成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 沖壓級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)論文 目錄一 畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要 2二 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 3三 模具設(shè)計(jì)與制造41、 制件分析42、 排樣分析53、 總裝配圖分析94、 模具零件與結(jié)構(gòu)分析11四模具認(rèn)識(shí)與前景16四 設(shè)計(jì)總結(jié)19五 參考文獻(xiàn)20一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要：中文摘要： 使用Microsoft office word 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）的電子文檔輸入。 使用AUTO CAD軟件繪制沖壓級(jí)進(jìn)模的裝配圖與各個(gè)零件圖，對(duì)于其中所出現(xiàn)的問(wèn)題都一一做出了相應(yīng)的解決。英文摘要：Use the Microsoft Office Word to complete diploma work  of electronic document input  in this diploma project. Use the Auto CAD software to make stamp of assembly drawing and others  detail drawings ,to solve any problem that may come along. 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)：(一)、沖壓件圖(二)：沖壓件技術(shù)要求1、 材料 黃銅2、 厚度 0.3mm3、 生產(chǎn)批量 大批量4、 未注公差 均按IT14級(jí)制造二、模具設(shè)計(jì)與制造(一)、制件的分析(1) 制件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)該制件主要用于連接方面，所要求的精度高，零件的主要成型是沖裁.彎曲.切斷等多道工序，兩側(cè)采用向內(nèi)彎曲形式，所以采用本制件采用多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)比較合理，簡(jiǎn)單化。 （ 2 ） 對(duì)沖切斷面質(zhì)量要求為保證制件的質(zhì)量，要求表面規(guī)整、光 亮、無(wú)毛刺，沖切斷面粗糙度比較高，且制件表面不得有傷 痕，要求制件進(jìn)行滾磨、光飾和清洗處理。（ 3 ）制件的展開(kāi)圖(二)、排樣分析零件工序排樣圖如圖所示：排樣設(shè)計(jì)原則2） 制作制件展開(kāi)胚料樣板，在圖畫(huà)上反復(fù)試排，待初步確定方位后，安排側(cè)刃定位，在一端安排沖孔，切廢料等工位，再向一邊依次安排成型工位3） 第一工位，一般采用側(cè)刃定位，在第二工位沖孔，在以后的工位中，視其工位數(shù)不多，加上側(cè)刃定位，在第五工位與第七工位采用導(dǎo)正孔定位。4） 對(duì)相對(duì)精度高的的孔同步?jīng)_出5） 成型方向要有利于送料的順暢6） 對(duì)彎曲和拉深，每一工位不宜變形過(guò)大，這樣有利于質(zhì)量保證也有利于調(diào)試修整7） 對(duì)要求高的要設(shè)整形工位8） 盡量使沖壓負(fù)荷平衡9） 合理安排廢料和制件的順利排除10） 保證帶料搭邊有足夠的強(qiáng)度11） 合理分布托料釘?shù)奈恢茫O(shè)計(jì)六顆托料釘12） 為提高各凹模的強(qiáng)度應(yīng)設(shè)置空工位13） 一般拉深半徑應(yīng)等于大于料厚4倍，否則應(yīng)采用整形工序因此帶料選擇可延伸連接的雙中載體形式，主要是制件采用這樣的載體，是因?yàn)檫@種可以保證成形件的質(zhì)量，這樣的載體平衡性能好。寬度為30mm，步距為7.4mm。材料利用率計(jì)算： 式中：為材料利用率F為工件的實(shí)際面積為所用材料面積，包括工件面積與廢料面積 = 1550/（30 x 7.4）x 100% = 70%所以本排樣的材料利用率符合要求排樣的步距精度直接影響制件的尺寸精度，步距公差小制件精度高，但步距太小，模具制造困難，按精密級(jí)進(jìn)模具步距公差的經(jīng)驗(yàn)公式 查表=0.13， k=0.85 n=19 =0.015mm 提高精度達(dá)到0.015 mm 綜合上述可知，該排樣的缺點(diǎn)是材料利用率不高，但對(duì)制件精度有很好的保證，因此采用該方案。