2943 減振器擴架沖壓模
2943 減振器擴架沖壓模,減振器,沖壓
西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）中期報告題目： 減振器擴架沖壓模系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 張瑞 學 號 B07020336 導 師 賈培剛 2011 年 3 月 6 日撰寫內(nèi)容要求（可加頁）： 1. 設計（論文）進展狀況 I． 學習沖裁變形的機理，凸凹模之間的間隙的確定及其刃口尺寸和沖裁力的計算。II． 理解沖裁模的結(jié)構，學習沖壓模主要零件的設計，掌握沖壓工藝的設計流程。III． 確定沖裁工件的沖裁模類型為復合模，采用正裝復合模，工件按公差等級IT12 進行沖裁。IV． 畫出工件減振器擴架展平后的零件圖開始進行相應的計算，進行裝配草圖的繪制（見附頁，未完） 。V． 完成外文翻譯。 2. 存在問題及解決措施 I． 總體思路已經(jīng)明確，但具體細節(jié)問題（如制圖細節(jié)問題的處理，孔軸的公差配合，尺寸的偏差確定等）需要重新溫習相關書籍以正確完成最終的畢業(yè)設計。3. 后期工作安排I． 完成裝配圖的繪制；II． 完成相關的尺寸計算；III． 完成零件圖的繪制；IV． 完成畢業(yè)論文的書寫。以注：1. 正文：宋體小四號字，行距 22 磅；主要標題：加粗 宋體四號字2. 中期報告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。指導教師簽字：年 月 日畢業(yè)設計(論文) 外文資料翻譯系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 張瑞 學 號 B07020336 外文出處 附 件 1. 原文； 2. 譯文 2011年 3月熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設計摘要：熱沖壓和高強度鋼材在汽車行業(yè)正越來越受歡迎。熱沖壓是通過加熱和按下推進器水冷工具來實現(xiàn)鋼板高強度的一種工藝，冷卻系統(tǒng)對該工藝的影響很大。本文提出了一種對冷卻管道系統(tǒng)進行優(yōu)化的設計過程,介紹一種在冷卻系統(tǒng)上進行有限元分析與一個特定的進化算法的優(yōu)化程序。通過對每個單獨程序組件進行了優(yōu)化設計,然后讓熱沖壓工藝和 thermo-mechanically熱模擬相結(jié)合的優(yōu)化方案。關鍵詞:熱沖壓、有限元法(FEM),優(yōu)化1概述近年來,在不降低安全標準的前提下減輕重量已成為汽車工業(yè)的研究重點。熱沖壓、高強度鋼對此提供了可能性,不但降低重量而且提高了乘車的安全系數(shù)。為了達到高強度，利用熱沖壓將高強度鋼加熱奧氏體溫度范圍，然后對其進行迅速冷卻，馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生。在熱沖壓工藝中,工件的溫度必須保持在 200°C以上，實現(xiàn)高強度。到目前為止,很少有對冷卻系統(tǒng)進行研究的熱沖壓模具。本文介紹了一種系統(tǒng)化的設計方法,熱沖壓工具與冷卻系統(tǒng)達到最佳而快速。在這個例子中,冷卻系統(tǒng)進行了優(yōu)化幫助進行有限元分析與一個特定的進化算法，隨后一系列的熱成形過程的數(shù)值 thermo-mechanically熱模擬以及觀察傳熱和冷卻速率來優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，在高溫的沖壓工刀具運動需要的時間相對整個過程的時間較短。因此,熱沖壓過程必須有足夠的工具、合理的準確性計算與短時間的快速設計。模具的冷卻系統(tǒng)分析了包括這項議案的一項形成過程是很有必要的,可以提高預測精度。在本文中，第 2章介紹了一輛汽車和其相應的熱沖壓原件，第 3章中介紹了優(yōu)化有限元分析的程序及進化算法。隨后,結(jié)果通過熱分析與熱、光的優(yōu)化為熱沖壓模具設計提供了科學依據(jù)。2熱沖壓模具的冷卻2.1動機提高了工藝流程的經(jīng)濟性和優(yōu)化了成形零件的特點、熱沖壓才能達到設計最佳狀況。因此,本研究的主要目的是優(yōu)化設計一種在經(jīng)濟冷卻系統(tǒng)熱沖壓工具才能獲得有效的冷卻速率的工具。到目前為止,只有很少數(shù)的人進行了有關冷卻系統(tǒng)在熱沖壓工具的應用。因此,先進的設計方法配以適當?shù)姆抡婺Ｐ屯瓿梢蟮膬?yōu)化調(diào)查，達到工具和產(chǎn)品的快速完成和盡可能的精確。2.2熱沖壓和模具冷卻的工藝特點在直接熱成形工藝中,quenchable boronmanganese合金鋼熱沖壓和模具冷卻是常用。同時,熱沖壓和模具冷卻是其中的一個具有代表意義的材料超高強度鋼。因此,在此研究中,熱沖壓和模具冷卻的鋁預表(阿塞洛 USIBOR)被認為是空白的材料。材料熱沖壓和模具冷卻的拉伸強度 600MPa在臨界狀態(tài),材料的拉伸強度通過熱沖壓工藝顯著增加。更高的抗拉強度達到了熱沖壓工藝是通過快速冷卻至少 27°的速度 C / s[2]。作為在奧氏體冷卻淬火過程非?？祚R氏體相變將發(fā)生。該微結(jié)構提供與馬氏體與硬化的最終產(chǎn)品較高的抗拉強度達到 1500兆帕。2.3工具組件和檢驗原型的組成及其熱沖壓工具運動學是如圖 1所示,最初的空白，該試驗的一部分,在圖 2。最初的空白的 430mm尺寸 x 1.75mm x 170mm和抽簽儀式提出了一種深度的檢驗的一部分是 30毫米。2.4沖壓模具冷卻系統(tǒng)該工具設計必須考慮能夠達到的最大的降溫速率和熱沖壓零件的溫度分布均勻性。因此,冷卻系統(tǒng)需要被整合到工具。這冷卻系統(tǒng)冷卻管靠近工具輪廓目前認為是一種有效的解決方案。然而,冷卻管的幾何形狀限制因在鉆井和約束也應放置導管盡可能在盡可能的靠近但足以有效的冷卻遠離工具輪廓,以避免任何塑性變形在熱成形工藝的工具。保證滿意繪制部分的特點,整個活躍部位，該工具(沖壓、模具、壓邊及解決沖床)需要設計冷卻充分。3冷卻系統(tǒng)的設計3.1優(yōu)化的進化算法圖 3為每個工具的優(yōu)化程序。為優(yōu)化程序設計的冷卻系統(tǒng)呈現(xiàn)在圖 3。在這個過程中,冷卻在每個通道可優(yōu)化工具通過具體的進化算法(EA),這是在發(fā)達的 ISF(Institut Fertigung皮毛 Spannende多特蒙德,大學德國),為優(yōu)化注塑工具適用于設計和冷卻系統(tǒng)在熱沖壓件工具[3、4]。作為約束條件進行優(yōu)化,可得到的大小的連接器和插座,最低的墻以及 nonintersection厚度的鉆孔因素也被考慮在內(nèi)。反推最小距離冷卻風管和卸之間/裝載工具輪廓(a / x)和最小距離冷卻管(s)通過有限元分析確定。參數(shù)的冷卻系統(tǒng)如通道的數(shù)量(一根鏈條上的序貫孔),鉆孔每通道和直徑的孔洞每個工具組件也提供作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入?yún)?shù)的優(yōu)化。這些輸入?yún)?shù)可從現(xiàn)有的設計通過有限元模擬指南或?；谳斎氤跏冀馍呻S機參數(shù)通過 EA或手動,由用戶。從初始解,EA 創(chuàng)造新的解決方案經(jīng)過重組的電流修改他們的解決方案和隨機的。定義了隨后被用于約束的校正生成的解決方案和消除作廢的解決方案。所有的生成方案最優(yōu)標準等進行有效的冷卻率和均勻冷卻。最后,最好的解決辦法為優(yōu)化冷卻通道選擇對選定的工具組件3.2冷卻通道的優(yōu)化在我們的研究,選定的管的直徑對 8毫米和 12mm 8毫米,12mm 沖床、毫米到 16毫米之間死亡,8 毫米和 10毫米反凸模和 8毫米為空白持有人。EA 是用于儲放冷卻通道根據(jù)給定的輸入翻案和約束條件每個工具組件。優(yōu)化后的型材的8毫米直徑的渠道,為管道在圖 4。4最佳冷卻系統(tǒng)的評價冷卻通道的渠道設計產(chǎn)生 EA每個工具組件以不同的孔直徑和其冷卻性能進行了評估,采用鐵模擬。4.1熱學分析在設計和開發(fā)階段的熱沖壓件工具,這是很重要的,估計熱沖壓工藝定性和定量地在很短的時間經(jīng)濟制造的工具。為了這個目的,兩個瞬態(tài)熱模擬的基礎上進行利用 ABAQUS /標準,一個隱式方法。在這個分析 1.2379曾被選為鋼的刀具材料。這仿真模型包含 4工具組件:沖床,死亡,壓邊和反拳。如表 1所,選擇與優(yōu)化組合的零件冷卻通道的方法。V1 是這種變體組合優(yōu)化工具和小冷卻風管直徑大,而變種冷卻風管。V2 直徑。表 1:設計工具的組合進行有限元分析。摘要為了代表一系列生產(chǎn)流程,一個循環(huán)數(shù)的熱沖壓的過程模擬為一個周期傳熱分析。圖 5的表明有限元模型包括邊界 conditionsFigure 5:有限元模型和邊界條件。這種熱成形工藝的部分的樣機這樣的設計周期時間是 30秒。