嵌件板級進模設計

I 摘 要 近年來，隨著我國汽車、家電工業(yè)的高速發(fā)展，對于模具工業(yè)，尤其是冷沖模具提出了越來越高、越來越科學的要求。 多工位級進模是在普通級進模的基礎上發(fā)展起來的一種高精度、高效率、長壽命的模具，是技術密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。 一副級進模在一次沖壓動作中可在模具不同工位進行不同的沖壓操作。 這些在通過模具的帶料上同時進行的沖壓動作制造出零件。每個工位可進行一個或多個操作，但要生產(chǎn)出完整的零件條料必須經(jīng)過每一個工位。而零件依靠零件之間的載體輸送到各個工位，并在最后一個工位進行切除。 本設計對嵌件板 進行的級進模設計，通過對級進模沖壓成型的工作原理，以及根據(jù)級進模定位零件的特征對鐵片進行加工。同時利用 Auto CAD 軟件對制件進行設計繪圖。明確了設計思路，確定了沖壓成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算。并繪制了模具的裝配圖和零件圖。 關鍵詞： 級進模；沖壓； AutoCAD II Abstract In recent years, as Chinas automobile, hose-appliance industry, the rapid development of the mold industry, especially Die with higher and higher, more scientific requirements. Multi-position into modules are o-level into mode in the developed on the basis of a kind of high precision, high efficiency, long life mold, is an important representative of technology-intensive mould, is one of stamping development direction.A progressive die performs a series of fundamental sheet metal operations at two or more stations in the die during each press stroke. These simultaneous operations produce a part from a strip of material that moves through the die. Each working station performs one or more die operations, but the strip must move from the first station through each succeeding station to produce a complete part. Carriers, consisting of one or more strips of material left between the parts, provide movement of the parts from one die station to the next. These carrier strips are separated from the parts in the last die station. The design of the Insert plate of the progressive die design, through the progressive die stamping works, and locate parts progressive die based on the characteristics of the Iron tablets for processing. While using Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation.And the mapping of the mold assembly and part drawings. Key words: progressive die； press； AutoCAD III 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 目 錄 . III 1 緒論 . 