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1、支架的沖壓模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 別 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 完成日期 畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐任務(wù)書 崗位名稱 海鹽聯(lián)合鋼鋸廠研發(fā)中心研發(fā)員 具有良好的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)， 掌握UG 崗位職責(zé) 研發(fā)新產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)及跟蹤 崗位能力要求 熟練掌握模具行業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法, 三維造型軟件及 AutoCAD制圖軟件。 課題任務(wù)名稱 支架的沖壓模具設(shè)計(jì) 本課題完成的條件 1、 按照自己所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)； 2、 實(shí)習(xí)公司的工程師和學(xué)校輔導(dǎo)老師的幫助下完成此設(shè)計(jì)。 3、 熟悉掌握模具設(shè)計(jì)的原理和關(guān)鍵要素。 本課題任務(wù)要求 ＜一 ＞技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)要求

2、 1、 熟悉模具設(shè)計(jì)的原理和過(guò)程； 2、 從設(shè)計(jì)實(shí)際需要出發(fā)，選擇設(shè)計(jì)方案； 3、 完成整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程 4、 撰寫模具設(shè)計(jì)書一份。 ＜三 ＞ 工藝操作技能要求 1、 分析支架的沖壓成形工藝。 2、 模具設(shè)計(jì)。 3、 打印圖紙，寫出畢業(yè)論文。 4、 要求學(xué)生熟悉冷沖模具設(shè)計(jì)工藝，具有較強(qiáng)的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。 ＜四＞ 進(jìn)程安排要求 1、 熟悉畢業(yè)任務(wù)書要求，或根據(jù)崗位開(kāi)展調(diào)研選題和查閱文獻(xiàn)資料 2、 開(kāi)題，確定設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行方案論證。 3、 設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、編制工藝、生產(chǎn)制造、裝配測(cè)試等。 4、 產(chǎn)品或設(shè)計(jì)方案（圖樣）的優(yōu)化與改進(jìn)。 5、 撰寫畢業(yè)論文。 6、 指導(dǎo)教師

3、的過(guò)程指導(dǎo)和初稿的審評(píng)，提出修改意見(jiàn)并反饋。 7、 資料整理并上交論文，參加答辯。 通信與信息工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）開(kāi)題報(bào)告 班級(jí)學(xué)號(hào) 姓名 專業(yè)方向 課題名稱 支架的沖壓模具設(shè)計(jì) 課題來(lái)源 科研 工程設(shè)計(jì) 生產(chǎn)工藝 V 其它 完成課題 所需時(shí)間 同課題組 相鄰課題 子課題組 情況人員 開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容包括畢業(yè)論文題目的確定、選題的意義、論文綜述、論文大綱。字?jǐn)?shù)要求在 1000字以上。 一. 畢業(yè)論文選題依據(jù) 1. 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技 術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要

4、標(biāo)志 2. 所選課題,與我在大學(xué)所學(xué)專業(yè)相關(guān) ，很多問(wèn)題可以用我所學(xué)的專業(yè)知識(shí)解決 ，即切合實(shí) 際,從自身出發(fā)。 二. 畢業(yè)論文選題目的和意義 模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、 影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、 制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn) ，被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電 器、儀表等行業(yè)。2005年中國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到 610億元,增長(zhǎng)率保持在25%勺高水平,行業(yè)的生產(chǎn) 能力約占世界總量的10%,僅次于日本、美國(guó)而位列世界第三。我國(guó)沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工 藝水平，總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多 ，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。

5、 冷沖壓技術(shù)的發(fā)展和模具技術(shù)的發(fā)展是相互促進(jìn)， 共冋發(fā)展的。應(yīng)該說(shuō)，冷沖模具的研究和 創(chuàng)新對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展具有積極意義。 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來(lái)越高， 傳統(tǒng) 的模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和質(zhì)量提高的要求。 該課題主要針對(duì)電器開(kāi)關(guān)過(guò)電片零件， 在對(duì)過(guò)電片沖孔、落料和壓彎等成形工藝分析的基礎(chǔ)上， 提出了該零件采用多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓方案； 根據(jù)零件的形狀、 尺寸精度要求，設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合 考慮采用“雙列直對(duì)排法”排樣，成形側(cè)刃定位，保證工件的尺寸和形狀位置精度要求的冋時(shí)， 提咼了材料的利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。 本課題涉及的知識(shí)面廣，綜合性較強(qiáng)，在鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)的冋時(shí)

6、，對(duì)于提高設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新能力、 協(xié)調(diào)能力，開(kāi)闊設(shè)計(jì)思路等方面為作者提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。 三. 選題的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 隨著工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和快速適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求， 發(fā)達(dá)國(guó)家 從20世紀(jì)50年代就開(kāi)始了模具 CAD/CAM技術(shù)的研究。如美國(guó)通用汽車公司早在 20世紀(jì)50年代 就將CAD/CAM^術(shù)應(yīng)用于汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)與制造； 20世紀(jì)70年代日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室和日本 旭光學(xué)工業(yè)公司分別開(kāi)發(fā)了連續(xù)模設(shè)計(jì)系統(tǒng) MEL和沖空彎曲模系統(tǒng) PENTAX 1982年，日立公司 研制了沖裁模 CAD系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代，模具CAD/CAM^術(shù)已廣泛應(yīng)用于冷沖模具

7、的設(shè)計(jì)與 制造。 四. 本課題要完成的主要內(nèi)容（300字左右） 課題主要內(nèi)容是研究冷沖壓模具的設(shè)計(jì)， 分析支架的沖壓成形工藝。 該零件的制造方法為冷 沖壓成型，要求分析封蓋沖壓件的成形工藝， 設(shè)計(jì)模具，畫出模具裝配圖及所有零部件的工程圖， 寫出畢業(yè)論文。首先應(yīng)該深入學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械 CAD/CAM冷沖壓技術(shù)等相關(guān)在課題研究中需 要掌握的理論知識(shí)，理論的掌握是實(shí)踐的基礎(chǔ)，進(jìn)一步分析支架的沖壓成形工藝。 同時(shí)應(yīng)該對(duì)所 設(shè)計(jì)的冷沖模具的支架的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)制造工藝進(jìn)行全面的了解。再運(yùn)用 AutoCAD Por/E等軟件 對(duì)所涉及的支架進(jìn)行三維實(shí)體的繪制。 這樣利用三維軟件就可以加速產(chǎn)品開(kāi)

