【正文】 的、意義課題目的是使學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之后，能掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，能設(shè)計(jì)一般的沖壓模具，能夠熟悉模具行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，能夠借助工具翻譯相關(guān)英文資料等。課題主要內(nèi)容及進(jìn)度圖示零件為側(cè)彎支座，材料為2A12M，厚度為1mm，生產(chǎn)批量為120萬件。以上各項(xiàng)由指導(dǎo)教師填寫（請用鋼筆填寫）要圖聯(lián)系扣838740404/894068199，有全套，價格30元UG 15張圖CAD10張圖摘 要本次設(shè)計(jì)生產(chǎn)的是側(cè)彎支座，零件外形雖然比較簡單，但成形工藝復(fù)雜，包括沖裁和多次彎曲。原料為2A12M，采用自動送料器和自動送料裝置送料。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)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?！　。?） 沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。（2）彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。根據(jù)工序組合程度分類：（1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。例如，在宇航，航空，軍工，機(jī)械，農(nóng)機(jī)，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，自行車，縫紉機(jī)，手表里有80%是沖壓件；電視機(jī)，收錄機(jī)，攝像機(jī)里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。主要表現(xiàn)在沖壓加工時產(chǎn)生的噪音和振動兩種公害，而且操作者的安全事故時有發(fā)生。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。重視技術(shù)改造, 加大對新設(shè)備的投資，增強(qiáng)市場競爭的“硬件”實(shí)力。比如，①加速新型模具標(biāo)準(zhǔn)件的研制；②根據(jù)企業(yè)自身的實(shí)力和市場不同層次的需求，有針對性地拓展市場，向相關(guān)行業(yè)發(fā)展，保證了以“標(biāo)準(zhǔn)件為主”向“多種經(jīng)營”發(fā)展，以籌措集累資金，保證模具標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展；③積極開拓國際市場，我國的模具標(biāo)準(zhǔn)件已開始遠(yuǎn)銷國外，有的企業(yè)出口銷售額已占總銷售額的30% 以上；④采取先進(jìn)的銷售經(jīng)營措施。上海交通大學(xué)在80年代初期開展了打規(guī)模的CAD/CAM研究開發(fā)工作，采用交互設(shè)計(jì)方法進(jìn)行條料排樣，模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)方面采用了典型結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零件的自動調(diào)用和交互設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，開發(fā)了智能化數(shù)據(jù)庫，貯存了各種沖模的典型結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)零件、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 、設(shè)計(jì)方法和步驟，并向用戶開放，目前在上海交通大學(xué)已建立了模具CAD/CAM國家工程中心[6]。 （3）在模具設(shè)計(jì)與制造中，開發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)（CAD/CAM），發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點(diǎn)金模具等）制造技術(shù)以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。由于沖壓加工具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、操作簡單、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在制造業(yè)中有著廣闊的發(fā)展前景，因而需要大量的工程技術(shù)人員去從事和研究沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。良好的工藝性和合理的工藝方案，可以用最小的材料消耗，最少的工序數(shù)量和工時，穩(wěn)定地獲得符合要求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并使模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命高，因而可以減少勞動量和沖裁成本。 分析工件的技術(shù)要求（1）加工表面的尺寸精度及尺寸基準(zhǔn)工件中對標(biāo)有尺寸精度的尺寸按照零件圖的精度進(jìn)行設(shè)計(jì)，對其他未標(biāo)尺寸按一般精度設(shè)計(jì)，即按國標(biāo)對非圓形工件精度等級取IT14級設(shè)計(jì)，對圓形工件精度等級取IT10級設(shè)計(jì)。（3）表面質(zhì)量要求工件未標(biāo)有表面質(zhì)量精度要求，按照一般要求處理即可滿足工藝要求，即表面粗糙度Ra=。錳可提高強(qiáng)度和耐蝕性，但一般限制錳小于1%，加入少量的鈦可細(xì)化晶粒，%，并希望鐵硅比值大于等于一。