畢業(yè)論文說(shuō)明書40落料沖裁模41

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1、 ( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修 改！ ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 薄板槽形落料成形模 Plate groove blanking die 姓 名 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 學(xué) 院 完成日期  機(jī)械設(shè)計(jì)制

2、造及其自動(dòng)化 091 班 機(jī)電與能源工程學(xué)院 2013年 5 月 20 日 摘 要 模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備 , 具有生產(chǎn)效率 高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn) ,被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。用模具制造的零件表現(xiàn) 出來(lái)的高效率、高精度、高復(fù)雜性、低消耗和低成本是任何其他加工方法無(wú)法比擬的。 本文采用 UG 三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行薄板槽型的沖壓工藝分析及復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。按照沖壓復(fù)合模具的設(shè)計(jì)步驟 ,進(jìn)行工藝分析，確定沖壓工序，根

3、據(jù)計(jì)算規(guī)則計(jì)算出毛坯尺寸、凸模、凹模尺寸及沖壓力等。計(jì)算完成后，按照零件計(jì)算結(jié)果繪制模具零部件三維圖、工程圖及模具裝配圖。通過(guò)上述過(guò)程最終完成薄板槽型的沖槽、落料復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：薄板；沖壓； CAD ； UG；復(fù)合模 Abstract Mold is the machinery manufacturing industry with advanced technology, far-reaching critical process equipment, efficiency, of materials, parts qualit

4、y, processadaptability and other characteristics, are widely used in automobiles, machinery, aerospace, aviation, light industry, electronics, electrical, instrumentation and other industries. Mold parts manufactured manifested , and low cost are any other processing methods can not match. In thi

5、s paper, three-dimensional design software UG Groove sheet stamping process analysis and composite mold design. According to the design of composite die stamping steps for process analysis to determine the stamping process,according to the calculation rules to calculate the blank size, punch, punch

6、die size and pressure. Calculation is completed, in accordance with the calculation results are plotted mold parts dimensional maps, engineering drawings and die assembly drawings. Through the above process to finalize the thin groove notching, blanking composite mold design. Keywords: Sheet

7、metal；stamping； CAD ；UG ；compound die 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................... I Abstract.........................................................................................

8、................................. II 第1章緒論 ................................................................................................................. 1 1.1 選題的背景及意義 ................................................................................. 1 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展的狀況 ..............

9、.................................................................. 3 1.2.1 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r ............................................................................. 3 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r ............................................................................. 4 1.2.3 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢(shì) ............

10、......................................................... 5 第 2 章 薄板槽型零件工業(yè)性分析和工藝方案的擬定 .............................................7 2.1 薄板槽型零件工藝性分析 ..................................................................... 7 2.2 薄板槽型零件沖壓工藝方案擬定 .................................................

11、........ 8 2.3 沖壓工藝設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 ......................................................................... 8 2.4 沖壓工藝方案分析和確定 ..................................................................... 9 第 3 章 工藝參數(shù)的計(jì)算 .....................................................................................

12、...... 11 3.1 毛坯尺寸的計(jì)算 .................................................................................. 11 3.1.1 排樣 ........................................................................................... 11 3.1.2 排樣的方式 .............................................................

13、.................. 11 3.1.3 搭邊 ........................................................................................... 11 3.1.4 材料的利用率 ........................................................................... 12 3.2 各部分工藝力的計(jì)算 .......................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。

14、 3.2.1 沖裁力的計(jì)算 ........................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2.2 卸料力的計(jì)算 ........................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2.3 頂件力的計(jì)算 ........................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2.4 推件力的計(jì)算 ........................................... 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2.

15、5 總的沖裁力計(jì)算 ....................................................................... 12 3.3 壓力中心的確定 .................................................................................. 12 3.4 沖壓設(shè)備的選用 .................................................................................. 13 第 4 章 凸

16、凹模刃口尺寸計(jì)算 ................................................................................... 14 4.1 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計(jì)算 .............................................. 14 4.1.1 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算原則 ................................... 14 4.1.2 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 ................

17、................... 15 4.1.3 落料刃口尺寸的計(jì)算 ............................................................... 16 4.1.4 成形凸模刃口尺寸的計(jì)算 ....................................................... 17 第 5 章 模具工作零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................... 18 5.

18、1 模具工作零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................. 18 5.1.1 沖槽凸模的設(shè)計(jì) ....................................................................... 18 5.1.2 沖槽凹模的設(shè)計(jì) ....................................................................... 19 5.1.3 落料凹模的設(shè)計(jì) ....

