0082-支板沖壓工藝及沖孔落料級進模設(shè)計【全套8張CAD圖】+設(shè)計說明書,全套8張CAD圖,沖壓,工藝,沖孔,落料級進模,設(shè)計,全套,cad,說明書,仿單 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 車削 工序號 004 零件名稱 凹模 零件號 13 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 45 55~60HRC 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 車床 CA6140 三爪卡盤 活動頂尖 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時 05 粗車上下面 CW6140 游標卡尺 千分尺 51 5 5 1 300 40 10 精車 CW6140 51 8 4 0.5 800 120 15 鉗工劃線 20 鉆孔 立式鉆床 600 80 25 精車 CW6140 51 10 1 0.1 1000 150 設(shè) 計 者 馬彥超 指 導(dǎo) 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁 目 錄 1 緒論……………………………………………………………………1 1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………………………………………1 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀……………………………………………………1 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢………………………………………………2 1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ………………………………………3 1.2.1 未來沖壓模具制造技術(shù)的發(fā)展趨勢 ……………………………5 1.3 沖壓件模具設(shè)計與制造…………………………………………… 7 1.3.1支板模具設(shè)計的設(shè)計思路………………………………………11 1.3.2支板模具設(shè)計的進度……………………………………………11 2 支板零件工藝分析…………………………………………………11 2.1 支板件的工藝性分析………………………………………………11 2.2 沖裁工藝計算和工藝方案的確定…………………………………12 2.2.1 工藝方案的確定…………………………………………………12 2.2.2 確定零件的排樣方案……………………………………………13 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計… ……………………………………………………14 3.1 模具工作部分的計算……………………………………………14 3.1.1 沖裁模具間隙……………………………………………………14 3.1.2沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………14 3.1.3沖裁模的送料方式設(shè)計…………………………………………14 3.1.4沖裁模的定位裝置設(shè)計…………………………………………15 3.1.5沖裁模的導(dǎo)向方式設(shè)計…………………………………………15 3.1.6沖裁模的卸料方式設(shè)計…………………………………………15 3.2 模具主要零件和主要工作機構(gòu)的設(shè)計與標準化 …………………15 3.2.1模具工作零部件的設(shè)計與標準化………………………………15 一. 工作零部件的計算………………………………………………15 二、標準模架的選用…………………………………………………22 三. 卸料裝置的設(shè)計與標準化………………………………………23 四. 聯(lián)接件的選用與標準化…………………………………………23 五、手柄沖孔落料連續(xù)?？傃b圖……………………………………24 六、沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機………………………24 七. 壓力機的校核……………………………………………………26 3.2.1裁模的導(dǎo)向方式設(shè)計……………………………………………26 4 結(jié)束語…………………………………………………………………29 致謝 ………………………………………………………………………30 參考文獻……………………………………………………………………31 1 緒 論 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為"工業(yè)之母"。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，模具涉及五金、機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛.模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。 中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，作為工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的模具，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，模具技術(shù)也已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。 目前，我國的模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具的精密度、復(fù)雜程度和壽命都有大提高。如，主要的汽車模具企業(yè)已能生產(chǎn)大型、精密的轎車覆蓋件模具 ；體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模的覆蓋面增加 ；塑料模熱流道技術(shù)日漸成熟，氣體輔助注射技術(shù)開始采用；壓鑄工藝得到發(fā)展。此外，CAD/CAM/CAE技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，高速加工、復(fù)合加工等先進的加工技術(shù)也得到進一步推廣；快速原型進展很快；模具的標準化程度也有一定提高。但是，由于我國的模具行業(yè)起步較晚，與國外相比，仍存在不小的差距，主要體現(xiàn)在： 產(chǎn)需矛盾：隨著工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度的加快，對模具的需求越來越大。無論是數(shù)量還是質(zhì)量都無法滿足國內(nèi)市場的需要，只達到70％左右。造成矛盾突出的原因是模具企業(yè)的專業(yè)化、標準化程度低，生產(chǎn)周期長。另外，設(shè)計和制造工藝水平還不能完全適應(yīng)發(fā)展的需要。 企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理：我國很多模具生產(chǎn)能力集中在各主機廠的模具分廠或車間內(nèi)，模具的商品化程度低，而國外70％以上都是專業(yè)模具廠，且走的是“小而精”的道路，因此生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益俱佳。 產(chǎn)品水平 ：衡量模具的產(chǎn)品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復(fù)雜程度，以及模具的制造周期和使用壽命。而這幾項指標與國外相比的差距都十分明顯。 此外，模具工業(yè)的整體裝備水平也存在相對落后，利用率低的現(xiàn)象。