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本科畢業(yè)設計(論文) 題 目： 外開連桿級進成形工藝與級進模具設計 專 業(yè)： XXXXXXXX 班級： XXXXX 學號： XXXXX 學生姓名： 指導老師： 起迄日期： XXXXXXX 第頁 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 中 文 摘 要 本 文 給 出 了 外 開 連 桿 的 結 構 ， 分 析 了 支 架 的 成 形 工 藝 ， 并 制 定 出 有 效 的 成 形 方 案 ： 多 工 位 級 進 模 。 分 析 了 所 設 計 支 架 的 成 型 工 藝 特 點 ， 包 括 工 件 的 工 藝 分 析 、 工 序 排 樣 、 工 藝 計 算 。 完 成 了 級 進 模 的 總 體 概 要 設 計 、 級 進 模 零 件 詳 細 設 計 、 沖 壓 設 備 的 選 擇 等 工 作 。 詳 細 介 紹 了 模 具 凸 模 、 凹 模 、 固 定 板 、 卸 料 裝 置 、 出 件 裝 置 等 零 部 件 的 設 計 方 法 。 同 時 闡 述 了 模 具 的 工 作 過 程 以 及 凸 模 和 凹 模 、 凸 模 與 卸 料 板 間 的 裝 配 間 隙 。 關鍵詞 多工位級進模 外開連桿 成形工藝 第頁 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 外 文 摘 要 Title Support Forming Process And Progressive Die Design Abstract This article gave the supports structure, has analyzed the heat sinks formed process, and formulated the effective formed plan: The multi-location progressive die. Analyzed the YL04 support has designed formation process characteristic, including work piece three dimensional modeling、work piece craft analysis、working procedure row of type、 technology calculation. Completed the level to enter the progressive die the overall outline design、the level enters progressive die components detailed design、ramming equipment choice and so on. Introduced the die punch、the die、the dead plate in detail, spare part and so on equipment design law. Simultaneously elaborated the die work process as well as the assembly gap yard lumber between the punch and the die、the punch with the discharge plate. Keywords Multi-Position Progressive Die YL04Stent Forming Process 第 III 頁 目 錄 前 言 ....................................................1 第 一 章 工 藝 設 計 ..........................................2 1.1 產 品 介 紹 ............................................2 1.2 產 品 工 藝 性 分 析 ......................................3 1.3 工 藝 方 案 的 確 定 ......................................4 第 二 章 排 樣 設 計 ...........................................4 2.1 毛 坯 排 樣 設 計 .........................................5 2.1.1 毛 坯 尺 寸 的 計 算 ...................................5 2.1.2 排 樣 類 型 .........................................6 2.2 工 序 排 樣 設 計 .........................................7 2.2.1 工 序 排 樣 ............................................8 2.2.2 載 體 的 設 置 ..........................................8 2.2.3 步 距 的 設 置 .......................................8 2.2.4 條 料 寬 度 的 確 定 ...................................9 2.2.5 定 距 方 式 .........................................9 第 三 章 工 藝 計 算 ..........................................10 3.1 沖 壓 工 藝 力 的 計 算 ....................................10 3.1.1 沖 裁 