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电表 铁芯冲片多工位级进 模具设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文 a4129

资源描述：

文档包括:

说明书一份，36页，11800字左右。

任务书一份。

开题报告一份。

外文翻译一份。

图纸共21张，如下所示

A0-上模座.dwg

A0-下模座.dwg

A0-装配图.dwg

A1-上模垫板.dwg

A1-上模板.dwg

A1-下模垫板.dwg

A1-下模板.dwg

A1-卸料垫板.dwg

A1-卸料版.dwg

A1-排样.dwg

A4-凸模1.dwg

A4-凸模2.dwg

A4-凸模4.dwg

A4-凸模5.dwg

A4-凸模6.dwg

A4-凸模7.dwg

A4-凸模8.dwg

A4-镶块1.dwg

A4-镶块2.dwg

A4-镶块3.dwg

A4-镶块4.dwg

内容简介：

1 前言 1. 写在前面 软件必须运行在 作系统下。同时，你还应熟悉机械设计相关的原则和实践。 2. 关于软件 为通用机械行业提供一个从设计到制造的完整的集成的解决方案。 该系列产品包括： 3D 设计和实体、曲面建模。 2D 设计和平面绘图。 限元分析。 力学运动仿真。 射模具设计。 续和冲压模具设计。 金零件设计和展开。 2 到 5 轴的 2D/3D 数控铣，数控车，车铣复合。 切割。 金冲裁和激光切割。 所有这些产品共用一个相同的用户界面和关联的数据库。对于每一个模块，提供了一个真正关联的 品，因此避免了设计和加工部门间的信息数据转换。 2 这样的结果就可以使得生产力大幅度提高，所有需要的这些文件 都可以在随手册的光盘里的 件下对应的产品和章节里找到。 3 一 产品准备 图 1示为零件冲裁图，材料钢，厚度 t=2试确定冲裁工艺性，设计冲裁模。 图 1压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔 、弯曲三 个基本工序，可以有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔 再弯曲 。采用单工序模生产。 方案二：落料 冲孔 弯曲 复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔 落料 弯曲 级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需要 三 道工序 三 副模具，成本高且生产效率低，难以满足大批量生产要求。 方案二只需要一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但模具结构复杂，模具制造难度大，并且冲压后工件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。 方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，工作精度也能满足要求。 通过对上述三种方案的比较分析，该零件的冲压方案采用方案三为佳。 4 1、零件的工艺性分析 转换成钣金实体 5 二 产品的导入 新建 件，点击零件导入 两个窗口自动垂直平分，方便选择导入零件，（手动方式改变窗口排步：下拉菜单：窗口，垂直平铺。）接着提示选择参考面。 如下图选择参考面 然后在工作区域中任意放置展开外形。也可以提前建立坐标系来放置。使用当前坐标系 ，在工作区域点击即可，可以进一步使用尺寸标注来进行位置约束。 放置后可以看到零件上出现红色的移动和旋转箭头。主要用来调整零件在后续条6 料设计中所摆放的方位。直接点击旋转的红色箭头，旋转度数来作为产品的方式。利用率分析 使用嵌套 工具，对零件排样进行优化分析，输入零件间的最小距离值。 角度 =90， 间隙 =3定。 7 也可以自定义 角度 =0，间隙 =3定。 8 三 排样设计 1、排样方式 图 1果如下： 分析工位材料利用率，使用组 选择 3D 工位。如下图所示 9 2、冲头分割设计 在 2头创建的思路是，使用一些虚线为辅助线，然后在使用生成轮廓 ， 借助辅助线，将一个个冲头形状描绘出来。由于 面没有草图器。所以可以在当前坐标系内随意绘制曲线，自然也可以随意创建实体和曲面。如下图所示，设计所需要的冲头。 10 冲裁 3、条料设计 弯曲 零件上端部分有弯曲。 选择弯曲 ，选择展开的面，变为红色。命令提示条中可以看到有全角度，弯曲固定方式，部分角度值，及总的弯曲角度参考值。点击全角度，完成折弯。 4、条料出图 完成条料设计，进行压力分析 模拟条料冲压中受力的状况，选择任意工位，弹出对话框。 如图所示 11 调料合并 ，在五金模具辅助工具栏中。主要目的是出 2 新建 2D 出图 件，如下图，可以选择不同的视图方式和模版。选择不适用模版，关联模式， 选择五金出图工具 ，点击条料 ，选择 3 12 弹出视图对话框，如图示设置。然后确定，在图框内放置主视图，点取俯视图，在下面放置俯视图。 