側板扣件彈片多工位級進模設計【沖壓模具設計稿】

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763 =============================== 喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763 ===============================

畢業(yè)設計（論文）任務書 題目：側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 學生姓名：　學號： 專業(yè)：材料成型及控制工程 任務起至日期： 2013 年 3 月 11 日 至 2013 年 6 月 28 日 共 16 周 一、 課題的任務內(nèi)容： 該制件側板扣件彈片, 其結構較為復雜, 屬大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。若采用單工序模生產(chǎn), 所需模具數(shù)量多, 生產(chǎn)效率低并且難以精確定位。若采用多工位級進模生產(chǎn), 原材料由自動送料器送入, 零件產(chǎn)品一次成形,將大大提高生產(chǎn)效率和零件質(zhì)量的穩(wěn)定性, 降低生產(chǎn)成本。因此，要求根據(jù)制件的結構特點，分析采用不同成形工藝的優(yōu)缺點，確定采用級進模設計，設計出結構合理，使用可靠方便的級進模具，該模具能生產(chǎn)出達到圖紙所要求的尺寸、公差和其它技術指標零件。 二、原始條件及數(shù)據(jù)： 文獻 三、設計的技術要求（論文的研究要求）： 1.根據(jù)文獻繪制側板扣件彈片的三維模型，分析比較不同的沖壓工藝方案，確定理想的排樣圖。 2.根據(jù)產(chǎn)品的要求，完成側板扣件彈片級進模具的總體設計以及沖壓設備的選型。 3.進行模具結構零件的草圖設計，完成必要的工藝分析、計算和校核。 4.繪制模具裝配總圖和模具零件圖。 5.合理制訂該模架主要零部件的加工工藝規(guī)程。 四、畢業(yè)設計（論文）應完成的具體工作： 1.畢業(yè)設計開題報告（字數(shù)在3000～4000）； 2.外文文獻翻譯（5000個漢字以上或20000個外文印刷符號）； 3.塑料制品、成型工藝及模具結構設計； 4.模具零件結構設計及成型零件加工工藝設計； 5.畢業(yè)設計說明書（字數(shù)不少于15000）。 另外每周須（網(wǎng)上）填寫畢業(yè)設計進程狀況匯報及設計過程中的疑問（2次/周）。 軟硬件名稱、內(nèi)容及主要的技術指標（可按以下類型選擇）： 計算機軟件 UG、Autocad 圖 紙 裝配圖、零件圖合計不少于3張A0圖紙 電 路 板 機 電 裝 置 新材料制劑 結 構 模 型 其 他 五、查閱文獻要求及主要的參考文獻： 根據(jù)設計課題的內(nèi)容和要求，結合本專業(yè)的最新發(fā)展動態(tài)，查閱至少10篇中、外文文獻資料，其中外文文獻資料至少2篇，并將外文文獻資料譯成中文（譯文不得少于5000漢字或20000外文印刷符號）。 本專業(yè)主要期刊：模具工業(yè)、模具技術、模具制造、電加工與模具、金屬塑性加工等。 其它主要參考資料： ［1］ 《沖模設計手冊》編寫組， 沖模設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，2004 ［2］ 楊玉英，實用沖壓工藝及模具設計手冊, 北京：機械工業(yè)出版社，2004 ［3］ 張正修，沖模結構設計方法、要點及實例，北京：機械工業(yè)出版社，2007 ［4］ 陳炎嗣，多工位級進模設計與制造，北京：機械工業(yè)出版社， 2006 ［5］ 段來根，多工位級進模與沖壓自動化，北京：機械工業(yè)出版社，2001 [6] 歐陽波儀，多工位級進模設計標準教程，北京：化學工業(yè)出版社，2008 [7] 余學文等， UG NX4級進模設計培訓教程，北京：清華大學出版社，2009 六、進度安排：（設計或論文各階段的要求，時間安排）： 2.25之前： 根據(jù)設計課題“側板扣件彈片成形工藝與級進模設計”要求；查閱中、外文文獻資料，作好畢業(yè)設計前期準備工作。 2.26～3.8： 結合畢業(yè)實習在工廠看到的模具與查找的文獻相結合，初步擬定零件的成形工藝及模具基本結構。 制定模具結構設計方案，并進行方案分析、比較，確定設計方案。與指導教師進行開題交流，填寫開題交流討論記錄表，上傳提交開題報告。 3.9～4.8 完成外文文獻翻譯并上傳。 4.9～4.13進行模具結構設計，繪制模具結構裝配草圖，并進行有關工程計算校核；繪制模具結構裝配圖；填寫并上傳畢業(yè)設計中期自檢表。 4.16～5.1： 完成模具零件圖的繪制工作。 5.2～5.20： 撰寫畢業(yè)設計說明書，完成畢業(yè)設計全部內(nèi)容。 5.21～5.27： 接受指導教師的審核、評閱，修改、完善畢業(yè)設計，并上傳提交全部畢業(yè)設計資料。 5.28～6.2： 根據(jù)評閱教師的審核意見，進一步修改、完善畢業(yè)設計；打印設計圖紙和說明書；準備畢業(yè)設計答辯。 6.3～6.9： 參加畢業(yè)設計答辯； 6.10～6.14： 上傳提交最終修改好的畢業(yè)設計全部資料和光盤。 2013年 1月 7 日 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 摘要：本文闡述了采用多工位級進模生產(chǎn)的可能性，分析了-側板扣件彈片多工位級進模 的成形工藝及特點。詳細對比了零件的幾種排樣方案和沖切刃口的設計，列舉了利用軟 件對零件的毛坯進行展開、沖壓工藝的計算以及凸模強度的校核等過程；本文所介紹的 級進模共有 10 個工位，是一副集多個工序為一體的模具，其成形的工序主要包括沖裁、 成型、彎曲等；為了保證模具在工作時不干涉，在設計時應予以綜合考慮；在文章的最 后簡單的介紹了級進模材料的選用及熱處理并且詳細列出了壓力中心的計算過程。 