K20-沖壓模具、硅鋼片鐵芯連續(xù)沖裁模設計【含CAD圖紙、說明書】

- UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設 計）題目： 硅鋼片鐵芯連續(xù)沖裁模設計 學 院： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 機械設計制造及自動化 年 級： 指導教師： XXXX 職 稱：副教授 二○一二 年 五 月- XXXX 大學畢業(yè)設計(論文)任務書設計（論文）課 題 名 稱硅鋼片鐵芯連續(xù)沖裁模設計學生姓名 XXXX 院（系） 工學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化指導教師 XXXX 職 稱 副教授 學 歷 研究生畢業(yè)設計（論文）要求：1、好學上進，能吃苦耐勞，刻苦鉆研，有相應專業(yè)知識，具備獨立工作能力；2、能及時地查閱到國內外與本課題相關的資料和文件；3、會計算機繪圖，能通過計算機繪圖繪制相應的零件、部件和組件，繪制出總裝配圖；4、工作量要符合我院畢業(yè)設計的要求；5、根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定的時間內完成畢業(yè)答辯所需要的全部工作。畢業(yè)設計（論文）內容與技術參數(shù)：設計課題： 硅鋼片鐵芯連續(xù)沖裁模設計材料：硅鋼片 板材厚度：2.5mm 生產(chǎn)批量：大批量畢業(yè)設計（論文）工作計劃：第一階段：了解沖壓模的生產(chǎn)過程；查閱國內外有關資料和文件分析沖壓模的工藝特點，查找相關的裝置；第二階段：研究其它沖壓模的工作原理，提出沖壓模的設計思想；第三階段：給出總體方案，畫出工作草圖，通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件，繪制出沖壓?？傃b配圖；第四階段：撰寫出設計說明書；根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定時間內完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。- 接受任務日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日系 主 任 簽 名 年 月 日- 摘要模具工業(yè)在制造業(yè)中占有及其重要的地位，它具有高效率、高精度、低耗能等優(yōu)點，是其他裝備難以勝任的，而模具工業(yè)的水平也是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。冷沖壓生產(chǎn)過程的主要特征是依靠沖模和沖壓設備完成加工，便于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率很高，操作簡便。本設計為沖孔、落料的模具。本模具是一副沖制硅鋼片鐵芯和軛片的、少廢料排樣、連續(xù)沖裁模，采用杠桿、夾板式自動送料模。本文對一個簡單的沖壓工藝進行分析，并設計了級進模及主要零部件，在這個課題設計中詳細介紹了沖裁剪從排樣設計到模具結構設計，再到裝配的整個過程關鍵詞：模具、冷沖壓、沖模、沖壓、排樣AbstractMould industry plays in manufacturing and its important status, it has the high efficiency, high precision, low consumption etc, and is hard to do other equipment and mould industry level is the measure of a national product manufacturing level one of the important marks. Cold stamping production process is the main characteristics of the equipment to perform and stamping dies on processing, is easy to realize automation, productivity is high, easy operation.This design for punching, dropping material mold. This mold is a pair of blunt system of silicon steel iron core and yoke, less waste of layout, continuous punch die, using leverage, plywood type automatic feed mould. This paper for a simple stamping process are analyzed, and the design of progressive die and the main components, on the subject of detailed design is introduced from layout design rushed out to the mold structure design, again to assembly of the entire process Keywords: mold、cold stamping、dies,、stamping、layout1目錄摘要 IAbstractII1.緒論 21.1 概述 21.2 沖壓技術的進步 .21.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀 .31.4 模具 CAD/CAE/CAM 技術 31.5 課題的主要特點及意義 .52 沖壓工藝方案的制定 52.1 工藝分析 .52.2 工藝方案的確定 52.3 排樣圖設計 .63 模具總體結構設計 73.1 條料定位裝置 .73.2 出料裝置 .83.3 模具工作過程 .94 模具零件的設計與計算 94.1 凸、凹模刃口尺寸的計算 .94.1.1 凸、凹模間隙的選擇 94.1.2 凸、凹模刃口尺寸計算 94.2 凸、凹模的設計 .114.2.1 凸模的結構和固定形式 114.2.2 凸模長度的確定 124.2.3 凹模結構形式設計 124.2.4 凹模結構尺寸的確定 .134.3 模板的設計 .144.4 其它零件的設計 .145 沖壓設備的選用 145.1 沖壓力的計算 .155.2 選擇壓力機 .156 壓力中心的計算 166.1 計算步驟 .166.2 計算壓力中心 .17參考文獻 187 總結 20致謝 2121.緒論1.1 概述冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因為它通常是在室溫下進行加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓不但可以加工金屬材料，而且還可以加工非金屬材料和復合材料。沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學、數(shù)學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結合現(xiàn)代先進技術的應用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。