高素質(zhì)的模具技術(shù)人才缺乏，產(chǎn)品的綜合開發(fā)能力還急需加強。 針對不足和模具市場巨大的潛力，國家制定了模具行業(yè)的“十五”發(fā)展規(guī)劃。一方面要繼續(xù)推廣新技術(shù)的應(yīng)用，提高大型、精密、復(fù)雜模具的制造水平 ；另一方面要針對不同模具市場的需求，有針對性的發(fā)展。希望在模具企業(yè)的整體實力有進一步提升，重點、骨干企業(yè)可以達到50%。2003年是“十五”關(guān)鍵的一年，如果做不到60%任務(wù)的完成，那么計劃就會失敗，而模具失敗了，對整個工業(yè)都會有影響。 模具鋼數(shù)量與質(zhì)量有待提高成對模具工業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)模具鋼產(chǎn)品發(fā)展的速度遠遠不夠，這也是制約模具市場的一個重要因素。 1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展中國模具產(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成形分析及結(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。 　近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(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)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型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)已成為衡量一個國家發(fā)展水來的標志。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)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(yīng)用于沖壓模的設(shè)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(shù)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(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)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(shù)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(shù)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(nèi)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(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進口。 1、未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 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”的要求服務(wù)。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(shù) 　　模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)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(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)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(shù)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(shù)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?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T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(yīng)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(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)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(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)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(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 　　選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)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(guān)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(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 　　(7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)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(zhì)量是重要的發(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(yīng)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)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 1.3　沖壓件模具設(shè)計與制造 我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了溫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字，下同。）各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。 一、沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。 現(xiàn)將2004年我國沖壓模具市場情況簡介如下： 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料，2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元,約合6.2億元. 根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料,2004年我國共進口沖壓模具5.61億美聯(lián)社元,約合46.6億元. 二、沖壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。 1、 模具CAD/CAM技術(shù)狀況 我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀90年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計制造中實際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。 