某冷凝器側(cè)板的沖壓模具設(shè)計及制造工藝分析【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含20張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】-cymj21

某冷凝器側(cè)板的沖壓模具設(shè)計及制造工藝分析【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含20張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】-cymj21

某冷凝器側(cè)板的沖壓模具設(shè)計及制造工藝分析

摘  要

本次設(shè)計的任務(wù)是某冷凝器側(cè)板沖壓模具設(shè)計及制造工藝分析，根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求，圍繞如何提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、簡化模具結(jié)構(gòu)，對工件進(jìn)行工藝分析，并提出了各種可能的沖壓工藝方案，最終確定采用一套由落料、沖孔復(fù)合和彎曲、翻邊復(fù)合組成的沖壓工藝方案。

在工藝分析的基礎(chǔ)上，計算工藝參數(shù)，詳細(xì)設(shè)計了落料沖孔、彎曲翻邊兩套復(fù)合模具結(jié)構(gòu)。在設(shè)計過程中，計算出了零件展開尺寸，并對模具的排樣做出了合理的布置，使材料得到充分利用。通過計算各種沖裁力，對壓力機(jī)進(jìn)行合理噸位的選擇，并確定了模具壓力中心。再根據(jù)確定的工藝方案，進(jìn)行模具的校核，最終，設(shè)計模具制造與裝配工藝。

采用此工藝方案和模具結(jié)構(gòu)，提高了冷凝器側(cè)板的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：冷凝器側(cè)板；工藝分析；模具設(shè)計；落料沖孔復(fù)合模；彎曲翻邊復(fù)合模

Abstract

The task of this design is design of Stamping die and manufacturing process analysis for Condenser side plate stamping die design. according to the structure of stamping parts and technical requirements, focusing on how to improve work efficiency and reduce the production cost and simplify the die structure, Process analysis was carried out on the workpieces, and puts forward the stamping process scheme for all possible, and ultimately determine the stamping process program with a set of blanking, punching composite and bending, flanging composite.

On the basis of technology analysis and calculation parameters, and the detailed design for blanking punching, bending, flanging two sets of compound die structure. In the process of design, calculated developed dimension of parts, and the layout of the mold made reasonable decorate for make full use of the material. By calculating the various blanking force on the tonnage presses a reasonable choice, and to determine the center of pressure of the mold. According to determine the processing plan, mold check, in the end, the design of mold manufacturing and assembly process.

With this process program and die structure, improved production efficiency and product quality condenser side plate.

Keywords：condenser side plate; process analysis; die design; blanking punching composite die; bending flanging composite die;

目    錄

引言 1

1 畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù) 2

2 零件的沖壓工藝分析 2

2.1 制件總體方案分析 2

2.2 零件的力學(xué)性能分析 2

2.3 零件的精度和粗糙度 3

2.4 最小相對彎曲半徑 3

2.5 最小彎曲邊高度 3

2.6 最小圓角半徑 4

2.7 沖裁件的最小孔直徑 4

2.8 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的最小距離 4

2.9 最大翻邊高度 4

3 工藝方案的確定 5

3.1 沖壓該零件所需要的基本工序 5

3.2 方案比較與確定 5

4 落料沖孔復(fù)合模設(shè)計 6

4.1 主要工藝參數(shù)計算 6

4.1.1 工件展開尺寸計算 6

4.1.2 排樣設(shè)計與計算 7

4.1.3 沖裁力、卸料力、和推件力的計算 8

4.1.4 模具壓力中心 9

4.2 壓力機(jī)的選用 11

4.2.1 沖裁設(shè)備的選擇 11

4.2.2 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定 11

4.3 模具刃口尺寸計算 12

4.3.1 刃口尺寸計算 12

4.4 模具設(shè)計 13

4.4.1 卸料裝置 13

4.4.2 推件裝置 13

4.4.3 凸凹模設(shè)計 14

4.4.4 凸模 15

4.4.5 凹模 17

4.4.6 模架的選擇 17

4.4.7 模柄 18

4.4.8 固定件與定位元件 19

4.4.9 彈性元件 20

4.4.10 其他零件 21

4.5 模架閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 22

4.5.1 公稱壓力 22

4.5.2 滑塊行程 22

4.5.3 閉合高度 22

4.5.4 壓力機(jī)工作臺面的尺寸 23

4.6 落料沖孔復(fù)合?？傃b圖設(shè)計 23

4.6.1 落料沖孔復(fù)合模工作過程 23

4.7 主要零件加工工藝的編制 24

4.8 落料沖孔復(fù)合模的安裝與調(diào)試 28

4.8.1 模具裝配順序 28

4.8.2 模具的調(diào)試 28

5 翻邊彎曲復(fù)合模 29

5.1 模具工作部分尺寸計算 29

5.1.1 彎曲工作部分計算 29

5.1.2 翻邊刃口尺寸 29

5.1.3 彎曲時模具的圓角半徑與凹模深度 30

5.1.4 彎曲回彈量 30

5.2 沖壓力的計算和設(shè)備的選擇 30

5.2.1 翻邊力的計算 30

5.2.2 彎曲力的計算 30

5.2.3 選擇沖壓設(shè)備 31

5.3 模具設(shè)計 32

5.3.1 翻邊凸模 32

5.3.2 凸凹模 32

5.3.3 凹模 33

5.3.4 凸模 33

5.3.5 凹模固定板 34

5.3.6 卸料裝置 34

5.3.7 頂出裝置 34

5.3.8 模柄 35

5.3.9 模架 36

5.3.10 固定于定位元件 36

5.3.11 其他零件 36

5.4 模具閉合高度和壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 37

5.4.1 公稱壓力 37

5.4.2 滑塊行程 37

5.4.3 閉合高度 37

5.4.4 壓力機(jī)工作臺面的尺寸 38

5.5 彎曲翻邊復(fù)合模總裝圖設(shè)計 38

5.5.1 彎曲翻邊復(fù)合模的工作過程 39

5.6 主要零件加工工藝的編制 39

5.7 彎曲翻邊復(fù)合模的安裝與調(diào)整 42

5.7.1 模具的調(diào)整 42

6 總結(jié) 45

謝  辭 46

參考文獻(xiàn) 47

【詳情如下】【需要咨詢購買全套設(shè)計請加QQ1459919609】

CAXA圖紙備份

冷凝器側(cè)板工件圖.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模1.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模上模座2.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模下模座2.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模凸凹固定板.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模凸凹模.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模凹模1.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模墊板.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模模柄.dwg

彎曲翻邊復(fù)合模翻邊凸模.dwg

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某冷凝器側(cè)板的沖壓模具設(shè)計及制造工藝分析中期檢查表.doc