8、發(fā)的進(jìn)程， 縮短了設(shè) 計(jì)的周期，也確保了產(chǎn)品的質(zhì)量， 把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)運(yùn)用到了支架設(shè)計(jì)的實(shí)際之中， 這也是本課 題的創(chuàng)新點(diǎn)之一。難點(diǎn)是如何使其彎曲成型，達(dá)到預(yù)期的模型。 五. 畢業(yè)論文提綱 1緒論 2沖壓工藝方案的制定 3模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4模具零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5沖壓設(shè)備的選用 6壓力中心的計(jì)算 審批意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月曰  教研室審批意見(jiàn)： 教研室主任（簽字） : 年 月曰 注：1.本表用于各專業(yè)教師擬訂畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）課題和各系的畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）工作委員會(huì) 審核畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題的可行性用。 2. 如該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課

9、題需多名學(xué)生共同完成， 應(yīng)在“相鄰課題情況或子課題情況” 欄內(nèi)填寫出每個(gè)學(xué)生應(yīng)做的子課題情況，保證每個(gè)學(xué)生有一項(xiàng)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)。 3. 每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題應(yīng)填寫該表一份。各系分專業(yè)整理存檔。 弓I言 1 1. 緒論 1 1.1概述 1 1.2沖壓技術(shù)的進(jìn)步 2 1.3模具的發(fā)展與現(xiàn)狀 2 1.4 模具 CAD/CAE/CAM技術(shù) 2 1.5課題的主要特點(diǎn)及意義 3 2. 沖壓工藝方案的制定 4 2.1 工藝分析 4 2.2排樣圖設(shè)計(jì) 5 3. 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.1條料定位裝置 6 3.2出料裝置 7 3.3模具

10、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 8 3.4模具工作過(guò)程 8 4. 模具零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 8 4.1凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 8 凸、凹模間隙的選擇 8 4.2凸、凹模的設(shè)計(jì) 11 凸模的結(jié)構(gòu)和固定形式 11 凸模長(zhǎng)度的確定 11 凸模的強(qiáng)度計(jì)算 12 4.2.4 凹模結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 13 4.2.5 凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 13 4.3模板的設(shè)計(jì) 14 4.4 卸料彈簧的選用 14 4.5其它零件的設(shè)計(jì) 15 5. 沖壓設(shè)備的選用 15 5.1沖壓力的計(jì)算 16 5.2 選擇壓力機(jī) 16 6. 壓力中心的計(jì)算 17 6.1計(jì)算

11、步驟 17 6.2計(jì)算壓力中心 17 7. 總結(jié) 18 致謝 19 參考文獻(xiàn) 20 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄表 32 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考評(píng)表 33 支架的沖壓模具設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào) A000307302440 許周璇 王永平 指導(dǎo)教師：蔡曉霞 海鹽聯(lián)合鋼鋸廠研發(fā)部 工程師 紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院通信與信息工程系 摘要：當(dāng)今社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對(duì)物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造 必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來(lái)，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來(lái)越緊密，如我們使用的電 腦、手機(jī)、汽車等產(chǎn)品都要依靠模具。模具種類繁多，加工模

12、具的方法也是多種多樣的。有鍛造模、熱 鍛模、冷鍛模、金屬擠壓模、其它造模、壓力鑄造模、低壓鑄造模、失蠟鑄造模、翻金屬模、粉末冶金 模、沖模等。而沖壓成形作為現(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(dú) 特的優(yōu)勢(shì)，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過(guò)程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化 及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很 強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國(guó)防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。 關(guān)鍵詞：支架 模具設(shè)計(jì)沖壓 引言 本設(shè)計(jì)主要分為兩部分，一部分是對(duì)支架進(jìn)行沖壓工藝分析與計(jì)算

13、，另一部分是對(duì)支架進(jìn)行模具設(shè) 計(jì)。首先，對(duì)零件進(jìn)行分析與計(jì)算，其中包括工藝分析與設(shè)計(jì)方案的確定，設(shè)計(jì)排樣方式，計(jì)算沖裁力 與選擇沖壓設(shè)備。其次，對(duì)支架鏈接板進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。主要是直接與沖壓相關(guān)的部件的設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)件 的選用。此次設(shè)計(jì)是將我所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用的一次機(jī)會(huì)，當(dāng)然，由于我沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，不僅要多向 老師和同學(xué)請(qǐng)教，還要借助模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、計(jì)算機(jī)繪圖軟件，并參閱大量?jī)?yōu)秀文獻(xiàn)。一來(lái)可以幫助我圓 滿完成此次設(shè)計(jì)任務(wù)，二來(lái)可以培養(yǎng)我的設(shè)計(jì)能力和文件檢索能力。 我們不僅要考慮要使做出的零件能滿足工作要求，還要保證它的使用壽命。在本次設(shè)計(jì)中我們主要 是考慮到它的實(shí)際工作環(huán)境和必須完成的設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)

14、這次的設(shè)計(jì)使我深深的體會(huì)到怎樣才能把所學(xué) 的東西更好的運(yùn)用到實(shí)踐中，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題，使自己在沖壓模方面有了更深更多的了解。 1. 緒論 1.1概述 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(dú)特的優(yōu)勢(shì), 其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過(guò)程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率 高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)， 在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力， 被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國(guó)防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。 在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后

15、，已經(jīng)形成了 沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨 大市場(chǎng)需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著 越來(lái)越重要 的作用。 1手側(cè) — 圖1-1沖壓作業(yè)方式的進(jìn)化 1.2沖壓技術(shù)的進(jìn)步 進(jìn)幾十年來(lái)，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)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(duì)沖壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)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(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初 期的手工操作

16、逐步進(jìn)化為集成制造(圖 1-1)。生產(chǎn)過(guò)程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、并且正在向智能化、 集成化的方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。 沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質(zhì)的飛躍。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)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)模式一計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS (Computer In tegrated Ma nufacturi ng System )。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)全過(guò)程通 過(guò)計(jì)算機(jī)等技術(shù)融為一體，將會(huì)給沖壓制造業(yè)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益，使現(xiàn)代沖壓技術(shù)水平提高到一個(gè)

17、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(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重 要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技 術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來(lái)越大，技術(shù)要求也越來(lái)越高。目前我國(guó)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(diǎn)主要應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)件； (5) 其它高技術(shù)含量的模具。 目前我國(guó)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%A上，但在整個(gè)模

18、 具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在相當(dāng)大的差距。以大型覆 蓋件沖模為代表，我國(guó)已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度 要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設(shè)計(jì)制造方法、手段上已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面 也接近國(guó)際水平，在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面， 以國(guó)外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展 的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具相比， 存在一定差距。 1.4 模具 CAD/

