普通本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)課題名稱(chēng) 長(zhǎng)矩形淺容框多工位級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)學(xué) 院： 職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師：I年 3 月 10 日II摘 要多工位級(jí)進(jìn)模是在當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)中被使用比較廣泛的一種生產(chǎn)模具零件的一種模具。它也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、半自動(dòng)化的一種先進(jìn)、高效的、高精度沖壓模具，是當(dāng)代先進(jìn)模具的代表?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)大批量中、小形零件時(shí)，多工位級(jí)進(jìn)模往往是企業(yè)生產(chǎn)家首先考慮使用的生產(chǎn)模具。長(zhǎng)矩形淺容框形件的成型沖壓工藝包括沖孔、彎曲、切斷彎曲等多到工序，該矩形制件件結(jié)構(gòu)和制件展開(kāi)外形比較復(fù)雜，長(zhǎng)邊與短邊兩側(cè)分別需經(jīng)過(guò)兩次 U 型彎曲而成，且長(zhǎng)側(cè)邊上兩孔的坐標(biāo)位置要求重合一致，這也是 U 形壓彎的難點(diǎn)。經(jīng)上分析，對(duì)于本次的淺容框制件的設(shè)計(jì)使用多工位級(jí)進(jìn)模沖裁比較合理，既可降低成本，又可保證穩(wěn)定生產(chǎn)和工件質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)對(duì)長(zhǎng)矩形淺容框制件的工藝特點(diǎn)進(jìn)行沖裁工藝分析可以擬定多種級(jí)進(jìn)沖壓工藝方案。結(jié)合矩形容框制件的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)比分析種方案，選定以沖孔、沖外形余料、長(zhǎng)邊 U 形彎曲、切斷兼 U 形彎曲的順序加工的多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓工藝模具設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中可借助 CAD 軟件進(jìn)行二維圖的繪制和一些簡(jiǎn)單圖形的周長(zhǎng)和面積計(jì)算，也可使用 Creo3.0 進(jìn)行三維圖繪制，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括工藝方案的擬定、沖壓排樣的設(shè)計(jì)、模具的結(jié)構(gòu)、主要零部件設(shè)計(jì)與計(jì)算、設(shè)備校核、沖裁的成本及效率的方面。此次長(zhǎng)矩形容框沖裁、彎曲、切斷彎曲級(jí)進(jìn)模模具采用四導(dǎo)柱滾動(dòng)導(dǎo)向鋼模架，并且在凸模固定板、卸料板間設(shè)有內(nèi)置小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套導(dǎo)向保證導(dǎo)向精度，提高工件的尺寸精度。本模具可采用單列橫排中間載體，側(cè)刃粗定距，導(dǎo)正銷(xiāo)精定位的送料方式。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)矩形淺容框制件的分析、設(shè)計(jì)、校核到最后完成此級(jí)進(jìn)沖壓加工工藝方案和成型模具我學(xué)習(xí)到了很多東西如重新歸納、總結(jié)了之前所學(xué)的知識(shí)，并加深了我對(duì)他們的理解。對(duì)將來(lái)我步入社會(huì)提高自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力奠定良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)、工藝方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)IIIAbstractMulti station progressive die is widely used in modern industrial production of a production of mold parts of a mold. It is also the realization of automation, semi automation of an advanced, efficient, high-precision stamping die, is the representative of modern advanced mold. Modern industrial production of large quantities of small and medium-sized parts, multi station progressive die is often the first consideration of the use of production mold. Shallow container molding stamping shaped parts including punching, bending, cutting and bending etc. to process, the product structure and parts in the rectangular shape is more complex, long and short side on both sides after two U bent, and coordinates two hole length on the side for coincides with. This is also the difficulty of the U shape bending. On the basis of the analysis, the design of multi station progressive die stamping process and die design, not only can reduce costs, but also to ensure the stability of production and quality of the workpiece.In this