力 的 計 算 ......................................11 3.1.2 彎 曲 力 的 計 算 ......................................11 3.1.3 卸 料 力 的 計 算 .......................................11 3.2 模 具 壓 力 中 心 的 確 定 ..................................11 第 四 章 模 具 設 計 .........................................13 4.1 模 具 概 要 設 計 ........................................13 4.1.1 級進模的應用 ........................................13 4.1.2 級進模結構設計 ......................................13 4.1.3 結構設計內容 ........................................13 4.1.4 本次模具結構 ........................................14 第 IV 頁 4.1.5 模具工作過程 ........................................15 4.2 級 進 模 具 的 零 件 設 計 ...................................16 4.2.1 沖裁凸凹模的設計及刃口尺寸計算 ......................16 4.2.2 彎 曲 凸 凹 模 的 設 計 及 刃 口 尺 寸 計 算 ...................19 4.2.3 浮 頂 裝 置 ...........................................20 4.2.4 擋料件 ..............................................21 4.2.5 卸料零件的設計及標準的選用 ..........................22 4.2.6 導向零件的設計 ......................................22 4.2.7 其他零件的選擇和設計 ................................22 4.2.7.1 模架 ..............................................22 4.2.7.2 固定板 ............................................24 4.2.7.3 墊板 ..............................................24 第 五 章 設 備 選 擇 .........................................25 5.1 設 備 的 選 用 原 則 .....................................26 第 六 章 結 論 ..............................................27 致 謝 ....................................................28 參 考 文 獻 .................................................29 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 前 言 現(xiàn) 代 社 會 ， 模 具 作 為 特 殊 的 工 藝 裝 備 ， 在 現(xiàn) 代 制 造 業(yè) 中 起 著 相 當 重 要 的 作 用 ， 可 以 說 模 具 生 產 技 術 水 平 的 高 低 不 僅 是 衡 量 一 個 國 家 產 品 制 造 水 平 高 低 的 重 要 標 志 ， 而 且 在 很 大 程 度 上 決 定 著 這 個 國 家 的 產 品 質 量 、 效 益 及 新 產 品 開 發(fā) 能 力 。 多 工 位 級 進 模 上 沖 壓 模 具 中 的 一 種 ， 它 是 在 單 工 序 沖 壓 模 具 基 礎 上 發(fā) 展 起 來 的 多 工 序 集 成 模 具 ， 在 一 副 模 具 中 可 以 完 成 沖 裁 、 壓 彎 、 成 形 、 拉 深 等 多 種 沖 壓 工 序 ， 它 可 以 將 復 雜 的 制 件 外 形 或 型 孔 ， 經 分 解 變 成 簡 單 的 沖 壓 。 相 對 而 言 ， 多 工 位 級 進 模 的 單 個 工 位 的 沖 壓 難 度 比 單 工 序 模 要 簡 單 多 了 ， 因 此 能 夠 將 復 雜 的 零 件 用 一 副 級 進 模 沖 壓 而 成 。 多 工 位 級 進 模 具 有 高 效 、 高 精 度 、 長 壽 命 的 特 點 ， 它 已 成 為 實 現(xiàn) 大 生 產 、 降 低 生 產 成 本 的 最 佳 選 擇 。 我 畢 業(yè) 設 計 的 題 目 是 外 開 連 桿 級 進 成 形 工 藝 與 級 進 模 具 設 計 ， 本 說 明 書 介 紹 了 我 這 次 畢 業(yè) 設 計 的 設 計 思 路 、 設 計 過 程 ， 包 括 了 產 品 的 工 藝 性 分 析 ， 工 藝 方 案 的 確 定 ， 排 樣 設 計 ， 工 藝 計 算 及 模 具 整 體 設 計 。 通 過 畢 業(yè) 設 計 ,我 對 所 學 過 的 基 礎 理 論 和 專 業(yè) 知 識 進 行 一 次 全 面 、 系 統(tǒng) 地 回 顧 和 總 結 ,通 過 對 具 體 的 支 架 的 沖 壓 工 藝 與 模 具 設 計 ， 使 我 對 板 料 沖 裁 、 彎 曲 等 工 藝 有 了 一 個 更 深 的 理 解 ， 掌 握 了 級 進 模 的 整 體 設 計 方 法 ， 這 可 以 為 我 在 數(shù) 月 之 后 進 入 工 作 崗 位 打 下 一 個 非 常 之 堅 實 的 基 礎 ， 更 快 適 應 將 來 的 工 作 環(huán) 境 。 