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編 號(hào) 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目： 多向固定支架冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923235 學(xué)生姓名： 裴永勝 指導(dǎo)教師： 鐘建剛 （職稱：副教授） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 多向固定支 架冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行 研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加 以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含 任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 95 學(xué) 號(hào)： 0923235 作者姓名： 裴永勝 2013 年 5 月 25 日 I 無 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目 多向固定支架冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 來源于無錫海諾有限公司，是電器產(chǎn)品上的一個(gè)零件。 模具是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)專業(yè)方向，選擇模具方 向的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目完全符合本專業(yè)的要求，從應(yīng)用性方面來說，模具 又是生產(chǎn)效率極高的工具之一，能有效保證產(chǎn)品一致性和可更換性， 具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景。該產(chǎn)品外形適中，沖壓工藝設(shè)計(jì)很 復(fù)雜，計(jì)算過程很繁，其正確性非常重要，要求學(xué)生要有良好的心理 素質(zhì)和仔細(xì)認(rèn)真的作風(fēng)，因此對(duì)本課題的研究對(duì)學(xué)生也是一次很好 的煅練機(jī)會(huì)。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 綜合應(yīng)用各種所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷沖 壓工藝分析，制訂完整的沖壓工藝方案，并完成整副模具設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù) 計(jì)算和圖紙（所有圖紙折合 A0 不少于 2.5 張）繪制，具體內(nèi)容如下： 1完成模具裝配圖：1 張（A0 或 A1）； II 2零件圖：主要是非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖（不少于 5 張）； 3冷沖壓工藝卡片：1 張 ； 4設(shè)計(jì)說明書：1 份（15000 字以上，其中參考文獻(xiàn)不少于 10 篇，外文 不少于 5 篇）； 5翻譯 8000 以上外文印刷字符，折合中文字?jǐn)?shù)約 5000 字的有關(guān)技 術(shù)資料或?qū)I(yè)文獻(xiàn)，內(nèi)容要盡量結(jié)合課題。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 95 班 姓名 裴永勝 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所 所長簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 III 摘 要 本模具采用切廢料方式進(jìn)行沖裁，故模具結(jié)構(gòu)采用沖孔、導(dǎo)正、彎曲、切斷的工序 設(shè)計(jì)，排樣采用單排橫排排列。并采用正裝方式設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，即凹模裝在下模部分， 凹模采用浮動(dòng)方式，并裝有內(nèi)部小導(dǎo)柱。首先為了正確控制送料步距采用單側(cè)側(cè)刃定距， 在主要位置采用導(dǎo)正銷導(dǎo)正精確定位。由于料很薄，沖壓速度較快，卸料采用彈性卸料 結(jié)構(gòu)，建議彈性材料采用彈簧。廢料采用在凹模（下模）向下推出，產(chǎn)品自動(dòng)向下落下。 帶料采用自動(dòng)左右送料裝置。 經(jīng)過詳細(xì)分析和計(jì)算最終排樣方案為：側(cè)刃切邊，沖導(dǎo)正孔，沖2個(gè)非圓孔（廢料）， 沖5個(gè)非圓孔（廢料），沖2個(gè)非圓孔（廢料），成形，中間向下彎曲，向上彎曲，最后 切斷。 關(guān)鍵詞：多向固定支架；沖壓工藝；排樣；級(jí)進(jìn)模 IV Abstract The die used to cut waste by punching, punching die structure, guide, bending, cutting process design, arranged in a single row of horizontal nesting. And dress design the die structure die mounted on the lower die part, to die with floating and equipped with a small internal guide post. First order to properly control the feeding step away from the unilateral side of the blade fixed pitch in the main location pilots to precise positioning. The faster the material is thin, stamping, elastic Stripper Stripper structure, it is recommended that an elastic material with spring. Waste using the die (mold) launched down automatically fall down. With material automatically around feeding device. After a detailed analysis and calculation of the final nesting program: the side edge trimming, pierced pilot hole, punch two non-circular hole (waste), red five non-round hole (waste), two non-circular hole punch (waste) , forming the intermediate bent downwardly bent upwardly, and finally cut. Key words:Multi-directional mounting bracket;Stamping process;Nesting;Progressive die V 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III ABSTRACT ..................................................................................................................................IV 目 錄 ............................................................................................................................................V 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 ...................................................................................................1 1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r ...................................................................................................................2 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 ............................................................................................................3 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) .............................................................................................................................4 2.1 沖壓件簡(jiǎn)介 ...........................................................................................................................4 2.2 沖壓的工藝性分析 ...............................................................................................................5 2.3 沖壓工藝方案的確定 ...........................................................................................................7 2.3.1 沖壓模具類型 ................................................................................................................7 2.3.2 沖壓工藝分析和計(jì)算 ....................................................................................................7 3 多向固定支架連續(xù)模設(shè)計(jì) .......................................................................................................10 3.1 模具結(jié)構(gòu) .............................................................................................................................10 3.2 確定其搭邊值 .....................................................................................................................10 3.3 確定排樣圖 .........................................................................................................................11 3.3.1 送料步距與帶料寬度 ..................................................................................................11 3.3.2 排樣方案 ......................................................................................................................13 3.4 材料利用率計(jì)算 .................................................................................................................13 3.5 凸、凹模等刃口尺寸的確定 .............................................................................................14 3.5.1 側(cè)刃凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ......................................................................................14 3.5.2 導(dǎo)正孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ..................................................................................14 3.5.3 梯形廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ..............................................................................15 3.5.4 矩形廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ..........................................................................17 3.5.5 矩形廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ..........................................................................18 3.5.6 矩形廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ..........................................................................19 3.5.7 矩形廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ..........................................................................20 3.5.8 方形廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ..............................................................................21 3.5.9 成形凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ......................................................................................22 3.5.10 向下彎曲凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ............................................................................23 3.5.11 U 型彎曲凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 .............................................................................23 3.5.12 切斷凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 ....................................................................................25 3.6 沖壓力計(jì)算 .........................................................................................................................26 3.6.1 沖孔部分沖壓力 ..........................................................................................................26 3.6.2 側(cè)刃沖壓力 ..................................................................................................................27 3.6.3 成形部分沖壓力 ..........................................................................................................28 VI 3.6.4 向下彎曲部分沖壓力 ..................................................................................................28 3.6.5 U 型彎曲部分沖壓力 ...................................................................................................28 3.6.6 切斷部分沖壓力 ..........................................................................................................29 3.6.7 總沖壓力 ......................................................................................................................29 3.7 壓力機(jī)選用 .........................................................................................................................29 3.8 壓力中心計(jì)算 .....................................................................................................................30 3.9 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................................31 3.9.1 凹模結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) ..........................................................................................................31 3.9.2 卸料板設(shè)計(jì) ..................................................................................................................33 3.9.3 凸模固定板設(shè)計(jì) ..........................................................................................................33 3.9.4 凸模墊板設(shè)計(jì) ..............................................................................................................34 3.9.5 凹模墊板設(shè)計(jì) ..............................................................................................................35 3.9.6 側(cè)刃的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..........................................................................................................35 3.9.7 導(dǎo)正孔凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................................................................36 3.9.8 梯形凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................................................................37 3.9.9 矩形凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................................................................37 3.9.10 矩形凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................38 3.9.11 矩形凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................39 3.9.12 矩形凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................39 3.9.13 方形凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................40 3.9.14 成形凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................41 3.9.15 向下彎曲凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................41 3.9.16 U 型彎曲凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................................................................42 3.9.17 切斷凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................43 3.9.18 前側(cè)導(dǎo)板設(shè)計(jì) ............................................................................................................43 3.9.19 后側(cè)導(dǎo)板設(shè)計(jì) ............................................................................................................44 3.9.20 U 型彎曲凹模鑲塊設(shè)計(jì) .............................................................................................44 3.9.21 承料板設(shè)計(jì) ................................................................................................................45 3.10 標(biāo)準(zhǔn)件確定 .......................................................................................................................46 3.10.1 模架確定 ....................................................................................................................46 3.10.2 上模螺釘確定 ............................................................................................................47 3.10.3 上模銷確定 ................................................................................................................47 3.10.4 下模螺釘確定 ............................................................................................................47 3.10.5 下模銷確定 ................................................................................................................47 3.10.6 卸料螺釘確定 ............................................................................................................47 3.10.7 卸料彈簧設(shè)計(jì) ............................................................................................................47 3.10.8 凹模浮頂彈簧設(shè)計(jì) ....................................................................................................48 3.10.9 凹模浮動(dòng)卸料螺釘確定 ............................................................................................48 3.10.10 彎曲彈頂彈簧設(shè)計(jì) ..................................................................................................48 VII 3.10.11 側(cè)刃固定螺釘確定 ..................................................................................................49 3.10.12 U 型彎曲凸模固定螺釘確定 ...................................................................................49 3.10.13 小導(dǎo)柱確定 ..............................................................................................................49 3.10.14 凹模上小導(dǎo)套確定 ..................................................................................................49 3.10.15 卸料板上小導(dǎo)套確定 ..............................................................................................49 3.10.16 導(dǎo)料板固定螺釘確定 ..............................................................................................49 3.10.17 導(dǎo)料板銷確定 ..........................................................................................................49 3.10.18 側(cè)刃擋塊設(shè)計(jì) ..........................................................................................................49 3.11 模具閉合高度、校驗(yàn)壓力機(jī) ...........................................................................................50 4 結(jié)論與展望 ...............................................................................................................................51 4.1 結(jié)論 ......................................................................................................................................51 4.2 不足之處及未來展望 ..........................................................................................................51 致 謝 ...........................................................................................................................................53 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................54 多向固定支架冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后而進(jìn)行。 此次的設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復(fù) 習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。該零件的生產(chǎn)離不開模具，只有高效、精密、長壽 命的模具才能生產(chǎn)出低成本，高品質(zhì)的產(chǎn)品。本次畢業(yè)任務(wù)研究該零件的成形工藝并進(jìn) 行模具設(shè)計(jì)。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(duì)材料進(jìn)行施加壓力，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。沖壓通常是指在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形 加工，主要采用板料加工所需零件。所以也叫冷沖壓和板料沖壓。沖壓是材料壓力加工 和塑性加工的方法之一。隸屬于材料成型技術(shù)。 沖壓所用的模具稱作沖模，簡(jiǎn)稱沖模，沖模是將材料批量加工所需沖件的專用工具。 沖模在沖壓中至關(guān)重要。沒用符合條件的沖模批量生產(chǎn)沖壓就難以進(jìn)行，沒有先進(jìn)的沖 模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法進(jìn)行。沖壓工藝與模具沖壓設(shè)備和沖壓材料夠成沖壓加工的 三要素。只有相互結(jié)合才能沖出壓件。與機(jī)械加工及塑性加工相比沖壓技術(shù)無方面方面 還是經(jīng)濟(jì)都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下： 1、沖壓加工效率高，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。這是應(yīng)為沖壓是依靠沖 壓和機(jī)械設(shè)備來完成的普通壓力機(jī)的行程次數(shù)每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力機(jī)每分鐘可 達(dá)成百上千次。 2、沖壓時(shí)由于模具保證了尺寸和形狀精度。一般不破壞沖壓件的質(zhì)量，而模具的壽 命一般較長，沖壓質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。 3、沖壓可加工尺寸范圍較大的和形狀較復(fù)雜的零件如小到鐘表秒表大到汽車重梁和 覆蓋件等，加上沖壓效果的冷變形硬化效果，沖壓件的強(qiáng)度和剛度較高。 4、沖壓一般沒有切削廢料生成，材料消耗較少，并不需其他加熱設(shè)備，因而是一種 省料節(jié)能的加工方法。 但是沖壓加工所用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需模具才能完成，模 具制造的精度要高技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。所以只有批量比較大的時(shí)候沖壓加 工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)出來。從而獲得較好經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生 產(chǎn)效率與生產(chǎn)成本等與模具的設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)水平的高 低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品 的質(zhì)量、效益以及新產(chǎn)品的開發(fā)能力。