靠背固定板的級進模具設(shè)計-沖壓模含9張CAD圖
靠背固定板的級進模具設(shè)計-沖壓模含9張CAD圖,靠背,固定,模具設(shè)計,沖壓,cad
靠背固定板級進模設(shè)計
摘 要：本設(shè)計題目為靠背固定板級進模設(shè)計，體現(xiàn)了沖孔彎曲類零件的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該零件模具的設(shè)計，進一步加強了設(shè)計者級進模設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計更復(fù)雜的級進模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。
本設(shè)計運用沖裁彎曲成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)只是，首先分析了制件的成本及性能要求，為選取工藝方案適合的模具類型做好了準(zhǔn)備；然后分析了制件的形狀大小，便于選取模具；最后分析了制件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及模架的選取。
本制件是靠背固定板零件級進模設(shè)計，將落料和沖孔、彎曲等設(shè)計在一副模具中，模具操作簡便，生產(chǎn)效率高，性能可靠。本設(shè)計通過零件的工藝性綜合分析，包括零件的經(jīng)濟性綜合分析，沖壓工藝性分析，沖壓工藝方案的分析和確定，從方案一、方案二、方案三、方案四、方案五中進行了方案性能的比較，最終確定了方案。然后進行工藝計算，其中包括坯料尺寸計算，排樣和裁板方案，采用的裁法，步距精確度的確定，沖壓力的計算 ，落料的工序、沖孔的工序、彎曲的工序，以及的模具結(jié)構(gòu)形式的選擇，卸料裝置、定位裝置、模具及凸模和凹模的刃口尺寸的確定和校核。最后還有模具整體設(shè)計，模具工作零件設(shè)計，等等一系列的設(shè)計，本設(shè)計中都一一進行了闡述。才有了這么一套完整的設(shè)計。
闡述了級進模的結(jié)構(gòu)設(shè)計工程及其工作過程，通過系統(tǒng)的工藝分析，采用沖孔、落料等工序進行加工。通過計算工藝力以確定模具壓力中心，并選擇壓力機的型號。落料凹模通過凹模固定板與下模座連接來固定。模具采用下出料方式和卸料裝置。本模具結(jié)構(gòu)一般，性能可靠，工作平穩(wěn)，提高了生產(chǎn)效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。彎曲類模具又是冷沖模的一種，是指通過一定工序?qū)⑴髁蠜_裁成形的模具。按照沖壓的工藝性質(zhì)分類，彎曲模具是使材料發(fā)生塑性變形的沖裁模具。本課題內(nèi)容也包括對該零件進行沖壓工藝分析和有關(guān)工藝計算，確定合理的沖壓工藝方案，設(shè)計沖壓工序的兩套模具，正確的選用標(biāo)準(zhǔn)零件和其它的零件，對沖壓結(jié)構(gòu)進行了工藝分析已選取壓力機。繪制模具二維裝配圖和零件圖。通過對級進模模具設(shè)計，以鞏固和深化所學(xué)知識。
|搜彎曲沖裁多工位級進模，根據(jù)設(shè)計零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計技術(shù)，確定排樣，計算沖壓力和壓力中心，初選壓力機，計算凸、凹模尺寸和公差，最后設(shè)計選用零、部件，對壓力機進行校核，繪制模具總裝草圖以及三維實體圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要對凸模、凹模、定位零件、卸料裝置等進行了設(shè)計，對于部分零件選用的標(biāo)準(zhǔn)件，本文就沒深入設(shè)計，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，對部分零部件進行了加工工藝分析，最終才完成本畢業(yè)設(shè)計。
關(guān)鍵詞：級進模，沖壓工藝，模具設(shè)計，沖孔，落料
Design of progressive die for backrest board level
ABSTRACT?：The topic of this design is the design of progressive die for backrest board level, reflect the contents and requirements, design of punching direction of bending parts, the design of a certain significance. Through the design of the die parts, to further strengthen the basic knowledge of the designers of the progressive die design, which paves the way for a more profound experience and lessons for the design of more complex progressive die.
The use of design drawing based blanking bending forming process and die design is, firstly analyzes the requirements of cost and performance parts, ready for the selection of process scheme for the types of mold; then analyzed the shape and size of parts, easy selection of die; finally analyses the parts feature selection, design and mold design parameter die of.
This part is the design of progressive die for the backrest plate part level, the blanking and punching, bending and other design in a die, the die has the advantages of simple operation, high production efficiency, reliable performance. This design through process integrated parts of the economy, including the comprehensive analysis of parts, stamping process analysis, analysis and determine the stamping process scheme, compared schemes from scheme, scheme two, scheme three, scheme four, the fifth scheme, finally determined the scheme. Then the process calculation, including calculation of blank size, layout and the conference board, cutting method, steps to determine the distance accuracy, blanking force calculation, falling process, punching material process, bending process, and the mould structure form selection, determine and check discharge device, positioning device, die and punch and die cutting edge size. Finally, mold design, mold design of the working parts, and so on a series of design, the design of all one one are described. Only with such a complete set of design.