可以使用 工具来移动视图的位置，调整到最佳。 13 14 四 模架的设计 在 ，做完条料设计，模具的工作可以说完成了一半，对于设计者来说，后面的部分都是程序化的工作。 使用调入模架 ，选择模架文件 择条料坐标系作为目标坐标系，然后确定。依据条料的大小，在修正模架参数。使用模架修改 ，如图修改参数。然后确定。 1、 自定义模架 对于 块来说，五金模架库建立是完全开放的，可以自定义建立。 下面新建一个模具库。 新建一个 件，选择关联模式，不使用模版。点击导航栏 ，在对应工具条上选择模架 。选择自定义选项，然后选择坐标系作为模架中心坐标系。弹出对话框，如下图所示， 15 切换到板设置页，可以发现，系统中将模架分为三部分 料版、下模。 可以通过双击来添加所需的模版，如图： 16 同样对多余的模版可以删除，也可以上下移动板位置。 再切换到预定义模架配置页，这里主要用来保存板参数和机床参数的设置。同时，反过来可以调用保存过的参数使用。 做完所有的设置工作后确定，结果如下图。模架出现在工作区域。接下来进行通用标准件的设置。 17 2、安装内导柱和导套 使用可视管理器 ，将下模和卸料版关闭显示。 在导航栏中点击 ，在工具条上点击调用组件 ，弹出对话框如图所示，里面有库的类型、代号、搜索、约束等。点击确定。 18 然后点击重复选项，选择双镜像，选 X 两个平面。自动复制出三个导柱。如图。 继续调入组件 。弹出同样的对话框。输入 击搜索。弹出搜索的结果，选择确定。把这个导套安装在下模板的剪口板中，选择如下参考面， 19 选择如下图参考元素（导柱），选忽略，确定。选择参考直径 ，如下图选择的导柱圆柱部分。然后确定。 弹出对话框。选择 6后确定。 同上面复制导柱一样，做重复，双镜像处理，如下图。 20 3、安装螺钉、销钉 继续安装标准件 调入组件 。弹出同样的对话框。输入 击搜索。选择安装面，将模式 =非动态 ，接着选择忽略， 定。调入一个螺钉后选择重复，双镜像处理，如下图。 调入组件 。弹出同样的对话框。输入 击搜索。选择安装面，将模式 =动态，接着选择忽略， 5定。调入一个销钉后选择重复，双镜像处理，如下图。 21 4、安装外导柱及导套 安装模座上的大导柱 。调入组件 。弹出同样的对话框。输入 击搜索。确定。选择安装面，接着选择两次忽略，选择代号： 0 确定。同样在模座对角安装一个，对于比较小型的模具，安装两个即可。如下图。 调入组件 。弹出同样的对话框。输入 击搜索。确定。选择安装面，接着选择两次忽略，选择代号： 确定。 22 如下图所示 5、上头冲模和弯曲设计 结果如下： 23 6、下模冲孔的设计 24 五 模具装配与调试 安装总述 对于导柱复合模装配，应以凸凹模作为装配基准件。先将装有凸凹模的固定板用螺栓和销钉安装、固定在指定的模座的相应位置上；再按凸凹模的内形装配、调整冲孔凸模固定板的相对位置，使冲孔凸、凹模间的间隙趋于均匀，用螺钉固定；然后再以凸凹模的外形为基准，装配、调整落料凹模相对凸凹模的位置，调整间隙，用螺钉固定。 再安装其它的零件。 安装顺序： 1、组件装配 模架的组装，模柄的装入，凸模及凸凹模在固定板上的组装 2、总装配 先装上模，再以上模为基准装下模 3、调整凸凹模的间隙 4、安装其它辅助零件 5、检查、试件 25 总结 课程设计是我们大学四年基础和专业学习综合情况的总结，也是我们每个学生设计能力的初步体现，它不仅可以让我们把四年所学的知识融会贯通，更是给自己的大学交上的一份完整的答卷，所以我们每各人都应该认真对待。 通过这段时间的设计，我系统的回顾和复习了大学四年所学的相关专业知识。我的课程设计课题是一套模具，模具的概念在我的脑海里曾是模糊的，也是高深的，经过这段时间的学习，我对模具设计有了一个详细的了解：模具的应用范围，模具的大体结构，模具的工作原理以及模具的设计、制造工艺要求等。具体来说我做的是冲压模具设计，冲压模只是模具设计中的一种，也算是模具设计中比较基础的，对它的详细学习可以使我能扎实的掌握模具设计基础部分。 在设计的过程中，我感受最深的是基础知识的重要性，其中可以小到一个公式的应用，甚至包括计算结果的准确性 ，任何一个小的细节都有可能影响整个设计过程的顺利与否。 设计过程是一个知识穿插的过程，也是一个充分总结自己大学所学知识的过程，同样更是一个查找漏洞全面提高的过程。 在做设计的过程中，查看了很多专业书籍一起相关的资料来形成自己的设计思路，计算步骤，之后应用这些成型的东西来形成最终的设计图纸。在图纸绘制方面，我印象较深，通过这次的设计，系统的复习了一遍 感觉自己的制图水平比以前提高很多，这也是这次设计最为受益的一方面。通过这次课程设计，对机械制图、冲压工艺及冲模设计等一系列的专业基础课程的应用 ，也使我认识到了曾经老师在课堂上教我们理论知识的实践妙用，也让我知道了理论结合实践的重要性。 从这个设计本身来讲，整套设计还有很多不足的地方，由于时间仓促，查资料不全以及个人学识水平有限，都没有得到很好的解决，在设计过程中，得到了王巍老师的悉心指导，在此我再一次致以深深的谢意。 