關鍵詞：級進模；排樣；模具設計 Side panel fasteners shrapnel forming technology and progressive die design Abstract: This paper describes the possibility of using multi-position progressive die production, analysis of the - side panels fasteners shrapnel multi-position progressive die forming technology and features. Detailed comparison of the parts of several nesting programs and cutting edge design, citing the use of software parts rough commence the calculation of the stamping process and punch strength check process; described in this article Progressive Die from 10-position, is a set of a plurality of processes as one of the mold, the step of forming including punching, forming, bending, etc.; in order to ensure that the mold is of non- interference in the work, should be designed considering; the end of this article a brief introduction of the progressive die material selection and heat treatment and sets out in detail the calculation of the center of pressure. Key words: progressive mode; nesting; mold design 目 錄 前 言 ......................................................................1 1 側板扣件彈片介紹及沖壓工藝性分析 .........................................3 1.1 側板扣件彈片零件圖的繪制 ..............................................3 1.2 側板扣件彈片工藝設計 ..................................................3 2 排樣設計 .................................................................7 2.1 概述 ..................................................................7 2.2 毛坯排樣 ..............................................................7 2.2.1 毛坯排樣 ..........................................................7 2.2.2 搭邊 ..............................................................8 2.2.3 步距 ..............................................................9 2.2.4 條料的寬度 ........................................................9 2.2.5 材料利用率 .......................................................10 2.3 沖切刃口設計 .........................................................10 2.4 輪廓分解時分段搭接頭應注意的問題 .....................................10 2.5 工序排樣 .............................................................11 2.5.1 工序排樣類型 .....................................................11 2.5.2 載體設計 .........................................................11 2.5.3 條料定位方式 .....................................................11 2.6 工序排樣 .............................................................12 2.7 條料尺寸及步距精度 ...................................................13 3 工藝計算和設備選擇 ......................................................15 3.1 沖壓力的計算 .........................................................15 3.2 成型力的計算 .........................................................16 3.3 彎曲力的計算 .........................................................17 3.4 總沖裁力的計算 .......................................................17 3.5 卸料力的計算 .........................................................17 3.6 卸料樹脂的選用 .......................................................18 3.7 確定壓力中心 .........................................................19 3.8 凸、凹模刃口尺寸的計算 ...............................................19 3.8.1 凸、凹模刃口尺寸的計算原則 .......................................19 3.8.2 刃口尺寸計算方法 .................................................19 3.9 彎曲模的結構設計 .....................................................21 3.10 設備的選擇 ..........................................................22 3.10.1 完成各種工序所需的壓力 ..........................................22 3.10.2 壓力機的校核 ....................................................22 4 模具設計 ................................................................24 4.1 模具結構概要設計 .....................................................24 4.1.1 模具基本結構形式 .................................................24 4.1.2 模具基本尺寸 .....................................................24 4.1.3 模架的選定 .......................................................25 4.2 模具工作零件設計 .....................................................25 4.2.1 模具零件的連接 ...................................................25 4.2.2 模板類零件的連接 .................................................25 4.3 卸料機構的設計 .......................................................26 4.3.1 卸料板的安裝形式 .................................................26 4.3.2 小導柱、小導套 ...................................................26 4.4 導料與定距機構 .......................................................27 4.4.1 導 料 裝 置 ........................................................27 4.4.2 定距裝置 .........................................................28 4.5 安全機構設計 .........................................................28 4.6 側板扣件彈片模具非成型零件的設計 .....................................29 4.7 模具零件選材 .........................................................29 4.8 側板扣件彈片模具裝配圖 ...............................................31 4.8.1 模具的工作原理 ...................................................31 4.8.2 模具閉合狀態(tài)時的結構圖 ...........................................32 5 級進模制造 ..............................................................33 5.1 級進模零件加工工藝 ...................................................33 5.2 級進模裝配技術 .......................................................34 結論 ......................................................................35 致 謝 ....................................................................36 參考文獻 ..................................................................37 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 1 前 言 模具作為特殊的工藝裝備，在現(xiàn)代制造業(yè)中越來越重要。有了模具，企業(yè)有可 能向社會提供品種繁多、質(zhì)優(yōu)價廉的商品，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的多方面的消費需要。 有了模具，人們的衣、食、住、行，可直接或間接地變得豐富多彩。說得具體一點， 人們?nèi)粘＝佑|到的如：汽車、手表、手機、電話、電腦、空調(diào)傳真機、復印機、彩 電、冰箱、照相機、兒童玩具等，可以說一切用品，大到飛機、輪船、火車、火箭， 小到一根縫衣針，都離不開模具加工或生產(chǎn)其中某個零件。模具的廣泛應用，不僅 得到了人們普遍的認識，同時，模具水平的高低，關系到現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進步， 關系到經(jīng)濟建設的速度。大力提高制造模具水平，是提升模具技術檔次的關鍵。 沖模按其功能和模具結構，有單工序模、復合模和級進模之別。它們都是借助 壓力機，將被沖的材料放入凸、凹模之間，在壓力機的作用下使材料產(chǎn)生變形或分 離，完成沖壓工作。 單工序模，指在壓力機的一次行程中，完成一道沖壓工序的沖模。 復合模，指模具只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，完成兩個或兩個以 上的沖壓工序的沖模。 級進模，又稱跳步模、連續(xù)模和多工位級進模。指模具上沿被沖原材料的直線 送進方向，具有至少兩個或兩個以上工位，并在壓力機的一次行程中，在不同的工 位上完成兩個或兩個以上沖壓工序的沖模。常見的沖壓工序有（圓孔和異形孔、窄 縫、窄槽等） 、壓彎（一次壓彎和多次壓彎） 、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。 由于沖件各不相同，所完成的沖壓工序和工位數(shù)也各不相同，內(nèi)容非常豐富。其所 用的模具在統(tǒng)稱級進模的前提先，一般用制件名稱或多少工位加制件名稱冠在級進 模的前面，以此稱呼其不同的級進模，如簧片級進模、10 工位簧片級進模等。 級進模在過去，因技術水平的限制，工位數(shù)相對較少，35 個常見，10 個工 位就算多了，10 個工位以上的就很少見了，所以多工位這個詞過去很少聽到。