铰链支座件多工位级进模设计毕业论文.doc

辽宁工程技术大学毕业设计(论文)前 言模具是工业生产的基础工业装备，模具的应用体现在我们日常生活的方方面面，在大量、反复生产相同产品时需要使用模具。简单地说，模具就是一个样件的负面影响，使用模具可以重复生产与原始样件形状、尺寸相同的零件，就像冲洗照片一样。利用模具成形零件的方法，实质上就是利用材料的塑性进行的一中少切削、无切削、多工序重合的生产方法，采用模具成形的方法加工零件，可以提高生产效率，保证零件质量，减少材料消耗，降低生产成本，因而广泛应用于家用电器、汽车、建筑、机械、电子、五金、农业及航空航天等领域的大批量零件的生产。模具生产因技术含量和精度要求高、生产数量少、制作难度大，所以，造价比较高。这在一定程度上影响和加重了产品的成本费用。所以，模具主要适用与批量很大的产品生产。在欧美、日本等发达国家，模具工业得到迅速的发展，并成为一种独立的产业，其模具生产的总产值有的已超过本国的机床制造业总产值。他们生产的模具大量出口到发展中国家，得到丰厚的利润回报。制造大型、精密、复杂、长寿命模具，已成为衡量一个国家机械加工水平的重要标志。多年来，我国大多是以生产企业自行设计、制作模具，为本企业产品服务。模具制作水平的高低，在一定程度上代表了这些企业自身的机械加工水平。但由于受多种因素的影响，技术水平和生产能力受到约束，发展缓慢，很多用于产品生产的模具不得不从国外进口，给企业和产品生产带来很大负担。在世界模具工业飞速发展的影响和促进下，我国的模具工业也得到了快速发展。模具的标准化、专业化和产业化取得了长足的进步，引进和研制先进的加工技术和设备、模具新材料的选用为模具制造的进步创造了良好的条件7。本毕业设计是外壳模具设计，涉及落料、拉深、冲孔、翻孔的复合模。条料放入模具后，上模座随着滑块下行，同时进行落料和冲孔，落料后的零件在推料块的作用下与拉深凸模接触，同时进行拉深和翻孔，冲压结束后，在顶杆的作用下制件从拉深凸模上顶出。1 概述1.1 我国冷冲压模具现状及前景模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260270亿元人民币。今后预计每年仍会以1015的速度快速增长。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。1.2 设计课题图1-1工件图Fig.1-1 Work plans结构如图：图1-1材料：08F； 厚度：1mm；生产批量：30万次；材料牌号：08F；抗剪强度：216-304；抗拉强度：275-383；伸长率：32；屈服点：1771.3 零件工艺分析及方案确定1.3.1 零件工艺分析冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。该铰链支座间外形较复杂，且弯曲方向不一致，给送料带来一定的困难，因此弯曲便成为设计的关键。所冲孔均为工艺孔及槽，均需在弯曲前完成，考虑延长凸模寿命，较复杂的一些型孔分部冲成。次件由于尖角处应力较集中弯曲后易产生裂痕现象，因此增加两处尖角破裂的措施，既弯曲时将弯曲线移开一些距离，另一处还增加了两个工艺槽。 该铰链支座件材料为08镀锌钢，抗剪强度为216-306，抗拉强度为275-383；伸长率为32%，此种材料有足够的强度，适合于冲压生产，且该零件是大批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本，成型工艺包括冲裁，弯曲等工序。1.3.2 冲压工艺方案的分析与确定从零件的结构形状可知，所需要的基本工序为落料、冲孔、弯曲三种。方案一：先冲孔，再弯曲，再落料，采用单工序模生产。方案二：先弯曲，再冲孔，再落料，采用单工序模生产。方案三：冲孔、弯曲、落料复合冲压，采用级进模生产。方案四：冲孔、弯曲、落料连续生产，采用级进模生产。分析比较上述四种方案，可以得出如下结论：方案一：模具结构简单，寿命长，制造周期短，投产快。但需要多道工序，多模具才能完成零件加工，生产效率低，工序分散，需用模具设备和操作人员较多，劳动强度大。方案二：同方案一相似。方案三：该铰链支座件外形较复杂，且弯曲方向不一致，给送料带来一定困难，因此复合模具复杂，制造成本高。方案四：级进模生产效率高，且容易实现自动化，供需高度集中，操作安全，但是模具结构复杂，安装、调试、维修比较困难，适用于大批量生产。