19、................................................................... 20 5.1.4 落料凸模的設(shè)計(jì) ....................................................................... 22 5.1.5 模架的選擇 ............................................................................... 23 5.1.6 模柄的選擇 ...............

20、................................................................ 26 5.1.7 墊板的設(shè)計(jì) ............................................................................... 27 第 6 章 頂出、卸料裝置及定位零件的設(shè)計(jì) ........................................................... 28 6.1 出件裝置的設(shè)計(jì) ..........................

21、........................................................ 28 6.1.1 頂件裝置的設(shè)計(jì) ....................................................................... 28 6.2 卸料裝置的設(shè)計(jì) .................................................................................. 28 6.2.1 卸料板的設(shè)計(jì) ........................

22、................................................... 28 6.2.2 卸料彈簧的設(shè)計(jì) ....................................................................... 29 6.2.3 卸料螺釘?shù)倪x擇 ....................................................................... 30 6.3 定位零件的設(shè)計(jì) .......................................

23、........................................... 31 6.3.1 定位銷 ....................................................................................... 31 6.3.2 擋料銷 ....................................................................................... 31 第 7 章 模具的裝配及總裝配圖 .....................

24、.......................................................... 32 7.1 模具的裝配 .......................................................................................... 32 7.1.1 沖模的裝配方法 ....................................................................... 32 7.2 總裝配圖 ........................

25、...................................................................... 32 第 8 章 沖壓模具合理使用與維護(hù) ........................................................................... 34 8.1 沖壓模具的使用及維護(hù) 34 8.2 提高模具使用壽命的途徑 34 參考文獻(xiàn) 36 附 錄 37 致 謝 38 第1章緒論 1.1 選

26、題的背景及意義 美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石 "；日本稱模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力” ;德國(guó)給模具工業(yè)冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”稱號(hào)；歐盟一些國(guó)家稱“模具就是黃金” ；中國(guó)模具權(quán)威稱“模具是印鈔機(jī)” 。可見(jiàn)模具工業(yè)在世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所具有的重要地位，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要指標(biāo)之一。 沖壓加工是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中先進(jìn)高效的加工方法之一。 它是由人使用板料、借助于常規(guī)的或?qū)I(yè)的沖壓設(shè)備（動(dòng)力） 、從安裝在設(shè)備上的模具里使其得到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技 術(shù)。板料、模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。因

27、為它主要用于加工板料零件，所以又稱板料沖壓。 沖壓加工的特點(diǎn)如下： （1） 借助壓力機(jī)的壓力，利用模具能獲得壁薄、質(zhì)量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，這些零件用其他的方法難以加工甚至無(wú)法加工； （2）沖壓加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性； （3）沖壓加工是少、無(wú)切削加工的一種，部分零件沖壓直接成形，大部分無(wú)需任何再加工，材料利用率高，達(dá) 85% 以上； （4）生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，適合于大批大量生產(chǎn)； （5）操作簡(jiǎn)單，便于組織生產(chǎn)和管理。 沖壓加工的缺點(diǎn)是模具制造的周期長(zhǎng)，制造成本高，不適于單件小批量生產(chǎn)；其次，沖壓加工多

28、用機(jī)械壓力機(jī)，由于滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)快，大量手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，易發(fā)生事故，安全生產(chǎn)與管理要求高，須采用必要的安全技術(shù)措施來(lái)保證。 沖壓加工的應(yīng)用十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。在現(xiàn)代制造業(yè)，比如汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電機(jī)、電器、儀表、化 工容器、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。 沖壓加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如，在宇航，航空， 軍工，機(jī)械，農(nóng)機(jī)，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用 電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個(gè)人都 直接與沖壓

29、產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī)，火車，汽車，拖拉機(jī)上就有許多大，中， 小型沖壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來(lái)的。據(jù)有 關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，自行車，縫紉機(jī)，手表里有 80% 是沖壓件；電視機(jī)，收錄機(jī)，攝 像機(jī)里有 90% 是沖壓件；還有食品金屬罐殼， 鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐 具，全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)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(shù)要求高， 是技術(shù)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(diǎn)才能充分體現(xiàn)，