21世紀開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。 模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術(shù)大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。 2、模具設(shè)計與制造能力狀況 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。 雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標志沖模技術(shù)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。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。 但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。 汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。 　　改革開放以來，隨著國民經(jīng)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。 1.3.1 沖壓件模具設(shè)計的設(shè)計要點 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形， 從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。 沖裁模的設(shè)計要點主要有： 1.凸凹模間隙要根據(jù)沖裁件質(zhì)量、模具壽命和模具制造等要求，綜合進行選取。 2. 沖裁模凸凹模間隙比較小，一般要用導(dǎo)柱、導(dǎo)套對上下模進行導(dǎo)向。 3.應(yīng)對細小凸模采取保護措施， 4.非對稱件沖裁?；蚨嗤鼓_裁，應(yīng)使壓力中心與滑塊中心相重合。 5.根據(jù)料厚大小、沖裁件平整度要求、模具結(jié)構(gòu)等決定卸料方式。 6.采用中間導(dǎo)柱或?qū)菍?dǎo)柱的模架時，應(yīng)采取防止上下模裝錯位置的措施。 1.3.2沖壓件模具設(shè)計的進度 1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天； 　　2.確定加工方案，所用時間5天； 　　3.模具的設(shè)計，所用時間30天； 4．模具的調(diào)試．所用時間5天． 2 支板沖壓工藝的分析 2.1支板工藝分析 原始資料：如圖所示 圖2-1 制件圖 此工件為工件，厚度為1.2mm，材料為20鋼。要求外形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足沖壓工藝要求，可采用沖壓工序加工 2.2 支板工藝計算和工藝方案 沖壓件的工藝計算是沖壓工藝設(shè)計中的一個環(huán)節(jié)，本制件的工藝計算屬于最簡單的沖孔落料，圖示零件材料為20鋼，具有良好的沖壓性能，市場上也容易得到這種材料，價格適中。 外形落料的工藝性：支板屬于尺寸較小的零件，料厚1.2mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用沖壓工藝獲得。 沖孔的工藝性：φ8.0mm的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。 此工件只有外形落料和沖孔兩個工序。圖示零件尺寸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(jīng)濟精度要求。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)，普通沖壓生產(chǎn)完全能滿足要求。 2.2.1 工藝方案的確定 根據(jù)制件的工藝分析可知，該零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案： 方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)； 方案二：落料——沖孔復(fù)合模生產(chǎn)； 方案三：沖孔——落料級進模生產(chǎn)。 若采用方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，但是需要兩道工序，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便。難于滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需要一副模具，生產(chǎn)出的制件的精度和生產(chǎn)效率都很高，操作也很方便，但是模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造難度大，方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，生產(chǎn)制件的精度也能滿足要求，通過以上三種方案的對比可知，該工件采用方案三為最佳。 2.2.2 排樣設(shè)計 1、確定零件的排樣方案 設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)特點查參考文獻[3]表2.5.2得a=1.2mm,a1=1.0mm. 圖2-2 條料的排樣 2、條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計算 1).條料寬度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由 B-Δ=〔Lmax+1.5a+nb1〕- Δ﹝2﹞ Lmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a—側(cè)搭邊值 C—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 n—側(cè)刃數(shù) b1—側(cè)刃沖切的料邊寬度 y—沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙 代入數(shù)據(jù)計算，取得條料寬度為47.5mm。 2)導(dǎo)尺間距離的計算：由B，=Lmax+1.5a+nb1+c,代入數(shù)據(jù)計算得導(dǎo)尺間距離為48 mm。 3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 模具工作部分的計算 3.1.1 沖裁模具間隙 沖裁模具間隙對成形過程有較大的影響。它不僅影響沖裁件的質(zhì)量與尺寸精度，而且對沖裁力和模具壽命有很大的影響，是沖裁工藝與沖裁模具設(shè)計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。通過參閱資料可知本模具沖裁模具間隙取Zmin=0.072 mm，Zmax=0.096 mm。 3.1.2沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，為方便廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。 3.1.3沖裁模的送料方式設(shè)計 根據(jù)該制件的特點宜采用自動送料方式。 3.1.4沖裁模的定位裝置設(shè)計 本工件在級進模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，順沖時第一、二個工位采用目測定位，接下來工位采用側(cè)刃定距的方式進行定位。 3.1.5沖裁模的導(dǎo)向方式設(shè)計 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用中間導(dǎo)柱模架。 