接线座冲裁弯曲级进模及其计算程序的设计

MACROBUTTONMTEditEquationSection2SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\r1\hSEQMTChap\r1\h图书分类号：密级：毕业设计(论文)DESIGNTERMINALBLOCKPROGRESSIVEDIESTAMPINGANDBENDCALCULATIONPROGRAM毕业设计(论文)PAGEIII学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，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。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要本次毕业设计的主要任务是某接线座零件的冲压工艺方案和该零件级进模总体结构方案的设计以及弯曲力VB程序的设计。通过查阅有关资料文献，对接线座零件进行工艺方案分析，选择多种工艺方案比较其优缺点，然后确定符合既定条件的最佳方案，再进行工艺与设计的相关计算。此次设计剖析了设计过程中的一些难点要点，介绍了模具主要零部件的设计过程，以及某些非标准零件的使用特点。阐述了多工位级进模设计过程中的注意事项，以使产品达到条件要求。然后以此为基础，根据接线座零件的结构，在此次设计中介绍了零件的结构特点、工艺方案的设计、排样图、冲压力的计算以及模具凸凹模尺寸。分析冲模模架的基本类型，讨论了冲模模架的基本要求，对模具主要零件进行了分析设计，完成了模具结构的总体设计。关键词接线座；级进模；模具设计；VB程序AbstractThegraduationprojectmaintaskistodesignanddesignbendingstrengthofawireholderVBprogrampartsstampingprocessplanandtheprogressivediepartoftheoverallstructureoftheprogram.AfterareviewofrelevantliteraturedataonpartsTerminalBlockProcessPlanning,selectavarietyoftechnologysolutionstocomparetheiradvantagesanddisadvantages,andthendeterminethebestplanmeettheestablishedcriteria,thentheassociatedcomputingtechnologyanddesign.Thedesignanalysisofthedesignprocesssomedifficultpoints,describesthemainpartsofthemolddesignprocess,aswellastheuseofcertaincharacteristicsofnon-standardparts.Itdescribesthemulti-positionprogressivediedesignprocessprecautionstomaketheproductsmeetconditionsrequire.Thenonthisbasis,accordingtothestructureofpartsTerminalBlock,inthedesignofthestructurecharacteristicsdescribedpartsofthedesignprocesstheprogram,nestingmap,punchingpressurecalculationsandmoldpunchanddiesize.Thebasictypediemoldanalysis,discussesthebasicrequirementsofdiemold,themoldmajorpartsoftheanalysisanddesign,tocompletetheoveralldesignofthemoldstructure.KeywordswiringunitprogressivediemolddesignVBprogram毕业设计(论文)PAGE11目录摘要 