【正文】 .....................................38參考文獻(xiàn) .................................................................................................................39致 謝 .....................................................................................................................40側(cè)面夾持自動(dòng)送料連續(xù)模設(shè)計(jì)第一章 緒論 沖壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用沖壓成形作為現(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，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。進(jìn)幾十年來，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。生產(chǎn)過程逐步實(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。目前，國內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。精密、高效的多工位及多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。我國已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá) 2~5 微米，進(jìn)距精度 2~3 微米，總壽命達(dá) 1 億次。模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測(cè)量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。(3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá) 97%；公稱壓力為 250KN 的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá) 2022 次/min 以上。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在 600 億至 650 億美元，同時(shí)，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。單就側(cè)面夾持自動(dòng)送料連續(xù)模設(shè)計(jì)汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場(chǎng)總量的 20%之多。1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。隨著國民經(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)模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的 40%以上，但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。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。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。 本課題的主要內(nèi)容與意義本課題主要研究的是級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)。因?yàn)榧?jí)進(jìn)模是連續(xù)沖壓，生產(chǎn)過程中相當(dāng)于每次沖程沖制一個(gè)工件，故生產(chǎn)效率高。但它在定位中產(chǎn)生的累計(jì)誤差會(huì)影響工件精度，因此級(jí)進(jìn)模多用于生產(chǎn)批量大，精度要求不高，需要多工序沖裁的小零件加工。設(shè)計(jì)內(nèi)容還包括：排樣圖設(shè)計(jì)，總的沖壓力計(jì)算機(jī)壓力中心計(jì)算，刃口尺寸計(jì)算，江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4彈簧、橡膠件的計(jì)算和選用，凸、凹?；蛲埂寄＝Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其他沖模零件的設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖和工作零件圖。主要內(nèi)容如下：1 到模具制造相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解模具生產(chǎn)，制造，加工情況。并完成基本參數(shù)的計(jì)算及沖壓機(jī)的選用；2 確定模具類型及結(jié)構(gòu)，分析設(shè)計(jì)已知工件級(jí)進(jìn)模具。該課題是來源于生產(chǎn)實(shí)際，零件結(jié)構(gòu)典型，使用量大，難度適中。緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的課題，對(duì)學(xué)生了解和掌握沖壓模具制品生產(chǎn)過程、模具設(shè)計(jì)，提高工程設(shè)計(jì)和解決實(shí)際問題的能力，具有很重要的意義。側(cè)面夾持自動(dòng)送料連續(xù)模設(shè)計(jì)第二章 工藝分析及沖壓方案確定 沖壓件的工藝分析圖 21 工件由零件圖，對(duì)沖壓件的形狀、尺寸、精度要求、材料性能進(jìn)行分析。凡沖壓工藝性不好的，可會(huì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員，在保證產(chǎn)品使用要求的前提下，對(duì)沖壓件的形狀、尺寸、精度要求及原材料做必要的修改。工件由圖 21 可以看出,該零件外形尺寸不大,但外形復(fù)雜，掛鉤處外形小且精度要求較高 ,屬于中小型精密沖壓件。由于該零件有 1 個(gè) 和 1 個(gè) 的孔，而且有直線組成的不規(guī)則輪廓外形，因而模具包含有沖孔、多次沖裁及落料等工序。從材質(zhì)上看，沖裁材料較薄，有利于成型，總體來說，該零件沖壓工藝性較好。(1) 單工序模在一副模具中完成只完成一種工序的沖模，如落料模，沖孔模，拉深模江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6等結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率不高，一般適用于小批量生產(chǎn)。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，一套模具能完成若干工序，大大減少了模具和占用的沖壓設(shè)備的數(shù)量，減少了操作人員和周轉(zhuǎn)時(shí)間，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高。 在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序；減少了使用多副模具的周轉(zhuǎn)和重復(fù)定位過程，顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。 多工位級(jí)進(jìn)模通常具有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向（除模架導(dǎo)向精度要求高外，還必須對(duì)細(xì)小凸模實(shí)施內(nèi)導(dǎo)向保護(hù)）和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。目前，世界上最先進(jìn)的多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)多達(dá) 50 多個(gè)，沖壓速度達(dá)1000 次／分以上。同時(shí)要求模具零件具有互換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。 多工位級(jí)進(jìn)模主要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^ 2mm） 、產(chǎn)量大，形狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小型零件從零件圖可看出，該零件包括沖孔、多次沖裁外形和落料等基本工序，可以采用以下三種工藝方案：(1) 先落料，再?zèng)_孔，再?zèng)_外形采用三副單工序模生產(chǎn)。(3) 沖孔、沖外形和落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁?；蚣?jí)進(jìn)沖裁模方式。同時(shí)需要考慮提高勞動(dòng)效率和節(jié)約人力成本，該工件并不適合用復(fù)合模加工。由于工件精度為 IT8 級(jí)，符合級(jí)進(jìn)模加工工件的精度要求。