1.2 沖壓技術的進步進幾十年來，沖壓技術有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術在生產(chǎn)的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質的飛躍?，F(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。沖壓自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質的飛躍。結合現(xiàn)代技術信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式—計算機集成制造系統(tǒng) CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。3把產(chǎn)品概念形成、設計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務全過程通過計算機等技術融為一體，將會給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益，使現(xiàn)代沖壓技術水平提高到一個新的高度。1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間 ”產(chǎn)品發(fā)展重點主要應表現(xiàn)在：（1）汽車覆蓋件模；（2）精密沖模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要模具標準件；（5）其它高技術含量的模具。目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的 40%以上 [2]，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設計制造方法、手段上已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。1.4 模具 CAD/CAE/CAM 技術沖壓技術的進步首先通過模具技術的進步來體現(xiàn)出來。對沖模技術性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術的中心和關鍵。20 世紀 60 年代初期，國外飛機、汽車制造公司開始研究計算機在模具設計與制造中的應用。通過以計算機為主要技術手段，以數(shù)學模型為中心，采用人機互相結合、各盡所長的方式，把模具的設計、分析、計算、制造、檢驗、生產(chǎn)過程連成一個有機整體，使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特征。4模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產(chǎn)品性能、模具結構、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進行設計和優(yōu)化 [4]。模具 CAD/CAE/CAM 技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質量已成為模具界的共識。模具 CAD/CAE/CAM 在近 20 年中經(jīng)歷了從簡單到復雜，從試點到普及的過程。進入本世紀以來，模具 CAD/CAE/CAM 技術發(fā)展速度更快，應用范圍更廣。在級進模 CAD/CAE/CAM 發(fā)展應用方面，本世紀初，美國 UGS 公司與我國華中科技大學合作在 UG-II（現(xiàn)為 NX）軟件平臺上開發(fā)出基于三維幾何模型的級進模 CAD/CAM 軟件 NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結構設計等模塊。具有特征識別與重構、全三維結構關聯(lián)等顯著特色，已在 2003 年作為商品化產(chǎn)品投入市場。與此同時，新加波、馬來西亞、印度及我國臺灣、香港有關機構和公司也在開發(fā)和試用新一代級進模 CAD/CAM 系統(tǒng)。我國從上世紀 90 年代開始，華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學和北京機電研究院等相繼開展了級進模 CAD/CAM 系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學模具技術國家重點實驗室在 AutoCAD 軟件平臺上開發(fā)出基于特征的級進模 CAD/CAM 系統(tǒng) HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設計、模具結構設計、標準件及典型結構建庫工具和線切割自動編程 5 個模塊。上海交通大學為瑞士法因托（Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模CAC/CAM 系統(tǒng)。西安交通大學開發(fā)出多工位彎曲級進模 CAD 系統(tǒng)等。近年來，國內一些軟件公司也競相加入了級進模 CAD/CAM 系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進模系統(tǒng) CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復合模的 CAD 系統(tǒng) Fox-CAD 等。展望國內外模具 CAD/CAE/CAM 技術的發(fā)展，本世紀的科學技術正處于日新月異的變革之中，通過與計算機技術的緊密結合，人工智能技術、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關聯(lián)設計等一系列與模具工業(yè)相關的技術發(fā)展之快，學科領域交叉之廣前所未見。今后 10 年新一代模具 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)必然是當今最好的設計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結合的產(chǎn)物，其特點將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡化、集成化、智能化四個方面。主要表現(xiàn)在：（1）模具 CAD/CAM 的專業(yè)化程度不斷提高；（2）基于網(wǎng)絡的 CAD/CAE/CAM 一體化系統(tǒng)結構初見端倪；（3）模具 CAD/CAE/CAM 的智能化引人注目；（4）與先進制造技術的結合日益緊密。51.5 課題的主要特點及意義本課題涉及的知識面廣，綜合性較強，在鞏固大學所學知識的同時，對于提高設計者的創(chuàng)新能力、協(xié)調能力，開闊設計思路等方面為作者提供了一個良好的平臺。2 沖壓工藝方案的制定2.1 工藝分析如圖所示為硅鋼片鐵芯的示意圖，這個零件是標準的小容量硅鋼片的鐵芯片，生產(chǎn)批量大，材料是硅鋼片，厚度 2.5mm，其形狀是“E”。鑒于其生產(chǎn)批量大，因此，重點考慮節(jié)省材料，提高材料利用率的問題。2.2 工藝方案的確定考慮到單工序模制造精度較低，生產(chǎn)效率低；復合模制造精度高但生產(chǎn)成本高，結構復雜，主要用于要求精度高的沖裁件；該工件徐大批量生產(chǎn)，工序為兩個工序，零件較小且外形尺寸精度較高，所以應該選擇效率高的級進模。62.3 排樣圖設計排樣圖是多工位級進模設計的關鍵，它具體反映了零件在整個沖壓成形過程中，毛坯外形在條料上的截取方式及與相鄰毛坯的關系，而且對材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結構和壽命等有著顯著的影響。