The?passage?expounds?on?the?structure?designing?project?and?work process?of?the?progressive?die,??and?uses?some?working?procedures,?such?as?punching,?flanging,?blanking?and?so?on,?to?process?through?the?technologic?analysis?of?the?system.Through?calculating?the?process?to?determine?the?center?of?the?die’s?pressure,?and?select?the?model?of?the?presses.?Blanking?die?is?fixed?by?connecting?the?die?holder?with?the?die?set.?The?die?adoptsthe?way?of?lower?ejection?and?elasticity?discharge?devices.?Its?structure?is?relatively?simple,?the?performance?is?reliable?and?the?work?is?steady.?It?has?improved?the?producing?efficiency?and?reduced?the?intensity?of?labor?and?cost?of?production.?
Bending?die?is a kind of?cold stamping die,?is refers to through?certain?procedurewill?die blank?punching?forming.?Classification?according to the process?properties of?stamping,?bending die?is?makes the material?blanking?die plastic?deformation.This thesis?also includes the?stamping process analysis and?process?calculation of the?parts,?determining the?reasonable stamping process scheme,?design?two sets of mould pressing procedure,?the correct selection of standard parts?and other?parts,?the structure of the stamping process?analysis of?the selectedpressure?machine.?Drawing?die assembly drawing and 2D.?The?progressive diedesign,?in order to consolidateand deepen?the knowledge.
This?paper?designs?a?bent?and?punched?multi-position?progressive?die.?According?to?the?measurement,?material?and?requirements?of?batch?production?of?the?indispensable?components,?manufacturability?of?the?components?is?carefully?analysed?in?the?first?place?to?determine?the?structure?of?the?dies?and?how?to?punch?them.?Afterwards,?process?design?method?was?employed?to?decide?layout?and?calculate?stamping?pressure?and?pressure?center?with?which?pressing?machines?can?be?chosen.?At?the?same?time,?the?measurements?of?both?cavity?and?terrace?die?and?their tolerance?were?calculated.?In?the?end,?proper?components?were?designed?using?Pro/E.?In?the?design?of?die?structure,?the?cavity?and?terrace?die,?locating?element?and?discharge?unit?were?specially?designed.?As?to?some?components,?standard?components?were?adopted.?Meantime,?working?process?were?analysed?in?details.
KEYWORDS:?Progressive?die;?Stamping?process;?Mold?designing;?Punch;?Blanking
目 錄
1 緒論 1
1.1背景 1
1.2模具設(shè)計的安全要點 2
1.3級進模 3
2 設(shè)計課題（靠背固定板級進模畢業(yè)設(shè)計） 5
3 零件的工藝性綜合分析 6
3.1 零件的經(jīng)濟性綜合分析 6
3.2 沖壓工藝性分析 6
3.3沖壓工藝方案的分析和確定 7
3.4 方案性能比較 8
4 工藝計算 9
4.1 坯料尺寸計算 9
4.2排樣和裁板方案 9
4.3彈性元件計算 10
5 排樣圖 11
6 步距精度的確定 12
7 沖壓力計算（各工序機選最大沖壓力） 13
7.1落料工序 13
7.2沖3×φ6孔工序 13
7.3 落料沖孔復(fù)合工序 13
7.4彎曲工藝 13
7.5壓力機初選 14
8 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 15
8.1模具類型 15
8.2卸料裝置 15
8.3定位裝置 15
8.4模架 15
9 沖φ6孔凸模和凹模刃口尺寸確定 17
10 凸模的校核 21
11 凸模長度的確定 22
12 其他凸模和凹模人口尺寸確定 23
12.1沖3x33長方孔的凸模和凹模 23
12.2沖3×11的切斷凸模和凹模 24
12.3側(cè)刃和凹模 25
13 模具工作零件設(shè)計 27
13.1凸模1設(shè)計 27
13.2凸模2設(shè)計 27
13.3凸模3設(shè)計 27
13.4側(cè)刃設(shè)計 27
13.5成形凸模設(shè)計 27
13.6凹模設(shè)計 22
13.7上、下墊板的設(shè)計 28
13.8擋料板 28
13.9模柄的選擇 28
13.10螺栓、銷釘?shù)倪x擇 29
14 模具整體設(shè)計 30
總結(jié) 31
致謝 32
參考文獻 33
1 緒論
1.1背景