側(cè)面夾持自動(dòng)送料連續(xù)模設(shè)計(jì) 根據(jù)上述原則，對(duì)上面的各道基本工序做不同的組合，排出順序，得出具體的工藝方案：工件由一次沖兩孔，兩次初切，兩次精修，最后落料共六道工序沖壓成形，由于要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料，要先在第一工序安排沖定位孔。排樣是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，排樣圖的好壞，直接關(guān)系到模具的設(shè)計(jì)。由于在沖壓過程中，毛坯始終在長長的條料上進(jìn)行，所以級(jí)進(jìn)彎曲除了遵守多道單工序模彎曲變形規(guī)律之外，其彎曲工序往往比單工序模要增多一些，使級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜。沖裁工序在開始的幾個(gè)工位二合最后，彎曲工序后面工位。在繪制排樣圖的過程中，應(yīng)注意提高沖壓原材料的利用率。 排樣工作雖然比較簡(jiǎn)單，但很有講究，而且非常重要。材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可分為結(jié)構(gòu)廢料與工藝廢料兩種。因此要提高材料的利用率只要應(yīng)從減少工藝廢料著手，設(shè)計(jì)處合理的排樣方案。江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8A 使工人操作方便、安全、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。它還可減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料時(shí)間。C 排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量。排樣設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括選擇排樣方法；確定搭邊的數(shù)值；計(jì)算條料寬度及送料步距；畫出排樣圖。② 排樣方法：根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用的程度，排樣方法可以分為：A 有廢料排樣法有廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間，都有工藝余料（稱搭邊）存在，沖裁是閑著沖裁件的封閉輪廓進(jìn)行，所以沖裁件質(zhì)量較好，模具壽命較長，但材料利用率較低。這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的部分外輪廓進(jìn)行，材料利用率可達(dá) 70％～90％C 無廢料排樣法無廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在。采用少、無廢料的排樣法，材料利用率高，不但有利于一模獲得多個(gè)沖裁件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁件。同時(shí)，往往因模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命，也會(huì)直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。無論時(shí)采用有廢料或少、無廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法又有直排，斜排，對(duì)排。③ 搭邊：排樣時(shí)沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料之間留下的工藝余料稱為搭邊。由于搭邊的存在，使凸、凹模刃口沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁。B 搭邊的數(shù)值搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊的合理數(shù)值就是保證沖裁件質(zhì)量，保證模具較長壽命、保證自動(dòng)送料時(shí)步被拉彎拉斷條件下允許的最小值。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。對(duì)于其他材料的應(yīng)將表中的數(shù)值乘以下列數(shù)：鋼（%～%） 鋼（%～%） 硬黃銅 1～ 硬鋁 1～軟黃銅，純銅 搭邊值由查表得：工件間搭邊 a=，側(cè)面搭邊 =④ 計(jì)算步距、條料寬度和材料利用率：選定排樣方法和確定搭邊值之后，就要計(jì)算送料步距和條料寬度，這樣才能畫出排樣圖。每個(gè)步距可以沖出一個(gè)零件，也可以沖出幾個(gè)零件。(2) 條料寬度 B條料式由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，剪裁時(shí)得公差帶分布規(guī)定上偏差為零，江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10下偏差為負(fù)值。條料寬度 B 得計(jì)算應(yīng)保證在這二種誤差得影響下，仍能保證在沖裁件與條料側(cè)邊之間有一定得搭邊值。 (3) 材料的利用率 ????式中: 材料的利用率 A一個(gè)步距內(nèi)的工件的實(shí)際面積 S送料步距 B條料寬度 排樣圖：根據(jù)上面所述，得出下面的排樣圖圖 22 排樣圖側(cè)面夾持自動(dòng)送料連續(xù)模設(shè)計(jì)第三章 模具主要工藝參數(shù)計(jì)算 模具沖裁間隙選擇沖裁間隙值的選取對(duì)工件質(zhì)量、沖裁力的大小、模具壽命都有顯著的影響： ：當(dāng)間隙大時(shí)，材料所受拉伸作用增大，沖裁完畢后，因材料的彈性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而沖孔件的孔徑則大于凸模尺寸；當(dāng)間隙小時(shí)，凸模壓入板料接近于擠壓狀態(tài)，材料受凸、凹模擠壓力大，壓縮變形大，沖裁完畢后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。當(dāng)模具間隙減小時(shí)，接觸壓力會(huì)隨之增大，摩擦距離也隨之增長，摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，因此模具磨損加劇，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘著現(xiàn)象。小間隙還會(huì)產(chǎn)生凹模脹裂，小凸模折斷，凸、凹模相互啃刃等民常損壞，這些都是導(dǎo)致模具壽命大大降低。但間隙過大時(shí)，板料的彎曲拉伸相應(yīng)境大，使模具刃品商面上的下面上在正壓力增大，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形加劇，降低模具壽命。所以選用合理的總裁間隙對(duì)于提高總裁制品的精度、模具壽命、減小沖裁力是至關(guān)重要的。根據(jù)我國《沖裁隙指導(dǎo)性技術(shù)文件》 ，對(duì)不銹鋼在沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度要求較高時(shí)，t=，初始雙面間隙 Z=—。本套模具所使用的是不銹鋼 310S 料帶，厚度。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。 在尺量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需要考慮以下原則： 落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模尺寸決定。 考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。如果對(duì)刃口精度要求過高（即制造公差過小） ，會(huì)使模具制造困能，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不和格，會(huì)使模具的壽命降低。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“如體”原則標(biāo)注單項(xiàng)公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。當(dāng)凸、凹模分開加工時(shí)，模具具有互換性，便于模具成批制造。凸、凹模配合加工適合于較復(fù)雜的、非圓形的模具，制造簡(jiǎn)便，成本低廉。按配做法制模的加工順序，落料時(shí)先加工凹模，配做凸模；沖孔時(shí)先加工凸模，配做凹模。這說明基準(zhǔn)件加工較容易，而配做件加工較難?！鼓Ｒ蚪Y(jié)構(gòu)形式不同有多種加工方法。因此，對(duì)于常用的沖裁模，選擇凹模為配做件，加工比較方便 。而對(duì)于落料，則需要將計(jì)算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口尺寸后，再進(jìn)行標(biāo)注，由先制凹模改為先制凸模。取中間值 Z=。沖裁件精度 IT10 以上，X 取 1. 沖裁件精度 IT11~IT13,X 取. 沖裁件精度 IT14，X 取 。表 32 公差等級(jí)表①側(cè)刃：截面基本尺寸 *3，