design, the long rectangular frame parts of the technical characteristics of blanking process analysis, you can develop a variety of progressive stamping process plan. With the rectangular shape of the structural characteristics of box parts containing comparative analysis schemes, stamping die design selected progressive punching and punching material, long side U bending, cutting and bending of the U - order processing die. In this design can be two-dimensional mapping using CAD software and some simple graphics area and perimeter calculation can also be performed using Creo3.0 3D drawing, including the main elements of the design process of program development, stamping layout design, die structure and main parts design and calculation, checking, drawing equipment cut the cost and efficiency aspects. The rectangular box containing mold design by using the four pole rolling guide steel mold, and the punch plate, stripper plate is arranged between the built-in small guide pillar, a small guide sleeve guide ensure guidance accuracy, improve the dimensional accuracy of the workpiece. The mold can be used to separate the horizontal intermediate vector, rough set from the side edge, guide pin feeding method of accurate positioning.Through the analysis, design and verification of the workpiece, the progressive stamping process plan and the forming die. In this design I have summarized and summed up the previous knowledge, and deepened my understanding of them. I will lay a good foundation for the future to improve the ability of independent study and innovation.IVKEY WORDS：Craft project 、manufacture 、structure design目 錄摘 要 .IAbstract .II目 錄 11 緒論 11.1 沖壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 11.2 模具發(fā)展現(xiàn)狀 .11.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與意義 .22 設(shè)計(jì)任務(wù) 32.1 設(shè)計(jì)題目 .32.2 任務(wù)分析 42.3 工藝方案的分析及確定 43 模具主要工藝參數(shù)計(jì)算 53.1 模具沖裁間隙選擇 .53.1.1 沖裁間隙對(duì)制件的質(zhì)量的影響 .53.1.2 沖裁間隙對(duì)模具使用壽命的影響 .53.1.3 沖裁間隙值的確定 .53.2 模具刃口尺寸計(jì)算 .73.2.1 沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的基本原則 .73.2.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 .73.3 沖裁工藝計(jì)算 .133.3.1 沖裁力的計(jì)算 .133.3.2 壓力中心的計(jì)算 .143.4 彎曲工藝的計(jì)算 .143.4.1 彎曲力的計(jì)算 .143.4.2 彎曲回彈值得確定 .154 排樣設(shè)計(jì) 164.1 排樣原則 .164.2 搭邊的確定 .174.3 步距、條料寬度和材料利用率的計(jì)算 .184.3.1 彎曲件毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算 .184.3.2 送料步距 A184.3.3 條料寬度 B184.3.4 材料的利用率 .19?4.3.5 排樣圖的確定 .195 模具主要零部件設(shè)計(jì) 215.1 凸模的設(shè)計(jì) .215.1.1 常見(jiàn)的凸模形式 .215.1.2 常用的固定方法 .215.1.3 凸模的高度設(shè)計(jì) .215.1.4 凸模強(qiáng)度和剛度的校核 .225.2 凹模的設(shè)計(jì) .225.2.1 凹模結(jié)構(gòu) .225.2.2 凹模結(jié)構(gòu) .235.2.3 凹模的尺寸 .235.2.4 凸、凹模的精度 .235.2.5 凸、凹?