3.1.6沖裁模的卸料方式設(shè)計 本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為1.2mm，可選用彈性卸料板來卸下條料廢料。 3.2 模具主要零件和主要工作機構(gòu)的設(shè)計與標準化 3.2.1 模具工作零部件的設(shè)計與標準化（尺寸、位置、標準與示意圖） 一.工作零部件的計算 由于制件結(jié)構(gòu)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)，由手冊﹝1﹞查表2-30得：IT14級時x=0.5。 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φ8.0mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 a.凸模尺寸 由手冊表2得△=0.1 Dt=（d+x△）-δt0 =(8+0.75×0.1)0-0.009 =8.0750-0.009 Da=（Dt +Zmax）+δA0 = (8.075+0.072)+0.0150=8.147+0.0150 ②外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸由表2-10得△=0.08 Da=(Dmax-x△)0+δ=(50-0.5*0.40)0+0.025 =49.80+0.025 Dt=( Da –Zmin) -δp0 =(49.8-0.072) 0-0.016=49.7280-0.016 Da=(Dmax-x△)0+δ=(35-0.5*0.40) 0+0.025 =34.80+0.025 Dt=( Da –Zmin) -δp0 = (34.8-0.072) 0-0.016=34.7280-0.016 Da=(Dmax-x△)0+δ=(8.0-0.5*0.36)0+0.015=7.820+0.015 Dt=( Da –Zmin) -δp0 = (7.82-0.072)0-0.009=7.7480-0.009 Da=(Dmax-x△)0+δ=(16-0.5*0.1 )0+0.018=15.950+0.018 Dt=( Da –Zmin) -δp0 = (15.95-0.072)0-0.011=15.8780-0.011 校核：0.016mm+0.015mm=0.029mm>0.024mm(不能滿足間隙公差條件) 因此,只有縮小δT,δA,提高制作精度,才能保證間隙在合理的范圍內(nèi),因此可以取δT<0.4(Zmax- Zmin)=0.4*0.024 mm=0.0096 mm δA<0.6(Zmax- Zmin)=0.6*0.024 mm=0.0144 mm 故 Da=49.80+0.0144 mm Dt=49.7280-0.0096 mm Da=34.80+0.0144 mm Dt=34.7280-0.0096 mm Da=15.950+0.0144 mm Dt=15.8780-0.0096 mm （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖2-3.2-4） 圖2-3 凹模刃口部分尺寸 圖2-4 凸模刃口部分尺寸 （2）工作零部件的設(shè)計與標準化 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(yīng)作成逐漸增大的多級形式如圖6所示： 圖2-5 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式 凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+h2+h3+h 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—導(dǎo)尺高度，mm h—附加高度，一般取15~20mm 圖2-6 凹模的局部結(jié)構(gòu) 凹模的局部結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，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(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)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?，mm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)，取0.20 凹模高度H=KB=0.20×119=23.8mm 按表取標準值28mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.5×28=40mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d, 圖2-7 凹模上的螺孔設(shè)計與選用 d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為28mm，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8： 螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm 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。 　　　 螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)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200×160×28（JB/T7643.1） ①沖裁φ8.0mm孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 凸模長度 L=20+14+3+18=55 由凸模刃口d=8.18mm查得D=12mm,D1=15mm,h=3mm,L=55mm 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(shè)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+h 其中： h1為固定板厚度（20 mm），h2 為卸料板厚度（14mm），h3為導(dǎo)料板厚度 （6 mm）， h為附加長度，主要考慮凸模進 入凹模的深度（1mm）及模具閉合狀態(tài)下 圖9 凸模長度的確定 卸料板到凸模固定板間的安全距離（15mm～20mm）等因素。 所以：L=20+14+6+1+17=58 mm　 圖2-8 凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表15.57可得200×160×20 （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?？拙捎镁€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。（圖2-8） 凹模的長度選取要考慮以下因素： a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。 b)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 選取凹模邊界為195mm×217mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。 （4）導(dǎo)料板的設(shè)計與標準化 經(jīng)查表分析得]導(dǎo)料板長度L=200mm，寬度B=48mm ，厚度h=6mm如圖2-9。 圖2-9 導(dǎo)料板的設(shè)計 二、標準模架的選用 由凹模周界可以選取標準模架。 凹模周界Ｌ＝200mm,B=160mm,閉合高度h1=220mm 材料為ZG45(ZG310-570),0I級精度的中間導(dǎo)柱模架。如圖2-10。 