工序說(shuō)明如下：1、側(cè)刃定位 在這排樣當(dāng)中，首先考慮到定位的問(wèn)題，在第一部采用的是側(cè)刃定位。同以后工序的導(dǎo)正孔同時(shí)定位，不讓材料抖動(dòng)。2、沖孔 在側(cè)刃定位之后，然后沖出制件的孔，為了對(duì)以后的工位中不產(chǎn)生影響，先沖出小孔。3、導(dǎo)正 因?yàn)橹萍墓の粩?shù)不是很多，考慮到先前采用側(cè)刃定位，所以在第五工位和第七工位采用導(dǎo)正孔導(dǎo)正，兩者同時(shí)定位導(dǎo)正?？梢皂樌谋ＷC制件的精度。 4、去邊料 在第四工位設(shè)置去邊料。 5、第一次彎曲 先保證弧形彎曲的長(zhǎng)度，先彎曲出制件弧度的8.5長(zhǎng)度，保證了制件的精度。6、第二次彎曲 二次彎曲出成型制件。7、空工位 為使制件不產(chǎn)生變形，在彎曲的后頭加上一空工位。8、落料 獲得制件，自然落料。9、切斷 條料切斷廢料，避免影響送料。(三) 總裝配圖分析一 模具主要特點(diǎn)如下： 1、 采用氣動(dòng)送料裝置、浮動(dòng)導(dǎo)料裝置和精確的導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正，廢料切刀切斷保證安全。2、 模具精度高，其易損件具有互換性，可以方便迅速地更換備件。3、 模架剛性、導(dǎo)向性好，保證了模具的動(dòng)態(tài)精度主模架采用加厚鋼板，上模座上平面與下模座下平面的平行度0.04mm4、 模具材料分別采用硬質(zhì)合金、高速鋼、高合金鋼等，模具的刃磨壽命和總壽命高。5、 重要零件也盡量用可換式零件6、 固定件采用高強(qiáng)度螺釘和銷(xiāo)釘，部分彈性件采用高強(qiáng)度彈簧二 互換性模具設(shè)計(jì)與工藝措施分析1 消除或減小壓力機(jī)動(dòng)態(tài)精度誤差 1）選用高精度，剛性好的壓力機(jī)和降低壓力機(jī)速度2）沖壓載荷的偏心量，將難于計(jì)算，壓力機(jī)中心靠近模板中心。 3）模架剛性，加厚模座和選用剛性好的材料，加粗或增加導(dǎo)套的有效長(zhǎng)度2 提高凸模和凹模步距的一致性 將固定板，卸料板和凹模有關(guān)孔一次裝夾加工，但必須保證步距精度3 提高凸模與凹模形狀的一致性 1）在數(shù)控機(jī)床上，用同一指令加工各板 2）磨加工各鑲件4 提高制件的加工精度 提高導(dǎo)正孔的精度和導(dǎo)正銷(xiāo)的步距精度，一般與步距精度一樣 四 模具的裝配模具的裝配過(guò)程視模具的類型結(jié)構(gòu)的不同有所差別，為了保證裝配精度和技術(shù)要求采用修配和調(diào)節(jié)的裝配方法，在級(jí)進(jìn)模中先裝下模再裝上模1）子模加工過(guò)程中為保證精度往往將凸模固定板，凹模板，彈壓卸料板，一起裝夾加工，使得裝配時(shí)各板位置精度準(zhǔn)確2）調(diào)整凸凹模間隙，反復(fù)試沖，保證最后間隙均勻3）子模裝配完之后，將凹模取下與下模架板進(jìn)行裝夾，把型孔位置定出后按凹?？足@出4）上模安裝精度由導(dǎo)柱保證各子模加工完之后，用銷(xiāo)釘將其定位在下模架上，再用螺釘緊固，上模由導(dǎo)柱精度保證定位模架采用可換式導(dǎo)柱導(dǎo)套形式以便快換，而且安裝方便上下模板采用加厚鋼板。根據(jù)各個(gè)子模形狀中心對(duì)稱，根據(jù)空間力系和合力作用線的求解方法 各個(gè)分力對(duì)某軸力矩之和等于其合力對(duì)同軸之矩的力學(xué)原理知力機(jī)中心與壓力中心基本重合，但存在偏差，但在誤差范圍內(nèi)可以忽略。由于公稱壓力小，所以選取壓力機(jī)為J23-3.15 (六)、模具零件與結(jié)構(gòu)分析：模具的每個(gè)零件的粗糙度都應(yīng)在Ra0.8及其以上，所以每個(gè)面都需用磨床加工，以保證模具的安裝精度及配合精度1、 上下模座因此模具為級(jí)進(jìn)模，負(fù)荷大，受高速?zèng)_擊，為防止沖壓時(shí)產(chǎn)生彈性變形，材料以45鋼為好，調(diào)質(zhì)處理4348HRC。上模座上平面與下模座下平面平行度為100：0.012。上模座上下平面與下模座上下平面平行度約為100：0.008。2、 導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套，導(dǎo)柱采用臺(tái)階固定在凸模固定板上，導(dǎo)套采用過(guò)盈配合固定在卸料板上及凹模固定板上。因是大量生產(chǎn)，所以材料選用T8A，滲碳淬硬5660HRC。導(dǎo)柱、導(dǎo)套采用過(guò)盈配合。過(guò)盈量為0.010.15mm，垂直度200：0.005。導(dǎo)柱垂直度由導(dǎo)柱臺(tái)階保證。