近年 來由于對沖壓自動化、高精度、長壽命提出了更高的要求，模具設計與制造高新技 術的應用與進步，工位數(shù)已不再是限制模具設計與制造的關鍵，從目前了解到的情 況，工位間步距精度可控制在3m 之內(nèi)，工位數(shù)已達幾十個，多的已有 70 多個。 沖壓次數(shù)也大大提高，有原來的每分鐘沖幾十次，提高到每分鐘沖幾百次，對于純 沖裁高達 1500 次/min（帶彎曲的加工 500600 次 /min） ，級進模的重量亦有過去的 幾十公斤增加到幾百公斤，直至上噸。沖壓方式有早期的手工送料、手工低速操作， 發(fā)展到如今的自動、高速、安全生產(chǎn)。調(diào)整好后的模具在有自動檢測的情況下實現(xiàn) 無人操作。模具的總壽命由于新材料的應用和加工精度的提高，也不是早先的幾十 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 2 萬次，而是幾千萬次，上億沖次。當然級進模的價格和其它模具相比要高一些，但 在沖件總成本中，模具費所占的比例還是很少很少。 由此可見，多工位級進模是當代沖壓模具中生產(chǎn)效率最高、最適合大量生產(chǎn)應 用，已越來越多地被廣大用戶認識并使用的一種高效、高速、高質(zhì)、長壽的實用模 具。 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 3 1 側板扣件彈片介紹及沖壓工藝性分析 1.1 側板扣件彈片零件圖的繪制 側板扣件彈片二維零件圖 利用 AutoCAD 繪圖軟件繪制如圖 1.1 所示的二維零件圖。 圖 1.1 零 件 二 維 圖 1.2 側板扣件彈片工藝設計 1.零件的簡單介紹 側板扣件彈片是大眾系列轎車零部件的一個護罩，尺寸精度要求較高，所用材 料為 SECC,材料厚度為 0.8mm。零件的主體形狀為長方形形，切邊以后一邊成對不 稱彎曲，根據(jù)零件的形狀特點，零件需要切邊、沖孔、成型、彎曲等工序才能完成。 零件的技術要求為沖裁斷面整齊、邊緣無毛刺和倒圓、允許外輪廓上的接刀口存在， 特別是成形后要求角度為 90，為典型的 90彎曲件，該零件生產(chǎn)批量適中，要 求設計級進模結構。 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 4 180l 2.確定零件的基本沖壓工序 圖 1.1 所示零件為一圓形帶孔彎曲件，其沖壓工序分析如下： (1) 毛坯落料 (2) 沖孔及切邊 (3) 彎曲 3.毛坯展開 按照彎曲毛坯展開的原則進行計算，圖 1.3 為該零件毛坯展開的二維圖 圖 1.3 展 開 毛 坯 圖 該零件的主要成形工序有：沖裁、成型、彎曲，沖裁和成型在零件的毛坯展開 中可不予考慮，故毛坯展開時只須考慮彎曲部分，該零件的彎曲部分圓角半徑滿足 ，這類彎曲件的展開長度是根據(jù)彎曲前、后中性層長度不變的原則進行計算/2rt 的。其展開長度等于直線部分的長度和彎曲部分中性層展開長度之和。具體計算步 驟如下： (1)計算出各直線段的長度。 (2)根據(jù) ，查出中性層位移系數(shù) X 的值。/rt (3)計算中性層彎曲半徑。 (4)根據(jù) 、 與彎曲中心角 、 計算 、 弧的展開長度：12121l2 (5)計 算 毛 坯 總 長 度 12nlabll (1.1) (1.2) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 5 考慮到采用傳統(tǒng)的方法進行沖壓工藝的計算耗時耗力，特別是查表的過程比較 煩瑣，本次畢業(yè)設計中將借助軟件來完成沖壓工藝的計算，圖 1.4 和圖 1.5 分別為 用軟件計算該零件彎曲內(nèi)側半徑為 0.8mm 的過程： 圖 1.4 r=0.8mm 的彎曲部分和直邊長度為 13.4mm 的展開總長度 圖 1.5 r=0.8mm 的彎曲部分和直邊長度為 15.8mm 的展開總長度 經(jīng)計算，彎曲部分展開的總長度 =15.8mmLL總 直 邊 彎 曲 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 6 3. 分析零件沖壓工藝性 圖中零件尺寸未注公差的按慣例取為 IT12 級，符合一般級進沖壓的經(jīng)濟進度 要求。材料為 SECC，該鋼種具有低碳（絕大多數(shù)鋼 ） 、高鉻0.12%c （ 17% 25%）和較高鎳（ 8%29%）的成分特點。此類鋼具有最佳的CrNi 耐蝕性，但相應地價格也較高。Ni 的存在使得鋼在室溫下為單相奧氏體組織，這不 僅可以進一步改善鋼的耐蝕性，而且還賦予了優(yōu)良的低溫韌性、高的加工硬化能力、 耐熱性和無磁性等特性，其冷塑性加工性和焊接性能較好。外形落料形狀不太復雜， 屬中小尺寸零件，料厚 0.8mm，尺寸精度要求一般，因此可用沖裁落料工藝；所沖 孔徑分別為 5mm、5.5mm、6mm 滿足 的要求，所沖裁的圓角半徑 R 的最小1.3dt 值也滿足要求，且孔邊距離較大，因此可用普通沖孔方法得到，亦可安排在彎曲前 沖；圖示有兩個彎角，兩邊呈不對稱彎曲，彎曲內(nèi)側半徑分都是 0.8mm，經(jīng)查表該 種材料在退火或正火后的最小彎曲半徑為 1t，均大于最小彎曲半徑，每個彎角都可 以一次彎曲成功；綜上所述，該零件主要沖壓工序的工藝性良好。 4.擬訂沖壓工藝方案 該零件所需要的基本沖壓工序為切邊、沖孔、成型、彎曲，可擬訂出如下三種 工藝方案： 方案一：用簡單模進行加工，即落料沖孔成型切邊彎曲內(nèi)側彎曲外 側； 方案二：用復合模進行加工，即首次沖孔落料復合，成型與切邊復合，四個角 一起彎曲； 方案三：采用級進模沖制。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件尺寸的積累誤差大，操作不方便，不安全。因此 該方案不適合。 采用方案二，生產(chǎn)效率較方案一有所提高，但仍需多副模具，分多次加工且模 具結構復雜，因此這種方案不是最佳方案。 采用方案三，既可以得到較高的生產(chǎn)效率，又避免了操作不便、不安全，同時 又能保證工件的精度要求，因此方案三是本零件成形的最佳方案。 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 7 2 排樣設計 2.1 概述 排樣是模具結構設計的主要依據(jù)，排樣圖的好壞，直接關系到模具設計。排樣 圖設計有錯誤，會導致制造出來來的模具無法沖出合格制件而將整副模具報廢，對 于初次實踐多工位級進模的設計人員來說，這種體會往往是非常深刻的，永遠不會 忘記。因此，在進行多工位級進模排樣設計時，一定要仔細、反復思考后，可以確 定幾種不同方案，進行分析比較，與有經(jīng)驗的模具工作者多研討，得出一個最優(yōu)化 的方案才能使用。 多工位級進模的排樣設計，與單工序模的排樣設計相比要復雜得多。 在一副級進模里，因沖的制件不同，各工位就有不同的沖壓工序，如沖切、一 次壓彎、二次壓彎、再次壓彎、壓包、成型等，每個工位的沖壓性質(zhì)都須遵守一定 的規(guī)則，合理分布，違背了就沖不出合格制件，所以必須要求具有豐富實踐經(jīng)驗和 較高沖壓理論知識的設計人員，才能設計好排樣。