因 為 是 初 次 動 手 設 計 級 進 模 ， 所 以 該 說 明 書 有 一 些 漏 洞 和 錯 誤 ， 希 望 各 位 老 師 給 出 寶 貴 的 意 見 。 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁 第 一 章 工 藝 設 計 1.1 產 品 介 紹 本 次 畢 業(yè) 設 計 產 品 圖 如 圖 1.1 和 圖 1.2 所 示 ， 產 品 材 料 為 A3， 料 厚 為 2mm， 要 求 大 批 量 生 產 。 該 零 件 屬 于 典 型 的 沖 裁 、 彎 曲 復 合 件 。 圖 1.1 產 品 圖 1.2 產 品 工 藝 性 分 析 產 品 結 構 ： 該 沖 壓 件 屬 于 典 型 的 沖 裁 彎 曲 件 。 產 品 圖 （ 見 圖 1.1） 包 括 二 個 相 同 方 位 上 的 彎 曲 ， 相 對 簡 化 了 設 計 難 度 。 產 品 材 料 ： 該 沖 壓 件 材 料 為 A3， 有 良 好 的 塑 性 和 韌 性 ， 適 合 沖 壓 和 彎 曲 。 產 品 尺 寸 ： 該 沖 壓 件 料 厚 為 2mm， 說 明 零 件 料 薄 ， 材 料 成 形 具 有 一 定 的 難 度 。 最 主 要 的 是 直 徑 為 3.2mm 的 小 圓 孔 的 沖 裁 ， 不 僅 要 考 慮 凸 模 的 強 度 還 需 考 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 3 頁 慮 其 固 定 是 否 干 涉 。 產 品 精 度 ： 產 品 精 度 在 零 件 圖 沒 有 明 顯 提 出 ， 取 IT12 級 彎 曲 工 藝 性 ： 影 響 彎 曲 件 工 藝 性 的 主 要 因 素 有 彎 曲 半 徑 、 直 邊 高 度 和 孔 邊 距 等 等 。 該 零 件 的 內 彎 曲 半 徑 為 0.2mm,查 表 可 知 A3 的 最 小 相 對 彎 曲 半 徑 為 0.2mm， 因 此 彎 曲 可 一 次 成 型 ， 不 需 加 入 整 形 工 序 。 材 料 的 力 學 性 能 較 好 ， 彎 曲 工 藝 性 好 。 綜 合 考 慮 ， 此 零 件 主 要 可 以 分 為 三 道 基 本 工 藝 :（ 1） 沖 孔 ； （ 2） 落 料 ； （ 3） 彎 曲 。 其 中 每 道 工 藝 都 有 其 特 點 和 難 度 ， 主 要 體 現(xiàn) 在 ： 沖 孔 工 藝 的 難 點 主 要 是 沖 直 徑 為 4mm 小 圓 ， 凸 模 壽 命 的 保 證 是 關 鍵 ， 采 用 的 結 構 是 否 合 理 將 直 接 影 響 到 模 具 壽 命 ； 同 時 還 應 考 慮 是 否 能 一 次 沖 成 ， 還 因 個 考 慮 固 定 時 是 否 干 涉 ； 此 零 件 對 落 料 工 藝 的 要 求 比 較 高 ， 主 要 在 排 樣 時 要 注 意 ， 不 要 發(fā) 生 干 涉 ； 彎 曲 工 藝 的 難 點 是 應 充 分 考 慮 其 回 彈 及 制 件 的 取 出 問 題 。 1.3 工 藝 方 案 的 確 定 綜 合 以 上 工 藝 分 析 ， 擬 訂 以 下 方 案 ： 方 案 一 ： 采 用 單 工 序 模 ； 優(yōu) 點 ： 結 構 簡 單 易 懂 ， 模 具 也 便 于 加 工 ； 缺 點 ： 因 為 該 零 件 所 要 成 型 的 部 位 較 多 ， 所 以 所 需 的 設 備 、 模 具 等 也 相 應 的 多 ， 增 加 了 生 產 成 本 ； 方 案 二 ： 采 用 復 合 模 ； 優(yōu) 點 ： 生 產 效 率 高 ； 缺 點 ： 模 具 結 構 復 雜 ， 制 造 精 度 要 求 高 ， 不 利 于 生 產 ； 方 案 三 ： 采 用 級 進 模 。 該 零 件 形 狀 復 雜 ， 需 通 過 多 次 沖 裁 、 彎 曲 等 工 序 才 能 完 成 ， 且 要 大 批 量 生 產 ， 故 不 用 單 工 序 模 ； 復 合 模 雖 然 生 產 效 率 高 ， 但 模 具 結 構 較 復 雜 ， 制 造 精 度 要 求 高 ， 不 利 于 生 產 制 造 且 制 造 成 本 較 高 ， 所 以 不 用 復 合 模 ； 級 進 模 可 減 少 模 具 和 設 備 的 數(shù) 量 ， 生 產 率 高 操 作 方 便 ， 便 于 實 現(xiàn) 沖 壓 自 動 化 ， 在 大 批 量 生 產 中 效 果 顯 著 。 所 以 本 次 設 計 選 用 了 級 進 模 。 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 第 二 章 排 樣 設 計 多 工 位 級 進 模 的 設 計 過 程 中 ,應 考 慮 的 問 題 很 多 ， 但 首 先 考 慮 并 設 計 的 是 條 料 的 排 樣 圖 。 多 工 位 連 續(xù) 沖 壓 件 的 排 樣 圖 ， 要 充 分 表 示 出 沖 壓 工 藝 及 沖 壓 工 步 的 順 序 ， 標 注 出 送 料 進 距 、 沿 邊 、 搭 邊 的 具 體 數(shù) 據(jù) 及 工 位 間 送 進 方 式 和 沖 壓 沖 件 的 全 部 沖 壓 工 藝 及 變 形 與 分 離 過 程 。 排 樣 圖 與 模 具 的 選 型 結 構 設 計 、 沖 壓 材 料 利 用 率 、 沖 壓 生 產 率 和 沖 件 生 產 成 本 密 切 相 關 ， 同 時 也 影 響 到 沖 壓 件 的 質 量 和 模 具 壽 命 。 在 本 模 具 中 ， 排 樣 設 計 總 的 原 則 是 先 進 行 沖 切 口 ， 然 后 沖 裁 、 彎 曲 ， 最 后 落 料 、 彎 曲 ， 并 要 考 慮 到 是 否 干 涉 及 模 具 的 強 度 、 剛 度 ， 結 構 的 合 理 性 。 