综合以上方案，由于制件的生产批量大，且结构复杂，工序较多，比较上述四种方案，采用第四种方案。2 主要工艺设计及计算2.1 计算毛坯展开尺寸图2-1毛坯尺寸计算示意图Fig.2-1 The blank size of the diagramB1=11mm；B2=15mm；B3=28mm；B4=11mm；B总=11+15+28+11=65mm；2.2 落料、冲孔工艺设计及计算2.2.1 零件排样图设计第一种排样方案是：制件按横排，主要考虑弯曲线应与材料纹线垂直，若制件三次弯曲采用竖排，则出件困难且弯曲结构复杂，搭边不易在中间或两侧加余料，因此对该制件，横排比竖排有点多。第1步内型孔与外型孔一次冲出，第2步弯曲第一个内型中小片，第3步向上进行U形弯曲，第4步向下弯曲最后一道边。第二种排样方案是：制件按横排，外型孔一次冲出，以确保形状准确。内型孔分三次冲出主要考虑内型孔边窄，大批量生产小凸模极易损坏。后续弯曲工序与第一种排样方案相同。综合考虑材料利用率、制件尺寸精度、生产率、模具制造难易程度、使用寿命及模具制造成本等诸多因素，采用第二种排样方案。2.2.2 搭边与条料宽度的确定搭边是指排样冲件制件以及冲件与条料边缘之间留下的工艺废料。搭边虽然是废料，但是在冲裁工艺中却有很大的作用：补偿定位误差和送料误差，保证冲裁出合格的零件；增加条料刚度，方便条料送进，提高生产率，避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，提高模具寿命。搭边值的大小要合理，搭边值过大时，材料利用率低；搭边值过小时，达不到冲裁工艺的作用。取搭边值a=1.5mm a1=1.2mm调料宽度B=65+1.52=68mm进距s=33.5+1.2=34.7mm2.2.3 条料利用率计算板料规格选用：900mm1800mm1mm选用纵切法： 每条板料数：n1=90068=13 余16mm 每条零件数：n2=（1800-1.2）34.7=51件 每板零件数：n=5113=663件 材料利用率：1=6639.524-3.141.522-（12+6）6+33.5（65-9.5）-（49-3.144）-（197-133.5）-（29+16）-（3.14122）（9001800） =76.5%采用横切法：每条板料数：n1=180068=26 余32mm每条零件数：n2=（900-1.2）34.7=25件零件数：n=2526=650件 材料利用率：1=6509.524-3.141.522-（12+6）6+33.5（65-9.5）-（49-3.144）-（197-133.5）-（29+16）-（3.14122）（9001800） =75%由以上可知：纵切法的材料利用率高且裁板次数少，冲压时条料调换次数少，工人操作方便。2.2.4 确定零件加工工位此冲件包括冲裁、弯曲等工位。工序设计的总体原则是先完成内型与外型的平面冲切工序，以为后续弯曲工序做好准备，为使材料很好定位，在最初安排冲外型凸模作为侧刃和冲导正销孔精定位，在每步成形工步前应先冲掉周围妨碍成形的废料。工位1：冲外型和冲导正销。工位2：冲R1孔和十字形孔。工位3：冲半月形孔。工位4：翻遍凸模进入凹模，完成翻遍成形。工位5：弯曲凸模进入弯曲凹模进行U形弯曲。工位6：二次弯曲。工位7：由切断凸模最终分割出成品零件。2.3 落料、冲孔、弯曲工艺计算工位1（冲外形和冲导正销） 冲裁力：F孔= =3.141.21360=1356.48N F落= =106.831360=38458.8N F内= =491360=17640N F总= F孔+ F落+ F内 =1356.48+38458.8+17640=57455.28NF冲裁力，N；L冲件周边长度，mm；t材料厚度，mm；材料抗拉强度，MPa；卸料力：FX=KXF =0.0557455.28=2872.76N FX卸料力，N； KX卸料力系数，取0.05：工位2（冲R1孔和十字形孔） 冲裁力：F孔= =3.14121360=2260.8N F十= =341360=12240N F边= =9.521360=6840N F总= F孔+ F十+ F边 =2260.8+12240+6840=21340.8N 卸料力：FX=KXF =0.0521340.8=1067.04N工位3（冲半月形孔） 冲裁力：F孔= =23.281360=8380.8N 卸料力：FX=KXF =0.058380.8=419.04N工位4（翻遍凸模进入凹模，完成翻遍成形） 翻边力：F翻=1.1 =1.1131177=2531.1N 屈服点，MPa； L翻边周长，mm；t板材厚度，mm；工位5（弯曲凸模进入弯曲凹模进行U形弯曲） 弯曲力：F自= =7316.4N F自自由弯曲在冲压过程结束时的弯曲力，N； B弯曲件的宽度，mm； r弯曲件的内弯曲半径，mm； t弯曲件的材料厚度，mm；材料的抗拉强度，mm； K安全系数，一般取K=1.3；顶件力：FD=（0.30.8）F自 =（0.30.8）7316.4=5853.12N工位6（二次弯曲） 弯曲力：F自= =6271.2N 顶件力：FD=（0.30.8）F自 =（0.30.8）6271.2=5016.96N工位7（由切断凸模最终分割出成品零件） 冲裁力：F冲= =42.41360=15264N 卸料力：FX=KXF =0.0515264=763.2N2.4 压力中心计算冲压力的合力的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线，对于有模柄的冲模来说，需使压力中心通过模柄中心线。对于多凸模冲裁时的压力中心，根据理论力学对于平衡力系合力对某轴之力距等于各分力对同轴力距之和，而冲裁力F与冲裁的周边长度L成正比由此可得压力中心坐标x=(Lx+Lx+.+Lx)/(L+L+L) =y=(Ly+Ly+.+Ly)/(L+L+L) =取工位VII的中心为Y轴，各工位中心连线为X轴，因此X0=146.58Y0=03 多工位级进模结构设计3.1 模具结构形式的确定a 总体结构为正装级进模。b 卸料装置采用弹性卸料装置，以便于制造与操作。c 顶件装置采用顶件器顶出制件。d 为了使模具具有良好的导向精度，选择导柱、导套导向的模具结构。e 定位装置采用侧刃和导正销定位，导正销其精定距作用。3.2 凹模设计多工位级进模的凹模结构比较复杂。凹模中的型孔的型孔间隙的位置精度比较高，生产中出工位数不多，型孔比较规则的级进模采用整体凹模外，一般采用镶拼式结构，这样便于加工、装配、调整和维修。3.2.1 冲裁凹模设计刃口结构形式设计图3-1 刃口结构形式Fig.3-1 The structure jackbit insert采用直筒形刃口查表得：=2 h=5mm凹模轮廓尺寸的确定 凹模轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LB（长宽）及厚度尺寸H，从凹模刃口至凹模外边缘的最短距离称为凹模的壁厚c L=l+2c =113.3+2c=220 B=b+2c =65+2c=200L沿凹模长度方向刃口型孔的最大距离，mm；b沿凹模宽度方向刃口型孔的最大距离，mm；c凹模壁厚，查表取3040，mm；凹模厚度的确定 凹模板的厚度主要是从螺钉旋入深度和凹模刚度的需要考虑 H=K1K2 =1.31.12 =24.47查表取H=25mm F冲裁力，N; K1凹模材料修正系数，取K1=1.3； K2凹模刃口周边长度修正系数，取K2=1.12；3.2.2 弯曲凹模设计U形弯曲凹模设计由于在上一工位翻边凸模进入凹模，已完成翻边成形，故U形弯曲时凹模深度不宜过大，否则将影响工位翻边的质量。凹模深度l0=4；凹模长度L=34.7凹模宽度B=（Lmax-0.75）0= 43-0.75（-0.2）0+0.05=43.150+0.05 Lmax弯曲件的横向最大极限尺寸，mm； 弯曲件的横向尺寸公差，mm； 弯曲凹模的横向尺寸公差，mm；二次弯曲凹模设计 凹模长度L=33.5+26.2=59.70 凹模宽度B=（Lmax-0.75）0+ =28+0.75（-0.2）0+0.05=27.750+0.05=27.750+0.053.2.3 凹模固定板设计 凹模固定板是将所有凹模固定在上面，并固定在下模座上。 L=L冲+L弯+L二 =220.5+34.7+59.7=315 B=B冲=200 H=H凹80%=22.4查表取L=315 B=200 H=20 L凹模板长度，mm； B凹模板宽度，mm； H凹模厚度，mm；3.2.4 卸料与出件装置设计卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。卸料装置选用弹性卸料装置 a 卸料板选用矩形卸料装置，弹性卸料板的平面外形尺寸等于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍。 