19、CAE/CAM 技術(shù) 沖壓技術(shù)的進(jìn)步首先通過(guò)模具技術(shù)的進(jìn)步來(lái)體現(xiàn)出來(lái)。對(duì)沖模技術(shù)性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成 形技術(shù)的中心和關(guān)鍵。 20世紀(jì)60年代初期，國(guó)外飛機(jī)、汽車制造公司開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用。通過(guò) 以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段，以數(shù)學(xué)模型為中心，采用人機(jī)互相結(jié)合、各盡所長(zhǎng)的方式，把模具的設(shè)計(jì)、 分析、計(jì)算、制造、檢驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)程連成一個(gè)有機(jī)整體，使模具技術(shù)進(jìn)入到綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、 制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn)步的特征。 模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以 計(jì)算機(jī)軟件的形式，為企

20、業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能、模具 結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與 制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。 模具CAD/CAE/CAM在近20年中經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜， 從試點(diǎn)到普及的過(guò)程。 進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)， 模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。 在級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM發(fā)展應(yīng)用方面，本世紀(jì)初，美國(guó) UGS公司與我國(guó)華中科技大學(xué)合作在 UG-II (現(xiàn)為NX軟件平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出基于三維幾何模型的級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM軟件NX-PDW亥軟件

21、包括工程初始化、 工藝預(yù)定義、毛坯展開(kāi)、毛坯排樣、廢料設(shè)計(jì)、條料排樣、壓力計(jì)算和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等模塊。具有特征 識(shí)別與重構(gòu)、全三維結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)等顯著特色，已在 2003年作為商品化產(chǎn)品投入市場(chǎng)。與此同時(shí)，新加波、 馬來(lái)西亞、印度及我國(guó)臺(tái)灣、香港有關(guān)機(jī)構(gòu)和公司也在開(kāi)發(fā)和試用新一代級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM系統(tǒng)。 我國(guó)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機(jī)電研究院等相繼 開(kāi)展了級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在 AutoCAD軟件平 臺(tái)上開(kāi)發(fā)出基于特征的級(jí)進(jìn)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

22、設(shè)計(jì)、 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫(kù)工具和線切割自動(dòng)編程 5個(gè)模塊。上海交通大學(xué)為瑞士法因托 (Fin etool )精沖公司開(kāi)發(fā)成功精密沖裁級(jí)進(jìn)模 CAC/CAM系統(tǒng)。西安交通大學(xué)開(kāi)發(fā)出多工位彎曲級(jí)進(jìn)模 CAD系統(tǒng)等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些軟件公司也競(jìng)相加入了級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)行列，如深圳雅明軟 件制作室開(kāi)發(fā)的級(jí)進(jìn)模系統(tǒng) CmCAD富士康公司開(kāi)發(fā)的用于單沖模與復(fù)合模的 CAD系統(tǒng)Fox-CAD等［4］。 展望國(guó)內(nèi)外模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展，本世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)正處于日新月異的變革之中，通過(guò)與 計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合，人工智能技術(shù)、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征

23、建模以及關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等一系列 與模具工業(yè)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展之快， 學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣前所未見(jiàn)。 今后10年新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng) 必然是當(dāng)今最好的設(shè)計(jì)理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點(diǎn)將反映在專 業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化四個(gè)方面。主要表現(xiàn)在： (1) 模具CAD/CAM勺專業(yè)化程度不斷提高； (2) 基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAE/CAMH體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪； (3) 模具CAD/CAE/CAM勺智能化引人注目； (4) 與先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合日益緊密。 1.5課題的主要特點(diǎn)及意義 該課題主要針對(duì)電器開(kāi)關(guān)過(guò)電片零件，在對(duì)過(guò)電片沖孔、落料和壓彎等成形工

24、藝分析的基礎(chǔ)上，提 出了該零件采用多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓方案；根據(jù)零件的形狀、尺寸精度要求，設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合考慮采用 “雙列直對(duì)排法”排樣，成形側(cè)刃定位，保證工件的尺寸和形狀位置精度要求的同時(shí)，提高了材料的利 用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。 本課題涉及的知識(shí)面廣，綜合性較強(qiáng)，在鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，對(duì)于提高設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新能力、 協(xié)調(diào)能力，開(kāi)闊設(shè)計(jì)思路等方面為作者提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。 2. 沖壓工藝方案的制定 該零件為某電器上所用的支架， 是一家電器生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品中的一個(gè)主要零件， 如圖2-1所示,其作用 是通過(guò)支架固定某一機(jī)器，使之不能活動(dòng)。該零件生產(chǎn)屬于大批量生產(chǎn)，零件結(jié)構(gòu)緊湊，沖裁壁厚很大， 成形過(guò)

25、程相互干涉，在復(fù)合模中難于實(shí)現(xiàn)；若用簡(jiǎn)單的落料、沖孔、彎曲模等單工序模也可達(dá)到?jīng)_壓要 求，這樣模具雖然簡(jiǎn)單了，但是沖壓所用的設(shè)備和人員較多，沖壓工序中的定位也較麻煩，加上零件較 大，裝料時(shí)易產(chǎn)生不安全的現(xiàn)象，而且工序較多效率較低故不被推廣。為減少零件在生產(chǎn)中的多次定位 對(duì)其精度和生產(chǎn)率的影響，一要產(chǎn)品批量較大，對(duì)零件的一致性要求較高，二是具有良好的彎曲和沖裁 性能，經(jīng)過(guò)反復(fù)比較，適宜采用先落料沖孔復(fù)合模，再成型制造。 材料：45# 厚度：4.0 名稱：支架 如圖2-1 支架 2.1工藝分析 本支架從總體上看是一個(gè)帶多孔的“ ”形彎曲件，該零件需要控制的尺寸有 39.2mm,

26、160mm 50mm 56mm分別為公差等級(jí)IT11，IT12級(jí)，其余尺寸均為未注公差，可以按 IT12級(jí)取公差。該零件 材料為H68普通黃銅，料厚為 4.0mm,因而從尺寸精度和材料方面分析比較適合用沖壓加工。經(jīng)計(jì)算得 零件毛坯展開(kāi)尺寸，如圖2-2所示，最長(zhǎng)處為217.5mm,最寬處為50mm屬于中型沖壓件。由于為“ ” 形彎曲件，這樣使兩邊的彎曲力相互平衡，同時(shí)也減少了彎曲時(shí)的毛坯移動(dòng)。 2.2排樣圖設(shè)計(jì) 排樣圖是復(fù)合模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它具體反映了零件在整個(gè)沖壓成形過(guò)程中，毛坯外形在條料上的截取 方式及與相鄰毛坯的關(guān)系，而且對(duì)材料的利用率、

27、沖壓加工的工藝性以及模具的結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著 的影響。查文獻(xiàn)⑹ 表2-13取搭邊值a=4mm沖切外形時(shí)工件間的搭邊連接最小寬度取 5mm故應(yīng)針對(duì)零 件和零件展開(kāi)后的工藝特點(diǎn)，并綜合考慮工藝分析各個(gè)因素后，設(shè)計(jì)合理的排樣圖及具體工位安排。 故：條料寬度 b=50mm + 4 mnh< 2 = 58mm 取 b=60mm 毛坯排樣圖如圖2-3所示： 二二二 二 u 二..二二二 圖2-3排樣圖 根據(jù)以上分析，沖壓如圖 2-1所示的零件的復(fù)合模就一個(gè)工位：落料沖孔。 計(jì)算材料的利用率，沖裁面積 A A=10225+28.27*4+50.27*2+114.