26 六 参考书目 1 陈伟 等编 件基础教程 北京：航空工业出版社 ， 2007年 2 邱国俊 主编 机械设计 北京：航空工业出版社 ， 2007年 3 翁其金、徐新成 . 冲压工艺及冲模设计 械工业出版社，1999年 4 李体彬 . 冲压成型工艺 . 5 张如华、赵向阳、章跃荣 .冲压工艺与模具设计 6杨占尧 杨安民 .冲压模典型结构 100例 2008年 7 周本凯冲压模具设计实践 100 例 8 冲模设计手册编写组 冲模设计手册 外文翻译 系 别 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 号 名 张红宇 指导教师 王 巍 负责教师 王 巍 沈阳航空 航天大学北方科技学院 2013 年 6 月沈阳航空 航天大学 北方科技学院 毕业设计（外文翻译 ） 1 原文： . in of is in of as it is in to of in In is of a to to a as of to of it is to to in a In up so as to of so of of in of of to a be in in to In of in of at of a of is by no as we in of it is is of to of it it to As be of is by 阳航空 航天大学 北方科技学院 毕业设计（外文翻译 ） 2 as is in be as is by is of be be by of to an to an so be by of 2. 1) in of a is in a to a of is by of a in to do of is in to It of of 1) 2) of or as in of to be as 阳航空 航天大学 北方科技学院 毕业设计（外文翻译 ） 3 of an In or In to in on of of in or by in of in of to of be on an of to an of an in of of in of in It to of to of of be in on 16). As of of a A of of of (2)阳航空 航天大学 北方科技学院 毕业设计（外文翻译 ） 4 is to to By is or of of or be in a of in an is on by of on by of of is so is by of is by a in is of of in it be be in So it be at of is be to of or is by a of as of of of of of of a be by of is of a or at a is of it is or at by at a of of or in is is in of is to 沈阳航空 航天大学 北方科技学院 毕业设计（外文翻译 ） 5 （ 3） of so to a or to of In of to be on a in it is by by of is by of is to or an of is as it or It is be to or of it be or at be by of of of an of in a a in is a it to to be of a of is of is to of a a of of it by of a a of in As or of an it 阳航空 航天大学 北方科技学院 毕业设计（外文翻译 ） 6 to in to a to to by of in a of in by a of it a be by an of be by or A of is a is to a is to to a is in by a of an as or to a to of a or be in a of as to of be to to as E be to or A of PP to an of in of of of as be by 阳航空 航天大学 北方科技学院 毕业设计（外文翻译 ） 7 by in a to 3. 1)n of at to of so be In of is in of so it be (2) or to of it be by or be of a is by of to be be 1 e. g. , . 2 or e. g. , . 3 e. g . , 4 e. g. , . (3) 1 of an a on . of on . an in it of . of 0 is by in 1 to a of to to 1 of . 沈阳航空 航天大学 北方科技学院 毕业设计（外文翻译 ） 8 of in . As 1 to (4) on a is A 4 a 3 is to is by 0 on in 3 is in by a 6 so 4 to As 4 3 on is A 2 3 in 4 is of in in it is by an . As 3 to by 2 4, （ 5） of a it f is it is to 3 is to in an an of is to a of . is 6 4 is 3, 9 (I). 