導(dǎo)柱標記：283170 GB/T2861.1—90 323170 GB/T2861.1—90 導(dǎo)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：A503110 JB/T 7646.1 　　　　　　 　圖2-10 中間導(dǎo)柱模架示意圖 模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。 圖2-11 壓入式的模柄 三.卸料裝置的設(shè)計與標準化 在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板，設(shè)計卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導(dǎo)向作用，并能對小凸模起保護作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊[2]表15.28得： 卸料板長度L =260mm,寬度B=130mm厚度h0=25mm 此模具中，卸料板對沖孔落料凸模起導(dǎo)向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造 四.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(nèi)六角螺釘標記：35鋼M8365 GB70—85 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 五、支板沖孔落料連續(xù)?？傃b圖 前面各節(jié)已經(jīng)設(shè)計好了支板沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設(shè)計，支板沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如圖18 圖2-12 支板沖孔落料連續(xù)?？傃b圖 1-側(cè)刃擋塊 2-下模座3-凹模 4-導(dǎo)板鑲塊5-限位柱 6-導(dǎo)套7-導(dǎo)柱8-凸模固定板9-螺釘10-小凸模11-圓柱銷12-螺釘13-墊板14-落料凸模15-彈簧16-彈壓導(dǎo)板17-導(dǎo)料板18-鉚釘19-圓柱銷20-側(cè)刃 六、沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機 1、沖裁工序總力的計算 由工件結(jié)構(gòu)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φ8.0mm孔的沖裁力P1，落外型料的沖裁力P2，向下推出φ8.0mm孔廢料的推件力P3，向下推出工件的推件力P4。由彈性卸料板卸條料的廢料的力是壓力機提供的為P5。 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﹝3﹞ 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(guān)，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)。查手冊﹝1﹞表8—7得20鋼的σb=300MPa P1=1.3×8.0π×1.2×300=11.7kN P3=1.3×（16π+27×2+8×2+50）×1.2×300=79.6kN 推件力：Pt=nKtP Kt—推件力系數(shù),由手冊查得Kt=0.055 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) 查手冊﹝2﹞表2—40可得和h=6mm,故n=12 P2=12×0.055×1.2×11.7=9.3kN P4=12×0.055×1.2×79.6=63kN 工序總力P總= P1+ P2+ P3+ P4+ P5 =11.7+79.6+9.3+63=163.6kN 2．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JG23-30和ＪＣ23-35，見表2-1。 表2-1 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù) 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 滑塊底面尺寸/mm 可傾斜角/· 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm JG23-30 30 75 200 300×320 160×200 25 50 JC23-35 35 80 280 280×500 190×210 20 60 七、壓力機的校核 前面已經(jīng)初選了壓力機，模座外形尺寸345×305mm,閉合高度180mm,有文獻[4]中，JC23—35型壓力機工作臺尺寸為610×380mm,最大閉合高度為280mm，連桿調(diào)節(jié)長度為60mm,所以在工作臺上加一35～90mm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。 8.3.8 模具零件材料選用一覽表 表2-2 模具材料的選用 21 側(cè)刃 2 20 圓柱銷 4 35鋼 6365 GB 119—86 19 鉚釘 4 18 導(dǎo)料板 2 45 17 彈壓導(dǎo)板 1 16 彈簧 2 彈簧鋼 15 落料凸模 2 Cr12 14 墊板 1 35鋼 13 上模座 2 HT200 2003160345 GB/T2855.2—90 12 螺釘 4 45鋼 M10385 GB70—85 11 圓柱銷 6 35鋼 6365 GB 119—86 10 小凸模 2 Cr12 9 螺釘 1 45鋼 M8365 GB70—85 8 凸模固定板 1 45鋼 7 導(dǎo)柱 2 20 283170 GB/T2861.1—90 323170 GB/T2861.1—90 6 導(dǎo)套 2 20 283100338GB/T2861.6—90 323100338 GB/T2861.6—90 5 限位柱 1 4 導(dǎo)板鑲塊 1 3 凹模 1 Cr12 2003160328 2 下模座 2 HT200 2003160345 GB/T2855.2—90 1 側(cè)刃擋塊 2 名稱 數(shù)量 材料 備注 5 結(jié)束語 當拿到設(shè)計課題的那一刻，我就開始構(gòu)思，這個零件的模具該怎么設(shè)計。經(jīng)過大量的查閱資料，自己的思考，并與尊敬的老師，尊敬的導(dǎo)師多次交流，才逐步形成了我這套設(shè)計方案。 通過導(dǎo)師的指導(dǎo)，我了解了一個模具設(shè)計的流程和在設(shè)計中要注意的問題與解決方案，通過大量的資料查閱，我積累了豐富的常識數(shù)據(jù)，這對我在今后的工作將會有巨大的幫助。 我覺得這次的畢業(yè)設(shè)計真的是對我的巨大的歷練和提高，因為在完成這個設(shè)計的過程中我不僅對已有知識進行了再理解更進行了融會貫通，使我對模具設(shè)計的理解有了一個全新的認識和升華，雖然我的設(shè)計經(jīng)驗仍然有限，這套設(shè)計仍存在許多不完美的地方，而且在設(shè)計的過程中我也遇到了重重困難，但通過這些問題的解決，我得到的不僅僅是專業(yè)知識，更有師生情誼、同學的情誼、導(dǎo)師對知識的嚴謹精神以及我對社會人生的感悟這使我終生受益。 致 謝 參考文獻 [1] 趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀［J］.模具制造，2007，6：2～4 [2] 李紹林、馬長福主編.實用模具技術(shù)手冊[M].上?？茖W技術(shù)出版社，1998，35～66 [3] 陳錫棟、周小玉主編.實用模具技術(shù)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001，201～225 [4] Williams. 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