)選用，繪制出如圖2-3所示的排樣方案： 通過對工件的工藝性分析可以看出零件從大體上分為三個部分，包括中間內(nèi)孔，外舌和最大外圓。所以對其沖裁的工序依次為沖孔，切開彎曲，落料。以此為依據(jù)對工件進行系統(tǒng)排樣并繪制排樣圖。排樣圖的繪制遵從以下三點： （1） 排樣時要避免沖壓過程中凸模與凸模之間距離太近，導致零件局部變形。 （2）搭邊值要合理，不能出現(xiàn)毛刺飛邊等現(xiàn)象。 （3）如果采用多排樣式，應該預留空工位方便組裝拆卸，防止發(fā)生因應力集中導致的模具損毀[[4] 湯酞則.冷沖壓模具課程設計與畢業(yè)設計指導[M]. 北京：機械工業(yè)出版社.2015 ]。 圖2.3 排樣圖 2.3.3材料利用率η 材料利用率表示為零件實際使用面積所占大小與毛胚料整體的面積大小之間的比例，常用η表示： 式中： η總—— 材料利用率； n總—— 沖裁件的數(shù)目； A—— 沖裁件的實際面積/mm2； B—— 板料寬度/mm； L——板料長度/mm； 采用分塊法近似計算沖壓件的面積： A=3.14×29×29-3.14×14×14=2025.3(mm2) 帶料長度： L=58+1.2=59.2(mm) 帶料寬度： B=61(mm) 材料利用率： 3 模具主要工藝參數(shù)計算 3.1 沖壓力參數(shù)的計算 3.1.1 沖裁力計算 沖裁力指在上模座和下模座的相對位移中，將沖裁零件與毛胚料分離所需的力。它的大小與毛胚材料的高度，所要沖壓毛胚料的物理特性及所需零件的最大外形尺寸有關聯(lián)。在應用簡易平刃口模具實現(xiàn)沖壓的時候，實際沖裁力F表示為： (3-1) 式中： F——沖裁力/N; L ——沖裁件最大外形輪廓尺寸，mm； t ——毛胚料的厚度，mm； τ——Q235的抗剪切強度，MPa； Q235-A的抗剪切強度如下表3.1所示。 表3.1常用材料剪切強度表 材料牌號 δb/MPa 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q195 255~310 Q215 265~330 Q235-A 305~375 由表可得，Q235-A最大抗剪切強度為375Mpa。根據(jù)GB856可知沖壓所需毛胚料的厚度為1.50mm（t=1.50mm），單次最大沖壓外形輪廓尺寸值為182.12mm，計算得F=182.12×1.5×375≈102442.5N[[5] 孫傳.冷沖壓工藝與模具設計[M]. 杭州：浙江大學出版社.2015 ]。 3.1.2卸料力、推料力、頂料力的計算 在沖壓階段中會發(fā)生沖壓毛胚料的塑性形變以及毛胚料與沖壓凸凹模間隙的剮蹭，會另沖壓后的沖孔部分的邊角料緊緊的固定在凸模刃口表面。所以將被緊壓在刃口表面上的毛胚料取下的力稱為卸料力；將在沖模方向上卡在凹?？字械臎_壓廢棄料推出的力稱為推料力；將沖裁件或著廢棄輔料至模具腔孔內(nèi)的力與沖裁方向相反的力稱作頂料力。 （1）卸料力的計算[[6] 王秀鳳.冷沖壓模具設計與制造[M]. 北京：北京航空航天大學出版社.2012 ] F卸＝k卸F (3-2) 式中： F — —沖裁力，N； F卸 — —脫料力，N； k卸 — —卸料力系數(shù)，見表3.2。 由上式可得F卸=0.05×102442.5=5122.13（N） （2）推料力的計算 F推＝nk推F (3-3) 式中： F — —沖裁力，N； n — —同時卡住的工件或廢料，n=1； F推 — —推料力，N； k推 — —推料力系數(shù)，見表3-2。 由上式可得F推＝0.055×102442.5=5634.34（N） （3）頂料力的計算 F頂＝k頂F (3-4) 式中： F — —沖裁力，N； F頂 — —頂料力，N； k頂 — —頂料力系數(shù)，見表3-2。 由上式可得F頂＝0.06×102442.5=6146.55（N） 表3.2為卸料力、推件力和頂件力系數(shù)表。 表3.2卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚/mm k卸 k推 k頂 ≤0.1 0.065-0.075 0.1 0.14 >0.1～0.5 0.045-0.055 0.063 0.08 鋼 >0.5～2.5 0.04-0.05 0.055 0.06 >2.5～6.5 0.03-0.04 0.045 0.05 >6.5 0.02-0.03 0.025 0.03 （4）總沖壓力的計算 (3-5) =119345.51（N） 3.2沖壓壓力中心 多工位級進模具的壓力中心是指同時完成不同工序時各個凸模組合力的作用幾何中心。為了保證沖壓設備的正常工作應該使得壓力中心與模座中心重合，否則，會使沖模和沖壓設備滑塊產(chǎn)生偏心載荷，致使滑塊與軌道之間產(chǎn)生較大的摩擦力，使得模具導向零件加快損壞，減少模具和沖壓設備的使用年限。 模具的壓力中心可以根據(jù)以下原則確定： 1、全對稱零件取其幾何中心。 2、軸對稱圖形零件，壓力中心與零件中心軸線重疊。 3、如果零件形狀復雜、可以通過對多孔模具和級進模具壓力中心的解析計算，得到模具的壓力中心，計算公式如下。 (3-6) (3-7) 通過解析法計算壓力中心時，首先繪制凹模形狀圖，如圖4-2所示。在圖中，XOY坐標系建立在圖對稱的中心線上，根據(jù)幾何圖形將輪廓分解為L1?L3三條基本線，并通過解析的方法得到模具壓力中心坐標。有關計算如表4-4所示。 圖3.1 壓力中心坐標分析 表3.3 壓力中心的計算 各工位壓力中心的坐標值/mm 沖壓輪廓尺寸L/mm X Y L1=87.92 0 0 L2=20 33.2 0 L3=174.12 118.4 0 合計282.04 75.45（取75） 0 得其壓力中心坐標值為（75，0）[[7] 單春艷.冷沖壓工藝與模具設計[M]. 北京：科學出版社.2015 ]。 4 凸凹模設計 4.1沖裁間隙 凹凸模之間的距離大小叫做沖裁間隙。沖裁間隙設計的不合理，將會減少模具的耐疲勞性，耐磨損性等性能。所以，在設計模具時，計算沖裁間隙是必不可少的步驟。尺寸精度是由現(xiàn)實生產(chǎn)之中實際生產(chǎn)的長度去除基本尺寸所獲取的數(shù)值，這個數(shù)值越接近零，那么就證明其可靠性越好，如果這個數(shù)值過大，那么則需要重新進行設計。