通過對(duì)此課題的研究主要掌握機(jī)械工藝模具設(shè)計(jì) 的一般方法與基本工序。鞏固模具設(shè)計(jì)與模具制造工藝等專業(yè)理論知識(shí)在生產(chǎn)中的應(yīng)用； 并靈活應(yīng)用 CAD、Pro/E 等繪圖軟件來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)；懂得如何獲得資料、手冊(cè)查閱。培 養(yǎng)自己綜合應(yīng)用理論知識(shí)去解決分析實(shí)際問題，提高自己的創(chuàng)造力。使我們學(xué)生找到自 己的不足，同時(shí)在檢閱資料是了解到本國模具行業(yè)與國外發(fā)達(dá)國家的一些差距，從而找 到努力方向，以此激勵(lì)自己努力學(xué)習(xí)、天天向上，為自己所從事的事業(yè)做出貢獻(xiàn)。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是 一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低 已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。 20 世紀(jì) 80 年代以來，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時(shí) 為模具的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。 “模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識(shí)。目前，中國有 17000 多個(gè)模具生 產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。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%，其他各類模具約占 11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有 制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私 營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù) 進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和院校也 開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。 目前我國模具生產(chǎn)總量已居世界第三，但是制造水平總體上比德、美等國家落后許 多，也比韓國、新加坡等國落后而且國內(nèi)模具市場(chǎng)過早陷入了價(jià)格戰(zhàn)的誤區(qū)，還缺乏自 主創(chuàng)新的能力，尤其缺乏誠信可靠的市場(chǎng)體系。據(jù)報(bào)道，約有 65%的歐洲客戶認(rèn)為中國 模具價(jià)格雖低但質(zhì)量存在問題。 產(chǎn)品質(zhì)量不高。國內(nèi)模具生產(chǎn)商工藝條件參差不齊，差距很大?，F(xiàn)代模具行業(yè)早已 走出以手工制模的時(shí)代，進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了無圖化生產(chǎn)，靠計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，通過 計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)加工制作模具。我國不少廠家由于設(shè)備不配合，很多工作以來手工完成， 嚴(yán)重影響了精度很質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)化水平不高。模具是專用成形工具產(chǎn)品，雖然個(gè)性化強(qiáng)， 但也是工業(yè)產(chǎn)品，所以標(biāo)準(zhǔn)化十分重要。模具標(biāo)準(zhǔn)化工作主要包括模具技術(shù)標(biāo)注的制訂 與執(zhí)行、模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)和應(yīng)用以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳、貫徹和推廣等工作。中國模具 標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，加之宣傳、貫徹和推廣工作力度小，因此模具標(biāo)準(zhǔn)化落后于生產(chǎn)。 更落后于許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家。貫徹模具標(biāo)準(zhǔn)，采用模具標(biāo)準(zhǔn)件，不但能有效提高模具 質(zhì)量，而且能降低模具生產(chǎn)成本及打打縮短模具生產(chǎn)周期。隨著工業(yè)產(chǎn)品多品種、小批 量、個(gè)性化、快周期生產(chǎn)的發(fā)展，為了提高市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中得快速應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，在 模具生產(chǎn)周期愈來愈重要的今天，模具標(biāo)準(zhǔn)化的意義更為重大。 其他還有一些問題，比如缺乏相關(guān)人才、面對(duì)外資企業(yè)的挑戰(zhàn)以及缺乏自主品牌等。 我國模具將來大體發(fā)展方向應(yīng)該如下： 1）模具結(jié)構(gòu)日趨大型，精密，復(fù)雜及壽命日益提高； 2）CAD/CAE/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的大量應(yīng)用； 3）快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的推廣應(yīng)用； 4）新技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的推廣應(yīng)用； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)表面處理技術(shù)； 7）高速削銑在模具中的推廣應(yīng)用； 多向固定支架冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 3 8）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)和逆向工程； 9）開發(fā)成型新工藝和新模具，培養(yǎng)新理念和新模式。 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 此次設(shè)計(jì)主要是圍繞多項(xiàng)固定支架模具設(shè)計(jì)展開的，運(yùn)用落料、沖孔、彎曲等沖壓 飛、工序設(shè)計(jì)冷沖壓成形復(fù)合模具。通過近期事件查閱資料和畢業(yè)調(diào)研，我對(duì)本課題的 主要設(shè)計(jì)意圖有了一定的了解，認(rèn)真分析了要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)。本課題要解決的關(guān)鍵問 題主要包括以下三點(diǎn)： 1. 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，進(jìn)行沖壓工藝方案和模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)； 2. 對(duì)復(fù)合沖壓模具零部件工藝參數(shù)進(jìn)行參數(shù)選擇及驗(yàn)算； 3. 確定冷沖壓加工工藝方案，繪制復(fù)合沖壓模具裝配圖和零件圖。 對(duì)于上述關(guān)鍵問題，雖然處理起來比較困哪，但自己也要一步步解決。本課題需要 運(yùn)用機(jī)械、材料成形、冷沖壓模具、CAD、Pro/E 等畫圖軟件的知識(shí)，需要相當(dāng)廣闊的知 識(shí)面和較高的專業(yè)水平。具體的解決方法包括以下幾個(gè)方面： 1. 在課題研究初期，我借閱了大量有關(guān)冷沖壓模具設(shè)計(jì)制造方面的書籍，同時(shí)在網(wǎng) 上搜索了大量關(guān)于冷沖壓模具的資料與論文。并結(jié)合課題要求，有針對(duì)性的摘抄了一定 的讀書筆記。 2. 深入工廠進(jìn)行課題調(diào)研，了解模具設(shè)計(jì)時(shí)間工作中需要考慮的問題。虛心向工人 師傅們請(qǐng)教本課題中遇到的不解之處，為以后的設(shè)計(jì)提供資料和積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，避免走 不必要的彎路。