7, 48 of 9. 0 it is to by 沈阳航空航天大学北方科技学院 本科毕业设计（论文）开题报告 系 别 机械工程系 专业 机械设计制造及其自动化 班级 _ 学号 姓名 张红宇 毕业设计（论文）题目 电表铁芯冲片多工位级进模具设计 毕业设计（论文）时间 2013 年 1 月 10 日至 2013 年 6 月 6 日 一、毕业设计（论文）研究的主要内容 1. 构想与思路： 1）冲压件的工艺性分析 根据所提供 的图纸分析冲压件的形状特点，尺寸大小，精度要求及所用的材料是否符合冲压工艺的要求 2）制件的选材 针对模具的工作条件，使用寿命和制造成本选择适当的模具材料 3）模具的总体设计 工艺方案的确定，工艺计算与设计，选择冲模结构类型与结构形式，确定压力机型号与模具安装尺寸，绘制模具装配图，进行强度校核 2. 设计内容： 1）对所给的零件进行分析，并在计算机上绘制其标准零件图 2）完成外文翻译 3000 字以上 3）分析题目，进行调研，收集有关资料，了解课题内容，为毕设进行前期工作准备 4）对所有零件进行必要的工艺 分析，工艺计算 ,工艺方案的确定 5）进行模具结构设计，确定模具结构类型，模具尺寸，完成成型工艺计算及各种结构的设计等 6）绘制冲压模具装配图及非标准零件图正规图纸，图纸全部用计算机 制 7）编写工艺规程，进行成本分析 8）编写毕业设计说明书，不少于 15000 字 9）完成中英文摘要 300 字左右 3. 重点与难点： 模具结构的设计 ： 级进模的设计 成型零件必要的强度校核，弯曲件回弹的考虑 二、参考资料 1 翁其金编 M机械工业出版社 ， 2006. 2 薛啓翔编 M学工业出版社， 2005. 3 周本凯编 00 例 M学工业出版社， 2008. 4 李体彬编著 M学工业出版社， 2008. 5 杨占尧，杨安民 00 例 M海科学技术出版社， 2008. 6林承全，胡绍平 M学工业出版社， 2008 . 7肖景容，姜奎华编 M械工业出版社， 2002. 8田嘉生，马正颜编 M空工业出版社， 1994. 9冲模设计手册编写组 M械工业出版社 ， 1988. 10王孝培 M械工业出版社， 1998. 11郑家贤编著 M械工业出版社， 2005. 12付宏声主编 M学工业出版社， 2005. 13齐克敏，丁华主编 M金工业出版社， 2006. 14卢险峰编著 M械工业出版社， 2000. 15郝滨海编著 北京：化学工业出版社， 2004 三、工作计划 阶段 工作计划 起止日期 初期 收集相关资料，翻译有关机械方面的外文资料，对制件进行工艺分析（结构特征，性能，及成型工艺分析）选择合适的材料，绘制标准零件图，并根据零件图对工件的形状，尺寸，精度等级，表面粗糙度，材料和热处理等技术要求进行分析 撰写开题报告 2013/1/10 ：确定工序种类， 工序数目和顺序，确定模具类型，确定送料方式，确定合理的排样和工序间尺寸等 2. 工艺计算与设计：确定毛坯尺寸，形状，工序间尺寸，各工序力的计算，排样图和工序件图的设计等 3. 选择冲模类型和结构形式：确定凹凸模结构形式，固定方式和镶拼方式，毛坯的送进，导向，定位形式，毛坯和零件的压料，卸料形式，零件的取出和废料的排除方式，模架及导向形式，弹性元件的种类和形式，模具的起重形式，模具安装的定位与紧固形式 4. 确定压力机型号与模具安装尺寸 5. 绘制冲模装配图（零件图尺寸，公差及技术要求的标注）进行强度校核 2013/4/1 2013/5/20 终期 完成论文编写，设计说明书编写，准备毕设答辩工作 提交毕业论文及相关资料 2013/5/212013/6/7 指导教师 王巍 2013 年 1 月 10 日 负责教师 王巍 2013 年 1 月 10 日 电表铁芯冲片 多工位级进模具设计 系 别 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 号 名 张红宇 指导教师 王 巍 负责教师 王 巍 沈阳航空 航天大学北方科技学院 2013 年 6 月沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） - I - 摘 要 此模具在对零件进行充分分析的基础上，最终将结构定为多工位级进冲压。在级进模上，根据冲压件的实际需要，按一定顺序安排了七个冲压工序（第一工位冲六 个小孔并充当接下来工序的导正孔，第 二工位 切豁 ，第三个工位切 下 豁，第四个工位切 槽 ，第五工位 切边 ，第 六 工位切断 ） 进行连续冲压。它不但可以完成冲裁工序，还完成了成型工序，此零件在一副模具上完全形成，不但提高了生产效率，而且同时避免了多个模具冲裁时多次定位造成的误差，进而提高了零件的精度。操作起来十分方便，而且大大减少了多个单工序模带来的材料损耗。 件的使用使得模具的结构更加立体，显而易见 。 