推板多工位级进模设计

摘摘 要要 II ABSTRACT III 1 绪论绪论 1 1 1 毕业设计的意义毕业设计的意义 1 1 2 多工位级进模的现状和未来多工位级进模的现状和未来 1 1 2 1 我国模具行业的发展 1 1 2 2 多工位级进模发展趋势 3 1 3 多工位级进模的设计要点多工位级进模的设计要点 3 1 3 2 要正确绘制排样图 3 1 3 3 要合理地确定工位数及空位工位 4 1 3 4 要有可靠的安全监测机构 5 2 冲压的设计冲压的设计 6 2 1 工艺的分析工艺的分析 6 2 2 确定工艺方案确定工艺方案 6 2 3 模具结构形式的确定模具结构形式的确定 7 2 4 确定毛坯的尺寸确定毛坯的尺寸 7 2 4 1 弯曲件的毛料长度展开计算 7 2 4 2 计算弯曲件毛料的展开宽度 8 2 4 3 毛料展开的形状 9 2 5 排样图以及分析其经济性排样图以及分析其经济性 10 3 冲压设备的选用冲压设备的选用 13 3 1 冲压力的计算 13 3 1 1 冲裁力 F 的计算 13 3 1 2 弯曲力的 F 弯的计算 13 3 1 3 卸料力的 F 卸和推料力的 F 推的计算 14 3 2 压力中心的计算压力中心的计算 14 4 工位的计算工位的计算 16 4 1 冲裁时凸 凹模制造偏差值冲裁时凸 凹模制造偏差值 16 4 1 1 第一工位的计算 16 4 1 2 第二工位的计算 17 4 1 3 第三工位的计算 18 4 1 4 第四工位的计算 19 4 1 5 第五工位的计算 19 5 主要零部件的设计主要零部件的设计 21 5 1 凹模的选择凹模的选择 21 5 2 凸模的计算凸模的计算 21 5 2 1 冲异形孔凸模的计算 21 5 2 2 冲小孔凸模的计算 21 5 2 3 冲圆形孔凸模的计算 21 5 3 设计凸模固定板设计凸模固定板 21 5 4 设计卸料板设计卸料板 21 5 5 设计垫板设计垫板 22 5 6 设计导料板设计导料板 22 5 7 压力机安装尺寸的校核压力机安装尺寸的校核 22 6 结论和展望结论和展望 23 6 1 结论结论 23 6 2 展望展望 23 参考文献参考文献 25 摘摘 要要 这次设计的课题是推板多工位级进模设计 多工位进模设计是一种高效率 长寿命 高精度的模具 此模具既可以冲孔落料工作 还可以根据零件成型性质和特点 完成一 些成型工序比如压筋 冲窝 弯曲 拉深的工作 由于本工件的形状简单小件并且两侧 边 2 11 两孔壁距与周边仅 6mm 可知它属于落料冲孔的工序 而且有两次弯曲 工件的两 边是弯曲的 所以该工序的方法第一步是先由浅拉深 第二步完成冲孔工序 第三步是 边孔处的弯曲 最后是落料的工作 该零件厚度较大为 2mm 精度要求不高为 IT14 级 并且需要大量生产 属普通冲压件 如果用单工位模具制造 单工位模具结构单一 生 产效率低 而且零件不能过于复杂 否则就需要多副单工位模具才能实现 可是采用此 方法由于零件外形的落料凹模与孔的冲孔凸模空间太小会缩短模具寿命 如果采用多工 位级进模进行冲压生产 就可以改变这些缺点 多工位级进模的特点是生产效率高 生 产周期短 占用的操作人员少 非常适合大批量生产 那我们要对推板多工位级进模的 设计还要注意产品的展开计算与排样 镶块设计 模板设计 其它零件设计等 关键词关键词 落料 多工位级进模 冲孔 单工位模具 Abstract The design of the topic is on board design of Multi position into the mold Design of Multi position into the mold is an efficient longevity and high precision tool This tool can be charged for a work falls It can also shaped by parts of nature and characteristics It can finish some core of such pressure process and bending down the work of the deep Our the form of the simple but on second side and two are charged 11 mm from hole wall and its surrounding only 6mm that it belongs to fall out of step towards and are bent on both sides on either side of the workpiece is curved So the process of the first step is the light and dark the next step through a process towards the third step is to edge in a curved the end of the work was