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河南機電高等專科學校 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 沖孔—落料—彎曲級進模 難易程度 偏難 適中 √ 偏易 工作量 較大 √ 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 √ 無 開題報告 有 √ 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定：優(yōu) 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）成績 畢業(yè)設計成績 指導老師認定成績 小組答辯成績 答辯成績 指導老師簽字 答辯委員會簽字 答辯委員會主任簽字 畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 張瑞 學 號 B07020336 外文出處 附 件 1. 原文； 2. 譯文 2011年3月 熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設計 摘要： 熱沖壓和高強度鋼材在汽車行業(yè)正越來越受歡迎。熱沖壓是通過加熱和按下推進器水冷工具來實現(xiàn)鋼板高強度的一種工藝，冷卻系統(tǒng)對該工藝的影響很大。本文提出了一種對冷卻管道系統(tǒng)進行優(yōu)化的設計過程,介紹一種在冷卻系統(tǒng)上進行有限元分析與一個特定的進化算法的優(yōu)化程序。通過對每個單獨程序組件進行了優(yōu)化設計,然后讓熱沖壓工藝和thermo-mechanically熱模擬相結合的優(yōu)化方案。 關鍵詞: 熱沖壓、有限元法(FEM),優(yōu)化 1概述 近年來,在不降低安全標準的前提下減輕重量已成為汽車工業(yè)的研究重點。熱沖壓、高強度鋼對此提供了可能性,不但降低重量而且提高了乘車的安全系數(shù)。為了達到高強度，利用熱沖壓將高強度鋼加熱奧氏體溫度范圍，然后對其進行迅速冷卻，馬氏體轉變發(fā)生。在熱沖壓工藝中,工件的溫度必須保持在200°C以上，實現(xiàn)高強度。到目前為止,很少有對冷卻系統(tǒng)進行研究的熱沖壓模具。 本文介紹了一種系統(tǒng)化的設計方法,熱沖壓工具與冷卻系統(tǒng)達到最佳而快速。在這個例子中,冷卻系統(tǒng)進行了優(yōu)化幫助進行有限元分析與一個特定的進化算法，隨后一系列的熱成形過程的數(shù)值thermo-mechanically熱模擬以及觀察傳熱和冷卻速率來優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，在高溫的沖壓工刀具運動需要的時間相對整個過程的時間較短。因此,熱沖壓過程必須有足夠的工具、合理的準確性計算與短時間的快速設計。 模具的冷卻系統(tǒng)分析了包括這項議案的一項形成過程是很有必要的,可以提高預測精度。在本文中，第2章介紹了一輛汽車和其相應的熱沖壓原件，第3章中介紹了優(yōu)化有限元分析的程序及進化算法。隨后,結果通過熱分析與熱、光的優(yōu)化為熱沖壓模具設計提供了科學依據(jù)。 2熱沖壓模具的冷卻 2.1動機 提高了工藝流程的經濟性和優(yōu)化了成形零件的特點、熱沖壓才能達到設計最佳狀況。因此,本研究的主要目的是優(yōu)化設計一種在經濟冷卻系統(tǒng)熱沖壓工具才能獲得有效的冷卻速率的工具。到目前為止,只有很少數(shù)的人進行了有關冷卻系統(tǒng)在熱沖壓工具的應用。因此,先進的設計方法配以適當?shù)姆抡婺Ｐ屯瓿梢蟮膬?yōu)化調查，達到工具和產品的快速完成和盡可能的精確。 2.2熱沖壓和模具冷卻的工藝特點 在直接熱成形工藝中,quenchable boronmanganese合金鋼熱沖壓和模具冷卻是常用。同時,熱沖壓和模具冷卻是其中的一個具有代表意義的材料超高強度鋼。因此,在此研究中,熱沖壓和模具冷卻的鋁預表(阿塞洛USIBOR)被認為是空白的材料。材料熱沖壓和模具冷卻的拉伸強度600MPa在臨界狀態(tài),材料的拉伸強度通過熱沖壓工藝顯著增加。更高的抗拉強度達到了熱沖壓工藝是通過快速冷卻至少27°的速度C / s[2]。作為在奧氏體冷卻淬火過程非?？祚R氏體相變將發(fā)生。該微結構提供與馬氏體與硬化的最終產品較高的抗拉強度達到1500兆帕。 2.3工具組件和檢驗 原型的組成及其熱沖壓工具運動學是如圖1所示,最初的空白，該試驗的一部分,在圖2。最初的空白的430mm尺寸x 1.75mm x 170mm和抽簽儀式提出了一種深度的檢驗的一部分是30毫米。 2.4沖壓模具冷卻系統(tǒng) 該工具設計必須考慮能夠達到的最大的降溫速率和熱沖壓零件的溫度分布均勻性。因此,冷卻系統(tǒng)需要被整合到工具。這冷卻系統(tǒng)冷卻管靠近工具輪廓目前認為是一種有效的解決方案。然而,冷卻管的幾何形狀限制因在鉆井和約束也應放置導管盡可能在盡可能的靠近但足以有效的冷卻遠離工具輪廓,以避免任何塑性變形在熱成形工藝的工具。保證滿意繪制部分的特點,整個活躍部位，該工具(沖壓、模具、壓邊及解決沖床)需要設計冷卻充分。 3冷卻系統(tǒng)的設計 3.1優(yōu)化的進化算法 圖3為每個工具的優(yōu)化程序。為優(yōu)化程序設計的冷卻系統(tǒng)呈現(xiàn)在圖3。在這個過程中,冷卻在每個通道可優(yōu)化工具通過具體的進化算法(EA),這是在發(fā)達的ISF(Institut Fertigung皮毛Spannende多特蒙德,大學德國),為優(yōu)化注塑工具適用于設計和冷卻系統(tǒng)在熱沖壓件工具[3、4]。作為約束條件進行優(yōu)化,可得到的大小的連接器和插座,最低的墻以及nonintersection厚度的鉆孔因素也被考慮在內。反推最小距離冷卻風管和卸之間/裝載工具輪廓(a / x)和最小距離冷卻管(s)通過有限元分析確定。參數(shù)的冷卻系統(tǒng)如通道的數(shù)量(一根鏈條上的序貫孔),鉆孔每通道和直徑的孔洞每個工具組件也提供作為神經網絡的輸入?yún)?shù)的優(yōu)化。這些輸入?yún)?shù)可從現(xiàn)有的設計通過有限元模擬指南或。基于輸入初始解生成隨機參數(shù)通過EA或手動,由用戶。從初始解,EA創(chuàng)造新的解決方案經過重組的電流修改他們的解決方案和隨機的。定義了隨后被用于約束的校正生成的解決方案和消除作廢的解決方案。所有的生成方案最優(yōu)標準等進行有效的冷卻率和均勻冷卻。最后,最好的解決辦法為優(yōu)化冷卻通道選擇對選定的工具組件 3.2冷卻通道的優(yōu)化 在我們的研究,選定的管的直徑對8毫米和12mm 8毫米,12mm沖床、毫米到16毫米之間死亡,8毫米和10毫米反凸模和8毫米為空白持有人。EA是用于儲放冷卻通道根據(jù)給定的輸入翻案和約束條件每個工具組件。優(yōu)化后的型材的8毫米直徑的渠道,為管道在圖4。 4最佳冷卻系統(tǒng)的評價 冷卻通道的渠道設計產生EA每個工具組件以不同的孔直徑和其冷卻性能進行了評估,采用鐵模擬。 4.1熱學分析 在設計和開發(fā)階段的熱沖壓件工具,這是很重要的,估計熱沖壓工藝定性和定量地在很短的時間經濟制造的工具。為了這個目的,兩個瞬態(tài)熱模擬的基礎上進行利用ABAQUS /標準,一個隱式方法。在這個分析1.2379曾被選為鋼的刀具材料。這仿真模型包含4工具組件:沖床,死亡,壓邊和反拳。如表1所,選擇與優(yōu)化組合的零件冷卻通道的方法。V1是這種變體組合優(yōu)化工具和小冷卻風管直徑大,而變種冷卻風管。V2直徑。表1:設計工具的組合進行有限元分析。摘要為了代表一系列生產流程,一個循環(huán)數(shù)的熱沖壓的過程模擬為一個周期傳熱分析。圖5的表明有限元模型包括邊界conditionsFigure 5:有限元模型和邊界條件。這種熱成形工藝的部分的樣機這樣的設計周期時間是30秒。在一個周期內,沖壓運動的形成需要3秒,這種工具關閉了17秒的空白,它可以使淬火另一個10秒開發(fā)工具和定位的下一步空白的工具。然而,在這種熱分析運動和變形工具坯料的卻沒有考慮到減少了計算量。因此,只有進行了傳熱分析是在一個封閉的工具。在熱分析、淬火過程耗時的地方2017秒秒來代替,因為運動沖壓不考慮。假定空白有一個最初的穩(wěn)態(tài)溫度(Tb,0°C)由于850從950°C冷卻免費在轉運環(huán)境。最初的工具的溫度(Tt,0)假設為20°C在第一個周期和變化周期周期。冷卻介質的溫度(Tc)假設為室溫。