关键词 ： 级进模设计 ； 多工位； 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） - he in on of as In to of to a of It as a , is in a by of of to 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） - 目 录 摘 要 . I . 录 . 绪论 . 1 压概述 . 1 压 的应用 . 1 压的基本工序 . 1 具的发展 . 2 具 术 . 3 2冲压工艺分析及方案的确定 . 5 件工艺分析 . 5 件外形尺寸 . 5 件的材料性能 . 6 件的工艺分析 . 6 具类型的确定 . 6 样方案的选择 . 8 样搭边的取值 . 8 料利用率的计算 . 9 计排样图 . 10 样方案的确定 . 11 具压力中心的确定 . 11 3工艺计算 . 12 裁力的计算 . 12 凹模刃口尺寸计算 . 14 4 模具零件的设计 . 17 凹模的设计 . 17 模的结构和固定形式 . 17 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） - 模长度的确定 . 18 模强度校核 . 19 模结构设计 . 20 料系统设计 . 20 料板的设计 . 20 料螺钉及弹簧 . 21 料钉 . 21 正钉 . 22 料装置 . 22 架结构设计 . 23 5冲压设备选择 . 25 6模具材料的选择 . 26 7 模架选取及闭合高度确定 . 27 架选取 . 27 定闭合高度 . 27 G 三维建模结构 . 27 8总结 . 28 参考文献 . 29 致谢 . 30 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 1 1 绪论 压概述 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实 现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 压 的应用 进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。 现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全 、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。 冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式 计算机集成制造系统 把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新的高度。 压的基本工序 由于冲压加工的零件种类繁多，各类 零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 2 生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚 至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合 级进三种组合方式。 复合冲压 在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压 在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合 在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、 弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分 组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 具的发展 模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的 高技术密集型产品，也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。目前我国模具工业的发展步伐日益加快， “ 十一五期间 ” 产品发展重点主要应表现在 ： 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 3 （ 1）汽车覆盖件模； （ 2）精密冲模； （ 3）大型及精密塑料模； （ 4）主要模具标准件； （ 5）其它高技术含量的模具。 目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的 40%以上 2，但在整个模具设计制造水平和标准化程 度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模 具相比，存在一定差距。 具 术 冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。 