；Q性 .245.3 壓力機(jī)的選擇及校核 .256 模具的總體結(jié)構(gòu) 276.1 送料方式的選擇 .276.2 載體的選擇 .276.3 卸料方式的選擇 .276.4 模具定位與緊固件的選擇 .286.5 導(dǎo)向裝置的選用 .296.6 彈性元件的選用 .296.7 模架的設(shè)計(jì) .306.8 模具材料與合理選用 .317 模具裝配 337.1 裝配的要點(diǎn) .337.2 模具的總裝配圖 .33設(shè)計(jì)總結(jié) 35致 謝 36參考文獻(xiàn) 3711 緒論1.1 沖壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用沖壓成形的零件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，剛度好，容易做到機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)，成本較低，經(jīng)濟(jì)效益高，且沖壓成形可用于各種類(lèi)型的板材零件成形，由于其具備眾多的優(yōu)點(diǎn)因此在現(xiàn)在各個(gè)國(guó)家的重、輕工業(yè)中，得到越來(lái)越為普遍的應(yīng)用，已經(jīng)發(fā)展成為各個(gè)國(guó)家現(xiàn)代重、輕工業(yè)非常重要的零件生產(chǎn)方法之一，現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)品的近八成以上零件都用沖壓進(jìn)行加工生產(chǎn)，在日常用品、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)行業(yè)中都得到了普遍的應(yīng)用。對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)而言，沖壓生產(chǎn)是一樣非常大規(guī)模的、比較高效、操作簡(jiǎn)單的一種生產(chǎn)制造方式。隨著現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓生產(chǎn)中，沖壓生產(chǎn)的操作逐漸由原本剛開(kāi)始的人工手工操作逐漸向半自動(dòng)化和自動(dòng)化的智能方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)更安全、更高效、更低成本以及可控化是現(xiàn)代沖壓成形研究的發(fā)展趨勢(shì)。隨著近年來(lái)沖壓技術(shù)的日漸成熟及突飛猛進(jìn)的發(fā)展，沖壓成形逐漸的被廣泛的采用到新型的工藝和心得技術(shù)生產(chǎn)當(dāng)中新型研發(fā)材料的成形、旋壓式的成形等。最主要的是，隨著沖壓成形的逐漸推廣，人們對(duì)它的了解與應(yīng)用有了一個(gè)非常大的飛躍。總的來(lái)說(shuō)，沖壓成形對(duì)于一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代化航空及其現(xiàn)代軍事等方面起到了越來(lái)越重要且其它加工技術(shù)不可替代的作用。1.2 模具發(fā)展現(xiàn)狀模具是當(dāng)代生產(chǎn)制造中一種處在特別地位的工藝生產(chǎn)設(shè)備，其涉及的領(lǐng)域非常的寬廣與各種各樣類(lèi)行業(yè)都有著直接或者間接的聯(lián)系。如今模具已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)與現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)不可缺和代替的工藝生產(chǎn)設(shè)備?，F(xiàn)代工業(yè)新型產(chǎn)品的研發(fā)、大規(guī)模的批量生產(chǎn)都與模具脫不了關(guān)系。由于其生產(chǎn)出零件能達(dá)到較高的精度、材料消耗低、消耗的能量資源較少，因此使得它在生產(chǎn)制造業(yè)中有著非常重要并無(wú)法替代的作用。當(dāng)代產(chǎn)品的更新越發(fā)快速，各類(lèi)新產(chǎn)品的不停出現(xiàn)，各種新型技術(shù)的開(kāi)發(fā)，所以模具現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越多的領(lǐng)域模具中使用，因此如何使模具滿(mǎn)足人們?cè)絹?lái)越高的需求，將會(huì)成為模具研究的一個(gè)重要問(wèn)題。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，模具行業(yè)的發(fā)展與其它歐美相比較還存在著較大的差距。所以對(duì)于未來(lái)幾年中如何將國(guó)外的先進(jìn)模具技術(shù)引進(jìn)到我國(guó)，以及如何快速的吸收和應(yīng)用到2我國(guó)的模具行業(yè)中將是一個(gè)需要考慮的問(wèn)題。其次如何自主、創(chuàng)新的研發(fā)出具有本國(guó)特色的先進(jìn)模具也將會(huì)是我國(guó)需要解決的一個(gè)重要的問(wèn)題。31.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與意義本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是淺容框的級(jí)進(jìn)模沖裁。由給出的零件圖可知，設(shè)計(jì)主要是以下幾部分：排樣圖設(shè)計(jì)，各沖裁力與總沖裁力的計(jì)算，壓力中心的計(jì)算、各個(gè)凸、凹刃口尺寸計(jì)算，凸、凹?；窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和其他零部件的設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖等各類(lèi)非標(biāo)準(zhǔn)零件圖。主要內(nèi)容如下：1 對(duì)制件進(jìn)行工藝性分析，把模具的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型確定下來(lái)；2 借助 CAD、Creo3.0 等計(jì)算機(jī)繪圖與分析軟件完成相關(guān)的內(nèi)容；3 完成凸凹模和其他主要零部件的設(shè)計(jì)；4 合理的選擇各個(gè)部位的模具零件的材料并且設(shè)計(jì)出正確合理的工藝路線(xiàn)；5 繪制模具零件圖及裝配圖；6 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。本設(shè)計(jì)的研究的主要意義在于提高自我獨(dú)立分析解決問(wèn)題能力。通過(guò)自我查閱相關(guān)的書(shū)籍，豐富自我的知識(shí)，對(duì)于將來(lái)我獨(dú)立學(xué)習(xí)進(jìn)一步提升自己的自身價(jià)值有著非常重要的影響。在本次設(shè)計(jì)中對(duì)于很多不懂的問(wèn)題可以請(qǐng)教老師和同學(xué)，在此過(guò)程中不僅增進(jìn)了我和老師以及同學(xué)之間的感情，還使我知道了如何更好的和他人交流以及在生活和學(xué)習(xí)中一個(gè)團(tuán)體的重要性。