這個數(shù)值是由凹凸模之間的相對位置誤差及其自身的尺寸偏差所決定的。在現(xiàn)實生活中，一個模具的實際使用年限是受到各種方面因素干擾的，而在這其中，最影響最大的就是沖裁間隙。如果沖裁間隙過小凸凹模之間會產(chǎn)生摩擦，導致模具的不正常損耗。反之則會出現(xiàn)零件飛邊，毛刺過多，發(fā)生塑性變形等現(xiàn)象，影響成品質(zhì)量[[8] 于位靈.冷沖壓模具設計及典型案例[M]. 上海：上海科學技術出版社.2016 ]。 根據(jù)之前的討論，在本次設計中要充分的考慮到間隙大小對實際使用過程中所造成的影響。選取合適的數(shù)值，確保合理的設計，這是本次設計之中的重點。結(jié)合材料特性在本次設計中將選用最小間隙距離。表4.1為金屬材料沖裁間隙值。 表4.1 金屬材料沖裁間隙值 · 小間隙 中間隙 大間隙 高碳鋼、T8A、T10A、65Mn （0.08～0.12）t （0.12～0.15）t （0.15～0.18）t 據(jù)表可選用沖裁間隙值為0.15mm。 4.2凸模與凹模刃口尺寸計算 刃口尺寸計算原則有以下三點： （1）根據(jù)凸模尺寸可設計出落料模尺寸，同理沖孔模設計時要以凸模尺寸為基礎。 （2）經(jīng)過長時間的使用凹模與凸模之間會有磨損產(chǎn)生，使得落料件的外形輪廓尺寸會越來越大，沖孔的直徑逐漸的變小。所以凹模設計一般用下極限偏差尺寸而凸模設計用上極限偏差尺寸。 （3）由于摩擦的因素，這將導致沖裁模在實際生產(chǎn)之中會不斷的磨損，這導致配合精度的降低，所以在設計之初就要考慮好這個問題所帶來的影響，提前設計出合理的數(shù)據(jù)，增加模具的使用年限[[9] 劉洪賢.冷沖壓工藝與模具設計[M]. 北京：北京大學出版社2012 ]。 刃口間隙表如表4.2所示。 表4.2刃口間隙 基本尺寸 凸模公差 凹模公差 <18 -0.020 0.020 >30～80 -0.020 0.030 查表得刃口間隙值：凸模公差-0.02，凹模公差0.03。 根據(jù)經(jīng)驗公式計算凸模刃口尺寸如下： 沖孔凸模刃口尺寸： (4-1) 落料凸模刃口尺寸： (4-2) 式中： dd — —沖孔凹模的刃口尺寸，mm; Dp — —落料凸模的刃口尺寸，mm; x— —磨損系數(shù)，查表4-3得=0.50； △— —零件的公差，mm，見表4.3； Zmin — —最小間隙，mm，見表4.4； δd — —凹凸模生產(chǎn)偏差，mm。 根據(jù)經(jīng)驗公式計算凹模刃口尺寸如下： 沖孔凹模刃口尺寸： (4-3) 落料凹模刃口尺寸： (4-4) 式中： dp——沖孔凸模的刃口尺寸，mm; Dd——落料凹模的刃口尺寸，mm; D——落料輪廓大小，mm; d——沖孔輪廓大小，mm; ——磨損系數(shù)，查表4.3得=0.50； △——工件公差，mm，見表4.3； Zmin——最小間隙，mm，見表4.4； δd——凹凸模生產(chǎn)偏差，mm。 根據(jù)經(jīng)驗公式計算凹模刃口尺寸如下： 沖孔凹模刃口尺寸： (4-5) 落料凹模刃口尺寸： (4-6) 式中： dp——沖孔凸模的刃口尺寸/mm; Dd——落料凹模的刃口尺寸/mm; D——落料輪廓大小/mm; d——沖孔輪廓大小/mm; ——磨損系數(shù)，查表4.3得=0.50； △——工件公差/mm，見表4.3； Zmin——最小間隙/mm，見表4.4； δd——凹凸模生產(chǎn)偏差/mm。 沖Φ28.00mm的中心孔時，由上式計算得： 沖孔凸模刃口尺寸：； 沖孔凹模刃口尺寸：。 切開彎曲時(切口8mm)，由上式計算得： 切口凹模刃口尺寸：； 切口凸模刃口尺寸：。 沖Φ58.00mm的落料孔時，由上式計算得： 落料凸模刃口尺寸：; 落料凹模刃口尺寸：。 表4.3為磨損系數(shù)表，表4.4為推薦用雙面大間隙。 表4.3磨損系數(shù) 非圓形x值 圓形x值 磨損系數(shù) 1.00 0.75 0.50 0.75 0.50 厚度t/mm 工件公差△ ≤1.0 ≤0.16 0.17～0.35 ≥0.36 <0.16 ≥0.16 >1.0～2.0 ≤0.20 0.21～0.41 ≥0.42 <0.20 ≥0.20 >2.0～4.0 ≤0.24 0.25～0.49 ≥0.50 <0.24 ≥0.24 >4.0 ≤0.30 0.31～0.59 ≥0.60 <0.30 ≥0.30 表4.4 推薦用雙面大間隙 料厚t/mm 材料 T8A、T10A、65Mn 雙面間隙 0.2~1.0 0.18~.24 >1.0~3.0 0.22~0.28 >3.0~6.0 0.24~0.32 4.3凹模的設計 沖裁時凹模受力狀態(tài)比較復雜，承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用，目前還沒有精確的計算方法，所以通常采用經(jīng)驗公式綜合各方面因素來確定凹模的外形尺寸。[[10] 袁地軍.冷沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)[M]. 北京：人民郵電出版社.2015 ]凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖壓材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定： 凹模厚度（≥15.00mm）： (4-7) 式中： b——沖裁件最大形狀尺寸，mm； K——系數(shù)。 系數(shù)K的取值由材料料厚和沖裁件最大外形尺寸決定，如表4.5所示。 表4.5 系數(shù)K的數(shù)值 材料料厚t/mm b/mm ≤0.50 ＞0.50～1.00 ＞1.00～2.00 ≤50 0.30 0.35 0.42 ＞50～100 0.20 0.22 0.28 ＞100～200 0.15 0.18 0.20 ＞200 0.10 0.12 0.15 查表4.5得K=0.28。 經(jīng)計算可得：H=0.28×58.00=16.24mm≥15.00mm 凹模壁厚（≥30.00~40.00mm）： (4-8) 可得：C=(1.50～2.00)×16.24=24.36mm～32.48mm，C取30.00mm。 