某冷凝器側(cè)板的沖壓模具設(shè)計及制造工藝分析任務(wù)書.doc

某冷凝器側(cè)板的沖壓模具設(shè)計及制造工藝分析開題報告.doc

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英文翻譯2.pdf

落料沖孔復(fù)合模下模座1.dwg

落料沖孔復(fù)合模凸凹模.dwg

落料沖孔復(fù)合模凸凹模固定板.dwg

落料沖孔復(fù)合模凸模2.dwg

落料沖孔復(fù)合模凸模固定板.dwg

落料沖孔復(fù)合模凹模.dwg

落料沖孔復(fù)合模卸料板.dwg

落料沖孔復(fù)合模墊板1.dwg

落料沖孔復(fù)合模墊板2.dwg

落料沖孔復(fù)合模裝配圖.dwg

譯文1.doc

譯文2.doc

1 鈑金 在 級進(jìn)模 中的工步排樣 設(shè)計自動化 摘 要 工步排樣 設(shè)計 在鈑金級進(jìn)模規(guī)劃進(jìn)程當(dāng)中是 一個重要步驟。 它是一種依賴經(jīng)驗執(zhí)行的工作， 工步排樣質(zhì)量很大程度上取決于模具設(shè)計師的知識和技能。本文提出了一種工步排樣設(shè)計自動化過程 的專業(yè)系統(tǒng) 。 該 系統(tǒng) 的 開發(fā) 是使用趨向人工智能（ 產(chǎn)規(guī)則的專業(yè)系統(tǒng)。 它包括 專家向用戶建議的六大模塊： 識別金屬板操作 ， 排序操作 ， 選擇適當(dāng)?shù)?向?qū)?方案 ，工位數(shù)，分階段 對級進(jìn)模的操作和選擇適當(dāng) 尺寸 的 條狀胚料 。最后 ， 工步排樣 系統(tǒng)模塊自動在 圖編輯器 上利 用其他模塊的輸出數(shù)據(jù)文件。系統(tǒng)的有效 性通過一個工業(yè)組件 的例子 演示 ， 該系統(tǒng)靈活 且成本低。 關(guān)鍵詞： 自動化；工步排樣設(shè)計；鈑金加工；級進(jìn)模；專家系統(tǒng) 1 介紹 工步排樣設(shè)計在級進(jìn)模設(shè)計規(guī)劃階段當(dāng)中作為一個極具重要性的生產(chǎn)力，模具的精度、成本和質(zhì)量主要取決于工步排樣（ et 傳統(tǒng)的工步排樣設(shè)計是手工的，且需依靠豐富的經(jīng)驗完成，因此單調(diào)乏味，耗時且容易出錯（ Li et 2002;003）。40 年前工步排樣的問題都是手工解決的，即通過操作硬紙板切割胚料而獲得一個好的排樣。這個試錯過程獲得合適且最大材料利用率 的工步排樣，仍然被使用在 全世界的的 大多數(shù)規(guī)模小、甚至在一些中等規(guī)模 鈑金行業(yè) 中。工步排樣的質(zhì)量通常利用于設(shè)計者的經(jīng)驗和知識的傳統(tǒng)方法而達(dá)到。計算機(jī)輔助設(shè)計（ 統(tǒng)的出現(xiàn)大約在三十年前，工步排樣設(shè)計的過程變得更加容易，更換模具的設(shè)計從幾天減少到幾小時。然而，訓(xùn)練有素和經(jīng)驗豐富的模具設(shè)計師仍然需要操作這些 統(tǒng)。工步排樣設(shè)計中的大多數(shù)用的主要目的是通過旋轉(zhuǎn)和盡可能緊湊地布置胚料余料從而實現(xiàn)更高的材料利用率。然而，最大限度的節(jié)省材料的工步排樣并不一定是最好的，事實上沖模結(jié)構(gòu)可能會變得更加復(fù)雜，這使 得節(jié)省材料的經(jīng)濟(jì)性有所抵消，除非需要生產(chǎn)大量的零部件。該系統(tǒng)由 971)于 1971年發(fā)表的關(guān)于在懸臂式模具測試中由于彎矩產(chǎn)生的壓力的計算報告中提出的。如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)力水平高于模具鋼材料的屈服應(yīng)力，然后系統(tǒng)將會分配幾個階段進(jìn)行切割操作從而使壓力保持在合理的限制范圍內(nèi)。系統(tǒng)的限制之一是， 2 它不提供任何重要的復(fù)雜模具和沖壓機(jī)分段操作。 et 1983）為級進(jìn)模的設(shè)計開發(fā)了一個集成化的 統(tǒng)。系統(tǒng)輸出也包括了一代級進(jìn)模工步排樣。但是用戶必須自己指定獲得工步排樣的操作順序 。 1984a,b, 1985）發(fā)表了 一些關(guān)于沖壓能力分析的 實驗方案 ，盤繞狀或帶狀胚料的使用和成本因素的考慮是為了解決最優(yōu)設(shè)計排樣和金屬板和沖壓件余料間的嵌套問題。他所有的工作集中在通用工步排樣設(shè)計過程和不涉及其他沖壓操作的專家規(guī)則，如沖孔、彎曲、成形等。該系統(tǒng)是由 1991) 研制的以知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng)方法來生成用于連續(xù)沖壓模的工步排樣。該系統(tǒng)在 實現(xiàn)，是一個以知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng)語言。該系統(tǒng)有生成工步排樣性能；然而，它還沒有實現(xiàn)，其功能在現(xiàn)實生活中沒有測試。由 1992） 研發(fā)的計算機(jī)輔助模具設(shè)計系統(tǒng)（ 同樣也有一個的關(guān)于級進(jìn)模工步排樣模塊。在這個模塊中，根據(jù)輸入的參數(shù)選擇模具型號。 如果選中的模具是連續(xù)的，帶料開發(fā)是隨后根據(jù)規(guī)定納入工步排樣模塊的。 但是系統(tǒng)的主要限制是它支持主要的沖裁和沖孔操作。 2001） 開發(fā)了一種低成本的二維金屬沖壓排樣建模器。該軟件是基于 基礎(chǔ)上開發(fā)的。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)圓形、多邊形和有彎曲段組件的建模。 供選擇的工步排樣也按最優(yōu)生產(chǎn)及檢測。該 系統(tǒng)的主要限制是它只處理單 一操作沖壓模具 。 et (2002)用 言開發(fā)了一個系統(tǒng)。系統(tǒng)通過對彎曲幾個因素的考慮和采用模糊理論，電器產(chǎn)品確定了復(fù)雜沖孔和彎曲操作的工藝順序。通過構(gòu)建模糊矩陣，并結(jié)合模糊推理的幾個規(guī)則，計算出模糊關(guān)系值和確定最佳彎曲度。該系統(tǒng)的工步排樣模塊能夠進(jìn)行 3D 電子產(chǎn)品的彎曲和沖孔操作。這個系統(tǒng)的主要限制是它在級進(jìn)模上只能進(jìn)行彎曲和沖孔操作。 2004） 提出了一個工步排樣金屬模具沖壓工作有關(guān)的選擇過程。 這個過程基于層次分析法（ 。但是，開發(fā)過程只適用于簡 單的落料和沖孔模。 et （ 2004） 提出了一個在連續(xù)沖壓模的設(shè)計中能夠生成一個自動沖壓順序的數(shù)學(xué)技術(shù)。圖 1 用于表示一個沖壓件并定義其沖壓特征之間的關(guān)系。該圖通過使用聚類算法劃分出相互獨(dú)立的頂點(diǎn)。最后，簇集的進(jìn)行排序，得到工位數(shù)最終序列。該系統(tǒng)的一個標(biāo)準(zhǔn)軟件的完善和發(fā)展仍在進(jìn)行中，而且必須針對實際工業(yè)中具有不同形狀的鈑金件進(jìn)行測試。 上述文章綜述顯示，只有少數(shù)的研究和開發(fā)工作在鈑金在級進(jìn)模沖工步排樣設(shè)計自動化領(lǐng)域得到實現(xiàn)。大部分工作都集中在金屬板落料沖孔操作的工藝規(guī)劃上。一些商業(yè)計算機(jī)輔助系統(tǒng) 可以協(xié)助模具設(shè)計師，但這些僅是有限的簡單計算，帶嵌套、檢索目錄數(shù)據(jù)和編制標(biāo)準(zhǔn)模組件的數(shù)據(jù)庫，并沒有直接解決工步排樣設(shè)計的問題。依賴經(jīng)驗再加上模具設(shè)計師在沖壓行業(yè)的流動給世界各地的鈑金行業(yè)造成很多的不便。 因此，獲得一個擁有模具設(shè)計師的經(jīng)驗及知識的專業(yè)系統(tǒng)是必不可少的，這樣的系統(tǒng)可以保留并適當(dāng)運(yùn)用于未來的應(yīng)用和發(fā)展。 盡管一些專家系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)了模具設(shè)計區(qū)域，但是大部分的研究工作都集中在嵌套和金屬板料成形和變形的工藝設(shè)計上。沒有特定的為解決級進(jìn)模工步排樣的設(shè)計問題而開發(fā)的系統(tǒng)。為提高生產(chǎn)力和建立計算機(jī)集成制造環(huán)境， 工步排 3 樣設(shè)計自動建模至關(guān)重要的。 本文所闡釋的開發(fā)工作的目的主要專注于使用基本規(guī)范的人工智能專家系統(tǒng)的工步排樣自動化設(shè)計。系統(tǒng)在個人計算機(jī)自動化桌面的 004 軟件中以及和設(shè)計在 加載區(qū)域被應(yīng)用。 表 1—— 樣品生產(chǎn)規(guī)則納入該系統(tǒng)樣品 序列號 如果 那么 1 、槽或內(nèi)部輪廓切線的最小精度及特 性要求≤ 孔 2 部邊界、輪廓切口的最小精度≤ 槽 3 整切割界面最小精度≤ 割、 分?jǐn)? 4 要求操作 :開槽、下料 /切斷 ,穿刺 操作步驟： 1、沖孔； 2、開槽；3、下料 /切割 5 工件上孔數(shù)≥ 2；圓形孔洞直徑≥ 間距≥ 2 倍薄板厚度 ,孔到工件邊緣的距離≥ 2 倍的薄板厚度 ,孔的指定公差≥± 位于工件兩側(cè) 選擇兩個最大的孔作為測 導(dǎo)向 6 存在可利用于組件上的合適的孔 第一工位：沖孔、檢測 7 滑塊內(nèi)部到邊緣的最小距離 <2 倍薄板厚度 (但不低于 由設(shè)計決定 不作任何操作 8 工件操作：開槽、沖孔（任意孔數(shù)）、剪切；孔 間距及孔到部件邊緣的距離＞ 2 倍薄板厚度 5 個工位數(shù)。首先，工位一，沖孔；第二工位，開槽、檢測；第三工位，沖口加工、檢測；第四，切斷。 9 薄板厚度≤ 25＜毛胚輪廓寬度≤ 75邊（沿薄板寬度）存在于垂直薄板移動方向 選擇板寬等于毛培輪廓寬度 +0 薄板厚度≤ 培長度＜ 25邊（沿薄板長度）存在于平行薄板移動的方向 選擇進(jìn)給量等于毛培長度 + 4 圖 1 提出了執(zhí)行系統(tǒng) 2 工步排樣設(shè)計 的 建議 級進(jìn)模工步排樣設(shè)計是用來安排操作布局并隨后的決定所需的工位數(shù) 。對于工步排開始 使用 令 進(jìn)行毛胚的建模 零件的幾何特征 特性 結(jié)束 操作識別 （模塊 操作順序 （模塊 分階段操作級進(jìn)模 （模塊 選擇板寬和進(jìn)料距離 （模塊 選擇導(dǎo)向方案 （模塊 工步排樣建模 （模塊 數(shù)據(jù)文件 件數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)文件 據(jù)文件 據(jù)文件 5 樣設(shè)計，模具設(shè)計師決定零件加工所需的鈑金操作部分、操作排序、試驗方法的選擇、所需的工位數(shù)和級進(jìn)模每個工位的沖壓操作。工步排樣是由零件的形狀及其技術(shù)要求決定的。它通常是受零件的幾何特征，公差尺寸，尖銳的條料邊緣方向和其他技術(shù)要求支配。工步排樣設(shè)計中的如何確定一個合適的沖壓操作序列從而使零件能夠被正確地有效地沖壓是個重要而困難的一個步驟。條料的操作順序和每一個操作細(xì)節(jié)的必須精心研制，以確保設(shè)計生產(chǎn)出良好的無生產(chǎn)或維修問題的鈑金零件。通常情況下工步排樣設(shè)計的最佳解決方案并不是唯一的，但某些常見的規(guī)則可 以用于指導(dǎo)工步排樣的設(shè)計。一些常用于工步排樣設(shè)計的重要規(guī)則通如下 : （ 1）初始操作如切邊或 裁剪 ，不直接影響最終產(chǎn)品的形狀的工序應(yīng)該放在第一階段。 （ 2）如果有合適的孔可用于鈑金零件上，這些孔應(yīng)該用于向?qū)В駝t應(yīng)根據(jù)級數(shù)引入外部先導(dǎo)孔。這些導(dǎo)向孔的沖孔加工應(yīng)在第一階段或剪裁階段完成后進(jìn)行。導(dǎo)向孔的位置應(yīng)該總是以最大可能的間隙遠(yuǎn)離帶料的兩側(cè)。這是為了得到最好的定位和帶料的固定，使導(dǎo)向孔在各自的位置導(dǎo)向。 （ 3）在一個工位上沖孔，兩個孔之間的距離必須大于某個確定值以確保模具強(qiáng)度。如果他們有密切的定位和功能不相關(guān)， 沖孔可以分布在幾個不同的階段 （ 4）位置精度要求高的孔的應(yīng)該要在一個工位上沖孔。 （ 5）一個模具上不應(yīng)設(shè)計狹窄的槽和凸出部分，以防止模具發(fā)生斷裂可能。 （ 6）如果坯件的外部輪廓是復(fù)雜的，則可以把坯料凸出的所有頂點(diǎn)垂直向上到帶材的邊緣，使輪廓分成簡單的部分。 （ 7）閑置工位可以用來避免擁擠的沖頭和模具塊一起。另外一個優(yōu)勢是，未來可以用低成本整合工程更改。 （ 8）彎曲最好應(yīng)該在最后一個工位或分階段之前完成，并且余下的帶料安排也應(yīng)滿足這樣的要求。 （ 9）最后，切斷或切邊工序 (s)和作為半導(dǎo)向的內(nèi)孔（如果有的話）應(yīng) 該分階段進(jìn)行。 （ 10）為了提供最大強(qiáng)度的橋梁，應(yīng)該使用足夠?qū)挾鹊臉颉? （ 11）最后，以這樣的方法設(shè)計帶料，使組件和擦傷能夠不受干擾地被驅(qū)逐。 導(dǎo)向定位是級進(jìn)模在工步排樣設(shè)計中是一個重要因素。條料必須在每一工位準(zhǔn)確定位，這樣可以在適當(dāng)?shù)奈恢脠?zhí)行操作。選擇導(dǎo)向方案的任務(wù)在工步排樣設(shè)計流程中應(yīng)被視為相互依存的。一個工步排樣設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)該支持直接導(dǎo)向，半直接導(dǎo)向和間接導(dǎo)向方案。如果一個孔是圓形，指定尺寸公差不高，作為定位孔足夠大，不在工件的折疊部分，不太靠近工件的邊緣，且不太靠近工件上的另一個孔，那么這個孔被認(rèn)為適 合做先導(dǎo)孔。從合適的導(dǎo)孔中，最好的引導(dǎo)孔應(yīng)基于以下的條件優(yōu)先選擇： （ 1）如果只有一個孔是可用的，它必須首先考慮。 （ 2）如果有很多個孔，那么應(yīng)該檢查這些孔的位置。 （ a） 如果孔都位于條料進(jìn)給方向的同一方向，那么選擇最靠近工件幾何中心的一 6 個孔。 （ b）如果孔都位于條料進(jìn)給方向的垂直方向，那么選擇兩個最大的孔（如果直徑相等的），且這兩個孔的的距離大于兩倍的薄板厚度。 （ 3）選擇兩個最大的孔（其直徑在彼此的一個預(yù)先設(shè)定的百分比），且滿足前面的條件。 保持上述基本原則和建議，就能開發(fā)出一個金屬板在級進(jìn)模中的工步排 樣設(shè)計自動化的專家系統(tǒng)，所提出的系統(tǒng)的簡要描述如下。 表 2– 典型的提示，用戶的反應(yīng)和專家的建議是在專家系統(tǒng)執(zhí)行例如組件（圖 2）的過程中產(chǎn)生的 提示 示例數(shù)據(jù)輸入 對用戶的建議 請輸入薄板材料 黃銅 毛胚模型使用 令 請輸入薄板厚度（ 輸入 令 — 歡迎來到 塊，此開發(fā)用于識別操作 輸入進(jìn)給類型 自動 —— 帶料是否翹曲？ 否 請以問卷的形式輸入零件的幾 何特征（是 /否） 外部邊界或 輪廓是否存在小切口或缺口？ 是 —— 是否存在孔或槽或內(nèi)部輪廓切割？ 是 —— 薄板邊緣是否粗糙？ 否 —— 沿著直線軸是否存在彎曲？ 否 —— 是否存在彎曲或成型？ 否 —— 是否要求在毛胚的任一邊完整切割？ 是 以下操作是必需的 —— 開槽，沖孔、切斷。請輸入 令 — 歡迎來 塊，此模塊的開發(fā)是用于識別操作順序的正確性。操作順序如下：第一，沖孔；第二，開槽；第三，切斷。請輸入 令 7 — 歡迎來到 塊，此模塊是用于選擇 導(dǎo)向方案 工件上是否存在任何折疊部分？ 否 —— 輸入孔的指定公差 — 孔是否位于工件的兩側(cè) 是 選擇工件兩側(cè)上最大的孔作為導(dǎo)向孔，請輸入 令 — 歡迎來到 塊，此模塊用于工位數(shù)的確定和級進(jìn)模的分段操作。請輸入 — —— 孔與孔之間的中心距是否在± 圍？ 是 在同一工位上沖這些孔 工件上外輪廓是否存在復(fù)雜的或薄弱部分 否 —— 內(nèi)部特征邊緣之間的和模塊邊緣最小距離是否＜ 薄板厚度（ ”R”工件在為來工程中是否有變更的可能？ 否 請輸入 令 輸入工件上槽的數(shù)量 2 —— 輸入工件上的孔數(shù) 2 所需的工位數(shù) =5。分段操作的首選：第一工位：沖孔；第二工位：沖孔、開槽和導(dǎo)向；第三工位：開槽和導(dǎo)向；第四工位 :開槽和導(dǎo)向；第五工位：切斷。請輸入 令。 — 歡迎來到 塊，此模塊用于確定帶鋼寬度和進(jìn)給的距離 8 輸入毛胚輪廓寬度（ — 輸入薄片鋒利的邊緣方 向（沿板寬） 垂直于帶材的移動方向 選擇帶料寬度 =入毛胚輪廓長度（ — 輸入移動薄板的鋒利的邊緣方向（沿板的長度） 平行于帶材的移動方向 選擇進(jìn)給距離（或間距）=令請輸入 — 歡迎來到 塊，此模塊是為工步排樣自動建模而開發(fā)的 選擇一個起點(diǎn) (220,100) 系統(tǒng)工步排樣建模在 3 所提出的系統(tǒng)的開發(fā)和執(zhí)行 所提出的系統(tǒng)每一模塊的知識的獲得有各種來源 (et ,2006)，包括經(jīng)驗豐富的模具設(shè)計師，車間工程師、模具設(shè)計手冊、期刊研究、手冊和工業(yè)手冊。從各種來源收集來的設(shè)計資料通過 化，構(gòu)造成適合生產(chǎn)規(guī)則的有用知識 。為了簡便，所提出的系統(tǒng)把成套的生產(chǎn)規(guī)則知識庫為六個模塊 ,即 個模塊生產(chǎn)規(guī)則的制定都會經(jīng)過其他團(tuán)隊的模具設(shè)計專家使用 則中的 件假設(shè)進(jìn)行反復(fù)驗證。一個樣本經(jīng)過制定和驗證；然后納入該系統(tǒng)各模塊的功能是表 1 中給出。所提 出的系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)則的序列是非結(jié)構(gòu)化的，這種安排甚至允許專業(yè)知識相對較少的工程師插入新的規(guī)則。這些用言編碼，同樣它可以在 面上進(jìn)行工步排樣建模。通過推理機(jī)制的正向推理把生產(chǎn)規(guī)則和系統(tǒng)的知識庫聯(lián)系在一起。系統(tǒng)的知識庫中包括 300 多個種類的 則。然而，系統(tǒng)是足夠靈活的，因為知識庫可以更新和修改，如果有必要，在技術(shù)上提升和使用車間里的可用的新設(shè)備。 系統(tǒng)的執(zhí)行如流程圖 圖 1 所示。系統(tǒng)要求用戶在模型的空白處使用 令。隨后用戶在 示區(qū) 輸入零件數(shù)據(jù)信 息，如薄板厚度、薄板材料等。系統(tǒng)會自動將這些零件數(shù)據(jù)存儲在一個零件數(shù)據(jù)文件上并標(biāo)記為 統(tǒng)的第一個模塊定零件加工所需的金屬板操作類型。該模塊需要用戶輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，即零件的尺寸公差和幾何特征。這個模塊的輸出是零件制造所需的金屬板操作推薦的類型。下一個模塊 定鈑金操作推薦的順序。 它直接從 塊在 執(zhí)行過程中生成 出數(shù)據(jù)文件 取所需要的輸入數(shù)據(jù)。 塊的開發(fā)是為了 9 選擇適當(dāng)?shù)?導(dǎo)向 方案以便級進(jìn)模在每一個工位上精確定位。下一個模塊 開發(fā)是用于獲得專家建議的工位數(shù)量和對級進(jìn)模分階段操作的首選操作。這個模塊數(shù)據(jù)的輸入是從 塊在執(zhí)行過程中生成的 輸出數(shù)據(jù)文件 獲取。并請用戶須輸入特定的工作數(shù)據(jù)如作為零件的特征。模塊 定金屬板料合適的尺寸大小。建模模塊 圖編輯上刪除任何以前的存在圖以及選擇合適的屏幕進(jìn)行工步排樣建模。接下來，它要求用戶在 幕上選擇起始點(diǎn)。當(dāng)用戶使用光標(biāo)選擇起始點(diǎn)或在 示區(qū)中鍵入，模塊 動在圖編輯器中進(jìn)行工步排樣建模。 4 驗證所提出的系統(tǒng) 所提出的系統(tǒng)已經(jīng)測試了不同類型的鈑金件工步排樣設(shè)計的問題。典型的提示，例如用戶在組件的系統(tǒng)執(zhí)行過程中，用戶的反應(yīng)和獲得的建議（圖 2）是通過表 2 給出的。系統(tǒng)工步排樣的生成見圖 3。輸出的數(shù)據(jù)是從各種系統(tǒng)模塊得到的。這些形式如模塊的識別操作，排序操作， 導(dǎo)向 方案的選擇，所需工位數(shù)，工序的分階段操作和帶料的尺寸與那些這經(jīng)驗豐富的模具設(shè)計人員和工藝規(guī)劃者在工作實踐中的得到的數(shù)據(jù)十分相似且合理，在沖壓行業(yè)即稱為 里亞納邦、印度等組成。工步排樣由開發(fā)系統(tǒng)生成圖紙，同時也和模具設(shè)計師豐富經(jīng)驗有密切聯(lián)系。 5 結(jié)論 研究工作已被應(yīng)用于鈑金級進(jìn)模工步排樣設(shè)計自動化。生產(chǎn)的基于規(guī)則的專家系統(tǒng)方法已被用于所提出的智能系統(tǒng)的開發(fā)。生產(chǎn)規(guī)則使用 言進(jìn)行編碼來構(gòu)建基本知識系統(tǒng)，因為它可以在 面進(jìn)行工步排樣建模。系統(tǒng)能夠傳授專家建議的零件制造要求所需的鈑金操作類型 , 操作排序，選擇適當(dāng)?shù)?導(dǎo)向 方案，需要的工位數(shù)和級進(jìn)模第一分段的操作；以及選擇合適大小的帶料。最后 ,根據(jù)系統(tǒng)生成的輸出模塊 ,系統(tǒng)能夠 在 圖編輯器上自動建立工步排樣模型。該系統(tǒng)的運(yùn)行示例使用工業(yè)鈑金件已經(jīng)證明了系統(tǒng)的實用性。該系統(tǒng)是靈活的，具有實現(xiàn)成本也可以在 具有 件操作。小型鈑金行業(yè)使用此系統(tǒng)的費(fèi)用很容易負(fù)擔(dān)得起的。 10 參考文獻(xiàn) [1] ., K., T.,1983. 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[15] R.,2004. of an J. 1–76. 12 附 錄 圖 2 示例組件（黃銅，板材厚度 = 圖 3 系統(tǒng)所提出的工步排樣，例如組件 1 級進(jìn)模組件材料選擇智能系統(tǒng)的一個簡短說明 摘 要 模 具 組件材料的選擇是在沖壓 行 業(yè) 級進(jìn)模設(shè)計中 一個重要的活動。本文提出了一種用于 級進(jìn)模組件材料選擇 的 智能系統(tǒng)。 該系統(tǒng) 括兩個知識庫模塊，即 塊 。 專為級進(jìn)模的活 動 的和 非 活 動 組件選擇材料。 模塊 開發(fā)是用于測定級進(jìn)模活動組件材料的硬度范圍 。 對于所提出的系統(tǒng)的兩個模塊知識的獲取，分析，匯總和合并到一組 產(chǎn)規(guī)則中。系統(tǒng)用 言編碼并加載到 令提示區(qū)。該系統(tǒng)是通過用戶 接口與用戶進(jìn)行交互設(shè)計的。所提出的系統(tǒng)的有效性是通過運(yùn)行使用一個工業(yè)組件示例來證明的。該系統(tǒng)的知識庫可以根據(jù)新材料可用性和技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)行修改。 關(guān)鍵詞： 級進(jìn)模；材料選擇；知識庫；智能系統(tǒng) 1 前言 級進(jìn)模被廣泛用于鈑金部件的大批量生產(chǎn)是由于其生產(chǎn)力高，每件產(chǎn)品精度高和需要相對經(jīng)濟(jì)的成本。在級進(jìn)模設(shè)計中模具組件的設(shè)計和材料的選擇是主要活動。級進(jìn)模組件合適材料的選擇本質(zhì)上提高了模具壽命，從而降低了鈑金件的生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的方法來開展這項重要的活動都依賴于豐富的經(jīng)驗和模具設(shè)計專家知識的深度。大部分的時間，級進(jìn)模組件的選 材是手動模具設(shè)計手冊，材料手冊進(jìn)行，拇指規(guī)則和啟發(fā)式方法進(jìn)行的?，F(xiàn)有的計算機(jī)輔助模具設(shè)計系統(tǒng)仍不能完全處理與級進(jìn)模組件材料的選擇有關(guān)的核心模具設(shè)計問題。一些現(xiàn)有的 統(tǒng)能為級進(jìn)模 ]能夠生成材料料清單，然而，這些系統(tǒng)在用戶為模具組件選擇更好性能的材料時，不考慮其他適合的可用性材料，因此級進(jìn)模的壽命長。 此外，在級進(jìn)模部件選擇材料時，這些系統(tǒng)沒有領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗知識組成的知識庫。世界各地的研究人員都強(qiáng)調(diào)應(yīng)用研究工作，通過應(yīng)用人工智能 （ 術(shù)捕獲和記錄經(jīng)驗豐富的模具設(shè)計師和模具制造者的寶貴實踐知識。高 度根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)模的設(shè)計活動，如模具組件選擇的材料可以通過使用基于知識的系統(tǒng) （ 或該系統(tǒng)的智能系統(tǒng)開發(fā)方法來簡化，可以證明是具有里程碑意義的，以減輕模具組件所涉及的材料選擇過程的復(fù)雜性。 2 雖然級進(jìn)模的所有部件的壽命長是可取的，然而，由于特別需要注意的是，提高活動組分的壽命（即凸凹模 /插入）。為了級進(jìn)模組件選擇合適的材料 ,模具設(shè)計師妥善調(diào)查該組件的功能要求，然后開展一個關(guān)鍵性的研究，以確定所需的機(jī)械性能和可能的原因，這可能導(dǎo)致部件的故障。對于一個給定的應(yīng)用程序依賴于它的失效機(jī)制主導(dǎo)了材料的選擇。模具設(shè)計的基 本思路是，選擇一種合適的材料，例如，除了磨損所有其它故障機(jī)制被消除。