排樣的設計過程中，還要善于與 模具制造和模具用戶隨時交流，保持緊密合作。這樣，即使是一副工位數(shù)較多，排 樣又較為復雜的級進模，但由于考慮周密，各工位安排合理，使沖壓過程通暢無阻， 模具的制造、操作使用與維護都很方便，對于這樣的排樣設計就是最成功的。 2.2 毛坯排樣 毛坯排樣就是確定沖壓件毛坯外形在條料上的截取方位及與相鄰毛坯的關系。 毛坯排樣方案對材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具結構和壽命等有著顯著 的影響。據(jù)統(tǒng)計，在沖壓件的成本中，材料費所占比例在 60%以上。因此，合理排 樣對提高材料利用率、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。 2.2.1 毛坯排樣 典型的毛坯排樣有如下三種，如圖 2.1 所示。 (a) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 8 (c) 圖 2.1 毛 坯 排 樣 第一種方案要求的條料寬度較小，模具寬度也小，但模具長度會較長，彎曲部 分在彎曲前的切邊量也比較大，由于該制件的成形高度比較大，初步擬定采用導料 桿進行導料，該方案彎曲部分兩邊切邊量比較大，條料兩側變形比較嚴重，由于導 料桿對條料的送料導向屬于點接觸間斷性的，所以對條料的寬度精度和兩側的平直 度要求較高且導料桿易和沖裁凸模具發(fā)生干涉。 第二種方案較第一種方案更易于實現(xiàn)復雜彎曲工序，而且送進步距小，有利于 提高生產(chǎn)效率，但該種方案是以毛坯的最大輪廓為橫向排樣的，條料比較寬，此方 案材料浪費較嚴重，不能做到經(jīng)濟生產(chǎn)。 第三種方案為斜排，將制件旋轉一定的角度，是材料的利用率達到最大化，送 進步距相對一、二兩種方案來得更少，條料寬度也較小，經(jīng)綜合考慮，擬選用第三 種方案。 2.2.2 搭邊 搭邊是指排樣時毛坯外形與條料側邊及相鄰毛坯外形之間設置的工藝余料。搭 邊的作用是保證毛坯從條料上分離，補償由于定位誤差使條料在送進過程中產(chǎn)生的 偏移所需要的工藝余料。搭邊分為側搭邊和中心搭邊。搭邊的基本要求是要有足夠 的強度，而搭邊的強度主要由搭邊寬度決定。 根據(jù)第三種排樣方案，初步選用單側載體進行運載條料，雙載體又稱標準載體， 它是在條料兩側分別留出一定寬度的材料運載工序件，雙載體比單載體更穩(wěn)定，具 有更高的定位精度。單載體尺寸如圖 2.2 所示。 (b) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 9 圖 2.2 單 、 雙 載 體 尺 寸 根據(jù)上表所提供的數(shù)據(jù)選取 B=3mm，初定整副模具定位方式為送料機與導正 銷混合使用，經(jīng)查表可以得出送料機切去的余料寬度,根據(jù)條料厚度查得送料機切邊 量為 2mm；綜上所述，該種排樣的側搭邊一側為 3。7mm，一側為 4.4mm。 2.2.3 步距 步距指沖壓過程中條料每次向前送進的距離，其值為排樣時沿送進方向兩毛坯 之間的最小距離值。步距可定義為: S=L+a s沖裁步距 L沿條料送進方向，毛坯外形的最大寬度值 a沿送進方向的搭邊值 如排樣時方案三所述，即使沖裁步距等于毛坯外形輪廓的最大寬度值即 33.3mm；由于彎曲部分切邊量比較大，兩彎曲對頭部分仍有較大的搭邊值，最終確 定沖裁步距 S=37mm。 2.2.4 條料的寬度 條料寬度指根據(jù)排樣結果確定的毛坯所需條料寬度方向的最小尺寸。理論上條 料寬度可按下式計算： (2.1) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 10 2BDb B條料寬度的理論值 D垂 直 于 送 進 方 向 毛 坯 的 最 大 輪 廓 尺 寸 ， 它 隨 毛 坯 排 樣 方 位 變 化 B側 搭 邊 值 本 設 計 中 B=75.1+3.7+4=82.8mm。 2.2.5 材料利用率 材料利用率定義為 A代表產(chǎn)品毛坯外形所包容面積； B代表條料寬度； S代表沖裁步距； 2.3 沖切刃口設計 在級進模設計中，為了實現(xiàn)復雜零件的沖壓或簡化模具結構，一般總是將復雜 的外形和內(nèi)形孔分幾次沖切。沖切刃口外形的設計就是把復雜的外形輪廓和內(nèi)形輪 廓分解為若干個簡單幾何單元，各單元又通過組合和補缺等構成新的沖切輪廓的工 藝設計過程。 由于零件的一端有彎曲，因此在彎曲之前必須將帶彎曲的部分與條料分離，而 其余部分又必須與條料相連，以保證實現(xiàn)級進沖壓，因此設計的外形沖切刃口如圖 2.3 所示。 圖 2.3 外 形 沖 切 刃 口 設 計 (2.2)10%S (2.3)3215.60%073.2%7ABS 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 11 2.4 輪廓分解時分段搭接頭應注意的問題 內(nèi)外輪廓分解后，各段之間必然要形成搭接頭，不恰當?shù)姆纸鈺е麓罱宇^處 產(chǎn)生毛刺、錯牙、尖角、塌角、不平直和不圓滑等質(zhì)量問題。 該零件在刃口分解時，有一部分直邊是分兩次沖切而成的，這就帶來一個問題， 兩次沖切刃口平行、共線，但不重疊。平接在搭接頭容易產(chǎn)生毛刺、錯牙、不平直 等質(zhì)量問題，直邊分二次沖切時，為消除搭接頭處的毛刺，在第二次沖切的搭接頭 處用退位槽，第一次先沖出退位槽，第二次在接頭處重疊沖切，即想辦法將平接轉 化為交接，本次設計中，為了保證產(chǎn)品邊緣無毛刺和倒圓，產(chǎn)品直邊分兩次沖切的 部分在第一次沖切的工位上均設計了用于沖切退位槽的刃口。 2.5 工序排樣 2.5.1 工序排樣類型 根據(jù)零件的沖壓要求，由于含有彎曲工序，所以本零件的沖壓不適用選落料型 工序排樣?？紤]到零件最后沖壓完成后出件，選切型工序排樣。 2.5.2 載體設計 載體就是級進模沖壓時條料上連接工序件并將工序件在模具上穩(wěn)定的送進部分 材料，載體與毛坯排樣時的搭邊有相似之處，但作用完全不同。搭邊是為滿足把工 件從條料上沖切下來的工藝要求而設置的，而載體是為運載條料上的工序件至后續(xù) 工位而設計的。載體必須要有足夠的強度能平穩(wěn)的將工序件送進。一旦載體發(fā)生變 形，條料的送進精度就無法保證，甚至阻礙條料送進和造成事故，損壞模具。 為了保證彎曲過程中工序件的準確位置，選擇雙載體，載體寬度為 3mm。 2.5.3 條料定位方式 由于多工位級進模將產(chǎn)品的沖壓加工工序分布在多個工位上順次完成，要求前 后工位上工序件的沖切刃口能準確的銜接、匹配，這就要求工序件在每一工位都能 準確定位，因此級進模必須有可靠準確的手段用于工序件準確位置的控制。 X 向：條料送進方向的送進步距控制用送料機進行粗定位，導正銷進行精定位。 