在一個周期內(nèi),沖壓運動的形成需要 3秒,這種工具關閉了 17秒的空白,它可以使淬火另一個 10秒開發(fā)工具和定位的下一步空白的工具。然而,在這種熱分析運動和變形工具坯料的卻沒有考慮到減少了計算量。因此,只有進行了傳熱分析是在一個封閉的工具。在熱分析、淬火過程耗時的地方 2017秒秒來代替,因為運動沖壓不考慮。假定空白有一個最初的穩(wěn)態(tài)溫度(Tb,0°C)由于 850從 950°C冷卻免費在轉(zhuǎn)運環(huán)境。最初的工具的溫度(Tt,0)假設為 20°C在第一個周期和變化周期周期。冷卻介質(zhì)的溫度(Tc)假設為室溫。邊界的旁邊條件、材料性能的熱沖壓和模具冷卻的工藝要求從熱拉伸試驗,獲得了 LFT舉辦(Lehrstuhl 皮毛Fertigungstechnologie,大學 Erlangen-Nurnberg、德國),和他在一起共同研究在熱沖壓被帶領[2]。在分析中,對流從空白和工具的環(huán)境(他),辦理在每一個工具,對流從工具融入到冷卻通道(hc)和傳熱熱空白是 considered. c)工具(Here,?c,是 the(CHTC接觸傳熱系數(shù)),描述了熱通量的數(shù)量從毛坯到工具。這通常取決于系數(shù)之間的差距的工具和 d空白和接觸壓力 p .它增加通常是作為接觸壓力的增加而增加。然而,在熱分析了 CHTC壓力是無效的,依賴但是差距是使用相關系數(shù)。CHTC 是假設為 5000W°C / m2在零距離之間的空白和工具(缺口)和保持常數(shù),直到差距的增加而增加超越批判價值。4.2 機械分析仿真與傳統(tǒng)熱成形是不同的板料成形過程模擬,其中的分布規(guī)律在溫度或壓力的工具被忽視。為快速又簡單的方法去分析熱成形工藝的工具與空白被建成有殼單元在其他的研究[5,6]。在這些研究中,研究溫度可能是分布式沿厚度的殼元素和用戶自定義函數(shù)的溫度,但這件工具是內(nèi)溫度不考慮。同時,在仿真模型的加熱,在一系列的工具熱沖壓過程不被考慮。此外,殼模型,對接觸熱的問題只是足夠于相對較短的接觸時間[6]。因此,我們在研究工具和空白與體積元模擬仿制的順序的在一系列的傳熱過程。熱力的進行仿真是 ABAQUS /顯性。在熱分析、比較,整個形成和淬火工藝是仿制,而動態(tài)溫度和應力響應的工具進行了模擬接觸熱利用空白 time-temperature依賴流動應力曲線。熱更準確地表達了轉(zhuǎn)會應該使用在接觸壓力 CHTC場所依賴改變在形成過程。此外,氣溫依賴的熱導率和比熱也會考慮。然而,在通過熱分析,為號元素的增加,鐵的復雜性問題顯著的增加。在傳統(tǒng)的成形有限元模擬提出了一種自適應網(wǎng)格可以通常用來閑了仿真時間,來獲得更多的精確解接觸面積。然而,自適應網(wǎng)格細化在計算在熱力不穩(wěn)定的原因分析。因此,一個雅致的網(wǎng)格更高的沖壓速度被認為是減少模擬時間。傳熱系數(shù)的結(jié)垢因此,獲得相同的熱通量[7]。- 1 -西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）開題報告題目：減震器擴架沖壓模系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 張瑞 學 號 36 導 師 賈培剛 2011 年 11 月 17 日- 2 -開 題 報 告 填 寫 要 求1．開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成。2．開題報告內(nèi)容必須按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）填寫并打?。ń勾蛴≡谄渌埳虾蠹糍N） ，完成后應及時交給指導教師審閱。3．開題報告字數(shù)應在 1500 字以上，參考文獻應不少于 15 篇（不包括辭典、手冊，其中外文文獻至少 3 篇） ，文中引用參考文獻處應標出文獻序號， “參考文獻” 應按附件中《參考文獻“ 注釋格式”》的要求書寫。4． 年、月、日的日期一律用阿拉伯數(shù)字書寫，例：“2008 年 11 月 26 日” 。一 畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關研究情況）1、課題的目的意義以及研究意義模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎之一。在現(xiàn)代機械制造業(yè)中,許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),在很大程度上依賴于模具制造技術,特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。模具制造能力的強弱和模具制造水平的高低,已經(jīng)成為衡量一個國家機械制造技術水平的重要標志之一,直接影響著國民經(jīng)濟中許多部門的發(fā)展。我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，汽車、電冰箱、洗衣機、空調(diào)、塑料管等等的普及率將達到 50%，這些都會大大增大對模具的需求量。本設計題目涉及目標均為工程實際零件，通過對塑件的實體測繪，完成基本參數(shù)的采集，然后運用《塑料模具設計》 《塑料成型工藝》等知識，知道學生利用 CAD 等軟件完成模具結(jié)構的設計，并進行相關的計算。本設計旨在鍛煉學生在技術應用能力上達到培養(yǎng)目標的基本要求，在塑料成型工藝與塑料模具設計技術方面得到全面提高。2、模具設計與制造的國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢近年來,我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當快，目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占 30%左右，而在整個塑料模具市場以注塑模具需求量最大。隨著模具制造行業(yè)的發(fā)展，許多企業(yè)開始追求提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率,縮短設計周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具制造業(yè)的應變能力等目標。 CAD 技術在產(chǎn)品設計、模具設計制造中的應用計算機技術的突飛猛進，堪稱是另一次工業(yè)革命，面對快速變化的市場及競爭，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計、模具設計制造過程已不能滿足市場的需求；近年來 CAD 對于產(chǎn)品設計、模具設計制造，提供了強而有力的工具。目前，塑件最常見的成型方法主要采用注塑成型的方法，用這種方法生產(chǎn)的優(yōu)點是：成型周期短，能一次成型外形復雜的結(jié)構，對各種塑料的適應性強，生產(chǎn)效率高。常見的注塑的材料主要有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等。由于 ABS 綜合性能好，沖擊韌性好，機械強度高，易于成型和機械加工等優(yōu)點，常采用其作為工程制品的材料。注塑模 CAD 主要研究的是注塑模具的結(jié)構設計及分析(CAD)、模具結(jié)構分析與優(yōu)化設計(CAE) 、輔助制造(CAM)。塑料模具 CAD 集成技術, 就是把塑料模具制造過程所涉及的各項單元技術集成起來, 統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式, 實現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享, 從而大大縮短模具的設計制造周期, 提高制模質(zhì)量。 模具的 CAD 設計、分析, 包括根據(jù)產(chǎn)品模型進行模具分型面的設計、確定型腔和型芯、模具結(jié)構的詳細設計、塑料充填過程分析等幾個方面。利用先進的特征造型軟件如 PRO/E、UGII 等很容易地確定分型面, 生成上下模腔和模芯, 再進行流道、澆口以及冷卻水管的布置等。確定了這些設計數(shù)據(jù)以后, 再利用模具分析軟件(CAE), 如 Plastic Advisor、CFLOW 進行塑料的成形過程分析。根據(jù) Plastic Advisor 軟件和它的豐富的材料、工藝數(shù)據(jù)庫 , 通過輸入成形工藝參數(shù), 可動態(tài)仿真分析塑料在注塑模腔內(nèi)的注射過程流動情況(含多澆口注射時的塑料匯流紋分析)、分析溫度壓力變化情況、分析注塑件殘余應力等, 根據(jù)分析情況來檢查模具結(jié)構的合理性、流動狀態(tài)的合理性、產(chǎn)品的質(zhì)量問題等。比如是否存在澆注系統(tǒng)不合理, 出現(xiàn)流道和澆口位置尺寸不當, 無法平衡充滿型腔; 是否存在注塑工藝不對, 出現(xiàn)產(chǎn)品的翹曲變形等。