2.1 毛 坯 排 樣 設 計 2.1.1 毛 坯 尺 寸 計 算 由參考文獻 1式 3-24 (2.1) )(17.08/)180/ 00txrtxrL （彎 曲 及 式 3-25 當 時90 )(57.12/)00txrtxr（彎 曲 所 以 mm.38(57.1彎 曲L 因 為 兩 邊 的 彎 曲 半 徑 相 同 ， 料 厚 一 致 ， 所 以 兩 邊 邊 的 相 等 ， 由 此 可 以彎 曲L 確 定 零 件 展 開 圖 尺 寸 ： 本 文 采 用 成 型 后 落 料 所 以 不 需 要 展 開 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 2.1.2 排 樣 類 型 毛 坯 在 板 料 上 可 截 取 的 方 位 很 多 ， 這 也 就 決 定 了 毛 坯 排 樣 方 案 的 多 樣 性 。 典 型 毛 坯 排 樣 ： 單 排 、 斜 排 、 對 排 、 無 費 料 排 樣 、 多 排 、 混 合 排 。 毛 坯 排 樣 的 原 則 ： 1） 材 料 利 用 率 要 盡 量 高 ； 2） 滿 足 產 品 零 件 沖 裁 及 后 工 序 的 要 求 。 最 常 用 的 兩 種 排 樣 如 下 圖 所 示 ： 圖 2.2 毛 坯 排 樣 圖 ( 2.2) %10BLNA 式 中 A---沖 裁 件 面 積 （ 包 括 沖 出 的 小 孔 在 內 ） （ mm2） ; N---一 張 板 上 沖 件 總 數(shù) 目 ； L---板 料 長 度 ； B---板 料 寬 度 。 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 比 較 兩 排 樣 圖 的 利 用 率 ： %4.57105846.91 2.2 工 序 排 樣 設 計 在 多 工 位 級 進 模 沖 壓 中 ， 工 序 件 在 級 進 模 內 隨 著 沖 床 一 次 就 向 前 送 一 個 步 距 ， 到 達 不 同 的 工 序 。 由 于 各 工 位 的 加 工 內 容 互 不 相 同 ， 因 此 ， 在 級 進 模 設 計 中 ， 要 確 定 從 毛 坯 板 料 到 產 品 零 件 的 轉 化 過 程 ， 既 級 進 模 各 工 位 的 所 要 進 行 的 加 工 工 序 內 容 ， 這 一 設 計 過 程 就 是 工 序 排 樣 。 2.2.1 工 序 排 樣 根 據(jù) 外 開 連 桿 的 要 求 以 及 上 述 工 藝 特 點 的 分 析 ,設 計 出 了 多 工 位 連 續(xù) 工 序 排 樣 方 案 ， 如 圖 2.5 所 示 ： XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 圖 2.4 工 序 排 樣 圖 具 體 工 步 安 排 如 下 ： 沖 導 正 孔 （ 沖 孔 ） 第 一 次 導 正 第 二 次 導 正 沖 孔 空 位 成 型 空 步 落 料 2.2.2 工 序 排 樣 相 關 參 數(shù) 的 確 定 2.2.2.1 載 體 的 設 置 為 了 保 證 最 后 一 個 工 位 前 條 料 的 兩 側 必 須 切 除 ， 采 用 中 間 載 體 ， 這 對 于 送 進 ， 定 位 和 導 正 都 是 十 分 有 利 的 。 2.2.2.2 載 體 的 設 置 步 距 是 沖 壓 過 程 種 條 料 每 次 向 前 送 進 的 距 離 ， 其 值 為 排 樣 是 沿 送 進 方 向 兩 相 鄰 毛 坯 之 間 的 最 小 距 離 值 。 步 距 可 定 義 為 ： S = L + a 式 中 S---沖 裁 步 距 L---沿 條 料 送 進 方 向 ， 毛 坯 外 形 輪 廓 的 最 大 寬 度 值 a---沿 送 進 方 向 的 搭 邊 值 由 于 此 排 樣 的 特 殊 性 ， 零 件 的 材 料 得 到 有 效 的 利 用 ， L 并 不 是 零 件 的 最 大 值 ， 最 終 該 步 距 確 定 為 ： S=15mm 2.2.2.3 條 料 寬 度 的 確 定 條 料 寬 度 指 根 據(jù) 排 樣 的 結 果 確 定 的 毛 坯 所 需 條 料 的 寬 度 方 向 的 最 小 尺 寸 。 理 論 上 條 料 寬 度 可 按 下 式 計 算 ： B=D+2b+ 式 中 B---條 料 寬 度 的 理 論 值 D---垂 直 于 送 料 方 向 毛 坯 的 最 大 輪 廓 尺 寸 ， 它 隨 毛 坯 排 樣 的 方 位 變 化 b---側 搭 邊 值 ---條 料 與 板 料 之 間 的 間 隙 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 該 零 件 條 料 寬 度 的 確 定 ： B=44.33mm 2.2.2.4 定 距 方 式 級 進 模 的 定 距 方 式 有 定 位 釘 定 距 、 側 刃 定 距 、 導 正 釘 定 距 和 自 動 送 料 機 構 定 距 等 四 種 ， 各 有 不 同 的 適 用 場 合 ， 它 們 可 以 單 獨 使 用 ， 也 可 以 互 相 配 合 使 用 , 相 互 配 合 使 用 定 距 效 果 更 好 。 根 據(jù) 前 面 對 該 工 件 的 成 型 工 藝 分 析 ， 確 定 在 本 模 具 中 采 用 送 料 機 粗 定 距 ， 導 正 銷 作 精 定 距 ， 以 實 現(xiàn) 在 沖 床 上 作 業(yè) 。 第 三 章 工 藝 計 算 3.1 沖 壓 工 藝 力 的 計 算 工 藝 計 算 是 選 用 壓 力 機 、 模 具 設 計 以 及 強 度 校 核 的 重 要 依 據(jù) 。 為 了 充 分 發(fā) 揮 壓 力 機 的 潛 力 ， 避 免 因 超 載 而 損 壞 壓 力 機 ， 所 以 計 算 是 非 常 必 要 的 。 3.1.1 沖 裁 力 的 計 算 沖 裁 力 是 沖 裁 過 程 中 凸 模 對 材 料 的 壓 力 ， 它 是 隨 凸 模 行 程 而 變 化 的 。 