30、從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。 當(dāng)然，沖壓加工也存在著一些問(wèn)題和缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)兩種公害，而且操作者的安全事故時(shí)有發(fā)生。不過(guò)，這些問(wèn)題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來(lái)的， 而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備及落后的手工操作造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，這些問(wèn)題一定會(huì)盡快二完善的得到解決。 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較小而公差要求較小時(shí)， 若用分散的單一工序來(lái)沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。 這時(shí)在工藝上多采用 工序集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱 為

31、組合工序。根據(jù)工序組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合、級(jí)進(jìn)和復(fù)合—級(jí) 進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 級(jí)進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合—級(jí)進(jìn)沖壓——在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工 序。 A、復(fù)合模具的定義：復(fù)合模具是在一次下壓的過(guò)程中 , 可以同時(shí)完成多道 工序的模具。 B、復(fù)合模具的特點(diǎn)：高精度的模具、提高工件質(zhì)量、效率提高

32、 C、復(fù)合模具的分類： ① 沖裁類復(fù)合模 如落料、沖孔復(fù)合模；切斷、沖孔復(fù)合模等； ② 成形類復(fù)合模 如復(fù)合擠壓模等； ③ 沖裁與成形復(fù)合模 如落料、拉深復(fù)合模；沖孔、翻邊復(fù)合模；拉深、切邊復(fù)合模；落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合模等。 D、復(fù)合模的選擇原則： ① 批量生產(chǎn)，當(dāng)要大批量生產(chǎn)零件時(shí)，由于復(fù)合模的特點(diǎn) 3，可以大大提高效率，減小成本，因?yàn)閺?fù)合模的成本要較高不適用小批量生產(chǎn)的零件； ② 復(fù)合工序的多少，一般復(fù)合模會(huì)是小于四道工序，過(guò)多工序會(huì)使模具過(guò)于復(fù)雜，強(qiáng)度、可靠性等也下降，制造業(yè)困難。 ③ 模具結(jié)構(gòu)的大小，復(fù)合模的大小不同，他的結(jié)構(gòu)和板塊會(huì)有繁

33、簡(jiǎn)的差 異 ④ 工件精度 當(dāng)沖壓工件的尺寸精度或同軸度、對(duì)稱度等位置精度要求較高時(shí) , 應(yīng)考慮采用復(fù)合模。 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展的狀況 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r 高新技術(shù)在模具企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 (1) 廣泛應(yīng)用 CADCAECAM 技術(shù) 超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段， 3D 設(shè)計(jì)已達(dá)到了 70～80% 。 PROE 、 UG、 CIMATRON 等軟件普遍應(yīng)用。 數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。 CAE 技術(shù)已逐漸成熟 （意大利 COMAU 公司應(yīng)用 CAE 技術(shù)后，試模時(shí)間 減

34、少了 50% 以上）。 (2) 普遍采用高速切削加工技術(shù) 特征：以高切削速度、高進(jìn)給速度、高加工質(zhì)量。 加工效率：比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。 轉(zhuǎn)速： 15000～30000rmin。 效益：大大縮短制模時(shí)間。 (3) 普遍應(yīng)用快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù) 塑料模具：有專門提供原型制造服務(wù)的機(jī)構(gòu)和公司塑料模具廠家利用快速 原型澆制硅膠模具，用于少量翻制塑料件。 汽車模具：多為鋅基合金快速制模和使用環(huán)氧樹(shù)脂制作金屬成型模。 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值在國(guó)際上排名位居第三位，僅次于日本和

35、美國(guó)。國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)廠已超過(guò) 17000 家，從業(yè)人員達(dá) 50 萬(wàn)。近年來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)一直以每年 13％左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展我國(guó)模具行業(yè)在 “十五” 期間的增長(zhǎng) 速度達(dá)到 13％~15％。 (1) 中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的進(jìn)出口 近幾年來(lái)，我國(guó)每年進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的 20％左右，已超過(guò) 10 億美 元，成為世界上最大的模具進(jìn)口國(guó)其中塑料與橡膠模具占全部進(jìn)口模具的 50％ 以上，沖壓模具占全部進(jìn)口模具約 40％ 中、高檔模具進(jìn)口比例占市場(chǎng)總量的 40％以上 (2) 我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在 1)研究開(kāi)發(fā)了模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等