模具通過 CAD 設計和分析, 就可以將錯誤消除在設計階段, 提高一次試模成功率。 模具的計算機輔助制造(CAM)技術主要應用在數(shù)控銑削加工、線切割加工、電火花加工等方面。CAM 技術尤其是在復雜模具的型腔、型芯及電極的銑削加工中起著更加重要的作用。利用模具 ＣＡＭ技術在電腦上模仿機床的加工過程, 能直觀反映加工的結(jié)果, 能直接評估加工后零件的質(zhì)量, 能檢查出加工的錯誤。在檢查加工后零件的質(zhì)量時, 可在電腦上對加工后的實體模型進行任意的剖切, 直接測量其尺寸和精度。因此, 它能把錯誤消除在加工工藝編程設計階段, 減少加工后的修補和返工, 大大提高模具的制造效率和質(zhì)量。 綜上所述, 現(xiàn)代模具技術的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設計與制造技術、專用的機床設備，更重要的是生產(chǎn)技術的管理等。21 世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化；追求的目標是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力。二 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施1、沖裁件的工藝性及結(jié)構分析1．1 結(jié)構分析該器件是齒形轉(zhuǎn)臺的重要裝置，其產(chǎn)品主要通過注塑模成型制造，塑件產(chǎn)品圖和詳細尺寸見圖 2.1、2.2，材料為 ABS,成型收縮率 0、4﹪～0、8﹪， 密度?=1.02～1.20g/cm 3，齒形轉(zhuǎn)臺的幾何外形如上圖 2.1-2.2 所示，材料為聚苯乙烯（ABS） 。該產(chǎn)品外形形狀復雜，塑件的周邊的一側(cè)有兩個通孔和另一側(cè)有兩個盲孔，里面的形狀及其復雜產(chǎn)品不易推出。里邊的復雜的形狀中圓柱部分突起中結(jié)構帶有一定的拔模斜度如圖 2.1，中間為同心圓，有一定厚度。整個零件產(chǎn)品中間是空的型腔，而且?guī)в行倍?。同時產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求高,所以其設計的難度在產(chǎn)品的成型和頂出上。制品的幾何形狀與形成方法、模具結(jié)構、能否順利成型與脫模、以及制品質(zhì)量等均有密切的關系，其設計必須滿足其塑件的成型工藝性要求。塑件的幾何形狀主要包括脫模斜度、制品厚度、圓角、孔、支撐面、螺紋嵌件。在設計時應在滿足使用要求的基礎上，一方面盡量使模具結(jié)構簡單，另一方面使塑料制品的幾何形狀滿足適應成型工藝要求。在塑件設計時，應盡量避免側(cè)抽芯，但從圖紙的技術要求來看，對于側(cè)面的通孔和盲孔部分和內(nèi)部的復雜結(jié)構，是塑件的功能要求，無法避免，故在模具設計時給予充分的考慮和重視，模具結(jié)構直接成型在模具型腔中，采用側(cè)抽芯機構來實現(xiàn)，才能實現(xiàn)塑件的完整和功能要求。1.2 成型工藝分析塑件的尺寸精度是指成型后所獲得的塑件產(chǎn)品尺寸和圖紙中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取決于塑料因材質(zhì)和工藝條件引起的塑料收縮率范圍大小，模具制造精度、型腔型芯的磨損程度以及工藝控制因素。而模具的某些結(jié)構特點又在相當大程度上影響塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度應盡量選擇的低些。查資料得，ABS 建議采用精度為：高級精度為 3、一般精度為 4、低精度為 5。對于本產(chǎn)品，參照實際的產(chǎn)品，采用一般精度。采用精度為 IT4，表面要求較高，在 Ra0.8 m 以上。?2、設計落料沖壓模具1.接受分析任務書（1）收集、分析、消化原始資料主要是根據(jù)工件的各項所需的性能初步選擇注塑所需的材料等（2）確定成型方法本設計是以實際零件——以齒形轉(zhuǎn)臺為模具設計適用對象，該零件有橫向圓形孔，必須用考慮側(cè)抽芯哈夫機構才能完成。 （3）具體結(jié)構方案確定模具結(jié)構；確定型腔數(shù)目、選擇分型面、確定型腔的布置、確定澆注系統(tǒng)、確定澆注系統(tǒng)、確定脫模方式、確定排氣方式、確定溫控系統(tǒng)。（4）選擇成型設備根據(jù)工件體積和填充流道所需的塑料體積，以及模具尺寸選擇注塑機2．計算設計模具零部件主要是動動模模芯尺寸的計算 3.繪制全部零件圖 4.校對、審圖、描圖、送曬 5.編寫設計說明書。對塑件進行工藝分析、研究成形方案利用相關軟件，利用注塑成型過程分析以確定注塑模具的總體結(jié)構，考慮分型面的選擇、澆口形式、制件脫模形式和模具結(jié)構類型。三 本課題研究的重點及難點，前期已開展工作本課題重點在于對齒形轉(zhuǎn)臺零件的設計以及對成型零件的型腔設計、設計的方法和思路；模具結(jié)構圖的繪制。該零件有橫向圓孔，必須用考慮到側(cè)抽芯機構才能完成。還有參數(shù)的調(diào)整；模具與設備的關系；模具結(jié)構圖的繪制；模具標準件的選用。這是本課題的難點。四．完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）1-3周： 前期準備，查閱資料，了解課題，準備開題答辯；4-6周： 確定設計方案，進行結(jié)構設計計算；7-11周： 完成結(jié)構設計和裝配圖的繪制；12-13周：完成三維建模，并進行模型裝配；13-15周：完善裝配模型，撰寫畢業(yè)論文；16 周： 畢業(yè)答辯。參考文獻[1] 李秦蕊主編.塑料模具設計.西北工業(yè)大學出版社,1995[2] 《塑料模具設計手冊》編寫組編著.塑料模具設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1985.10[3] 付宏生 劉京華編著.注塑制品與注塑模具設計.北京：化學工業(yè)出版設 2003.6[4] 王永平編著.塑料模具設計經(jīng)驗點評.北京：機械工業(yè)出版社，2004.7[5] 李基洪 李軒主編.注塑成型技術問答.北京：機械工業(yè)出版社，2004.6[6] 吳宗澤 羅圣國主編.機械設計課程設計手冊（第二版）.北京：高等教育出版社，1999（2006重?。7] 楊可楨 程光蘊主編.機械設計基礎（第四版）.北京：高等教育出版社，1999（2003 重?。8] 戴兢志主編.Pro/Engineer 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al.Object-Oriented Modeling and Design, Prentice Hall, Englewood Cliffs,NJ,1991.5 指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）指導教師： 年 月 日 6 所在系審查意見：系主管領導： 年 月 日XXXX 大學本科畢業(yè)設計(論文)題目：減振器擴架沖壓模系 別： 機電信息系 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化班 級： 1230203 學 生： XXXX 學 號： 123020336 指導教師： XXXX 2011 年 05 月畢業(yè)設計（論文）任務書系別 機電信息系 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 1230203 姓名 XXXX 學號 123020336 1.畢業(yè)設計(論文)題目： 減振器擴架沖壓模 2.題目背景和意義：沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。3.設計(論文) 的主要內(nèi)容( 理工科含技術指標) ： (1)零件的工藝性分析 (2)沖壓模具總體結(jié)構設計 (3)沖壓模具工藝與設計計算 (4)沖壓模具的零件圖：a.凹模的設計，b.凸模的設計，c.凸凹模的設計 (5)選擇堅固件與定位零件 (6)設計和選用卸料與出件零件 （7）選擇模架及其它模具零件 （8）裝配圖。4.設計的基本要求及進度安排(含起始時間、設計地點) ： (1)選題、收集資料、理解題目、開題報告[3 周，2010 年 11 月 25 日前](2)題目學習、掌握沖壓模基本設計方法與流程[4 周，2010 年 2 月 31 日前](4)數(shù)據(jù)計算 [2 周，2011 年 3 月 15 日](5)繪制裝配圖[2 周，2011 年 3月 31 日前](6 零件圖的繪制[3 周，2011 年 4 月 22 日前](7)導師驗收[1 周，2011 年 4 月 30日前](8) 完成論文 [2 周，2010 年 5 月 14 日前]。 5.畢業(yè)設計(論文)的工作量要求 撰寫 15000 字論文 ① 實驗 (時數(shù)) *或?qū)嵙?