通 常 說 的 沖 裁 力 是 指 沖 裁 力 的 最 大 值 。 平 刃 沖 模 的 沖 裁 力 可 按 下 式 計 算 ： （ 3.1）KLtF 式 中 F沖 裁 力 （ N） ； L零 件 剪 切 周 長 （ mm） ； t材 料 厚 度 （ mm） ； 材 料 抗 剪 強 度 （ MPa） 。 K系 數(shù) , 由 參 考 文 獻 2表 1-1 知 ， K=1.3。 已 知 零 件 材 料 是 A3,查 參 考 文 獻 1表 1-4,取 =400Mpa， 材 料 厚 度 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 9 頁 t=2mm,L 值 由 全 部 沖 裁 線 即 沖 裁 零 件 周 長 尺 寸 組 成 , 通 過 分 析 計 算 得 到 各 沖 裁 的 周 長 分 別 如 下 ： 工 位 1 沖 導 正 孔 ： L= mm1.30 工 位 4 沖 小 圓 孔 ： L=42.6mm 工 位 7 沖 切 斷 ： L=94mm KNKtF3.101.31 4262t 9894.3 KNFF6.17321沖 總 3.1.2 彎 曲 力 的 計 算 由 于 彎 曲 力 受 材 料 性 能 、 零 件 形 狀 、 彎 曲 方 法 、 模 具 結 構 等 多 種 因 素 的 影 響 ， 很 難 用 理 論 分 析 方 法 進 行 準 確 的 計 算 ， 生 產 中 常 按 經 驗 公 式 對 彎 曲 力 進 行 近 似 計 算 。 查 參 考 文 獻 1表 3-3 得 F=Aq （ 3.2） 因 為 材 料 為 A3 低 碳 鋼 板 ,料 厚 為 2mm,查 參 考 文 獻 1 表 3-4 可 知 q=280MPa; KNF3.24彎 總 3.1.3 卸 料 力 的 計 算 由 參 考 文 獻 1式 2-31 由 表 2-11 查 的 （ 3.3）卸卸 04.卸 所 以 KNF,58.704.卸 3.2 模 具 壓 力 中 心 的 確 定 沖 壓 力 合 力 的 作 用 點 稱 為 壓 力 中 心 。 沖 模 壓 力 中 心 盡 可 能 和 模 柄 軸 線 以 及 壓 力 機 滑 塊 中 心 線 重 合 ， 以 使 沖 模 平 穩(wěn) 工 作 ， 減 少 導 向 件 的 磨 損 ， 提 高 模 具 以 及 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 壓 力 機 的 壽 命 。 沖 模 壓 力 中 心 的 求 法 ,采 用 求 平 行 力 系 合 力 作 用 點 的 方 法 。 具 體 方 法 如 下 ： 確 定 直 角 坐 標 系 xy； 計 算 出 級 進 模 各 單 一 工 序 的 壓 力 中 心 到 坐 標 軸 的 距 離 x1、 x2、 xn 和 y1、 y2、 、 yn； 各 部 分 中 心 位 置 的 坐 標 分 別 為 ： (0， 0)， (23.6， 0)， (44.3， 0)， (63.4， 0)， (68.5， 0)， (96.5， 0)， (120.1， 0)， (135.1， 0) ， （ 154.4， 0） ， （ 173.7， 0） ,（ 193， 0） 。 按 下 列 公 式 求 沖 模 壓 力 中 心 的 坐 標 數(shù) 值 (x0， y0)； x0=(L1x1+L3x3+L4x4+L5x5+L6x6+L7x7+L8x8+L9x9+L10 x10+L11x11)/(F1+F3+F4 +F5+F6+F7+F8+F9+F10+F11) y0=(L1x1+L3x3+L4x4+L5x5+L6x6+L7x7+L8x8+L9x9+L10 x10+L11x11)/(F1+F3+F4 +F5+F6+F7+F8+F9+F10+F11) 式 中 x、 y坐 標 數(shù) 值 ， L工 件 輪 廓 。 F各 工 序 壓 力 =(3388.240+78019.3+2074.838.6+226219.33+1778.40 x 19.35+3634.819.36+1265919.37+10370.419.38+95419. 39+11755.219.310)/(3388.32+780+2074.8+2262+0+1778.4+3634. 8+12659+10370.4+954.72+11755.2) =12.32mm =0y XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 第四章 模具設計 多 工 位 級 進 模 是 指 在 一 副 模 具 內 ， 按 所 加 工 零 件 分 為 若 干 工 位 ， 在 每 個 工 位 上 設 置 一 定 的 沖 壓 工 序 ， 完 成 工 件 的 沖 裁 、 彎 曲 、 成 形 及 拉 伸 等 多 種 沖 壓 工 序 的 一 種 精 密 、 高 效 、 高 壽 命 的 模 具 ， 它 是 在 連 續(xù) 模 基 礎 上 發(fā) 展 起 來 的 一 種 結 構 更 為 復 雜 ,加 工 精 度 要 求 更 高 的 先 進 模 具 之 一 。 因 其 高 生 產 力 ， 高 精 密 度 和 生 產 每 一 產 品 的 經 濟 性 而 被 廣 泛 應 用 于 金 屬 成 型 的 大 批 量 生 產 。 4.1 模 具 概 要 設 計 4.1.1.級 進 模 的 應 用 級 進 模 在 生 產 上 雖 然 效 率 教 高 ， 但 其 沖 制 工 件 時 材 料 利 用 率 不 高 ， 模 具 制 造 、 維 護 以 及 成 本 較 高 等 特 點 也 限 制 了 它 的 應 用 。 一 般 應 用 連 續(xù) 模 生 產 時 必 須 具 備 沖 壓 件 本 身 的 適 用 性 、 機 床 設 備 性 能 以 及 技 術 力 量 等 條 件 。 對 于 沖 壓 件 本 身 來 說 ， 一 是 被 加 工 的 工 件 產 量 和 批 量 要 足 夠 大 ， 以 便 以 較 低 的 單 件 成 本 維 持 穩(wěn) 定 而 持 久 的 生 產 ； 二 是 工 件 形 狀 復 雜 、 凸 模 或 凹 模 型 腔 難 以 加 工 或 起 加 工 結 構 尺 寸 難 以 滿 足 強 度 要 求 而 需 要 將 工 序 分 解 。 