28、27+4+88.27*2+176.71+19.63*2=11288.2 mm2 其中，A包括一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖出的小孔面積 故一個(gè)進(jìn)距的材料利用率為： 7} - 川冥100% bh =11288.2/13530=83.4% 3. 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具總體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，沖圓孔凸模 19,沖腰形孔凸模18，切斷凸 模15,切邊凸模20,壓彎凸模（成形側(cè)刃）16,導(dǎo)正銷29分別和凸模固定板 5采用壓入式裝配，用圓 柱銷23在上模座上定位，與墊板 4 一起固定在上模座上；凹模 11采用整體加工而成，為了便于制造、 試模和維修，壓彎凹模鑲塊 17兩件采用鑲拼結(jié)構(gòu)，

29、嵌入沖裁凹模槽孔內(nèi)，并用螺釘加以固定；條料送進(jìn) 步距由成形側(cè)刃定位控制，制件彎曲由導(dǎo)正削精定位，所有凸模卸料由彈性卸料板 7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(dòng)落下。 3.1條料定位裝置 由于側(cè)刃定距方式使沖壓時(shí)材料送進(jìn)準(zhǔn)確可靠，但增加了材料的消耗，也使模具的制造維修趨于復(fù) 雜。側(cè)刃的成形沖切即發(fā)揮了側(cè)刃定距的優(yōu)點(diǎn)，又使得有搭邊排樣的有廢料沖壓變?yōu)闊o(wú)廢料、少?gòu)U料沖 壓。 成形側(cè)刃沖壓是將擬選用的側(cè)刃與工件某部分的沖裁結(jié)合，禾U用沖切出條（帶）料的缺口代替普通 側(cè)刃的切邊缺口實(shí)現(xiàn)送料限位定距，省去普通側(cè)刃沖切后仍需留出落料沖切

30、的搭邊，實(shí)現(xiàn)少無(wú)廢料排樣 的沖裁［7］。資料表明：在級(jí)進(jìn)模上使用成形側(cè)刃與使用普通側(cè)刃相比，不僅可以節(jié)省沖壓材料 6%-10% 成本降低2%-6%而且可以使連續(xù)沖壓保持較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的同時(shí)，保證工件具有較高的尺寸和形狀 位置精度。 『凸凹模1 ,1=3. 1=3,右 45# 1 導(dǎo)柱導(dǎo)套 -Hh~~fel- 45# 內(nèi)脫料 小沖針 -U 皿 AI. “ V 大沖針 .r | 吟 V| 凸模 ■ +r 卡 T 涼 打釘 打板 45# 4 打 板 45# 模架墊板 L 蠟力口 |

31、 丄模架 4U -Lr- 墊板 45# 4 5# 固定板 ―rtn 謝——. 凹模 - 4丄#° 脫料板 -r 甜力口 45# 1 模架 圖3-1模具結(jié)構(gòu)示意圖 1-模柄2-上模板3-圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘 4-墊板5-凸模固定板6-彈簧7-卸料板 8-導(dǎo)套 9- 導(dǎo)柱 10-下模板 11-凹模 12-墊板 13-內(nèi)六角圓柱頭螺釘 14-圓柱銷 15-切斷凸 模 16-壓彎凸模 17-凹模鑲塊 18-沖腰形孔凸模19-沖圓孔凸模20-切邊凸模（成形側(cè)刃） 21-開(kāi)槽圓柱頭螺釘22-

32、承料板 23-圓柱銷24-內(nèi)六角圓柱頭螺釘 25-圓柱銷26-圓柱銷27-開(kāi)槽沉頭螺 釘 28-導(dǎo)料板 29-導(dǎo)正銷 30-開(kāi)槽沉頭螺釘 31-螺塞 32-彈簧 本設(shè)計(jì)在送料前進(jìn)方向的兩側(cè)采用雙成形側(cè)刃定距，如圖 2-3所示，即為使用成形側(cè)刃的排樣圖， 側(cè)刃長(zhǎng)度稍大于送料進(jìn)距，以便導(dǎo)正銷伸入預(yù)沖孔時(shí)導(dǎo)料略后退。 精確定位由導(dǎo)正銷29與條料上的導(dǎo)正孔 $ 5來(lái)實(shí)現(xiàn)，該模具裝有 2件導(dǎo)正銷，結(jié)構(gòu)形式如圖 3-1 所示，條料寬度方向由左、右導(dǎo)料板 28導(dǎo)向，承料板22承料。 3.2出料裝置 采用彈性卸料板7卸料，彈性卸料板由彈簧 6產(chǎn)生的彈性實(shí)現(xiàn)卸料，并穿過(guò)卸料螺釘 3桿部安裝在 凸模

33、固定板與卸料板之間。導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔之間存在一定的間隙，一般可以避免導(dǎo)正銷卡在導(dǎo)正孔內(nèi)， 若為了防止導(dǎo)正銷卡在導(dǎo)正孔內(nèi)，可以采用在局部設(shè)計(jì)卸料塊與彈簧，靠彈簧產(chǎn)生的彈性實(shí)現(xiàn)卸料。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(dòng)落下。 3.3模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 采用雙成形側(cè)刃對(duì)稱布置，切邊定距，沖出工件部分外形，充分利用料頭和料尾。為了便于送料， 在沖切外形時(shí)工件之間留有一定的搭邊連接，在沖彎后再切去，工件成形后由凹模 11終端的斜面滑出。 3.4模具工作過(guò)程 將裁剪好的寬度為50mm的條料放在下模上，并依靠成形側(cè)刃定位。 第一步：上模下行卸料板在彈簧作用下壓住