IAbstract II目录 I1绪论 12接线座接触片工艺分析 32.1接线座零件介绍 32.2工艺分析 32.2.1工件材料 32.2.2工件形状结构 42.2.3工件尺寸精度 43冲压工序方案的制定 53.1制件冲压工艺分析 53.2工艺方案的制定 63.3排样图的设计 73.3.1毛坯展开尺寸计算 73.3.2排样设计 83.3.3排样图的确定 103.3.4材料的利用率 114冲裁模间隙及凸、凹模尺寸的计算 124.1凸、凹模间隙 124.2凸、凹模尺寸的计算 124.2.1尺寸计算原则 124.2.1尺寸的确定 135冲压工艺中的力学计算 185.1冲裁力的计算 185.2弯曲力 185.2.1弯曲力的计算 185.2.2弯曲的回弹 195.3卸料力和推件力的计算 205.4总冲压力及压力机选择 205.5压力中心 216模具结构设计 236.1工作零件设计 236.1.1凸模的设计 236.1.2凹模的设计 256.1.3凸模固定板和垫板 276.2定位零件 286.3卸料装置 306.4模架 317弯曲力VB程序的设计 347.1设计VB程序的意义 347.2VB程序设计 34结论 37致谢 38参考文献 391绪论改革开放以来，国民持续经济快速发展，人们生活水平大大提高，所需工业产品的品种和数量在不断在增加，且产品更陈迭代的速度日益加快。作为一种制造业中特殊的工艺装备，模具在国民经济中扮演着越来越重要的角色。从某种意义上来说，一个国家工业发展水平的高低从模具工业在这个国家发展的先进程度可见一斑。如航空航天、电子、通讯、汽车、军事、节能环保等我国重点发展行业的产品，其中80%以上的零部件的加工成型是由依靠模具完成的。人们日常生活接触到的：手表、电话、电脑、彩电、儿童玩具等，大到飞机大炮、火车轮船，小到回形针挖耳勺的加工，都离不开模具。由于模具本身的特点，模具行业聚集了大量的资金、先进技术以及大量的高素质人才，创造出很高的社会效益，现代模具产业已经成为高科技创新技术产业不可缺少的一个重要部分。信息化、高速化生产、大型化、集成化与高精度化是模具技术未来主要的发展方向。大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，是模具发展的重点，特别是计算机模拟板材成形过程技术。模具CAD、CAM技术应该朝着智能化、宜人化和网络化发展，提高模具CAD/CAM系统水平和其专业化程度是发展大趋势。为了发展CAD/CAE/CAM技术应用水平，发展建设完备的模板库和发展开发专家系统，采取措施以提高软件的实用性。从模具的加工技术来看，目前高速加工和精密加工是主要发展点。当前，高速加工技术主要是高速铣削、高速抛光、高速处理能力和快速制模技术。目前，高精密加工精密模具零件的开发为1μm或更小，各种精密机械加工的表面粗糙度Ra≦0.1μm。制定通用标准，提高模具的标准化程度，提高模具标准件生产能力完善供应链是模具技术发展的重点。为了增加模具耐磨性提高使用寿命，表面超硬技术处理以及各种表面处理是发展的重点。对于模具制造、系统集成、工程、快速及计算机应用技术，构成一个全面的综合的解决方案，提供模具研发和模具制造一体化服务，全方位提高模具的设计和制造质量，这是未来一段时间内冲压模具的发展大方向。多工位级进模起源于单工序冲压模具，是在其基础上发展而来的多工序集成模具，是冲压模具中的一种，能够在压力机一次行程过后，在一副模具中实现多个单工序模具才能完成的多种冲压工序，如冲裁、弯曲、拉深等，较难加工的型孔和复杂的零件可以分解为容易加工的冲压。