邊界的旁邊條件、材料性能的熱沖壓和模具冷卻的工藝要求從熱拉伸試驗,獲得了LFT舉辦(Lehrstuhl皮毛Fertigungstechnologie,大學Erlangen-Nurnberg、德國),和他在一起共同研究在熱沖壓被帶領[2]。在分析中,對流從空白和工具的環(huán)境(他),辦理在每一個工具,對流從工具融入到冷卻通道(hc)和傳熱熱空白是considered. c)工具(Here,??c,是the(CHTC接觸傳熱系數(shù)),描述了熱通量的數(shù)量從毛坯到工具。這通常取決于系數(shù)之間的差距的工具和d空白和接觸壓力p .它增加通常是作為接觸壓力的增加而增加。然而,在熱分析了CHTC壓力是無效的,依賴但是差距是使用相關系數(shù)。CHTC是假設為5000W°C / m2在零距離之間的空白和工具(缺口)和保持常數(shù),直到差距的增加而增加超越批判價值。 4.2 機械分析 仿真與傳統(tǒng)熱成形是不同的板料成形過程模擬,其中的分布規(guī)律在溫度或壓力的工具被忽視。為快速又簡單的方法去分析熱成形工藝的工具與空白被建成有殼單元在其他的研究[5,6]。在這些研究中,研究溫度可能是分布式沿厚度的殼元素和用戶自定義函數(shù)的溫度,但這件工具是內溫度不考慮。同時,在仿真模型的加熱,在一系列的工具熱沖壓過程不被考慮。此外,殼模型,對接觸熱的問題只是足夠于相對較短的接觸時間[6]。因此,我們在研究工具和空白與體積元模擬仿制的順序的在一系列的傳熱過程。熱力的進行仿真是ABAQUS /顯性。在熱分析、比較,整個形成和淬火工藝是仿制,而動態(tài)溫度和應力響應的工具進行了模擬接觸熱利用空白time-temperature依賴流動應力曲線。熱更準確地表達了轉會應該使用在接觸壓力CHTC場所依賴改變在形成過程。此外,氣溫依賴的熱導率和比熱也會考慮。然而,在通過熱分析,為號元素的增加,鐵的復雜性問題顯著的增加。在傳統(tǒng)的成形有限元模擬提出了一種自適應網格可以通常用來閑了仿真時間,來獲得更多的精確解接觸面積。然而,自適應網格細化在計算在熱力不穩(wěn)定的原因分析。因此,一個雅致的網格更高的沖壓速度被認為是減少模擬時間。傳熱系數(shù)的結垢因此,獲得相同的熱通量[7]。 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計(論文)題目： 起 迄 日 期: 2006 年 04 月 13 日~ 05月 14日 指 導 教 師: 發(fā)任務書日期: 2006年 03 月 10 日  任務書填寫要求 1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經學生所在專業(yè)的負責人審查、系主管領導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計（論文）開始前一周內填好并發(fā)給學生； 2．任務書內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務書內填寫的內容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經過所在專業(yè)及系主管領導審批后方可重新填寫； 4．任務書內有關“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學生的“學號”要寫全號，請規(guī)范化填寫； 5．任務書內“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： （1）制件的工藝性分析； （2）設計方案的確定； （3）工作零部件的計算與設計； （4）其他零部件的計算及設計； （5）模具的裝配與調試； （6）設計小結。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 論文題目：沖孔—落料—彎曲級進模 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2006年 05 月 13 日 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名： 學 號： 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文)題目：沖孔—落料—彎曲級進模 指導教師： 2006年4月8日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻綜述(包括目前該課題在國內外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))： 開題報告 1.課題來源： 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對模具技術的要求也越來越高。綜觀現(xiàn)代模具技術，其集合了機械、電子、化學、光學、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網絡等諸多學科，是一個綜合性多學科的系統(tǒng)工程。模具技術的發(fā)展趨勢主要是模具產品向著如下的方向發(fā)展趨勢： （1）高精度現(xiàn)代模具的精度要求比傳統(tǒng)的模具精度至少要高一個數(shù)量級。 （2）長壽命現(xiàn)代模具的壽命比傳統(tǒng)模具的壽命要高出5～10倍。如現(xiàn)代模具一般均可達到500萬次以上，最高可達6億次之多。 （3）高生產率由于采用多工位的級進模、多能模、多腔注塑模和層疊注塑模等先進模具，可以極大地提高生產率，從而帶來顯著的經濟效益。如用四工位的注塑模生產塑料汽水瓶，每小時可生產8000件以上。 （4）結構復雜隨著社會需求的多樣化和個性化以及許多新材料、新工藝的廣泛應用，對現(xiàn)代模具的結構形式和型腔要求也日益復雜。若采用傳統(tǒng)的模具制造方法，不僅成本高、生產率低，而且很難保證模具的質量要求。 傳統(tǒng)模具設計制造技術，根本不能滿足市場對模具的要求。因此，研制和開發(fā)新的模具設計、制造技術勢在必行。模具CAD/CAM和RT技術正是在這種形勢下被 開發(fā)出來的，并在現(xiàn)代模具的生產中發(fā)揮了重要作用。因此模具產品的技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產批品牌化、管理信息化、經營國際化的方向發(fā)展。基于此，合理的設計模具有著極為重要和深遠的意義。 2.研究目的和意義 盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質量仍滿足不了國內市場的需求。造成產需矛盾突出的原因：一是專業(yè)化、標準化程度低，除少量標準件外購外，大部分工作量均需模具廠去完成，再有企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應市場要求；二是設計和工藝技術落后，如模具CAD/CAM技術采用不普遍，加工設備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產效率不高、周期長。因此我們必須意識到，對模具設計的研究的目的和意義在于能夠更好的認識模具工業(yè)在國民經濟中的地位的重要性。利用模具生產零件的方法已經成為工業(yè)上進行成批或大批生產的主要技術手段，它對保證制品質量，縮短試用周期，進而爭先占領市場，以及產品更新?lián)Q代和新產品開發(fā)都具有決定性的意義。因此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關鍵工業(yè)”，美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進社會富裕繁榮的動力”，把模具視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。 因此，要使國民經濟各個部門獲得高速發(fā)展，加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產形成一個獨立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經濟中的關鍵作用。 3. 國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 3.1 我國模具工業(yè)發(fā)展主要成就 我國模具工業(yè)起步較晚，基礎薄弱，長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產品生產的手段被視為生產后方，因此發(fā)展緩慢。