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(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)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(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一國產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志和發(fā)展程度的標(biāo)志之一。
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用與制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際公認的關(guān)鍵工業(yè)，振興和發(fā)展我過的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。
模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝設(shè)備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中百分之六十~百分之就是的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義。
自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(jīng)濟逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到了130億元人民幣，1999年已達到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計每年任會以10%~15%的速度快速增長。
目前，我過17000過個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。
中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結(jié)構(gòu)的改進，中高檔汽車覆蓋件模具形成分析及結(jié)構(gòu)改進、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的服務(wù)要求。
近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要變現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的身份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。
1.2模具設(shè)計的安全要點
在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量保證進料、定料、出件、清理廢料的方便。對于小型零件的加工要嚴禁操作者的手指、手腕或身體的其他部位伸入模區(qū)作業(yè)對；對于大型零件的加工，若操作者必須收入模內(nèi)作業(yè)時，要盡可能減少入模的范圍，盡可能縮短身體某部位在模內(nèi)停留的時間，并應(yīng)明確模具危險區(qū)范圍，配備必要的防護措施和裝置。
模具上的各種零件應(yīng)有足夠的強度及剛度，防止使用過程中損壞和變形，緊固零件要有防松動措施，避免意外傷害操作者。
不允許在加工過程中發(fā)生肥料或工件飛彈現(xiàn)象，影響操作者的注意力、甚至擊傷操作者。另外要避免沖裁件毛刺割傷人手。不允許操作者在進行沖壓操作時有過大的動作幅度，避免出現(xiàn)使身體失去穩(wěn)定的姿勢；不允許在作業(yè)時有過多和過準(zhǔn)的動作。應(yīng)盡量避免沖壓加工時有強烈的噪聲和振動。模具設(shè)計應(yīng)在總圖上表明模具重量，便于安裝，保障安全。20千克以上的零件加工應(yīng)有起重搬運措施，減輕勞動強度。裝拆模具零件時應(yīng)方便安全，避免有夾手、割手的可能；模具要便于解體存放?？傊?，模具中的哪怕是細微的問題都會影響安全，只有對每件作業(yè)中的具體問題進行分析，才能提出模具中的安全注意事項。
1.3級進模
級進模又稱連續(xù)?；蛱侥！＜夁M模有兩個或兩個以上的工位，在沖床的一次行程中，在模具的各個工位上同時完成兩個或兩個以上不同的加工。條料在模具內(nèi)向前送進過程中，經(jīng)各工位逐步?jīng)_切，至最終工位形成產(chǎn)品零件。在壓力機的每次沖程中，級進模至少沖出一個零件。
一般零件的成形由多個工序組成，級進模設(shè)計中首先應(yīng)將零件的成形工序分解，然后對工序內(nèi)容進行組合排序，分別將確定的加工內(nèi)容安排在若干個等距離的工位上，每個工位完成零件的一部分加工，從而將一個復(fù)雜零件的加工變?yōu)槎鄠€簡單工序組的合成。沖壓加工過程中，隨著沖床的連續(xù)工作，被加工材料（一般為條料或帶料）在級進模內(nèi)逐次向前送進，經(jīng)過多個工位逐步?jīng)_切后獲得一個完整的沖壓產(chǎn)品。一個復(fù)雜的零件用一副級進模即可完成沖制。在沖床的每次行程中，要從模具中沖出一個或數(shù)個產(chǎn)品零件（或半成品），模具是實現(xiàn)沖壓加工的載體。模具完成沖壓任務(wù)所必需的功能分為基本功能和輔助功能。
級進模的基本功能是利用凸模和凹模在板料上施加一定形式和大小的作用力，使材料產(chǎn)生塑性變形，從而將毛坯料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品零件的能力，即“謄”寫出產(chǎn)品外形的能力。例如，沖裁是沖裁模的基本功能，而使毛坯突緣材料收縮為杯形件則是拉深模的基本功能。實現(xiàn)級進?；竟δ艿牧慵Q為模具的工作零件。
級進模的輔助功能是為支持完成基本功能所必備的功能，即“后勤”保障功能，主要包括：?1.模具零件緊固和定位功能；?2.模具導(dǎo)向功能；?3.上料、出件和卸料功能；?4.板料、工序件定位功能；?5.模具剛性和安全保障等。級進模的輔助功能對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率有著重要的影響，是判斷模具優(yōu)劣的主要標(biāo)志。?
模具的功能與結(jié)構(gòu)是統(tǒng)一的，功能只有通過一定的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，而模具的基本結(jié)構(gòu)必須以滿足功能需要為前提。因此，根據(jù)級進模的功能，其基本構(gòu)成要素可劃分為工作單元、卸料單元、導(dǎo)向單元、定位單元、安裝單元和緊固單元等。當(dāng)然，不同產(chǎn)品零件的加工工藝方法不同，模具的功能要求不同，因而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一。另一方面，同一功能可通過不同的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，這就形成了模具設(shè)計異彩紛呈的局面。模具設(shè)計的任務(wù)便是根據(jù)功能需求確定切實合理、可行的結(jié)構(gòu)，并按工程要求設(shè)計出具體的零件。?