磨損可以被優(yōu)化以匹配金屬板件所需要的生產(chǎn)量。為了獲得更長的模具壽命，從而提高生產(chǎn)效率，工具鋼被廣泛用作模具組件的材料。使用鋼作為刀具材料最重要的優(yōu)點(diǎn)之一是，它們原本柔軟且可機(jī)加工，通過施加適當(dāng)?shù)臒崽幚?，它們變得非常堅硬、耐磨。對模具部件選用材料硬度的適用范圍的選擇取決于在級進(jìn)模上制造的零件的幾何形狀。目前工作的具體目標(biāo)是發(fā)展為級進(jìn)模組件選擇材料的智能系統(tǒng)，以協(xié)助模具設(shè)計者和模具生產(chǎn)商在中小尺寸的鈑金行業(yè)的工作。所提出的 能系統(tǒng)的發(fā) 展過程的簡要描述如下。 表 1一種生產(chǎn)規(guī)則樣品納入 序號 如果 那么 1 板材為鋁或銅或黃銅或鉛或鈹銅合金 5＜板材剪切強(qiáng)度 ( 20 操作類型：剪切 生產(chǎn)量≤ 100， 000 請從如下材料中，為凸凹?；蚯都x擇一個容易得到的材料： 56–60 (2100) 或4–62 1, 2 薄板材料為：低碳鋼或不銹鋼或奧氏體不銹鋼或淬火鋼或 彈簧鋼 30＜ 板材剪切強(qiáng)度（ 70 操作類型：剪切 生產(chǎn)量＞ 1000， 000 請從如下材料中， 為凸凹?；蚯都x擇一個容易得到的材料： (60–64 6(或2–64 或0–64 3 板材為：鋁或銅或黃銅或鉛或鈹銅合金 5＜板材剪切強(qiáng)度 ( 20 操作類型：成型或成型和剪切兩者都有 生產(chǎn)量≤ 100， 000 請從如下材料中，為凸凹?；蚯都x擇一個容易得到的材料： 56–60 (2100) 或54–62 (1, 或 56–59 4 薄板材料為：低碳鋼或不銹鋼或奧氏體不銹鋼或淬火鋼或 彈簧鋼 30＜ 板材剪切強(qiáng)度（ 70 操作類型：成型或成型和剪切兩者都有 100， 000＜生產(chǎn)量≤ 1000， 000 請從如下材料中，為凸凹?；蚯都x擇一個容易得到的材料： 1 (58–62 (2,或 2 (58–62 5 非活動部件的類型：固定板部件 請從如下材料中，為板塊部件選擇一個容易得到的材料： ? 頂板和底板：低碳鋼或 3 148) ‘2100) 或 或 040) ? 凸 模固定板：低碳鋼或040) ‘1, ? 凸模后固定板： 2100) 或 1, 2100) 或 (148) ? 卸料板： 2100)或 148) ? 模具支撐板： 2100) 6 非活動部件的類型 ：導(dǎo)向和定位部件 請從如下材料中，為導(dǎo)向和定位部件選擇一個容易得到的材料： ? 模具檢具（表面粗糙度 錯誤 !未找到引用源。 ）(48–50 2100) 或 148) ? 模具站點(diǎn) (未找到引用源。 )(42–46 2100)或 150) ? 升降機(jī) (誤 !未找到引用源。 )(52–55 2, ? 導(dǎo)向銷和導(dǎo)向柱銷(誤 !未找到引用源。 ) (50–52 滾 珠 軸 承 罩 (誤 !未找到引用源。 )：鋁或黃銅或塑膠 ? 套筒 (未找到引用源。 )： 2100) ? 柄 (未找到引用源。 )：低碳鋼 ? 定位梢 (誤 !未找到引用源。 )(50–52 040)或 4 1055) 或銀器鋼 2 能系統(tǒng)的發(fā)展 該 能系統(tǒng)包括兩個模塊，即 塊是專為級進(jìn)模零件材料的選擇而設(shè)計的。模塊 為了確定級進(jìn)?；顒硬考x擇材料的硬度范圍而開發(fā)的。該系統(tǒng)支持大部分的工具鋼。用于構(gòu)建系統(tǒng)的程序步驟包括領(lǐng)域知識的獲取、生產(chǎn)規(guī)則的制備和驗證，生產(chǎn)規(guī)則的編碼和用戶界面的準(zhǔn)備。該過程的每個步驟討論如下。 表 2一種生產(chǎn) 規(guī)則樣本包含在模塊 號 如果 那么 1 薄板厚度≤ 2裁工件的幾何形狀：簡單 使用所選材料的硬度范圍的上限硬度 2 薄板厚度≤ 2裁工件的幾何形狀：一般 使用下限硬度 =用上限硬度 =所選材料的 上限硬度 3 薄板厚度≤ 2裁工件的幾何形狀：復(fù)雜 選定材料的硬度范圍 4 使用與所選材料相同的硬度范圍內(nèi)的硬度 4 薄板厚度＞ 2板厚度≤ 5裁工件的幾何形狀：一般 選定材料的硬度范圍 4 使用下限硬度 =用上限硬度 =所選材料的上限硬度 5 薄板厚度＞ 2板厚度≤ 5裁工件的幾何形狀：復(fù)雜 選定材料的硬度范圍 6 使用與所選材料相同的硬度范圍內(nèi)的硬度 6 薄板厚度＞ 2板厚度≤ 5裁工件的幾何形狀：復(fù)雜 選定材料的硬度范圍 6 使用下限硬度 =用上限硬度 =所選材料的上限硬度 7 薄板厚度＞ 5板厚度≤ 8裁工件的幾何形狀：復(fù)雜 選定材料的硬度范圍 8 使用下限硬度 =用上限硬度 =所選材料 的上限硬度 8 薄板厚度＞ 8裁工件的幾何形狀：簡單或一般或復(fù)雜 使用與所選材料相同的硬度范圍內(nèi)的硬度 5 域知識的獲取 該系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)知識是通過模具設(shè)計手冊、工業(yè)手冊、技術(shù)報告、和經(jīng)驗豐富的模具設(shè)計師和工具制造商收集的。級進(jìn)模部件選用材料的知識是由經(jīng)驗豐富的模具設(shè)計師和工具制造商通過對典型問題的討論和讓他們談?wù)撃粗敢?guī)則和方法獲得的。在口頭分析中，他們的質(zhì)疑為什么一個特定的材料被選定為特定的模具組件。這是通過確定影響模具部件材料選擇的因素選定的。 產(chǎn)規(guī)則的制備和驗證 該智能系統(tǒng)兩個模塊知識的是通 過分析和匯總各種“ 如果 — 那么” 生產(chǎn)規(guī)則獲得的。由一個團(tuán)隊的級進(jìn)模設(shè)計專家和刀具制造商進(jìn)行了所制定的生產(chǎn)規(guī)則的驗證。 一個生產(chǎn)規(guī)則樣本通過制定和驗證如表 1 所示，然后納入 塊；和一個樣品的生產(chǎn)規(guī)則包含在 塊中，如表 2 中所示。 6 圖 1所提出的 能系統(tǒng)的執(zhí)行 產(chǎn)規(guī)則的編碼和用戶界面的準(zhǔn)備 生產(chǎn)規(guī)則納入所提出的智能系統(tǒng)的兩個模塊已用 言編碼。通過使用推理機(jī)制正向推理，生產(chǎn)規(guī)則和系統(tǒng)的知識庫聯(lián)系在一起。該系統(tǒng)的工作原理是：輸入 信息是由用戶在材料選擇的問題上提供，再加上存放在知識庫中的知識，最終得出結(jié)論或建議。系統(tǒng) 知識庫中包含不少于 60 種的生產(chǎn)規(guī)則。然而，系統(tǒng)的知識庫是通過 示區(qū)域的用戶界面 用戶 開始 使用命令加載（加載 ”A： 在令提示區(qū) 輸入 令 輸入板材，剪切強(qiáng)度，操作要求和生產(chǎn)量 得到以供選擇級進(jìn)模的活動部件（凸凹模 /嵌件）和非活動部件（固定板，定位 &引導(dǎo)部件）的專家意見 輸入 令 輸入凸凹模選定的材料，板材的厚度，坯件幾何形狀的類型，和凸凹模選定材料的硬度 （ 上限和下限值 獲得凸凹模 /嵌件所 選材料的硬度接近的范圍內(nèi)選擇專家的意見 結(jié)束 7 足夠靈活的，因可以更新和修改，如果有必要，在未來技術(shù)進(jìn)步和新材料的可用性的前提下，系統(tǒng)將比現(xiàn)在所提出的系統(tǒng)擁有更好的性能。所提出的系統(tǒng)的兩個模塊被設(shè)計為交互式的性質(zhì)，以使用戶能夠輸入必要的鈑金部件的數(shù)據(jù)；并為用戶的利益顯示最優(yōu)決策選擇。前者在磋咨詢期間反饋數(shù)據(jù)，在適當(dāng)階段通過閃爍 示用戶。當(dāng)相關(guān)的生產(chǎn)規(guī)則被解除時，建議的消息或數(shù)據(jù)也同樣閃現(xiàn) 在計算機(jī)屏幕上。該系統(tǒng)可以通過在 令提示區(qū)輸入命令加載（加載 “A： 。系統(tǒng)的運(yùn)行通過流程圖的演示，如圖 1 所示。該程序的輸出包括：活動部件（ 即凸凹模 /嵌件 ）和非活動部件（即板部件，導(dǎo)向和定位部件）的材料選擇的明智建議，和接近于級進(jìn)?；顒硬考x材料的硬度范圍的硬度選擇建議。 3 所提出的系統(tǒng)的運(yùn)行示例 該系統(tǒng)基于 在 004 上實現(xiàn)。該系統(tǒng)已經(jīng)對級進(jìn)模組件中的不同類型的鈑金零件的材料選擇問題進(jìn)行測試。典型的提示，例如圖 2 組件在所提出的智能系統(tǒng) 行過程中用戶的反應(yīng)和建議的獲得，如表 3 所示。系統(tǒng)建議的材料被發(fā)現(xiàn)相當(dāng)接近那些實際工業(yè)用的組件（亞洲印度熔斷器私人有限公司， 里亞納邦，印度）。 表 3典型的提示，智能系統(tǒng) 提示 示例數(shù)據(jù)輸入 建議用戶 （加載 “ A： ) —— 請輸入 令 — 歡迎來 到模塊 請輸 入命令輸入薄板材料 黃銅 —— 請輸入操 作類型 剪切 —— 請輸入板材的剪切強(qiáng)度 15 請輸入鈑金件所需的生產(chǎn)批量 90,000 請從如下材料中，為凸凹模 /嵌件選擇一個容易獲得的材料： 56–60 (2100)或54–62 (1, 請輸入非活動部件的類別（即板部件，定位和導(dǎo)向 板元件 請從如下材料中，為板元件選擇一個容易獲得的材料： 8 部件件） ? 頂板和底板：低碳鋼或 (148) ‘2100) 或 或 040) ? 凸模固定板：低碳鋼或 040) ‘1, ? 凸模后固定板： 2100) 或 1, 2100)或 148) ? 卸料板： 2100)或148) ? 模具支撐板： 2100) 請輸入非活動部件的類型 導(dǎo)向和定位部件 請從如下材料中，為導(dǎo)向和定位部件選擇一個容易得到的材料： ? 模 具 檢 具 （ 表 面 粗 糙 度 錯誤 !未找到引用源。 ）(48–50 2100) 或 148) ? 模具站點(diǎn) (誤 !未找到引用源。 )(42–46 2100)或 150) ? 升降機(jī) (誤 !未找到引用源。 )(52–55 2, ? 導(dǎo)向銷和導(dǎo)向柱銷 (未找到引用源。 ) (50–52 滾珠軸承罩 (誤 !未找到引用源。 )：鋁或黃銅或塑膠 ? 套筒 (誤 !未找到引用源。 )： 2100) ? 柄 (誤 !未找到引用源。 )：低碳鋼 ? 定位梢 (誤 !未找到引用源。 )(50–52 040)或 055) 或銀器鋼 9 請輸入凸凹模 /嵌件所選用的材料 6–60 典 型 分 析 ： C=i= n= r = S= P = 最大值 ) 請輸入板厚度（ — 請輸入沖裁件的幾何形狀 （即簡單 /普通 /復(fù)雜） 普通 —— 請輸入所選材料的上限和下限硬度（ 用下限硬度 =選擇材料的上限硬度 使用上限硬度與選定的材料的上限硬度相同 4 結(jié)論 所提出的系統(tǒng)能夠提供為級進(jìn)模組件材料的選擇和級進(jìn)模在設(shè)計階段所選材料的硬度范圍內(nèi)的專家意見。系統(tǒng)給出建議，以供用戶選擇容易獲得的材料，然后就可以準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)牟牧锨鍐?。該系統(tǒng)已經(jīng)對各種類型的鈑金零件進(jìn)行測試，系統(tǒng)因為豐富的知識庫和高度的互動性，被證明是強(qiáng)大的和容易處理的。系統(tǒng)的運(yùn)行示例使用一個工業(yè) 實例組件已經(jīng)證明了系統(tǒng)的實用性。該系統(tǒng)支持主要的工具鋼，然而，它的知識庫可以進(jìn)行修改和更新，這依賴于新材料的可用性和技術(shù)的進(jìn)步。該系統(tǒng)的實現(xiàn)成本低，因為它可以在 上用 件運(yùn)行，因此在中小尺寸的鈑金行業(yè)容易達(dá)到。 圖 2示例組件（尺寸均以毫米為單位）：黃銅，板材厚度 =10 參考文獻(xiàn) [1] L. L. . X. to up 001)4133–4151. [2] K. H. of a AM )(1985)187–190. [3] S. an J. 3 (1992) 185–191. [4] K. of , J. 996)367–376. [5] K. a , 993)117–127. [6] of a 994)81–96. [7] S. R. of 0–21,2003, 95. 摘 要本次設(shè)計的任務(wù)是某冷凝器側(cè)板沖壓模具設(shè)計及制造工藝分析，根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求，圍繞如何提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、簡化模具結(jié)構(gòu)，對工件進(jìn)行工藝分析，并提出了各種可能的沖壓工藝方案，最終確定采用一套由落料、沖孔復(fù)合和彎曲、翻邊復(fù)合組成的沖壓工藝方案。在工藝分析的基礎(chǔ)上，計算工藝參數(shù)，詳細(xì)設(shè)計了落料沖孔、彎曲翻邊兩套復(fù)合模具結(jié)構(gòu)。在設(shè)計過程中，計算出了零件展開尺寸，并對模具的排樣做出了合理的布置，使材料得到充分利用。通過計算各種沖裁力，對壓力機(jī)進(jìn)行合理噸位的選擇，并確定了模具壓力中心。再根據(jù)確定的工藝方案，進(jìn)行模具的校核，最終，設(shè)計模具制造與裝配工藝。