36、新材料，并采用了 一些新的熱處理工藝，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。比如沖模廣泛使用合金工具鋼 代替碳素工具鋼，提高模具壽命，減少模具熱處理變形。 2)開(kāi)發(fā)了多工位級(jí)進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要研制 了精密塑料注射模。 3)研究開(kāi)發(fā)了一些模具加工新技術(shù)和新工藝。如三維曲面數(shù)控加工；模具 表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術(shù)；模具鋼的超塑性成型技術(shù)和各種 快速成型技術(shù)等。 4)模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展，已廣泛使用精密坐標(biāo)磨床、數(shù)控 (CNC) 銑床、 CNC 電火花線切割機(jī)床和高精度電火花成型機(jī)床等。模具零件的精度 由數(shù)控

37、機(jī)床保證，解決了以前傳統(tǒng)切削加工生產(chǎn)模具零件，靠鉗工技藝保證質(zhì) 量，質(zhì)量難保證的問(wèn)題。 5)模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造 (模具 CADCAMCAE) 已在國(guó)內(nèi)得到了廣泛 的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。三維造型軟件和仿真軟件的廣泛應(yīng)用，不僅能自動(dòng)編程，還能進(jìn) 行干涉檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。 (3) 中國(guó)模具工業(yè)存在的問(wèn)題 精密加工設(shè)備還很少大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出 許多先進(jìn)的技術(shù)如 CADCAECAM技術(shù)的普及率還不高 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢(shì) (1) 粗加工向高速加工發(fā)展（以高速銑削加工為代表，高速銑削加工

38、主軸 轉(zhuǎn)速可達(dá) 4000~10000rmin，快速進(jìn)給速度可達(dá) 30~40mmin,與傳統(tǒng)銑削加工相 比，工件溫升低，熱變形小，效率高，還可加工硬度達(dá) HRC60 的模塊。 (2) 成形表面的加工向精密、自動(dòng)化發(fā)展（成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機(jī)床、電火花成形機(jī)床、慢走絲線切割機(jī)床等精加工廣泛運(yùn)用。 (3) 光整加工向自動(dòng)化發(fā)展（目前模具的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅費(fèi)工費(fèi)力，而且表面質(zhì)量低。發(fā)達(dá)國(guó)家正在研制數(shù)控自動(dòng)化光整加工設(shè)備。 (4) 快速成形加工模具技術(shù)將得到發(fā)展 快速原型制造技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制逐層堆積材料來(lái)制

39、造復(fù)雜形狀的實(shí) 體樣件或模具零件，不用工裝和刀具能實(shí)現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。 低熔點(diǎn)合金模、精鑄模、層疊模、環(huán)氧樹(shù)脂模等一些快速經(jīng)濟(jì)型模具將進(jìn) 一步得到應(yīng)用，適合于多品種少批量生產(chǎn)用模。 高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)用于逆向工程，掃描系統(tǒng)和加工中心結(jié)合，從實(shí)物 掃描到加工一步完成，可大幅縮短制模周期。適合仿造零件和模具的加工，不 需要圖紙，直接用實(shí)物就能加工。 (5) 模具 CADCAECAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展模具設(shè)計(jì)中常用的繪圖軟件有 CAD 、 CAXA 電子圖板，常用的三維造型 和加工軟件有 PROE 、UG 、 CAXA 機(jī)

40、械制造工程師、 MOSTERCAM 。 用于模具設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)軟件日趨完善， 并向智能化、集成化方向發(fā)展， 能減少設(shè)計(jì)人員的重復(fù)勞動(dòng)，提高效率。運(yùn)用三維造型和加工軟件，可生成刀 具軌跡并輸出加工程序代碼，通過(guò)仿真進(jìn)行加工精度檢查和干涉檢查，從而保 證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。 第 2 章 薄板槽型零件工業(yè)性分析和工藝方案的擬定 2.1 薄板槽型零件工藝性分析 所需加工的工件名稱：薄板槽型零件 零件的生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)（ 150 萬(wàn)件年） 零件的材料： 10 鋼，厚 1mm

41、 預(yù)計(jì)薄板槽型零件的日產(chǎn)量約為 6000 件天 薄板槽型零件的工件圖如圖 2.1 和圖 2.2 所示： 圖 2.1 零件三維圖 圖 2.2 零件二維圖 工件的工藝性分析是根據(jù)工件的圖樣，分析沖壓件的形狀、尺寸、表面質(zhì) 量等是否符合沖壓工藝要求。沖壓工藝一般具有生