天數(shù) )： 300 機時 ② 圖紙 (幅面和張數(shù) )*： ③ 其他要求： 查閱資料不少于 10 份 指導教師簽名： 年 月 日學生簽名： 年 月 日系主任審批： 年 月 日說明：1 本表一式二份，一份由學生裝訂入冊，一份教師自留。2 帶*項可根據(jù)學科特點選填。I減振器擴架沖壓模摘 要本文通過在 XXXX 大學的學習，設計該零件的沖裁模。首先，了解沖壓模的發(fā)展歷史，現(xiàn)階段我國的技術水平狀況及現(xiàn)代模具制造技術未來的發(fā)展方向、發(fā)展趨勢；其次，對沖壓件進行工藝性分析，通過比較，工藝方案確定采用落料—沖孔復合沖裁；再者，沖壓件的總體結(jié)構設計（確定導向與定位方式、卸料與出件方式等） ，對凸凹模的刃口尺寸，壓力中心的計算等，完成凸模、凹模、凸凹模等的設計；最后，選擇模架及其它模具零件，最終完成裝配圖的繪制。關鍵詞：沖壓；凹模；凸模；凸凹模；模架IIShock absorber extender frame stamping diesAbstractThis article through in Xian Technological University North Institute of Information Engineering, design the parts of the study. First, understand the development history of progressive metal stamping technology level, present situation and modern die & mould manufacturing technology future development direction, development tendency; Secondly, on for stamping technology, through comparing, analyzing process scheme determination by blanking - punching composite blanking; Moreover, stamping the whole structure design (sure guidance and localization way, unloaded and out of a way to die and punch, etc), the size, the blade pressure center finish calculation, the punch, concave die, die and punch the design; Finally, choose formwork and other mould parts, finally complete the assembly drawing. Key Words: Stamping; Concave die; The punch; Punch mould; formworkIII目 錄1 緒論 ........................................................................................................................11.1 沖壓的概念、特點及應用 ..................................................................................11.2 沖壓模具的發(fā)展歷史和技術水平狀況 ..............................................................21.3 現(xiàn)代模具制造技術的發(fā)展方向 ..........................................................................31.4 現(xiàn)代模具制造技術的發(fā)展趨勢 ..........................................................................42 沖壓件 ...................................................................................................................53 零件的工藝分析 ................................................................................................63.1 零件的工藝性分析 .............................................................................................63.2 沖裁件的精度 ......................................................................................................63.3 確定工藝方案 .....................................................................................................64 沖壓模具總體結(jié)構設計 ..................................................................................84.1 模具類型 ..............................................................................................................84.2 操作與定位方式 ..................................................................................................84.3 卸料與出件方式 ..................................................................................................84.4 模具類型及精度 ..................................................................................................85 沖壓模具工藝與設計計算 ................................................................................95.1 排樣設計與計算 ..................................................................................................95.2 計算沖壓力與壓力中心，初選壓力機 ..............................................................95.3 計算凸凹模刃口尺寸及公差 ............................................................................115.4 凸凹模間隙 ........................................................................................................136 模具的總裝圖與零件圖 ...................................................................................146.1 沖壓模具的零件圖 ............................................................................................146.1.1 凹模的設計 .................................................................................................146.1.2 凸模的設計 .................................................................................................156.1.3 凹模鑲塊的設計 .........................................................................................166.1.4 