表 2-13 取搭邊值a=2.2mm，a1=2.0mm。故應針對零件和零件展開后的工藝特點，并綜合考慮工藝分析各個因素后，設計合理的排樣圖及具體工位安排。故：條料寬度： ，取????07.07.0max0 232.2 ?????? ??????DBB=24mm；導料板之間的距離：S=B+Z=24+5=29mm；送料進距：h=17.5+2.0=19.5mm;毛坯排樣圖如圖所示：根據(jù)以上分析，沖壓如圖 2-1 所示的零件的級進模分為四個工位。第一工位：沖兩個工藝孔；第二工位：空步；第三工位：沖兩個矩形孔；第四工位：工位切斷。計算材料的利用率，一個進距內的沖裁面積 A：A= 24×19.5-（3.5×20+14×2.5+14×5+14×2.5）= 258m故一個進距的材料利用率為： %410.924%10???????Bh?73 模具總體結構設計模具總體結構如圖所示，該模具采用后側導柱模架，切斷凸模 1，沖槽凸模 2，沖孔凸模 3，導正銷 29 分別和凸模固定板 16 采用壓入式裝配，用圓柱銷 20 在上模座上定位，與墊板 17 一起固定在上模座上；凹模 13 采用整體加工而成，為了便于制造、試模和維修，卸料板 15、導料板 14、凹模 13、下模座 12 用螺釘加以固定；條料送進步距由調節(jié)螺釘 8 控制，所有凸模卸料由卸料板 16 完成，沖孔、切邊和切斷廢料由凹模下面的漏料孔逐步排出，制件從料頭分離，由模具終端沿凹模斜面自動落下。3.1 條料定位裝置側壓板是在條料送進方向垂直方向上的定位，它是對條（帶、卷）料一側通過彈簧施加壓力，促使其另一側緊靠導料板的板狀零件，而且可以使連續(xù)沖壓保持較高的勞動生產(chǎn)率的同時，保證工件具有較高的尺寸和形狀位置精度。由于條料是用送料器通過導料槽 6 送入，而導料槽 6 是靠夾持板 5 固定確定定距，送料步可用調節(jié)螺釘 8 進行調節(jié)距.，隨著條料的導入，由小導板 25 控制條料，側壓板是在條料送進方向垂直方向上的定位，側壓板是對條（帶、卷）料一側通過彈簧施加壓力，促使其另一側緊靠導料板的板狀零件，使得有搭邊排樣的有廢料沖壓變?yōu)闊o廢料、少廢料沖壓。83.2 出料裝置條料經(jīng)過沖兩個孔、沖兩個槽、切斷后，由送料器一直排出。沖孔、切邊廢料和切斷廢料由凹模下方的漏料孔逐步排出，制件由模具終端沿斜面自動落下。93.3 模具工作過程 將寬度為 24mm 的卷料的料口放入導料槽 6 內，并用調節(jié)螺釘 8 定位。上模下行，斜楔 4 推動送料器后移，此時夾持板 5 松開。拉簧 11 被拉長，而條料由于止退銷 10 插入以沖的工藝孔中不能后移。上模下行時拉簧收縮，送料器向左移，夾持板夾緊條料向左移（由于止退銷在條料送進方向有斜面，因而不能阻止條料向左移）如此循環(huán)，完場送料工作第一步：上模下行沖孔凸、凹模完成沖孔工序，廢料從下模的下漏料孔排出，上模上行條料靠送料器向前送一步；第二步：上模下行沖孔凸、凹模完成沖矩形孔工序，廢料從下模的下漏料孔排出，上模上行條料靠送料器向前送一步；第三步：上模下行由切斷凸、凹模完成切斷工序，廢料從下模的下漏料孔排出完成整個沖壓過程。 4 模具零件的設計與計算4.1 凸、凹模刃口尺寸的計算4.1.1 凸、凹模間隙的選擇凸、凹模間隙值的大小對沖壓制件質量、模具壽命、沖壓力的影響很大，是沖壓工藝與模具設計中的一個極其重要的工藝參數(shù)。根據(jù)零件材料及料厚，查文獻[8]表 2-10，確定沖裁刃口始用雙面間隙值：Zmin=0.360 mm， Zmax=0.500 mm。至于壓彎時凸模與凹模之間的間隙，按材料的性能、厚度以及彎曲件的高度和寬度（彎曲線的長度），取單邊間隙 C=（1.0～1.1）t，這里取 C=2.5mm。另外，設計中考慮在合模時使毛坯完全壓靠，以保證彎曲件的質量和尺寸精度。4.1.2 凸、凹模刃口尺寸計算沖壓制件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值也必須靠模具的刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸極其公差，是設計沖模的主要任務之一。（1） 沖 Φ4 孔凸、凹模刃口尺寸計算10圓孔形狀簡單，為制造方便，查表得：mqp 014.,023.??????校核：，故符合條件140.37. minax???Zqp所以： ????014.014.0min 368.54????????pxdp? 2.023.00i 963. ????dZ（2） 沖矩形孔凸、凹模刃口尺寸計算矩形孔尺寸如圖所示 ，未注公差按 IT13 級處理，按一般要求：模具精度較工件精度高 2～3 級，查文獻[6]表 2-10 得：02.,.0???dp??校核：，故符合條件minax4. Zqp ???所以： ????02.02.min1 135135.????????oppxd? 000i 496??dZ????02.2.min2 .4???pxp? .0.0i 56131??? ???dd11（3） 切斷凸、凹模刃口尺寸計算 2017.5查表 035.,.0???qp??校核； 故 符 合 條 件,62. minaxZqp ???所以： ????035.035.0min1d 172.517D????????dx? 025.025.i 946??pZp?????3.3.0min2 .???dxd 025.025.i 17519??? ???pp?4.2 凸、凹模的設計4.2.1 凸模的結構和固定形式由于沖件的形狀和尺寸的不同，沖模的加工以及裝配工藝等實際條件亦有所不同，所以在實際生產(chǎn)中使用的凸模結構形式也就有很多種形式。一般沖裁凸模的形狀是由產(chǎn)品的形狀決定的，它可以采用直身結構也可采用加強型結構。主要的固定方式有：臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結劑澆注法固定等。本設計中采用用圓形和方形兩種形式的凸模，材料選用 T10A 鋼，淬火硬度HRC56-60 必要時表面可進行滲氮處理。圓凸?？刹捎酶呔韧鈭A磨床加工，12異形凸模可以采用慢走絲線切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一種方法，可以獲得高尺寸精度、高表面加工質量。凸模固定方式如圖所示：凸模以過渡配合固緊在凸模固定板上，頂端形成臺肩，以便固定，并保證在工作時不被拉出，安全可靠。4.2.2 凸模長度的確定凸模工作部分的長度應根據(jù)模具的結構來確定。一般不宜過長，否則往往因縱向彎曲而使凸模工作時失穩(wěn)。致使模具間隙出現(xiàn)不均勻，從而使沖件的質量及精度有所下降，嚴重時甚至會使凸模折斷。根據(jù)模具設計結構形式，凸模的長度 L 為：L=h1+h2+h3+h式中， —凸模的長度（mm）；h1—凸模固定板的厚度（mm），它取決于沖件的厚度 t，一般在沖制t3 mm，h 0=t；所以，這里取 h0=3 mm。。故初步有了凹模外形尺寸 L×B×H=132.5×50×10 mm。。4.3 模板的設計標準的級進模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、墊板、上模板、下模板，其中卸料板、固定板、凹模板是關鍵的三塊模板，也是級進模比不可少的。該模具中固定板起著固定凸模的作用，卸料板主要起卸料、壓料同時還具有一定的導向作用；凹模板前面已經(jīng)提到，既充當凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹模鑲塊。