42、產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本 低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)。 薄板沖槽模具 ---- 薄板槽形落料成形模。根據(jù)零件進(jìn)行復(fù)合模設(shè)計(jì)，圖 2.1 為零件三維圖，圖 2.2 為薄板槽型零件圖。零件材料為 10 鋼，厚度 t=1mm。 材料 10 號(hào)鋼塑性、韌性很好，易冷熱加工成形，正火或冷加工后切削加工性 能好，焊接性優(yōu)良，無(wú)回火脆性，淬透性和淬硬性均差。 制造要求受力不大、韌性高的零件，如汽車車身、貯器、深沖壓器皿、管 子、墊片等，可用作冷軋、冷沖、冷鐓、冷彎、熱軋等工藝成形，也可用作心 部強(qiáng)度不高的滲碳件、碳氮共滲件等。 2

43、.2 薄板槽型零件沖壓工藝方案擬定 工藝方案確定是在對(duì)沖壓件的工藝性分析之后應(yīng)進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)。 確定工 藝方案主要是確定各次沖壓加工的工序性質(zhì)、工序數(shù)量、工序順序、工序的組 合方式等。沖壓工藝方案的確定要考慮多方面的因素，有時(shí)還要進(jìn)行必要的工 藝計(jì)算，因此實(shí)際中通常提出幾種可能的方案， 進(jìn)行分析比較后確定最佳方案。 2.3 沖壓工藝設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 工藝類型 工藝類型是指成型沖壓件所需要的沖壓工序種類，如落料、沖孔、切 邊、拉伸、翻孔、脹形、整形都是沖壓加工常見(jiàn)的工序。結(jié)合本設(shè)計(jì)來(lái)看的話 則有落料和沖孔兩種類型。

44、 工序數(shù)量 工序數(shù)量是指不同性質(zhì)進(jìn)行相同次數(shù)的工序重復(fù)進(jìn)行的數(shù)量。工序數(shù) 量的確定主要取決于幾何形狀的復(fù)雜程度、尺寸大小和精度材料沖壓成型性 能、模具強(qiáng)度等，并與沖壓工序性質(zhì)有關(guān)。 工序順序 工序順序是指各工序的先后順序 ,主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質(zhì)量 要求 ,如果工序順序的變更不影響托板質(zhì)量 ,則應(yīng)當(dāng)根據(jù)操作、定位及模具結(jié)構(gòu) 等結(jié)構(gòu)因素確定。 組合方式 一個(gè)沖壓件往往需要經(jīng)過(guò)多道工序才能完成，因此制定工藝方案時(shí)， 必須考慮采用單工序模分散沖壓還是將工序組合起來(lái)采用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn)模沖 壓。

45、 2.4 沖壓工藝方案分析和確定 1、方案 1：?jiǎn)喂ば蚰！淞? +沖槽； 方案 2：?jiǎn)喂ば蚰！鷽_槽 +落料； 方案 3：復(fù)合?！淞?+沖槽； 方案 4：復(fù)合?！鷽_槽 +落料； 方案 5：級(jí)進(jìn)模→落料 +沖槽； 方案 6：級(jí)進(jìn)?！鷽_槽 +落料。 2、分析比較上述 6 種方案，可以看出： （1）方案 1：此方案為單工序模， 用此方案生產(chǎn)零件尺寸和厚度不受限制， 生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)成本低，且生產(chǎn)操作較為方便。但是，這個(gè)方案的缺點(diǎn)有沖件精 度低、沖件平整度差、生產(chǎn)率低，適合中小批量生產(chǎn)，并且不安全，需采取安 全措施。結(jié)合本設(shè)

46、計(jì)來(lái)看，本設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn)的薄板槽型零件，而方案 1 生 產(chǎn)率低，故排除方案 1。 （2）方案 2：同方案 1 都為單工序模，唯一不同的就是工序的順序相反。 因此，結(jié)合本設(shè)計(jì)生產(chǎn)大批量薄板槽型零件的條件可知，本方案不適合生產(chǎn)托 板。 （3）方案 5：本方案為級(jí)進(jìn)模，工序順序?yàn)橄嚷淞虾鬀_槽。本方案生產(chǎn)產(chǎn) 品的優(yōu)點(diǎn)有工序間可自動(dòng)送料，故生產(chǎn)率高，可以使用高速壓力機(jī)，沖件小時(shí) 多排沖壓法應(yīng)用較多，模具制造的工作量和成型較復(fù)合模低，適合沖件大批量 生產(chǎn)，而且安全性高。 級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)的缺點(diǎn)有沖件精度為 IT13~IT10 級(jí)，精度較低，且沖件平