1984年，我國成立了中國模具工業(yè)協(xié)會，1987年模具首次被列入機電產品目錄，當時全國共有模具生產廠點約6?000家，總產值約30億元。隨著我國改革開放的日益深化，市場經濟進程的加快，獨立于產品制造企業(yè)的模具及其標準件、配套件企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產業(yè)得到快速發(fā)展，在市場競爭中，模具企業(yè)生產技術不斷提高和規(guī)模不斷擴大，模具行業(yè)得到很快發(fā)展。目前，我國模具產值已排名世界第三，2005年達到500億元。 1988年～1992年，由原國家經貿委下達計劃，由機械部和中國模具工業(yè)協(xié)會實施，在全國范圍內組織了上百個模具企業(yè)和有關科研單位、大專院校，共同進行模具技術攻關，取得了豐碩成果。這些成果主要有：沖壓模具的設計制造技術、塑料模具的設計制造技術、鑄壓模具的設計制造技術、鍛造模具的設計制造技術、模具表面處理技術、模具材料、模具計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)技術、模具標準件、模具加工關鍵設備、模具壽命研究等方面。由于這些成果的取得及推廣應用，使我國模具技術前進了一大步。 “七五”后期和“八五”期間，國家對模具工業(yè)加大了投入，分批分期改造了一批具有特色專長的專業(yè)模具廠和模具標準件廠，引進了一大批模具加工關鍵設備及精密塑料模、級進模、精沖模等設計制造技術，對提高我國模具生產技術水平起到了推動作用。同時，許多大專院校開始設立模具專業(yè)，由前聯(lián)邦德國、日本援建及我國自己投資興辦的模具技術培訓中心也陸續(xù)建立，模具技術人員及技術工人的培養(yǎng)開始步入軌道。 20世紀90年代以來，在國內汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術。國家科委“863”計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范廠，由華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAM軟件系統(tǒng)，在模具和設計制造中實際應用，取得顯著效益。 3.2 模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 (1) 模具檢測設備的日益精密、高效精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達2～3μm，目前國內廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。 (2) 數(shù)控電火花加工機床日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅動的AQ325L具有驅動反應快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應控制、PCE能量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制等技術。 (3)高速銑削機床銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高及可加工硬材料等諸多優(yōu)點。因而在模具加工中日益受到重視。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）： 研究內容、途徑及技術路線 (1) 了解落料拉深沖孔復合模具的特點； (2) 對復合模具進行工藝分析，設計模具，模具制圖等； (3) 技術路線：通過查閱，收集的資料的研究方法。 工作的主要階段、速度和技術指標 (1) 在1到6周完成搜索、整理資料。重要找參考資料和網址； (2) 在7到13周完成建模、計算和撰寫畢業(yè)論文，提交初稿及修改等； (3) 在14到15周完成論文資料的完善并提交論文成果，準備畢業(yè)答辯； (4) 在16周 教師批閱、評閱論文成果。 現(xiàn)有條件及必須采取的措施 在這四年里的專業(yè)學習及實習，使我對這課題有了一定的認識。由于還處于學生階段，理論和實踐不能夠很好的統(tǒng)一起來，同時專業(yè)水平也不是很高，我必須不斷的復習和查閱相關資料，聽取指導老師的批評和建議，按部就班的完成各個階段的任務，盡自己最大的能力完成畢業(yè)設計。 參考文獻 1、盧吉連著，我國模具應用技術現(xiàn)狀與發(fā)展，模具技術，2000 2、胡石玉 龔光容著，模具制造技術，南京 東南大學出版社，1997 3、黃毅宏著，模具知道工藝，北京 機械工業(yè)出版社，2000 4、李發(fā)致著，模具先進制造技術，北京 機械工業(yè)出版社，2003 5、陳良杰著，國外模具技術發(fā)展動態(tài)，模具工業(yè)，2005 6、高佩福著，實用模具制造技術，第二版，北京 中國輕工業(yè)出版社，2000 7、萬戰(zhàn)勝著，沖壓工藝及模具設計，北京 中國鐵道出版社，1995 8、馮曉曾 王家瑛 何世禹著，模具壽命指南，機械工業(yè)出版社，1994 9、郭廣興著，拉深模具磨耗分析及解決，天津汽車，2002 10、王德俊著，板料拉深的新工藝與新模具，機電工程技術 2005  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 本綜述具有一定的廣度，說明作者在撰寫的過程中查閱了大量的相關文獻，對目前先進的工藝進行了調查研究，并針對課題進行初步分析，提出了可行的設計方案。 2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 查閱資料充分，研究思路新穎，能達到預期的設計目的。 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 插圖清單 圖1 工件…………………………………………………………………1 圖2 彎曲件的展開圖……………………………………………………2 圖3 沖孔落料彎曲工件工序圖………………………………………….5 圖4 同時卡在凹模的工件(或廢料)示意圖…………………………….8 圖5 （a）大凸模的壓力中心圖……………………………………….11 圖5 （b）總的壓力中心圖…………………………………………….12 圖6 圓形沖孔凸模示意圖………………………………………………15 圖7 沖孔凸模刃口示意圖………………………………………………15 圖8 螺孔到凹模邊界的示意圖…………………………………………16 圖9 凹模…………………………………………………………………19 圖10 始用擋料塊…………………………………………………………20 圖11 始用擋料銷的位置示意圖…………………………………………21 圖12 固定擋料銷…………………………………………………………21 圖13 擋料銷位置示意圖…………………………………………………22 圖14 導正銷示意圖………………………………………………………23 圖15 導板…………………………………………………………………24 圖16 模架…………………………………………………………………25 圖17 總裝配圖……………………………………………………………27 表格清單 機械加工工藝卡 30 機械加工工藝卡 31 沖孔—落料—彎曲級進模具 摘要 此次設計為沖孔—落料—彎曲級進模，設計本模具充分利用了網上資源，圖書館藏書，更重要的是老師的諄諄教導，才成就了此模具。 在模具的設計過程中，首先，簡要地概述了沖壓模具在社會發(fā)展領域中的作用及其以后的發(fā)展前途。點明了模具的設計意義。然后進行工件的工藝分析，進而確定了工藝方案。計算出了模具工作部分的尺寸公差，設計出零部件，然后依據(jù)設計要求選擇各個標準件。最后設計出模具的總裝配圖。在設計過程中需要計算沖壓力，落料力，彎曲力及推件力，卸料力。從而判斷模具各部件是否能承受壓力機的作用。更重要的是模具工作零件的設計，以此為核心的問題，工作零件的誤差將直接影響制件的質量。最后利于繪圖工具AutoCAD制作了裝配圖和零件圖，而節(jié)省了許多時間。 通過此次設計使我不僅掌握了沖壓模具設計的一般流程，更好的學習好多在課本上沒有學習的知識。 