另外，在進行級進模設計時，有一項很重要，就是設計讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但需要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動態(tài)讓位。本設計中在凹模板上直接開槽讓位，工件成形后由凹模終端的斜面滑出，保證了送料的順暢。凹模外形尺寸前面已述，該級進模其它模板的外形尺寸設計如下：凸模固定板 ；mhBL250.13???墊板 ；導料板 ；6.2卸料板 ；；故：模具閉合高度 m154015620135????模H4.4 其它零件的設計在級進模中，一些輔助零件對模具的順利工作也起著重要的作用。針對該級進模，這里主要介紹導正銷的設計。本級進模設計當中，通過導正削與在前一個工位上沖了的兩個 的孔實現(xiàn)精確4?定位，保證產(chǎn)品的精度。進行導正銷設計時注意到控制導正銷的長度，保證當模具在自由狀態(tài)時導正銷的直壁部分伸出卸料板的長度要小于產(chǎn)品的一個料厚，這樣就可以有效地避免帶料現(xiàn)象。模具在自由狀態(tài)時導正銷的直壁部分伸出卸料板的長度為 0.3mm。155 沖壓設備的選用根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設備類型。開式曲柄壓力機雖然剛度差，但它成本低，且有三個方向可以操作的優(yōu)點，故廣泛應用于中小型沖裁件、彎曲件、拉深件的生產(chǎn)中。閉式曲柄壓力機剛度好、精度高，只能靠兩個方向操作，適用于大中型件的生產(chǎn)。雙動曲柄壓力機有兩個滑塊，壓邊可靠易調，適用于較復雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。綜合考慮，采用開式曲柄壓力機。5.1 沖壓力的計算該級進模采用下出料方式。根據(jù)公式?jīng)_裁力： 得，?Lt3.1?沖F???87590.243.1F?沖 462沖 ?13沖 ???.92FF321沖沖沖沖 ?606.54n沖推推 k0推沖總5.2 選擇壓力機根據(jù)上述沖壓力的計算，初步選用型號為 J23-16 開式雙柱可傾壓力機。該型號壓力機主要技術規(guī)格如下：公稱壓力 250KN;滑塊行程 80mm;最大閉合高度 250mm;16封閉高度調節(jié)量 70mm；最大裝模高度 180mm;連桿調節(jié)量 45mm;工作臺尺寸（前后 mm 左右 mm） ;3605?墊板厚度 m50模柄孔尺寸（直徑 mm 深度 mm） ;7?滑塊中心至床身中心距離 180mm;最大傾斜角 30°由 4.3 節(jié)計算知：模具閉合高度 m15?模H6 壓力中心的計算沖裁時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機滑塊中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導致模具以及滑塊與導軌的急劇磨損，降低模具和壓力機的壽命。因此，設計時應該正確算出沖裁時的壓力中心，并使壓力中心和模柄軸心線重合；若因沖件的形狀特殊，從模具結構方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應注意盡量使壓力中心的偏離不超過所選壓力機模柄孔投影面積的范圍，以下通過解析法確定模具的壓力中心。6.1 計算步驟（1）建立平面直角坐標系 ；（2）計算出各單一圖形的壓力中心到坐標軸的距離 x1、x 2、x 3、…x n 和 y1、 y2、 y3、… y n ；（3）將計算數(shù)據(jù)分別代入式中，即可求得壓力中心坐標（x 0, y0）。 176.2 計算壓力中心根據(jù)排樣圖設計及各工位在模具上的相對位置，建立直角坐標系，如圖所示：圖 6-1 壓力中心計算圖由對稱性可知，各工序沖壓力的合力作用點落在 x 軸上，即坐標 ，將所計算的各工位上的沖壓力及圖中所標注的 x 坐標值代入式中得：坐標，故在此坐標系中模具壓力中心坐標為（10.5，0）。 工件的壓5.10?x力中心如上計算所得，模具壓力中心幾乎對稱，所以把模具的壓力中心位置放在壓力機滑塊中心。18參考文獻[1] 李碩本等編著 .沖壓工藝理論與新技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.11[2] 中國模具工業(yè)協(xié)會 .模具行業(yè)“ 十一五”規(guī)劃[J].模具工業(yè)，2005（7）：3-8[3] 李大鑫，張秀錦 .模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J].模具制造，2005 （2）：1-4[4] 李德群，肖祥芷 .模具 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展概況及趨勢[J].模具工業(yè)，2005（7）：9-12[5] 杜繼濤，甘屹 .支架精密多工位級進模設計[J].模具工業(yè)，2005（9）：15-17[6] 姜奎華主編 .沖壓工藝與模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998.5[7] 薛啓翔等編著 .沖壓模具設計制造難點與竅門[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.7[8] 模具實用技術叢書編委會編.沖模設計應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.6[9] 鄭家賢遍著 .沖壓工藝與模具設計實用技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.1[10] 《沖模設計手冊 》編寫組編著.沖模設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.6[11] 竇智.級進模設計中的要點及生產(chǎn)中的故障排除[J].沖模技術，2005（3）：27-29[12] 王孝培主編 .沖壓手冊（修訂本）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990[13] Yazheng Liu, Jinghong Sun, et al. 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Journal of engineering materials and technology，2004(7): 314-324[17] 謝建.側刃在級進模中的合理使用[J].模具工業(yè)，2005（7）：31-34[18] 田福祥. 引出腳彎曲擠扁切斷自動送料級進模設計[J].沖模技術，2005（5）：17-19[19] 田福祥. 自動送料壓扁切斷彎曲級進模[J].模具工業(yè)，2005（2）：27-29[20] 丁鵬，王林紅 .多工位傳遞式級進模設計[J].沖模技術，2005（6）：3-5[21] 馮開平，左宗義主編. 畫法幾何與機械制圖[M].廣州：華南理工大學出版,2001.9[22] 李天佑主編 .沖模圖冊[M].北京：機械工業(yè)出版社, 1994207 總結設計是源頭，設計雖然只占模具成本的 10%左右，卻決定了整個模具成本的70%～ 80%。所以，我在設計時詳盡地考慮了模具結構，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設計，在實際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實際狀況進行模具調整也是必需的。