47、 整度較差，質(zhì)量要求高時(shí)需要校平。 結(jié)合本設(shè)計(jì)要求看，可以查出本設(shè)計(jì)精度要求為 IT7 級(jí)，故方案 5 的 精度達(dá)不到要求，所以排除方案 5。 （4）方案 6：本方案和方案 5 都是級(jí)進(jìn)模，只是工序順序相反。因本設(shè)計(jì) 的精度要求為為 IT7 級(jí)，故方案 6 也被排除。 上面分析了方案 1、方案 2、方案 5 和方案 6，即單工序模和級(jí)進(jìn)模都 不滿足該薄板槽型零件的生產(chǎn)要求。下面繼續(xù)分析方案 3 和方案 4： （5）方案 3：本方案是復(fù)合模生產(chǎn)，工序順序是先落料后沖槽。本方案生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)有沖件精度高，為 IT10~IT7 級(jí)；沖

48、件平整，適合大批量生產(chǎn)。 方案 3 的生產(chǎn)缺點(diǎn)有：操作時(shí)出件較為困難，速度不宜太高；安全性較差需采取安全措施。 結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求即厚度 t=1mm，材料為 10 鋼，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，精度要求為 IT7 級(jí)的薄板槽型零件，本方案滿足其生產(chǎn)要求，故暫時(shí)保留方案 3。 （6）方案 4：本方案和方案 3 都是復(fù)合模生產(chǎn)，具有相似的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)， 所以也滿足本設(shè)計(jì)的要求。但是，它們唯一的區(qū)別就是工序相反，本方案為先 沖槽后落料。 針對(duì)方案 3 和方案 4 的復(fù)合模生產(chǎn)，因?yàn)槎紳M足本設(shè)計(jì)的要求，本著最優(yōu) 原則對(duì)它們進(jìn)行比較。由于它們唯一的區(qū)別是工序順序相反。

49、 因?yàn)橐话愣喙ば驔_壓時(shí)，有落料和沖槽，則先落料后沖槽能夠減少定位誤 差和避免換算尺寸。 綜上所述，故選擇方案 3 即復(fù)合?！淞?+沖槽。 第 3 章 工藝參數(shù)的計(jì)算 3.1 毛坯尺寸的計(jì)算 排樣 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適 當(dāng)?shù)拇钸呏?，是提高材料利用率、降低成本和保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效 措施。 排樣的方式 排樣的方式有多種多樣。有直排、斜排、直對(duì)排和混合排的廢料排樣，模 具沿工件全部外形進(jìn)行沖裁，工件周邊都留有搭邊。這

50、種排樣能保證沖裁件的 質(zhì)量，沖模壽命也長(zhǎng)，但材料利用率低。有少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣，這兩種排樣 方式對(duì)節(jié)省材料具有重要意義，并有利下一次沖裁多個(gè)工件，故可以提高生產(chǎn) 率。同時(shí)因沖裁周邊減少，又可簡(jiǎn)化沖模結(jié)構(gòu)和降低沖裁力。但采用少?gòu)U料和 無(wú)廢料排樣時(shí)，由于條料寬度的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差，使工 件的質(zhì)量和精度較低。 考慮到操作方便及使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故該零件采用直排的有廢料排樣。這 種排樣方式能保證沖裁件的質(zhì)量，沖模壽命也長(zhǎng)，但材料利用率相對(duì)較低。如 下圖 3.1 所示。 搭邊 搭邊是指排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料

51、側(cè)邊之間留下的工藝廢料。 搭邊的作用是補(bǔ)償條料的定位誤差和剪板誤差，確保沖壓出合格零件。搭邊還 可以保持條料有一定的剛度，便于送料。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊 值應(yīng)愈小愈好。搭邊過(guò)大，材料利用率低；但過(guò)小的搭邊，容易造成搭邊的強(qiáng) 度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增加沖裁件毛刺，有時(shí)甚至 單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均勻，損壞模具刃口擠近凹模。一般來(lái)說(shuō)， 搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。 可參照《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 中表 2-16 列出了沖裁時(shí) 常用的最小搭邊值。 按《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表 2-16 查得最小搭邊值：