42 設(shè)計(jì)任務(wù)2.1 設(shè)計(jì)題目零件如圖 1 所示，零件名稱(chēng)：長(zhǎng)矩形淺容框件多工位級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)；生產(chǎn)綱領(lǐng)： 100 萬(wàn)件；材料：08F；材料厚度 1mm：圖 1 零件圖52.2 任務(wù)分析如圖 1 所示，制件外形為一長(zhǎng)矩形容框，短邊和長(zhǎng)邊兩側(cè)分別需兩次 U 形彎曲形成，在長(zhǎng)側(cè)邊上有 孔，兩孔的坐標(biāo)位置需重合一致，這也是該 U 形壓彎的難點(diǎn)。因此，在彎曲前需做到定位可靠，且彎曲時(shí)材料無(wú)竄動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生。沖壓件底部有多個(gè)異形小孔，并且孔邊之間的距離也比較大遠(yuǎn)大于最小孔邊距，除此外淺容框制件的整體以及展開(kāi)外形形狀都比較復(fù)雜，因批量為 100 萬(wàn)件，所以采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)比較合適。2.3 工藝方案的分析及確定首先對(duì)于本次淺容框沖裁、彎曲、切斷彎曲是采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)制造的。經(jīng)過(guò)對(duì)制件的展開(kāi)圖進(jìn)行分析，其形狀比較的復(fù)雜，并且在制件的底部存在著多個(gè)異形小孔。所以應(yīng)該先對(duì)孔類(lèi)進(jìn)行沖裁，由于存在的孔數(shù)較多，不適合一次性全部沖制。因此可以采用分段沖制法，具分析可以分成三個(gè)工位進(jìn)行即 4 個(gè)矩形孔在一個(gè)工位中沖裁，4個(gè)圓孔又可以在一個(gè)工位沖裁，異形孔在第三個(gè)工位中沖裁，制件的長(zhǎng)側(cè)邊和短側(cè)邊是分別由兩次 U 形彎曲而成，因此也可以分為兩個(gè)工序進(jìn)行。根據(jù)上述可初步擬定一下三種工藝方案：方案一：先沖導(dǎo)正孔以及矩形孔，然后對(duì)短邊與長(zhǎng)進(jìn)行 U 形彎曲，最后沖裁四個(gè)圓形孔。方案二：先進(jìn)行短邊與長(zhǎng)邊的 U 形彎曲，然后沖裁四個(gè)圓形孔，最后沖裁矩形孔。方案三：先沖導(dǎo)正孔以及矩形孔、沖裁四個(gè)圓形孔、最后對(duì)短邊與長(zhǎng)進(jìn)行 U 形彎曲。對(duì)以上三種工藝方案，方案一是先彎曲后沖孔和切外形余料這樣會(huì)不利于孔的沖裁需設(shè)計(jì)的級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同理方案二也會(huì)不利于外形余料的切除，容易造成條料定位不可靠，對(duì)于方案三就比較合理，其先將制件的展開(kāi)外形沖裁出來(lái)，最后在進(jìn)行彎曲落料，既可以簡(jiǎn)化級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，又可以保證定位尺寸的精度。綜上所述，最終確定采用第三種工藝方案。具體的沖裁工位順序如下：工位一：側(cè)刃定距、導(dǎo)正銷(xiāo)孔 Φ3、沖 4 個(gè)矩形孔；工位二：沖 2 個(gè) mm 和 2 個(gè) 工位三：沖異形孔與外形余料6工位四：沖外形余料工位五：短邊的 U 形彎曲工位六：切斷且兼 U 形彎曲及落料。783 模具主要工藝參數(shù)計(jì)算3.1 模具沖裁間隙選擇對(duì)于本次設(shè)計(jì)的淺容框制件，雖然其要大部分尺寸對(duì)于精度的要求并不是很高。但也必須要要合理的沖裁間隙，因?yàn)闆_裁間隙的大小不但會(huì)對(duì)淺容框制件的精度造成較大的影響，還會(huì)對(duì)制造淺容框的模具壽命和所需要沖裁力的大小有著非常大的影響3.1.1 沖裁間隙對(duì)制件的質(zhì)量的影響當(dāng)間隙太小時(shí)，由于淺容框制件上存在的孔數(shù)比較多，在沖裁孔的過(guò)程中制件受到的擠壓作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它們受到的拉伸力，所以在完成沖裁時(shí)，再加上材料本身會(huì)產(chǎn)生對(duì)彈性恢復(fù)的影響，因而在淺容框上沖裁出來(lái)的孔會(huì)比所設(shè)計(jì)好的凸模尺寸要小。相反，當(dāng)間隙的值過(guò)大生產(chǎn)出來(lái)的落料件就會(huì)因?yàn)閺椥曰謴?fù)的作用，使落料件尺寸變小。所以沖裁出了落料件就會(huì)比設(shè)計(jì)好的凹模尺寸小。3.1.2 沖裁間隙對(duì)模具使用壽命的影響與此容框制件模具的使用壽命有關(guān)的因素有很多，比如本次設(shè)計(jì)中模具的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)的搭邊值得大小等。但本次設(shè)計(jì)中所選擇的沖裁間隙的大小對(duì)于容框制件模具的使用壽命是眾多因素中非常重要的一個(gè)。在對(duì)容框制件的各類(lèi)孔以及彎曲的沖裁中，凸模與被沖的孔以及被彎曲的部分會(huì)產(chǎn)生摩擦力，力的大小會(huì)因?yàn)殚g隙的逐漸減小而逐漸增大，從而會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象，從而模具自身的磨損速度加快，使得模具的使用壽命大大地減短。但是也并不是說(shuō)間隙越大越好，以為當(dāng)間隙太大時(shí)，在每一個(gè)工位對(duì)制件完成沖裁后，加工所需的卸料力也會(huì)有一定程度的增大，從而造成的模具磨損程度也隨之增加，不利于模具的使用壽命。3.1.3 沖裁間隙值的確定綜上所述可知，沖裁間隙的大小數(shù)值對(duì)于本次容框件的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)也是十分關(guān)鍵的一環(huán)，因此確定合理的間隙值是非常有必要的，本設(shè)計(jì)的容框制件的尺寸中除了四個(gè)圓孔有精度要求以外，其他部分尺寸并沒(méi)有較高的精度要求，所以為了減少毛刺的產(chǎn)生，應(yīng)當(dāng)盡可能想辦法采用相對(duì)小的間隙值作為設(shè)計(jì)數(shù)值。確定沖裁間隙的方法有兩種（1）理論確定法9??tan)(tan)(00hhc????式中， 為凸模切入深度；β 為最大切應(yīng)力方向與垂向方向的夾角。0（2）經(jīng)驗(yàn)確定法經(jīng)驗(yàn)確定法主要是根據(jù)多年沖裁工藝的研究和試驗(yàn)得出大概的值，依據(jù)制件使用的材料以及材料的厚度選用。