L=315mm； B=200mm； H=（0.60.8）28=20mm； b 卸料弹簧的选用初定弹簧个数为n=6，则每个弹簧的压力为 Fy=Fx/n=5121.84/6=853.64N初选弹簧规格，按1.5Fy估算弹簧的极限工作压力Fj Fj=1.5 Fy=1.5853.64=1280.46N查表，初选规格为dDh0=74580 Fj=1550N hj=21.8mm计算弹簧的预压量hy hy= Fy hj/ Fj=853.6421.8/1550=12mm 校核所选弹簧。卸料板的行程hx=1+1=2mm，取凸模刃口磨量hm=10mm，则弹簧工作时的总压缩量为 h= hy+hx+ hm =12+2+4=24mm因为hhj，故所选弹簧合适。 所选弹簧主要参数：d=7mm；D=45mm；t=11.5mm；h0=80mm；Fj=1550N；hj=21.8mm；安装高度ha=80-12=68mm；c 出件装置顶件装置一般是弹性的，其基本零件是顶件块、顶杆和弹顶器，弹性顶件装置顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高。 顶件力FD=5853.12N查表选用 dDh0=42560弹簧，顶杆选用螺钉。3.2.5 凸模固定板设计与垫板设计凹模固定板的作用是将凸模或凸凹模固定在上模座或下模座的正确位置上。凸模固定板为矩形或圆形板件，外形尺寸通常与凹模板一致，厚度可取凹模厚度的60%80%。固定板与凸模或凸凹模为H7/h6或H7/m6配合，压装后应将凸模端面与固定板一起磨平对于多凸模固定板，其凸模安装孔之间的位置尺寸应与凹模孔相应的位置保持一致。凸模固定板长L=315mm 宽B=200mm 厚H=（60%80%）28=20mm垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座挤压损坏。垫板的外形尺寸与凸模固定板相同。厚度可取310mm。垫板长L=315mm 宽B=200mm 厚H=8mm3.2.6 凸模设计由于零件结构复杂，故冲裁凸模结构复杂，样式多样。凸模固定方法 非圆形凸模采用阶梯式固定，为了便于加工，阶梯式非圆形凸模的安装部分做成简单的方形，用台肩固定。凸模长度计算凸模长度尺寸应根据模具的具体结构确定，同时要考虑凸模的修模量及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。采用弹性卸料板：冲裁凸模长L=h1+h2+h4=84mm；U形弯曲凸模长度L=88-6=82mm；二次弯曲长度L=12.5+82=94.5mm；h1凸模固定板厚；h2卸料板厚；h4卸料板弹性元件被预压后的厚度； 图3-2 凸模设计Fig.3-2 The design of the puncht3.2.7 模架及其零件设计模架是上下模座与导向零件的组成体，并已经标准化，根据工艺零件查表选择对角导柱模架。模架参数：上：LB=315200 H上=45 L1B1=325210 L2B2=435270 ss1=380265 D（H7）=500+0.025 D1（H7）=550+0.025 下：LB=315200 H下=55 L1B1=325210 L2B2=435270 ss1=380265 d（R7）= d1（R7）=开模高度H=253mm 闭模高度H1=241mm导套参数：D（r6）= L=115 H=48 d（H6）= D1（r6）= L=115 H=48 d1（H6）= 3.2.8 定位零件设计定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置，采用双异型侧刃粗定距，条料被侧刃凸模和冲孔凸模冲出导正销，导正销起精定距的作用。位于调料的同一侧，设置两个导料销，保证调料沿正确方向送进。3.2.9 模柄设计模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。采用压入式模柄，它与上模座孔以H7/m6配合并加销钉防转，模柄轴线与上模座的垂直度较好，生产中最常用图3-3模柄Fig.3-3 Handle mold3.2.10 载体设计载体就是级进冲压时调料上连接工序件并在模具上平稳送进的部分。