52、 a 2mm ， a1 1.5mm 條料寬度： b 79mm 步距： h 106mm 1.5mm 107.5mm 材料的利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率， 它是衡量合理 利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。排樣時(shí)，在保證工件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提 高材料的利用率。材料利用率的計(jì)算公式如下： 計(jì)算沖裁件的面積 A： A 86 55＋2 10 86＋55 ＋ 10 2 mm 2 7864mm2 一個(gè)步距的材料利用率 : nA 100% (3-1) bh 式中： A——一個(gè)

53、步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 n——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目 b——條料寬度 ——工件卡在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù)，取 n 1 則推件力為： F推 1 0.05 134.472KN 6.724KN 總的沖裁力計(jì)算 F總 F沖＋F卸＋F頂 134.472KN＋4.707KN＋8.069KN 147.245KN 3.3 壓力中心的確定 沖裁模的壓力中心就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。沖壓時(shí)，模具的壓力中心一 定要與沖床滑塊的中心線重合。否則滑塊就會(huì)承受偏心載荷，使模具歪斜，間 隙不均，從而導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌和模具的不正常

54、磨損，降低沖床和模具的壽 命。所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)， 必須要確定模具的壓力中心， 并使其通過(guò)模柄的軸線， 從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。 由于該工件為對(duì)稱的沖壓件， 所以其壓力中心在于輪廓圖形的幾何中心 O 點(diǎn)。 3.4 沖壓設(shè)備的選用 沖壓設(shè)備選擇的要求： （1） 所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即： F壓力機(jī) ＞F總 （2） 壓力機(jī)的行程大小應(yīng)適當(dāng)。由于壓力機(jī)的行程影響到模具的張開(kāi)高度，因此對(duì)于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過(guò)大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離（導(dǎo)板模）或滾珠導(dǎo)向裝置脫

55、開(kāi)的不良后果。對(duì)于拉深模，壓力機(jī)的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進(jìn)和成形零件的取出。 （3）所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小高度之間的要求。 （4）壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝過(guò)小尺寸的沖模時(shí)，對(duì)工作臺(tái)面的受力條件也是不利的。 由復(fù)合模的特點(diǎn)，為了安全起見(jiàn)，防止設(shè)備超載，可按公稱壓力 F壓 1.6～1.8 F總 的原則選用壓力機(jī)。 參照《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 書末附錄 B3，可選取公稱壓力為 250KN 的開(kāi)式雙柱可

56、傾壓力機(jī)。其與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù) 為： 公稱壓力： 250KN 滑塊行程： 65mm 最大閉合高度； 270mm 連桿調(diào)節(jié)量： 55mm 工作臺(tái)尺寸：（前后 mm左右 mm）： 370560 墊板尺寸（厚度 mm孔徑 mm）： 50 200 模柄孔尺寸： 直徑 mm 深度 mm ： 40 60 最大傾斜角度： 30 工作零件的刃口尺寸計(jì)算 該模具的工作零件的刃口尺寸包括落料的凸模和凹模、 沖槽的凸模和凹模的刃口尺寸。 沖裁件的尺寸精度取決于凸凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸凹模刃口部分的尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)

57、和保證。 所以正確地確定刃口部分尺寸是相當(dāng)重要的。 第 4 章 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 4.1 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計(jì)算 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算原則 （1）落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖槽件的尺寸取決于凸模尺寸。因 此，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖槽模時(shí)，以凸模 為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 （2）考慮到?jīng)_裁時(shí)凸、凹模的磨損，在設(shè)計(jì)凸、凹模刃口尺寸時(shí)，對(duì)基 準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后增大的， 其刃口的公

58、稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較 小的數(shù)值。對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口的公稱尺寸應(yīng)取工件尺 寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能 沖出合格的零件。 （3） 在確定模具刃口制造公差時(shí)，要既能保證工件的精度要求，又能保 證有合理的間隙數(shù)值。一般模具粗造精度比工件精度高 3—4 級(jí)。若零件沒(méi)有 標(biāo)注公差，則可通過(guò)《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書末附錄 D，查出沖壓件未注公差 尺寸的極限偏差。 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 由于模具加工和測(cè)量方法的不同， 凸模與凹模刀口部分尺寸的計(jì)

59、算公式和制造公差的標(biāo)注也不同，基本上可分為兩類： （1）凸模凸模與凹模分開(kāi)加工 采用這種方法，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，它適用于圓形或簡(jiǎn)單形狀的工件。為了保證間隙值，必須滿足式（ 4-1）條件。 凸＋ 凹 Z max－ Zmin （ 4-1） 式中： 凸 ——凸模的制造公差； 凹 ——凹模的制造公差。 凸 、 凹 的值見(jiàn)表 4.1。 表 4.1 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸、凹模的制造公差 基本尺寸 凸模公差 凹模尺 基本尺寸 凸模公差 凹模尺寸 凸 寸 凸 凹 凹