其值可以根據(jù)總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)用間隙表選用。經(jīng)過(guò)分析可知本設(shè)計(jì)的沖裁間隙可采用經(jīng)驗(yàn)發(fā)確定，據(jù)制件材料的厚度為 1mm 的08F，其抗拉強(qiáng)度 可查表 3MPaa390280b??表 3 沖 裁 模 初 始 用 間 隙 2c部 分 表 10、 15、 20、 30鋼板 、 冷 軋 鋼 帶 、 H62、H65（ 硬 ） 、 LY12硅鋼 片 Q235、 Q235鋼 板 、08、 10、 15鋼 板 、H62、 H68（ 半 硬 ） 、磷 青 銅 （ 軟 ） 、 鈹 青銅 （ 軟 ） H62、 H68(軟 ） 、 紫銅 （ 軟 ） 、 L21～ LF2、硬 鋁 、 LY12（ 退 火 ） 力 學(xué) 性 能 HBS 140～ 190 70～ 140 ≤ 70 MPab/? 40～ 60 30～ 40 ≤ 30 厚 度 t min2c ax min2c ax min2c ax 0.3 0.3 0.5 0.2 0.4 0.1 0.3 0.5 0.6 0.8 0.4 0.6 0.25 0.45 0.8 0.10 0.13 0.7 0.10 0.45 0.75 最終可得出最小間隙值 ，最大間隙值1.02min?C13.02max?C103.2 模具刃口尺寸計(jì)算3.2.1 沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的基本原則對(duì)于本次設(shè)計(jì)的淺容框制件，因?yàn)槠湫枰獩_裁多個(gè)孔，并且最后的工位是切斷落料。所以本次設(shè)計(jì)的沖裁工藝均屬于沖孔工藝。所以在本次進(jìn)行凸凹模尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該以凸模刃口尺寸作為本次沖孔設(shè)計(jì)的尺寸基準(zhǔn)，然后按照最小合理間隙的原則，計(jì)算出凹模的刃口尺寸。除此之外，在計(jì)算刃口尺寸時(shí)需要把沖裁間隙的合理的最小值和最大值確定下來(lái)，并且根據(jù)制件的制造公差來(lái)卻確定沖模刃口所以要使用的公差。3.2.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算對(duì)于凸、凹模的加工方法一般有兩種方法：1.凸模與凹模分別加工計(jì)算模具刃口尺寸。由于該方法通常使用于圓形和其他簡(jiǎn)單的形狀，所以對(duì)于本次容框件上的圓孔以及長(zhǎng)方形孔可以采用此類(lèi)方法計(jì)算凸凹模的刃口尺寸。2.凸模與凹模配制加工計(jì)算刃口尺寸。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于模具的沖裁間隙可在配制中得到保證，不用受到?jīng)_裁間隙的限制，使加工起來(lái)沒(méi)有那么困難。此類(lèi)計(jì)算方法通常適用于形狀比較復(fù)雜的沖壓件。結(jié)合本次容框制件，該方法可用于計(jì)算那些不規(guī)則的外形余料。根據(jù)分析本次設(shè)計(jì)的制件所需沖裁的大多數(shù)孔的形狀均比較簡(jiǎn)單，并且都是沖孔。因此可以大多數(shù)按照方法一進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式：沖孔凸?；境叽?0min)(pxdp?????；沖孔凹?；境叽?dcpd0in2較少數(shù)的沖孔需要采用方法二進(jìn)行算。計(jì)算公式如下：磨損后增大的尺寸 ????25.0maxj ）（11磨損后減小的尺寸 025.minjxb????）（磨損后不變的尺寸 ?1.).cinj（式中對(duì)于系數(shù) X?？梢詮谋?4 中查取，表 4 系 數(shù) x 料 厚 t(m) 非 圓 形 圓 形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工 件 公 差 △ /m 1 1~2 2~4 ＞ 4 ＜ 0.16 ＜ 0.2 ＜ 0.24 ＜ 0.3 0.17~0.35 0.21~0.41 0.25~0.49 0.31~0.59 ≥0.36 ≥0.42 ≥0.5 ≥0.6 ＜ 0.16 ＜ 0.2 ＜ 0.24 ＜ 0.3 ≥0.16 ≥0.2 ≥0.24 ≥0.3 .2minax??c計(jì)算時(shí)凸、凹模分別按 IT6 和 IT7 級(jí)加工。未標(biāo)注公差的非圓形件按 IT12 處理。工位 1：側(cè)刃定距 53×2、沖導(dǎo)正銷(xiāo)孔 Φ3mm、沖四個(gè)矩形孔 4×1.3,11×1.3；其形狀如下圖 212圖 2（1） 導(dǎo)正孔 Φ3根據(jù)其尺寸查公差表 06.3?并結(jié)合表 3-1，的 x=0.075,可以算出06.06.0min 45375.)( ???????）（pxdp?01.01.0in 224.32?）（dcpd （2）沖矩形孔 4×1.3 根據(jù)其尺寸查公差表 12.04、 1.03并結(jié)合表 3-1，x 取 0.1，可以算出08.08.01min1 1244)( ????????）（pxdp?0.0.0in1 32.21）（dcpd06.06.2min2 413.)( ????????）（pxp?0.0.0in224.12）（dcdp（3）沖矩形孔 10.4×2.515根據(jù)其尺寸查公差表 、 并結(jié)合表 3-1，x 值分別取 0.75、1，可以算出18.041.05201.01.0min 5387.4)( ????????）（pxdp?018.080min 7）2531（2dcpd06.06.2in2 15).()( ??? ???????pxp?0.01.0min2 82615.2dcdp（4）沖側(cè)刃定距 53×313根據(jù)其尺寸查公差表 3.05、 并結(jié)合表 3-1，x 值取 1，可以算出1.06.06.02min2 3)()( ??????????pxdp?01.01.0in22.32dcpd對(duì)于尺寸 3.05由于| p?|+| d|＞ minaxc?，因此 012.)2(4.minax????cp?018.)2(6.minaxd????c?，因此可得：012.012.in 5375.3??????）（pdp?08.08.0min 42.)2(??）（dcpd工位 2：沖 6×1.3 小矩形孔及 2 個(gè) 075.4??和 2 個(gè) 075.??其形狀如下圖 3圖 3（1）沖 075.4??孔根據(jù)所給的公差并結(jié)合表 3-1，x 取 0.075，可以算出08.08.0min 56475.4)( ????????）