20 世纪 60 年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。 模具 改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化 4。模具 术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 4 在级进模 展应用方面，本世纪初，美国 司与我国华中科技大学合作在 为 件平台上开发出基于三维几何模型的级进模件 软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块。具有特征识别与重构、全三维结构关联等显著特色，已在 2003 年作为商品化产品投入市场。与此同时，新加波、马来西亚、印度及我国台湾、香港有关机构和公司也在开发和试用新一代级进模 统。 我国从上世纪 90 年代开始，华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模 统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在 件平台上开 发出基于特征的级进模 括板金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程 5 个模块。上海交通大学为瑞士法因托（ 冲公司开发成功精密冲裁级进模 统。西安交通大学开发出多工位弯曲级进模 统等。近年来，国内一些软件公司也竞相加入了级进模统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的级进模系统 士康公司开发的用于单冲模与复合模的 统 。 展望国内外模具 术的发展，本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交叉之广前所未见。今后 10 年新一代模具 统必然是当今最好的设计理念、最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物，其特点将反映在专业化、网络化、集成化、智能化四个方面。主要表现在： （ 1）模具 专业化程度不断提高； （ 2）基于网络的 体化系统结构初见端倪 ； （ 3）模具 智能化引人注目； （ 4）与先进制造技术的结合日益紧密。 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 5 2 冲压工艺 分析及 方案的确定 该零件生产属于大批量生产，零件结构紧凑，冲裁壁厚 不大 （为 成形过程相互干涉，在复合模中难于实现；若用简单的落料、冲孔、模等单工序模也可达到冲压要求，。为减少零件在生产中的多次定位对其精度和生产率的影响，一要产品批量较大，对零件的一致性要求较高，二是具有良好的弯曲和冲裁性能，经过反复比较，适宜采用较为复杂的多工位级进模制造。 件工艺分析 该工件为支撑件，材料为 08#钢， 厚度 t=差等级为 。 件外形尺寸 工件图 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 6 件的材料性能 表 08#钢 ）的机械性能 材料名称 牌号 抗剪强度 抗拉强度 延伸率 屈服点 弹性模数 08#钢 60300 10% 480N/10000N/ 件的工艺分析 从总体上看该零件有多处冲孔。该零件材料回 08#钢，厚度 t=度等级为产批量为 30 万件。 因而从尺寸精度和材料方面分析比较适合用冲压加工。 具类型的确定 常见的模具形式可分为单工序模、复合模和级进模三种。确定模具形式，应以冲裁工件的要求、生产批量、模具加工条件为主要依据。 冲压生产批量与合理模具形式见 （表 1） ，单工序模、级进模和复合模的比较见 （表2） （表 1） 冲压生产批量与合理模具形式 批量 /（千件 / 每年） 项目 单件 小批 中批 大批 大量 大件 中件 小件 300 1000 5000 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 7 模具形式 简易模 单工序模 单工序模 简易模 级进模、复合模 单工序模 级进模、复合模 级进模、复合模 设备形式 通用压机 通用压机 高速压机 自动和半自动 通用压机 机械化高速压机 自动机 专用压机与自动 机 本设计工件产量为： 30N 万件 为大批量生产，级进模和复合模均可选用。可进行级进模和复合模具的实际生产比较，选择更加合适的模具类型，保证产品效率、质量和生产成本。 （表 2） 单工序模、级进模和复合模的比较 比较项目 单工序模 级进模 复合模 工件尺寸精度 较低 一般 ,以下 较高 ,以下 工件形位公差 工件不平整 ,同轴度、对称度及位置度误差大 不太平整，有时要较平，同轴度、位置度误差较大 工件平整，同轴度、对称度及位置误差大 冲压 生产率 低，冲床一次行程内只能完成一个工序 高，冲床在一次行程内能完成多个工序 较高，冲床在一次行程内可完成两个以上工序 实现操作机械化、自动化的可能性 较易，尤其适合多工位冲床上实现自动化 容易，尤其适应于单机上实现自动化 难，工件与废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械化操作 对材料的要求 对条料宽度要求不严，可用边角料 对条料或带料宽度要求严格 对条料宽度要求不严，可用边角料 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 8 生产安全行 安全性较差 比较安全 安全性较差 模具制造的难易程度 较易，结构简单，制造周期短，价格低 形状简单件，比 用复合模制造难度低 形状复杂件，比用级进模的制造难度低 应用 通用性好，适合中、小批量生产和大型件的大量生产 通用性较差，适合于形状简单，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生产 通用性较差，适于形状复杂、尺寸不大、精度要求较高件的大批量生产 通过以上关系比较，此零件是大批量生产，且生产效率要求很高。故采用多工位级进模具进行加工。 该冲裁件包括冲孔、落料、成形 三 个基本工序 ,可采用的冲裁方案有单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种 因此采用单工序需要模具数量较多 ,生产率低 ,所用费用也高 ,不合 理 ;若采用复合冲 ,可以得出冲件的精度和平直度较好 ,生产率较高 ,但因零件的孔边距太小 ,模具强度不能保证 ;用级进模冲裁时 ,生产率高 ,操作方便 ,通过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题 ,根据以上分析 ,该零件采用级进冲裁工艺方案 . 样 方案的选择 排样是多工位级进模设计的关键，它具体反映了零件在整个冲压成形过程中，毛坯外形在条料上的截取方式及与相邻毛坯的关系，而且对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响 。 样搭边的取值 搭边尺寸影响了材料的利用率和冲压 产品的质量。过大的搭边会减小材料的利用率，增大成本。过小的搭边也会影响冲压件的质量。因此要选用合理的搭边尺寸。 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 9 根据对零件的尺寸的分析，最后确定搭边值 a= 料利用率 的计算 排样是在保证工件质量的前提下，主要考虑如何提高材料的利用率，而衡量排样经济性的标准是裁量的利用率，即实际面积 的比值 : =100% 式中： 用材料的面积的，包括工件面积和废料面积。 2 2 2125 0 1 4 4 3 6 1 4 4 4 7 . 5 (1 2 6 3 6 5 0 ) 4 1 3 8 7 5A r r m m 条料宽度 1 2 6 9 2 1 4 4b m m 进距 1 2 6 9 9 1 4 4h m m 材料利用率 1 1 3 8 7 51 0 0 % 6 5 . 1 %1 4 8 1 4 4 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 10 计 排样图 根据上述分析，冲压如图所示的零件的级进模分为 6 个工位。 第一工位：冲定位孔及零件圆孔。 第二工位：冲 上部 余料。 第三工位 ： 冲中间余料。 第四工位 ：冲下面余料 。 第五工位 ：冲下部两侧余料 。 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 11 第六工位 :落料 。 样方案的确定 方案一 : 纵向排样，先冲定位孔，圆孔，冲中间余料剪切落料。 方案二： 横向排样，先冲定位孔圆孔冲中间余料剪切落料。 经过分析比较， 横向 材料利用率最高，生产效率快，但工位模具较多，加工复杂，成本过高。 具压力中心的确定 冲模的压力中心就是冲裁合力的作用点。小的冲模模柄应和压力中近似重合。否则会产生偏心冲击，形成偏心载荷，使冲裁间隙波动，冲模刃口磨损不均匀，影响冲件的质量和模具寿命。在大型级进模设计中，不使用模柄于冲床连接，而直接用螺栓进行安装，计算冲裁力压力中心以方便设计校核和实际安装，生产调试之用。 1019 7 9 6 . 7 5 2 3 6 9 7 9 6 . 7 5 2 1 4 3 . 3 3 7 6 6 5 2 3 7 . 6 1 9 0 9 4 4 3 1 1 . 6 1 9 0 9 4 4 4 5 9 . 4 1 0 2 6 4 8 6 0 7 . 6 1 6 8 4 8 7 5 5 . 6 2 4 4 6 1 6 9 7 7 . 69 7 9 6 . 