導(dǎo)套的是B型導(dǎo)套（GB4678.7-84），材料選用T10A滲碳淬火58-62HRC，技術(shù)條件按GB4678-84的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行加工。導(dǎo)柱也選用B型導(dǎo)柱，要求規(guī)定同導(dǎo)套。3、墊塊該模具的受力不大,因此可按情況而定,如果要的話,則應(yīng)淬火到HRC56-60,用T8A 4、 卸料板卸料板是多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵零件，尤其是在高速?zèng)_裁下，凸模會(huì)受到?jīng)_擊負(fù)荷作用，對(duì)于脆性的硬質(zhì)合金材料，稍受側(cè)向力，凸模很容易崩刃和斷裂，所以卸料板不但起到壓料和卸料的作用，還對(duì)凸模起到導(dǎo)向保護(hù)作用。卸料板和凸模間的雙面間隙為0.005mm，因此卸料板的精度、剛性、耐磨性和它的穩(wěn)定性就非常重要。故選用材料CrWMn，淬硬56-60HRC。由于卸料板有保護(hù)凸模的作用，要求卸料板有很高的運(yùn)動(dòng)精度，為此要在卸料板與上模座之間增設(shè)輔助導(dǎo)向零件小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套。制造基準(zhǔn)與凸凹模固定板一致，便于三板同時(shí)加工。厚度根據(jù)沖壓設(shè)計(jì)材料方面的資料，選取厚度為22.7mm。5、凹模凹模材料選用GrWMn,淬火到HRC58-62,在落料凹模鑲件上采用焊接的形式，制件生產(chǎn)量較大，所以采用YG15，便于快換用螺釘緊固在下模座上,鑲塊采用過(guò)渡配合H7/m6凹模厚度可按下式進(jìn)行估算： 式中：為凹模厚度（mm） P為沖裁力（N） 選取最大工序的沖壓力，計(jì)算得出： Ha為22mm6凹模墊板凹模墊板是由銷(xiāo)釘定位于下模座上，由4 個(gè)螺釘緊固。4個(gè)銷(xiāo)釘再將凹模固定板和凹模板一起固定在下模架上凸模固定板 凸模固定板在沖壓時(shí)折斷，就不必把整副模具拆離壓力機(jī)，而僅需把損壞部分取下，換上備用凸模即可繼續(xù)沖壓。固定板與凸模不是過(guò)盈配合，是間隙配合，避免由于加工誤差使凸模在卸料板中卡死，也可使凸模與凹?？鬃詣?dòng)對(duì)中，保證間隙均勻，而且是在凸模與卸料板，凸模與凹模間隙中最大可根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算： 式中： H為凸模固板厚（mm）； 為凹模高度（mm）。 則凸模高度在1216mm范圍內(nèi)，故 選取H=16mm。凸模固定板的上、下表面應(yīng)磨平，并且應(yīng)與形孔中心線相垂直。因是級(jí)進(jìn)模，所以選用材料CrWMn，并淬硬到56-60HRC 7、 凸模凸模采用臺(tái)階式固定，因沖缺凸模形狀復(fù)雜，故采用快換裝置，用一固定塊將其壓緊在墊板上，當(dāng)凸模磨損或折斷等不能再繼續(xù)加工時(shí)，只需拆下緊固螺釘，取出凸模，將準(zhǔn)備的備用凸模安裝上即可繼續(xù)加工。因不銹鋼材料力學(xué)性能好，所沖形狀復(fù)雜，故采用焊件結(jié)構(gòu)，在凸模工作部分焊上厚度為4mm的YG15（鎢鈷類合金），熱處理HRC6668HRC，其余部分選用CrWMn材料，熱處理使其硬度達(dá)5860HRC。彎曲、整形凸模選用材料Cr12MoV，熱處理達(dá)6163HRC。8、 托料釘托料釘是具有托料和導(dǎo)向雙重作用的模具零件，在級(jí)進(jìn)模中應(yīng)用廣泛。托料釘在設(shè)計(jì)中最重要的是導(dǎo)向的設(shè)計(jì)和卸料板凹坑深度的確定。當(dāng)送料結(jié)束、上模板下行時(shí)，卸料板凹坑地面首先壓縮導(dǎo)向釘，使條料與凹模面平齊并開(kāi)始沖壓。當(dāng)上模板回升時(shí)，彈簧將托料釘推至最高位置，進(jìn)行下一步的送料導(dǎo)向。當(dāng)凹坑過(guò)深時(shí)，會(huì)造成帶料被壓入凹坑內(nèi)；當(dāng)凹坑過(guò)淺時(shí)，會(huì)使帶料被向下擠入與托料釘?shù)呐浜系目變?nèi)。因此設(shè)計(jì)時(shí)必須注意各尺寸的協(xié)調(diào)，其協(xié)調(diào)尺寸推薦值為： 槽寬：（槽寬即托料釘頸部與凹模板的距離） 頭高： 坑深：槽深：浮動(dòng)高度：尺寸D和d可根據(jù)條料寬度、厚度和模具的結(jié)構(gòu)尺寸確定。托料釘常選用合金工具鋼，淬硬到5862HRC，并與凹模孔成H7/h6配合。托料釘?shù)南露伺_(tái)階可做成裝拆式結(jié)構(gòu)，在裝拆面上加墊片可即可調(diào)整材料托起的位置高度，以保證送料平面與凹模平面平行。 