凸凹模的設計 .............................................................................................166.2 選擇堅固件及定位零件 ....................................................................................176.2.1 螺釘規(guī)格的選用 .........................................................................................17IV6.3 設計和選用卸料與出件零件 ...........................................................................186.4 選擇模架及其它模具零件 ................................................................................196.4.1 模架 .............................................................................................................196.4,2 模柄 .............................................................................................................226.4.3 墊板 .............................................................................................................226.4.4 凸模固定板 .................................................................................................236.4.5 凹模固定板 .................................................................................................236.4.6 推件塊 .........................................................................................................236.5 復合模的裝配圖 ................................................................................................257 結(jié)論 ........................................................................................................................267.1 總結(jié) ....................................................................................................................267.2 體會 ....................................................................................................................26參考文獻 ...................................................................................................................27致謝 .............................................................................................................................28畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明 .....................................................................29畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 .........................................................................30附錄 1.........................................................................................................................341 緒論11 緒論1.1 沖壓的概念、特點及應用沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）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（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下：沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。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。沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）21.2 沖壓模具的發(fā)展歷史和技術水平狀況我們的祖先早在青銅器時期就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性能。可以肯定，中國遠在 2400 年前就已經(jīng)掌握了錘擊金屬以制造兵器和工具的技術。因為鋼鐵材料在冷狀態(tài)下進行塑性變形加工需要很大的力和功，所以冷壓鋼鐵的技術在古代不可能廣泛使用的。當人們發(fā)現(xiàn)金、銀、銅等金屬塑形性較好，變形是需力不大時，錘擊壓制技術迅速向金、銀、銅的裝飾品和日用品范圍發(fā)展。在西安的陜西省歷史博物館中陳列的一個漢代的量器，厚度約 2mm，制作精美，花紋細致，就在今天看來也算是一件精制品。這充分顯示了我國古代勞動人民高度精巧的手工藝技術水平。當今，隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展。1953 年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該汽車廠于 1958 年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于 20 世紀 60 年代開始生產(chǎn)精沖模具，走過漫長的發(fā)展道路，目前我國已形成約 300 多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字。）各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。沖壓工藝在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當?shù)拇?，少則 60 百分號以上，多則 90 百分號以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。目前，我國形成了如浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅速崛起，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，模具的生產(chǎn)和設計已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。目前我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大。