關鍵詞 : 沖孔 彎曲 計算機繪圖 工藝分析 Blunt bore- fall to anticipate- flection the class enters the molding tool Abstract This time design for blunt bore- fall to anticipate- flection the class enters the mold, the design was originally the molding tool to make use of the on-line resources well, the library library, the more important teacher earnestly instruct, just achieving this molding tool. In the design process of the molding tool, first, the synopsis ground says to hurtle to press the molding tool all after society develop the function in the realm and it of development prospect.Order the design meaning of understand the molding tool.Then carry on the craft analysis of the work piece, then made sure the craft project.Compute the molding tool work part of size business trip, design zero partses of, then request to choose the each standard piece according to the design.Design a total assemble diagram of molding tool finally.The demand computes the blunt pressure in design process, falling to anticipate the dint, the flection dint and push a dint, unload to anticipate the dint.Thus judge whether each parts of molding tool can bear the function of the pressure machine or not.The design of the more important molding tool work spare parts, with this for core of problem, work spare parts of error margin will affect the quantity of make the piece directly.Finally the benefit manufactures to assemble the diagram and the spare parts diagrams in the painting tool AutoCAD, but saved many time. Pass this time design make me not only controled to hurtle the general process of press the molding tool design, the better study is a lot of in the lesson originally up have no knowledge of study. Keyword: Blunt bore Flection The calculator painting The craft analysis 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 03 產品名稱 凹模 零（部）件名稱 共（ ）頁第（ ）頁 材料牌號 40 Cr 毛坯 種類 鍛造毛坯 毛坯外型尺寸 220mmx80mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 下料 下料:Ф80mm×70mm 備料車間 鋸床 2 鍛造 鍛至尺寸Ф60mm×80mm 鍛造車間 空氣錘C41—250 加熱爐 3 退火 退火 鍛造車間 加熱爐 4 刨 模具車間 刨床 5 刨 模具車間 刨床 6 銑 銑圓弧面及各平面尺寸至公差要求 模具車間 銑床 7 鉆孔 鉆小型芯孔、推桿孔 模具車間 鉆床 8 磨 磨型芯表面 模具車間 磨床 9 拋光 鉗工 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 2006.5.12 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 03 產品名稱 凸模 零（部）件名稱 型芯 共（ ）頁第（ ）頁 材料牌號 40 Cr 毛坯 種類 鍛造毛坯 毛坯外型尺寸 220mmx80mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 下料 下料:Ф80mm×70mm 備料車間 鋸床 2 鍛造 鍛至尺寸Ф60mm×80mm 鍛造車間 空氣錘C41—250 加熱爐 3 退火 退火 鍛造車間 加熱爐 4 刨 模具車間 刨床 5 刨 模具車間 刨床 目錄 緒論 1 1.1現(xiàn)狀 1 1.2 未來沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢 2 1 零件的沖壓工藝性分析 5 2 工藝方案的確定及工藝計算 6 2.1 工藝方案的確定 6 2.2 排樣設計 7 2.2.1 毛坯的尺寸計算 7 2.2.2 確定零件的排樣方案 7 3 工藝計算 10 3.1 沖裁工序總力的計算 10 3.2、彎曲力的計算 11 3.3、彈性橡膠板的計算 12 4 壓力機的選擇 13 4.1 初選壓力機 13 4.2 壓力中心的計算 13 5 工作零部件的設計與標準化 16 5.1 工作零部件的計算 16 6 主要工作機構的設計與標準化 25 6.1 定位裝置的設計與標準化 25 6.1.1 始用擋料裝置的設計與標準化 25 6.1.2 固定擋料銷的設計與標準化 25 6.1.3 導正銷的設計與標準化 26 6.1.4 導料板的設計與標準化 27 6.2 標準模架的選用 28 6.3 卸料裝置的設計與標準化 28 7 裝配圖及壓力機的校核 30 7.1 裝配圖 30 7.2 壓力機的選擇與校核 30 8 模具的裝配與調試 31 8.1，模具的裝配 31 8.2模具的調試 31 8.2.1 凸，凹模間隙的調試 31 8.2.2 沖模的試沖 31 8.2.3 試沖過程中的調整 32 設計總結 33 參考文獻 34 致謝 35 2 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計 落料沖孔彎曲級進模設計 緒論 1.1現(xiàn)狀  改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一?！　〗暝S多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內模具行業(yè)擁有不少的用戶。 　　雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。 1.2 未來沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢  模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質材料及先進表面處理技術 選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質量重要的發(fā)展趨勢。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步統(tǒng)； 有質量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 對于現(xiàn)在裝配過程中（1）配合的約束關系自動生成和識別裝配模型中的配合約束關系從總體上體現(xiàn)了產品的功能，雖然通過三維幾何建模可以直接地、方便地在圖形上生成組裝體，但是其零件間并未建立配合的約束關系，因而不能支持設計后的約束驅動修改。如采用人機交線來一一對應地建立各零件間的配合關系，以供計算機算出轉移矩陣，則又極為費事。因此如何能根據(jù)約束特征來自動生成配合的約束關系是發(fā)展虛擬裝配技術的一個重要內容。尤其對于一些復雜的配合如存在多種約束形式或過定價時更為關鍵，需發(fā)展一些適用的軟件。 ????