34、坯料，切邊凸、凹模完成切廢料工序； 第二步：上模上行條料靠手動(dòng)向前送一步，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； 第三步：上模上行條料靠手動(dòng)向前送一步，上模下行由導(dǎo)正銷精確定位，彎曲凸、凹模完成彎曲工 序； 第四步：上模上行條料靠手動(dòng)繼續(xù)向前送一步，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，同時(shí)有四個(gè)制件從模具終端落下，完成整個(gè)沖壓過(guò)程。 4. 模具零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸、凹模間隙的選擇 凸、凹模間隙值的大小對(duì)沖壓制件質(zhì)量、模具壽命、沖壓力的影響很大，是沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)中 的一個(gè)極其重要的工藝參數(shù)。根據(jù)零

35、件材料及料厚，查文獻(xiàn) [8]表2-10，確定沖裁刃口始用雙面間隙值： Zmin=0.4mm, Zmax=0.8mmo至于壓彎時(shí)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(zhǎng)度），取單邊間隙 C= （1.0?1.1 ） t，這里取C=0.5 mm。另外，設(shè)計(jì)中考慮在合模 時(shí)使毛坯完全壓靠，以保證彎曲件的質(zhì)量和尺寸精度。 凸、凹模刃口尺寸計(jì)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(lái)保證。因此，正確確定模具刃口尺寸極其公差，是設(shè)計(jì)沖模的主要任務(wù)之一。 （1）切邊凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 由于該零件切邊形狀比較復(fù)雜，且

36、為薄材料，為了保證凸、凹模之間的間隙值，擬采用凸、凹模配 合加工的方法。先做凹模，然后配做凸模，具體可采用成形磨削加工刃口。 圖4-1零件切邊尺寸 根據(jù)零件切邊形狀，如圖 4-1所示，其中未標(biāo)注公差的尺寸，按 IT12級(jí)取公差。凸模磨損后尺寸變 小的記為 A 類，有 A仁217.5mm, A2=30, A3=45mm， A4=50mm 尺寸變大的記為 B類，有B1=161.4mm, 對(duì)于A類尺寸： 查文獻(xiàn)［6］表 2-11 得：磨損系數(shù) x1=0.75, x2=1, x3=0.75, x4=1, x5=1 A類尺寸按式(4-1)計(jì)算: ^■=(4+< A1 凸

37、=217.5-0.4*2=216.7mm A2 凸=30-0.4*2=29.2mm A3 凸=45-0.4*2=44.2mm A4 凸=50-0.4*2=49.2mm B1 凸=161.4+0.4*2=162.2mm 該零件切邊凸模刃口各部分尺寸按上述切邊凸模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值 Zmin? Zmax=0.025 ?0.045mm。 (2 )沖圓孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 圓孔形狀簡(jiǎn)單，為制造方便，凸、凹模擬采用分開(kāi)加工。 圓孔尺寸如圖4-2，未注公差按IT12級(jí)處理有,按一般要求：模具精度較工件精度高 2?3 級(jí)，查文獻(xiàn) ⑹ 表2-10得- ■■-，二 ，這樣將

38、不滿足分開(kāi)加工條件： ：■ 。 考慮到圓孔容易加工，可以適當(dāng)?shù)奶岣咄?、凹模制造精? 按：q=Q4(Zmax-Zmm)，亦二0.6(Zrnax-Zrnin) ?。阂?，這樣就滿足分開(kāi)加工條件: 圖4-2沖圓孔凸模尺寸 凹模刃口尺寸，按（4-2 ）式計(jì)算： ￡ =（心+Zmin）；旬 則：d=6+0.4*2mm=6.8m m沖圓孔凸模尺寸標(biāo)注如圖 （3）沖腰形孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 腰形孔尺寸如圖 4-5，未注公差按IT12級(jí)處理 有i. tJ ，孔心距 8.0mm 腰形孔和圓孔同樣，比較容易加工，按上述沖 圓孔凸、凹模刃口計(jì)算方法，適當(dāng)提高模具制 造精度，以滿足分開(kāi)加工

39、的條件，取 = 0,0 ① 確定凸模刃口尺寸，查文獻(xiàn) [6]表 2-11 得：x=1， d=8+8=16mm 沖腰形孔凸模尺寸標(biāo)注如圖 4-6所示。 由式（4-4 ）得，凹模刃口尺寸為： d=16+0.4*2=16.8mm ② 孔心距 （4-5） 式中 飛、一匚一凸、凹?？仔木嗟臉?biāo)稱尺寸 （mm； ?—工件孔心距的標(biāo)稱尺寸（mn）; A —工件孔心距的公差（mr） (4-2 ) 4-2所示 7 、 8,0 f ■) V z 圖4-5腰形孔尺寸 圖4-6沖腰形孔凸模尺寸 8,0

40、 圖4-10凸模固定方式 4.2凸、凹模的設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)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(shí)際條件亦有所不同，所以在實(shí)際生產(chǎn) 中使用的凸模結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)也可采用加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。主要的固定方式有：臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結(jié)劑澆注法 固定等。 本設(shè)計(jì)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HRC

41、56-60必要時(shí)表面可進(jìn)行滲氮處理。圓凸?？刹捎酶呔?度外圓磨床加工，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(zhì)量。 凸模固定方式如圖4-10所示：凸模以過(guò)渡配合（K6）固緊在凸 模固定板上，頂端形成臺(tái)肩，以便固定，并保證在工作時(shí)不被拉出， 安全可靠。 凸模長(zhǎng)度的確定 凸模工作部分的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來(lái)確定。一般不宜過(guò)長(zhǎng)，否則往往因縱向彎曲而使凸模工作 時(shí)失穩(wěn)。致使模具間隙出現(xiàn)不均勻，從而使沖件的質(zhì)量及精度有所下降，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)雇鼓Ｕ蹟唷? 根據(jù)模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，凸模的長(zhǎng)度為 l=h1+h2+h.