The greater part of the thickness of 2mm accuracy requirements for IT14 level is not high and need to mass production is of normal stamping if use a mould manufacturing transitions the process of the structure of a single entry low production efficiency and spare parts could not be overly complex or they need more mold can realize a vice transitions But this method of shape because parts of dies the blanking the punching the punch with holes can shorten die life space is too little If using multi position into modules stamping can change these defects Multi position into the mold is characteristic of high production efficiency production cycle is short the more few operators very suitable for mass production That we want to push board multi position into the mold design must pay attention to the products launched calculation and arrangement set piece design template design other parts design etc 连接支架的冲模设计 1 1 绪论绪论 1 1 毕业设计的意义毕业设计的意义 学生毕业设计是在学校所学知识 来做一个系统的应用 在所做设计熟悉的基础上 通过串联组合 再分析所学的知识和查阅收集有关论文设计的资料 再加上实践 综合运用来做一份毕业设计 毕业设计它是大学生结束 大学学业的一次 重大的考试 也是大学生从学校 走向实际的工作 岗位过渡的最后综合演习 它更是一次学习和综 合能力提高的过程 毕业设计 的构思及其资料的准备工作差不多花去 我 5 个月的时 间 在这段时间内 是培养综合能力关键环节 也是拓宽学习 思路的重要课程 同 学们需要集思广益 运用 CAD 画图修图 完成工艺卡片 系统的整个排版 还有文 档的审核 最后才能 形成文档资料的完整性和连贯性 才会形成一份合格的毕业设计 毕业设计它既能够检测大学生实践能力和综合素质的 重要指标 也是我们拿到毕业 证书和学位证书的成绩单 和检验高等院校教学质量的砝码 由此可见毕业设计是对 大学生的最后 阶段综合能力的考验 因此 扎实 的认真的高质量的去 完成毕业设计 的任务 具有特殊 且长远的重要意义 所以我们毕业生都应该认真完成自己的毕业设 计 为将来的走向社会打下一个良好且坚实的基础 让自己成为企业所需要人才 对于我们机电一体化这个专业的大学生来言 在我们做毕业设计之前 的时候就 应已由具备理科大学生所应该具备的机电一体化一些专业知识的能力基础和设计机电 专业图形的技巧 通过最后毕业设计的作业具体应该能够达到 下面的目的 1 通过进行毕业设计的准备 和采集工作 才能够进一步提高独自 调研以及机 电专业业务能力的素质 并通过查阅文献 在现场收集资料 掌握经验等 工作 锻 炼和培养大学生独立解决一些机电 工程技术问题的 技巧和能力 2 扩充巩固深化机电专业的知识 并且通过完成对毕业设计中所遇 到的问题 的思考分析研究 再提出一些自己的意见和观点 参考一些文献知识 并独立自主的 完成设计布置的任务 能够进行一次综合的 严格的工程训练 掌握分析的能力 3 通过大学生独立自主地解决一个 工程理论问题或者本专业的 一些机电工程 技术的问题 并且完成相应的图纸 论文 工艺卡片等工作 这样才能够更 快提高 自身绘图 计算 计算机应用 模具分析设计 以及计算机的应用 能力 1 2 多工位级进模的现状和未来多工位级进模的现状和未来 二十世纪五十年代在出现专业的模具厂前期 模具大部分都是产品厂的模具车间 为了保证车间需要来生产 为了自己需要小批量生产 可经过短短几十年的发展 有 了越来越多的专业模具生产厂 1 2 1 我国模具行业的发展我国模具行业的发展 自从 20 世纪 80 年代以来 中国 的经济得到了高速的 发展 人们生活水平的提高 工业发展迅速对 模具实用性也提出了更高的要求 不仅 要实用 经济 安全还要跟 上一些先进国家的脚步 先进国家的模具发展也为我国模具的发展提供了强大的动 力和信心 模具它是生产大批量同形产品必要的工具 更是工业生产的 工艺装备 然而模具工业它是我国国民行业的基础工业 