本模具采用中间载体，中间载体位于条料中部，它比单侧载体或双侧载体节省材料，在弯曲件的工序排样中应用较多。中间载体宽度可根据冲件的特点灵活确定，但不应小于单侧载体的宽度。3.2.11 刃口的设计采用配作法计算凸凹模，这种加工方法的优点是模具的间隙由配作保证，工艺比较简单，不必校核条件，并且还可以放大基准件的制造公差。查表得：Zmin=0.100 mm Zmax=0.140mm工位1 x=1mm =0.15mm侧刃1凸模：ap1=（amax-x） =（6-10.15）=5.85mm bp1=（bmin+ x） =（10.7+10.15）=10.85mm cp1=（cmin+0.5） =（11+0.50.15）=11.075mm 侧刃1凹模：取间隙Z=0.12mm ad1=ap1-2Z =5.85-0.24=5.61mm bd1=bp1+2Z =10.85+0.24=11.09mm cd1= cp1+Z =11.075+0.12=11.195mm冲导正销孔凸模：dp=(dmin+ x) =（1.2+0.750.1）=1.275mm冲导正销孔凹模：dd=（dp+Zmin） =（1.275+0.1）=1.375mm侧刃2凸模：bp2=（bmin+ x） =（5+10.15）=5.15 mm bp3=33.5mm侧刃2凹模：bd2=（bp2+2Z） =（5.15+20.12）=5.39mm bd3=33.5+20.12=33.74mm中间孔凸模：bp1=（bmin+ x） =（5.5+10.12）=5.62mm cp1=（cmin+0.5） =3.5+0.50.12）mm bp3=（bmin+ x） =（19+10.12）=19.12mm中间孔凹模：bd1=（bp1+2Z） =（5.62+0.24）=5.86mm cd1=（cp1+2Z）=（3.65+0.24）=3.90mm bd3=（bp3+Z） =（19.12+0.24）=19.36mm工位2冲R1圆孔凸模：dp1=(dmin+ x) =（1+0.750.1）=1.075mm冲R1圆孔凹模：dd=（dp+Zmin） =（1.075+0.1）=1.175mm冲边凸模：bp1=（bmin+ x） =（5.5+10.12）=5.62mm bp3=（bmin+ x） =（2.5+10.1）=2.6mm冲边凹模：bd1=（bp1+2Z） =（5.62+0.24）=5.86mm bd3=（bp3+2Z） =（2.6+0.24）=2.84mm冲十字孔凸模：bp1=（bmin+ x） =（9+10.15）=5.62mm bp2=（bmin+ x） =（2+10.1）=2.1mm bp3=（bmin+ x） =（8+10.15）=8.15mm bp4=（bmin+ x） =（1+10.1）=1.1mm冲十字孔凹模：bd1=（bp1+2Z） =（9.15+0.24）=9.39mm bd2=（bp2+2Z） =（2.1+0.24）=2.34mm bd3=（bp3+2Z） =（8.15+0.24）=8.39mm bd4=（bp4+2Z） =（1.1+0.24）=8.39mm工位3冲半月形孔凸模：bp1=（bmin+ x） =（9+10.15）=9.15mm bp3=（bmin+ x） =（7+10.15）=7.15mmRp1=（Rmax- x） =（2-10.1）=1.9mm冲半月形孔凹模：bd1=（bp1+2Z） =（9.15+0.24）=9.39mm bd3=（bp3+2Z） =（7.15+0.24）=7.39mm Rd1=（Rmax+2Z） =（1.9+0.12）=2.02mm切边凸模：bp1=（bmin+ x） =（35+0.750.25）=35.19mm bp3=（bmin+ x） =（1.2+10.1）=1.3mm切边凹模：bd1=（bp1+2Z） =（35.19+0.24）=35.43mm bd3=（bp3+2Z） =（1.3+0.24）=1.54mm工位4翻边凸模长L=14mm 宽B=4.5mm翻边凹模长L=119mm 宽B=6mm工位5U形弯曲凸模长Lp=（Lmax-2Z） =（43.15-21.05）=41.05mm工位6二次弯曲凸模长L=10mm 宽B=33.5mm工位7切边凸模bp1=（bmin+ x） =（20+0.750.25）=20.19mm bp3=（bmin+ x） =（1.2+10.1）=1.3mm切边凹模：bd1=（bp1+2Z） =（20.19+0.24）=20.43mm bd3=（bp3+2Z） =（1.3+0.24）=1.54mm4 冲压设备的选用在冲压过程中，为了适应不同的冲压工艺，要采用不同类型的压力机。