42、+h (4-8) 式中，1□—凸模的長(zhǎng)度（mr）； 月1—凸模固定板的厚度（mr）它取決于沖件的厚度t，一般在沖制t<1.5mm的板料時(shí)，取 15?20mm當(dāng)t=1.5?2.5mm時(shí)，取20?25mm這里??；H仁40mm 禺一卸料板的厚度（mm,取禺T加附； 禺一導(dǎo)料板的厚度（mm,取禺二3伽； H —附加長(zhǎng)度（mr）主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（對(duì)于沖裁凸模取 1mm對(duì)于壓彎凸模 根據(jù)零件彎曲高度取 5.2mm）以及模具閉合狀態(tài)下卸料板的到凸模固定板間的安全距離（取 20mm 將各數(shù)據(jù)代入式（4-8 ）中得： 沖裁凸模長(zhǎng)度 L=40+25+仁66mm

43、 423凸模的強(qiáng)度計(jì)算 沖裁時(shí)凸模因承受了全部的壓力，所以它承受了相當(dāng)大的壓應(yīng)力。而在卸料時(shí)，又承受有拉應(yīng)力。 因此，在一次沖裁的過(guò)程中，其應(yīng)力為拉伸和壓縮交變反復(fù)作用。在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的, 因此沒(méi)有必要作強(qiáng)度的校核。但針對(duì)本過(guò)電片零件特點(diǎn)，其中有的凸模斷面尺寸很小，因此必須對(duì)相應(yīng) 凸模的強(qiáng)度一包括凸模的最小斷面（危險(xiǎn)斷面）的承壓能力和抗彎能力進(jìn)行校核。 （1）凸模承受能力的校核 對(duì)凸模最小斷面上的承受能力進(jìn)行計(jì)算時(shí)， 必須使沖裁力小于或等于危險(xiǎn)斷面所允許的最大壓應(yīng)力。 由［9］表2-9查得，對(duì)于材料為黃銅的沖件，最小的允許凸模相對(duì)直徑（ :）為0.61?0.85，而該

44、模 具中凸模刃口最小壁厚 1.2mm 二「“二一''二：故凸模承受能力滿足要求。 （2）失穩(wěn)彎曲應(yīng)力的校核 凸模在中心軸向壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的最大長(zhǎng)度與導(dǎo)向方式有關(guān)，由卸料板導(dǎo) 向凸模最大允許長(zhǎng)度 按式（4-9 ）計(jì)算: 式中，二二一凸模最大允許長(zhǎng)度（mm； 二一凸模材料彈性模量，對(duì)于鋼材可取 ：II. r.z； -■—凸?；驔_孔直徑（mr）; 一一沖件材料厚度（mr）i; J沖件材料抗剪強(qiáng)度（MPa）,這里對(duì)于H68普通黃銅T二240MPq 圖4-11壓彎凹模鑲塊 現(xiàn)今對(duì)最小凸模直徑進(jìn)行校核計(jì)算，將各數(shù)據(jù)代入式（ 4-9 ）中得: 3.W

45、 冥 8 所以二二大于凸模長(zhǎng)度，故滿足要求。顯然，其它凸模也滿足彎曲校核要求。 424凹模結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 圖4-12凹模刃壁形式 凹模在設(shè)計(jì)中采用整體加工而成， 為了便于設(shè)計(jì)、制造、維修，壓彎 凹模兩件采用鑲拼結(jié)構(gòu)， 嵌入沖裁凹?？變?nèi)， 并用螺絲固定，凸、凹之間 的間隙為一個(gè)料厚。壓彎凸模頭部設(shè)計(jì)為圓弧角( R=1，以避免壓彎時(shí) 擦傷產(chǎn)品。在直角彎曲的壓彎凹?？拷蹚澗€處， 設(shè)計(jì)一條校正筋，如圖 4-11所示，使壓彎時(shí)在產(chǎn)品根部產(chǎn)生塑性變形，減小回彈，保證 I*彎 曲角。凹模材料與凸模相同，選用 T10A鋼，淬火硬度HRC58-62。 如圖4-12所示，為沖裁凹模刃壁形式,

46、 適用于薄料沖裁模［10］。一般可以使用電火花穿孔加工凹模 [7] 。 凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 凹模設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的事項(xiàng)是關(guān)于凹模強(qiáng)度、制造方法及其加工精度等。特別是凹模孔的尺寸，在實(shí)用 上是和制件尺寸一起來(lái)考慮的。它關(guān)系到制件質(zhì)量的好壞，因此對(duì)其加工表面質(zhì)量亦必須予以充分的考 慮。 凹模的厚度和外形尺寸，對(duì)于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強(qiáng)度。沖裁時(shí)， 凹模承受沖裁力和水平方向的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，特別是對(duì)于復(fù)雜 形狀的沖件，其凹模的強(qiáng)度計(jì)算就相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。因而，在目前一般的生產(chǎn)實(shí)際情況下，通常都是根據(jù)沖 裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力的大小等

47、來(lái)進(jìn)行概略的估算及經(jīng)驗(yàn)修正的。結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下： (1) 凹模壁厚 凹模壁厚b按文獻(xiàn)［10］表14-5選擇。 從排樣圖2-3知沖件料寬 50 mm ( >40-50 mm)，料厚 0.5 mm (< 0.8 mm),由文獻(xiàn)［10］表14-5取 b=30mm (2) 凹模厚度：凹模厚度 h根據(jù)沖裁力F按文獻(xiàn)［10］圖14-15選擇。 先算沖裁力： 『 丄一一 (4-10 ) 式中，L —沖裁件周邊長(zhǎng)度(mr)； t —材料厚度(mr) t=0.5mm ; t — 材料抗剪強(qiáng)度(MP3 , t =240MPa K—系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損， 模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變

48、化及材料厚度偏差等因素， 一般取 K=1.3。 算得整個(gè)沖壓工序中沖裁周邊長(zhǎng)度 L=388mm代入式(4-10 )得： F=1.3 X 388X 240X 0.5 ~ 60KN 由文獻(xiàn)［10］圖14-15中取凹模厚度 h=20mm (3) 凹模外形尺寸 根據(jù)排樣圖2-3所注尺寸和上述凹模厚度 h與壁厚b,可以得出： 凹模長(zhǎng)L=124 mm； 凹模寬B=110 mm 故初步有了凹模外形尺寸 LX BX h=124X 112X 20 mm 根據(jù)要求，上述凹模外形尺寸須向國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)靠攏，對(duì)照文獻(xiàn) ［10］表14-6 （摘自GB2858-81）,將上述 尺寸改為125X 125X

49、20 mm （4） 刃壁高度 垂直于凹模平面的刃壁，其高度 h0可以按下列規(guī)則計(jì)算［10］: 沖件料厚t < 3 mm h0=3 mm； 沖件料厚t>3 mm, hO=t; 所以，這里取h0=3 mm。 （5） 凹模鑲塊尺寸設(shè)計(jì) 對(duì)于凹模鑲塊的尺寸，可以參見(jiàn)相關(guān)零件圖紙。 4.3模板的設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)進(jìn)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(guān)鍵的三塊模板，也是級(jí)進(jìn)模比不可少的 ［11］。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(shí)還具有一定的導(dǎo)向作用；凹模板前面已經(jīng)提到，既充當(dāng)凹模刃口，又可以在其上 鑲拼凹模