提高我国经济的发展 采用模具工业 连接支架的冲模设计 2 生产零部件 就能够提高生产效率 产品质量好 价格成本低 有效节约能源和 最 初原材料等优点 它已成为当代工业 的重工艺发展方向和重要手段 当代技术水平 的快速提高和工业品的发展 在很大程度上 在于模具行业的发展水平 所以模具工 业对我国的经济和社会蓬勃发展将起很大的作用 目前 我国大约有 18000 多个模具生产厂点 1997 年我国模具生产规模大约为 100 亿元到 1999 年模具产值已经达到 245 亿元 到 2001 年工业总产值为 300 多亿 人民币 在 2003 年更是达到 450 亿元 经过模具事业的长期发展 特别是最近十年 的迅速发展 把我国模具行业的产业结构随着市场经济的迅速发展而得到很高的改 善 经过几十年的快速发展 模具不在像以前只是为了自己生产的需要而生产 有一 些作为商品在社会市场上流通 如今模具 工业的总产值之中所有企业的自产自用的 比例约占三分之二 可是能够作为市场商品销售的也已经达到了 三分之一 而且市 场所占的比例越来越多 我国模具行业的技术能力水平已经 取得了很好的进步和发展 如今 国内已能 够生产精度接近 2 微米的 寿命已能够达到 1 2 亿次 最多也能够 达到 10 个工位数 的精密多工位级进模的设计 虽然我国模具的工业在过去的几十年中已经取得了让人 瞩目的成绩 但目前生产的模具 市场商品化得比例仍然很低 也就是说企业自给自足 的比例太高 从企业资产的机制来看 以前占多数比例的国营企业 由于一些体制改 革很多变成股份和私有企业 特别是南方 国家控制的模具企业越来越少 随着私企 技术的引用和 三资 企业近几十年的快速发展 在南方已经成为模具工业的主力力 量 北方地区和西部地区的国营企业体制改革的步伐比较慢 整个模具行业来看 股份制和私有企业所占比例就比较小 模具工业的许多方面拿来与发达国家的模具 行业相比仍然有很大的距离 比如 精密加工 的设备在模具 行业加工零件设备中的 比列还是比较低 CAD CAM CAE 技术的普及还是 不高 所需的技术人才不够 先 进的模具工业技术的运用还不广泛 在我 国 人们已经认识到模具在制造 行业中的 重要地位 模具 技术先进程度的已经成为衡量 每一个国家制造 行业水平高低的 标志 在很大的程度上决定了商品的效率 质量 和一些新产品的生产开发能力 现在很多 的企业开始走上了 小而特 小而精 小而专 的道路 通过企业与企业合作的 方式 取长补短 走上了联合的道路 通过改制和改革 使企业具有快速反应的能 力和企业素质的提升 这样企业能够跟上时代的步伐 创造更多的效益 多工位级进模设计是在普通级进模的基础上发展起来的模具 它是密集型的重要 代表和模具未来发展的方向 随着与国际社会的接轨 人们和企业认识到产品的成本 质量和开发新产品的重要性 许多企业加大了对技术的投资 二维 CAD 已经在我国 企业得到了普及 UG 等一些国际通用软件也陆续开始运用 目前 多工位级进模已 经得到很大的利用 比如在汽车行业 东风汽车模具厂公司 一汽模具厂它们已经能生 产车子的覆盖件模具 另外 在一些院校和机构也开展了模具技术的开发 并且取得 了显著的成绩 列如 在吉林大学的KMAS 软件用来分析覆盖件的冲压成型 上海 交大开发的精冲模和冷冲模的 CAD 软件 多工位级进模 除了可以完成冲孔落料的 工作外还可以 冲窝 拉深 压筋等一些成型工序 有时还可以完成装备的工序 在冲 连接支架的冲模设计 3 压时 把工料从模具入口处送入 在控制住步距精度的情况下 按照工件成形的顺序 通过对各个工位的不断冲压 最后在结束的工位进行切断或冲裁后 便可生产出所 需要的冲压件 为了你能够保证多工位级进模能正常 工作 所需的模具精度要高 定位系统要准确 还需有自动送料 出件和安全检测等一些配备装置 据一些学者 和专家分析多工位级进模具有如下的发展趋势 1 2 2 多工位级进模发展趋势多工位级进模发展趋势 第一是 CAD CAE CAM 技术的全面推广 因为该技术是模具的发展方向 第二 是高速铣削加工 它缩短工件的加工时间 提高了效率 工件的表面更加光洁 第三 是模具高速扫描 它极大的减少了模具的研制时间 第四是电火花铣削加工 它是 一个新技术 这样我们就不需要制造那些复杂交错的成型电极 第五是模具标准化的 提高 国外的模具标准化的程度已经达到百分之八十 我们国家差不多百分之三十 第六是优质的材料以及工件表面先进的处理技术 这样就能够增加模具的寿命 第七 是模具的研磨和抛光将自能化 自动化 第八是发展模具自动加工处理系统 这是我 国未来发展的目标 自动加工系统有多台机床联合组成 配有定位夹具 刀具 同步 系统和控制系统 1 3 多工位级进模的设计要点多工位级进模的设计要点 工序安排冲裁级进模工序 在冲孔与落料工序次序安排时 应先安排冲孔 后安排 落料 以便于使先冲好的孔 作为导正定位孔 以提高制件精度 在没有圆形孔的制品中 为了提高送料步距精度 除了用定距侧刃定距外 应在 凹模首次步序中 预先冲一圆孔 作为导正工艺孔并设计有导正钉 通过此孔定位 提高制品及送料精度 在产品要求孔与外形的某突出部位位置精度时 