在生产中，模具的闭合高度与压力机的装模高度的关系： Hmin+10HHmax-5 H模具的闭合高度； Hmax压力机的最大装模高度； Hmin压力机的最小装模高度；该模具总压力为74223.66N模具的闭合高度为241mm，故选用J23-63A普通型开式课倾压力机，其相关参数为：型号：J23-63A公称力 /KN：630公称力行程 /mm：4滑块行程 /mm：120行程次数 /min：50最大装模高度 /mm：270装模高度调节量 /mm：80滑块中心至机身距离 /mm：260工作台板尺寸（前后左右） /mm：480710工作台板厚度 /mm：90滑块底面尺寸（前后左右） /mm：280320模柄孔深尺寸（直径深度） /mm：5080机身最大可倾角度：25度立柱间的距离 /mm：350电动机型号：Y132M2-6电动机功率 /KW：5.55 模具的材料及加工方法5.1 模具材料的选择级进模的特点是生产零件精度高、批量大。模具要求精度高、长寿命，因此对模具材料有更高的要求。冲裁模选用Cr12MoV，热处理工序安排为： 锻件球化退火粗加工淬火与回火精加工装配工艺零件和结构零件材料的选用零件名称选用材料零件名称选用材料上、下模座HT200螺钉45导柱20销钉45导套20打板45凸、凹模固定板Q235顶杆、推杆45卸料板Q35模柄Q235垫板45弹簧65Mn5.2 模具材料的选择5.2.1 圆形凸模零件加工涉及的加工方法均为普通机械加工，主要的加工方法为车和铣，加工工艺路线为：下料锻造粗车热处理外圆磨床粗、精磨外圆平面磨床粗、精磨两端面抛光图5-1冲孔凸模Fig.5-1 Punch5.2.2 异形凸模零件加工异形凸模的加工要比圆形凸模困难的多，级进模中凸模由于尺寸较小一般都设计成整体式其基本形式可分为阶梯式和直通式两大类，其教工设备采用加工中心加工。加工路线为：下料锻造退火平面加工外工作型面粗加工外工作型面半精加工淬火平面加工外工作型面精加工5.2.3 型孔加工由于本模具的型孔有圆形和异形两种，故采用电火花线切割加工。其特点是：a无须制造专用电极，可缩短制造周期，降低制造成本。b不考虑电极的损耗。电极丝可采用钼丝、镭合金丝或铜丝，在加工时高速运动，因而损耗极小，对加工精度的影响可忽略不计。c能加工出形状复杂、精密细小的零件。电极丝直径一般为0.040.2mm，因此加工零件的最小内半角半径可达到0.02mm，对形状复杂的窄逢、尖叫部位，不必采用镶拼结构即可直接加工。图5-2型孔加工Fig.5-2 pinoid pit process6 模具的经济性分析模具的经济性涉及到成本的高低供应是否充分，加工过程是否复杂、成品率的高低以及同一产品中使用金属或钢材型号的多少等，模具行业的生产小而散乱，跨行业、投资密集，专业化、商品化和技术管理水平都比较低。现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快，对模具的需求量加大。一般模具国内可以自行制造，但很多大型复杂、精密和长寿命的多工位级进模大型精密塑料模复杂压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口，近年来模具进口量已超过国内生产的商品模具的总销售量。多工位级进模作为冲压生产的先进模具，具有以下特点：冲压生产效率高 多工位级进模在不同工位连续完成复杂零件的冲裁、弯曲、拉伸、翻孔、翻边及其他成形和装配等工序，大大减少了中间运转和复杂定位等环节，明显提高了生产效率，尤其是级进模可以采用高速压力机生产，工作和废料可以直接往下漏，成倍提高了小型复杂零件的生产效率。操作安全，自动化程度高 多工位级进模一般都带有自动送料、制动出件装置，模具中设有安全检测装置，冲压加工发生误送或其他意外时，压力机能自动停机。一个操作工人能操作管理多台压力机，操作工人的手不需要进入危险区。这些充分体现了操作安全和自动化程度的优点。模具寿命长 级进模设计时，工序可以分散。不必集中在一个工位，在工序好、集中的区域则设有空位，不存在复合模中的“最小壁厚”问题。因此模具强度相对较高，工作零件结构相对优化，延长多工位模具的使用寿命。冲件质量高 多工位级进模常常具有高度的导向装置和定距系统，足以保证冲压零件的加工精度。