50、鑲塊。 另外，在進(jìn)行級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，有一項(xiàng)很重要，就是設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)讓位 ［11］。本設(shè)計(jì)中在凹模板 上直接開(kāi)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(jí)進(jìn)模其它模板的外形尺寸設(shè)計(jì)如下： 凸模固定板 L*B*h=230*150*25mm; 凸凹模固定板 L*B*h=230*150*20mm; 墊板 L*B*h=230*150*20mm; 脫料板 L*B*h=230*150*20mm; 上模板 L*B*h=380*255*45mm （非標(biāo)準(zhǔn)件）;

51、 下模板 L*B*h=380*255*45mm （非標(biāo)準(zhǔn)件）; 故：模具閉合高度 H=45+45+60+40+25+20=135mm 4.4卸料彈簧的選用 先算卸料力，查文獻(xiàn)［8］表2-15得卸料力系數(shù) 匚卩"",則： = 0.02x60^= 1200V （1）根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)初定 8根彈簧，每根彈簧分擔(dān)的卸料力為： 召二旳 8 = 150" (2) 查文獻(xiàn)［12］表10-1，并考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選彈簧參數(shù)為：彈簧鋼絲直徑 d=2mm彈簧中 徑D2=12mm節(jié)距t=4.28mm，工作極限負(fù)荷 Fj=188N，自由高度hO=4Omm有效圈數(shù)n=8.5，工作極限負(fù) 荷下變形量hj=

52、17.3mm，展開(kāi)長(zhǎng)度L=396mm ［規(guī)格標(biāo)記為：彈簧 2X 12X 40］ (3) 彈簧預(yù)壓量。由Fj=188N , hj=17.3mm ,考慮卸料的可靠性， 取彈簧在預(yù)壓量為 h1時(shí)就應(yīng)有150N 的壓力，故： = 17.3x150/188 = 14.4fflw (4) 檢查彈簧最大壓縮量是否滿足上述條件：沖裁時(shí)卸料板的工作行程 h2=6.2mm;考慮凸模的修模 量h3=4mm彈簧的預(yù)壓量為h仁14.4mm；故彈簧總壓縮量為 h1+h2+h3=14.4mm+6.2mm+4mm=24.6mm hj=17.3mm<24.6mm，故所選的彈簧不合適。 所以，改選彈簧鋼絲直徑 d

53、=3.0mm,彈簧中徑 D2=18mm節(jié)距t=6.13mm，工作極限負(fù)荷 Fj=388N，自 由高度h0=45mm有效圈數(shù)n=6.5，工作極限負(fù)荷下變形量 hj=18.2mm，展開(kāi)長(zhǎng)度L=481mm ［規(guī)格標(biāo)記為： 彈簧 3X 18X45］ 計(jì)算彈簧預(yù)壓量： ■- - 故彈簧總壓縮量為： h1+h2+h3=7.0mm+6.2mm+4mm=17.2mm hj=18.2mm>17.2mm,所以該規(guī)格的彈簧滿足要求。 4.5其它零件的設(shè)計(jì) 在級(jí)進(jìn)模中，一些輔助零件對(duì)模具的順利工作也起著重要的作用。針對(duì)該級(jí)進(jìn)模，這里主要介紹導(dǎo) 正銷的設(shè)計(jì)。 本級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過(guò)導(dǎo)正削與在前一個(gè)工位上沖了

54、的兩個(gè) 二的孔實(shí)現(xiàn)精確定位，保證產(chǎn)品的精 度。進(jìn)行導(dǎo)正銷設(shè)計(jì)時(shí)注意到控制導(dǎo)正銷的長(zhǎng)度，保證當(dāng)模具在自由狀態(tài)時(shí)導(dǎo)正銷的直壁部分伸出卸料 板的長(zhǎng)度要小于產(chǎn)品的一個(gè)料厚，這樣就可以有效地避免帶料現(xiàn)象 ［11］。模具在自由狀態(tài)時(shí)導(dǎo)正銷的直 壁部分伸出卸料板的長(zhǎng)度為 0.3mmb 5. 沖壓設(shè)備的選用 根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來(lái)選定設(shè)備類型。 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，但它成本低，且有三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)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(jī)剛度好、精度高，只能靠?jī)蓚€(gè)方向操作，適用于大中型件的生產(chǎn)。 雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)

55、有兩個(gè)滑塊，壓邊可靠易調(diào)，適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。 綜合考慮，采用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。 5.1沖壓力的計(jì)算 該級(jí)進(jìn)模采用彈性卸料和下出料方式。 由4.2節(jié)及4.4節(jié)計(jì)算知：F沖=260KN;'篇 亠…一 ? 一」 計(jì)算推件力，查文獻(xiàn)［8］表2-15得推件力系數(shù)":，則： 氣廠弋^ （ 5-1） 式中， ' 卡在凹?？卓谥械墓ぜ€(gè)數(shù)，取 n = h/t = 3IO.5 = 6 所以，F(xiàn) 沖 + F 斜=260KN+1.2KN=261.2KN 所選壓力機(jī)的公稱壓力 ：必須大于’P 。 5.2選擇壓力機(jī) [8] 根據(jù)上述沖壓力的計(jì)算，初步選用型號(hào)為 500頓液壓機(jī)。該型號(hào)

56、壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格如下 公稱壓力500KN; 滑塊行程300mm; 最大閉合高度500mm; 最大裝模高度180mm; 連桿調(diào)節(jié)量200mm; 工作臺(tái)尺寸（前后 mm左右mr）i 500*300 墊板尺寸（厚度 mm孔徑mm ■II 二； 模柄孔尺寸（直徑 mm【深度mm *」??’??； 滑塊中心至床身中心距離 160mm; 最大傾斜角35° 由4.3節(jié)計(jì)算知：模具閉合高度 故，所選壓力機(jī)裝模高度與模具閉合高度滿足下式 H醐-5伽2尙2月曲+10加 還可以看出—心 L-?廠一取在： …* …」上■ ■-，這樣可以避免連桿調(diào)節(jié)過(guò)長(zhǎng)，螺紋接觸 面積過(guò)小而被壓壞。

57、 6. 壓力中心的計(jì)算 沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中 心與壓力機(jī)滑塊中心不一致，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓 力機(jī)的壽命。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該正確算出沖裁時(shí)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(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心的 偏離不超過(guò)所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍，以下通過(guò)解析法確定模具的壓力中心。 6.1計(jì)算步驟 (1)建立平面直角坐標(biāo)系 ; (2) 計(jì)算出各單一圖形的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離 x1、x2、x3、…xn和