60、 ≤ 18 0.020 0.020 >180～ 260 0.030 0.045 >18～ 30 0.020 0.025 >260～ 360 0.035 0.050 >30～ 80 0.020 0.030 >360～ 500 0.040 0.060 >80～ 120 0.025 0.035 >500 0.050 0.070 >120～ 180 0.030 0.040 （2）凸模與凹模配合加工 對(duì)于形狀復(fù)雜或料薄的沖裁件。 為了保證凸、 凹模之間一定的間隙值， 必須采用配合加工。 此方法是先加工好其中的—件

61、 (凸 ?；虬寄?)，作為基準(zhǔn)件， 然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)加工另一件， 使它們之間保 持一定的間隙。 落料刃口尺寸的計(jì)算 該沖裁件落料時(shí)，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸， 成形凹模尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸按間隙要求配作。 由《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表  查得：  Zmin  0.10mm ， Z max  0.14mm 。 對(duì)于零件圖中未注公差的尺寸，  由《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書末附錄  D 中查出其 極限偏差為： 75

62、－00 .74 mm， 106－00.87 mm， R10－00 .36 mm。由公差表查得工件各尺 寸的公差等級(jí)，然后確定 x，由表 4-2 可知，對(duì)于該落料件的尺寸，當(dāng)0.36 時(shí)， x 0.5 ；當(dāng) 0.17 0.35 時(shí)， x 0.75 。根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況， 將零件圖落料部分的各尺寸進(jìn)行分類： A 類尺寸： 75－00.74 ， 106－00.87 ， R10－00.36 A 類尺寸計(jì)算公式： ＋ 4 AjAmax －x 0 （ 4-2） 式中： Aj ——基準(zhǔn)件尺寸（ mm）； A

63、max ——工件極限尺寸（ mm）； ——工件公差（ mm）。 按式（ 4-2）落料凹模刃口尺寸計(jì)算如下： 0.74 75凹 75 - 0.5 0.74 0 4 mm 74.630 0.185 mm 0.87 106凹 106 - 0.5 0.87 0 4 mm 105.565 0.218 mm 0 0.36 R10凹 10 - 0.5 0.36 0 4 mm R9.820 0.09 mm 落料凸模的基本尺寸分

64、別和落料凹模相同， 分別是 74.63mm，105.565mm， R9.82mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料 凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin 0.10mm 。 成形凸模刃口尺寸的計(jì)算 該沖裁件沖槽時(shí)，選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算成形凸模刃口尺寸， 成形凸模尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實(shí)際尺寸按間隙要求配作。 由《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表 2.3.3 查得： Zmin 0.10mm ， Z max 0.14mm 。 對(duì)于零件圖中未注公差的尺寸， 由《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》

65、書末附錄 D 中查出其 極限偏差為： 0 0 ＋0.87 ＋0.74 ＋0 .36 mm， 20－0 .52 mm ， 55－0.74 ， 820 mm ， 600 mm， 100 ＋0.25 ＋0.30 mm。由公差表查得工件各尺寸的公差等級(jí)，然后確定 x， R30 mm， R40 由表 4.2 可知，對(duì)于該沖槽件的尺寸， 當(dāng) 0.36 時(shí)，x 0.5 ；當(dāng) 0.17 0.35 時(shí)， x 0.75 。根據(jù)凸模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖沖槽部分的各尺寸 進(jìn)行分類： A 類尺寸： 20－0

66、0.52 mm， 55－00.74 B 類尺寸： 82＋00.87 mm， 60＋0 0.74 mm，10＋00.36 mm， R3＋00.25 mm， R4＋0 0.30 mm。 成形凸模的基本尺寸計(jì)算如下： 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸按式（ 4-2）計(jì)算： 0.52 20凸 20 - 0.5 0.52 0 4 mm 19.740 0.130 mm 0.74 55凸 55 - 0.5 0.74 0 4 mm 54.63 0.185 mm 0 B 類尺寸計(jì)算公式： Bj Bmin ＋ x 0 （ 4-3） － 4 式中： Bj ——基準(zhǔn)件尺寸（ mm）； Bmin ——工件極限尺寸（ mm）； ——工件公差（ mm）。