凹模長度L根據(jù)GBT 23563.2-2009規(guī)定，以及凹模寬度對比，取凹模長度L=250mm，凹模寬度B取125mm。凹模外形尺寸為250mm×125mm×40mm，根據(jù)上述計算過程得到的模具形狀的基本尺寸，模具可以具有足夠的剛度和強度以使其能夠滿足沖裁要求。圖4.1為凹模板。 圖4.1 凹模板 4.4凸模的設計 Φ28外舌止動墊圈外形相對簡單，根據(jù)材料特性及加工工藝要求，為了滿足凸模剛度和韌性，所以本次將凸模設計成階梯式，便于安裝維修及后期更換。采用一體化成形銑、一體化成形磨削。 凸模長度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)需要來確定，本次設計采用固定卸料板和導料板機構(gòu)，其長度計算公式如下： (4-9) 上式中,h1,h2,h3分別為凸模固定板，卸料板，導料板；15.00~20.00mm為附加長度，包括凸模的修模余量，模具閉合時的安全距離和凸模進入凹模的深度等。 經(jīng)計算凸?？傞LL=80.00mm。 對于圓形凸模承載能力的校核公式如下[[11] 徐永禮. 基于Pro/E的沖壓復合模具設計探析[J]. 中國高新技術企業(yè).2013 ]： (4-10) 式中： dmin — —凸模最小直徑，mm； t — —材料厚度，t=1.50mm； — —材料抗剪強度，Mpa； — —凸模材料的許用壓應力，Cr12MoV的許用壓應力為1200Mpa； 故： 本次設計中凸模最小直徑為8.00mm＞3.00mm所以滿足強度要求。 對圓形截面的凸模失穩(wěn)彎曲強度校核公式如下： (4-11) 式中： d— —凸模最小直徑，mm； F— —凸模的沖裁力，N； Lmax——不產(chǎn)生失穩(wěn)的彎曲極限長度，mm。 故： 本次設計中凸模長度為80.00mm＞7.59mm所以滿足長度要求。 圖4.2、圖4.3、圖4.4分別為沖孔凸模、切口打彎凸模、落料凸模的三維圖。 圖4.2 沖孔凸模 圖4.3 切口打彎凸模 圖4.4 落料凸模 4.5凹模刃口類型 本次設計的模具工位較少不用單獨對凹模進行設計，采用一體化的凹模板。凹模板上三個凹?？谛螤钜来螢樾A孔，不規(guī)則方孔，大圓孔。其中大小圓孔分別起到排料和落料的作用，所以在對凹模孔設計時采用階梯孔，如下圖4.1所示，這樣的設計有利于剝落粘附在凸模刃口的工件和廢料，使其自然脫落不粘帶[[12] Han Fei. Guidance and Examples of Course Design for Stamping Die and Plastics Injection Mould[M]. Harbin Institute of Technology Press.2015. ]。 圖4-1 凹模刃口形式 15 5模具總體設計 5.1定位零件的設計 控制帶料的進料方面采用活動導料銷和固定導料板來限制其自由度。帶狀毛胚料必須確保在進給方向和沖壓過程中，能有兩個自由度受到限制。一個限制在材料進給方向，這個限制是為了確保帶料的步幅長度恰好是每次送進時的步距。另一個是用側(cè)位導料板限制垂直材料的方向，使料板不會發(fā)生縱向的位移[[13] Mahajan P V etal. Design for stamping[M]. New York ASME.2015. 致 謝 歷時幾個月的時間，終于將此次畢業(yè)設計完成，過程中也遇到了不少的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。在這里尤其要強烈感謝我的論文指導老師董老師，從選題指導、論文框架到細節(jié)修改，都做出了無私的指導，并提出建設性意見。感謝我們機械設計制造及其自動化專業(yè)的所有授業(yè)恩師，沒有這么多知識的學習和沉淀，我也不會有基礎和信心完成這次設計。 另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最衷心的感謝！ 感謝模具設計制造研究行業(yè)的各位前輩和學者們。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，各位學者的研究成果，對我有莫大的幫助和啟發(fā)， 感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給我提供了很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。 謹以此致謝，最后，謝謝百忙之中抽時間對本文進行審閱的各位老師。由于學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，希望各位老師批評和指正。 附錄A 外文文獻及翻譯 Improving Performance of Progressive Dies Progressive die stamping is a cost-effective and safe method of producing components. Careful design and construction of dies will ensure optimum performance. A progressive die performs a series of fundamental sheet metal operations at two or more stations in the die during each press stroke. These simultaneous operations produce a part from a strip of material that moves through the die. Each working station performs one or more die operations, but the strip must move from the first station through each succeeding station to