1 1.1 本課題的研究意義 . 1 1.2 我國級進模的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 2 沖壓工件的工藝分析及排樣圖設計 . 2 2.1 工藝分析 . 2 2.2 排樣圖設計 . 2 2.3 壓力中心的計算 . 4 3 設計過程中的主要計算 . 6 3.1 步距及條料標稱寬度的計算 . 6 3.2 沖 孔 . 6 3.2.1 沖裁力，卸料力，推件力計算 . 6 3.2.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計算 . 7 3.3 以兩個 的孔導正切邊 . 8 3.3.1 沖裁力，卸料力，推件力計算 . 8 3.3.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計算 . 9 3.4 以導正孔導正壓錐角 . 10 3.4.1 壓印力，卸料力，推件力計算 . 10 3.4.2 凹模，凸模刃口尺寸公差計算 . 11 3.5 沖外型、落料 . 11 3.5.1 沖裁力，卸料力，推件力計算 . 11 3.5.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計算 . 12 3.6 側(cè)刃 . 13 3.6.1 沖裁力，卸料力，推件力計算 . 13 3.7 導正銷尺寸 . 14 3.7.1 導正銷工作部分直徑 . 14 3.8 空位 . 14 4 模具結(jié)構(gòu)總體設計 . 15 5 模具主要零件設計 . 16 5.1 定位裝置 . 16 5.2 卸料裝置： . 16 5.2.1 彈性元件 . 16 5.2.2 卸料 板 . 18 IV 5.2.3 卸料螺釘 . 18 5.3 固定機構(gòu)的設計 . 19 5.3.1 板類零件的定位連接 . 19 5.4 凸 ,凹模的設計 . 19 5.4.1 凹模 . 19 5.4.2 凸模 . 22 5.5 固定零件 . 28 5.5.1 模柄 . 28 5.5.2 固定板與墊板 . 28 5.5.3 模架 . 28 5.6 導向零件 . 29 5.7 壓力機的選擇 . 29 6 模具材料的選取 . 31 6.1 凸凹模材料的選擇 . 31 6.2 其它主要零件材料的選取見下表 . 31 設計總結(jié) . 32 致謝 . 33 參考文獻 . 34 嵌件板級進模設計 1 1 緒論 1.1 本課題的研究意義 在工業(yè)生產(chǎn)中許多機器零件 都 普遍 地 采用 了 模具沖壓成形的工藝方法， 這 就 有效的保證了 所得 產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率， 不但 使操作技術 更 簡單化，還能省料，節(jié)能， 從而 獲得 更 顯著的經(jīng)濟效益 。 據(jù)不完全統(tǒng)計，在汽車、農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中 沖壓件 占 75 80， 在電子產(chǎn)品中沖壓件占 80 85， 在輕工業(yè)產(chǎn)品中 沖壓件 占 90以上， 而在 航天航空工業(yè)中沖壓件 也占 很大的比例。 尤其 是人類生活越來越富裕的今天，工廠自動化、辦公自動化、 家庭自動化已走 進我們的生活。想要 推動新的產(chǎn)業(yè)革命 往 更深入、更高階段發(fā)展 ，那 沖壓成形工藝 和 模具 就 是不可缺少的 極 重要的推動力之一。由此可 知 ，沖壓成形 工藝 和 模具在國民經(jīng)濟中 所具有 的作用和意義是 非常 重要的。級進模得到了 很 廣泛的應用，在各類 的 冷沖模具中，級進模所占 的 比例為 27 1。 級進 模的概念：級進模又稱連續(xù)?；蛱侥?。級進模有兩個或兩個以上的工位，在沖床的一次行程中，在模具的各個工位上同時完成兩個或兩個以上不同的加工。