（2）發(fā)展適用的人機型裝配規(guī)劃技術構建裝配規(guī)劃過程的可視化和人的智能融入化，例如應用基于進程面向對象的Petrl網方法，實現(xiàn)在虛擬環(huán)境下進行裝配規(guī)劃的生成。 ????（3）裝配干涉檢查和配合力分析的智能化如應用多媒體技術使干涉部位變色、閃爍、聲響，示出干涉區(qū)范圍和干涉量。對配合時受力狀態(tài)和配合公差的分析結果提供可視化的直觀形象，以利于優(yōu)化裝配工藝。 ????（4）裝配擬實技術與產品數(shù)據(jù)庫PDM結合?當對機器進行故障診斷或修理更換某一零件時，利用PDM中數(shù)據(jù)在虛擬環(huán)境中形象地示出它的相關特征和配合情況，有利于提供更準確的維護信息。對于現(xiàn)在裝配過程中（1）配合的約束關系自動生成和識別裝配模型中的配合約束關系從總體上體現(xiàn)了產品的功能，雖然通過三維幾何建?？梢灾苯拥亍⒎奖愕卦趫D形上生成組裝體，但是其零件間并未建立配合的約束關系，因而不能支持設計后的約束驅動修改。如采用人機交線來一一對應地建立各零件間的配合關系，以供計算機算出轉移矩陣，則又極為費事。因此如何能根據(jù)約束特征來自動生成配合的約束關系是發(fā)展虛擬裝配技術的一個重要內容。尤其對于一些復雜的配合如存在多種約束形式或過定價時更為關鍵，需發(fā)展一些適用的軟件。 ????（2）發(fā)展適用的人機型裝配規(guī)劃技術構建裝配規(guī)劃過程的可視化和人的智能融入化，例如應用基于進程面向對象的Petrl網方法，實現(xiàn)在虛擬環(huán)境下進行裝配規(guī)劃的生成。 ????（3）裝配干涉檢查和配合力分析的智能化如應用多媒體技術使干涉部位變色、閃爍、聲響，示出干涉區(qū)范圍和干涉量。對配合時受力狀態(tài)和配合公差的分析結果提供可視化的直觀形象，以利于優(yōu)化裝配工藝。 ????（4）裝配擬實技術與產品數(shù)據(jù)庫PDM結合?當對機器進行故障診斷或修理更換某一零件時，利用PDM中數(shù)據(jù)在虛擬環(huán)境中形象地示出它的相關特征和配合情況，有利于提供更準確的維護信息。 1 零件的沖壓工藝性分析 工件名稱：石英表墊片1 生產批量：大批量 材 料：H62軟黃銅 厚 度：0.5mm 工件簡圖： 圖1制件 圖示零件材料為0.5mm厚H62軟黃銅板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。 外形落料的工藝性：石英表墊片屬于小尺寸零件，料厚0.5mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 彎曲的工藝性：U彎曲R1.4 mm，高度4 mm，要求一般可以用彎曲工藝來獲得 沖孔的工藝性：φ2.6mm的孔，尺寸精度要求較高，可采用沖孔。 此工件只有外形落料、彎曲和沖孔三個工序。圖示零件尺寸除φ2.6mm的孔均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級，符合一般級進沖壓的經濟精度要求，模具精度取IT9級即可。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓彎曲工藝性，適合沖壓彎曲生產。 2 工藝方案的確定及工藝計算 2.1 工藝方案的確定 石英表墊片零件所需的基本沖壓工序為彎曲、落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡單模分三次加工，即落料——沖孔——彎曲。 方案二：沖孔落料彎曲復合模。 方案三：沖孔落料彎曲級進模。 方案一，生產率低，工件的累計誤差大，占用三套模具生產設備成本比較高，操作不方便，由于該工件為大批量生產，相比較方案二和方案三更具有優(yōu)越性。 方案二：沖孔落料、和彎曲三個工序都在同一個工位上完成，生產率較方案一和方案三都高，生產出的制品的精度也較高，占用設備數(shù)量少，但是其模具比較復雜，生產強度較高時模具損耗較大，模具壽命較低，制造成本較方案一和方案二都高。 方案三：沖孔個工序為一個工位，落料和彎曲在一個工位。其生產效率較方案一高較方案二低，其模具制造難度較方案二小，成本也低：模具壽命較方案二高， 石英表墊片零件為大批量生產，且其沖2.6的孔有公差要求其余落料和彎曲的精度要求不太高，且為大批量生產，使用方案三角方案一和方案二更適合零件的生產要求。故選方案三，即采用沖孔、落料和彎曲級進模。 2.2 排樣設計 2.2.1 毛坯的尺寸計算 該制件彎曲端展開后的長度L和寬度B計算： L=10+=13.25mm U形件的計算毛坯展開長度的公式查表5—12[3]得： L= 查表5—8[3] 中性層位移系數(shù)x=0.52 L=(4-1.165)+(4-1.165)+3.14×(1..6-0.5+0.5×0.53)=9.6mm 該毛坯的攻堅展開圖如圖2所示： 圖2毛坯的攻堅展開圖 一個工件平展后的面積：S76.32mm2 2.2.2 確定零件的排樣方案 設計模具時，條料的排樣很重要。石英表墊片零件具有一頭大一頭小的特點，有兩種排列方案；對排調頭沖和單向排列。 方案一：對排調頭沖的送料方式，即隔位沖，條料完成一個方向的沖壓后，將條料水平方向旋轉1800，再沖第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工 圖3排樣圖 方案二：采用單向排列的送料方式，如圖4所示： 圖4排樣圖 2、方案比較： 條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算 查表2.5.2[1]取得工件間和側面的搭邊值為1.8mm和2.0mm。 方案一：步距B=4.8+4.8+5.9=15.5mm 方案二：步距B=4.8+1.8+4.8=11.4mm 條料寬度的計算：擬采用無側壓裝置的送料方式，由b-Δ=〔D+2a+c1〕- Δ D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a—側搭邊值 c1—導料板與最寬條料之間的最小間隙。查表2.5.5[1]取Cmin=0.5mm 代入數(shù)據(jù)計算， 方案一：取得條料寬度為 b=13.25+2+2+4.5+0.5=22.25mm 導尺間距離的計算：s=D+2(a+Cmin),代入數(shù)據(jù)計算得導尺間距離為23.25mm。 方案二：取得條料寬度為 b=13.25+2×2+0.5=17.75mm。 導尺間距離的計算：由s=D+2(a+Cmin),代入數(shù)據(jù)計算得導尺間距離為18.75 mm。 材料利用率的計算： 一個步距內的材料利用率 = 式中 A—一個沖裁件的面積，mm2; B—條料寬度，mm; s—步距， mm 得 方案一 ： ==44.26% 方案二： ==38.81% 所以，選用方案一，即采用對排調頭沖的排樣方式。 3 工藝計算 (1）正倒裝結構：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料和彎曲三個工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結構：即沖孔凹模、落料凹模和都安排在下模。彎曲工序采用倒裝結構：即彎曲凸模在下模。 2）送料方式：采用手工送料方式。 3）定位裝置：本工件在級進模中尺寸是較小的，又是大批量生產，順沖時第一個工位采用始用擋料裝置定位，第二個工位采用固定擋料銷定位。調頭沖時第一個工位設置一個始用擋料裝置定位（和順沖時的始用擋料銷定位不在同一個位置），第二工位靠固定擋料銷定位。送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝一個導正銷，利用條料上φ2.6m的孔做導正銷孔進行導正，依此作為條料送進的精確定距。 3）導向方式：為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于已經采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導向均勻性，采用對角導柱模架。 4）卸料方式：本模具采用正裝結構，沖孔廢料留在凹模孔洞中，為了簡化模具結構，可以在下模座中開有通槽，使廢料從孔洞中落下；彎曲后工件留在上摸的彎曲凹模型腔中，為了簡化模具結構，可以在上摸中開有打料孔用打料桿將工件頂出。工件厚度為0.5mm，為了保證工件有比較好的平整度，采用彈性卸料裝置。 3.1 沖裁工序總力的計算 由工件結構和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。 沖一個φ2.6mm孔的力P1、，落外型料的力P2，向下推出φ2.6mm沖孔廢料的力P3，向下推出外形坯件的力P4，彈性卸料板卸板料的力是由壓力機提供的，其沖裁φ2.6mm和外形坯件后卸條料的力分別為P5和P6。