對 于 機 床 設 備 來 說 ， 必 須 具 有 能 承 受 模 具 連 續(xù) 作 業(yè) 的 足 夠 剛 性 、 功 率 和 精 度 ， 具 有 較 大 的 工 作 臺 面 、 良 好 可 靠 的 制 動 系 統(tǒng) 。 因 此 級 進 模 多 用 于 生 產 批 量 大 ， 精 度 要 求 不 高 ， 需 要 多 工 序 沖 裁 的 小 工 件 加 工 。 4.1.2 級進模結構設計 級 進 模 是 用 多 個 零 件 按 照 一 定 關 系 裝 配 而 成 的 有 機 整 體 ， 結 構 是 模 具 的 “形 ”。 模 具 的 優(yōu) 劣 很 大 程 度 上 體 現(xiàn) 在 模 具 結 構 上 ， 因 此 級 進 模 的 結 構 對 模 具 的 工 作 性 能 、 加 工 性 、 成 本 、 周 期 、 壽 命 等 起 著 決 定 性 作 用 。 4.1.3 結 構 設 計 內 容 級 進 模 結 構 設 計 大 體 可 以 分 為 兩 步 ： 第 一 步 根 據(jù) 工 序 排 樣 的 結 果 確 定 模 具 的 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 基 本 結 構 框 架 ， 確 定 組 成 級 進 模 的 主 要 結 構 單 元 及 形 式 ， 對 模 具 制 造 和 使 用 提 出 要 求 ； 第 二 步 確 定 各 結 構 單 元 的 組 成 零 件 及 零 件 間 的 連 接 關 系 。 結 構 設 計 的 結 果 是 模 具 裝 配 圖 和 零 件 明 細 表 。 4.1.4 本次模具總體結構 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 圖 4.1 模 具 結 構 總 圖 圖 4.2 剖 視 圖 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 圖 4.3 俯 視 圖 本 模 具 是 一 套 7 工 位 的 帶 料 沖 裁 彎 曲 級 進 模 （ 圖 4.1） ， 步 距 15mm， 模 具 長 320mm， 寬 200mm； 由 于 是 大 批 量 生 產 ， 所 以 實 際 生 產 過 程 中 應 加 上 條 料 手 動 送 料 機 構 。 模 具 采 用 滑 動 四 導 柱 鋼 板 模 架 。 卸 料 板 作 成 一 整 塊 ， 由 橡 膠 板 彈 開 ， 這 種 結 構 可 以 使 搭 邊 不 易 拉 斷 ， 也 便 于 壓 料 和 送 料 4.1.5 模具工作過程 此 次 我 設 計 的 是 一 個 7 工 位 的 沖 裁 彎 曲 多 工 位 級 進 模 ， 模 具 的 具 體 工 作 原 理 如 下 ： 合 模 時 ， 條 料 由 導 料 板 從 右 到 左 送 進 后 借 助 側 刃 裝 置 進 首 次 定 位 ， 在 第 一 個 工 位 沖 出 導 正 孔 ； 為 料 的 后 續(xù) 送 進 導 正 ； 第 二 個 工 位 是 沖 零 件 上 的 小 圓 孔 ， 這 一 工 位 沖 2 個 ； 第 5 工 位 是 折 彎 ； 第 6 工 位 我 設 置 了 一 個 空 工 位 ； 上 模 下 行 時 ， 各 工 序 同 時 進 行 。 隨 著 上 模 的 下 行 ， 凹 模 板 抵 住 卸 料 板 ， 這 時 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 卸 料 板 起 壓 料 作 用 ， 減 少 條 料 起 皺 的 可 能 性 。 凸 模 逐 漸 進 入 凹 模 ， 卸 料 板 上 橡 膠 板 被 壓 縮 。 在 上 模 座 下 行 的 同 時 ， 沖 裁 、 彎 曲 等 各 工 序 同 時 完 成 ， 模 具 閉 合 時 沖 裁 工 位 上 板 料 分 離 ， 最 后 工 件 被 浮 頂 桿 頂 出 模 具 。 開 模 時 ， 上 模 向 上 運 動 ， 下 模 保 持 原 位 ， 卸 料 板 在 橡 膠 板 的 作 用 下 ， 平 穩(wěn) 回 程 。 同 時 ， 卸 料 板 將 卡 住 的 工 件 從 凸 模 往 下 推 出 。 卸 料 板 上 升 浮 動 至 工 件 成 形 的 最 大 高 度 10mm， 卸 料 螺 釘 將 限 制 其 繼 續(xù) 上 行 。 下 模 座 中 浮 料 桿 將 產 品 頂 出 而 上 模 繼 續(xù) 上 行 至 最 高 位 時 ， 開 模 行 程 終 了 ， 工 人 將 條 料 抬 起 ， 向 前 送 進 一 個 步 距 ， 進 行 下 一 次 的 沖 裁 彎 曲 。 4.2 級 進 模 具 的 零 件 設 計 4.2.1.沖 裁 凸 凹 模 的 設 計 及 刃 口 尺 寸 計 算 一 、 凸 模 的 設 計 在 本 模 具 中 ， 除 了 回 旋 體 用 臺 階 式 的 ， 其 余 異 形 凸 模 均 做 成 鉚 接 式 的 ， 采 用 壓 板 來 固 定 。 各 凸 模 如 圖 4.5-4.8 所 示 ： XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁 圖 4.5 沖 圓 孔 凸 模 圖 4.6 沖 孔 凸 模 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 17 頁 圖 4.7 沖 裁 凸 模 2 圖 4.8 折 彎 凸 模 在 本 模 具 中 ， 因 為 模 具 總 長 度 小 ， 結 構 緊 湊 ， 故 凹 模 采 用 整 體 式 。 