根據(jù)公式求得： 槽寬：h2=（1.52）×0.33 取槽寬為0.5mm 頭高 取2mm 為了保證不讓帶料被擠入與托料釘?shù)呐浜系目變?nèi)，同時(shí)還保證帶料不被壓入凹坑內(nèi)，需對(duì)托料釘進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)按圖紙所示。10、導(dǎo)正銷(xiāo) 用導(dǎo)正銷(xiāo)對(duì)帶料定位導(dǎo)正，在模具中，第一工位采用側(cè)刃定位，工位數(shù)不多，本次采用第五工位跟第七工位導(dǎo)正就可以，在彎曲前加導(dǎo)正與前面?zhèn)热卸ㄎ唤Y(jié)合起來(lái)，使帶料不產(chǎn)生其他影響。導(dǎo)正銷(xiāo)選用合金材料，淬硬55-60HRC。11、 其它零件螺釘、螺塞、彈簧等，都根據(jù)選取標(biāo)準(zhǔn)，在市場(chǎng)進(jìn)行采購(gòu)。四、模具認(rèn)識(shí)與前景： 我國(guó)模具工業(yè)從起步到飛速發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)。近幾年來(lái)，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具技術(shù)又上了新臺(tái)階。大型復(fù)雜沖模以汽車(chē)覆蓋件模具為代表。我國(guó)主要汽車(chē)模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車(chē)覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模具覆蓋面大增，已從電機(jī)、電器鐵芯片模具擴(kuò)大到接插件、電子元器件、汽車(chē)零件、空調(diào)器散熱片等家用電器零件模具上。塑料模方面已能生產(chǎn)86厘米、122厘米大屏幕彩電塑殼模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。塑料模熱流道技術(shù)更臻成熟，氣體輔助注射技術(shù)已開(kāi)始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體梯級(jí)壓鑄模及汽車(chē)后橋齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短。模具CAD/CAM技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開(kāi)發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAM軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。模具加工機(jī)床品種增多，水平明顯提高。快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，尤其是這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)(RPM)進(jìn)展很快，國(guó)內(nèi)有多家企業(yè)已自行開(kāi)發(fā)出達(dá)到國(guó)際水平的相關(guān)設(shè)備。模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴(kuò)展。模具材料方面，由于對(duì)模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。在“八五”、“九五”期間，我國(guó)已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率越來(lái)越高,特別是以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。如美國(guó)EDS的UG；美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Engineer等大型軟件。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)也有很大發(fā)展，主要有北航海爾公司的CAXA，華中理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的注塑模HS3.0系統(tǒng)及CAE軟件，上海交大模具CAD國(guó)家工程中心開(kāi)發(fā)的冷沖模CAD系統(tǒng)，還有如橡膠模具計(jì)算機(jī)輔助工程國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的橡膠模具CAE技術(shù)應(yīng)用軟件ZMOLD等。