比较来说，单工序模具的冲压难度要比多工位级进模大得多，因而可以用一副级进模冲压完成复杂的零件，并且能够实现高机械化无人看管下的高速冲压。多工位级进模可以采用高耐磨高强度优质材料制造，并采用当代先进的高精度高效率数控制模设备和科学合理的加工工艺来完成模具的加工。因此，高效率、寿命长、高精度是其最重要的特点，为生产制造节约了大量成本，是实现大生产的最优选择。由于多工位级进模的先进性，国家“十一五”规划将其列为重点发展模具之一。当前，国内工位级进模的设计与制造技术和能力已有一定水准，长三角和珠三角一些企业生产的产品已具有比较高的水平，但大部分企业仍与以欧美日为代表的世界先进水平存在较大差距。由于制造业对多工位级进模的需求量大，而国内企业生产的高标准高质量的产品较少，所以多工位级进模进口量很大。本次课题名称为：接线座金属片冲裁弯曲级进模及其计算程序的设计。要求：根据零件的结构特点和生产批量，先对冲压工艺方案和模具总体结构方案进行设计分析，再进行冲裁弯曲级进模具相关计算通用软件的开发，完成本设计相关设计计算，最后绘制出模具总装图和主要零部件的零件图。意在：（1）运用机械专业所掌握的理论知识，结合模具生产实践，进行一次全面的模具设计的专项训练，提高学生搜索资料、独立完成任务的能力，熟悉简单零件冲压模具的设计步骤；（2）巩固冲压课程知识，在设计中发现重点难点，发现不足，丰富并扩充模具设计方面知识；（3）较为熟练掌握含有冲裁和弯曲工艺制件的简单级进模设计，例如排样图设计、工位安排、相关计算等，培养查手册的意识；（4）根据制件形状大小和结构特点能够选择合理的模具结构并分析其优势；（5）通过本次毕业设计，能够对模具行业有初步了解，了解模具发展现状和国内模具行业的机遇与挑战，知晓模具发展的技术难点和发展趋势。2接线座接触片工艺分析2.1接线座零件介绍图2-1接线座零件图零件名称：接线座金属片零件材料：H62黄铜零件厚度：1.5mm加工数量：50万件，大批量2.2工艺分析2.2.1工件材料H62黄铜，其中62表示铜的平均含量是62%。其具有良好的机械力学性能，无论热态还是冷态下都具表现出很好的塑性性能，易于切削和焊接。具有较强耐腐蚀性，但在强腐蚀下也易产生裂纹。H62普通黄铜价格便宜，应用范围十分广泛。四六黄铜H62，由于室温下β相的硬度要比α相大很多，所以H62制件能承受较大载荷。H62黄铜延展性好，在冲压加工工艺中适合拉深和折弯，可制成含拉深或折弯工艺的零件，如销钉、铆钉、垫圈、螺母、插头接线片、气压表弹簧、筛网、散热器等。接线座金属片材料要求具有良好的导电性，即电导率要高、电阻要小，所以采用的材料铜含量越高越好，但综合考虑经济因素以及硬度耐磨性等力学性能影响，H62普通黄铜无疑是一种符合强度要求经济性又好的材料。表2-1H62黄铜力学性能抗拉强度410-630/MPa伸长率（δ10/%）≥10 续表2-1维氏硬度（HV)105-175（厚度≥0.3）淬火前硬度105-175HV淬火后硬度36-42HRC2.2.2工件形状结构该零件为展开是长条形的冲压件，厚度为1.5mm，尺寸适中，从形状结构看，属于长条厚度较小的零件。由于H62黄铜具有良好的强度和延展性，可保证零件在冲压加工时不会产生裂隙。2.2.3工件尺寸精度此接线座金属片零件图中尺寸均为标注尺寸公差，属于自由尺寸，可见工件对尺寸精度要求一般。由于尺寸未标注公差，根据相关资料，取公差等级中的IT14级来确定工件的尺寸公差。由于厚度尺寸较小，可取IT11级公差等级。3冲压工序方案的制定3.1制件冲压工艺分析图3-1接线座三维图该制件形状简单，制件尺寸小，厚度不大，生产批量属于大批量生产，尺寸公差精度等级为IT14级。