級進模的基本特點：1.沖壓生產(chǎn)效率高。級進?？梢酝瓿蓮?fù)雜零件的沖裁、翻邊、彎曲、拉深、立體成形以及裝配等工藝，減少了中間轉(zhuǎn)運和重復(fù)定位等工作，而且工位數(shù)量的增加不影響生產(chǎn)效率，可以沖制很小的精密零件。2.操作安全簡單。級進模沖壓時操作者不必將手伸入模具的危險區(qū)域。對大量生產(chǎn)，還采用自動送料機構(gòu)，模具內(nèi)裝有安全檢測裝置。3.模具壽命長。復(fù)雜的內(nèi)形和外形可分解為簡單的凸模和凹模外形，分段逐次沖切，工序可以分散在若干個工位，在工序集中的區(qū)域還可以設(shè)置空位，從而避免了凸、凹模壁厚過小的問題，改變了凸、凹的受力狀態(tài)，提高了模具強度。此外，級進模還采用卸料板兼作凸模導(dǎo)向板，對提高模具壽命也非常有利。4.產(chǎn)品質(zhì)量高。級進模在一副模具內(nèi)完成產(chǎn)品的全部成形工序，克服了用簡單模時多次定位帶來的操作不變和累積誤差。5.生產(chǎn)成本較低。級進模由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以制造費用較高，同時材料利用率較低，但由于級進模生產(chǎn)效率高、壓力機占有數(shù)少、需要的操作工人數(shù)和車間面積少，減少了半成品的儲存和運輸，因而產(chǎn)品零件的綜合生產(chǎn)成本并不高。6.設(shè)計和制造難度大，對經(jīng)驗的依賴性強。級進模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，設(shè)計靈活性大、難度大；設(shè)計和制造中的經(jīng)驗、推斷和目測工作量多，人才培養(yǎng)時間長，個人之間的差異大；同一產(chǎn)品零件可有多種不同的設(shè)計方案，設(shè)計的靈活性大；設(shè)計和制造周期長，費用高，適用于批量生產(chǎn)。級進模還受產(chǎn)品零件尺寸限制，產(chǎn)品尺寸不宜太大。7.按訂單生產(chǎn)，而不是按計劃生產(chǎn)，訂貨受市場影響大，交貨期要求短。
2 設(shè)計課題（靠背固定板級進模畢業(yè)設(shè)計）
設(shè)計任務(wù)
2.1零件名稱
靠背固定板
2.2生產(chǎn)批量
大批
2.3材料
08AL
2.4厚度
2.0 mm
零件圖如圖2-1所示，未注內(nèi)圓角R2,未標(biāo)注尺寸公差按照IT10級處理。
制件圖 圖2-1
3 零件的工藝性綜合分析
3.1 零件的經(jīng)濟性綜合分析
該零件是一個簡單的支撐托架。通過3個φ6mm孔與座椅靠背相連（后續(xù)要焊上M6的螺母）。
零件工作時受力不大，對強度、剛度和精度要求不高。零件形狀簡單對稱，大批量生產(chǎn)，由沖裁和彎曲即可成形。沖壓難點在于四角彎曲回彈較大，之間變形較大，但通過模具可以控制。
3.2 沖壓工藝性分析
見表3-1
表3-1沖壓工藝性分析見
序號
工藝性質(zhì)
沖壓件工藝項目
工藝性允許值
工藝性評價
—
沖裁
符合工藝性
1
形狀
落料外形20х76
符合工藝性
沖3хφ6孔
2
孔徑
φ6
≥1.3t
3
孔邊距
最小孔邊距3
≥t
符合工藝性
二
彎曲
符合工藝性
1
形狀
制件，四角彎曲，對稱
符合工藝性
2
彎曲半徑
R2
≥0.4t
符合工藝性
3
彎曲高度
彎曲外部12
r+2t
符合工藝性
彎曲內(nèi)部8
＞r+2t
4
孔到彎邊距離
距φ6的孔邊距6
≥2t
符合工藝性
5
精度
IT13
符合工藝性
孔距50
允許尺寸公差50±0.10
孔距50±0.10，為IT10，
可以先沖2×φ6孔
6
材料
08AL
常用材料范圍
沖壓工藝性好
3.3沖壓工藝方案的分析和確定
從零件的結(jié)構(gòu)形狀可知，零件所需的沖壓基本工序為落料、沖孔、彎曲。根據(jù)零件特點和工藝要求，可能有的沖壓工藝方案如下。
3.3.1方案一
沖3×φ6孔和落料復(fù)合→彎曲兩外角→彎曲兩內(nèi)角。
3.3.2 方案二
落料→彎曲四角→沖3×φ6mm孔。
3.3.3 方案三
落料→彎曲兩外角預(yù)彎內(nèi)角45°→彎曲兩內(nèi)角→沖3×φ6孔。
3.3.4方案四
沖3×φ6孔和落料復(fù)合→一次彎曲四角（復(fù)合模）。
3.3.5 方案五
工序合并，采用帶料級進沖壓。
3.4 方案性能比較
見表3-1
見表3-2 沖壓工藝方案性能比較
項目
方案一
方案二
方案三
方案四
方案五
模具結(jié)構(gòu)
簡單
較復(fù)雜
簡單
結(jié)構(gòu)復(fù)雜
結(jié)構(gòu)復(fù)雜
模具壽命
壽命長
壽命長
彎曲摩擦大、壽命低
壽命低
壽命長
制件質(zhì)量
有回彈，可以控制，形狀尺寸精度較差
預(yù)壓內(nèi)角回彈小，形狀尺寸精度較好。表面質(zhì)量好
四角同時彎曲，回彈大，不易控制，劃痕嚴重
有回彈，可以控制
有回彈，可以控制，表面質(zhì)量較好
模具數(shù)量
3套
3套
4套
2套
1套
生產(chǎn)效率
低
低
較高
高
最高
考慮零件精度不高，批量大，回彈對其影響不大，可以采用校形和整形復(fù)合控制回彈。綜合考慮加工制造難易程度、維修和設(shè)備等方面因素，故選定方案五。
4 工藝計算
