焊片制件冲压工艺分析及多工位级进模设计VIP

武汉理工大学毕业设计（论文）焊片制件冲压工艺分析及多工位级进模设计学院（系）： 机电工程学院 专业班级： 机自 1104 班 学生姓名： 史智强 指导教师： 李益兵 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 1、保密囗，在 年解密后适用本授权书。2、不保密囗。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日导师签名： 年 月 日摘要多工位级进模是冲压模具的一种，它是在单工序冲压模具基础上发展起来的多工序集成模具，在一副模具中可以完成冲裁、压弯、成形、拉深等多种冲压工序。它可以将复杂的制件外形经分解变成简单的冲压。它是当代先进模具的代表，深受人们重视。模具设计是模具制造的基础，合理的设计是正确制造模具的保证。多工位级进模由凸、凹模、模架、定位装置、导料装置、卸料装置、限位装置等组成。本设计课题为焊片制件冲压工艺分析及多工位级进模设计，工艺分析包括冲压工艺分析和拉深工艺分析，级进模设计包括排样图的设计、力和尺寸的计算以及结构的选型。最终设计出能够满足生产要求的模具。本次设计采用 SOLIDWOKS 软件进行绘图，SOLIDWOKS 软件为计算机辅助制图工具，是一款专业机械制图软件，具有很强的图像处理功能。本设计需要进行三维造型与二维工程图绘制。关键词：模具设计；级进模；拉深；冲裁AbstractMulti-station progressive die is a kind of stamping die, which is developed on the basis of single step punching mould multistep integration mould, it can be finished in a pair of mould cutting, bending, forming, drawing and so on a variety of stamping process.Complex shape parts can be decomposed into simple stamping.It is the representative of contemporary advanced mould, deeply appreciated.Mold design is the base of mould manufacturing, reasonable design is the guarantee of correct manufacture of moulds.Multi-station progressive die is made by the convex and concave die, die frame, positioning device, feeding device, discharge device, limit switch, etc.This design project for welding parts stamping process analysis and multi-station progressive die design, process including stamping process analysis and the analysis of deep drawing technology, progressive die layout diagram design including design, calculation of force and size and structure of the selection.Final design can meet the production requirements of the mold.This design adopts SOLIDWOKS drawing software, SOLIDWOKS software for computer aided drawing tools, is a professional mechanical drawing software, has the very strong image processing function.This design needs to be drawn 3 d modeling and two-dimensional engineering graphics.Keywords: mold design; progressive die；drawing；blanking目 录第 1 章 绪论 .11.1 研究的目的及意义 .11.2 国内外研究现状 .11.2.1 国外模具技术现状 .11.2.2 国内模具现状 .11.2.3 多工位级进模现状 .21.3 技术路线及方案 .31.4 进度安排 .3第 2 章 工艺分析 .52.1 零件分析 .52.2 工艺计算 .52.2.1 毛坯直径、料宽及步距的计算 .52.2.2 拉深工艺计算 .62.3 工序排样图的设计 .82.4 凸、凹模工作部分尺寸计算 .92.4.1 拉深凸、凹模 .92.4.2 冲裁凸、凹模 .102.5 其它计算 .112.5.1 冲裁力的计算 .112.5.2 拉深力的计算 .112.5.3 卸料力、推料力和顶件力的计算 .12第 3 章 模具主要零部件及结构设计 .133.1 凸模 .133.1.1 拉深凸模： .133.1.2 冲裁凸模： .133.2 凹模 .143.2.1 凹模外形尺寸的确定 .143.2.2 凹模三维图与平面图 .153.3 卸料装置 .153.3.1 卸料装置的导向形式 .163.3.2 弹压卸料板的要求和结构形式 .163.3.3 弹压卸料装置的安装形式 .163.3.4 卸料板三维图与工程图 .173.4 导料、托料装置 .173.5 限位装置 .183.6 定位装置 .183.7 模架 .193.7.1 非标准模座的设计 .193.7.2 模架的导向装置 .203.7.3 模柄 .203.7.4 模座的三维图与工程图 .203.8 弹性元件 .213.8.1 卸料弹簧的选用 .213.8.2 导料杆弹簧的选用 .22第 4 章 级进模总装配体三维图与工程图 .23第 5 章 结论与展望 .25参考文献 .26致谢 .27武汉理工大学毕业设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 研究的目的及意义（1）巩固和加深机械原理、机械设计、材料力学、理论力学、机械制造技术基础、机械制造装备设计等课程的专业知识，并能综合应用这些专业知识去分析和解决实际问题。