采用此工藝方案和模具結(jié)構(gòu)，提高了冷凝器側(cè)板的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。關(guān)鍵詞：冷凝器側(cè)板；工藝分析；模具設(shè)計；落料沖孔復(fù)合模；彎曲翻邊復(fù)合模AbstractThe task of this design is design of Stamping die and manufacturing process analysis for Condenser side plate stamping die design. according to the structure of stamping parts and technical requirements, focusing on how to improve work efficiency and reduce the production cost and simplify the die structure, Process analysis was carried out on the workpieces, and puts forward the stamping process scheme for all possible, and ultimately determine the stamping process program with a set of blanking, punching composite and bending, flanging composite.On the basis of technology analysis and calculation parameters, and the detailed design for blanking punching, bending, flanging two sets of compound die structure. In the process of design, calculated developed dimension of parts, and the layout of the mold made reasonable decorate for make full use of the material. By calculating the various blanking force on the tonnage presses a reasonable choice, and to determine the center of pressure of the mold. According to determine the processing plan, mold check, in the end, the design of mold manufacturing and assembly process.With this process program and die structure, improved production efficiency and product quality condenser side plate.Keywords：condenser side plate; process analysis; die design; blanking punching composite die; bending flanging composite die;目 錄引言 ...........................................................11 畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù) ................................22 零件的沖壓工藝分析 ..........................................22.1 制件總體方案分析 .....................................................22.2 零件的力學(xué)性能分析 ...................................................22.3 零件的精度和粗糙度 ...................................................32.4 最小相對彎曲半徑 .....................................................32.5 最小彎曲邊高度 .......................................................32.6 最小圓角半徑 .........................................................42.7 沖裁件的最小孔直徑 ...................................................42.8 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的最小距離 ...........................42.9 最大翻邊高度 .........................................................43 工藝方案的確定 ..............................................53.1 沖壓該零件所需要的基本工序 ...........................................53.2 方案比較與確定 .......................................................54 落料沖孔復(fù)合模設(shè)計 ..........................................64.1 主要工藝參數(shù)計算 .....................................................64.1.1 工件展開尺寸計算 ....................................................64.1.2 排樣設(shè)計與計算 ......................................................74.1.3 沖裁力、卸料力、和推件力的計算 ......................................84.1.4 模具壓力中心 ........................................................94.2 壓力機(jī)的選用 ........................................................114.2.1 沖裁設(shè)備的選擇 .....................................................114.2.2 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定 .................................................114.3 模具刃口尺寸計算 ....................................................124.3.1 刃口尺寸計算 .......................................................124.4 模具設(shè)計 ............................................................134.4.1 卸料裝置 ...........................................................134.4.2 推件裝置 ...........................................................134.4.3 凸凹模設(shè)計 .........................................................144.4.4 凸模 ...............................................................154.4.5 凹模 ...............................................................174.4.6 模架的選擇 .........................................................174.4.7 模柄 ...............................................................184.4.8 固定件與定位元件 ...................................................194.4.9 彈性元件 ...........................................................204.4.10 其他零件 ..........................................................214.5 模架閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 ..................................224.5.1 公稱壓力 ...........................................................224.5.2 滑塊行程 ...........................................................224.5.3 閉合高度 ...........................................................224.5.4 壓力機(jī)工作臺面的尺寸 ...............................................234.6 落料沖孔復(fù)合模總裝圖設(shè)計 ............................................234.6.1 落料沖孔復(fù)合模工作過程 .............................................234.7 主要零件加工工藝的編制 ..............................................244.8 落料沖孔復(fù)合模的安裝與調(diào)試 ..........................................284.8.1 模具裝配順序 .......................................................284.8.2 模具的調(diào)試 .........................................................285 翻邊彎曲復(fù)合模 .............................................295.1 模具工作部分尺寸計算 ................................................295.1.1 彎曲工作部分計算 ...................................................295.1.2 翻邊刃口尺寸 .......................................................295.1.3 彎曲時模具的圓角半徑與凹模深度 .....................................305.1.4 彎曲回彈量 .........................................................305.2 沖壓力的計算和設(shè)備的選擇 ............................................305.2.1 翻邊力的計算 .......................................................305.2.2 彎曲力的計算 .......................................................305.2.3 選擇沖壓設(shè)備 .......................................................315.3 模具設(shè)計 ............................................................325.3.1 翻邊凸模 ...........................................................325.3.2 凸凹模 .............................................................325.3.3 凹模 ...............................................................335.3.4 凸模 ...............................................................335.3.5 凹模固定板 .........................................................345.3.6 卸料裝置 ...........................................................345.3.7 頂出裝置 ...........................................................345.3.8 模柄 ...............................................................355.3.9 模架 ...............................................................365.3.10 固定于定位元件 ....................................................365.3.11 其他零件 ..........................................................365.4 模具閉合高度和壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 ..................................375.4.1 公稱壓力 ...........................................................375.4.2 滑塊行程 ...........................................................375.4.3 閉合高度 ...........................................................375.4.4 壓力機(jī)工作臺面的尺寸 ...............................................385.5 彎曲翻邊復(fù)合?？傃b圖設(shè)計 ............................................385.5.1 彎曲翻邊復(fù)合模的工作過程 ...........................................395.6 主要零件加工工藝的編制 ..............................................395.7 彎曲翻邊復(fù)合模的安裝與調(diào)整 ..........................................425.7.1 模具的調(diào)整 .........................................................426 總結(jié) .......................................................45謝 辭 ........................................................46參考文獻(xiàn) ......................................................47第 1 頁 共 47 頁引言在現(xiàn)代社會中，科技的進(jìn)步促使工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展得突飛猛進(jìn)，許許多多的新鮮血液注入，實現(xiàn)了很多新型工藝、新型設(shè)備、新型技術(shù)以及新型材料在工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中的應(yīng)用。從而使得沖壓這項技術(shù)的不斷改進(jìn)與創(chuàng)新，模具設(shè)計及制造的水平實現(xiàn)快速的提升。沖壓加工應(yīng)具有的三要素是：沖壓設(shè)備、沖壓模具以及沖壓材料。而沖模是將金屬或非金屬材料單個加工及批量加工成型所需要沖件的專門的工具。只有合理的設(shè)計沖模、選擇合適的沖壓設(shè)備，并將它們安裝調(diào)試準(zhǔn)確，才能沖壓出合格的制件。而沖壓技術(shù)廣泛運(yùn)用于板料的加工中沖壓成型中，在現(xiàn)代汽車、電器、航空等行業(yè)中，廣泛應(yīng)用到鈑金件。而沖模在沖壓工藝中非常重要，如果用不符合要求的沖模對工件進(jìn)行加工，就會使得沖壓件的質(zhì)量不能達(dá)到設(shè)計要求，且進(jìn)行批量沖壓生產(chǎn)時效率極其低?？梢姡瑳_模在沖壓加工中占有舉足輕重的地位。在現(xiàn)代工業(yè)中，更多的是要求產(chǎn)品生產(chǎn)成本更加經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)周期越短越好，只有這樣，才能在工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展的今天立于不敗之地。當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)設(shè)計技術(shù)和新工藝的發(fā)展運(yùn)用在模具的設(shè)計和制造中，讓人們更能體會到模具在現(xiàn)代工業(yè)中的實用價值。如今工業(yè)生產(chǎn)中，人們運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了模具設(shè)計、制造加工一體化，與運(yùn)用傳統(tǒng)制造相比較，產(chǎn)品生產(chǎn)周期大大縮短了，產(chǎn)品質(zhì)量有了很顯著的提高，生產(chǎn)的成本與降低了很多，為工廠帶來了更大的競爭優(yōu)勢和更高的經(jīng)濟(jì)效益。而我國的模具制造技術(shù)相對于發(fā)達(dá)國家而言，還存在著非常大的差距，根本無法滿足國內(nèi)市場對模具的需求，許多高精密等高檔模具還需要從國外進(jìn)口。我國的制造業(yè)技術(shù)正在迅猛發(fā)展，且模具制造在沖壓加工行業(yè)在機(jī)械制造中扮演著越來越重要的角色，在市場環(huán)境高速發(fā)展的趨勢下，不久的將來，我國將由模具大國向模具強(qiáng)國漸漸轉(zhuǎn)變。作為機(jī)械制造行業(yè)的后輩，學(xué)習(xí)模具相關(guān)的知識就顯得尤為重要。本次設(shè)計是空調(diào)中常應(yīng)用到的冷凝器側(cè)板的沖壓模設(shè)計，所以設(shè)計的任務(wù)主要是模具類型的選擇和工作部分的制造，借此設(shè)計以鞏固之前所學(xué)的模具知識。在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡可能使設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)簡單，操作安全，還需要考慮模具的制造周期以及經(jīng)濟(jì)性是否符合現(xiàn)代工業(yè)的要求。這樣不僅能設(shè)計和制造出先進(jìn)的模具，也能充分地利用現(xiàn)代科技為工業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。第 2 頁 共 47 頁1 畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù)本設(shè)計是冷凝器側(cè)板的沖壓模具及工藝設(shè)計分析，某凝器側(cè)板主要尺寸如圖 1-1。要求所設(shè)計模具結(jié)構(gòu)可能簡單，以降低成本，提供加工效率。圖 1-1 冷凝器側(cè)板結(jié)構(gòu)尺寸沖壓技術(shù)要求：1.材 料：08F2.材料厚度：0.6mm3.生產(chǎn)批量：200 萬4.精 度：IT13.2 零件的沖壓工藝分析2.1 制件總體方案分析在如圖 1-1 所示冷凝器側(cè)板零件圖，其材料厚度 t 為 0.6mm，由 08F 薄板沖壓而成。零件內(nèi)外形結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，精度要求為 IT13，內(nèi)孔精度要求為 IT11~IT12，生產(chǎn)批量為 200 萬次，4 個 Φ10 的內(nèi)孔翻邊高度一致，是一個包括落料、沖孔、翻邊、彎曲（雙向）等多種工序的復(fù)雜零件，零件材料較薄，且工件左右和前后兩端不對稱，整體尺寸不太大，產(chǎn)量較大，故要求所設(shè)計模具結(jié)構(gòu)更加合理、經(jīng)濟(jì)、可靠，使得沖壓件的生產(chǎn)應(yīng)具備較低的成本和較高的生產(chǎn)效率 [1]。第 3 頁 共 47 頁2.2 零件的力學(xué)性能分析該零件的加工材料為 08F，為優(yōu)質(zhì)碳素鋼；經(jīng)查資料，可知其機(jī)械性能如表 2-1。由此知該材料塑性較好，對拉深、沖孔、彎曲等工藝都比較合適。零件厚度t=0.6mm，對于該零件的尺寸來說，成型比較容易。表 2-1 沖壓材料的力學(xué)性能 [2]力學(xué)性能材料 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度/Mpa??抗彎強(qiáng)度/Mpa????伸長率 /%??10 屈服強(qiáng)度/Mpa????08F 已退火 220-310 280-390 32 1802.3 零件的精度和粗糙度沖裁件的外形輪廓所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度一般要低于 IT11 級，而內(nèi)孔所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度要低于 IT10 級。將以上公差精度與圖 1 中工件所標(biāo)注的尺寸公差和工件要求的精度（IT13 級）比較，可認(rèn)為該工件的精度要求能夠在沖壓加工工藝中得到保證 [3]。2.4 最小相對彎曲半徑板料彎曲時外層受拉，當(dāng)拉伸應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時，板料外層將出現(xiàn)彎曲裂紋，而對于同一材質(zhì)的板料而言，能否出現(xiàn)裂紋取決于 的大小 [3]。??????????查表得 08F 材料的最小彎曲半徑為：????????=0.4??=0.4×0.6????=0.24????1.5符合要求。2.6 最小圓角半徑?jīng)_裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角出要盡量避免尖角，而以圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理和沖壓時的開裂，減少沖裁時的崩刃和過快磨損。沖裁件的圓角半徑一般要大于或等于板厚的一半，即????????>0.5??=0.5×0.6????=0.3????而零件上的外形圓角半徑 ，符合落料沖裁時的加工工藝要求。??=3????>????????2.7 沖裁件的最小孔直徑?jīng)_孔尺寸如果太小的話，會造成凸模強(qiáng)度不能滿足沖裁要求。沖孔的孔徑與孔的形狀、材料的力學(xué)性能、材料厚度和模具結(jié)構(gòu)等有關(guān) [3]。08F 材料的抗彎強(qiáng)度 =210—??310Mpa，t=0.6mm，經(jīng)查表得圓形孔最小孔徑：????????≥??=0.6????小于沖壓件中的最小圓孔（ 2.8） ，故符合沖裁工藝要求。???????? ?2.8 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的最小距離沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的最小距離如果過小，會使沖壓件的質(zhì)量得不到保證，會使孔與孔之間的材料發(fā)生扭曲，或使邊緣材料變形。復(fù)合沖裁時，因模壁過薄而容易破損，一般情況下，當(dāng)沖孔邊緣與沖孔外形邊緣不平行時其值 不應(yīng)小??1于板料厚 t，平行時其值 不小于 [3]。由圖 1-1 零件可知：?? 1.5????1=5?2.82=3.6????>1.5??=1.5×0.6=0.9???? ??2=9.5?102=4.5>1.5??第 5 頁 共 47 頁??3=25.4?2×102=15.4????>1.5??由以上計算可知需要，各個孔的加工能夠滿足工藝性要求。綜上分析可得，工件滿足加工工藝要求，可采取先落料、沖孔，后彎曲、翻邊成形。2.9 最大翻邊高度翻邊時孔不破裂所能達(dá)到的最小 m 值，稱為極限值 表示 [3]。翻邊系數(shù)越小，????????材料能產(chǎn)生的變形程度就越大。工藝上，實際的翻邊系數(shù)一定要大于或等于材料所允許的極限翻邊系數(shù)，不然進(jìn)行內(nèi)翻邊沖壓時，孔會發(fā)生破裂而影響沖壓件的質(zhì)量。