同時(shí)，虛心向老師請(qǐng)教設(shè)計(jì)過程中遇到的問題。 3. 通過所學(xué)知識(shí)和大量查閱資料對(duì)零件進(jìn)行工藝分析和工藝參數(shù)計(jì)算，根據(jù)零件所 需冷沖壓工序設(shè)計(jì)出復(fù)合沖壓模具。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 2 沖壓工藝設(shè)計(jì) 2.1 沖壓件簡(jiǎn)介 形狀和尺寸如下圖所示。材料為 08F，板材厚度 0.5mm。 零件圖如下： 圖 2.1 零件圖 表 2-1 沖裁和拉深件未注公差尺寸的偏差 1 尺寸的類型基本尺寸 包容表面 被包容表面 暴露表面及中心距 3 +0.25 -0.25 36 +0.30 -0.30 0.15 610 +0.36 -0.36 1018 +0.43 -0.43 0.215 1830 +0.52 -0.52 3050 +0.62 -0.62 0.31 5080 +0.74 -0.74 80120 +0.87 -0.87 0.435 120180 +1.00 -1.00 180250 +1.15 -1.15 0.575 250315 +1.30 -1.30 315400 +1.40 -1.40 0.70 400500 +1.55 -1.55 500630 +1.75 -1.75 0.875 630800 +2.00 -2.00 8001000 +2.30 -2.30 1.15 10001250 +2.60 -2.60 1.15 查表 2-1 沖裁和拉深件未注公差尺寸的偏差（即參考文獻(xiàn)1，P217 頁，表 8-18 沖裁 和拉深件未注公差尺寸的偏差），得各尺寸的偏差，各尺寸帶偏差后的尺寸如圖 2.2 所示。 多向固定支架冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 5 圖 2.2 帶偏差的零件圖 2.2 沖壓的工藝性分析 沖壓工藝分析主要考慮產(chǎn)品的沖壓成形工藝，最主要的是包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi) 容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材 料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分 析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此工藝分析，主要是討論在不 影響零件使用的前提下，能否以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來。 1.影響沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮，主要因素： 工件主要是以彎曲為主，部分成形。 工件展開后外形為平板形狀，適宜沖裁工件。 工件沒有懸壁。 材料為普通碳素鋼 08F，是常見的沖壓材料。 工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按 IT14 級(jí)處理。 生產(chǎn)批量。一般來說，大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn) 效率；中小批量生產(chǎn)時(shí)，常采用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模，以降低模具制造費(fèi)用。 綜上所述，此工件適宜沖裁。 2.本沖壓件工藝分析如下： 圖形分析形狀較復(fù)雜，展開后相對(duì)不是很復(fù)雜，主要是落料、沖孔、彎曲、成 形。 尺寸分析尺寸公差要求一般，未注公差尺寸均取 IT14 級(jí)。 材料 08F，是常見的沖裁材料。 零件用的是厚 0.5mm 的 08F 鋼。 08F 鋼為極軟的碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉 延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時(shí)效敏感性，淬硬性及淬透性極低。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的 覆蓋零件和焊接構(gòu)件。 1）化學(xué)成份： 碳 C ：0.050.11 硅 Si：0.03 錳 Mn：0.250.50 硫 S ：0.035 磷 P ：0.035 鉻 Cr：0.10 鎳 Ni：0.30 銅 Cu：0.20 2）力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 b(MPa)：275383MPa 屈服強(qiáng)度 s(MPa)：177MPa 伸長率 5() ：32 斷面收縮率 () ：60 硬度：未熱處理，131HB 試樣尺寸：試樣尺寸為 25mm 3）熱處理規(guī)范及金相組織： 熱處理規(guī)范：正火 930，30min，空冷。 金相組織：鐵素體+極少量珠光體。 表 2.1 黑色金屬的力學(xué)性能 2 材料名稱 牌號(hào) 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度/（Mpa） 抗拉強(qiáng)度 b/(Mpa） 伸長率 10/(%） 屈服強(qiáng)度 s/(Mpa） Q235 310380 440470 2125 240 普通碳素鋼 Q275 未退火 400500 580620 1519 280 08F 216304 275383 32 177 10 260340 300440 29 210 20 280400 360510 25 250 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié) 構(gòu)鋼 45 已退火 440560 550700 16 360 軟態(tài) 260 300 35 380 H62 半硬態(tài) 300 380 20 200 軟態(tài) 240 300 40 100 黃銅 H68 半硬態(tài) 280 350 25 軟 260 300 38 140錫磷青銅 錫鋅青銅 QSn6.5-2.5 QSn4-3 硬 480 550 35 多向固定支架冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 7 特硬 500 650 12 550 批量一年生產(chǎn) 30 萬件是批量生產(chǎn)。 沖壓工序落料、沖孔、彎曲、成形。 沖裁間隙 根據(jù)料厚 t=0.5，再查表 2-2 沖裁模初始雙面間隙（即參考文獻(xiàn) 3，P20 頁，表 2-10） ， 得： 雙面間隙 Z0.0400.060mm。 表 2-2 沖裁模初始雙面間隙 Z3 08F、08、10、15 ， 09Mn2、Q235 16Mn 45、50 65Mn材料厚度 t Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于 0.5 極小間隙 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 2.3 沖壓工藝方案的確定 2.3.1 沖壓模具類型 經(jīng)過對(duì)沖壓件的工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，并在分析沖壓工藝， 工序順序組合方式的基礎(chǔ)上，提出各種可能的沖壓分析方案。 方案一：?jiǎn)喂ば蚰?。模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，落料和沖孔可以生產(chǎn)出工件，需要兩副模具， 由于一年需生產(chǎn) 30 萬件工件，數(shù)量大，生產(chǎn)效率低于實(shí)際生產(chǎn)需求。故不能采用單工序 模。 方案二：復(fù)合模。本產(chǎn)品工序太多，不能采用一副復(fù)合模完成。 方案三：連續(xù)模。連續(xù)模的優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化，日產(chǎn)量非常高，滿足一年生 產(chǎn) 30 萬件的生產(chǎn)要求?？晒?jié)省勞動(dòng)力成本，能保證工件的位置精度和工件的質(zhì)量；連續(xù) 模的缺點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，模具調(diào)試難度大，制造周期長，通常材料率很 低，必須批量非常大，否則產(chǎn)品成本很高。 因此綜合考慮工藝和模具設(shè)計(jì)的可行性，產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)周期，產(chǎn)品批量，節(jié)省成 本等因素，采用方案三。 2.3.2 沖壓工藝分析和計(jì)算 主要成形工藝：彎曲、沖孔、成形和落料或切斷，其中彎曲有兩處，外側(cè)比較大的 是 U 型彎曲，需作展開計(jì)算，中間小的彎曲成 30也需展開計(jì)算。成形部分比較淺，不 需展開計(jì)算，落料或切斷有后續(xù)工序再計(jì)