【正文】 吉 林 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計說明書 題目名稱： 隔板的沖壓工藝及模具設(shè)計 學(xué)生姓名： 王東麒 院 系： 工程技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級： 06級機(jī)械 指導(dǎo)教師： 趙清來 職 稱： 講師 2010 年 5 月 21 日目 錄題目 Ⅰ摘要及關(guān)鍵詞 Ⅰ1 前 言 1２ 沖壓成型工藝 2 沖壓件工藝分析 2 確定沖壓工序： 3 確定工藝方案： 3 在滿足上述要求，既制定生產(chǎn)方案 43 沖裁工藝及其計算 5 排樣設(shè)計 5 排樣的方法 6 板料排樣設(shè)計 6 搭邊 6 條料寬度 74 沖裁模工藝計算 7 7 壓力中心的計算 9 沖壓設(shè)備的選用 11 凸凹模刃口尺寸計算 12 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 145 彎曲工藝計算 19 19 第二套彎曲模的相關(guān)計算及模具設(shè)計 236 設(shè)計校核 26 凸模強(qiáng)度的校核 26 螺栓強(qiáng)度校核 27 壓力機(jī)裝模高度的校核 287 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 28參考文獻(xiàn) 29附 錄 30隔板的沖壓工藝及模具設(shè)計學(xué) 生：王東麒 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師：趙清來摘 要：全文對隔板的沖壓工藝及模具設(shè)計進(jìn)行了具體的論證設(shè)計。通過工藝分析確定需要三套模具，分別是落料沖孔復(fù)合模、第一次彎曲成型模以及第二次彎曲成型模。根據(jù)工藝分析與確定，第一套模具先進(jìn)行落料沖孔，相應(yīng)的設(shè)計出落料沖孔復(fù)合模具。沖小孔的凸模需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。工件的第二道工序是彎曲成型，由于產(chǎn)品展開后是不規(guī)則形狀，所以在展開的時候我們要用特殊的軟件來進(jìn)行模擬展開，展開后的尺寸用于毛坯的選材；本道工序需要完成三個部分的彎曲，均為９０度Ｕ型彎曲，彎曲圓角均為Ｒ２；在設(shè)計頂出器的時候為了保證一些零件表面的加工精度，我們要把頂出器一些尺寸與零件做配合，頂出時不至于使零件變形。關(guān)鍵詞：冷沖壓。 落料沖孔；彎曲During the process and die designName：Wang Dongqi Major：Automation of mechanical design and manufacture.Tutor：Zhao Qinglai Abstract: The whole paper was mainly on the concrete proof design of the ramming craft for clapboard and its mold design. Needs three sets of molds through the craft analysis determination, respectively is falls the material, the first curving bees the mold, the second curving bees the mold .The second working procedure is curving takes shape, after because the product launches is the irregular shape, therefore in the time which launches we must use special software to carry on the simulation to launch, launch after the size to use in the semifinished materials selection, this procedure need to pleted three parts, all of the three are 90degree Ubend and their bending round are R2. Goes against in the design time in order to guarantee some ponents surfaces the processing precision, goes against when as for does not cause the ponents distortion.Keywords: Fall to anticipate the blunt bore。 Flection。 Three sets501 前 言模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的，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)代經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)?，F(xiàn)代工業(yè)品的發(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)展水平，因此模具工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展將起越來越大的作用。冷沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對板料金屬進(jìn)行加工，以獲得所需的零件形狀和尺寸。