條料在模具內(nèi)向前送進過程中，經(jīng)各工位逐步?jīng)_切，至最終工位形成產(chǎn)品零件。在壓力機的每次沖程中，級進模至少沖出一個零件 2。 級進模的功能：一般零件的成形由多個工序組成，級進模設計中首先應將零件的成形工序分解，然后對工序內(nèi)容進行組合排序，分別將確定的加工內(nèi)容安排在若干個等距離的工位上，每個工位完成零件的一部分加工，從而將一個復雜零件的加工變?yōu)槎鄠€簡單工序組的合成。沖壓加工過 程中，隨著沖床的連續(xù)工作，被加工材料（一般為條料或帶料）在級進模內(nèi)逐次向前送進，經(jīng)過多個工位逐步?jīng)_切后獲得一個完整的沖壓產(chǎn)品。一個復雜的零件用一副級進模即可完成沖制。在沖床的每次行程中，要從模具中沖出一個或數(shù)個產(chǎn)品零件（或半成品），模具是實現(xiàn)沖壓加工的載體。模具完成沖壓任務所必需的功能分為基本功能和輔助功能 3。 1.2 我國級進模的發(fā)展現(xiàn)狀 由于種種原因，我國模具工業(yè)和當前工業(yè)發(fā)展還很不適應。無論是在設計制造技術和生產(chǎn)能力方面，還是在管理 水平 方面，模具工業(yè)都遠遠不能滿足需求，它嚴重影響工業(yè)產(chǎn)品品種，質(zhì)量 和生產(chǎn)周期，削弱了其在國際市場上的競爭力。今年來，我國模具進口幅度呈大幅下降的趨勢，并有超億元的出口額。大型，復雜，精密，高效和長壽命模具也逐漸上了新的臺階，體現(xiàn)高 水平 制造技術的多工位級進模也越來越多，沖壓自動線，自動 沖壓技術也得到廣泛應用。我國模具行業(yè)的技術 水平 迅速提高，模具國產(chǎn)化已經(jīng)取得十分可喜的成績，這將對我國在國際市場的競爭能力和綜合國力的提高起到有力的促進作用 5。 無錫太湖學院學士學位論文 2 2 沖壓工件的工藝分析及排樣圖設計 2.1 工藝分析 圖 2.1 產(chǎn) 品圖 圖 2.1 嵌件板 是 電度表上的一個 沖壓 件。該零件的材料為純鐵 DT4，由于其表上的特殊性，該零件的設計特點是壓窩 120 度后，平面度要求高，底孔不能變形而且尺寸精度高。該件原 工藝 采用單工序沖裁與壓 120 度錐窩分開 加工 ，結(jié)果零件外形脹，尺寸超差大，卸料困難， M2.2mm 孔與形不對稱而且產(chǎn)效率低?；谝陨蠁栴}，決定用級進模生產(chǎn)該零件，采用沖孔 導正 切邊 導正 修孔 空位 落外形兼校形等工序， 這 樣既保證了零件質(zhì)量又提高生產(chǎn)效率。 2.2 排樣圖設計 多工位級進模設計中，排樣圖的合理正確與否，直接影響到制件精度及能否順利進行沖壓生產(chǎn)，并且關系到材料的利用率。因此，排樣圖是多工位級進模設計的依據(jù)，也是關鍵工作之一。在確 定排樣方案時，要綜合分析工件的沖壓方向，變形次序與相應的變形程度，并保證沖壓的可能性與加工工藝性。 設計排樣圖時需注意的一些問題 6： （ 1） 盡可能的減少工位數(shù)目，避免累積定位誤差； （ 2） 排樣圖上增設空位是解決模具強度和要求有一定空間設置裝置的好方法； （ 3） 包含的切邊，沖孔，切外形，切舌 ,彎曲，切斷彎曲等工序時，切斷彎曲工序應放在最后。其余應遵循先沖平面形狀后沖立體形狀的原則，這樣對沖壓時的進距有利； （ 4） 排樣時應注意增設工藝孔，例如切外形方孔先沖圓孔定位，切斷彎曲前先校形等均有利于成形； （ 5） 防止小凸模早期損壞或變鈍； （ 6） 設計排樣圖時應注意模具中心與壓力中心相一致； 嵌件板級進模設計 3 （ 7） 推桿位置應對稱布置，注意防止材料變形引起導正銷孔的位置變化，這點對薄料尤為重要。 基于上述原則，對此工 件的排樣圖作如下分析： 零件屬于中心型沖壓件。根據(jù)毛坯的形狀和尺寸，毛坯的排樣采用雙列排，這樣可以提高生產(chǎn)效率和材料利用率，模具體積也不會太大，采用標準模架。同時在正常情況下，即使采用手工送料，一副模具每日一班也足夠滿足生產(chǎn)的需要。 材料利用率： 模具的定距方式采用側(cè)刃和導正釘配合 定距 ，因此在調(diào)料兩邊要有一定寬度的載體來滿足側(cè)刃的沖切。 