圖 2-1 孔的翻邊（1）由圖 2-1 圖 2-1 孔的翻邊，需要在平板毛坯上先預(yù)沖孔，預(yù)沖孔的孔徑為：??=10+0.6?2(???0.43???0.72??)=5.2????其中 H=3.6mmr=1.1mmt=0.6mm所以相對直徑：????=5.20.6≈8.67 根據(jù)沖壓材料厚度不同，不同孔口狀態(tài)的低碳鋼的極限翻邊系數(shù)不同，生活中需要根據(jù)實際情況選用，08F 材料的極限翻邊系數(shù) [3]。????????=0.44（2）校核最大翻邊高度第 6 頁 共 47 頁????????=??2(1?????????)+0.43??+0.72??=10.62(1?0.44)+0.43×1.1+0.72×0.6=3.873????>3.6????其中：D=10.6mm ；零件可以一次翻邊 h=3mm 的高度，而不需要再進(jìn)行二次翻邊。3 工藝方案的確定3.1 沖壓該零件所需要的基本工序① 落料；②預(yù)沖 4 個 5.2mm 孔；③沖底部一個 2.8mm 孔，④翻邊；⑤首次彎? ?曲成形；⑥二次彎曲成形3.2 方案比較與確定（1）方案 1：采用單工序模。分析：該工件的加工需要落料、沖孔、翻邊、彎曲（雙向彎曲）4 套單工序模進(jìn)行沖壓。其主要的特點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡單，加工制造容易，安裝調(diào)試很方便。但需要通過制造 4 套單工序模，模具制造成本增高，經(jīng)過 4 個工序?qū)ぜM(jìn)行加工，工件質(zhì)量不容易保證，而且生產(chǎn)效率低，不適應(yīng)工件大批量生產(chǎn)的需要。（2）方案 2：采用兩套復(fù)合模。先采用落料—沖孔復(fù)合模沖裁展開件（沖孔包括預(yù)沖 4 個 5.2mm 孔和沖裁一個 2.8mm 的孔，再用彎曲翻孔復(fù)合模對工件進(jìn)行沖壓成? ?型（彎曲包括雙向彎曲） 。分析：復(fù)合模加工的最明顯的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，沖裁出的制件的精度高，沖模的輪廓尺寸較小，所以廣泛適用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。但模具結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜。使用兩套復(fù)合模加工也可保證工件制造精度要求，且分兩套模具加工，工件外形相對簡單，復(fù)合模的結(jié)構(gòu)相對變得簡單。且生產(chǎn)效率相對也較高。（3）方案 3：采用級進(jìn)模加工。即使用一套模具加工成型。分析：采用一套級進(jìn)模對零件進(jìn)行加工，減少了模具和沖壓設(shè)備的數(shù)量，工件精度相對較高，操作方便且便于實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，故生產(chǎn)效率高，能夠滿足大批量生第 7 頁 共 47 頁產(chǎn)的要求。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，在使用復(fù)合模沖制不容易時，可采用級進(jìn)模逐步?jīng)_裁加工。但其主要的缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)尺寸大，對沖壓設(shè)備的要求較高，制造成本很高，安裝工藝復(fù)雜，故需要的技術(shù)要求高，模具制造周期長。方案比較：結(jié)合工件外形尺寸、生產(chǎn)批量和精度要求，工件外形尺寸大，生產(chǎn)批量屬大批量生產(chǎn)。使用 5 套單工序模沖壓時，零件的質(zhì)量得不到保證。使用級進(jìn)模加工，雖然生產(chǎn)率高，但級進(jìn)模模輪廓尺寸大，且制造加工工藝復(fù)雜，模具生產(chǎn)成本高，制造周期長。而對于復(fù)合模言，沖裁 的邊緣小孔時，模具強(qiáng)度方面可以保證，且復(fù)合模生?2.8產(chǎn)率高，也有利于實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，分兩套模具進(jìn)行加工，模具制造相對級進(jìn)模更簡單，加工零件精度要求可以得到保證。綜上所述，此次工件采用方案 2 進(jìn)行加工。4 落料沖孔復(fù)合模設(shè)計4.1 主要工藝參數(shù)計算4.1.1 工件展開尺寸計算如圖 1-1 所示的彎曲件是由直邊和圓弧組成，根據(jù)工件變形前后中性層長度不變的原則，來確定彎曲件毛坯的展開尺寸。毛坯展開長度 L??=∑ ????+∑ ??×??180(??+λ ??) （ 4–1）其中 為直邊長度和；∑ ????為圓弧長度和；∑??×??180(??+λ ??）；??=90r=1.1mm；t=0.6mm；故第 8 頁 共 47 頁??1=(121.2?1.1?0.6)+(5?1.1?0.6)+??×90180×(1.1+0.33×0.6)=124.8???? 同理可得，由 ，查資料得，層位移系數(shù) =0.33[3]；????=1.20.6≈2 λ??2=（ 22.7?1.2?0.6） +10?1.2+??×90180（ 1.2+0.33×0.6） =31.9????零件展開如圖 4-1 所示。圖 4-1 冷凝器側(cè)板展開圖4.1.2 排樣設(shè)計與計算（1）排樣方式排樣是指在條料（或板料）上合理的布置工件，并設(shè)計合理的搭邊值，使條料在模具上沖裁加工時，保證有足夠的余量，以補(bǔ)償條料在送進(jìn)過程發(fā)生的偏移量。合理的排樣是不僅能夠提高材料的利用率，更重要的是為了保證沖裁工件的質(zhì)量，條料不被拉入模具型腔內(nèi)而使模具造成不正常磨損，從而使模具的使用壽命得到保證。綜上所述，由于毛坯的形狀和尺寸較大，且形狀類似于長方形，為了保證工件的精度要求，這里使用直排有廢料排樣的布置，排樣圖如圖 4-2 所示。圖 4-2 排樣圖（2）確定搭邊值第 9 頁 共 47 頁排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣的余料稱為搭邊值 [3]。設(shè)置排樣的最小搭邊值是為了補(bǔ)償送料誤差，在保證工件沖裁質(zhì)量的同時，最大限度的利用材料。如果設(shè)置的搭邊值過小，送料過程產(chǎn)生偏差，就有可能沖裁出廢品率極高的工件。搭邊值一般是由經(jīng)驗確定的，沖裁時的最小搭邊值：a=1.8mm，a 1=2mm[3]。（3）材料的利用率此次沖裁選用無側(cè)壓裝置送料，則可有以下計算：①送料進(jìn)距?=??1+??1=124.8+2≈126.8???? ②條料寬度??=(??2+2a)0??=(31.9+2×1.8） 0?0.4≈35.50?0.4式中 b——條料的寬度尺寸；——條料寬度的裁剪單向（負(fù)向）公差，與條料寬度和板料厚度密切相關(guān)?關(guān)， =0.4mm[2]； ?③材料的利用率η =???????×100%=1× 3858.94126.8×35.5=85.7% 式中：A——沖裁面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)沖裁廢料） ，由 CAXA 算出A=3858.94mm；n——一個進(jìn)距內(nèi)沖裁件的數(shù)目 [3]。4.1.3 沖裁力、卸料力、和推件力的計算（1）沖裁力的計算沖裁力是指沖裁過程中的最大剪切抵抗力，計算沖裁力的目的是為了合理選擇壓力機(jī)（選擇多少噸位的沖壓設(shè)備）和設(shè)計模具（如選擇彈性元件等） [3]。此次設(shè)計的模具落料采用平刃沖裁，計算如下所示：①落料力第 10 頁 共 47 頁??落 =????3????=1.3×307×0.6×280=67.06×103??式中：F 落 ——落料力，N;——沖裁件落料的總周長，mm；用 CAXA 計算得 L=307mm；??3t——材料厚度，mm；——材料抗剪強(qiáng)度， ；參照表 1 中的 值，這里取 =280 ；?? Mpa ?? ?? MpaK——系數(shù)，考慮到模具刃口的磨損、凸模與凹模的間隙不均、材料性能的波動和材料厚度偏差等因素而增加的安全系數(shù)，常數(shù) K=1.3[3]。②沖孔力??孔 =????4????=1.3×74.14×0.6×280=16.2×103??式中：F 孔 ——落料力，N；——沖裁件沖孔的周長，mm；??3??3=4×??×5.2+??×2.8=74.14????故??=??落 +??孔 =83.26???? ③卸料力??卸 =??卸 ??落 =0.045×67.06×103=3.02×103?? 式中： ——卸料力，N；??卸——卸料力系數(shù)，查資料得 =0.04~0.05，這里取 =0.045[3]；??卸 ??卸 ??卸④推件力??推 =????推 ??孔 =10×0.055×16.2×103=8.91×103??式中： ——推料力，N；??推第 11 頁 共 47 頁——推件力系數(shù)，查資料得 =0.055[3]；??推 ??推n——同時卡在凹模洞口的件數(shù)， ，h 為凹模刃口直壁高，mm [3]；??=???這里取凹模刃口直壁高 h=6mm，則 。??=???=6/0.6=10⑤總沖壓力 P因為模具采用彈性卸料裝置和下出料的復(fù)合模沖裁，故可得：??=??+??卸 +??推 =95.22×103??=95.19????4.1.4 模具壓力中心沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為壓力中心。計算壓力中心的目的是為了在設(shè)計模具時，將壓力機(jī)滑塊中心與模柄軸線重合，從而使模具能夠正常進(jìn)行沖壓加工。如果沖壓過程中壓力中心有較大的偏移，則會使模具工作部分受力不均勻，刃口容易磨損從而不能保證沖裁件的質(zhì)量，模具的使用壽命也將大大減少。用解析法求模具的壓力中心坐標(biāo)，在工件上建立 XOY 坐標(biāo)如圖 4-3 所示。根據(jù)合力對某一軸之力矩等于各分力對同一軸力矩之和的力學(xué)原理，求出壓力中心坐標(biāo)。??0=??1??1+??2??2+…+??????????1+??2+…???? =??1??1+??2??2+…+??????????1+??2+…???? =??∑??=1??????????∑??=1????（ 4–2）??0=??1??1+??2??2+…+??????????1+??2+…??????∑??=1??????????∑??=1????（ 4–3）式中： ， ，…， ——各線段壓力中心距離 X 軸坐標(biāo)；??1 ??2 ????， ，…， ——各線段壓力中心距離 Y 軸坐標(biāo)；??1 ??2 ????——各線段長度。??1， ??2， …， ????第 12 頁 共 47 頁圖 4-3 壓力中心各線段長度尺寸及壓力中心坐標(biāo)如表 4-1 所示。表 4-1 各線段尺寸及壓力中心坐標(biāo)?? ???? ???? ???? i ???? ???? ????1 108.9 0 67.39 9 6.939 11.396 6.472 4.712 1.091 123.749 10 8.396 7.198 9.943 25.896 15.948 124.84 11 4.712 1.091 11.034 4.712 30.805 123.749 12 16.368 22.396 31.445 118.839 31.896 62.419 13 16.368 22.396 56.846 4.712 30.805 1.091 14 16.368 22.396 82.247 14.5 21.646 0 15 16.368 22.396 107.648 4.712 12.487 1.091 16 8.796 5 16.74經(jīng)計算得到下列數(shù)據(jù)：??∑??=1????=381.289???? ??∑??=1????????=6526.574 ??∑??=1????????=24046.42第 13 頁 共 47 頁將上面求得的數(shù)據(jù)代入公式，便能計算出壓力中心坐標(biāo)（ ， ） ；??0 ??0??0=??∑??=1??????????∑??=1????=17.12??????0=??∑??=1??????????∑??=1????=63.06????故（ ， ）=（17.12，63.06） 。??0 ??04.2 壓力機(jī)的選用4.2.1 沖裁設(shè)備的選擇結(jié)合沖裁件的生產(chǎn)批量（200 次） 、工藝方法與性質(zhì)及沖裁件的尺寸、形狀與精度等要求，此次選擇沖裁設(shè)備類型為開式壓力機(jī)。4.2.2 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定沖壓設(shè)備類型選定后，進(jìn)一步根據(jù)沖裁件的尺寸、所設(shè)計的模具尺寸以及沖裁力來確定設(shè)備的規(guī)格，即（1）所選壓力機(jī)的的公稱壓力一定不能小于沖裁時所需的沖裁壓力，即 F 壓力機(jī)F 總 。同時還要一定的力量儲備，選擇的設(shè)備噸位一般為 1.3F 總 ，即 1.3 F 總>=123.75KN；（2）壓力機(jī)的行程大小適當(dāng)；（3）所選壓力機(jī)的閉合高度和應(yīng)與沖模的閉合高度與相適應(yīng)，即滿足[3]；?????????5????