為了確保送料機定位精度，選用帶有導向的送料機。 Y 向：本零件涉及的彎曲工序，采用的浮頂機構工作可靠協(xié)調(diào)，所以直接采用 槽式浮頂銷兼寬度方向的導料。 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 12 Z 向：由于工序件在加工過程中有彎曲工序，所以本設計中零件沖壓過程采用 單側浮頂銷。 導 正 方 式 ： 為 了 保 證 零 件 上 孔 的 精 度 ， 采 用 間 接 導 正 。 導 正 孔 布 置 在 兩 側 的 載 體 上 。 導 正 孔 直 徑 取 4.0mm。 2.6 工序排樣 在多工位級近模沖壓中，工序件在級進模內(nèi)隨著沖床每沖一次就向前送進一個 步距，到達不同的工位。由于各工位的內(nèi)容各不相同，因此，在級進模設計中要確 定從毛坯板料到產(chǎn)品零件的轉化過程，即級進模各工位所要進行的加工工序內(nèi)容， 這一設計過程就是工序排樣。工序排樣是級進模設計的靈魂，它決定了級進模的基 本形式。 (1)工序排樣應遵循的原則 (2)工序排樣要保證產(chǎn)品零件的精度和使用要求。 (3)工序應盡量分散，以提高模具壽命，簡化模具結構。 (4)合理安排各工序，使壓力中心盡可能與模具幾何中心接近。 (5)同一工位各沖切凸模應設計應盡量設計為相同的高度，便于刃磨。 (6)沖孔在前，外形沖切和落料在后。 (7)為保證條料送進步距精度，第一工位安排沖切導正孔， 第二位設導正銷， 在其后的各工位上，優(yōu)先在易竄動的工位上設導正銷。 (8)設置空位，可以提高凹模、卸料板和凸模的強度。 (9)工件和廢料應順利排出。 (10)排樣方案要考慮模具加工設備條件。 經(jīng)過以上幾方面的設計，綜合比較分析后，可確定該零件的沖壓工序排樣圖如 圖 2.4，即零件的沖制用十工位級進模。 第一工位 沖導正孔 第二工位 空位 第三工位 沖圓孔 第四工位 沖圓孔 第五工位 成型 第六工位 且廢料 第七工位 空位 第八工位 彎曲 第九工位 彎曲 第十工位 切邊 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 13 圖 2.4 工序排樣圖 2.7 條料尺寸及步距精度 條料寬度 82.8mm 步距 37mm 步距精度： 步距精度； 制件沿條料送進方向最大輪廓尺寸精度提高 3 級后的實際公差值（mm） ； n多工位級進模的工位數(shù)； 32Kn (2.4) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 14 K因數(shù)，見表 2.2。 表 2.2 因 數(shù) K (取 =0.01mm)330.95460.370.14878921Kn 所以該零件的步距的對稱偏差值為0.01mm 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 15 3 工藝計算和設備選擇 3.1 沖壓力的計算 沖裁力的計算 沖裁在理論上可以近似認為是剪切斷裂，所以最大沖裁力可以按板料的抗剪強 度來計算。平刃沖模的沖裁力可以按下式計算： FKLt F沖 裁 力 (N) L零 件 剪 切 周 長 (mm) t材 料 厚 度 (mm) 材 料 抗 剪 切 強 度 (Mpa) K系 數(shù) 。 考 慮 到 模 具 間 隙 值 的 波 動 及 均 勻 性 、 刃 口 的 磨 損 、 材 料 力 學 性 能 及 厚 度 的 波 動 潤 滑 情 況 等 因 素 對 沖 裁 力 的 值 都 有 影 響 ， 故 一 般 取 K=1.3 第 一 工 位 上 的 沖 裁 力 ： (沖 切 導 正 孔 )31.840.581.0FLt N (沖 切 導 正 孔 )4K 第 二 工 位 上 的 沖 裁 力 ： (沖 制 條 形 孔 )1.3560.48176.2FLt (沖 切 5.5 的 孔 )312708N 第 三 工 位 上 的 沖 裁 力 ： (沖 切 5mm 的 孔 )1.84.5416.FKLt 第 四 工 位 上 的 沖 裁 力 ： (沖 切 孔 )1.370.230.t N 第 六 工 位 上 的 沖 裁 力 ： (切 邊 )1.9185.4817.43FKLt 第 十 工 位 上 的 沖 裁 力 ： (3.1) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 16 (切 邊 落 料 )1.374608.5480237.416FKLt N 3.2 成型力的計算 判斷加強筋是否能夠一次成形 根據(jù)零件形狀和材料性質(zhì)，局部成型可以由一次或多次工序完成。對于壓強筋 等成形，材料一次成形極限用斷面變形程度 表示：p p=(l-l0)/l0 (0.70 0.75) 成形前的原始長度(mm)0l 成形后加強筋的曲線輪廓長度(mm) 材料伸長率 由 UG 軟件計算得出 =6.2762mm， =5.5136mm，如圖 3.1 所示：l0l 圖 3.1 在 UG 軟 件 下 測 繪 零 件 的 相 關 尺 寸 所以可以得出：(0.7.5)0.7.50.735.0.2450.6:::: 經(jīng)理論計算，計算結果滿足上述條件，可以由一次工序完成。 第三工位上的成型力： (3.2) 621638pl 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 17 F變形力(N)； K系數(shù)，可取為 0.71，當加強筋形狀窄而深時取較大值，寬而淺時取小值； L加強筋周長(mm) ； t毛坯厚度(mm)； 材料抗拉強度(Mpa)。b 第四工位上的成型力： 3.3 彎曲力的計算 彎 曲 內(nèi) 圓 角 半 徑 R=0.8mm 所 需 要 的 彎 曲 力 F=292.5N 彎 曲 內(nèi) 圓 角 半 徑 R=3mm， 寬 度 b=5.334mm 所 需 要 的 彎 曲 力 F=178.287N 彎 曲 內(nèi) 圓 角 半 徑 R=3mm， 寬 度 b=7.5167mm 所 需 要 的 彎 曲 力 F=251.272N 3.4 總沖裁力的計算 =222402.83734+46531.8048=268934.64214NF第 一 段 第 二 段 3.5 卸料力的計算 第一段卸料所需要的卸料力 = =1FK卸 沖 0.524.837=120.4867N (3.3)0.7620.5(9628)6013. b bFKlt MpaN:取即 ： 0.7620.5(9628)6013.b blt paF:取即 ： (3.4) bLt 20.6bKtFr 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 18 6702.9.56.07931.jjFNhmm預 預 第二段卸料所需要的卸料力 = =2FK卸 沖 0.54631.80=26.594N 鋼的厚度在 0.1mm0.8mm 之間時，卸料系數(shù)為 0.0450.055，上式中取 K=0.05。 