设计制造难度大，但总成本较低 多工位级进模设计与制造难度大、周期长、制造成本较高，材料的利用率一般较低，电脑级进模生产效率高，高速冲压设备占有数少，操作工人数少，车间占用面积少，节省了储存和运输环节，因而冲压零件的总体生产成本其实并不高，具有较好的经济效益。因此多工位级进模得到广泛应用。7 结论本设计是包括冲裁、弯曲等工序的多工位级进模，通过整体分析，首先要对零件进行工艺分析，零件所冲孔均为工艺孔及槽，据需在弯曲前完成，较复杂一些的型孔分步冲成。此件由于尖角处应力较集中，弯曲后易产裂痕现象，因此增加两处防止尖角破裂的措施。通过计算冲裁力和弯曲力，确定模架和导柱导套，最后确定压力机的型号。本模具的工作过程是：条料由右边送入模具由侧刃和导正销定位，并且冲出模具的外形尺寸，冲裁凸模冲出型孔，同时侧刃挡块确定步距。条料继续送入，在工位二中导正销精定位，冲裁凸模和凹模配合冲出十字型孔和圆形孔等。第三个工位同第二个工位相同，冲裁出半月型孔和切边。从第四个工位开式进行翻边和弯曲。第五个工位进行的是U形弯曲，在此工位中要注意避免弯曲对上一道翻边工序的影响。第七个工序是二次弯曲。最后一个工序是切断，将工件切断成型。本次设计阐述了级进模的结构设计及工作过程。但在模具设计上，还有待于提高模具的制造精度和缩短制造周期，以提高劳动生产率，获得更大的效益。致谢通过一个多月的努力，这次毕业设计将近尾声。在此十分感谢我的指导教师：滑有录老师。他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。每次我在设计中遇见困难的时候，岳老师总是悉心教导，耐心的帮助我分析错误原因，并给予我一些改正建议。这种指导方式即解决了设计问题，更加的让我在设计中学习到了很多知识。同时我还要感谢同学们的热心帮助，使得这次毕业设计得以顺利完成，并且让我获得了很多真正的实战经验。在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!由于本人的基础知识和设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教，让我避免在未来的学习、工作中犯同样的错误，本人将万分感谢。参考文献1 郑家贤.冲压工艺与模具设计实用技术M.第1版.北京:机械工业出版社,2005.2 王俊彪.多工位级进模设计M.第1版.西安:西北工业大学出版社,1999.3 徐政坤.冲压模具设计与制造M.第1版.北京:化学工业出版社,2003.4 刘华刚.冲压工艺及模具M.第1版.北京: 化学工业出版社,2007.5 杨占尧.冲压模具典型结构图例M.第1版.北京: 化学工业出版社,2008.6 邓明.冲压工艺及模具设计M.第1版.北京:化学工业出版社,2009.7 齐卫东.冷冲压模具图集M.第1版.北京: 北京理工大学出版社,2007.8 高军，李熹平.冲压模具标准件选用与设计指南M.第1版.北京: 化学工业出版社,2007.9 许树勤. 模具设计与制造M.第1版.北京: 北京大学,2005.10 韩正铜. 机械精度设计与检测M.第1版.徐州: 中国矿业大学出版社,2007.11 DENG MING.FINE BLAKING FOR PLATE-LIKE GEARS.Proceeding of International Conference on Mechanical Transmissions,2001 11 Ministry of Industry for machinery and electronics. Tooling and testing tolerances. Mechanical Technology Press附录A轴向柱塞泵/马达技术的发展演变（杨华勇 张斌 徐兵）轴向柱塞泵/马达是液压系统中重要的动力元件和执行元件，广泛地应用在工业液压和行走液压领域，是现代液压元件中使用最广的液压元件之一。此外，由于轴向柱塞泵/马达结构复杂，对制造工艺、材料的要求非常高，因此它又是技术含量很高的液压元件之一。 近年来，随着材料、制造、电子等技术的发展，轴向柱塞泵/马达的新技术层出不穷，例如荷兰Innas公司开发的Float Cup结构轴向柱塞泵，丹麦的Saur-Danfoss公司为工程机械量身定做的H1系列的多功能泵，德国Rexroth公司推出的电子智能泵等等。