三 、 沖 裁 刃 口 尺 寸 計 算 a)圓 形 沖 裁 件 刃 口 的 計 算 ： 查 參 考 文 獻 1式 2-1 和 2-2 沖 孔 ： （ 4.1） 0)(pxdp ddZxZ0minmin)( 式 中 、 沖 孔 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 （ mm） ;pd d 零 件 外 徑 公 稱 尺 寸 （ mm） ; 零 件 公 差 (mm); 最 小 合 理 間 隙 (mm);minZ 、 凸 、 凹 模 制 造 公 差 (mm);pd (1) 工 位 2 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 先 查 參 考 文 獻 1 表 2-1 和 表 2-3， 有 Z7.0maxZ.0minp01.md015. 因 為 | 27.5.| minaxZdp 滿 足 要 求 inax| 所 以 p01. d5 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 md08.08.3)1.23( p 6.6.58 （ 2） 工 位 5 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 同 上 ， 可 知dp 06.06.48)1.46( m.8.35 凹 模 刃 口 尺 寸 按 凸 模 刃 口 實 際 尺 寸 并 保 證 最 小 合 理 間 隙 配 做 ； （ 2） 工 位 6 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸AP 02.02.1 174)365.40( 凸 模 配 做 ； 4.2.2.彎 曲 凸 凹 模 的 設 計 及 刃 口 尺 寸 計 算 彎 曲 刃 口 尺 寸 即 是 彎 曲 模 的 寬 度 ， 彎 曲 模 的 刃 口 尺 寸 與 產 品 零 件 尺 寸 標 注 方 式 有 關 。 支 架 的 寬 度 尺 寸 都 標 在 外 側 ， 由 參 考 文 獻 1式 3-48a 可 得 計 算 公 式 如 下 ： （ 4.2）dLd0)75.( L彎 曲 件 基 本 尺 寸 （ mm） ; 零 件 公 差 (mm); 凹 模 制 造 公 差 (mm);d XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 圖 4.9 彎 曲 凸 模 4.2.3 定 位 零 件 的 設 計 及 標 準 的 選 用 4.2.3.1 浮 頂 裝 置 它 對 條 料 或 帶 料 在 送 料 時 起 導 正 作 用 。 在 本 模 具 中 我 選 用 的 是 浮 頂 裝 置 ， 結 構 如 下 圖 所 示 ： 圖 4.11 浮 頂 裝 置 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 4.2.3.2 擋 料 件 其 作 用 是 給 予 條 料 或 帶 料 送 料 時 以 精 確 定 位 ， 因 為 我 設 計 的 是 級 進 模 ， 所 以 定 位 要 非 常 準 確 ， 所 以 我 選 用 的 是 浮 頂 裝 置 加 導 正 銷 來 達 到 精 確 定 位 的 效 果 。 4.2.3 卸料零件的設計及標準的選用 在 本 副 模 具 中 ， 將 卸 料 板 做 成 一 整 塊 ， 以 后 的 每 個 工 序 中 ， 整 體 卸 料 板 在 沖 裁 、 彎 曲 完 結 之 后 ， 在 橡 膠 板 的 作 用 下 ， 將 余 料 從 凸 模 推 出 ， 起 到 了 卸 料 作 用 。 卸 料 螺 釘 將 限 制 其 行 程 。 如 圖 下 圖 所 示 ： XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 圖 4.12 卸 料 板 4.2.4 導向零 件 的 設 計 對 生 產 批 量 大 ， 要 求 模 具 壽 命 高 ， 工 件 精 度 較 高 的 沖 模 ， 一 般 采 用 導 柱 、 導 套 來 保 證 上 、 下 模 的 精 確 導 向 ， 本 次 設 計 的 模 具 是 一 級 進 模 ， 導 向 要 求 較 高 ， 因 此 我 選 擇 的 是 滑 動 導 柱 、 導 套 ， 它 是 一 種 無 間 隙 、 精 度 高 、 壽 命 較 長 的 導 向 裝 置 。 4.2.5 其它零件的選擇和設計 4.2.5.1 模 架 模 架 是 用 來 保 證 凸 模 與 凹 模 的 相 對 位 置 ， 對 模 具 進 行 導 向 ， 并 且 要 有 足 夠 的 強 度 和 剛 度 。 由 于 是 級 進 模 ， 我 選 擇 四 角 鋼 板 導 向 模 架 ， 上 下 模 座 4.2.5.2 固 定 板 模 具 中 的 固 定 板 ， 有 稱 安 裝 板 ， 它 的 主 要 任 務 是 對 凸 模 固 定 ， 并 通 過 它 安 裝 在 模 座 上 。 在 這 副 模 具 中 ， 凸 模 固 定 板 采 用 整 體 式 結 構 ， 固 定 板 由 慢 走 絲 線 切 割 加 工 ， 制 造 比 較 簡 單 ， 容 易 達 到 精 度 要 求 。 固 定 板 為 了 使 安 裝 之 零 件 能 正 常 穩(wěn) 定 工 作 ， 就 要 求 有 足 夠 的 強 度 和 剛 度 即 可 ， 參 照 經 濟 性 ， 選 用 45 鋼 制 造 ， 無 熱 處 理 要 求 （ 如 圖 4.18 和 4.19 所 示 ） 4.2.5.3 墊 板 墊 板 主 要 是 防 止 凸 模 在 沖 壓 過 程 中 ， 由 于 沖 壓 力 集 中 而 把 模 座 的 接 觸 面 壓 壞 。 所 以 設 置 了 一 塊 墊 板 ， 即 在 固 定 板 與 模 座 之 間 增 設 了 墊 板 ， 采 用 45 鋼 制 造 ， 成 一 整 體 ， 淬 火 熱 處 理 后 硬 度 43-48HRC， 且 兩 平 面 光 滑 ， 高 度 為 8mm。 