冷沖壓和金屬加工比較，具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡單、容易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化等一系列優(yōu)點，特別適合于大量生產(chǎn)。由于板料零件具有重量輕，有足夠的強(qiáng)度和剛度，可以根據(jù)不同用途，采用不同材料加工成各種形狀尺寸的零件，以滿足產(chǎn)品需要。因此，現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表和各種民用輕工業(yè)產(chǎn)品中，都大量使用冷沖壓零件。國防方面，如飛機(jī)、導(dǎo)彈、槍彈、炮彈等產(chǎn)品中，采用冷沖壓加工的比例也是相當(dāng)大的。隨著汽車和家用電器等的飛躍發(fā)展，許多先進(jìn)工業(yè)國家，對發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度的重視。例如，美、日等國模具工業(yè)的產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)。，機(jī)床則為55億美元。日本1982年模具年產(chǎn)值為8600億日元，而機(jī)床則只有7842億日元。在模具工業(yè)中冷沖模占的比例很大。因此可以看出冷沖壓在國外的發(fā)展趨勢。冷沖壓工藝大致可區(qū)分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序又可分為落料、沖孔和切割。成形工序則可分為彎曲、拉深、翻孔、翻邊、脹形、擴(kuò)口、縮口和旋壓等。根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸精度和其他技術(shù)要求，可以分別采用各種工序?qū)Π辶厦鬟M(jìn)行加工，以獲得滿意的零件。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，冷沖壓技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳統(tǒng)方法系根據(jù)已有的設(shè)計資料和設(shè)計者的經(jīng)驗，進(jìn)行對比分析，確定工藝方按和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計試驗?zāi)＞?，進(jìn)行試沖，經(jīng)過反復(fù)試驗和修改，才能轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。近幾年來，國外（如美國福特汽車公司中心研究室）已開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對覆蓋件成形過程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計算機(jī)模擬，以預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性和將會發(fā)生的問題，將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計人員進(jìn)行修改和選擇。這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試驗費用，縮短新產(chǎn)品的十指周期。而且可以逐步建立一套能緊密結(jié)合生產(chǎn)實際的先進(jìn)設(shè)計方法，既促進(jìn)了冷沖工藝的發(fā)展，也將塑性成形理論逐步達(dá)到對生產(chǎn)實際的指導(dǎo)作用。（2）模具設(shè)計制造技術(shù)現(xiàn)代化。為了加快機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計、制造周期，許多工業(yè)先進(jìn)國家正在大力開展模具計算機(jī)輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）的研究，并在生產(chǎn)中開始應(yīng)用。模具CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用較早的領(lǐng)域便是冷沖模。根據(jù)國外經(jīng)驗，采用這一技術(shù)，一般可提高模具設(shè)計制造率2～3倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2～2/3，發(fā)展這一技術(shù)的最終目標(biāo)，要達(dá)到模具CAD/CAM一體化，而模具圖紙將只作為檢驗?zāi)＞咧?。采用模具CAD/CAM后，還可以提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計和制造人員的重復(fù)勞動，使設(shè)計者有可能把精力用在創(chuàng)新開發(fā)上。（3）冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化。為了滿足大量生產(chǎn)的要求，沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位高速自動壓力機(jī)。一般中小型冷沖件，既可在多工位壓力機(jī)上生產(chǎn)，也可在高速壓力機(jī)上采用多工位級進(jìn)模加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機(jī)上利用自動送料、取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。（4）為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢，發(fā)展了一些新的成形工藝（如高能成形和旋壓等）、簡易模具（如軟模和的熔點合金模等）、通用組合模具、數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使冷沖生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也同樣適用于小批生產(chǎn)。