4.1 坯料尺寸計算
坯料展開尺寸分段計算可得：
坯料總尺寸L=2L（2πR）/4=76.84（mm）。
在三維圖中使用鈑金展開得到的長度為74.71mm。
取中間值，并圓整，得到坯料的長度為L=74.71mm。
4.2排樣和裁板方案
坯料形狀為矩形，采用單排最適宜。
取搭邊a=3mm，b=3mm。
條料寬度 B=75+2×3=81（mm）
步距 S=20+3=23（mm）
板料選用規(guī)格為2.0mm×1000mm×2000mm（標(biāo)準(zhǔn)板）
4.2.1采用縱裁法
每板條料數(shù) =1000/81=12（條），余28mm。
每條制件數(shù) =（2000-3）/23=86（件）
28×2000余料利用件數(shù)=2000/81=24（件），余56mm
每板制件數(shù) ×86+24=1056（件）
材料利用率η=1056×（20×81-18π）/（1000×2000）=82.6％
4.2.2采用橫裁法
每板條料數(shù) =2000/81=124（條），余28mm。
每條制件數(shù) =（1000-3）/23=43（件）
56×1000余料利用件數(shù)=(1000×2)/81=24（件），余28mm
每板制件數(shù) ×43+24=1056（件）
材料利用率η=1056×（20×81-18π）/（1000×2000）=82.6％
由以上計算知道，該制件采用縱、橫排裁剪方式，其利用率相同?？紤]到縱排時彎曲線與纖維方向垂直，制件彎曲性能不好。因為08AL材料塑性好，為提高質(zhì)量，降低成本，因此選用橫向單排方案。
4.3彈性元件計算
選用聚氨酯橡膠作為彈性元件，已知F x，根據(jù)模具安裝空間，取圓筒聚氨酯橡膠6個，每個橡膠承受的預(yù)壓力為：
F y＝F x /n＝1400/6＝233N
取h y＝10%h,查表得p＝1.1MPa,則橡膠的橫截面積為：
A＝F y /p＝233/1.1＝212
設(shè)卸料螺釘直徑為8mm，橡膠上螺釘孔直徑為10mm，則有：
A＝π/4（D2-d2）
求得橡膠外徑：經(jīng)計算得和保證足夠的卸料力，取D＝25mm。
橡膠的自由高度：
h 0＝h x+h m /0.25＝(1.5+6)/0.25＝30mm
因為0.5＜h 0 /D＝30/25 =1.2＜1.5，所選橡膠符合要求。
橡膠的安裝高度：
h a＝h 0－h(huán) y＝30－0.1×30＝27
5 排樣圖
靠背固定板級進摸排樣圖如圖5-1所示
圖5-1 排樣圖
6 步距精度的確定
按式有：
試中β――制作沿條料送進方向最大輪廓基本尺寸|（展開后）精度提高四級后的實際公差值;制件沿條料送進方向最大輪廓基本尺寸為20，該件的制造精度為IT14級，尺寸20提高四級后的IT9的公差值為β=0.084。
模具的雙面間隙之為Z=0.16（Z=mt，m取8％）查表6-1得k=1.06。
表6-1 修正系數(shù)k值
沖裁間隙（雙面）/mm
k
0.01~0.03
0.85
＞0.03~0.05
0.90
＞0.05~0.08
0.95
＞0.08~0.12
1.0
＞0.12~0.15
1.03
＞0.15~0.18
1.06
＞0.18~0.22
1.10
模具設(shè)計的工位數(shù)n，該制件工位數(shù)6。
將以上各數(shù)據(jù)代入上式得到δ=0.025
7 沖壓力計算（各工序機選最大沖壓力）
7.1落料工序
沖裁力
τ取最大值
推件力 （N）
沖壓力 （N）
通過計算分析，可選用250kN的沖床（25t）。
7.2沖3×φ6孔工序
沖裁力
推件力 （N）
沖壓力 （N）
通過計算分析，選用100kN的沖床（10t）
7.3 落料沖孔復(fù)合工序
沖裁力
τ取最大值
卸料力
推件力 （N）
沖壓力 （N）
通過計算分析，可選用400kN的沖床（40t）
7.4彎曲工藝
由于二次彎曲，按U形件彎曲計算。
自由彎曲力
校正彎曲力
為安全可靠，將二次彎曲的自由彎曲力即沖壓力為
通過計算分析，選用100kN的沖床（10t）
7.5壓力機初選
（280.35+82.92）/0.8=454.09（kN）
根據(jù)沖壓工藝總力計算結(jié)果，并結(jié)合工件高度，初選壓力機公稱噸位為454.069kN,型號為JS-63。
8 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇
8.1模具類型
由沖壓工藝分析可知，采用級進摸方式?jīng)_壓，所以模具類型為級進模。
8.2卸料裝置
8.2.1出件方式
采用級進模生產(chǎn)，最后一工序為切斷，故采用平面出件。
8.2.2卸料方式
考慮零件尺寸、厚度和工藝安排，采用彈性卸料方式，為了便于操作，提高產(chǎn)品質(zhì)量。卸料板材料選用Q235A鋼，長和寬的尺寸取與凸模固定板相同的尺寸，厚度為8mm~12mm,取10mm。
8.3定位裝置
8.3.1送料形式
采用橫向手動送料方式，即由右向左（或由左向右）送料既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。
8.3.2定位零件
為保證孔的精度級較好的定位，采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，側(cè)刃和擋塊定位。為了提高材料利用率采用固定擋料銷.