produce a complete part. Carriers, consisting of one or more strips of material left between the parts, provide movement of the parts from one die station to the next. These carrier strips are separated from the parts in the last die station. There are six elements that should be addressed when designing and building a progressive die to maximize its performance: · Interpreting the part print, · Starting material into the die, · Part lifters and part feeding, · Flexible part carriers, · Upper pressure pads, and · Drawn shells. Interpreting the Part Print The first step in the proper design of a progressive die is to correctly analyze the part print. The tool designer must interpret the print to determine the function of the part by looking for such things as the type of material, critical surfaces, hole size and location, burr location, grain direction requirements, surface finish and other factors. The die designer must understand the part well, particularly if it has irregular shapes and contours. However, modern computer-drawn prints make this more difficult because computer-drawn part data can be downloaded directly to the die-design computer. As a result, the designer may not become thoroughly familiar with important part features. Also, many computer-drawn parts are more difficult to understand, because often, only one surface is shown and it may be the inside or outside surface. Computer drawings often show all lines, including hidden features, as solid lines instead of dotted lines. This leads to interpretation errors, which in turn leads to errors in the building of the die. To better understand complex part shapes, it is helpful to build a "sight" model of the part using sheet wax, rubber skins or wood models. Dimensional accuracy is not critical for these models, as they are used primarily to visualize the part. Rubber skins and sheet wax also can be used to develop preform shapes and to develop the best positions for the part as it passes through each die operation in the progressive die. Starting Material in the Die Care must be taken to ensure that the strip is started correctly into the die. Improper location of the lead end of the strip will do more damage to the die in the first 10 strokes of the press than the next 100,000 strokes. "Lead-in" gauges must have large leads and a ledge to support the lead end of the coil strip when it is inserted into the die. Large leads on the gauges are important so that the die setup person does not have to reach into the die, as well as for minimizing the time required to start a new strip into the die. Also, one gauge should be adjustable to compensate for variation in strip width,. The