在國際競爭的局勢下，我過的模具工業(yè)得到飛速的發(fā)展，很多的專門模具研究中心不斷的建立起來，模具結(jié)構和鋼材的研究取得了顯著的成就，但還是存在很大的差距：一是進口模具大部分是技術含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技術含量較低的中低檔模具，因此技術含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）3壓模具總體滿足率，這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn)，而技術含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率； 二是由于我國的模具價格要比國際市場價格低許多，具有一定的競爭力，因此其在國際市場的前景看好； 三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數(shù)字之中。 1.3 現(xiàn)代模具制造技術的發(fā)展方向現(xiàn)代模具技術的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低 ”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項 ：a. 全面推廣普及 DBD/DBM/DBE 技術 模具 DBD/DBM/DBE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 DBD/DBM/DBE 技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大DBD/DBM 技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大 DBE 技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使 DBD/DBM/DBE 技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。b. 高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 c. 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 DBD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。 d. 提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到 30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。 e. 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）4熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的激光表面處理等技術。 f. 模具研磨拋光 將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 g. 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國模具工業(yè)長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。作為用戶當然要選合適的設備，如果選型不當，不但不能賺錢反而令陷入為機器打工的苦澀局面。 1.4 現(xiàn)代模具制造技術的發(fā)展趨勢模具技術未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設計技術來說，發(fā)展重點在于大力推廣 DBD/DBE/DBM 技術的應用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計算機模擬分析技術。模具 DBD、DBE技術應向宣人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展，并提高模具 DBD、DBM系統(tǒng)專用化程度。為了提高 DBD、DBE、DBM 技術的應用水平，建立完整的模具資料庫及開發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的實用性十分重要。 從加工技術來說，發(fā)展重點在于高速加工和高精度加工。高度加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電 加工及快速制模技術。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度 1μm 以下和表面粗糙度 Pa≤0.1μm 的各種精密加工。 提高模具標準化程度，搞好模具標準件生產(chǎn)供應也是沖壓模具技術發(fā)展重點之一。為了提高沖壓模具的壽命，模具表面的各種強化超硬處理等技術也是發(fā)展重點。對于模具數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計算機輔助應用技術等方面形成全方位解決方案，提供模具開發(fā)與工程服務，全面提高企業(yè)水平和模具質(zhì)量，這更是沖壓模具技術發(fā)展的重點。加大對模具科研的投入，不斷完善模具研究中心設備和技術，特別是在模具鋼材的研究和發(fā)展，應更加的重視。2 沖壓件52 沖壓件沖壓件圖如圖 2.1 所示：圖 2.1 沖壓件圖沖壓件圖如下圖1. 材料：Q235-A 鋼2. 材料厚度：1.5mm3. 生產(chǎn)批量：大批量3 零件的工藝性分析63 零件的工藝性分析3.1 零件的工藝性分析該零件材料為 Q235-A 鋼，形狀簡單，結(jié)構對稱，尺寸為自由公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。工件中孔邊距外輪廓的距離大于凸凹模允許的最小厚度，故考慮采用復合沖壓工序。3.2 沖裁件的精度沖裁件的公差等級按 IT12 進行，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。查表（標準公差數(shù)值（GB/T 1800.3—1998） ） ，得出零件圖如圖 3.1 所示：圖 3.1 沖裁件零件圖3.3 確定工藝方案該沖裁件包括落料和沖孔兩個基本工序，可采用的沖裁方案又單工序沖裁，復合沖裁和級進沖裁三種：方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料一沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。方案三：沖孔一落料級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。上述三個方案中，方案一模具結(jié)構簡單，需要兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量。方案二需要一副模具，沖壓件的形狀精度和尺寸精度易于保證，且生產(chǎn)效率高，模具結(jié)構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）7單對稱，模具制造并不困難。方案三需要一副模具，生產(chǎn)率高，但沖制的制件精度較復合模沖制的制件精度低。在級進模中為給條料定位需要設置導正銷，故其模具結(jié)構較復合模復雜，且由于此零件厚度較大，只能以板條形式進料，浪費材料。通過上述方案分析、比較，宜采用方案二。4 沖壓模具總體結(jié)構設計84 沖壓模具總體結(jié)構設計4.1 模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用倒裝復合沖裁模。4.2 導向與定位方式導向形式：滑動導柱導套導向定位方式：固定擋料銷4.3 卸料與出件方式?jīng)_孔凸模與凸凹模沖孔，沖孔廢料直接落料，然后利用推件塊將將制件頂出。4.4 模架類型及精度該模具采用后側(cè)導柱模架，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。5 沖壓模具工藝與設計計算95 沖壓模具工藝與設計計算5.1 排樣設計與計算該零件采用直排拍樣形式，搭邊值為 3mm 和 3.4mm，可算出送料進距為46.4mm，材料寬度為 116mm。排樣圖如圖 5.1 所示：圖 5.1 排樣圖材料利用率：η=A 。/A ×％ （5.1）式中 A。——一個進距內(nèi)零件的實際面積；A ——一個進距內(nèi)所需毛坯面積。由上式計算出零件的材料利用率 η=60％5.2 計算沖壓力與壓力中心根據(jù)沖裁力計算公式：P=LTσ b； （5.2）西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）10沖裁件材料為 Q235—A，查表得材料抗拉強度 σb=375MPa，而沖裁周邊長度 L=316.59mm，T=1.5mm,得P=23.74t而P 卸=K 卸 P （5.3）P 頂=K 頂 P （5.4）查表 5.1：表 5.1 卸料力、推件力及頂件力的因數(shù)沖裁材料 K 卸 K 推 K 頂紫銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07鋼材料厚度mm～0.1＞0.1～0.5＞0.5～2.5＞2.5～6.5＞6.50.06～0.750.045～0.0550.04～0.050.03～0.040.02～0.030.100.