3.6 卸料樹脂的選用 第一段卸料樹脂的選用 (1)根據(jù)模具的安裝位置，擬選用 10 根樹脂，則每根樹脂的負荷為： 這里需要說明一下，按 的要求選用樹脂是比較保守的，特別是當卸料F預 卸 力很大時，所選用的樹脂數(shù)量過多，這樣使模具結構龐大或受模具結構空間限制而 使樹脂無法布置。因此在實踐中按 ，或使 來選用樹脂也能滿足要1卸 0.5F預 卸 求。 (2)查參考文獻 1，并考慮到模具結構尺寸，初選樹脂參數(shù)為： =22mm， d=4mm，t=7.12mm， =670N， =60mm(規(guī)格標記為：樹脂2DjF0h )4 (3) 樹脂的基本特性： 4.檢查樹脂最大壓縮量是否滿足上述要求： 17.3520.8h預 工 作 修 模 20.8mm20.9jm 故所選樹脂是合適的。 0.56.079356.07931Nn卸預 (3.5) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 19 第二段卸料樹脂的選用 第二段安裝與第一段相同規(guī)格、相同數(shù)量的樹脂，以保證條料所受卸料力均衡。 該種樹脂的具體參數(shù)如圖 3.2。 3.7 確定壓力中心 成形力的合力中心稱為壓力中心.對于中心模具,壓力中心應于模柄中心線大體 重合,以保證壓力過程中模具各零件受力均衡和工作平穩(wěn).如果壓力中心不與模柄中 心線一致,就會產(chǎn)生偏心力矩,使壓力機滑塊、導軌、模具的導柱與導套、模具刃口 之間發(fā)生嚴重磨損甚至啃傷，使模具過早失效。 模具的壓力中心坐標值（x，y） 經(jīng)求解得：x 0=290mm，y 0=43mm。 詳細壓力中心的求解見附錄。 3.8 凸、凹模刃口尺寸的計算 凸、凹模刃口尺寸精度是否合理，直接影響沖裁件的尺寸精度及合理間隙值是 否保證，也關系模具的加工成本和壽命。 3.8.1 凸、凹模刃口尺寸的計算原則 計算沖裁凸、凹模刃口尺寸的依據(jù)為：（1）沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與 凹模刃口尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相等。 （2）零件的尺寸精度。 （3）合 理的間隙值。 （4）磨損規(guī)律，如圓形件凹模尺寸磨損后變大，凸模磨損后變小，間 隙磨損后變大。 （5）沖模的加工制造方法。 因而計算刃口尺寸時應按下述原則進行。 （1）保證沖出合格的零件 （2）保證模具有一定的使用壽命 12n0LxLx 12nyyLL (3.6) (3.7) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 20 （3）考慮沖模制造修理方便、降低成本 3.8.2 刃口尺寸計算方法 制造沖模的關鍵主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其間隙合理。由于模具加工方 法不同，凸、凹模刃口尺寸的計算和公差標注也不同。凸、凹模刃口尺寸的計算方 法基本上可分為兩類。 (一 )凸 模 與 凹 模 分 別 加 工 這 種 加 工 方 法 適 用 于 圓 形 或 簡 單 規(guī) 則 形 狀 的 沖 裁 件 。 沖 孔 ： 零 件 孔 的 尺 寸 ， 根 據(jù) 上 述 原 則 ， 首 先 確 定 基 準 件 凸 模 刃 口 尺 寸0d ， 再 加 上 便 是 凹 模 刃 口 尺 寸 。pdminZ0()pxmin0min0()d ddpxZ 落 料 ： 零 件 外 徑 尺 寸 ， 根 據(jù) 上 述 原 則 ， 先 確 定 基 準 見 凹 模 刃 口 尺 寸0D ， 再 減 去 便 是 凸 模 刃 口 尺 寸 。dDminZ 、 沖 孔 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 (mm)；pd 、 落 料 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 (mm)；Dd d零 件 孔 徑 公 稱 尺 寸 (mm)； D落 料 件 外 徑 公 稱 尺 寸 (mm)； 零 件 公 差 (mm)； 最 小 合 理 間 隙 (mm)；minZ 、 凸 、 凹 模 制 造 公 差 (mm)， 通 常 按 模 具 的 制 造 精 度 來 定 ；pd 磨 損 量 ， 磨 損 系 數(shù) x 是 為 了 使 零 件 的 實 際 尺 寸 盡 量 接 近 零 件 公 差 帶 的x (3.8)0minin0()d ddpxDxZ (3. 9) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 21 中 間 。 x 值 在 0.5 1 之 間 ， 與 零 件 制 造 精 度 有 關 。 零 件 精 度 為 IT10 以 上 時 ， x=1； 零 件 精 度 為 IT11 IT13 時 ， x=0.75； 零 件 精 度 為 IT14 時 ， x=0.5。 采 用 凸 、 凹 模 分 別 加 工 法 ， 采 用 分 別 標 注 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 及 公 差 ， 為 了 保 證 合 理 的 間 隙 ， 必 須 滿 足 下 列 條 件 ： 。 若 出 現(xiàn) pdminaxZ 的 情 況 ， 但 大 得 不 多 時 ， 凸 、 凹 模 公 差 按 公 式pdminaxZ 和 適 當 調(diào) 整 ， 以 滿 足 上 述 條 件 。 如 果 )(4.0inmaxZ)(6.0minaxZd 時 ， 則 應 采 用 凸 、 凹 模 配 做 。pdminax 本 次 設 計 中 ， 用 于 沖 制 4.1mm 的 結 構 孔 和 3mm 的 導 正 孔 凸 模 和 凹 模 采 用 分 別 加 工 的 方 法 進 行 設 計 ： a.沖 制 4mm 的 孔 ， 孔 的 精 度 為 IT12 級 ， 公 差 為 0.1mm， x=0.75 （ 4+0.75*0.1） 0.02=4.0750.02 （ 4.075+0.06） 0.02=4.1350.02 驗 算 是 否 滿 足 條 件 ： =0.02+0.02=0.04mmpdmaxin.84Z 滿 足 的 條 件 。pdmaxinZ b. 沖 制 5mm 的 孔 ， 孔 的 精 度 為 IT12 級 ， 公 差 為 0.12mm， x=0.75 （ 5+0.75*0.1） 0.02=5.0750.02 （ 5.075+0.06） 0.02=5.1350.02 驗 算 是 否 滿 足 條 件 ： =0.02+0.02=0.04mmpdmaxin.84Z 滿 足 的 條 件 。pdmaxinZ 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 22 3.9 彎曲模的結構設計 該零件的彎曲部分需要兩次彎曲才能成形，工序安排如下：彎曲時應先成形外 側部分，而后成內(nèi)側部分。