position of the lead edge of the strip is critical for the first press stroke, and must be determined for every die station to ensure that piercing punches do not cut partial holes in the lead edge. This could cause punch deflection or result in a partial cut with trimming punches, which can result in an unbalanced side load as the strip passes through the die. Any of these conditions can result in a shift of the punch-to-die relationship that may cause shearing of the punches. Improper location of the lead edge of the strip also can result in an unbalanced forming or flanging condition that can shift the upper die in relation to the lower die. Heels should be required to absorb this side load, particularly when forming thick materials. A pitch notch and pitch stop can provide a physical point to locate and control the lead edge of the strip. Brass tags or marker grooves also can provide a visual location, but these are not as accurate or as effective as a pitch notch stop. The press can be prevented from operating with either a short feed or over feed by mounting the pitch stop on a pivot and monitoring it with a limit switch. Part Lifters and Part Feeding Progressive dies often require the strip to be lifted from the normal die work level to the feed level before strip feeding takes place. This can vary from a small amount--to clear trim and punching burrs--to several inches to allow part shapes to clear the die. Normally, all lifters should rise to the same height so that the strip is supported in a level plane during forward feed. The strip must not sag between lifters; otherwise parts will be pulled out of their correct station location spacing. Bar lifters provide good support and are better than spring pins or round lifters notched on one side of the strip. Often, a good bar lifter system allows higher press speeds because feed problems are eliminated. Although the initial cost is more than round lifters, performance is better and setup time is reduced. As the strip is started into the lead-in gauges, the strip should be able to feed automatically through all the following die stations without requiring manual alignment in each set of gauges and lifters. The strip also must be balanced on the lifters so that it does not fall to one side during feed. A retainer cap can be mounted on the top of the outside bar lifters. This produces a groove that captures the strip during feed and prevents strip buckling. Gauging and lifter conditions can be simulated during die design by cutting a piece of transparent paper to the width of the strip. The lead edge of the paper is placed over the plan view of the die design at the location the strip will