考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式： P=KLtτ 式中 P—沖裁力（kN） L—沖裁件剪切周邊長度（mm） t—沖裁件材料厚度（mm） τ—被沖材料的抗剪強度(MPa) K—系數(shù)，一般取1.3 上式中抗剪強度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb 式中 σb—被沖材料抗拉強度(MPa)。表8—9[2]得H62軟黃銅的σb=294MPa P1=2.6π×0.5×294=1200.2N L2=9.6+4×2+（4.8-3.4）×2+=46.1mm P2=46.1×0.5×294=6776.7N 推件力 Pt=nKtP Kt—推件力系數(shù),查表3—22[3]得Kt=0.06 n—同時卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 n=h/t h—凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t—料厚( mm) 表3—63[3]可得和h=4mm,故n=8 P3=8×0.06×1200.2=576.1N P4=8×0.06×6776.7=3252.9N 頂件力： Pd =KdP ——頂件力系數(shù)，查表3—22[3]得Kd =0.06 P5=0.06×1200.2=72.1N P6=0.06×6776.7=406.7N 工序總力P總=P1+P2+P3+P4+P5+P6=1200.2+6776.7+576.1+3252.9+72.1+406.7 =12284.7N ≈12.3KN 3.2、彎曲力的計算 根據(jù)制件的設計要求，為了提高彎曲件的精度，減小彎曲回彈，擬采用校正彎曲，校正力比彎曲力大的多，而且兩個力先后作用，因此采用校正彎曲時，一般只計算校正力： F校=Ap F?！Ｕ龝r的彎曲力 A——校正部分的垂直投映面積 p——單位面積上的校正力,查表5—4[3]得p=80~10MPa,取p=90MPa =90N/mm2 A=4×(1.6-0.5) ×2=8.8mm F校=8.8×90=792N P總〉F校 此模具先沖裁后彎曲，所以選用壓力機應以沖裁力為基準。 3.3、彈性橡膠板的計算 本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個部分組成：凸模修模量5mm；凸模凹進卸料板1mm；公件厚度0.5mm；凸模沖裁后進入凹模1mm；以上四項長度之和就是橡膠板的工作行程S工作；即 S工作=（5+1+1+0.5）mm=7.5mm 取壓縮量為自由高度的0.3則橡膠的自由高度為: H自由===30mm 由上面計算可知：P卸= P5+ P6=72.1+406.7=478.8N 預壓縮量取15%，由圖1-17可查出P=0.5MPa，此時橡膠板應具有足夠的卸料力，其卸料力的大小用式1-2計算橡膠板所需的面積。則 A===957.6=9.576≈10 結合模具的實際結構，將橡膠板分成若干塊安裝。橡膠高度H自由與直徑D之比需要滿下式： 0.5橡膠板的自由高度為30mm，厚度不可低于要求的尺寸，超出這個厚度時應考慮到每加厚1mm，就將增加相應的工作載荷。橡膠板的總面積為10,分為2塊，每個用螺釘安裝在一塊，，中間鉆孔。兩塊橡膠板的厚度無比一致，不然會造成受力不均勻，運動產生歪斜，影響模具的正常工作，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40---45HRC。 4 壓力機的選擇 4.1 初選壓力機 查文獻[4]開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為J23-3.15。 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 最大裝模高度/mm 可傾斜角/· 連桿調節(jié)長度/mm 模柄尺寸 mm 直徑 深度 J23-3.15 31.5 25 120 250×160 95 45 25 25 45 4.2 壓力中心的計算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 此為多凸模模具的壓力中心，首先計算大凸模的壓力中心 圖5（a）壓力中心圖 計算其壓力中心的步驟如下： ①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖） ②、在任意距離處作x-x軸y-y軸 ③、 分別計算出各線段和圓弧的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3, y4和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, x4, ④、大凸模的壓力中心到坐標軸的距離下式確定： 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= = =4.94mm 到x-x軸的距離 y0= = =0mm ⑤、由于另一個沖孔凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為 圖6（b）總壓力中心示意圖 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= ==5.7mm 到x-x軸的距離 y0===1.55m 5 工作零部件的設計與標準化 5.1 工作零部件的計算 由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 dap=（d+x△）-δp0 凹模尺寸 dd=(d+x△+Zmin)0+δ 式中 Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm x——磨損系數(shù)，查表2-30[2]得：沖孔時x=1。 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm ①、沖裁孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸 查表2-29[2]查得δ凸=-0.004，δ凹=+0.006 dap=（d+x△）-δp0 =(2.6+1×0.15)0-0.004 =2.750-0.004 凹模尺寸 由表2-23[2]得Zmin=0.025 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(2.6+1×0.15+0.025)0+0.006 =2.7750+0.006 ②、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算 因此落料件為復雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。 采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計算公式計算。 a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸A 第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△ b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B 第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△ c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C 第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)60.125△ 其落料凹模的基本尺寸計算如下： 圖7（a）凹模 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸： 查表2—34[2]得x△=0.180 △=0.360 A1=(Amax-x△) 0+0.25△=(10-0.180) 0+0.25×0.360=9.8200+0.090 A2=(Amax-x△) 0+0.25△=(9.6-0.180) 0+0.25×0.360=9..4200+0.090 查表2—34[2]得x△=0.150 △=0.300 A3=(Amax-x△) 0+0.25△=(4-0.150) 0+0.25×0.300=3.85 0+0.075 查表2—34[2]得x△=0.150 △=0.300 A4=(Amax-x△) 0+0.25△=(3.25-0.150) 0+0.25×0.300=3.100+0.075 查表2—34[2]得x△=0.250 △=0.130 δ=+0.06 A5=(Amax-x△) 0+0.25△=(2-0.250) 0+δ=1.750+0.06 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是9.82mm、9.42mm、3.85mm、3.10mm、1.75mm不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.025mm。 