应把此部位与 此孔设计在同一个步位成形 同一尺寸基准的精度要求较高的不同孔 在不影响凹模 强度情况下 应安排在同一工步进行冲裁 尺寸精度要求较高的工步 尽量安排在最 后一道工序进行冲裁 尺寸精度要求不太高的工步 则应安排在较前工序 冲不同形 状及尺寸的多孔工序时 尽量不要把大孔及小孔同时安排在同一工序 以便修磨时能 确保孔距精度 多工序复合式级进模工序安排对于冲裁 弯曲的多工序级进模 应先 冲孔和弯曲部分外形的余料 再进行弯曲 然后再冲去其余的余料 最后再冲那些靠 近弯边的孔和弯曲部分侧面有孔精度要求的侧壁孔 对于冲裁拉深级进模 为获得较 小的拉深系数 应先安排切口加工 再进行拉深 完成拉深后 再将工件冲下 对于 带有弯曲 拉深的工件 应先进行拉深 然后再考虑冲切周边余料 随后进行弯曲加 工 对于带有镦形 弯曲加工的工件 一般应先镦形 然后冲切余料 再进行弯曲加 工 如果在镦开部还有冲孔 应先镦形后冲孔 为增加凹模强度和凸模有足够的安装 位置 应考虑在模具上适当安排空工位 1 3 2 要正确绘制排样图要正确绘制排样图 绘制排样图时 可以先从平面展开图开始 向右设计冲裁工位 向左设计成形工 位 然后根据实际情况逐步修正 连续拉深次数较多时 在首次拉深后 应加一备用 空工位 以便增补拉深次数 要确定合适的切口方式 要注意金属的纤维方向及毛刺 方向 其毛刺应位于弯曲件的内侧 对于薄板料连续冲压 可以用导正销定位 不必 连接支架的冲模设计 4 切边 但对于厚板料则需要侧刃定位定距 需要切边 在排样图中要画出 要尽量提 高材料的合理利用 做到经济排样 或利用切下废料 冲制其他工件 1 3 3 要合理地确定工位数及空位工位要合理地确定工位数及空位工位 工位的确定原则确定工位数时 根据排样图及工序安排应保证工件的精度和工件 几何形状的正确 对于精度要求较高的部位 应尽量集中在一个工位一次冲压完成 以避免步距误差影响精度要求 对于复杂的形孔与外形分段切除时 应力求做到各段 形孔的形状要简单 规则和容易加工 确定工位时 工位数要尽量少 能合并的工位 尽量不要分开 以减少步距的累积误差 多次拉深的级进模 为保证安全 稳定其拉 深次数若经计算在 3 4 次之间 应取 4 次拉深 以保证连续冲压的合格率 复杂的 弯曲工件级进模 应分数次弯曲成形 不宜一次弯曲成形 必要时安排整形工序 空 位的设置原则为增加凹模强度 便于凸模安装固定 在模具设计中 往往要安排不进 行冲压的空工位 其安置原则是 用导正钉作为精确定位的条料 因步距误差较小 可适当多设空位工位 当模具步距较大时 不宜多设空工位 精度高 形状复杂的工 件应少设空工位 凸模离的较近时 可设空工位 在设计级进模时 必须设计完好的 导料系统 以保证条料在模具中能正常的运行 在级进模中一般是条料或卷料送进 对其材质 厚度 宽度等均有严格的要求 级进模的导料系统一般是由两条导料板 或单条 及延伸凹模之外的承料板构成 为了防止条料送进过程中发生摆动 应设 计有侧压装置 如侧压块 弹簧片等 对于多工位复合级进模 如弯曲 拉深 成形落料级进模 必须要设计有浮顶器 以使条料浮离在下模平面 保证冲压连续正常进行 级进模在每次冲压过程完成后 应立即将条料从凸模中卸下 浮顶器将条料浮离在下模平面 废余料及时排除 级进 模常用的卸料机构分固定式及弹压式两种 在多工位级进模中 多采用弹压式卸料机 构 它不仅起卸料作用 还有压料及导正凸模的功能 如在冲裁级进模及冲裁工序中 它起卸料和压料作用 而在弯曲工序中能起局部成形作用 而在拉深工序中又起压边 圈作用 因此在设计级进模时 要设计出可靠的卸料机构以保证冲压正常进行 在多 工位级进模中 卸料板多采用镶拼结构 这样才能保证孔形精度 孔位精度 配合间 隙和孔表面粗糙度等要求 在级进模中 条料送进时定位 定距 要准确 才有可能 加工出合格的冲件 常用的定位定距方法 主要是 侧刃定位法侧刃定位是利用侧刃 长度等于步距长 及侧刃挡块作为条料的定位及定距 其定距精度较高 操作比较 方便 常用于板料厚度在 0 1 到 1 5mm 级进冲裁中 但由于侧刃的尺寸很难与模具实 际进距尺寸相一致 所以 精度要求不高的冲裁级进模使用 导正钉定位法导正钉定位 是级进模中普遍采用的定距方式 它一般与侧刃一起联合使用 即侧刃作粗定位 而 导正钉作为精定位可以达到很高的定位 定距精度 在设计模具时 导正钉与卸料板 应加工成 H7 h6 或 H6 h5 配合形式 与固定板加工成 H7 h6 配合在设计级进模时 凸模与凹模孔的数量较多 故在设计凸 凹模时 除了能保证正常的冲压要求外 还 应注意以下几点 凸模的结构设计要充分考虑其安装的稳定性及寿命长短 尤其是对 于高速连续冲压的凸模设计更应注意 连接支架的冲模设计 5 凸模的高度一般为 35 到 65mm 尽量选用标准高度 如 35mm 40mm 45mm 其高度应留有足够的刃磨余量 并使各个凸模具有相一致的 刃磨余量大小 对于形状复杂的凹模 最好采用镶拼结构 1 3 4 要有可靠的安全监测机构要有可靠的安全监测机构 对于多工序复 合级进模 设计时要注意 模具要设计出防护罩 以确保冲压时的 安全对于自动化程度很高的级进模 