由于外側要求成形后角度為 90，為典型的 090彎曲件 0，而后壓彎成所需要的角度(彎曲模的結構形式如圖 3.4a 和 b 所示)；在進行第二次 彎曲時，還必須考慮對第一次彎曲的部位進行讓位，防止第二次彎曲時破壞第一次 的成形的部位或發(fā)生干涉 3.10 設備的選擇 沖壓設備的選擇是設計中的一項重要內(nèi)容,它直接關系到設備的合理使用、安全、 產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的一系列重要問題。 3.10.1 完成各種工序所需的壓力 各工序的所需力的總和分別為： =22632.48+41808+5818.08+19545.48267+17646.72+19233.48267+4016.6F沖 裁 88+4016.688+23306.4+28137.84133+30422.89467+23277.8416+23253.9632=263116. 56214N = =1318.002+1318.002=2636.004N脹 形 12 =2 + =2 292.5+178.287+251.272=1014.559NF彎 曲 3F = + =13446.732107N1卸 料 0.1486732.5904 =263116.56214+2636.004+1014.559+13446.73210總 脹 形 沖 裁 卸 料 彎 曲 7=280213.857247N=280.21385724KN 初 選 型 號 為 J75G-125 閉 式 雙 點 高 速 精 密 壓 力 機 ， 該 壓 力 機 的 主 要 技 術 參 數(shù) 如 下 ： 公 稱 壓 力 ： 1250KN 公 稱 力 行 程 ： 2mm 滑 塊 行 程 ： 30mm 行 程 次 數(shù) ： 150 400 次 /min 最 大 裝 模 高 度 ： 380mm 裝 模 高 度 調(diào) 節(jié) 量 ： 50mm 工 作 臺 尺 寸 (前 后 左 右 )： 800mm 1300mm 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 23 模 具 孔 尺 寸 (直 徑 深 度 )： 80mm 120mm 3.10.2 壓力機的校核 (一)行程和行程次數(shù) 該零件的最大高度為 15mm，小于壓力機的滑塊行程，所以校核通過。 (二)最大裝模高度 所設計沖模的閉合高度(在最低工作位置時，上下模板二底面間的距離)，應小 于壓力機的最大裝模高度。 max5()h模 本設計中模具的閉模高度為 200.8 該壓力機的裝模高度為 380mm，模具的閉模 高度相對與壓力機的裝模高度小得多，故得在壓力機臺面上放墊板。 (三)壓力機的臺面尺寸校核 模具的外形尺寸為 600mm 400mm，工作臺板尺寸為 1300mm 800mm，滿足 實際工作條件。 (311 ) 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 24 4 模具設計 4.1 模具結構概要設計 概要設計是級進模結構設計的開始,它以工序排樣圖為基礎,根據(jù)產(chǎn)品零件要求, 確定級進模的基本結構框架。 4.1.1 模具基本結構形式 (1)正倒裝關系的確定:根據(jù)上述分析，本零件的沖制包含落料、沖孔、彎曲等 工序。而且已確定為采用級進模沖壓。因此選正裝式結構。 (2)導向方式確定：本零件的生產(chǎn)是大量生產(chǎn)，為了確保零件的質(zhì)量和穩(wěn)定性， 選用外導向模架。本零件的精度要求比較高，所以在外導的基礎上再加上內(nèi)導向進 行精確的導向。為了更好的保證其精度，選擇四導柱式模架。 (3)卸料方式確定：本零件沖壓工序中包含落料和沖孔，所以應選用卸料機構。 又由于零件沖壓過程中有彎曲工序，所以應選用彈性卸料板。 (4)模具結構示意圖：根據(jù)已確定的幾項結構，本零件沖壓級進模結構如圖 4.1 所示。 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 25 圖 4.1 模 具 結 構 概 要 4.1.2 模具基本尺寸 (1)模具的平面尺寸 模具平面尺寸是指模具輪廓最大尺寸，它依凹模外形尺寸為基礎，最終選擇的 模架尺寸為準，根據(jù)上面工序排樣圖，凹模的工作區(qū)域尺寸基本在 460mm 150mm 左右。圓整后，模具基本尺寸最終選擇為 600mm 400mm。其它模板的尺 寸取為與凹模板平面一致。 (2)模板規(guī)格 上模墊板：H=10mm ，第一段的長度 =500，第二段的長度 =300；1l 2l 上模固定扳：H=20mm ，第一段的長度 =500，第二段的長度 =300； 卸料板：H=16m ，第一段的長度 =500，第二段的長度 =300；1l 2l 凹模板：H=35mm ，第一段的長度 =500，第二段的長度 =300； 下模墊板：H=10mm ，第一段的長度 =500 第二段的長度 =300。1l 2l 4.1.3 模架的選定 模架的基本作用是導向機構，連接上下模并使他們具有準確位置關系。由于采 用自動送料，考慮到精度要求較高，選四導柱滑動模架。根據(jù)板平面和工作區(qū)高度 要求， 下模座：600 500 45 側板扣件彈片成形工藝與級進模設計 26 上模座：600 500 40 導柱：30 130 導套：40 140 48 4.2 模具工作零件設計 級進模由多個零件組成，各零件通過一定的聯(lián)系方式相互聯(lián)系在一起，形成一 個有機的整體，完成特定的沖壓加工任務。 4.2.1 模具零件的連接 模具零件相互連接在一起時的基本要素是位置要正確，連接要可靠、穩(wěn)定。凸 模等柱類零件采用孔與軸的過渡或過盈配合來定位，具有可靠性高，工作穩(wěn)定等特 點。在本設計中絕大多數(shù)異形凸模采用吊裝式式固定，圓形凸模、異形凸模與凸模 固定板之間分別采用 H7/m6 配合,對于保護凸模和凸模導向的卸料板 ,它與凸模之間 的配合,采用單邊 0.05mm，并使凸模工作過程中不離開卸料板,運動自如,使之工作壽 命提高。 4.2.2 模板類零件的連接 模板類零件包括凸模固定板、凹模板等，一般采用銷釘定位，內(nèi)六角螺釘連接， 當模板層數(shù)超過三層時，應分層連接。在本模具設計中在模板的四周采用六個螺釘 連接，兩個銷釘定位，這樣連接比較可靠穩(wěn)定。 4.3 卸料機構的設計 4.3.1 卸料板的安裝形式 本次設計中，所采用的卸料方式為彈性卸料，通過卸料螺釘和彈性元件等安裝 在模具上組成的，模具閉合時，樹脂被壓縮，當上模開啟時，包在凸模上的料在樹 脂回彈力的作用下推動卸料板被卸下，因此自由狀態(tài)下的彈壓卸料板總是高出凸模 底面一頂高度。這樣沖壓開始時先壓主料，然后再沖壓；沖壓結束后，料被順利卸 下。卸 料 螺 釘 的 此 種 安 裝 方 式 考