在生產(chǎn)中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時，應該多注意細節(jié)，找出根本原因，針對其維修。在拆裝模具時，要認真仔細，以防損傷模具。定期的維護、保養(yǎng)也可以大大提高模具壽命。從整個設計過程來看，該硅鋼片鐵芯采用多工位級進模，模具結構設計合理，加工簡單，操作方便，通過連續(xù)沖裁工序一次成形，工作效高，零件成形質量好，大大提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，滿足了生產(chǎn)需求，而且該設計思路可擴展推廣到其它類似零件的產(chǎn)品模具設計中。當然，由于我知識水平有限，對實踐的缺乏，當中不乏有不足之處，還有待在以后的工作實踐當中不斷地完善和創(chuàng)新！ 21致謝本次設計是在指導老師 XXXX 教授的悉心指導下完成的，其間得到了老師的指導。導師敏銳的學術思想，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，認真的工作作風使我受益非淺。值此成文之際，特向老師致以忠心的感謝和誠摯的敬意。在設計過程當中，得到同窗好友的支持以及在 AutoCAD2007 軟件應用、參考資料提供等方面的具體性指導和幫助，在此我向他們表示深深的謝意。非常感謝他們同我一起學習和生活，在美麗的農(nóng)大留下我們真摯的友誼。特別感謝我的父母，是他們對我的支持和無私的奉獻，使得我能夠順利完成學業(yè)。最后，謹以此文獻給所有關心和幫助過我的人們！22- UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設 計）題目： 硅鋼片鐵芯連續(xù)沖裁模設計 學 院： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 機械設計制造及自動化 年 級： 指導教師： XXXX 職 稱：副教授 二○一二 年 五 月- XXXX 大學畢業(yè)設計(論文)任務書設計（論文）課 題 名 稱硅鋼片鐵芯連續(xù)沖裁模設計學生姓名 XXXX 院（系） 工學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化指導教師 XXXX 職 稱 副教授 學 歷 研究生畢業(yè)設計（論文）要求：1、好學上進，能吃苦耐勞，刻苦鉆研，有相應專業(yè)知識，具備獨立工作能力；2、能及時地查閱到國內外與本課題相關的資料和文件；3、會計算機繪圖，能通過計算機繪圖繪制相應的零件、部件和組件，繪制出總裝配圖；4、工作量要符合我院畢業(yè)設計的要求；5、根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定的時間內完成畢業(yè)答辯所需要的全部工作。畢業(yè)設計（論文）內容與技術參數(shù)：設計課題： 硅鋼片鐵芯連續(xù)沖裁模設計材料：硅鋼片 板材厚度：2.5mm 生產(chǎn)批量：大批量畢業(yè)設計（論文）工作計劃：第一階段：了解沖壓模的生產(chǎn)過程；查閱國內外有關資料和文件分析沖壓模的工藝特點，查找相關的裝置；第二階段：研究其它沖壓模的工作原理，提出沖壓模的設計思想；第三階段：給出總體方案，畫出工作草圖，通過計算機繪圖繪制相應的零件和部件，繪制出沖壓?？傃b配圖；第四階段：撰寫出設計說明書；根據(jù)畢業(yè)設計的要求在規(guī)定時間內完成畢業(yè)答辯所需要的所有工作。- 接受任務日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日系 主 任 簽 名 年 月 日- 摘要模具工業(yè)在制造業(yè)中占有及其重要的地位，它具有高效率、高精度、低耗能等優(yōu)點，是其他裝備難以勝任的，而模具工業(yè)的水平也是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。冷沖壓生產(chǎn)過程的主要特征是依靠沖模和沖壓設備完成加工，便于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率很高，操作簡便。本設計為沖孔、落料的模具。本模具是一副沖制硅鋼片鐵芯和軛片的、少廢料排樣、連續(xù)沖裁模，采用杠桿、夾板式自動送料模。本文對一個簡單的沖壓工藝進行分析，并設計了級進模及主要零部件，在這個課題設計中詳細介紹了沖裁剪從排樣設計到模具結構設計，再到裝配的整個過程關鍵詞：模具、冷沖壓、沖模、沖壓、排樣AbstractMould industry plays in manufacturing and its important status, it has the high efficiency, high precision, low consumption etc, and is hard to do other equipment and mould industry level is the measure of a national product manufacturing level one of the important marks. Cold stamping production process is the main characteristics of the equipment to perform and stamping dies on processing, is easy to realize automation, productivity is high, easy operation.This design for punching, dropping material mold. This mold is a pair of blunt system of silicon steel iron core and yoke, less waste of layout, continuous punch die, using leverage, plywood type automatic feed mould. This paper for a simple stamping process are analyzed, and the design of progressive die and the main components, on the subject of detailed design is introduced from layout design rushed out to the mold structure design, again to assembly of the entire process Keywords: mold、cold stamping、dies,、stamping、layout1目錄摘要 IAbstractII1.緒論 21.1 概述 21.2 沖壓技術的進步 .21.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀 .31.4 模具 CAD/CAE/CAM 技術 31.5 課題的主要特點及意義 .52 沖壓工藝方案的制定 52.1 工藝分析 .52.2 工藝方案的確定 52.3 排樣圖設計 .63 模具總體結構設計 73.1 條料定位裝置 .73.2 出料裝置 .83.3 模具工作過程 .94 模具零件的設計與計算 94.1 凸、凹模刃口尺寸的計算 .94.1.1 凸、凹模間隙的選擇 94.1.2 凸、凹模刃口尺寸計算 94.2 凸、凹模的設計 .114.2.1 凸模的結構和固定形式 114.2.2 凸模長度的確定 124.2.3 凹模結構形式設計 124.2.4 凹模結構尺寸的確定 .134.3 模板的設計 .144.4 其它零件的設計 .145 沖壓設備的選用 145.1 沖壓力的計算 .155.2 選擇壓力機 .156 壓力中心的計算 166.1 計算步驟 .166.2 計算壓力中心 .17參考文獻 187 總結 20致謝 2121.