而我国自20世纪六、七十年代开发了CY系列和引进Rexroth技术的泵/马达后，轴向柱塞泵/马达技术进展缓慢。近年来，随着我国经济的腾飞，在工业现代化和大规模城市化进程中，工程机械、塑料机械、冶金、机床和农业机械等领域对轴向柱塞泵/马达的需求十分旺盛，因此提高我国轴向柱塞泵/马达的性能显得十分迫切，对轴向柱塞泵/马达技术革新的要求也十分紧迫！纵览国内外轴向柱塞泵/马达技术的发展演变对认识轴向柱塞泵/马达的发展趋势和加快我国轴向柱塞泵/马达技术的发展都有着重要的指导意义和现实意义。一、轴柱塞泵/马达的演化历程 （1）演化历程 轴向柱塞泵/马达的雏形可以追溯到十六世纪初，Ramelli开发了用于从矿井里往外汲水的皮革密封的轴向柱塞泵，如图1。从结构上看，它和现在的柱塞泵已经十分相似。直到1905年，美国Harvey William教授和Reynold Janny工程师设计了端面配流的斜盘泵/马达的静液传动装置，用在军舰炮塔转向的液压系统中，后来人们称此结构的泵为Janny泵。1907年，美国人Renault改进了Janny的这种柱塞传动机械，有效提高了其的运行效率。 斜轴式柱塞泵发展较晚，1930年，瑞士Hans Thoma教授设计了第一台斜轴泵，后人常把斜轴泵称为Thoma泵 。其缸体中心线与传动轴中心线成一夹角，使缸体对配油盘的倾复力矩减小，因此允许的倾角较大。20世纪50年代中期，美国Denison公司和英国Lucas公司摆脱Janny泵的传统，设计了轴承支承缸体的斜盘泵。这种泵传动轴只传递扭矩，不传递弯矩，保障了配流副的良好接触，加上制造水平的提高，使其工作压力提高到35 MPa，转速也大幅提高，引起斜盘泵历史上的一次飞跃。 20世纪60年代中期，由于对液压系统集成化的要求，特别是在行走车辆闭式回路的应用，通轴泵获得了新的发展。主轴尾端可以安装辅助泵或其他作用的泵，使通轴泵具有集成多种元件的复合功能，大大简化了液压系统，这是斜盘泵/马达发展的另一次飞跃。 20世纪70年代以后，欧美很多轴向柱塞泵/马达的制造商逐渐崛起，针对不同领域做了很多技术革新，比如Vickers针对注塑机节能的要求推出PVB轻型泵；泵/马达和电子技术结合也越来越紧密，出现了多种多样控制方式。 1966年，我国综合了国外后斜盘式柱塞泵的特点，设计出CY14-1型轴向柱塞泵/马达。经过30多年的实践，对CY14-1相继做过四次大的改进，前两次以标准化和缩小体积为主，改进为CY14-1A型。第三次针对配油盘烧损和斜盘磨损以及工艺问题，形成了CY14-1B型泵/马达。第四次针对CY14-1B型噪声高、转速低、易松靴脱靴、可靠性差、自吸能力差，规格不全和无通轴泵等缺陷，开发了Q*CY14-1Bk系列开式低噪声泵和QT*CY14-1Bk系列通轴泵。 进入九十年代后，德国Rexroth公司开发了A4V泵。柱塞与传动轴成一交角，工作时离心力有助于柱塞的回程，也有利于减小配流盘直径，降低缸体配流面的线速度；采用球面配流，有利于补偿轴向偏载对缸体产生的倾复力矩。 进入21世纪，荷兰Innas公司设计了一种名为Floating Cup结构的轴向柱塞泵。这种泵为双层柱塞结构，类似于将两个泵面对面的叠加，它可以平衡泵一部分的轴向力，减轻轴承的工作负载，减少流量脉动，降低噪声。从最初用于低压排水到现在高压甚至超高压的驱动方式，柱塞泵的性能得到了巨大的提升，应用也越来越广。 （2）分类比较与发展趋势 按照配流方式来分，轴向柱塞泵/马达可以分为阀配流式和端面配流式，但是阀配流由于靠单向阀来实现配流，无级变量困难、自吸能力差、不可逆，因此其应用越来越少，本文将不作详细介绍。就端面配流而言，可分为斜盘式和斜轴式。由于斜轴泵/马达的倾角比斜盘泵/马达的要大，可达到40左右，因此作为液压马达启动效果好和输出扭矩大。但其结构复杂，工艺性差，而且不能实现通轴式结构，加上变量结构复杂，使得其作为液压泵在现代液压领域的应用有所减少。 斜盘泵除了斜盘倾角比斜轴泵略小之外，其他各个方面都获得了不错的综合性能。本文也将以斜盘泵为重点进行介绍。 近年来，轴向柱塞泵的发展趋势呈现出了以下一些新的特点。 1) 高速化、高压化是轴向柱塞泵/马达的发展方向。这体现了其功率密度的提高，而且使其可以直接与发动机匹配，应用更为方便。 2) 无论是定量还是变量的斜轴马达，由于启动性能好和传递扭矩大的特点，都有着较好的前景。 3) 轻型轴向柱塞泵由于成本仅比