從我國(guó)整個(gè)模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，雖然經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放20年來(lái)的努力，在飛速縮小與先進(jìn)國(guó)家的差距，但這個(gè)差距還是明顯的。不論是設(shè)計(jì)水平還是制造工藝水平方面，都還需急起直追，例如我國(guó)目前模具產(chǎn)品的自給率僅為70，產(chǎn)品的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，先進(jìn)制造技術(shù)NC、CNC加工設(shè)備層次低、數(shù)量少，開(kāi)發(fā)利用率低，CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，其他如大型化、精密化模具、多功能復(fù)合模具、熱流道塑料模具、氣體輔助注射模具、高壓注射成型模具以及快速經(jīng)濟(jì)模具產(chǎn)品開(kāi)發(fā)亟待發(fā)展。另外，模具設(shè)計(jì)與制造先進(jìn)工藝的引進(jìn)和普及也勢(shì)在必行，如模具優(yōu)質(zhì)材料的應(yīng)用及先進(jìn)的表面處理和智能化、自動(dòng)化拋光技術(shù)、快速原型制造技術(shù)(RPM)、模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)、模具加工柔性同步系統(tǒng)等。才能盡快地縮小我國(guó)模具工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家間的差距。 五、 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我收獲頗多，首先是進(jìn)一步明確了模具設(shè)計(jì)與制造的工作步驟：（1）收集資料，確定模具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；（2）作初步的草圖，并作簡(jiǎn)單的分析；（3）批準(zhǔn)設(shè)計(jì)思想，確定設(shè)計(jì)方案及步驟；（4）完成設(shè)計(jì)，包括零件圖，并定尺寸；（5）核對(duì)圖紙完成說(shuō)明書(shū)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用AutoCAD制圖軟件繪圖，現(xiàn)在AutoCAD繪圖能力也顯著提高，畫(huà)圖能達(dá)到快而準(zhǔn)，還學(xué)會(huì)使用CAXA電子圖版2005軟件。在說(shuō)明書(shū)的錄入過(guò)程中，學(xué)會(huì)了如何利用Word文檔編輯公式、插入圖形等操作。由于資料有限很多資料都是從網(wǎng)上收尋。 在三年的模具學(xué)習(xí)中，我們學(xué)習(xí)了一定的理論基礎(chǔ)，在這次設(shè)計(jì)上都有運(yùn)用，在這副模具上，模具的定位要求十分精確，制件的尺寸小。在設(shè)計(jì)中還得考慮實(shí)際加工問(wèn)題，否則就是模具設(shè)計(jì)理論上完全合理，在生產(chǎn)部門(mén)上，達(dá)不到你的要求，那設(shè)計(jì)出來(lái)的模具就是一個(gè)幻想。 要設(shè)計(jì)出一副完整的能投入生產(chǎn)使用的模具，還得在今后的生活中不斷努力學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)上查閱了許多相關(guān)的資料，在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)E-mail向胡志華老師請(qǐng)教與指導(dǎo)，在此表示誠(chéng)摯的感謝！ 參考文獻(xiàn)： 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)/成虹主編。北京：高等教育出版社，2002.7 模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程/李學(xué)鋒主編。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.7多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)/王俊彪 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1999-O1. AUTO CAD軟件教程 網(wǎng)上搜尋課程中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典：第3卷 沖壓模具設(shè)計(jì) 互換性與技術(shù)測(cè)量（第四版）。中國(guó)計(jì)量出版社 2000.1第四版 21