通過實用模具技術手冊， 中心搭邊值取 1.5mm，側(cè)搭邊值取 2mm，雙側(cè)載體的單側(cè)寬度取 4mm，這樣條料寬度為 37.6mm，沖壓步距為 6.6mm。 經(jīng)分析得出以下排樣圖設計的方案： 方案一：排樣圖如圖 2.2 所示，共有 5 個工位。 圖 2.2 排樣圖 第 1 工位：沖 4 個 的孔。 第 2 工位：用 2 個 的孔做導正孔導正沖外型。 第 3 工位：用兩個導正孔導正壓 120 度錐角并修孔。 第 4 工位：空工位。 第 5 工位：沖外型兼落料。 方案二：排樣圖如圖 2.3 所示，一共 6 個工位 無錫太湖學院學士學位論文 4 圖 2.3 排樣圖 第 1 工位：沖 4 個 的孔。 第 2 工位：用 2 個 的孔做導正孔導正切邊。 第 3 工位：用兩個導正孔導正壓 120 度錐角。 第 4 工位：由于壓角引起孔徑邊小，因此用導正孔導正修孔。 第 5 工位：空工位。 第 6 工位：沖外型兼落料。 分析比較方案一，方案二，可以看出方案一與方案二，方案二 將方案一的公位分解了，考慮到模具尺寸的設計大小，在滿足設計要求的情況下應選擇較小的尺寸設計，所以此模具的排樣圖采用方案一較佳。 2.3 壓力中心的計算 由于該零件是軸對稱零件，所以其重心在對稱中心線上。計算壓力中心時，僅考慮圖 9 示 方向的值。以條料邊緣與沖外型邊緣的延長線交線為坐標的原點。以下式中 分別表示壓力中心距離原點的坐標，單工序中圖形的輪廓線，工序中輪廓線的長度的總和。 由沖模設計與制造實用計算手冊可得各種沖壓力的壓力中心為： 嵌件板級進模設計 5 mmmmmmmm8.131 5 7 7 8 955.2 1 7 4 1 0 01 5 7 7 8 93.2 4 9 3 5 45.6 5 4 8 875.1 0 9 8 5 0 77 6 0 7 5 09 7 7 8 61 6 6 3 23 7 9 4 51 7 9 0 055.29 7 7 8 675.151 6 6 3 295.283 7 9 4 55.421 7 9 0 0 無錫太湖學院學士學位論文 6 3 設計過程中的主要計算 3.1 步距及條料標稱寬度的計算 由沖壓工藝與模具設計中的公式可計算步距及條料寬度 7。 步距： 式中 L零件的總長度 b延送進方向的搭邊值 條料寬度： 式中 D零件的最大寬度 (mm) a側(cè)搭邊 (mm) 3.2 沖 孔 3.2.1 沖裁力，卸料力，推件力計算 由實用模具 技術手冊表 1-1 查得電工用純鐵 DT4 的 =177Mpa8 式中： L沖裁件周邊長度 (mm) D沖裁件的直徑 (mm) 由實用模具設計手冊表 3-14 計算沖裁力為 式中： K系數(shù)，一般取 1.3 材料抗剪強度 Mpa t 材料厚度 =1.5(mm) 嵌件板級進模設計 7 卸料力： 由實用模具設計手冊表 3-15，查得 則 推件力：由實用模具設計手冊表 3-16，查得 ， n=1 總沖壓力： 3.2.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計算 由沖模設計應用實例附錄 D 查得沖裁件未注公差尺寸的極限偏差為 9： 由實用模具技術手冊表 3-17 查得， 由實用模具技術手冊表 3-11 查得， 滿足： 故凸，凹模采取分開加工的方法制造 沖 的孔： 無錫太湖學院學士學位論文 8 由實用模具技術手冊表 3-12 查得， 3.3 以兩個 的孔導正切邊 3.3.1 沖裁力，卸料力，推件力計算 由實用模具技術手冊表 1-1 查得電工用純鐵 DT4 的 由實用模具設計手冊表 3-14 計算沖裁力為 卸料力： 由實用模具設計手冊表 3-15，查得 則 推件力：由實用模具設計手冊表 3-16，查得 總沖壓力： 嵌件板級進模設計 9 =17499+2100+848 =20447N 3.3.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計算 由于凸凹模形狀復雜，因此凸凹模采用配合加工，先加工好凸模作為基準件，根據(jù)凸模的實際尺寸配合加工凹模。使它們保持一定間隙。 由實用模具技術手冊表 3-12 查得，非圓形 凸模 1 磨損后，刃口尺寸 AB， DE， GH， JK 變小，其中 AB=HG， DE=JK； 刃口尺寸 BC=FG=HI=LA 和 CD=EF=IJ=KL 變大。由此 以凸模為基準件配做凹 模，對應凹模尺寸為 凸模 2 磨損后，刃口尺寸