（pdp?14012.012.0min 56456.4)2( ???????）（dcdp?（2）沖 075.??孔根據(jù)所給的公差并結(jié)合表 3-1，x 取 0.075，可以算出08.08.0min 5675.)( ????????）（pdp?012.012.0in6.2）（dcpd（3）沖小矩形孔根據(jù)其尺寸查公差表 并結(jié)合表 3-1，x 的取值均為 1.可得06.075.31、08.-08.-0min 75675)( ????????）（pxdp?012.012.0in.62）（dcpd06.06.2min2 3)3.1()( ??????????pxp?01.01.0in2 526.2dcdp工位 3：沖異形孔與外形余料，由于其形狀如下圖 4 比較復(fù)雜，應(yīng)采用方法二計(jì)算。15圖 4（1）異形孔的沖裁中凸模磨損后變小的尺寸 8mm、5mm、磨損后不變 3mm、1.5mm根據(jù)給出的尺寸查公差表得 1.0.12.05. 538、、、 ，查表 3-1 可得，x 的值均去 1，可以算出0375.0375.025.1min1 18)1()( ???? ??????xbj03.03.025.2in2 2???j15.1.).(1min ??????cj02.25.0.2in2j凹模刃口尺寸計(jì)算，因?yàn)楹侠頉_裁間隙 1.min?C，最大間隙值 13.0max?C，所以保證雙面最小間隙 0.1mm。（2）外形余料包括兩個(gè)形狀：第一個(gè)余料磨損后變小尺寸 2mm、23.4mm，變大的尺寸R29、R7 的圓弧，第二個(gè)余料磨損變小的尺寸 14.6mm、10.4mm、2.3mm，磨損后不變的尺寸 10mm、1mm。①第一個(gè)余料根據(jù)算出的尺寸查公差表得 、 ，查表3.01.02.1.059897?、、、 18.043-1 可得，x 的取值分別為 1、0.75、1、0.5、0.75 可以算出025.025.025.1min1 1)()(1 ??????????xbj052.052.025.2in2 8)7.9???j025.025.025.3min3 9118.()(3 ???? ??????xbj07.070ax 83. ??）（）j045.045.25.03max 61.14(3 ???? ??????）（）j16②沖第二個(gè)外形余料，查公差表變小尺寸 1.08.018.03246、、 ，不變尺寸10.15.0m、查表 3-1 可得，x 的值分別為 0.75、0.75、1，因此可得045.045.025.1min1 73)87.64()( ???? ??????bj 045.045.025.2in2 1. ???xj025.025.025.3min2 )13.()(3 ???? ??????bj9.7.11in ??cj0125.25.0).(2min2 ????j凹模刃口尺寸計(jì)算，因?yàn)楹侠頉_裁間隙 .minC，最大間隙值 13.0max?C，所以保證雙面最小間隙 c30.2min?工位 4：沖外形余料，本工位需計(jì)算的的外形余料尺寸有三個(gè)。第一個(gè)是長(zhǎng)方形23.4×43，第二個(gè) 29.6、15.6、2、R29 的圓弧，第三個(gè)是 2、R29 的圓弧。形狀如下圖 5 所示：圖 5結(jié)合以上計(jì)算：17① 第一個(gè)余料計(jì)算尺寸 42.6、20.97，經(jīng)查公差等級(jí)表的 、 ，查表25.06421.0973-1 可得，x 的取值 0.75，由于| p?|+| d|＞ minax2c?，因此012.)2(4.0minax????cp?, 018.)(6.id??，因而可得：012.012.in 7457.4????）（pdp?08.8.00min 98.2)2( ????）（dcpd012.012.1in1 75.9????）（pxp?08.08.01min12 328.)( ????）（dcdp②沖第二個(gè)余料只需計(jì)算尺寸凸模磨損兩變小 32.03、18.08，經(jīng)查公差等級(jí)表的、 ，查表 3-1 可知，x 的取值都是 0.75，25.08321.00625.025.025.1min1 183)1.8.3()(1 ????? ?????bj052.052.025.2in2 7. ???xj對(duì)于余料三，由于其所有尺寸在上述已經(jīng)計(jì)算過(guò)。因而不必進(jìn)行計(jì)算。凹模刃口尺寸計(jì)算，因?yàn)楹侠頉_裁間隙 1.02min?C，最大間隙值 13.02max?C，所以保證雙面最小間隙 c30.2min?3.3 沖裁工藝計(jì)算3.3.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力是選擇沖壓力來(lái)源設(shè)備（沖裁壓力機(jī)） 、合理的模具設(shè)計(jì)以及檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度是否合格的重要依據(jù)。本設(shè)計(jì)采用平刃沖裁模，其沖裁力的計(jì)算為： bpPtLKF??——材料的抗拉強(qiáng)度，08F 材料的 ＞280MPa 取 350MPab?b?18T——為材料厚度L——為沖裁周長(zhǎng)——安全系數(shù)，,其值去 1PK從給出的題目可以知道材料的厚度為 1mm第 1 工位沖側(cè)刃定距、導(dǎo)正孔 Φ3mm、沖 4 個(gè)矩形孔，其總周長(zhǎng)可用 CAD 計(jì)算L=189.82mm， ;NF68350.191???第 2 工位沖 2 個(gè) mm 和 2 個(gè) ，其總周長(zhǎng)可用 CAD 計(jì)算得7,04??075,??L=28.27mm，沖裁力 1935.61???第 3 工位沖異形孔與外形余料，其總周長(zhǎng)可用 CAD 計(jì)算得 L=159.28mm，;NF79504.1??第 4 工位沖外形余料，其總周長(zhǎng)可用 CAD 計(jì)算得 L=213.29mm，;.23.278?第 6 工位中的切斷力，其總周長(zhǎng)可用 CAD 計(jì)算得 L=21.6mm，NF4705.14??總沖裁力 170069.8N。?總卸料力： ,K 為卸料力系數(shù)，值一般為NKFQ 79.6802.1704.??總0.02～0.06，在此取 .頂件力： , 為頂件力系數(shù)，值一般為Q 4.53.5.2?總 2K0.04～0.08，在此取 .0K193.3.2 壓力中心的計(jì)算經(jīng)過(guò)對(duì)淺容框形件的分析可知該制件的左右兩邊相互對(duì)稱(chēng)借助 Cero3.0 軟件可查出淺容框制件的幾何中心即可得出所求的壓力中心。根據(jù)在 Cero3.0 軟件_PRT0001 坐標(biāo)框架確定重心:X Y Z -4.6624587e+01 0.0000000e+00 -4.9083263e+00 MM。