58、y1、y2、y3、…yn ; (3) 將計(jì)算數(shù)據(jù)分別代入式(6-1a )和(6-1b ),即可求得壓力中心坐標(biāo) (xO, y0 )。 (6-1a ) (6-1b) 6.2計(jì)算壓力中心 根據(jù)排樣圖設(shè)計(jì)及各工位在模具上的相對(duì)位置，建立直角坐標(biāo)系, 如圖6-1所示： 圖6-1壓力中心計(jì)算圖 由對(duì)稱性可知，各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)落在 X軸上，即坐標(biāo)「 ?，將所計(jì)算的各工位上的沖 壓力及圖6-1中所標(biāo)注的x坐標(biāo)值代入式（6-1 ）中得：坐標(biāo)兒-，故在此坐標(biāo)系中模具壓力中心坐 標(biāo)為（7，0）。所以該模具壓力中心（機(jī)床滑塊中心）與模具中心左右偏移 10.5mm（可供模具安裝時(shí)參

59、 考）。 7. 結(jié)論 設(shè)計(jì)是源頭，設(shè)計(jì)雖然只占模具成本的 10%左右，卻決定了整個(gè)模具成本的 70%- 80%所以，在設(shè) 計(jì)時(shí)詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，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(shè)計(jì)，在實(shí)際 生產(chǎn)中要具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行模具調(diào)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(shí)，應(yīng)該多注意細(xì)節(jié)，找出根本原因，針對(duì)其維修。在拆裝模具時(shí)，要認(rèn)真仔細(xì)， 以防損傷模具。定期的維護(hù)、保養(yǎng)也可以大大提高模具壽命。 從整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)看，該電器開(kāi)關(guān)過(guò)電片采用多工位級(jí)進(jìn)模，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工簡(jiǎn)單，操作 方便，通過(guò)連續(xù)沖裁、彎曲等幾道工序一次成形，工

60、作效高，零件成形質(zhì)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(shè)計(jì)思路可擴(kuò)展推廣到其它類似零件的產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)中。 當(dāng)然, 由于我的知識(shí)水平有限，對(duì)實(shí)踐的缺乏，當(dāng)中不乏有不足之處，還有待在以后的工作實(shí)踐當(dāng)中不斷地完 善和創(chuàng)新！ 本次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師蔡曉霞老師的悉心指導(dǎo)下完成的，其間得到了王永平師傅的指導(dǎo)。導(dǎo)師敏銳 的學(xué)術(shù)思想，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，認(rèn)真的工作作風(fēng)使學(xué)生受益非淺。值此成文之際，特向老師致以忠心的 感謝和誠(chéng)摯的敬意。 在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，得到同窗好友的支持和幫助以及在 AutoCAD2004軟件應(yīng)用、參考資料提供等方面 的具體性指導(dǎo)和幫助，在此我向他們表示深深的謝意

61、。非常感謝他們同我一起學(xué)習(xí)和生活。 特別感謝我的父母，是他們對(duì)我的支持和無(wú)私的奉獻(xiàn)，使得我能夠順利完成學(xué)業(yè)。 最后，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人們！ 參考文獻(xiàn) [1] 李碩本等編著?沖壓工藝?yán)碚撆c新技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.11 [2] 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì).模具行業(yè)“ ^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(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)綜述 [J].模具制造，2005 ( 2):1-4 [4] 李德群，肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM勺發(fā)展概況及趨勢(shì)[J].模具工業(yè)，2005( 7)： 9-12 [5] 杜繼濤，甘屹.支

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63、].沖模技術(shù)，2005 (3)： 27-29 [12] 王孝培主編.沖壓手冊(cè)(修訂本)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990 [13] 丁鵬，王林紅.多工位傳遞式級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J].沖模技術(shù)，2005 (6) : 3-5 [14] 周歲華.汽車沖壓材料的合理選擇[J].汽車工藝與材料，2005 (12)： 25-28 [15] 劉占軍，張凌云.彈力支座多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) [J].模具工業(yè)，2006 (3)： 42-43 [16] 馮開(kāi)平，左宗義主編.畫法幾何與機(jī)械制圖[M].廣州：華南理工大學(xué)出版，2001.9 [17] 謝建.側(cè)刃在級(jí)進(jìn)模中的合理使用 [J].模具工業(yè)，2005 (

64、7 )： 31-34 [18] 田福祥.引出腳彎曲擠扁切斷自動(dòng)送料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) [J].沖模技術(shù)，2005 ( 5 )： 17-19 [19] 田福祥.自動(dòng)送料壓扁切斷彎曲級(jí)進(jìn)模 [J].模具工業(yè)，2005 (2) : 27-29 附錄:

65、     In 〕  畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程檢查評(píng)議表 院（系） 專業(yè) 班級(jí) 姓 名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)教師 職稱 課題名稱 支架的沖壓模具設(shè)計(jì) 開(kāi)題 階段 指導(dǎo) 檢查 課題來(lái)源 □工程設(shè)計(jì) □科研匸生產(chǎn)工藝 □其他 資 料 情 況 1、開(kāi)題報(bào)

66、告 E有 □否 2、是否與專業(yè)相關(guān) E是 □否 3、設(shè)計(jì)任務(wù)書 E有 □否 4、是否有大綱 E有 □否 5、設(shè)計(jì)方案是否合理、可行 P合理□不合理 耳可行□不可行 開(kāi)題階段的質(zhì)量評(píng)價(jià)（學(xué)生開(kāi)題階段已完成的工作的質(zhì)量情況） 30% 小計(jì)： 設(shè)計(jì) 階段 指導(dǎo) 檢查 工作態(tài)度（學(xué)生對(duì)畢業(yè)論文的認(rèn)真程度、紀(jì)律及出勤情況） ： 認(rèn)真 較認(rèn)真 一般 不認(rèn)真 1、是否建立模型、擬定實(shí)驗(yàn)方案 2、是否經(jīng)過(guò)理論論證 3、概念表述是否清楚、條理是否清晰 4、是否有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)是否真實(shí)可靠、圖紙是否按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 5、是否與設(shè)計(jì)任務(wù)書相符合 6、結(jié)論（成果）是否正確，對(duì)實(shí)際應(yīng)用或?qū)W術(shù)研究是否有現(xiàn)實(shí)意義 設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量評(píng)價(jià)（學(xué)生開(kāi)題階段已完成的工作的質(zhì)量情況） 30% 小計(jì)： 結(jié)題 階段 指導(dǎo) 檢查 工作進(jìn)度（學(xué)生對(duì)分配工作完成的進(jìn)度情況） ］提前完成 ］按計(jì)劃完成 |拖后完成 沒(méi)有完成 1、獨(dú)立完成全部工作情況 2、論文篇幅（字?jǐn)?shù)）是否滿足要求 3、論文結(jié)構(gòu)是否規(guī)范、層次是否分明 4、是否有實(shí)物作品、演示情況 5、邏輯、條理清