緒論1.1 概述冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因為它通常是在室溫下進行加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓不但可以加工金屬材料，而且還可以加工非金屬材料和復合材料。沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學、數(shù)學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結合現(xiàn)代先進技術的應用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。1.2 沖壓技術的進步進幾十年來，沖壓技術有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術在生產(chǎn)的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質的飛躍。現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。沖壓自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質的飛躍。結合現(xiàn)代技術信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式—計算機集成制造系統(tǒng) CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。3把產(chǎn)品概念形成、設計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務全過程通過計算機等技術融為一體，將會給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益，使現(xiàn)代沖壓技術水平提高到一個新的高度。1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間 ”產(chǎn)品發(fā)展重點主要應表現(xiàn)在：（1）汽車覆蓋件模；（2）精密沖模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要模具標準件；（5）其它高技術含量的模具。目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的 40%以上 [2]，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設計制造方法、手段上已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。1.4 模具 CAD/CAE/CAM 技術沖壓技術的進步首先通過模具技術的進步來體現(xiàn)出來。對沖模技術性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術的中心和關鍵。20 世紀 60 年代初期，國外飛機、汽車制造公司開始研究計算機在模具設計與制造中的應用。通過以計算機為主要技術手段，以數(shù)學模型為中心，采用人機互相結合、各盡所長的方式，把模具的設計、分析、計算、制造、檢驗、生產(chǎn)過程連成一個有機整體，使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特征。4模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產(chǎn)品性能、模具結構、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進行設計和優(yōu)化 [4]。模具 CAD/CAE/CAM 技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質量已成為模具界的共識。模具 CAD/CAE/CAM 在近 20 年中經(jīng)歷了從簡單到復雜，從試點到普及的過程。進入本世紀以來，模具 CAD/CAE/CAM 技術發(fā)展速度更快，應用范圍更廣。在級進模 CAD/CAE/CAM 發(fā)展應用方面，本世紀初，美國 UGS 公司與我國華中科技大學合作在 UG-II（現(xiàn)為 NX）軟件平臺上開發(fā)出基于三維幾何模型的級進模 CAD/CAM 軟件 NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結構設計等模塊。具有特征識別與重構、全三維結構關聯(lián)等顯著特色，已在 2003 年作為商品化產(chǎn)品投入市場。與此同時，新加波、馬來西亞、印度及我國臺灣、香港有關機構和公司也在開發(fā)和試用新一代級進模 CAD/CAM 系統(tǒng)。我國從上世紀 90 年代開始，華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學和北京機電研究院等相繼開展了級進模 CAD/CAM 系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學模具技術國家重點實驗室在 AutoCAD 軟件平臺上開發(fā)出基于特征的級進模 CAD/CAM 系統(tǒng) HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設計、模具結構設計、標準件及典型結構建庫工具和線切割自動編程 5 個模塊。上海交通大學為瑞士法因托（Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模CAC/CAM 系統(tǒng)。西安交通大學開發(fā)出多工位彎曲級進模 CAD 系統(tǒng)等。近年來，國內一些軟件公司也競相加入了級進模 CAD/CAM 系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進模系統(tǒng) CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復合模的 CAD 系統(tǒng) Fox-CAD 等。展望國內外模具 CAD/CAE/CAM 技術的發(fā)展，本世紀的科學技術正處于日新月異的變革之中，通過與計算機技術的緊密結合，人工智能技術、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關聯(lián)設計等一系列與模具工業(yè)相關的技術發(fā)展之快，學科領域交叉之廣前所未見。今后 10 年新一代模具 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)必然是當今最好的設計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結合的產(chǎn)物，其特點將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡化、集成化、智能化四個方面。