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03得 K 卸=0.05， K 頂=0.06故 P 卸=1.18t， P 頂=1.42t根據(jù)復合模結(jié)構總的沖壓力 P 總為P 總=P+ P 卸+ P 頂 (5.5)=23.74t+1.18t+1.42t=26.34t壓力中心的計算：落料與沖孔同時進行，選取如圖 5.2 所示坐標系：西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）11圖 5.2 坐標系沖裁壓力中心計算公式：X=ΣXiLi/ΣLi (5.6)Y=ΣYiLi/ΣLi (5.7)其中 X ——壓力中心到 Y 軸的距離；Y ——壓力中心到 X 軸的距離；Li——各段輪廓的長度；Xi——各段輪廓壓力中心到 Y 軸的距離； Yi——各段輪廓壓力中心到 X 軸的距離；可得 X=38.66mm， Y=0mm 5.3 計算凸凹模刃口尺寸及其公差凸凹模加工方法一般分為兩種：凸、凹模分開加工法和凸、凹模配合加工法。當凸、凹模分開加工時，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是，制造精度要求高，制造困難，相應會增加加工成本。凸、凹模配合加工適合比較復雜的，非圓形的模具，制造簡便，成本低。鑒于以上復分析，就零件圖所示工具所需要的凸、凹模宜采用凸、凹模配合加工法制造。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）12根據(jù)沖裁件公差等級 IT12 級，取系數(shù) X=0.75。（1） 沖孔后凸模的尺寸及制造精度尺寸 R40.12 0 磨損后減小dp=（d+XΔ ）0 -ζp=（4+0.75 ×0.12）0 —0.12/4=4.090 —0.03尺寸 R30.1 0 磨損后減小dp=（d+XΔ ）0 -ζp=（3+0.75 ×0.1）0 —0.1/4=3.0750 —0.025尺寸 4±0.06 磨損后保持不變，化為 4±0.12/2Lp=L±Δ/ 8=4±0.12/8=4±0.015(2)落料中凹模的尺寸及制造精度尺寸 430 -0.25 磨損后增大Dd =（D-XΔ）+ζd 0=（43-0.75×0.25）+0.25/ 4 0=42.8125+0.0625 0尺寸 80 -0.15 磨損后增大Dd =（D-XΔ）+ζd 0=（8-0.75×0.15）+0.15/ 4 0=7.8875+0.0375 0尺寸 220 -0.21 磨損后增大Dd =（D-XΔ）+ζd 0=（22-0.75×0.21）+0.21/ 4 0=21.8425+0.0525 0尺寸 1100 -0.35 磨損后增大Dd =（D-XΔ）+ζd 0=（110-0.75×0.35）+0.35/4 0 =109.7375+0.0875 0尺寸 200 -0.21 磨損后增大西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）13Dd =（D-XΔ）+ζd 0=（20-0.75×0.21）+0.21/ 4 0=19.8425+0.0525 0尺寸 R70 -0.15 磨損后增大Dd =（D-XΔ）+ζd 0=（7-0.75×0.15）+0.15/ 4 0=6.8875+0.0375 0尺寸 280 -0.21 磨損后增大Dd =（D-XΔ）+ζd 0=（28-0.75×0.21）+0.21/ 4 0=27.8425+0.0525 0尺寸 R30 -0.1 磨損后增大Dd =（D-XΔ）+ζd 0=（3-0.75×0.1）+0.1/ 4 0=2.925+0.025 0尺寸 32±0.13 磨損后保持不變，化為 32±0.26/2Ld=L±Δ/ 8=32±0.26/8=32±0.0325尺寸 12±0.09 磨損后保持不變，化為 12±0.18/2Ld=L±Δ/ 8=12±0.18/8=12±0.02255.4 凸凹模間隙查表（常用金屬材料的沖裁初始間隙） ，知Zmin=0.12mm ，Δ=0.05mm則 Zmax= Zmin+Δ=0.17mm沖孔凹模、落料凸模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實際尺寸進行配置，雙邊最小間隙為 0.12mm，最大間隙不得超過 0.17mm。6 模具的總裝圖與零件圖146 模具的總裝圖與零件圖6.1 沖壓模具的零件圖6.1.1 凹模的設計查表 6.1 與表 6.2，確定凹模的尺寸。表 6.1 沖裁力與凹模厚度沖裁力 PkN 5 10 30 50 70 100 150 200 250 300 350 400凹模厚度 Hmm7.9 10 14.4 17.1 19.1 21.5 24.7 27.1 29.2 31.1 32.7 34.2表 6.2 凹模厚度修正因數(shù)凹模刃口長度 mm＞50～75 ＞75～150 ＞150～300 ＞300～500 ＞500修正因數(shù) 1.12 1.25 1.37 1.50 1.60使用表 6.1 的凹模厚度數(shù)值時，應根據(jù)以下情況予以修正。凹模的最小厚度為 7.5mm；凹模表面積在 3200㎡以上，H 最小值取 10.5mm。加上凹模刃口磨量的高度。凹模刃口周長超過 50mm 時，其厚度應乘以表 6.2 的修正因數(shù)。根據(jù)表 6.1 和表 6.2，凹模尺寸的確定如下所示：凹模厚度 H=29.2×1.50=43.8mm凹模厚度取 44mm凹模壁度 C=2H=88mm凹模長度 L=（110+2×88 ）mm= 286mm西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）15凹模寬度 B=（43+2×88）mm=219mm根據(jù)沖模模板標準，凹模周界確定為 L×B×H=315mm×250mm×45mm。根據(jù)凹模周界尺寸選擇復合模矩形厚凹模典型組合(JB/T7643.1—1994),根據(jù)凹模周界和典型組合選后側(cè)導柱模架(GB/T2583.1—1990)，上模座和下模座厚度分別為 55mm 和 70mm，模具的閉合高度在 275～320mm。根據(jù)總的沖壓力和模具閉合高度，進一步選擇壓力機的規(guī)格。查表知，可選用壓力機 J23—40。凹模的材料選用：材料選用 9MnV，凹模結(jié)構如圖 6.1 所示：圖 6.1 凹模結(jié)構圖6.1.2 凸模的設計凸模材料：參照沖壓模具設計與制造選用 Cr12MoV凸模長度 H=45mm+40mm=85mm沖孔凸模采用階梯形式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，沖孔凸模結(jié)構圖如圖 6.2 所示： 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）16圖 6.2 凸模結(jié)構圖6.1.3 凹模鑲塊設計由于工件中倆個半徑為 3mm 的半圓比較薄弱，容易磨損，會給機械加工和熱處理帶來很大的困難，而且局部磨損后又會造成整個凸、凹模的報廢，造成浪費，鑒于此情況在半圓處單獨作出凹模鑲塊進行鑲接，安裝見裝配圖。凹模鑲塊材料：參照沖壓模具設計與制造選用 9Mn2V。凹模鑲塊零件圖如圖 6.3 所示：圖 6.3 凹模鑲塊結(jié)構圖6.1.4 凸凹模設計凸凹模材料：參照沖壓模具設計與制造選用 Cr12MoV查表 6.3：西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）17表 6.3 凸凹模最小厚度 a料厚 tmm0.4 0.5 0.6 0.9 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0最小厚度 dmm1.4 1.6 1.8 2.5 3.2 3.8 4.9 5.8 6.7由表 6.3 得最小厚度 t=3.8mm由于凸凹模采用配合加工制造，凸凹模按凸模與落料凹模尺寸進行配做，雙邊間隙為 0.12~0.17mm，凸凹模零件圖如圖 6.4 所示：圖 6.4 凸凹模結(jié)構圖6.2 選擇堅固件及定位零件螺釘規(guī)格的選用：根據(jù)標準 GB699 選取材料 45 鋼，熱處理硬度值35~40HRC。卸料螺釘選用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘，卸料板上設置 4 個卸料螺釘，卸料螺釘尾部有足夠的行程空間，卸料螺釘擰緊后使卸料板超出凸凹模端面1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）18卸料螺釘尺寸如圖 6.5 所示：圖 6.5 卸料螺釘在凸凹模固定板上固定了 2 個擋料銷，用于條料送進的導向。在送進的方向上用一個固定擋料銷用于條料的定位。