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁 墊 板 的 結 構 如 圖 4.16 所 示 . XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 23 頁 圖 4.15 凸 模 固 定 板 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 24 頁 圖 4.16 凸 模 墊 板 第五章 設備選擇 當 工 序 為 級 進 工 序 時 ， 不 能 簡 單 地 將 落 料 力 與 彎 曲 力 迭 加 去 選 擇 壓 力 機 ， 因 為 壓 力 機 的 公 稱 壓 力 是 指 在 接 近 下 死 點 時 的 壓 力 機 壓 力 。 因 此 ， 應 該 注 意 壓 力 機 的 壓 力 -行 程 曲 線 ， 否 則 很 可 能 由 于 過 早 地 出 現(xiàn) 最 大 沖 壓 力 而 使 壓 力 機 超 載 損 壞 。 一 般 可 按 下 式 作 概 略 計 算 ： F=（ 0.7 0.8） F0 式 中 F沖 裁 力 與 彎 曲 力 之 和 ， F0壓 力 機 的 公 稱 壓 力 。 由 第 三 章 的 工 藝 計 算 可 知 ： F= + + =127.8KN沖 彎 卸F 取 系 數(shù) 為 0.8， 有 在 本 次 設 計 中 選 用 的 設 備 為 J21G 系 列 開 式 高 速 精 密 壓 力 機 ,具 體 型 號 為 J21G-40。 這 種 采 用 鋼 板 焊 接 機 身 結 構 ,具 有 可 靠 的 強 度 和 剛 度 ,離 合 器 采 用 干 式 摩 擦 離 合 器 ,使 離 合 器 接 合 平 穩(wěn) ,傳 動 扭 矩 大 ,因 而 適 用 高 速 狀 態(tài) 下 工 作 ， 適 用 于 大 批 量 生 產 ， 尤 其 是 級 進 模 沖 壓 。 J21G-40 開 式 高 速 精 密 壓 力 機 的 主 要 技 術 參 數(shù) ： 標 稱 壓 力 ： 400 kN 最 大 裝 模 高 度 ： 260mm 裝 模 高 度 調 節(jié) 量 ： 90mm 工 作 臺 板 尺 寸 ： 前 后 ： 480 mm 左 右 ： 510 mm 機 身 工 作 臺 孔 : 前 后 ： 180 mm 左 右 ： 340 mm 6. XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 25 頁 5.2 壓 力 機 的 校 核 壓 力 機 工 作 臺 面 尺 寸 : 由 于 模 具 外 形 尺 寸 為 ： 前 后 320mm,左 右 200mm, ， 而 壓 力 機 工 作 臺 面 尺 寸 為 ： 前 后 480 mm、 左 右 510 mm， 所 以 滿 足 條 件 。 閉 合 高 度 為 193 mm,而 壓 力 機 允 許 最 大 裝 模 高 度 為 260mm,滿 足 條 件 。 主 要 參 數(shù) 均 符 合 條 件 ， 因 此 最 終 選 用 J21G-40 開 式 高 速 精 密 壓 力 機 。 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 26 頁 第 六 章 結 論 本 次 畢 業(yè) 設 計 綜 合 運 用 了 所 學 課 程 的 理 論 和 生 產 實 踐 知 識 ， 進 行 多 工 位 級 進 模 設 計 工 作 的 實 際 訓 練 ， 培 養(yǎng) 了 個 人 獨 立 工 作 的 能 力 ， 樹 立 理 論 聯(lián) 系 實 際 和 嚴 謹 求 實 的 作 風 ， 鞏 固 、 擴 充 了 模 具 專 業(yè) 課 程 所 學 的 內 容 。 通 過 這 次 對 外 開 連 桿 的 級 進 模 具 的 設 計 ， 讓 我 學 到 了 很 多 ， 最 基 本 的 讓 我 懂 的 了 級 進 模 具 設 計 的 順 序 ， 不 會 像 這 以 前 一 樣 毫 無 頭 緒 ,最 主 要 的 一 點 就 是 工 位 排 樣 。 工 位 排 樣 是 我 從 零 件 分 析 完 就 開 始 研 究 的 ， 作 為 級 進 模 最 為 關 鍵 的 排 樣 的 確 是 難 點 ， 它 要 求 考 慮 的 因 素 非 常 多 ； 一 開 始 我 先 制 定 了 一 排 樣 ， 等 把 模 具 圖 畫 的 差 不 多 的 時 候 才 發(fā) 現(xiàn) 了 嚴 重 的 干 涉 ， 最 后 只 得 修 改 排 樣 圖 ， 并 向 指 導 老 師 請 教 后 才 改 正 過 來 ， 工 位 的 排 樣 在 級 進 模 具 設 計 過 程 中 非 常 重 要 。 工 位 排 樣 弄 不 好 ， 會 在 模 具 設 計 到 一 半 的 時 候 發(fā) 現(xiàn) 有 很 多 地 方 會 發(fā) 生 干 涉 現(xiàn) 象 ， 這 時 在 回 頭 改 已 經 很 費 事 了 ， 所 以 在 具 體 設 計 模 具 之 前 必 須 要 先 把 工 位 排 樣 確 定 下 來 ， 這 樣 之 后 就 會 很 順 了 。 XXX 學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 27 頁 致 謝 本 次 畢 業(yè) 設 計 我 是 由 老 師 帶 的 ， 教 學 生 比 較 嚴 謹 。 他 平 時 對 我 們 的 檢 查 很 勤 ， 按 時 給 我 們 進 行 輔 導 ， 經 常 督 察 我 們 的 進 度 ， 要 我 們 抓 緊 時 間 。 在 嚴 謹 的 老 師 門 下 學 習 才 能 學 的 更 好 。 所 以 我 及 時 完 成 了 畢 業(yè) 設 計 所 做 的 課 題 ， 要 歸 功 于 他 平 時 的 指 導 和 幫 助 ， 所 以 我 想 對 他 說 聲 謝 謝 你 ， 老 師 。 在 整 個 設 計 過 程 中 ， 我 的 好 多 同 學 都 給 予 了 我 幫 助 ， 在 我 畫 錯 的 時 候 指 出 我 的 錯 誤 之 處 ， 在 此 ， 我 也 想 對 他 們 說 聲 謝 謝 ， 我 親 愛 的 同 學 們 。 最 后 對 全 體 參 加 畢 業(yè) 答 辯 的 專 家 老 師 們 表 示 感 謝 ！ XXX 學院