≥????≥????????+10（4）壓力機(jī)工作臺面的尺寸必須大于下模座的外形尺寸，還有留有模具安裝固定的余地。第 14 頁 共 47 頁綜合以上選擇原則，查資料可選擇開式雙柱可傾壓力機(jī) J23-25，其主要技術(shù)參數(shù)如下 [4]：公稱壓力：250KN滑塊行程：65mm滑塊行程次數(shù)：55 次/min最大閉合高度：270 mm封閉高度調(diào)節(jié)量：55mm工作臺尺寸（前后×左右）：370 mm×560mm工作臺孔徑孔尺寸（前后×左右×直徑）：200mm×290mm× 260mm?模柄孔尺寸（直徑×深度）： ?40????×60????最大傾斜角度：30°墊板厚度：50mm4.3 模具刃口尺寸計算對于復(fù)合模而言，沖裁件的尺寸精度主要取決于凸、凹模以及凸凹模的刃口尺寸及公差，模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。4.3.1 刃口尺寸計算凸模和凹模刃口尺寸計算方法有分開加工計算和配作加工計算兩種方法。因為本次加工的冷凝器側(cè)板展開件外形較復(fù)雜，故采用配作加工的方法，這樣可以降低基準(zhǔn)件的加工精度要求，沖裁間隙是依靠配作來保證，而無需滿足加工偏差和間隙的關(guān)系式，更大大降低模具的加工成本。如圖 4-1 所示的工件展開圖中未標(biāo)注公差的尺寸精度按圖 1-1 中工件所要求的尺寸精度等級（IT13 級）來標(biāo)注。查資料可得各尺寸的極限偏差數(shù)值。現(xiàn)將零件中的尺寸進(jìn)行分類：A 類尺寸：mm；20.5mm——20.50?0.33第 15 頁 共 47 頁31.9mm—— mm；31.90?0.39114.9mm—— mm；114.90?0.543mm—— mm。30?0.14B 類尺寸：， ，?5.2+0.120 ?2.8+0.10C 類尺寸：124.8mm—— mm；124.8±0.5（1）落料時，選擇凹模作為基準(zhǔn)件，進(jìn)行落料沖裁過程中，工作部分發(fā)生磨損，刃口部分尺寸增大。凹模計算尺寸如下：????=（ ??????)+?40 （ 4–4）其中，查資料得磨損系數(shù) =0.75[3]；則可得計算如下：??20.5??=（ 20.5?0.75×0.33） +14×0.330 =20.25+0.080 ???? 31.9??=（ 31.9?0.75×0.39） +14×0.390 =31.61+0.100 ????114.9??=（ 114.9?0.75×0.54） +14×0.540 =114.5+0.140 ????3=(3?0.75×0.14） +14×0.140 =2.9+0.040 ???? ??=??±?8 （ 4–5）124.8??=124.8±1.08=124.8±0.13???? 第 16 頁 共 47 頁（2）沖孔時，以凸模作為基準(zhǔn)件，進(jìn)行沖孔加工時，工作部分發(fā)生磨損，刃口部分尺寸減小。經(jīng)查表得磨損系數(shù) =0.75[3]；??制件尺寸標(biāo)注為 ，凸模計算尺寸如下：??+?0????=（ ??????)+0??4 （ 4–6）?5.2??=（ 5.2?0.75×0.12） 0?14×0.12=5.110?0.03?????2.8??=（ 2.8?0.75×0.1） 0?14×0.1=2.73 0?0.03????凸凹模的刃口尺寸按凸、凹模的實際尺寸按間隙配制，并保證雙面間隙在0.048mm~0.072mm 之間。4.4 模具設(shè)計倒裝復(fù)合模的生產(chǎn)效率比正裝復(fù)合模的生產(chǎn)效率高，而此次工件生產(chǎn)為大量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率，此次設(shè)計采用落料凹模在上模的倒裝復(fù)合模。4.4.1 卸料裝置卸料結(jié)構(gòu)用于條料、廢料從模具工作部分上卸下的裝置，有剛性卸料和彈性卸料兩種裝置 [3]。剛性卸料裝置卸料力大，卸料可靠，但沖裁時坯料得不到壓緊，因此，沖壓得到的制件精度不太高。而彈性卸料裝置常用于沖壓材料厚度小于 1.5mm 的板料（此次沖壓工件材料 t=0.6mm） ，在沖壓過程中，彈性元件起到壓料作用，使得制件得到較高的平面度高，卸料力一般比較小。本次沖裁所需要的卸料力不大，故采用由卸料板、橡皮與卸料螺釘組成的彈性卸料系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)安裝在下模。4.4.2 推件裝置推件裝置是用于制件從凹模型腔中推出，也同樣分為剛性和彈性兩種。第 17 頁 共 47 頁結(jié)合此次設(shè)計的復(fù)合模，選用的推件裝置為上模裝有打桿、推件桿、推板與推件塊組成的剛性推出系統(tǒng)。在沖壓結(jié)束后，上?；爻?，壓力機(jī)上的橫梁撞擊上模中的打桿，裝在模柄內(nèi)的打桿在橫梁的阻擋下下落，并通過推板、推件桿，推下推件塊將制件從凹模孔中推出。4.4.3 凸凹模設(shè)計（1）凸凹模最小壁厚由 2.8 中的計算可知，復(fù)合沖裁時，凸凹模的壁厚壁能滿足沖裁要求，不容易破損。（2）凸凹模外形尺寸凸凹模外形截面用于工件的落料，應(yīng)與工件外形相同，其刃口尺寸在根據(jù)凸、凹模的實際尺寸做配。（3）凸凹模長度凸凹模長度 L 應(yīng)根據(jù)實際設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)確定。由于模具中采用橡膠、卸料板組成彈性卸料裝置和凸凹模固定板把凸凹模固定在下模中，可計算凸凹模長度：??=H1+H2+??3=20+10+13=43mm 式中： ——凸凹模固定板厚度；H1——卸料板厚度；H2——預(yù)壓橡膠塊的厚度；??3凸凹模制造材料采用：Cr12MoV；熱處理：淬火、回火，硬度 60~62HRC，其凸凹模圖見圖 4-4。第 18 頁 共 47 頁圖 4-4 凸凹模4.4.4 凸模（1）凸模外形結(jié)構(gòu)、尺寸確定沖孔凸模截面尺寸與沖裁件孔形狀一致，即都為圓形截面，刃口尺寸在 4.3.1 已計算出。（2）凸模長度凸模長度要根據(jù)模具實際結(jié)構(gòu)而定。凸模長度：??=?1+?2+?3+?4+?5=20+25+1+5+1=52???? 式中：L——凸模長度，mm；——凸模固定板厚度，mm；厚度按經(jīng)驗公式 ,這里取?1 ?1=（ 0.6~0.8） H。?1=20????——落料凹模厚度，mm；?2——材料厚度，取 t=1mm；?3——凸模的修模量，mm，取 5mm；?4——凸模進(jìn)入凸凹模的深度，取 1mm。?5第 19 頁 共 47 頁沖 孔和 孔的凸模，因為它們的凸模直徑很小，故采用如圖 4-5 和圖 4-6?5.21?2.8所示的凸模結(jié)構(gòu)形式（圖 4-5、圖 4-6 為安裝磨平后的實際尺寸） ，其最突出特點(diǎn)是適用于沖裁凸模直徑小的場合。圖 4-5 沖 φ5.2孔凸模實際尺寸圖 4-6 沖 φ2.8孔凸模實際尺寸（2） 凸模強(qiáng)度與剛度的校核?2.8由于此次設(shè)計凸模的結(jié)構(gòu)細(xì)長，需要對其進(jìn)行壓應(yīng)力與彎曲應(yīng)力的校核，以此來檢查其危險斷面尺寸和自由長度是否能夠滿足強(qiáng)度和剛度要求，以防止凸模在沖壓過程中被壓彎。① 應(yīng)力的校核由表 1-1 已知，08F 沖壓材料的抗剪強(qiáng)度 =220~310Mpa，屬低碳鋼。經(jīng)查資料可??得，凸模允許的相對最小直徑（d/t） min=0.75~1.20[5]。第 20 頁 共 47 頁而設(shè)計的凸模相對最小直徑：??/??=2.7250.6=4.54>（ ???? ） ??????②彎曲應(yīng)力的校核已知，設(shè)計的凸模為無導(dǎo)向凸模，則在沖裁的過程中，凸?？v向所承受的壓力包括沖裁力和推件力?？椎臎_裁力?2.8??=??×2.8=8.8???? ??孔 =????4????=1.3×8.8×0.6×280=1922??而推件力 大約取 1000N，則??推??壓 =??孔 +??推 =2922?? 實際的壓力應(yīng)增加 30%，則??實 =1.3??壓 =1.3×2922=3799??????????=??2??????????????2??實 =??2×2.2?105×(??×2.725464 )2.5×22×3799 =12.44????>12???? 故凸模的強(qiáng)度與剛度滿足要求。凸模制造材料采用：Cr12MoV；熱處理：淬火、回火，硬度 58~62HRC。4.4.5 凹模凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計成平刃直壁式，其直壁刃口高度 h 與工件材料厚度，經(jīng)查表得可取h=6mm~9mm，這里取 h=8mm。通常采用經(jīng)驗公式計算凹模尺寸：凹模厚度：????=????1=0.2×124.8≈25????取 H=25mm。第 21 頁 共 47 頁凹模壁厚：??=（ 1.5~2） ???? （ 4–7）取 C=35mm。式中：K——系數(shù)，查表得 K=0.2[3]；——工件展開最大長度尺寸，mm。??1形狀復(fù)雜或制件尺寸較大時，凹模壁厚 C 應(yīng)取較大值，一般凹模壁厚不得小于15mm。所以凹模的總長為：??=??1+2??=1248+2×35=194.8???? 凹模的總寬度為：B=??2+2??=31.9+2×35=101.9????式中： ——工件展開最大寬度尺寸，mm。??2根據(jù)上述計算結(jié)果，在沖模標(biāo)準(zhǔn)件中選擇凹模周界尺寸，其尺寸為：200mm×125mm×25mm。凹模的刃口形式有很多種，而階梯型刃口凹模，刃口厚度較大，將推件塊安裝于凹模內(nèi)，因其導(dǎo)向好，特別適用于把制件反向推出、材料較薄的復(fù)合模中，故此次采用階梯型凹模刃口。凹模制造材料采用：Cr12MoV；熱處理：淬火、回火，硬度 60~62HRC。4.4.6 模架的選擇（1）模架模架由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套四個部分組成。模架按導(dǎo)向形式的不同，有滑動導(dǎo)向模架、滾動導(dǎo)向模架、滑動導(dǎo)向鋼板模架、導(dǎo)板模模架 [3]。第 22 頁 共 47 頁按導(dǎo)柱在模架上的固定位置的不同，可分為后側(cè)導(dǎo)柱模架（GB/T 2851.3—1990） 、中間導(dǎo)柱模架（GB/T 2851.5—1990） 、四導(dǎo)柱模架（GB/T 2852.3—1990） 、對角導(dǎo)柱模架（GB/T 2851.1—1990） [6]。考慮橫向和縱向送料都比較方便，且沖裁時偏移力不大，故選用后側(cè)導(dǎo)柱（GB/T 2851.3—1990） ，其特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置裝在后側(cè)。考慮到?jīng)_裁件的厚度?。╰=0.6mm） ，因此選用 H6/h5 配合的 I 級精度模架，故選擇滑動導(dǎo)向模架，其導(dǎo)向沖壓能滿足沖壓制件的精度要求。（2）上、下模座模座分為上模座和下模座，它們既是沖模全部零件安裝的基體，又承受和傳遞沖裁力，因此需要有足夠的強(qiáng)度、剛度以及足夠大的外形尺寸。設(shè)計原則：①模座要有足夠的厚度，一般取凹模厚度的 1~1.5 倍（從 4.4.5 知凹模厚度為30mm） ，矩形模板的長度比矩形凹模長度大 40mm~70mm，其寬度應(yīng)稍大于凹模寬度；②所選用的模座必須與壓力機(jī)的工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng) [3]；③模座的上、表面粗糙度為 Ra3.2~0.8 。????（3）導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合間隙：必須小于沖裁間隙。此次設(shè)計應(yīng)按 H6/h5 配合。采用H7/r6 壓入模座的安裝孔。綜合以上考慮，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為：200mm×125mm×50mm GB2855.5—2008上模座尺寸為：200mm×125mm×40mm GB2855.5—2008導(dǎo)柱 ： GB2861.1—81??/????×??/??????25?5×180導(dǎo)套 ： GB2861.6—81??/????×??/??????25??6×85×33上、下模座采用用材料：HT200，熱處理：時效。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的材料為：20 鋼；熱處理：滲碳淬火，滲碳深度為 0.8~1.2mm、硬度第 23 頁 共 47 頁58~62HRC。4.4.7 模柄模柄的作用是將模具的上模座固定在壓力機(jī)的滑塊上進(jìn)行沖裁，模柄的形狀很多，而壓入式模柄因為能保證較高的同軸度和垂直度，被廣泛應(yīng)用于許多中小型模具 [3]。故在此選用壓入式模柄，它與模座孔采用過渡配合 H7/m6，為了防止模柄轉(zhuǎn)動，在安裝完成后打入銷釘。特別注意的是：模柄的長度不能大于壓力機(jī)滑塊里模柄孔的深度