6.3 設計和選用卸料與出件零件卸料以卸料板卸料，出件是以打桿帶動推件塊進行進行出件。固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模相同，其厚度可以取 8mm，材料為 45 鋼。卸料板尺寸如圖 6.6 所示：圖 6.6 卸料板西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）196.4 選擇模架及其它模具零件6.4.1 模架在 6.1.1 凹模設計中，凹模周界確定為 L×B×H=315mm×250mm×45mm。據(jù)凹模周界和典型組合選后側(cè)導柱模架(GB/T2583.1—1990)，上模座和下模座厚度分別為 55mm 和 70mm，模架的高度確定為 300mm。參照 ISO 標準導套的尺寸確定如圖 6.7 所示：圖 6.7 導套導柱的尺寸如圖 6.8 所示：圖 6.8 導柱西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）20導柱和導套既要耐磨又要有足夠的韌性，一般選用 20 號鋼經(jīng)滲碳淬火處理。導柱和導套之間采用間隙配合，配合精度為 H6/h5。導柱和與之配合的導套，分別壓入下模座和上模座的安裝孔中，分別采用R7/h6 和 H7/V6 過盈配合。其中，導柱與下模座利用環(huán)氧樹脂粘貼固定，導套通過螺釘與上模座固定。根據(jù) GB/T 2855.7-1990，上模座的尺寸確定如圖 6.9 所示：圖 6.9 上模座根據(jù) GB/T2855.6-1990 下模座尺寸確定如圖 6.10 所示：西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）21圖 6.10 下模座由上可知模架如下圖所圖 6.11 所示：圖 6.11 模架西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）226.4.2 模柄模柄： 由壓力機的型號可查得模柄孔的直徑為 60mm，由裝配要求，模柄與模柄孔配合為 H7/m6 過渡配合，并加銷釘防止轉(zhuǎn)動。模柄形式采用壓入式模柄，這種模柄對圓柱度與階臺端面圓跳動均有要求。所以根據(jù) GB2862 得圖如圖 6.12 所示：圖 6.12 模柄6.4.3 墊板墊板：墊板的作用是承受并擴散凸模傳遞的壓力，以防止模座被壓入損傷，因此在與模座接觸面之間加一塊墊板。墊板的外形尺寸凸模固定板相同，厚度取 8mm，根據(jù) GB2865.2-81，墊板尺寸如圖 6.13 所示：圖 6.13 墊板西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）236.4.4 凸模固定板凸模固定板：凸模固定板的尺寸與墊板的尺寸一致，厚度為 40mm，規(guī)格為 315×250×40，尺寸如圖 6.14 所示：圖 6.14 凸凹模固定板6.4.5 凸凹模固定板凸凹模固定板：凸凹模固定板的尺寸與墊板的尺寸一致，厚度為 30mm，材料為 45 鋼，尺寸如圖 6.15 所示：西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）24圖 6.15 凸凹模固定板推件塊：用以推動工件順利落下，尺寸如圖 6.16 所示：圖 6.16 推件塊西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文）256.5 根據(jù)前面的設計與分析，我們可以得出符合模具的總裝圖裝配圖如圖 6.17 所示：圖 6.17 裝配圖7 結(jié)論267 結(jié)論7.1 總結(jié)本次畢業(yè)設計做的是減振器擴架沖壓模，通過此次畢業(yè)設計，掌握了模具設計的基本方法和步驟，同時我們能通過合理的設計拍樣圖與模具結(jié)構使我們的設計更加合理。另外，我也從中了解了零件的分析過程、工藝參數(shù)的確定、拍樣的設計及壓力機的選擇等問題。畢業(yè)設計從零件的綜合分析，到零件復合模方案的設計和相關計算，最后完成模具的總裝配圖和主要零件圖的繪制，掌握了完整的設計過程，工程設計應用能力得到了鍛煉和提高，使我們的專業(yè)系統(tǒng)更加完善。7.2 體會在這次設計開發(fā)過程中，不斷遇到問題，然后通過各種方法解決問題，最終順利的完成了畢業(yè)設計，我們學習到了許多東西，受益匪淺。但是，同時我也深深意識到了我們?nèi)狈嵺`工作經(jīng)驗，動手能力的不足，所以我們一定要加倍努力，在以后的工作中來完善 這方面的不足。參考文獻27參考文獻[1] 肖祥芷，王孝培. 中國模具設計大典：第 3 卷，沖壓模具設計[M]. 南昌：江西科學技術出版社，2003. 1.[2] 吳詩諄. 沖壓工藝及模具設計[M]. 西安：西北大學出版社， 2000.3.[3] 肖景榮. 沖壓工藝學[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1990.[4] 許發(fā)樾. 模具標準應用手冊[S]. 北京：機械工業(yè)出版社，1994.[5] 梁炳文. 板料成形塑性理論[M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1987.[6] 許發(fā)樾，沖模設計應用實例[J]. 沖壓模具設計，2006 ，(5): 50-52.[7] 張毅. 現(xiàn)代沖壓技術[J]. 沖壓技術，1998，(1)：16-18.[8] 劉湘云，鄒金統(tǒng). 冷沖壓工藝與模具設計[M]. 北京： 國防工業(yè)出版社，1994.[9] 王孝培. 沖壓手冊[S]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1990.[10] 胡世光，陳鶴崢. 板料冷沖壓成形原理[J]. 冷沖壓技術， 1998，(1)：16-18 .[11] 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Automobile Technology.1994，(6)致謝28致 謝在本次畢業(yè)設計中，我從指導老師 XXXX 教授身上學到了很多東西。賈老師認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺，給予我很大的幫助，使我得到不少的提高。他淵博的知識、開闊的思維給了我深深的啟迪，這對于我以后的工作和學習都是一種巨大的幫助，感謝他細心而又耐心的輔導。另外，在做畢業(yè)設計的過程中，同組的幾位同學的互相幫助，齊心協(xié)力，這里一并表示感謝。在這里，對他們的無私幫助，我表示誠摯的謝意。畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明29畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明本人完全了解 XXXX 大學有關保護知識產(chǎn)權的規(guī)定，即：本科學生在校攻讀學士學位期間畢業(yè)設計（論文）工作的知識產(chǎn)權屬于 XXXX 大學。本人保證畢業(yè)離校后，使用畢業(yè)設計（論文）工作成果或用畢業(yè)設計（論文）工作成果發(fā)表論文時署名單位仍然為 XXXX 大學。學校有權保留送交的畢業(yè)設計（論文）的原文或復印件，允許畢業(yè)設計（論文）被查閱和借閱；學?？梢怨籍厴I(yè)設計（論文）的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存畢業(yè)設計（論文） 。（保密的畢業(yè)設計（論文）在解密后應遵守此規(guī)定）畢業(yè)設計（論文）作者簽名：指導教師簽名：日期：畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明30畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明秉承學校嚴謹?shù)膶W風與優(yōu)良的科學道德，本人聲明所呈交的畢業(yè)設計（論文）是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果，不包含他人已申請學位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了致謝。畢業(yè)設計（論文）與資料若有不實之處，本人承擔一切相關責任。畢業(yè)設計（論文）作者簽名：指導教師簽名：日期：附錄 1（按標題 1 格式排，左格頂）31附錄 1（按標題 1 格式排，左頂格）沖壓的概念、特點及應用沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）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（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓
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