8.4模架
8.4.1 若采用中間導(dǎo)柱
模架，則導(dǎo)柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，但只能一方送料;
8.4.2若采用對角導(dǎo)柱模架
受力平衡，滑動平穩(wěn)，可縱向或橫向送料。
8.4.3若采用后側(cè)導(dǎo)柱模架
可三方送料，操作者視線不被阻擋，結(jié)構(gòu)比較緊湊，但模具受力不平衡，華東不平穩(wěn)。
綜上所述 ，結(jié)合本沖孔、彎曲、切斷級進模的特點，確定采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。根據(jù)凹模材料為HT200鋼上模座選GB/T2855.5，下模座選GB/T2855.6
模具的閉合高度與壓力機的裝模高度關(guān)系：
H max－H 1－5≥H 模≥H min－H 1＋10
9 沖φ6孔凸模和凹模刃口尺寸確定
查表9-1落料及沖孔模刃口間隙：，
材料名稱
Q215，Q235A鋼板，08、10、15鋼板，H62，H68（半硬），純銅（硬）、磷青銅（軟），鈹青銅（軟）
10、15、20，冷軋鋼帶，30鋼板，H62、H68（硬）LY12（硬鋁），硅鋼片
45，T7，T8（退火），磷青銅（硬），鈹青銅（硬）
H62、H68（軟），純銅（軟），LF21、LF2，軟鋁L2~L6，LY12（退火）
力學(xué)性能
70~140HBS
140~190HBS
≥190HBS
σ≥600MPa
≤70HBS
σ≤300MPa
厚度t
初始間隙Z（雙面）
0.1
-
-
0.01
0.03
0.015
0.035
-
-
0.2
0.01
0.03
0.015
0.035
0.025
0.045
-
-
0.3
0.02
0.04
0.03
0.05
0.04
0.06
0.01
0.03
0.5
0.04
0.06
0.06
0.08
0.08
0.10
0.025
0.045
0.8
0.07
0.10
0.10
0.13
0.13
0.16
0.045
0.075
1.0
0.10
0.13
0.13
0.16
0.17
0.20
0.065
0.095
1.2
0.13
0.16
0.16
0.19
0.21
0.24
0.075
0.105
1.5
0.15
0.19
0.21
0.25
0.27
0.31
0.10
0.14
1.8
0.20
0.24
0.27
0.31
0.34
0.38
0.13
0.17
2.0
0.22
0.26
0.30
0.34
0.38
0.42
0.14
0.18
2.5
0.29
0.35
0.39
0.45
0.49
0.55
0.18
0.24
3.0
0.36
0.42
0.49
0.55
0.62
0.68
0.23
0.29
3.5
0.43
0.51
0.58
0.66
0.73
0.81
0.27
0.35
4.0
0.50
0.58
0.68
0.76
0.86
0.94
0.32
0.40
4.5
0.58
0.66
0.78
0.86
1.00
1.08
0.37
0.45
5.0
0.65
0.75
0.90
1.00
1.13
1.23
0.42
0.52
6.0
0.82
0.92
1.10
1.20
1.40
1.50
0.53
0.63
8.0
1.17
1.29
1.60
1.72
2.00
2.12
0.76
0.88
10
1.56
1.68
2.10
2.22
2.60
2.72
1.02
1.14
12
1.97
2.09
2.60
2.72
3.30
3.42
1.30
1.42
表9-1 落料及沖孔模刃口間隙
查凸、凹模制造公差9-2值表：=0.02 =0.02
表9-2 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁凸模、凹模的制造公差
基本尺寸
凸模公差δ
凹模公差
≤18
0.020
0.020
＞18~30
0.020
0.025
＞30~80
0.020
0.030
＞80~120
0.025
0.035
＞120~180
0.030
0.040
＞180~260
0.030
0.045
＞260~360
0.035
0.050
＞360~500
0.040
0.060
＞500
0.050
0.070
注：工件為為非圓形時。沖裁凸模、凹模的制造公差可查閱相關(guān)手冊。
校核：
=0.04
滿足
查標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T14得：Δ=0.30。
查系數(shù)值表9-3：χ=0.5。
表9-3 系數(shù)χ
材料厚度
t/mm
圓形χ值
非圓形χ值
0.5
0.75
0.5
0.75
1
工件公差Δ/mm
1
≥0.16
＜0.16
≥0.36
0.17~0.35
＜0.16
1~2
≥0.20
＜0.20
≥0.42
0.21~0.41
＜0.20
2~4
≥0.24
＜0.24
≥0.50
0.25~0.49
＜0.24
＞4
≥0.30
＜0.30
≥0.60
0.21~0.59
＜0.30
φ
φ6凸模刃口尺寸的計算：
φ6凹模刃口尺寸的計算：
10 凸模的校核
凸模φ6.15比較細，應(yīng)進行壓力和彎曲應(yīng)力校核，檢查自由長度和斷面尺寸是否滿足強度要求。
（1）由式可知，最小凸模直徑。
將t=0.2mm，τ=360Mpa，=1600Mpa代入上式得
=（4x2x360）/1600=1.8（mm）
Φ6.15φ>Φ1.8，符合工藝要求，可以在厚度為2.0mm的板料上沖制。
（2）按式有
將d=6和F=35269代入上式