应设计有在条料上的清除废物及润滑装置 为了 监测模具在冲压过程中所产生的不安全状况 在自动送退料级进模中 应设计有监控 检测机构 如检测材料的误送机构 检测原材料厚度 宽度误差和弯曲起拱机构及凸 模损坏检测机构等 如果冲压过程中一旦发现故障 则由检测机构获取的信号立即传 递给控制系统 使压力机停止运动从而避免事故的发生 连接支架的冲模设计 6 2 冲压的设计冲压的设计 制件下图所示 制件材料为 Q235 材料厚为 2mm 它的尺寸精度为 IT14 级 需 要大量生产 图 2 1 制件图 2 1 工艺的分析工艺的分析 此制件的形状简单 材料厚度较大 尺寸精度要求不高 需大量生产 它属普 通冲压件 有几点需要 注意 因为制件较小 从安全 方面考虑 要采用合理 的取件 方式 两侧边 2 11 两孔壁距与周边仅 6mm 在设计模具时应加以注意 大批量生 产 应重视模具材料和结构的选择 保证一定的模具寿命 该制件有两次弯曲 在设 计时应考虑控制回弹和防止偏移 从技术先进性方面看 冲压工艺可以得到形状复杂 用其他加工方法难以加工的制件 且能够把强度好 刚度大 重量轻等相互矛盾的特 点融为一体 制件的精度由模具保证 互换性好 品质稳定 从经济合理性方面看 通过合理设计 优化排样 冲压工艺可以获得很高的材料利用率 它既不像切削那样 消耗大量的能量 也不要像段造那样加热 冲压工艺操作比较简单 从而对操作工要 求低 有条件易实现自动化 2 2 确定工艺方案确定工艺方案 从制件工艺性 来分析 基本工序有 四种为冲孔 落料 形弯曲 形弯曲 冲孔 是指在钢板 革 布 木板等材料上打出各种图形以适应不同的需求 具体有 十字孔 菱形孔 鱼鳞孔 八字孔 六方孔 冲孔板 长孔 四方孔 圆孔 冲孔 板网 三角孔等等 落料利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法 形弯 曲和 形弯曲是指将 坯料按一定的角度弯曲 按造其先后顺序 的组合 可以 得到以 连接支架的冲模设计 7 下四种方案 第一种方案先进行落料然后冲孔再进行 形弯曲最后是 形弯曲 它 是属于单工序冲压 第二种方案先进行冲孔落料然后落料再进行 形弯曲最后是 形弯曲 它也是属于单工序冲压 第三种方案先进行冲孔接着切口然后 形弯曲再 进行 形弯曲最后是落料 它是属于单件复合冲压 第四种方案先进行冲孔接着切口 然后 形弯曲再进行 形弯曲最后是切断 它是属于单件级进冲压 由于方案一 二是 单工序冲压 可题目要求制件大批量生产 这两种方案 的结论是生产率不高 操作 不安全 成本 比较高 综上所述不宜采用 由于方案三是复合式冲压 题目要求制 件要有两次弯曲 可是复合模的结构比较复杂而且装配比较困难 其强度也会受 很 大的影响 会寿命不高 所以用复合冲压 的价值不高 不宜采用 由于方案四是 级 进模冲压 它 解决了方案一二所有的问题 方案三的问题也不存在 所以 方案四最 为适合 2 3 模具结构形式的确定模具结构形式的确定 为了保证制件的平整性 应用弹压卸料的装置 它可对冲孔凸模起保护作用和导 向作用 还提高工艺的稳定性 为 了保证制件准确 的送料 应采用侧刃定位 这样 生产率会提高 材料的消耗也不会很大 为了防止出现 凸模啃伤上模座 的现象 应 采用垫板结构 当在进行 形弯曲的时候 为了防止工件 出现偏移 方便卸料和能 够使工件可靠定位 应采用顶杆装置 因为工件材料为 Q235 是一般的材料 所以 增加压料力或 者减小凹 凸模两者之间的间隙 来 增加拉应力 从而减小回弹 2 4 确定毛坯的尺寸确定毛坯的尺寸 2 4 1 弯曲件的毛料长度展开计算弯曲件的毛料长度展开计算 则相对弯曲的半径为 R t 8 2 4 0 5 因此 制件是圆角半径比较大的弯曲件 要 先求弯曲的变形区中性层 的曲率半 径 根据文献 三 的中性层 位置计算公式 可知 R Xt 根据文献 三 的中性层 X 系数的值 可查出 X 0 42 所以 R Xt 8 0 42 2 8 84 根据的文献 三 圆角 的半径比较大 R 0 5t 弯曲件的毛料计算的公式 L l l l R Xt 180 圆弧 直线 圆弧 连接支架的冲模设计 8 图 2 2 毛坯的尺寸计算 l 22 11 5 2 6 65 2 6 82 5mm 直线 l R Xt 180 3 14 90 8 84 180 13 879mm 圆弧 L l l 96mm 圆弧 直线 2 4 2 计算弯曲件毛料的展开宽度计算弯曲件毛料的展开宽度 工件相对弯曲的半径为 R t 8 2 4 0 5 由此可见 制件是圆角半径比较大的弯曲件 要先求弯曲的变形区中性层的曲率 半径 根据文献 三 的中性层位置计算公式可知 R Xt 根据文献 三 的中性层 X 系数的值 可查出 X 0 42 所以 R Xt 8 0 42 2 8 84 根据的文献 三 圆角的半径比较大 R 0 5t 弯曲件的毛料计算的公式 L l l l R Xt 180 圆弧 直线 圆弧 连接支架的冲模设计 9 2 3 毛料的展开图 l 31 5 8 2 70 8 8 101mm 直线 l 2 R Xt 180 2 3 14 90 8 