（5）不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。２ 沖壓成型工藝 沖壓件工藝分析此沖壓件名稱為隔板，是小型零件，大批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)為左右對稱形式；材料為Ａ３鋼，為普通碳素鋼，具有較好的可沖壓性能；㎜；成型工藝包括落料沖孔、彎曲兩部分。該連接件上的六道的彎曲工藝由兩次彎曲成型。由于該連接件是U型彎曲工件，回彈一般比較小，經(jīng)計算滿足沖壓工藝要求。此制件要求精度不高，不需較高的公差等級，屬于一般沖裁彎曲精度。模具為普通沖裁彎曲模具即可達(dá)到之生產(chǎn)要求。沖孔的工藝性：該沖壓件上有6個圓孔，孔徑分別為2 、2，（t為板料厚），方孔的尺寸為6070，滿足沖孔條件，且孔的尺寸精度要求一般，可采用直接沖孔。彎曲的工藝性：圖示零件包含六個彎曲部位。在此連接件設(shè)計當(dāng)中主要解決好以下幾個問題：①對沖壓件進(jìn)行工藝分析，設(shè)計出的模具結(jié)構(gòu)能保證工件的正常生產(chǎn)；②通過分析比較，確定最佳工藝方案。設(shè)計出的沖裁模結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)保證生產(chǎn)的正常運行；③解決根據(jù)沖裁力和彎曲力選擇壓力機(jī)和根據(jù)模架最大閉合高度選擇壓力機(jī)間的矛盾；④合理選擇沖壓設(shè)備；⑤表面粗糙度，由于該件形狀不太復(fù)雜，精度要求也不是很高，所以一般可要求Ra=，特別是圓角半徑要求更高； ⑥彎曲時如何控制回彈的影響；⑦合理排樣，最大限度的提高材料利用率。 確定沖壓工序：由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，其沖壓方法多種多樣。但概括起來可分為分離工序和變形工序兩大類。分離工序是將沖壓件和毛胚沿一定的輪廓相互分離；變形工序是在材料不產(chǎn)生破壞的前提下使毛胚發(fā)生塑性變形，成為所需要的形狀和尺寸的制件。冷沖壓可分為三個基本工序：（1）沖裁：落料 沖孔（2）彎曲 ：壓彎（3）整形經(jīng)過分析，本零件需要通過以下工序完成（1） 落料 沖孔 （2）壓彎 （3）壓彎 確定工藝方案：由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，其加工的方式多種多樣，一個沖壓件往往需要經(jīng)過多道工序才能完成，因此，編制工藝方案時，必須考慮是采用單工序模分散沖壓呢？還是將工序組合起來，選用復(fù)合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)。一般來說，這主要取決與沖壓件的生產(chǎn)批量、尺寸大小和精度等因素。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應(yīng)盡可能地組合在一起，進(jìn)行復(fù)合模或連續(xù)模沖壓；小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡單模。但對于尺寸過小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)率低，也常選用復(fù)合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)。對與有精度要求的零件，為了避免多次沖壓的定位誤差，也應(yīng)選用復(fù)合模沖壓。所以為其選擇正確的模具加工形式，在滿足沖壓件質(zhì)量要求的前提下，最大限度的降低沖壓件的生產(chǎn)成本。確定模具的結(jié)構(gòu)形式，必須解決好以下的問題。(1)模具類型的確定——是簡單模、復(fù)合模、還是級進(jìn)模。(2)進(jìn)出料方式的確定——根據(jù)原材料的形式，確定進(jìn)料方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。(3)壓料和卸料方式的確定——壓料或不壓料、彈性或剛性卸料等。(4)模具精度的確定——根據(jù)沖壓件的精度確定合理的模具加工精度，選擇合理的導(dǎo)向方式和固定方式。 在滿足上述要求，既制定生產(chǎn)方案(1)設(shè)計多套模具，使用簡單模一套加工一個步驟的工序，第一模具進(jìn)行落料加工，裁出工件的最基本外形。第二套模具進(jìn)行沖孔加工，在第一套模具加工完的材料上進(jìn)行沖幾個圓孔和一個方孔的工藝。再用六套模具進(jìn)行彎曲變形加工，分別壓制六個彎曲邊。(2)設(shè)計三套模具，使用倒裝結(jié)構(gòu)的復(fù)合模進(jìn)行加工，第一套模具進(jìn)行落料沖孔同時加工一道工序完成。由于最小孔徑ｄ≥，而且孔壁到彎曲邊的距離較大s≥t+r，（ｒ為彎曲半徑）不會產(chǎn)生變形，可以一次沖出全部圓孔。第二套模具進(jìn)行彎曲變形的加工，彎曲兩端和前端。第三套模具再次進(jìn)行彎曲加工，達(dá)到零件要求。圖21 第一套產(chǎn)品圖 圖22 第二套產(chǎn)品圖Figure 21 The first product figure figure22 The second set of the product 圖23 第三套產(chǎn)品圖Figure 23 The third set of the product對兩個方案進(jìn)行比較，首先兩套模具都能加工出合格的制件，雖然使用簡單模加工會產(chǎn)生一些誤差，但此制件要求的精度并不高，所以不太影響制件的加工，不過增加一套模具生產(chǎn)成本就會大大提高，此類一套模具的成本也在千元左右，而且隨著模具的增加，也增加裝卸的次數(shù)，降低了生產(chǎn)的安全性。因此我選擇了第二套方案。對于沖裁復(fù)合模是采用典型的倒裝結(jié)構(gòu)，加工廢料可以從下模座孔落下，制件采用鋼性推件裝置