（2）针对级进模设计，广泛搜集相关资料，了解级进模的发展现状，独立学习级进模结构及设计原理，并应用自己的专业知识及创新思维去设计一个焊片制件的级进模。（3）自学三维造型软件 SolidWorks 或 Pro，并应用所学软件进行三维建模、零部件装配和运动仿真分析，从而深刻体验到 CAD 在机械设计方面的重大作用。（4）毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。这次毕业设计使自己理论知识能够结合实践得到充分的应用，并有利于提高自己独立的分析解决问题能力和创新能力，让自己的知识及能力得到综合的训练。 1.2 国内外研究现状1.2.1 国外模具技术现状高新技术在模具企业中得到广泛应用:（1）广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术 a) 超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，3D 设计已达到了 7080%。b) PRO/E、UG、CIMATRON 等软件普遍应用。c) 数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。d) CAE 技术已逐渐成熟。（2）普遍采用高速切削加工技术 a) 特征：以高切削速度、高进给速度、高加工质量。b) 加工效率：比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。c) 转速：1500030000r/min。d) 效益：大大缩短制模时间。（3）普遍应用快速成型技术与快速制模技术a) 塑料模具：有专门提供原型制造服务的机构和公司塑料模具厂家利用快速原型浇制硅胶模具，用于少量翻制塑料件。b) 汽车模具：多为锌基合金快速制模和使用环氧树脂制作金属成型模。武汉理工大学毕业设计（论文）21.2.2 国内模具现状我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。国内的模具生产厂已超过 17000 家，从业人员达 50 万。近年来，我国的模具工业一直以每年 13左右的增长速度快速发展我国模具行业在“十五”期间的增长速度达到 1315。（1）中国模具产业的进出口近几年来，我国每年进口模具约占市场总量的 20左右，已超过 10 亿美元，成为世界上最大的模具进口国其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的 50以上，冲压模具占全部进口模具约 40 中、高档模具进口比例占市场总量的 40以上。（2）我国模具技术的发展进步主要表现 研究开发了模具新钢种及硬质合金、钢结硬质合金等新材料，并采用了一些新的热处理工艺，延长了模具的使用寿命。比如冲模广泛使用合金工具钢代替碳素工具钢，提高模具寿命，减少模具热处理变形。开发了多工位级进模和硬质合金模等新产品，并根据国内生产需要研制了精密塑料注射模。研究开发了一些模具加工新技术和新工艺。如三维曲面数控加工；模具表面抛光、表面皮纹加工及皮纹辊制造技术；模具钢的超塑性成型技术和各种快速成型技术等。模具加工设备已得到较大发展，已广泛使用精密坐标磨床、数控(CNC)铣床、CNC电火花线切割机床和高精度电火花成型机床等。模具零件的精度由数控机床保证，解决了以前传统切削加工生产模具零件，靠钳工技艺保证质量，质量难保证的问题。模具计算机辅助设计和制造(模具 CAD/CAM/CAE)已在国内得到了广泛的开发应用。三维造型软件和仿真软件的广泛应用，不仅能自动编程，还能进行干涉检查，保证设计和工艺的合理性。中国模具工业存在的问题:（3）精密加工设备还很少大型、精密、复杂和长寿命模具的产需矛盾十分突出许多先进的技术如 CADCAECAM 技术的普及率还不高。1.2.3 多工位级进模现状多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、武汉理工大学毕业设计（论文）3安全检测等装置。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS 等国际通用软件。近年来我国模具技术发展较快，代表冲压模具发展方向的多工位级进模的制造与设计水平有了较大提高，国内生产的部分模具水平与国际同类模具水平相当，并有少量出口，但是应该看到相比国际先进水平仍有不少差距。为此，我们必须全方位提高技术创新能力和模具设计制造水平，不断缩小差距。相信在我们的努力下，我国必将从模具生产大国发展成为模具生产强国。1.3 技术路线及方案（1）零件工艺分析该零件为料厚 0.5mm 的单孔焊片，属大批量生产。因为其孔为筒形，所以应先进行拉伸工序。拉伸要求材料的延展性好，但于塑性变形和对冷作硬化敏感性不是很大，所以材料可以选用纯铜。然后根椐拉伸系数，从而确定其拉伸次数，并计算出各次的拉伸直径、拉伸高度和拉伸圆角半径。因为该零件厚度较薄，而且外形小、形状简单，所以最后可以一次冲裁落料。（2）零件的排样设计与计算 首先计算零件的毛坯直径，接着确定是否需要工艺切口并选用切口形式，计算切口尺寸，确定料宽、步距，然后根椐拉伸系数，从而确定其拉伸次数，并计算出各次的拉伸直径、拉伸高度和拉伸圆角半径。经过计算，可知工序次序、工位数以及各工序的尺寸要求，从而确定该零件的排样图。（3）模具结构设计 凸、凹模设计 凸模