84 180 27 7576mm 圆弧 L l l 128 76mm 圆弧 直线 2 4 3 毛料展开的形状毛料展开的形状 如下图所示 连接支架的冲模设计 10 2 42 4 毛料展开图 2 5 排样图以及分析其经济性排样图以及分析其经济性 由文献 三 中表 3 10 搭边的 a 与 a1 的数值 以及文献 三 表 3 11 中剪板 机中剪料的下偏差 为 及文献 三 中表 3 12 条料和导板的间隙 b 可得 a 2 2 a1 2 5 1mm b 1mm 如下面的图所示 因为两侧边两孔壁距离 周边仅为 6mm 可制件的厚度为 2mm 考虑凹模的强度 可以将 1 2 这两部分利用 不同的工位 来冲出 由于工件间 的搭边 a 仅为 2 2mm 要考虑凸模的强度 可以将 1 分成如图中所示的 3 4 这两个 部分 然后在两个工位中 间冲出 因此 该制件需要五个工位来完成 连接支架的冲模设计 11 2 5 展开图 根据文献 三 的送料步距计算公式可得 A D a 则 A 90 2 2 92 2 根据文献 三 中的当条料处于无侧压装置板料 间送料时 可见条料宽度的计 算公式可得 B D 2a1 2 b 0 则 B 132 5 2 1 140 0 1 0 1 排样图如下图所示 第一工位是冲成形侧刃 第二工位是冲孔 第三工位是冲孔 第四工位是 形弯曲 第五工位是 形弯曲及切断 连接支架的冲模设计 12 2 6 排样图 经济性的分析 原材料利用率的 计算公式为 A0 100 A 可得 90 60 3 14 11 5 49 23 140 92 2 54 连接支架的冲模设计 13 3 冲压设备的选用冲压设备的选用 冲压设备就是所谓 压力机 学名 冲压机 油压机 液压机 是压制容器的大型 特种设备 常见的用于封头制造 用于压制钢板 成型的就是封头 必须具备下面 的安全措施 1 冲压设备上应有铭牌 各种操作指示 安全与警告性指示 2 电源接线应规范 设备的电缆不应有损伤 防止老化 3 冲压设备上的配电箱门锁应带钥匙 开门自动切断电源 4 单次 连续 脚踏冲压等操作的转换应采用带钥匙锁定的转换开关 5 冲压设备单次行程操作时 不得出现连续冲压行程 6 对选用连续行程操作时 应在操作过程中设有预控动作环节 7 冲压设备上必须有紧急停止按钮 并应能自锁 8 脚踏操作与手操作间应具有连锁控制 9 对露于机身外和机身顶部的传动齿轮 皮带轮 飞轮 杠杆等传动零部件 均应装设防护罩 10 脚踏操作装置采用脚踏板式 以脚踏进行电气开关控制 并能自动复位 11 脚踏板的上部及两侧应有防护罩 踏板应防滑 12 冲压设备必须具有防止手进入模具闭合区的安全防护措施 使用单位应根 据冲压设备种类 生产产品工件形状等不同情况 采取自动进出料 加装安全防护装 置 安全模具及使用取送料专用工具等冲压作业安全措施 13 定期对电气系统的三项试验 保护接地 绝缘 耐压试验 进行测试 并有测试报告 14 每台冲压设备都应取得 冲压设备安全准用证 并在有效期内 3 1 冲压力的计算冲压力的计算 以及推料力 卸料力来 组成完成该制件所需要的冲压力 我们不需要计算弯曲 时的压料力和顶料力 3 1 1 冲裁力冲裁力 F F 的计算的计算 冲裁力 F 冲 是由冲成形冲孔力 侧刃力 切断力和切口力四部分来组成 根据文献 三 中冲裁力 F 冲的得到的计算公式 F 冲 kLt 根据文献 三 中表 2 3 冲压的常用的一些金属材料 力学性能 可以得到 Q235 的抗剪强度是 304 373 为计算方便 取 350Mpa 所以 F 冲 1 3 350 2 2 3 14 5 5 4 41 93 2 23 3 14 11 5 24 5 2 2 15 5 2 2 40 29 2 119 6KN 3 1 2 弯曲力的弯曲力的 F F 弯的计算弯的计算 弯曲力的 F 弯 是有效控制回弹 可采用校正弯曲 根据文献 三 中校正弯曲时的 一些计算公式可得 F 弯 AP 根据文献 三 中表 5 6 单位面积所受到 的校正力 可以得到 P 100Mpa 连接支架的冲模设计 14 所以 F 弯 形弯曲时 23 132 100 303 6KN F 弯 形弯曲时 90 60 100 540KN 3 1 3 卸料力的卸料力的 F F 卸和推料力的卸和推料力的 F F 推的计算推的计算 卸料力的 F 卸和推料力的 F 推 根据文献 三 中卸料力的 F 卸和推料力 的 F 推的计算公式 可得 F 卸 K 卸 F 冲 F 推 K 推 F 冲 根据文献 三 中表 3 8 卸料力 K 推件力 K 和顶件力 K 系数可得 K 卸 0 035 K 推 0 045 所以 F 卸 0 035 119 6 4 2KN F 推 0 045 119 6 5 4KN F F 冲 F 卸 F 推 F 弯 形弯曲时 F 弯 形弯曲时 972 8KN 压力机的初选 根据文献 三 表 中 1 2 所注的开式固定 压力机的部分参数 则初选 J29 160 的 压力机 3 2 压力中心的计算压力中心的计算 因为根据排样图图形的规则 要求上下对称 所以 采用解析法 来求压力中心比 较方便 可以先来求在 X 方向第一工位的压力中心 