3.4 彎曲工藝的計(jì)算3.4.1 彎曲力的計(jì)算由題目圖知，本次彎曲均為 U 形彎曲，并且為 90 度無(wú)圓角彎曲，所以?xún)?nèi)彎曲半徑 r=0。（1）自由彎曲力的計(jì)算自由彎曲力可按下式計(jì)算： trkbF???27.0自式中，k——是安全系數(shù)，通常取 1.3；b——彎曲件的寬度；所以帶入各個(gè)數(shù)值可算的兩次彎曲力:短邊彎曲力：NtrkbF 5.987310293.70.21 ??????）（自 ?頂件力與卸料力:FQ 75.4936.85.0)8.~30(11 ???自長(zhǎng)邊彎曲力：NtrkbF240613576.07.22 ?????自20頂件力與卸料力:NFFQ8.72618.0~3(2??自）自由彎曲時(shí)總的彎曲力 5.49自 總由于本次設(shè)計(jì)的淺容框形件的彎曲角度為 90 度，所以不需要進(jìn)行校正彎曲力的計(jì)算。3.4.2 彎曲回彈值得確定在沖裁件進(jìn)行彎曲后，由于回彈的作用，因此會(huì)對(duì)他的形狀以及尺寸造成影響。在進(jìn)行淺容框沖裁、彎曲切斷彎曲級(jí)進(jìn)模模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到材料 08F 的回彈值得影響。由于淺容框形件的彎曲部分的相對(duì)彎曲半徑 r/t﹤5，所以形件的彎曲半徑的變化并不大，影響可以忽略不計(jì)。因此，只需要考慮到彎曲角度的回彈影響。因此可查下表5 查?。???2??表 5 單腳自由彎曲 90 度時(shí)平均回彈角 材 料 r/t 材 料 厚 度 t/m ＜ 0.8 0.8～ 2 ＞ 2 軟 鋼 ，=350MPa ＜ 1 4° 2° 0° 黃 銅 ， =350MPa 1～ 5 5° 3° 1° 中 硬 鋼 ， =40～ 50MPa ＜ 1 5° 2° 0° 214 排樣設(shè)計(jì)4.1 排樣原則對(duì)于設(shè)計(jì)任何樣?xùn)|西，該物體的每一個(gè)部分都會(huì)有一些設(shè)計(jì)原則，排樣的設(shè)計(jì)也不例外。在級(jí)進(jìn)模的沖裁中，雖然當(dāng)它沖裁的制件不一樣時(shí)，在同一個(gè)工位上或許其所需要沖裁的工序就會(huì)不一樣。但是，每一個(gè)工位的沖裁也肯定要遵循一定的規(guī)則，如果超出了這些規(guī)則的規(guī)定范圍，那么生產(chǎn)出來(lái)的零件就會(huì)不符合零件的使用要，因此排樣設(shè)計(jì)是進(jìn)行本次長(zhǎng)矩形淺容框級(jí)進(jìn)模模具設(shè)計(jì)一定要進(jìn)行的一個(gè)不能夠缺少的步驟。一旦排樣設(shè)計(jì)不合理，不僅加工原材料的使用量大大增加，提高成本，還可能致使生產(chǎn)出來(lái)的零件直接無(wú)法使用。多工位級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)與單工序模相比，其更加復(fù)雜且更重要。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是排樣設(shè)計(jì)出錯(cuò)，此次長(zhǎng)矩形淺容框級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)就不能夠順利的完成。在設(shè)計(jì)排樣時(shí)，應(yīng)該著重考慮到毛坯條料的利用率，并想法設(shè)法提高。但是也不能用加大沖裁模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)復(fù)雜程度作為代價(jià)來(lái)提高毛坯條料的利用率。排樣設(shè)計(jì)雖然并不困難，但也必不可少，是非常重要的環(huán)節(jié)。排樣原則如下：① 材料的利用率：對(duì)于每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)如何提高原材料的利用率使他們必須要考慮的問(wèn)題，因?yàn)檫@將會(huì)直接影響到他們經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的高低。但恰恰不巧在多工位級(jí)進(jìn)模的生產(chǎn)中原材料利用率相對(duì)于其他工序模的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)就會(huì)比較的低。所以如和有效地提高多工位級(jí)進(jìn)模的原材料利用率就變得很重要，因?yàn)檫@可以實(shí)質(zhì)性降低成本提高經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，尤其是對(duì)于大批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是無(wú)可或缺的，如何盡可能的減少?gòu)U料面積是提高材料利用率最直接和最有效的方法。結(jié)構(gòu)廢料與工藝廢料是沖裁過(guò)程中產(chǎn)生廢料的兩種主要形式，在這兩種方式中沖裁的方式與排樣的設(shè)計(jì)主要影響到的是工藝廢料的多少。所以設(shè)計(jì)出合理的排樣進(jìn)而減少工藝廢料往往作為提高材料利用率的主要手段。② 排樣方法及選擇：從考慮材料經(jīng)濟(jì)性方面，排樣方法可以分成以下三種：有廢料排樣、無(wú)廢料排樣、少?gòu)U料排樣。從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)看少、無(wú)廢料的排樣經(jīng)濟(jì)好，其材料的利用率高制造的成本就相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低。但是這兩種排樣的使用受到工件的形狀以及結(jié)構(gòu)的影響比較大。而沖裁件的精度也會(huì)受到來(lái)自條料的公差，條料導(dǎo)向和定位誤差的影響。從排樣影響模具使用壽命的角度分析，少、無(wú)廢料在沖裁的時(shí)候模具只有一個(gè)面受到作用力，因此模具的磨損會(huì)比在正常情況下更快，從而使模的具的使用壽命大大的縮短。除此以外，少、無(wú)廢料排樣還會(huì)對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量也會(huì)造成很大的影響。22綜上所述，并結(jié)合制件的本身結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量要求，可確定本次設(shè)計(jì)采用有廢料排樣比較合理4.2 搭邊的確定搭邊指的是在排樣時(shí)零件與零件間及零件與條料側(cè)邊之間的工藝余料A 搭邊的作用1. 