（3）焊接裂紋傾向大，用熔焊法有困難。零件結(jié)構(gòu)對稱，形狀不復(fù)雜，但成形工藝復(fù)雜，包括沖裁和多次彎曲，但沒有違反沖裁的工藝性原則，零件能滿足沖壓工藝要求，可以進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)。除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時，都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角相連，以利于模具制造和提高模具壽命。沖裁組合方式的選擇由以下幾個方面來綜合考慮：（1）生產(chǎn)批量 模具費(fèi)用在制件成本中占很大比例，因此生產(chǎn)批量在很大程度上決定所用模具結(jié)構(gòu)。級進(jìn)沖裁所得的工件的尺寸公差等級較復(fù)合沖裁低，工件有拱彎、不夠平整。但工件上孔與孔間和孔與邊緣之間的距離不能過小。級進(jìn)沖裁可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形零件，且可沖裁的材料厚度比復(fù)合沖裁要大。（4）模具制造、安裝調(diào)整和成本 對復(fù)雜形狀的工件，采用復(fù)合沖裁與采用連續(xù)沖裁相比，模具制造，安裝調(diào)整較易，成本較底。對大量生產(chǎn)，還采用自動送料機(jī)構(gòu)，模具內(nèi)裝有安全檢測裝置。（2）多工序工件用單工序沖裁時的順序安排先落料使毛坯與條料分離，然后以外輪廓定位進(jìn)行其他沖裁。單工序模結(jié)構(gòu)簡單，制作周期短，制作成本低廉；但生產(chǎn)效率低，沖出的制件精度不高，且工人勞動強(qiáng)度大，不適合大批量的生產(chǎn)。方案三：采用級進(jìn)模生產(chǎn)。若采用方案一，需五副模具才能完成，一副沖外形，一副沖孔，三副彎曲。若采用方案三，只需一副模具即可成型，能滿足生產(chǎn)所需的精度和批量，操作安全方便，且生產(chǎn)效率高。 沖裁件排樣設(shè)計(jì) 排樣方法根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法分三種：（1）有廢料排樣沿工件的全部外形沖裁工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料。少、無廢料排樣法的材料利用率較高，同時，少、無廢料排樣法有利于一次沖裁多個工件，可以提高生產(chǎn)率。本設(shè)計(jì)采用單排直排方式，原因如下：（1）零件展開毛坯最大尺寸60mm,屬中尺寸零件，基本形狀為矩形，多工位沖壓時選用單排方式可大大降低模具的制造成本。在彎曲工位中，為了使3次彎曲不發(fā)生干涉及簡化模具設(shè)計(jì)及制造成本，選擇具體工位如下：8 7 6 5 4 3 2 1（1） 側(cè)刃和沖導(dǎo)正銷孔（2） 異型沖裁（3） 沖切（4） 分隔沖孔（5） 向下彎曲（6） 向上彎曲（7） 側(cè)向彎曲（8） 切斷沖裁 搭邊值的選用搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。過大，材料利用率低；過小，材料利用率高，但是過小時不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過程中會被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會被拉入凸模和凹模之間，損壞模具刃口，降低模具壽命。（4）排樣的形式 對排的搭邊值大于直排的搭邊。 材料利用率的確定27 零件展開圖材料利用率 式中 A——沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（mm2）； B——條料寬度（mm）； S——步距（mm）； 3 沖壓力及壓力中心的確定 沖壓力的計(jì)算圖31 材料強(qiáng)度表查圖31得：=400MP（1）校正彎曲力的計(jì)算式中 ——校正彎曲時的彎曲力 ——單位面積上的校正力，其值見表31。否則在沖裁過程中要產(chǎn)生偏心力矩，從而使沖裁時模具的間隙變得不均勻，使得沖壓件的外形發(fā)生歪扭，切口斷面質(zhì)量變壞，甚至?xí)?dǎo)致壓力機(jī)滑塊導(dǎo)軌和模具的嚴(yán)重磨損。對于中小型的沖裁件，彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應(yīng)采用開式機(jī)械壓力機(jī)。在大型拉深件的生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。摩擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞等特點(diǎn)，所以在小批量生產(chǎn)中常用來完成彎曲、成形等沖壓工作。（2）壓力機(jī)工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝小尺寸的沖模，工作臺的受力條件也是不利的。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長度能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大的閉合高度，最小閉合高度。通常取壓力機(jī)的名義噸位比大。標(biāo)稱壓力為，最大裝模高度，模柄孔尺寸為，所以模柄所選直徑為。（1）對沖裁件質(zhì)量的影響沖裁件的質(zhì)量主要是指斷面質(zhì)量、尺寸精度、和形狀誤差。影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸、凹模間隙值的大小及其分布的均勻性，模具刃口鋒利狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)與制造精度，材料性能等，其中，間隙值的大小與分布的均勻性是主要因素。偏差值可能是正的，也可能是負(fù)的。此外，尺寸變化量的大小還與材料力學(xué)性能、厚度、軋制方向、沖裁件形狀等因素有關(guān)。模具的磨損及模具刃口在壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形也會影響到間隙及沖裁件應(yīng)力狀態(tài)的改變，對沖裁件的質(zhì)量會產(chǎn)生綜合性影響。