主要表現(xiàn)在：（1）模具 CAD/CAM 的專業(yè)化程度不斷提高；（2）基于網(wǎng)絡的 CAD/CAE/CAM 一體化系統(tǒng)結構初見端倪；（3）模具 CAD/CAE/CAM 的智能化引人注目；（4）與先進制造技術的結合日益緊密。51.5 課題的主要特點及意義本課題涉及的知識面廣，綜合性較強，在鞏固大學所學知識的同時，對于提高設計者的創(chuàng)新能力、協(xié)調能力，開闊設計思路等方面為作者提供了一個良好的平臺。2 沖壓工藝方案的制定2.1 工藝分析如圖所示為硅鋼片鐵芯的示意圖，這個零件是標準的小容量硅鋼片的鐵芯片，生產(chǎn)批量大，材料是硅鋼片，厚度 2.5mm，其形狀是“E”。鑒于其生產(chǎn)批量大，因此，重點考慮節(jié)省材料，提高材料利用率的問題。2.2 工藝方案的確定考慮到單工序模制造精度較低，生產(chǎn)效率低；復合模制造精度高但生產(chǎn)成本高，結構復雜，主要用于要求精度高的沖裁件；該工件徐大批量生產(chǎn)，工序為兩個工序，零件較小且外形尺寸精度較高，所以應該選擇效率高的級進模。62.3 排樣圖設計排樣圖是多工位級進模設計的關鍵，它具體反映了零件在整個沖壓成形過程中，毛坯外形在條料上的截取方式及與相鄰毛坯的關系，而且對材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結構和壽命等有著顯著的影響。表 2-13 取搭邊值a=2.2mm，a1=2.0mm。故應針對零件和零件展開后的工藝特點，并綜合考慮工藝分析各個因素后，設計合理的排樣圖及具體工位安排。故：條料寬度： ，取????07.07.0max0 232.2 ?????? ??????DBB=24mm；導料板之間的距離：S=B+Z=24+5=29mm；送料進距：h=17.5+2.0=19.5mm;毛坯排樣圖如圖所示：根據(jù)以上分析，沖壓如圖 2-1 所示的零件的級進模分為四個工位。第一工位：沖兩個工藝孔；第二工位：空步；第三工位：沖兩個矩形孔；第四工位：工位切斷。計算材料的利用率，一個進距內的沖裁面積 A：A= 24×19.5-（3.5×20+14×2.5+14×5+14×2.5）= 258m故一個進距的材料利用率為： %410.924%10???????Bh?73 模具總體結構設計模具總體結構如圖所示，該模具采用后側導柱模架，切斷凸模 1，沖槽凸模 2，沖孔凸模 3，導正銷 29 分別和凸模固定板 16 采用壓入式裝配，用圓柱銷 20 在上模座上定位，與墊板 17 一起固定在上模座上；凹模 13 采用整體加工而成，為了便于制造、試模和維修，卸料板 15、導料板 14、凹模 13、下模座 12 用螺釘加以固定；條料送進步距由調節(jié)螺釘 8 控制，所有凸模卸料由卸料板 16 完成，沖孔、切邊和切斷廢料由凹模下面的漏料孔逐步排出，制件從料頭分離，由模具終端沿凹模斜面自動落下。3.1 條料定位裝置側壓板是在條料送進方向垂直方向上的定位，它是對條（帶、卷）料一側通過彈簧施加壓力，促使其另一側緊靠導料板的板狀零件，而且可以使連續(xù)沖壓保持較高的勞動生產(chǎn)率的同時，保證工件具有較高的尺寸和形狀位置精度。由于條料是用送料器通過導料槽 6 送入，而導料槽 6 是靠夾持板 5 固定確定定距，送料步可用調節(jié)螺釘 8 進行調節(jié)距.，隨著條料的導入，由小導板 25 控制條料，側壓板是在條料送進方向垂直方向上的定位，側壓板是對條（帶、卷）料一側通過彈簧施加壓力，促使其另一側緊靠導料板的板狀零件，使得有搭邊排樣的有廢料沖壓變?yōu)闊o廢料、少廢料沖壓。83.2 出料裝置條料經(jīng)過沖兩個孔、沖兩個槽、切斷后，由送料器一直排出。沖孔、切邊廢料和切斷廢料由凹模下方的漏料孔逐步排出，制件由模具終端沿斜面自動落下。93.3 模具工作過程 將寬度為 24mm 的卷料的料口放入導料槽 6 內，并用調節(jié)螺釘 8 定位。上模下行，斜楔 4 推動送料器后移，此時夾持板 5 松開。拉簧 11 被拉長，而條料由于止退銷 10 插入以沖的工藝孔中不能后移。上模下行時拉簧收縮，送料器向左移，夾持板夾緊條料向左移（由于止退銷在條料送進方向有斜面，因而不能阻止條料向左移）如此循環(huán)，完場送料工作第一步：上模下行沖孔凸、凹模完成沖孔工序，廢料從下模的下漏料孔排出，上模上行條料靠送料器向前送一步；第二步：上模下行沖孔凸、凹模完成沖矩形孔工序，廢料從下模的下漏料孔排出，上模上行條料靠送料器向前送一步；第三步：上模下行由切斷凸、凹模完成切斷工序，廢料從下模的下漏料孔排出完成整個沖壓過程。 4 模具零件的設計與計算4.1 凸、凹模刃口尺寸的計算4.1.1 凸、凹模間隙的選擇凸、凹模間隙值的大小對沖壓制件質量、模具壽命、沖壓力的影響很大，是沖壓工藝與模具設計中的一個極其重要的工藝參數(shù)。根據(jù)零件材料及料厚，查文獻[8]表 2-10，確定沖裁刃口始用雙面間隙值：Zmin=0.360 mm， Zmax=0.500 mm。至于壓彎時凸模與凹模之間的間隙，按材料的性能、厚度以及彎曲件的高度和寬度（彎曲線的長度），取單邊間隙 C=（1.0～1.1）t，這里取 C=2.5mm。另外，設計中考慮在合模時使毛坯完全壓靠，以保證彎曲件的質量和尺寸精度。4.1.2 凸、凹模刃口尺寸計算沖壓制件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值也必須靠模具的刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸極其公差，是設計沖模的主要任務之一。（1） 沖 Φ4 孔凸、凹模刃口尺寸計算10圓孔形狀簡單，為制造方便，查表得：mqp 014.,023.??????校核：，故符合條件140.37. minax???Zqp所以： ????014.014.0min 368.54????????pxdp? 2.023.00i 963. ????dZ（2） 沖矩形孔凸、凹模刃口尺寸計算矩形孔尺寸如圖所示 ，未注公差按 IT13 級處理，按一般要求：模具精度較工件精度高 2～3 級，查文獻[6]表 2-10 得：02.,.0???dp??校核：，故符合條件minax4. Zqp ???所以： ????02.02.min1 135135.????????oppxd? 000i 496??dZ????02.2.min2 .4???pxp? .0.0i 56131??? ???dd11（3） 切斷凸、凹模刃口尺寸計算 2017.5查表 035.,.0???qp??校核； 故 符 合 條 件,62. minaxZqp ???所以： ????035.035.0min1d 172.517D????????dx? 025.025.i 946??pZp?????3.3.0min2 .???dxd 025.025.i 17519??? ???pp?4.2 凸、凹模的設計4.2.1 凸模的結構和固定形式由于沖件的形狀和尺寸的不同，沖模的加工以及裝配工藝等實際條件亦有所不同，所以在實際生產(chǎn)中使用的凸模結構形式也就有很多種形式。一般沖裁凸模的形狀是由產(chǎn)品的形狀決定的，它可以采用直身結構也可采用加強型結構。主要的固定方式有：臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結劑澆注法固定等。本設計中采用用圓形和方形兩種形式的凸模，材料選用 T10A 鋼，淬火硬度HRC56-60 必要時表面可進行滲氮處理。圓凸模可采用高精度外圓磨床加工，12異形凸?？梢圆捎寐呓z線切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一種方法，可以獲得高尺寸精度、高表面加工質量。