【正文】 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具 ， 是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備 。 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè) 。 模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度 ， 使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 ， 而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面 。 在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造，鍛造，沖壓，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生產(chǎn)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。由于采用模具 具有生產(chǎn)效率高 、 質(zhì)量好 、 重量輕 、 成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn) ， 是其他加工方法所不能比擬的 。 并且可以保證一定的加工質(zhì)量要求，所以，汽車(chē)，飛機(jī)、拖拉機(jī)電器、儀表、玩具和 日用五金 、 餐具等物品的大批 量生產(chǎn)基本上完全靠模具來(lái)進(jìn)行 加工。隨著工業(yè)科學(xué)技術(shù)的 ，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，產(chǎn)品的改性換代加快，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不斷提出新的要求，對(duì)模具質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。，如果模具設(shè)計(jì)及制造水平落后，產(chǎn)品質(zhì)量低劣，制造周期長(zhǎng)，必將影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使產(chǎn)品失去競(jìng)爭(zhēng)能力，阻礙生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是不容小覷的。 使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向 。 現(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高 ， 很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展 。 目前 ， 工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形 工藝方法 ， 以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量 。 一般壓力機(jī)加工 ， 一臺(tái)普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件 ， 高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件 。 顯而易見(jiàn) ，模具作為一種專(zhuān)用的工藝裝備 ， 在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí) 。 世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家，模具工業(yè)發(fā)展是很迅速的。據(jù)有關(guān)資料介紹，某些國(guó)家的模具發(fā)展速度超過(guò)了機(jī)床、汽車(chē)、電子等工業(yè)。模具工業(yè)在這些國(guó)家已經(jīng)擺脫了從屬地位而發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、大型、長(zhǎng)壽命的模具技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制 造水平的重要表標(biāo)志之一。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)對(duì)模具的而需要，在模具生產(chǎn)中采用許多新工藝和先進(jìn)加工設(shè)備，不僅改善了模具加工質(zhì)量，也提高了模具制造機(jī)械化，自動(dòng)化程度。電子計(jì)算機(jī)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的應(yīng)用給模具設(shè)計(jì)和制造開(kāi)辟了新前景。 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需的零件的一種壓力加工方法。冷沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，其加工效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；沖壓時(shí)模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量，而且壽命比較長(zhǎng)，所以沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好具有 “一模一樣”的特征；可以加工出尺寸范圍比較大、形狀復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒針，大到汽車(chē)縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料冷變形硬化效應(yīng)，沖壓件強(qiáng)度和剛度均較高；沖壓沒(méi)有切屑廢料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的熱設(shè)備，也是一種省料的加工方法；沖壓件陳本較低；但是沖壓一般使用的模具具有專(zhuān)用型，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜的零件需要數(shù)套模具才能加工成型，且模具精度較高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，所以只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大杜鋒情況下才能充分的體現(xiàn)從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 鑒于這種情況，本次課程設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)一副倒裝復(fù)合沖壓模， 由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺和知識(shí)的極限性，該模具的實(shí)際工作情況及可用性還有待于實(shí)踐的檢驗(yàn)。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 1 章 沖壓工藝設(shè)計(jì) 任務(wù)課題：連接板落料沖孔復(fù)合模 零件簡(jiǎn)圖 ：如圖所示 工件名稱(chēng) ：連接板 擋片生產(chǎn)批量 ：中批量 材 料 ： 10鋼 厚 度 ： 2mm 11 工件圖 沖壓件的工藝性分析 沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。沖裁件的工藝性是否合理，對(duì)沖 裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響，在一般情況下，對(duì)沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿(mǎn)足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要塑素。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 結(jié)構(gòu)分析 該零件具有形狀簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)，只有直線和圓弧組成。 材料分析 材料為 10 號(hào)鋼，其主要性能為： σ s=205Mpa，σ b=386Mpa，延伸率δ =31%，斷面收縮率為 55%，塑性良好， 10 號(hào)鋼 具有 較 高的強(qiáng)度和較好 的 沖壓 加工性能 ， 適合于進(jìn)行沖壓。 精度分 析 根據(jù)沖裁件外形與內(nèi)孔尺寸公差表和沖裁件孔中心距公差表，確定兩圓孔采用高級(jí)沖裁模沖制，外形輪廓采用普通沖裁模沖制。 ? 4 所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)公差為 mm，兩孔中心距尺寸公差為 177。 ， R75 所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)公差為 mm， R75 所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)公差為 .上述精度水平與零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注的尺寸公差相 比，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求。 沖壓方案的 確定 該工件包括沖孔、落料兩個(gè)基本工序，可以有以下三種方案： 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)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； 方案三：沖孔 — 落料連續(xù)沖裁，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 三種方案比較見(jiàn)表 11： 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 表 11 三種方案的比較 模具種類(lèi) 比較項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 沖件精度 較低 高 一般 生產(chǎn)效率 較低 較高 高 生產(chǎn) 批量 適合大、中、小批量 適合大、中批量 適合大批量 模具復(fù)雜程度 較易 較復(fù)雜 復(fù)雜 模具成本 較低 較高 高 模具制作精度 較低 較高 高 模具制造周期 較快 較長(zhǎng) 長(zhǎng) 模具外形尺寸 較小 中等 較大 沖壓設(shè)備能力 較小 中等 較大 工作條件 一般 較好 好 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿(mǎn)足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單，模具制造并不困難。方案三 也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精度較差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜，且成本高。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 2 章 沖壓工藝計(jì)算 排樣設(shè)計(jì) 排樣方案的確定 排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用 材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn)件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。 保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車(chē)間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種： （一）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 （二）少?gòu)U料排樣：只在沖 件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （三）無(wú)廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。 采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直 接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。 綜上分析 :考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料排樣。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 搭邊的選取 排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。 搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： (1)材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 (2)工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀 時(shí)，搭邊要取得大值。 (3)材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。 (4)送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。 表 21 搭邊值表 材料厚度 t 圓形件或圓角 r2t 矩形件或邊長(zhǎng) L50 矩形件邊長(zhǎng) L50 或 r2t 工件間 側(cè)面 工件間 側(cè)面 工件間 側(cè)面 ～ 2 2～ 由表 21 確定搭邊值 根據(jù)零件形狀兩式件間按 圓 形 查表 得 a=， 1a = ， 取a= 1a =2mm。 送料步距、條料寬度及板料間距計(jì)算 送料步距 送料步距是指兩次沖裁間板料在送料方向移動(dòng)的距離，用 S 表示，其值等于沖裁件相應(yīng)部分寬度加上工件間搭邊值 1a ，即 1adS ?? =150+2=152 mm 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 條料寬度及板料間距的計(jì)算