可以建立如下图所示 的坐标系 连接支架的冲模设计 15 2 7 排样图的压力计算 由文献 三 中压力中心计算的公式可得 97 45 5 2441 2 92 5 162 2 5 1114 3 67 67 5 24 6 46 2 92 5 16 2 93 6 912 3 5 1114 3 5 78 5 3367 X0 建立如下图所示的 坐标系 2 8 排样图的坐标系 因为图上下对称 可以得到 y 0 只需要求 x 由合力矩定理 可以得到 X X1F1 X2F2 X3F3 X4F4 X5F5 F1 F2 F3 F4 F5 260 连接支架的冲模设计 16 4 工位的计算工位的计算 我们确定工作零件 的刃口尺寸计算 的方法之前 第一 要考虑的是零件的加工方 法以及模具的装配方法 根据此模具的一些特点 比如工作零件 形状相对比较简单 宜运用线切割的机床分别来加工工件凸模 工件凹模 工件凸模固定板 及卸料板 此加工方法可以确保这些零件每 个孔的同轴度 最终使装配工作简 单化 所以工作 零件的刃口尺寸的计算就按照分开加工方法来可用分别加工工件凸模和工件凹模 计 算 它们具有互换性 而且制造周期短 方便成批制造 4 1 冲裁时凸 凹模制造偏差值冲裁时凸 凹模制造偏差值 根据文献 三 表 中 3 3 冲裁模的初始双面间隙 Z 汽车拖拉机行业用 以及 文 献 三 表中 3 6 简单形状的冲裁时凸 凹模 制造偏差值 查阅出 Z 0 246mm Z 0 36mm min max 0 03mm 0 04mm 凹 凸 0 07mm 凹 凸 Z Z 0 36 0 246 0 114mm max min 它满足 凸 凹 Z Z max min 因此可用分别加工 的方法来计算刃口的尺寸 根据文献 三 中分别加工刃口 的尺寸计算公式和 表 3 5 的磨损系数 X 便可 查出 X 0 5mm 4 1 1 第一工位的计算第一工位的计算 第一工位的计算如下图 连接支架的冲模设计 17 4 1 工位的计算图 凸模 a 92 2 0 5 0 87 Error 0 03 92 6Error 0 03mm 凹模 a a Z 94 3 mm 凸 min 0 04 0 0 04 0 凸模 b 16 5 0 5 0 43 Error 0 03 16 7Error 0 03 mm 凹模 b 16 7 0 64 17 4 mm 0 04 0 0 04 0 凸模 c 41 0 5 0 62 Error 0 03 41 3Error 0 03 mm 凹模 c 41 3 0 64 41 9 mm 0 04 0 0 04 0 凸模 d 67 0 5 0 74 Error 0 03 67 4Error 0 03 mm 凹模 d 67 4 0 64 68 mm 0 04 0 0 04 0 凸模 e 11 5 0 43 0 5 Error 0 03 11 7Error 0 03 mm 凹模 e 11 7 0 64 12 4 mm 0 04 0 0 04 0 4 1 2 第二工位的计算第二工位的计算 凸模 d 11 0 5 0 43 Error 0 03 11 2Error 0 03 mm 凹模 d 11 2 0 64 11 8 mm 0 04 0 0 04 0 连接支架的冲模设计 18 4 1 3 第三工位的计算第三工位的计算 4 2 工位的计算图 凸模 g 3 2 0 5 0 3 Error 0 03 3 4Error 0 03 mm 凹模 g 3 4 0 64 4 mm 0 04 0 0 04 0 凸模 f 40 0 5 0 62 Error 0 03 40 3 Error 0 03 mm 凹模 f 40 3 0 64 41 mm 0 04 0 0 04 0 连接支架的冲模设计 19 4 1 4 第四工位的计算第四工位的计算 4 1 工位的计算图 因为弯曲的时候 凸模圆角半经是和弯曲件 圆角半径相等的 那么可知 凸模 r 6mm 在生产中 按 照材料的厚度来决定工件凹模的圆角半径 值 当 t 2 4mm 的时候 凹模 r 2 3 t 那么 取凹模 r 8mm 根据文献 三 表 中 5 8 形弯曲件凹模 L 值便可查出 L 6mm 根据文献 三 中弯曲凹模和凸模两者之间的间隙计算公式 可得 Z t ct 根据文献 三 表 中 5 10 形工件弯曲模 间隙系数 c 的值 便可查得 c 0 08mm 因此 Z 4 4 0 08 4 32mm 控制回弹取 4 2 4 1 5 第五工位的计算第五工位的计算 形弯曲的计算 因为凸模和凹模两者的圆角半径和 形弯曲时的值相同 那么 凸模 r 6mm 凹模 r 8mm 连接支架的冲模设计 20 4 r凹 r凸 L0 h 4 1 工位的计算图 根据文献 三 表 中 5 7 的弯曲 形件的凹模深度 L0 和 形件底部最小的厚度 值 h 便可查得 L0 30mm h 32mm 切断的计算 图 4 2 工位图 连接支架的冲模设计 21 5 主要零部件的设计主要零部件的设计 5 1 凹模的选择凹模的选择 这类的多工位级进模 凹模结构是运用分段拼合式或者 整体镶嵌式较为合理 由 于冲裁凹模的刃口是由线切割割出 10 斜度的方法 可知 根据文献 三 