凸模固定方式如圖所示：凸模以過渡配合固緊在凸模固定板上，頂端形成臺肩，以便固定，并保證在工作時不被拉出，安全可靠。4.2.2 凸模長度的確定凸模工作部分的長度應根據(jù)模具的結構來確定。一般不宜過長，否則往往因縱向彎曲而使凸模工作時失穩(wěn)。致使模具間隙出現(xiàn)不均勻，從而使沖件的質量及精度有所下降，嚴重時甚至會使凸模折斷。根據(jù)模具設計結構形式，凸模的長度 L 為：L=h1+h2+h3+h式中， —凸模的長度（mm）；h1—凸模固定板的厚度（mm），它取決于沖件的厚度 t，一般在沖制t3 mm，h 0=t；所以，這里取 h0=3 mm。。故初步有了凹模外形尺寸 L×B×H=132.5×50×10 mm。。4.3 模板的設計標準的級進模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、墊板、上模板、下模板，其中卸料板、固定板、凹模板是關鍵的三塊模板，也是級進模比不可少的。該模具中固定板起著固定凸模的作用，卸料板主要起卸料、壓料同時還具有一定的導向作用；凹模板前面已經(jīng)提到，既充當凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹模鑲塊。另外，在進行級進模設計時，有一項很重要，就是設計讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但需要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動態(tài)讓位。本設計中在凹模板上直接開槽讓位，工件成形后由凹模終端的斜面滑出，保證了送料的順暢。凹模外形尺寸前面已述，該級進模其它模板的外形尺寸設計如下：凸模固定板 ；mhBL250.13???墊板 ；導料板 ；6.2卸料板 ；；故：模具閉合高度 m154015620135????模H4.4 其它零件的設計在級進模中，一些輔助零件對模具的順利工作也起著重要的作用。針對該級進模，這里主要介紹導正銷的設計。本級進模設計當中，通過導正削與在前一個工位上沖了的兩個 的孔實現(xiàn)精確4?定位，保證產(chǎn)品的精度。進行導正銷設計時注意到控制導正銷的長度，保證當模具在自由狀態(tài)時導正銷的直壁部分伸出卸料板的長度要小于產(chǎn)品的一個料厚，這樣就可以有效地避免帶料現(xiàn)象。模具在自由狀態(tài)時導正銷的直壁部分伸出卸料板的長度為 0.3mm。155 沖壓設備的選用根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設備類型。開式曲柄壓力機雖然剛度差，但它成本低，且有三個方向可以操作的優(yōu)點，故廣泛應用于中小型沖裁件、彎曲件、拉深件的生產(chǎn)中。閉式曲柄壓力機剛度好、精度高，只能靠兩個方向操作，適用于大中型件的生產(chǎn)。雙動曲柄壓力機有兩個滑塊，壓邊可靠易調，適用于較復雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。綜合考慮，采用開式曲柄壓力機。5.1 沖壓力的計算該級進模采用下出料方式。根據(jù)公式?jīng)_裁力： 得，?Lt3.1?沖F???87590.243.1F?沖 462沖 ?13沖 ???.92FF321沖沖沖沖 ?606.54n沖推推 k0推沖總5.2 選擇壓力機根據(jù)上述沖壓力的計算，初步選用型號為 J23-16 開式雙柱可傾壓力機。該型號壓力機主要技術規(guī)格如下：公稱壓力 250KN;滑塊行程 80mm;最大閉合高度 250mm;16封閉高度調節(jié)量 70mm；最大裝模高度 180mm;連桿調節(jié)量 45mm;工作臺尺寸（前后 mm 左右 mm） ;3605?墊板厚度 m50模柄孔尺寸（直徑 mm 深度 mm） ;7?滑塊中心至床身中心距離 180mm;最大傾斜角 30°由 4.3 節(jié)計算知：模具閉合高度 m15?模H6 壓力中心的計算沖裁時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機滑塊中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導致模具以及滑塊與導軌的急劇磨損，降低模具和壓力機的壽命。因此，設計時應該正確算出沖裁時的壓力中心，并使壓力中心和模柄軸心線重合；若因沖件的形狀特殊，從模具結構方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應注意盡量使壓力中心的偏離不超過所選壓力機模柄孔投影面積的范圍，以下通過解析法確定模具的壓力中心。6.1 計算步驟（1）建立平面直角坐標系 ；（2）計算出各單一圖形的壓力中心到坐標軸的距離 x1、x 2、x 3、…x n 和 y1、 y2、 y3、… y n ；（3）將計算數(shù)據(jù)分別代入式中，即可求得壓力中心坐標（x 0, y0）。 176.2 計算壓力中心根據(jù)排樣圖設計及各工位在模具上的相對位置，建立直角坐標系，如圖所示：圖 6-1 壓力中心計算圖由對稱性可知，各工序沖壓力的合力作用點落在 x 軸上，即坐標 ，將所計算的各工位上的沖壓力及圖中所標注的 x 坐標值代入式中得：坐標，故在此坐標系中模具壓力中心坐標為（10.5，0）。 工件的壓5.10?x力中心如上計算所得，模具壓力中心幾乎對稱，所以把模具的壓力中心位置放在壓力機滑塊中心。18參考文獻[1] 李碩本等編著 .沖壓工藝理論與新技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.11[2] 中國模具工業(yè)協(xié)會 .模具行業(yè)“ 十一五”規(guī)劃[J].模具工業(yè)，2005（7）：3-8[3] 李大鑫，張秀錦 .模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J].模具制造，2005 （2）：1-4[4] 李德群，肖祥芷 .模具 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展概況及趨勢[J].模具工業(yè)，2005（7）：9-12[5] 杜繼濤，甘屹 .支架精密多工位級進模設計[J].模具工業(yè)，2005（9）：15-17[6] 姜奎華主編 .沖壓工藝與模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998.5[7] 薛啓翔等編著 .沖壓模具設計制造難點與竅門[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.7[8] 模具實用技術叢書編委會編.沖模設計應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.6[9] 鄭家賢遍著 .沖壓工藝與模具設計實用技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.1[10] 《沖模設計手冊 》編寫組編著.沖模設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.6[11] 竇智.級進模設計中的要點及生產(chǎn)中的故障排除[J].沖模技術，2005（3）：27-29[12] 王孝培主編 .沖壓手冊（修訂本）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990[13] Yazheng Liu, Jinghong Sun, et al. 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