補(bǔ)償定位誤差可以保證沖裁外形完整的合格制件2. 使凸、凹模刃口不會(huì)只受到單邊力，而是兩邊都會(huì)受到力的作用，從而在一定程度上有效降的低刃口的磨損。3. 搭邊能夠在一定程度上提高毛坯條料的剛度，因而保證條料的流暢送到工作平面。B 搭邊值得確定搭邊過(guò)大時(shí)，會(huì)浪費(fèi)原材料大大的提高了制造的成本經(jīng)濟(jì)效益降低。但也并不是說(shuō)搭邊越小越好太小的搭邊，沖裁時(shí)毛坯件容易出現(xiàn)翹曲或者拉斷現(xiàn)象，毛刺的尺寸也會(huì)隨之變大這對(duì)于模具的刃口會(huì)造成磨損不利于模具的使用壽命。所以合理的搭邊值對(duì)于本次沖裁容框件的質(zhì)量是否滿(mǎn)足要求以及所設(shè)計(jì)出的模具使用壽命的長(zhǎng)短都有這重要的影響。搭邊值通?？捎山?jīng)驗(yàn)確定，具體取值可根據(jù)給出的條件查表 6 得。 普通本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)課題名稱(chēng) 長(zhǎng)矩形淺容框件多工位級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 教研室主任 院 長(zhǎng) 年 3 月 10 日一、課題的主要內(nèi)容和基本要求本課題進(jìn)行長(zhǎng)矩形容框件的多工位級(jí)進(jìn)沖壓工藝及模具開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，課題來(lái)源于某機(jī)械廠(chǎng)容框件。課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是：1.對(duì)所給零件的沖壓工藝適應(yīng)性進(jìn)行分析，根據(jù)所分析的結(jié)果開(kāi)展相應(yīng)的級(jí)進(jìn)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)；2.對(duì)所給零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，擬定合適的沖壓成形工藝，確定合適的模具結(jié)構(gòu)和零部件結(jié)構(gòu)；3.在上述分析基礎(chǔ)上，形成合適的級(jí)進(jìn)沖壓工藝，并進(jìn)行相應(yīng)的模具設(shè)計(jì)；4.對(duì)所設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行成本測(cè)算和經(jīng)濟(jì)性分析。課題現(xiàn)有條件：本課題在工程實(shí)踐基礎(chǔ)上，開(kāi)展長(zhǎng)矩形淺容框件的多工位級(jí)進(jìn)沖壓工藝及模具開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),所設(shè)計(jì)的題目難度符合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。二、進(jìn)度計(jì)劃與應(yīng)完成的工作（一）進(jìn)度計(jì)劃：第 1-2 前：分析課題、查找文獻(xiàn)、完成專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)翻譯、撰寫(xiě)綜述或讀書(shū)報(bào)告、論證設(shè)計(jì)方案、寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告；第 3-5 周：總體設(shè)計(jì)與計(jì)算；第 6～11 周：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并完成全套圖紙，進(jìn)行工藝和經(jīng)濟(jì)性分析；第 12-13 周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；第 14-15 周：答辯準(zhǔn)備、評(píng)審、答辯。（二）應(yīng)完成工作及表現(xiàn)形式：1.專(zhuān)題綜述或讀書(shū)報(bào)告（2000 漢字以上）一份；2.專(zhuān)業(yè)英文譯文（3000 漢字以上）一篇；3.畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研開(kāi)題報(bào)告（2000 字以上）一篇；4.所設(shè)計(jì)零件的模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不少于 50 頁(yè)，A4 打?。┮环?；5.所設(shè)計(jì)模具圖紙一套，折合任務(wù)量不少于 4 張 A0 圖（其中 1 張 A1 圖須手工繪制） 。三、完成期限第十五周前。四、主要參考文獻(xiàn)、資料[1] 付宏生.劉京華.塑料制品與塑料模具設(shè)計(jì). 化學(xué)工業(yè)出版社，2007.7 [2] 吳生緒. 塑料成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社, 2008.1[3] 魏春雷.朱三武，章南.模具專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè). 天津大學(xué)出版社,2010.1[4] 李穎晴.鄭志安.UG NX 7.5 塑料模具設(shè)計(jì)師基礎(chǔ)與范例標(biāo)準(zhǔn)教程. 電子工業(yè)出版 社,2011.5[5] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 高等教育出版社，2007.8 [6] 張維合. 注塑模具復(fù)雜結(jié)構(gòu) 100 例. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.6[7] 魏春雷.朱三武，章南.模具專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè). 天津大學(xué)出版社,2010.1[8] 劉朝福.廖宏誼.注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖冊(cè)與動(dòng)畫(huà)演示. 化學(xué)工業(yè)出版社，2010.12[9] 楊占堯. 注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005.5