圖7（b）落料凸模 ③. 彎曲凸模、凹模刃口尺寸的計算 a.凸模圓角半徑 當工件的相對彎曲半徑r/t較小時，凸模圓角半徑rT取等于工件物彎曲半徑，但不應小于最小彎曲半徑0.175，所以凸模半徑等于r=1.6 b.凹模圓角半徑 凹模圓角半徑不能過小，以免擦傷工件表面，影響沖模壽命。凹模兩邊的圓角半徑應一致，否則在彎曲時坯料會發(fā)生偏侈。rA值通常根據(jù)材料厚度取為：t=0.5 rA=(3~6)t, 取rA =4t=2mm c.凹模深度 凹模深度l0過小，則坯料兩端未受壓部分太多，工件回彈大于且不平直，影響工件質量。若過大，則浪費模具鋼材，且需沖床有較大的工作行程。 U形彎曲模：由于彎邊高度不大于U形件，則凹模深度應大于零件的高度，h0=3凹模深度l0查表得l0=15mm。 d.彎曲凸凹模橫向尺寸及公差。 決定U形件彎曲凸凹模橫向尺寸及公差的原則是：工件標注內形尺寸時應以凸模為基準件，間隙取在凹模上。而凸凹模的尺寸和公差則應根據(jù)工件的尺寸，公差，回彈情況以及模具磨損規(guī)律而定。 尺寸標注在內形上的彎曲件。 凸模尺寸為 L=(L+0.75△) 凹模尺寸為 L=(L+Z) L .L----凸，凹模橫向尺寸； L----彎曲件橫向的最小極限尺寸； △---彎曲件橫向的尺寸公差，對稱偏差△=2△ ---凸模的制造公差，可采用IT7～IT9級精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一級。 L=（2.9+0.75×0.6）=3.35 L=(3.35+1.05)=4.4 （2）工作零部件的設計與標準化（用一個整體的凸模固定板） 沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應作成逐漸增大的多級臺階形式如圖5所示： 圖8標準凸模示意圖 凸模長度一般是根據(jù)結構上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+h2+h3- h4 式中 L—凸模長度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—卸料板高度，mm h3—橡膠板的厚度 ，mm h4—凹進卸料板內1mm 圖9沖孔凹模內行示意圖 整體式凹模如圖6裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時，會使凹模產生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復雜，凹模高度可按經驗公式計算，即 凹模高度H=KB 凹模壁厚C=(1.5~2)H 式中B----凹?？椎淖畲髮挾龋琺m但B不小于15mm C-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離； K=系數(shù)，查表8—1[3]得K=0.30 凹模高度H=KB=0.30×15=4.5mm 按表取標準值15mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.5×15=22.5mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7~2.0）d, 圖10螺孔與凹模邊界示意圖 d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為10mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖７： 螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm 螺孔到凹模內緣的最小距離d=8mm a3=1.13d≈9mm 凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。 　　 圖７　 螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應大于１６。 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板100×80×15 ①沖孔小凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 沖孔小凸模長度 L=15+30+11-1=55mm 由小凸模刃口d=2.75.mm查手冊﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D1=9mm, D=6mm, L=52 小凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即 對于圓形凸模 dmin≥ 式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mm t—沖裁材料厚度，mm —沖裁材料的抗剪強度，MPa —凸模材料許用強度，?。?.0~1.6）×103MPa dmin≥==0.52mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對于圓形凸模（有導向裝置）　 　　　　　　　　　　　　?。蹋恚幔?70d2/ 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm 　F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤270d2/=270×2.752/=58.9mm 所以長度適宜。 凸模固定端面的壓力 　　　　　　　　　　q =< 式中　　　　　q—凸模固定端面的壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N 　　　　　　—模座材料許用壓應力，MPa q ==83.9MPa 由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度（圖6），其凹模刃口高度由表2.40查得h=6mm，β= ②外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 外形凸模的設計：外形凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用兩個M8的螺釘固定在墊板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式計算： L=h1+h2+h3-h4 其中：L—凸模長度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—卸料板高度，mm h3—橡膠板的厚度 ，mm h4—凹進卸料板內1mm 所以：L=15+30+11-1=55 mm　 凸模固定板材料可用45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表15.57可得100×80×15 （3）凹模組件的尺寸確定和示意圖 凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 凹模的長度選取要考慮以下因素： a)便于導尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 選取凹模邊界為100mm×80mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。 