可見，允許凸模的最大自由長度18.2mm滿足不了模具的結(jié)構(gòu)尺寸要求，可利用卸料板對凸模加以保護。
（3）按式有
將d=6和F=35269代入上式得
當(dāng)模具的總體設(shè)計使該凸模的最大自由長度不大于51.7mm時，既可滿足其彎曲強度要求。若凸模的最大自由長度超過此數(shù)值時，可將凸模做成階梯形既可滿足要求。
11 凸模長度的確定
凸模長度的確定，見式
L=h1+h2+t+h+（0.5~1）
卸料裝置采用彈性卸料板和卸料橡膠，考慮到卸料相交的配置高度，取h=25mm
因此，最終確定沖孔模凸模的長度L=65.
12 其他凸模和凹模人口尺寸確定
12.1沖3x33長方孔的凸模和凹模
查落料及沖孔模刃口間隙表9-1：
尺寸3：查凸、凹模制造公差值表9-2：
校核：
滿足的條件，凸、凹模可采用分開加工的方法。
查標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T14得：Δ=0.25
查系數(shù)值表9-3： χ=0.75
尺寸3凸模刃口尺寸的計算：
尺寸3凹模刃口尺寸的計算：
尺寸33：查凸、凹模制造公差值表9-2：
校核：
不滿足的條件，故凸、凹?？刹捎门浜霞庸さ姆椒?。
查標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T14得：Δ=0.62
查系數(shù)值表9-3： χ=0.5
尺寸33凸模刃口尺寸的計算：
因此，沖3×33長方孔的凸模和凹模采用配合加工的方法，凸模尺寸為凹模與凸模陪作，留雙邊間隙0.22~0.26mm。
12.2沖3×11的切斷凸模和凹模
查落料及沖孔橫刃口間隙表9-1：。
尺寸3：查凸、凹模制造公差指表9-2：。
校核：
滿足的條件，凸、凹模可采用分開加工的方法。
查標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T14得：Δ=0.25。
查系數(shù)值表9-3：χ=0.75。
尺寸3凸模刃口尺寸的計算：
尺寸3凹模刃口尺寸的計算：
3=(3.19+0.22)=3.41
尺寸11：查凹、凸模執(zhí)照公差值表9-2：δ=0.02，δ=0.02。
校核：Z-Z=0.04 δ+δ=0.04
滿足Z-Z≥δ+δ的條件，故凸、凹?？刹捎梅珠_加工的方法。
查標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T14得：Δ=0.43。
查系數(shù)值表9-3：x=0.5。
尺寸11凸模刃口尺寸的計算：
d=(d+xΔ)
11(11+0.5×0.43)=11.22
尺寸11凹模刃口尺寸的計算：
11=（11.22+0.22）=11.44
12.3側(cè)刃和凹模
側(cè)刃的尺寸為9×23
對應(yīng)凹模尺寸
查落料及沖孔模刃口間隙表9-1：Z=0.22、Z=0.26
尺寸9凹模刃口尺寸的計算：
9=(9+0.22) =9.22
尺寸23凹模刃口尺寸的計算：
查凹、凸模制造公差值表9-2：δ=0.02，δ=0.025。
校核：Z-Z=0.04 δ+δ=0.045
不滿足Z-Z≥δ+δ的條件，故凸、凹模可采用配合加工的方法。
因此，側(cè)刃凹模采用配合加工的方法，凹模與側(cè)刃配做，留雙邊間隙0.22~0.26mm。
13 模具工作零件設(shè)計
包括凸模1、凸模2、凸模3、成形凸模、側(cè)刃和凹模。
13.1凸模1設(shè)計
沖Φ6孔的凸模
材料：T10A。
熱處理：硬度58~60HRC。
13.2凸模2設(shè)計
沖3×33長方孔的凸模
材料：T10A。
熱處理：硬度58~60HRC。
13.3凸模3設(shè)計
沖3×11的切斷凸模
材料：T10A。
熱處理：硬度58~60HRC。
13.4側(cè)刃設(shè)計
材料：T10A。
熱處理：硬度58~60HRC。
13.5成形凸模設(shè)計
材料：T10A。
熱處理：硬度58~60HRC。
13.6凹模設(shè)計
材料：T10A。
熱處理：硬度58~62HRC。
13.7上、下墊板的設(shè)計
材料選用T10A鋼，長和寬的尺寸和凹模尺寸相同。墊板的厚度一般為3mm~10mm，取厚度H2=10mm
13.8擋料板
擋料板是用來控制送料步距的。材料采用45號鋼，淬火處理，硬度為40~45HRC，與凹模的配合為H7/m6。
13.9模柄的選擇
選用旋入式模柄，材料Q235，并加防轉(zhuǎn)銷，根據(jù)壓力機的相關(guān)參數(shù)可知，模柄的外形安裝尺寸為：Φ30×50。
13.10螺栓、銷釘?shù)倪x擇
上模座連接螺栓選用4-M10*40，下模座固定螺釘選用4-M10*50；上模座連接銷釘選用Φ6×40;下模座連接銷釘選用Φ6×50。
14 模具整體設(shè)計
靠背固定板的級進模具總裝配圖。
表14-1 裝配圖
總結(jié)
經(jīng)過幾個月的忙活，終于完成了本次畢業(yè)設(shè)計。經(jīng)過此次設(shè)計，鞏固了所學(xué)的知識，同時將其運用到實際工作中。在設(shè)計過程中，我查閱了大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流，并向老師請教，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同意巨大。本次畢業(yè)設(shè)計，使我大大提高了動手的能力，充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然設(shè)計有缺陷，沒有多大考慮實際生產(chǎn)中的問題，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西才是最重要的，使我終生獲益發(fā)展。
畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容包括數(shù)據(jù)計算，課程設(shè)計說明書制作，電腦繪制以及課程設(shè)計小結(jié)。
作為正在進行畢業(yè)設(shè)計的本科生來說，研究次課題的目的和意義主要有：本次畢業(yè)設(shè)計將以靠背固定板級進模的設(shè)計為例使學(xué)生掌握對模具設(shè)計的一般方法和一般規(guī)律，能夠綜合運用機械設(shè)計、機械制造等基礎(chǔ)知識解決實際的機械工程問題。掌握并靈活運用CAD，UG等軟件進行數(shù)字建模技術(shù)，使學(xué)生獲得工程設(shè)計和科學(xué)研究的初步訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識去分析問題和解決實際問題；培養(yǎng)學(xué)生探求真理的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。
研究的主要內(nèi)容；本設(shè)計的基本思路：通過查閱文獻資料，明確級進模的概念、結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計重點；通過實地企業(yè)考察學(xué)習(xí)，對實物的觀察分析，增進對級進模運作方式、結(jié)構(gòu)特點和工作時需要注意的重點的認識；通過對實物和理論知識的結(jié)合分析，確定設(shè)計思路和明確設(shè)計要點；在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下運用所學(xué)知識對特定的加工件（靠背固定板）模具進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，受力分析和計算，特定模具零部件材料的分析和選擇，確定模具的制造工藝。我們認為，在這學(xué)期的實驗中，在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、再實踐。
而且，這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結(jié)束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。
總的來說課程設(shè)計鍛煉了我們的動手能力與總體規(guī)劃能力，也讓我們對沖壓模具有了更深刻的認識，讓我們在模具方面有了更大的成長。
致謝
首先感謝本人的導(dǎo)師楊占堯老師，他對我的仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。楊占堯老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！在學(xué)習(xí)中,老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，老師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學(xué)精神，將永遠激勵著我。這次課程設(shè)計得到老師和同學(xué)的關(guān)心支持和幫助。在此，謹向老師們和幫助過我的同學(xué)致以衷心的感謝和崇高的敬意！
另外，感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，是我學(xué)到了許多新的只是，掌握了一定的操作技能。感謝給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課程設(shè)計，并在這個過程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們在這學(xué)期快要結(jié)課的時候，能夠?qū)W(xué)到的只是應(yīng)用到實踐中，增強了我們實踐操作和動手應(yīng)用能力，提高了獨立思考的能力。
感謝和我在一起進行課題研究的同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。
最后，我非常慶幸在三年的學(xué)習(xí)、生活中認識的所有任課老師和所有同學(xué)在這次次課程設(shè)計中來給自己的指導(dǎo)和幫助，教會了我相關(guān)的專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意。
參考文獻
[1] 魏春雷、朱三武、章南主編.模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊.天津大學(xué)出版社，2010；
[2] 原紅玲主編.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008；
[3] 翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005；
[4] 馬宵、任泰安主編.互換性與技術(shù)測量[M].南京大學(xué)出版社，2005；
[5] 寇世瑤主編.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007；
[6] 李紹林，馬長福主編.實用模具技術(shù)手冊.上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1993；
[7] 鄭可鍠主編.實用沖壓模具設(shè)計手
收藏