由制件的零件图分析可知：（1）制件两个∅4孔间距离要有一定控制；（2）制件有直角弯曲，加工中应保证回弹量满足要求；（3）制件尺寸偏小，要保证加工完取出工件的安全性；（4）加工批量为大批量，模具结构和类型应适当，以保证模具的寿命该零件带有两个圆孔，其弯曲形式大致为“L”形弯曲，除此之外并无其他特殊特征。主要的加工成型基本方法是：首先冲裁出圆形孔，然后进行弯曲工艺的加工。考虑到头部圆孔的位置和“L”形弯曲的位置距离比较近，经查阅资料进行先关验证，确定圆孔的位置不会受到弯曲变形的影响，所以先冲裁圆孔，完后进行弯曲是可行的。工件材料是H62普通黄铜，料厚1.5mm，厚度适中不偏薄，适合冲压。在进行废料切除时，为防止轮廓边缘产生毛刺、尖角，从而影响冲压件的精度，所以宜采用过切的方式，且有利于凸凹模的加工。该零件成形形状为“L”形，如果采用的排样方式是单排形式，那么弯曲时会产生侧向力，导致零件发生微量移动，进而影响零件精度。综合上述分析，该接线座接触片零件的形状结构、材料特性和精度要求均满足冲压加工条件，且冲压加工生产率高，可满足大批量生产的要求。3.2工艺方案的制定据零件形状分析，共有三种冲裁工序：冲孔、弯曲、落料。注重的方向不同侧重点不同，即可有不同的冲压方案。其冲压方案大致可以总结为以下几种：方案（1）落料——冲孔——弯曲采用单工序模具，逐一加工。方案（2）落料——弯曲——冲孔采用单工序模具，较方案（1）不同，落料后先弯曲，然后冲孔。方案（3）冲孔——切口——弯曲——落料复合模具冲压，在一个工位上完成全部工序。方案（4）冲孔——切口——弯曲——切断级进模冲压，一副模具多个工位完成全部工序。方案（1）和方案（2）为单工序模冲压。由于此制件尺寸较小，不易拿取，如果采用单工序冲压，取件放件非常麻烦，又增加了作业的危险性。且生产批量大，若采用单工序模冲压，取件放件消耗大量时间，造成生产率低，很难满足生产量的要求，所以不宜采用。方案（3）为复合模冲压。一般复合模在4个工序以下，过多的工序会使复合模结构过于复杂，难以制造模具零件，导致成本升高，冲头容易受限与制件的最小厚度，并使得一些内孔间距，孔间距和的更小的部分的边缘不适宜使用。由于小尺寸零件结构的影响，凹模壁厚会很小，导致模具不易进行装配，对正常使用造成较大影响，造成使用寿命缩短。因此，使用复合冲压，除了解决运行安全和生产率的问题，也产生了新的难题。因此，在这种情况下价值和作用不高，也不宜使用。方案（4）为级进模冲压。级进冲压是指压力机一次行程，冲压件于多个工位被同时加工多种冲压工序。级进冲压生产率高，易于实现自动化生产。此方案不存在方案（1）、方案（2）的加工效率低、安全性差的问题，又解决了方案（3）的复合模过于复杂的难点，所以采用级进模的方案（4）相对最为适宜。表3-1几种不同结构模具特点的比较模具种类特点单工序模每道工序只完成一种类型的加工，如冲裁、弯曲、落料等。模具结构简单，易于制造。操作简单。但生产效率低，无法满足大批量生产的要求。复合膜压力机一次行程，一个工位上可以完成多种类型的加工。生产效率高，一般不超过4个工序。模具生产组装难度相对比较大。级进模压力机一次行程，不同工位同时完成多道工序。生产效率高，使用范围广，便于实现生产制造的自动化。模具结构相对较复杂。3.3排样图的设计3.3.1毛坯展开尺寸计算图3-2毛坯尺寸相对弯曲半径为：当冲压件的弯曲角为90°时，毛坯长度可按以下公式进行计算：式（3.1）式中——表示内弯曲半径；——表示中性层位移系数；——表示材料厚度；表3-2板料弯曲时中性层位移系数x相对弯曲半径00.50.50.80.82233445位移系数x0.160.250.250.300.300.350.350.400.400.450.450.50取x=0.30，则L=17.5+7+1.57×（1+0.30×1.5）=26.78mm该零件宽度B为7mm，厚度t为1.5mm，所以，经过计算，该零件的毛坯尺寸为26.78mm×7mm×1.5mm。料宽的计算：式（3.2）式中————条料宽度的最大尺寸；————板料剪裁的下偏差；条料宽度取为60.0mm。