7 5 4 3 7 6 6 5 1 9 0 9 4 4 2 1 0 2 6 4 8 1 6 8 4 8 2 4 4 6 1 6 1010m 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 12 3 工艺计算 裁力的计算 b冲经查表得材料的 00 1 1 8 1 图 孔图 7 7 2 图 大孔图 0 03 9 0 9 4 3 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 13 图 切豁图 4 图 落料图 4 4 6 1 623 0 5 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 14 图 豁 图 故 8 1 7 2凹模刃口尺寸计算 冲压制件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，合理间隙的数值也必须靠模具的刃口尺寸来保证。因此，正确确定模具刃口尺寸极其公差，是设计冲模的主要任务之一。 此套模具采用图凸模配作法制造。 (1）冲 2孔凸凹模尺寸： 冲孔以凸模为基准，凸模磨损后变小尺寸记为 A 类按公式 0( (3X= T 为凸模制造偏差，通常取4T。 0 0 6 证双面间隙 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 15 （ 2） 冲 T 形孔凸凹模尺寸 0 模磨损后不变尺寸记为 B 类按公式。 ) 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，保证双面间隙 （ 3） 冲矩形孔凸凹模尺寸 0 6 16( 配作，保证双面间隙 （ 4） 冲大凸形孔凸凹模尺寸 0 6 25( 文） 16 0 6 2 6 2 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，保证双面间隙 (5） 冲小凸形孔凸凹模刃口尺寸 0 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，保证双面间隙 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 17 4 模具零件的设计 凹模的设计 由于冲件的形状和尺寸的不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦有所不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式也就有很多种形式。一般冲裁凸模的形状是由产 品的形状决定的，它可以采用直身结构也可采用加强型结构。主要的固定方式有：台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定以及粘结剂浇注法固定等 。 本设计中采用用圆形 、 方形 和异形 形式的凸模，材料选用 火硬度要时表面可进行渗氮处理。圆凸模可采用高精度外圆磨床加工，异形凸模可以采用慢走丝线切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一种方法，可以获得高尺寸精度、高表面加工质量。 圆 凸模固定方式如图所示：凸模以过渡配合固紧在凸模固定板上，顶端形成台肩，以便固定，并保证在工作时不被拉出 ，安全可靠。 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 18 异形凸模固定方式如图所示：凸模端面磨平以过度方式压入凸模固定板上，并螺钉固定。 凸模工作部分的长度应根据模具的结构来确定。一般不宜过长，否则往往因纵向弯曲而使凸模工作时失稳。致使模具间隙出现不均匀，从而使冲件的质量及精度有所下降，严重时甚至会使凸模折断。 根据模具设计结构形式，凸模的长度为 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 19 式中， 凸模的长度（ 1H 凸模固定板的厚度（ 它取决于冲件的厚度 t，一般在冲制 t板料时，取 15 20 t=，取 2025里取 1H =20H 卸料板的厚度（ 取； 2H =25H 卸料 板 垫板 的厚度（ 取3H=24 附加长度（ 主要考虑凸模进入凹模的深度（对于冲裁凸模取 1于压弯凸模根据零件弯曲高度取 20及模具闭合状态下卸料板的到凸模 固定板间的安全距离（取 20 将各数据代入式（ 4得： 冲裁凸模长度 L=25+20+35+1=81曲 凸模长度 L=25+20+35+4=84凸模强度校核 冲裁时凸模因承受了全部的压力，所以它承受了相当大的压应力。而 在卸料时，又承受有拉应力。因此，在一次冲裁的过程中，其应力为拉伸和压缩交变反复作用。在一般情况下，凸模的强度是足够的，因此没有必要作强度的校核。但针对本过电片零件特点，其中有的凸模断面尺寸很小，因此必须对相应凸模的强度 包括凸模的最小断面（危险 断面）的承压能力和抗弯能力进行校核。 （ 1）凸模承受能力的校核 对凸模最小断面上的承受能力进行计算时，必须使冲裁力小于或等于危险断面所允许的最大压应力。由 文献 查得，对于材料为 10#钢 的冲件，最小的允许凸模相对直径（ ） 大于 该模具中凸模刃口最小 直径为 d/t=3 故凸模承受能力满足要求。 沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文） 20 式中， 凸模