6 主要工作機構的設計與標準化 6.1 定位裝置的設計與標準化 6.1.1 始用擋料裝置的設計與標準化 圖11始用擋料 擋料塊標記： 4536 GB/T2866.1—81 材料：45鋼 GB/699—88 熱處理：硬度43～48HRC 技術條件：按GB2870—81 6.1.2 固定擋料銷的設計與標準化 固定擋料銷的設計根據(jù)標準件，選用此擋料銷如圖 圖12固定擋料銷 選用直徑φ8mm，h=4mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）（應先寫標準號，再寫具體選用規(guī)格） 根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時擋料銷位置如圖 根據(jù)計算固定擋料銷的位置距壓力中心為x=10.47,y=0 6.1.3 導正銷的設計與標準化 導正銷主要用于級進模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導正銷的結構形式，結構設計，尺寸精度，材料的熱處理等可參照JB/T7647.1—94和JB/T7647.2—94選定。 導正銷的結構形式查手冊[2]（GB…）選用如圖 圖13 導正銷 D=d-2a D——導正銷直徑的基本尺寸 d——沖孔凸模直徑 2a——導正銷與孔徑兩邊的間隙 沖裁φ2.6mm孔的導正銷 查表得h=t 2a=0.04mm D=d-2a=2.75-0.04=2.71mm h=1×0.5=0.5mm 6.1.4 導料板的設計與標準化 經查表分析得]導料板長度L=100mm，寬度B=32mm ，厚度h=6mm 圖14導料板 6.2 標準模架的選用 由凹模周界選用標準模架 凹模周界Ｌ3B＝100mm380mm,閉合高度h1=155mm 　 材料為ZG45(ZG310-570),0I級精度的對角導柱模架。 導柱標記：283170 GB/T2861.1—90（先寫GB，再選具體數(shù)值，下同） 323170 GB/T2861.1—90 導套標記：283100338 GB/T2861.6—90 323100338 GB/T2861.6—90 上模座標記：2003160340 GB/T2855.1—90 下模座標記：2003160345 GB/T2855.2—90 模柄標記：JB/T7646.1—1994 A503110 JB/T 7646.1 6.3 卸料裝置的設計與標準化 在前面已經確定了采用彈性卸料板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導向作用，并能對小凸模起保護作用。卸料板的邊界尺寸經查手冊[2]表15.28得： 卸料板長度L =100mm,寬度B=80mm厚度h0=11mm 此模具中，卸料板對沖孔落料凸模起導向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造 1、 聯(lián)接件的選用與標準化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講 內六角螺釘標記：35鋼M8365 GB70—85（先寫GB，再選具體數(shù)值，下同） 螺釘標記：35鋼M8330 GB68—76 圓柱銷釘標記：35鋼6365 GB 119—86 止動圓柱銷標記：35鋼436GB119—86 7 裝配圖及壓力機的校核 7.1 裝配圖 圖15裝配圖 7.3 壓力機的選擇與校核 模座外形尺寸125×95mm,閉合高度155mm,有文獻[4]中，JC23—35型壓力機工作臺尺寸為250×160mm,最大閉合高度為180mm，連桿調節(jié)長度為40mm,所以在工作臺上加一25～60mm的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。 8 模具的裝配與調試 8.1，模具的裝配 [1]，裝配凸緣模柄，保持與上模座平面垂直，在上模座和模柄上開螺釘孔，然后用螺釘固定好，裝好后同磨大平面齊平，最后用角尺檢查模柄與上模座的平行度。 [2]，將沖孔和彎曲凸模壓入凸模固定板中，壓入時應有非工作端壓入，為便于壓入，四周應修成小圓角。凸模壓入型孔少許即進行垂直度檢驗，壓入至1/3時應再作垂直度檢驗。壓入后將固定板裝配基面與凸模底面磨平，并以固定板裝配為基準，修磨凸模刃口平面，然后在凸模上開螺釘孔，用螺釘將凸模固定在下墊板上。 [3]，根據(jù)凸模把凹模加工出來后，對正用螺釘和銷釘固定，然后裝上導柱導套，然后調整凸凹模的間隙，調整間隙后再上緊螺釘和打上銷釘。 8.2模具的調試 8.2.1 凸，凹模間隙的調試 沖模凸，凹模的間隙直接影響到制件的質量和模具的使用壽命，間隙的大小雖有一定的范圍，但是裝配時必須調整一致，才能保證沖模的裝配質量。調整間隙的方法有：透光法，切紙法，墊片法等，一般采用切紙法的。 用相當于沖板料后的厚薄均勻的紙片，放在一初步調整好的凸凹模之間用銅錘敲擊模柄，使模具閉合并沖壓出紙制品，根據(jù)所沖壓出的紙制件周圍是否切斷，有無毛刺，毛邊是否分布均勻來判斷間隙是否合適，若有以上缺點則繼續(xù)調整。 8.2.2 沖模的試沖 沖模裝配后，要在生產條件下進行試沖，其目的是在于檢查沖模的性能是否達到設計要求。試沖時，合格的沖件數(shù)應在20~1000件之間。試沖后，應檢驗如下問題： [1]，驗證所選壓力機是否合適，沖模能否合理的安裝到壓力機上而不用任何修改，壓力機是否有足夠的力量保證沖下制件。 [2]，驗證該模具生產的制件質量是否符合產品所要求的形狀和尺寸精度。 [3]，驗證該模具能否進行生產性使用。 [4]，驗證沖壓工藝安排是否合理。 [5]，為模具設計人員反饋信息，了解模具，結構設計那些不合理的地方需要改進，了解設計時的目標尺寸和實際尺寸的偏差以提高設計基準的可靠性。 [6]，為沖模投入生產做準備。試沖中暴露的各種問題通過修正得到解決，才能使沖模正常使用。 8.2.3 試沖過程中的調整 無論對那種沖模進行試沖，試沖前和試沖過程中的調整是不可少的。沖孔落料彎曲級進模試沖時出現(xiàn)的問題和調整方法如下： [1]，送料不暢或被卡 由于間隙過小或導料板不平整所致。 [2]，制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低配合間隙過大或過?。?間隙不均勻所致 [3]。彎曲不到位 由于凸模的工作尺寸不精確或沒有考慮反彈。 設計總結 通過這次畢業(yè)設計讓我們把平時在課堂上學到的理論與實際生產結合了起來?？此坪唵蔚牧慵胍玫?，也是需要許多工序才能完成的。我們只所以選擇使用模具來達到這樣的效果，不僅與生產批量有關，還與生產條件有關。如果是大批量生產的零件使用模具就很容易實現(xiàn)機械化和現(xiàn)代化。能夠保證零件的尺寸相差不大，以實現(xiàn)互換。設計是一個關鍵的工作，要查閱大量資料和統(tǒng)計計算工作，設計是個苦差事。 設計的好壞直接影響到制件質量和勞動強度以及生產成本。所以設計者應該具備淵博的知識和大量的實踐經驗作為基礎，應該懂得生產的環(huán)節(jié)。這樣才能設計出好的實用的模具來。 我傾注了大量的勞動和汗水在這個設計，由于缺乏經驗與實踐。設計的十分艱辛，雖然借鑒了許多，還是有好多不明白之處。 參考文獻 [1] 王孝培 主編.沖壓手冊.機械工業(yè)出版社 [2] 郝濱海 編著.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版社 [3] 楊玉英 主編.實用沖壓工藝及模具設計手冊.機械工業(yè)出版社 [4] 薛彥成 主編.公差配合與技術測量.機械工業(yè)出版社 [5] 高為國 主編.模具材料.機械工業(yè)出版社 [6] 王秀鳳.萬良輝 主編.冷沖壓模具設計與制造.北京航空航天大學出版社 [7] 翟德梅 主編.模具制造技術 [8] 中國機械工業(yè)出版社 組編.冷沖模設計及制造.機械工業(yè)出版社 [9] 劉建超.張寶忠 主編.沖壓模具設計與制造.高等教育出版社 [10] 《沖壓加工技術手冊》編委會編 沖壓加工技術手冊 [日] 致謝 本設計經原紅玲講師的精心指導和同學的熱心幫助才得以如期完成，在此我誠心的向他們感謝。另外還要感謝我的專業(yè)老師們，在大學三年讓我學到了扎實的專業(yè)知識和處理問題的實用方法，以及其他老師的教導，讓我大學期間學到了做人的道理與原則。讓我踏上社會，走上工作崗位完成了很好的過度。時光如梭，三年的大學生活轉眼過去，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學朋友們，溶入到社會的大潮中去。在這之際，我們將完成最后的使命——做畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，由于資質有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中遇到了很多的問題。但這并沒有成為我的絆腳石，在指導老師不時的精心指導和同學們的熱心幫助下，并通過在圖書館的仔細查閱，使我克服了一個又一個的困難，從而使我的畢業(yè)設計日趨完善。 最后，再次感謝我的指導老師原紅玲的精心指導和各位老師和同學的大力幫助，使我順利完成任務，并向你們致意深深的敬意，在以后的生活中我一定努力工作，不辜負你們寄予我的厚望！ 35 第 35 頁 共 35 頁