模具間隙是其中的一個主要因素。它被認(rèn)為是模具磨損的主要形式。因此適當(dāng)增大模具間隙，可使凸、凹模側(cè)面與材料間的摩擦減小，并減緩間隙不均勻的不利因素，從而提高模具壽命。凹模端面的磨損比凸模大，這是由于凹模端面上材料的滑動比較自由，而凸模下面的材料沿板面方向的移動受到限制的原因，而圖中所看到凸模側(cè)面的磨損最大，是因?yàn)閺耐鼓Ｉ闲读?，長距離，摩擦加劇了側(cè)面的磨損，若采用較大的間隙可使孔徑在沖裁后因彈性回彈增大，卸料時減少與凸模的摩擦，從而減小凸模側(cè)面的磨損。（3）對沖裁力、卸料力的影響當(dāng)間隙減小，凸模壓入板材的情況接近擠壓狀態(tài)，材料所受拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，板料不易產(chǎn)生裂紋，因此最大沖裁力增大；當(dāng)間隙增大，板料所受拉應(yīng)力增大，材料容易產(chǎn)生裂紋，因此沖裁力減小。．合理間隙的選用由以上分析可知，凸、凹模間隙是沖裁過程最重要的工藝參數(shù)，它對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力和卸料力等都有很大的影響。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙，最大值稱為最大合理間隙。由上式可知，間隙Z一板材厚度、相對壓入深度、裂紋方向角β有關(guān)。材料硬化后，之比值較表中值要小10%左右。對于斷面質(zhì)量和尺寸精度要求高的工件，應(yīng)選用小的間隙值，而對于精度要求不高的工件，則應(yīng)盡可能采用大間隙，以利于提高模具壽命、降低沖裁力。因此，正確確定模具刃口尺寸及其公差是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則：（1）落料模先確定凹模尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或者等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個最小合理間隙。一般沖裁件精度較工件精度高2～3級。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間隙小于最大合理間隙，不僅凸、凹模分別標(biāo)注公差（凸模，凹模），而且要求有較高的制造精度，以滿足如下條件 或取 也就是說，新制造的模具應(yīng)該是。因此，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸及公差，另一件只標(biāo)注標(biāo)稱尺寸，并注明“尺寸按凸模（或凹模）配作，保證雙面間隙”。由于復(fù)雜形狀工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模和凹模磨損后，尺寸變化趨勢不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸計(jì)算方法也不相同。又側(cè)彎支座為大批量生產(chǎn)，采用2A12M，采用自動送料器和自動送料裝置送料，其送料精度可達(dá)。本次設(shè)計(jì)中采用導(dǎo)正銷和側(cè)刃來定位。由于彈壓卸料模具操作時比固定卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動作，且彈壓卸料板卸料時對條料施加的是柔性力，不會損傷工件表面，因此實(shí)際設(shè)計(jì)中盡量采彈壓卸料板，而只有在彈壓卸料板卸料力不足時，才改用固定卸料板。 模架的選擇模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模柄等零件組成，它是模具的重要組成部分。（4）導(dǎo)柱與導(dǎo)套間的導(dǎo)向，能克服或減少精度不高的壓力機(jī)對模具的不利影響，提高其工作穩(wěn)定性。因此，精度要求較高、生產(chǎn)量大的沖壓件，必須使用帶有模架的模具。模架工作時，在間隙中加有潤滑油滾動導(dǎo)向模架（1）滾珠導(dǎo)向模架由于滾珠導(dǎo)向的滾珠在導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間沒有間隙，采用過盈配合，所以，比滑動導(dǎo)向模架有更高的導(dǎo)向精度。（2）滾柱導(dǎo)向模架滾柱導(dǎo)向方式的橫架為滾柱導(dǎo)向模架，與滑動導(dǎo)向、滾珠導(dǎo)向方式相比，有著不同的特點(diǎn)：與滾珠導(dǎo)向方式相比，導(dǎo)向精度更高，導(dǎo)向期間是線接觸，從而提高了抵抗偏心載荷的能力。 卸料板及其配套設(shè)施的選擇由于具有細(xì)小凸模，因此需要利用卸料板對小凸模進(jìn)行保護(hù)。鋼球保持圈屬于標(biāo)準(zhǔn)件。卸料板上均布2組每組4個的相同的彈簧作為彈壓裝置。5 模具總裝配圖 模具總裝配圖主要用來表達(dá)模具的主要結(jié)構(gòu)形狀、工作原理及零件的裝配關(guān)系。 按設(shè)計(jì)的零件總圖，拆繪模具零件圖。 圖紙幅面運(yùn)用Auto CAD軟件，按照上述幾章設(shè)計(jì)的尺寸，繪制模具裝配總圖及各零件圖。繪圖過程中嚴(yán)格按照國標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。上模隨著滑塊做上、下往復(fù)運(yùn)動，從而進(jìn)行沖壓工作。（2）定位零件 這些零件的作用是保證送料時有良好的導(dǎo)向和控制送料的進(jìn)距，如擋料銷、定距側(cè)刀、導(dǎo)正銷、定位板、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等。但在本次設(shè)計(jì)中沒有用到傳動零件。如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板等。級進(jìn)模的凹模一般采用矩形長方形板狀結(jié)構(gòu)并通過螺釘,銷與下模座固定。如圖所示：凹模板 小凸模設(shè)計(jì) 第1工位需沖導(dǎo)正銷孔，大小為，屬于細(xì)小凸模，用銷固定，工作部分穿過卸料板。 用螺釘通過凸模固定板固定。 墊板、凸模固定板設(shè)計(jì)