中凹模厚度的一些计算公式可得 H Kb 根据文献 三 表 中 4 3 系数的 K 值 便可查得 K 0 3 因此 H 0 3 132 40mm 取 50mm 根据文献 三 中凹模孔壁厚 计算公式 W 1 5H 1 5 50 75mm 来确定凹模的周界尺寸 为 L B L 616mm b 292mm 5 2 凸模的计算凸模的计算 5 2 1 冲异形孔凸模的计算冲异形孔凸模的计算 要结合工件的外形和考虑加工的需要 应该将凸模设计为 直通式 且采用线切 割机床的加工 来与凸模的固定板配合按照 H6 m5 其总长度 L H1 H2 H3 Y 108mm 5 2 2 冲小孔凸模的计算冲小孔凸模的计算 按照排样图所示 当在第三工步和第五工步上 且在 4mm 厚 Q235 的钢板上 其冲长度是为 3 2mm 的孔 它属于厚料冲小孔 我们为了确保 凸模的强度 可选择 导向结构是局部的凸模 强度也得到了保证 5 2 3 冲圆形孔凸模的计算冲圆形孔凸模的计算 由于所冲的孔都为圆形 并 且都不属于 要特别注意保护的小凸模 那么 冲孔凸 模宜采用台阶式 第一方面是加工简单 第二 方面又便于更换 与装配 5 3 设计凸模固定板设计凸模固定板 凸模固定板 它的作用为固定凸模 因为固定板周界尺寸和凹模周界尺寸相同 又固定凸模采用的型孔和 凸模固定的部分来相适应 还有型孔的位置应与凹模型孔 的位置协调一致 得到凸模的固定板内的凸模固定通常是把凸模直接压入固定板内 它配合用 H7 m6 且直通式凸模 采用 N7 h6 5 4 设计卸料板设计卸料板 卸料板在模具中起如下的几个作用 第一是起卸料作用 第二是起保护凸模的作 用 第三是导向作用 由于卸料板周界尺寸和凹模周界尺寸相同 可知卸料板是采 用 45 钢制造 于保护凸模 凹模的刃口不被啃伤 为了使卸料板能够超出工件凸模端 面 lmm 当有误差时往往通过在螺钉和卸料板之间通过安装垫片来修正 使误差减到 最小 连接支架的冲模设计 22 5 5 设计垫板设计垫板 垫板它的作用是为了防止冲裁时 工件凸模把上模座压坏 因为该模具的压力 比 较大 那么垫板的材料可采用 T8A 且热处理硬度是 52 55HRC 5 6 设计导料板设计导料板 导料板内侧应与条料接触 而外侧应与凹模齐平 应该在导料板和 条料之间的 间隙来取 1mm 我们这样就可以确定导料板的宽度 而导料板的厚度按 照 2t 选取 导料板应采用 45 钢制作 而热处理硬度 应为 40 45HRC 然后用螺钉和销钉 把它 固定在凹模上 且在导料板的进料端 应该安装承料板 5 7 压力机安装尺寸的校核压力机安装尺寸的校核 模座的外型尺寸 应为 630mm 315mm 压力机的闭合高度为 284mm 且 J29 160 型压力机的工作台尺寸是为 1000mm 650mm 且最大的闭合高度为 480mm 所以我们 在工作台上面加一垫板就 可 对于多工序复合级进模 设计时要注意 模具要设计出 防护罩 以确保冲压时的安全 对于自动化程度很高的级进模 应设计有在条料上的 清除废物及润滑装置 为了监测模具在冲压过程中所产生的不安全状况 在自动送退料级进模中 应设 计有监控检测机构 如检测材料的误送机构 检测原材料厚度 宽度误差和弯曲起拱 机构及凸模损坏检测机构等 如果冲压过程中一旦发现故障 则由检测机构获取的信 号立即传递给控制系统 使压力机停止运动从而避免事故的发生 连接支架的冲模设计 23 6 结论和展望结论和展望 6 1 结论结论 通过这次毕业设计的一系列的准备工作 让 我进一步快速提高了自己独立调研 能力和专业的业务素质 同时 通过查阅文献 收集资料 规划安排 等一些工作 能 够锻炼了自己解决模具上专业的工程技术上一些问题 的能力 进一步巩固 扩充了模 具上的专业知识 通过在做毕业设计中所遇 到的问题的 分析研究 并且提出了自己 的想法和观点 最终完成了此设计任务 让我们也经历了一次 非常严格的全面的工 程训练 当我完成了所有 的打字 绘制图形 排好版 检查的任务后感觉很累 可 想到我完成的毕业设计 我的心里都是是甜的 此时我觉得这些辛苦都值了 此次毕 业论文制作的过程也是我的一次学习 提高的过程 在 我的论文中我充分地 合理的 运用了大学期间 在学校所学到的知识 我不能够忘记这五个月的岁月 毕业设计的制作给了 我许多难忘的回忆 当我 我徜徉在书海查找信息的时光里 面对罗列的无数书本 最兴奋和激动莫过于找到 的瞬间 亲画 CAD 的时间里 印象最深的是完成每一步小小思路 时那种幸福的心情 想想为了论文我曾 深夜赶稿 看着亲手打出的 每一字每一句 心里充满了喜悦毫无 疲倦可言 我从信息的收集中 掌握了 模具的知识 扩展了我所学的知识 认识到 在当代工业占重要的地位 在整个设计过程中 我学到 很多新知识 扩展了见识 希望在以后的日子里 我要不断地充实自 我 力取在所学的领域有所贡献 总而言之 通过这次毕业设计 我感觉收获颇丰 既是我大学所学知识的总结 又锻炼了我的 综合能力 为以后踏上 工作岗位打下了好的基础 所以我非常 感激学 校能在毕业之前发给 我们这么一次 十分好的机会 我们在设计过程中 采用了数控技术 和计算机技术让 设计和制造的