3.3.2排样设计级进模排样是安排条料或带料分几步完成冲压加工的过程。排样的设计涉及多方面的内容，有模具工位数、材料的利用率、不同工序的顺序和凸凹模的强度等。排样设计不合理，将直接导致模具无法加工出合格的制件而报废。（1）采用分段切除方法从该冲压件的零件展开图来看，在一个工位上一次性冲裁掉全部废料理论上可以施行，但会导致凸模、凹模形状复杂，难于加工，凹模洞口间距过小会大大降低凹模的强度。因此，可以将冲切部分分段切除以避免上述问题。（2）条料的送进方式和定位方法该产品年产50万件，加工批量大，所以要采用高效率的送料方式。人工送料无法满足产量要求，所以采用高效的自动送料装置进行送料。条料的粗定位可以利用自动送料机来进行，精定位采用导料板。（3）步距的确定排样的步距应根据制件材料和条料厚度来进行，取搭边值时不仅要参考相关经验数据，更要结合本模具的强度要求。送料的步距等于制件宽度与工件间搭边值之和。工件之间搭边值取=3mm两侧搭边取=1.5mm中间搭边值取=3mm因此，送料的步距S=7+3=10mm（4）排样形式根据条料上冲裁件的布置形式，排样方式有直排、单行排、多行排、斜排等。由该制件零件图可以看出，排样方式适宜采用双排形式。采用双排排样可以消除弯曲时的侧向力矩，当单排或直排排样时，弯曲产生的侧向力矩会影响模具加工稳定性，双排排样则抵消了侧向力产生的力矩，从而保证零件的加工精度。材料利用率增加且可以提高生产效率。（5）载体的形式载体的作用是送料机送料时支撑工件前进。该模具用到的载体形式是中间载体和双侧载体。获取制件时，即冲切载体也冲切制件，采用漏料方式分别离开模具。（6）多工位级进模的步距公差步距公差是影响零件加工精度的重要因素。步距公差可以借助经验公式进行计算，其经验公式为：式（3.3）式中———步距对称偏差值；————冲裁件宽度尺寸提高三个公差等级后的公差值；n————工位数；K————修正系数，查表取K=1。故=0.024即这幅模具的步距对称偏差为(7)条料的定位误差条料定位亦是影响零件加工精度的重要因素。其计算公式为：式（3.4）式中———条料定位累积公差；T————级进模的步距公差；n————工位数；C————精度系数，一般取C=1/3故==0.042即该条料的定位积累公差为0.042图3-3普通冲裁搭边值3.3.3排样图的确定排样图如下图所示图3-4接线座零件排样图考虑到不同工序凹模之间的安全距离，故设计七个工位，中间留有两个工位为空步，以满足凹模的强度要求。3.3.4材料的利用率一个步距内冲压件零件的面积与坯料面积的比值叫做材料的利用率，它是衡量加工是否浪费、面积结构是否合理的重要参考依据。单个步距的材料利用率为式（3.5）式中A———一个步距内冲压件面积；B———条料宽度；S———步距；由此，η值越高，代表更高的材料利用率，表示浪费越少。废料可分为结构废料和工艺废料。结构废料工艺废料取决于所选取的搭边值大小、排样的设计形式以及冲压工艺的顺序等。因此，排样是否合理不但影响模具结构和质量，还将直接影响到材料利用率和制造成本。因此，在进行排样时应把以下问题考虑进去：(1）保证零件性能情况下，微调零件形状以提高材料利用率。(2)使模具结构简单，易于加工制造，寿命高(3)操作简便且安全性高所以材料利用率：毕业设计目的是综合运用大学的课程知识，在训练中提高处理实际问题的能力，并能够解决一定的实际问题。此次毕业设计集合了工艺选择、模具设计、工艺绘图等三个方面综合的设计。1.介绍了级进模的概念和本次接线座冲裁弯曲级进模的设计内容和要求。2.对该接触片零件进行了工艺分析，包括对材料、形状结构及尺寸精度三个方面的分析，熟悉了该制件特点。3.分析了零件的冲压可行性，并制订了该制件的冲压工艺方案：采用冲裁弯曲级进模加工。工序步骤为：冲孔—切侧刃—冲废料—弯曲—切断。根据工序步骤设计出了排样图，并确定了条料料宽为60mm。4.进行了冲裁和弯曲凸、凹模刃口