【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）簧片落料彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)沖壓工藝模具設(shè)計(jì)-機(jī)械工程

6 圖 書(shū) 分類(lèi)號(hào)： 密 級(jí)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 簧片落料彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) F 生姓名 學(xué)院名稱(chēng) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 指導(dǎo)教師 20*年 05 月 27 日 摘 要 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。彎曲是將板料、棒料、管材和型材彎曲成一定 角度和形狀的沖壓成形工序。 本文研究的是簧片落料彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。首先進(jìn)行工藝性分析，確定最佳加工工藝，并對(duì) 進(jìn)行工藝計(jì)算 ，根據(jù)工件的尺寸及結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，比如在彎曲過(guò)程中對(duì)于回彈值的確定等。 對(duì)主要結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核；最后又確定了落料、彎曲級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)型式，對(duì)零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核，并合理的選擇了壓力機(jī)。 關(guān)鍵詞 簧片；級(jí)進(jìn)模；沖壓工藝；模具設(shè)計(jì) is in of on to on to or to of a of is of to of in of of of of 州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 目 錄 摘要 . I . I 1 緒論 . 1 題研究的背景 . 1 壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) . 1 進(jìn)模的特點(diǎn) . 4 題研究的主要內(nèi)容 . 4 . 5 壓工藝分析 . 5 壓件的工藝分析 . 5 構(gòu)分析 . 5 工順序決定的的毛坯原則 . 5 壓方案設(shè)計(jì) . 6 定排樣圖 . 7 樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 7 樣圖設(shè)計(jì)原則 . 7 樣圖 . 7 3 計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備 . 9 料、沖壓級(jí)進(jìn)模的沖壓力計(jì)算和設(shè)備選擇 . 9 壓力的計(jì)算 . 9 用沖壓設(shè)備 . 10 模壓力中心的確定 . 10 具閉合高度的確定 . 10 、凹模設(shè)計(jì) . 11 裁凸凹模的設(shè)計(jì)原則 . 11 定凸、凹模間隙 . 12 、凹模刃口尺寸確定 . 13 裁模具的設(shè)計(jì)和設(shè)備的選擇 . 14 裁模的分類(lèi) . 14 模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 15 曲變形過(guò)程 . 16 曲質(zhì)量分析 . 16 曲工藝計(jì)算 . 20 4 模具的設(shè)計(jì)與裝配 . 24 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 位零件的設(shè)計(jì) . 24 料及壓料零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) . 24 料螺釘及其它零件的的選擇 . 25 架及導(dǎo)套、導(dǎo)柱選擇 . 26 具設(shè)計(jì) . 26 刃凸模 . 26 擇沖壓設(shè)備 . 28 壓設(shè)備的選用原則 : . 28 力機(jī)噸位和型號(hào)的選擇 . 29 力機(jī)的可用性分析 . 29 具總裝圖的繪制 . 30 具的裝配 . 31 結(jié)論 . 35 致謝 . 36 參考文獻(xiàn) . 37 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 1 緒論 題研究的背景 沖壓加 工作為一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，沖壓件在各個(gè)行業(yè)中均占有相當(dāng)大的比重，尤其在汽車(chē)、電機(jī)、儀表、軍工、家用電器等方面所占比重更大。沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性較好，所以具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀(guān)等特點(diǎn)。而且沖壓加工是一種商生產(chǎn)率、高材料利用率的加工方法。 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，模具制造已成為整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。在汽車(chē)、家電等行業(yè)，沖壓件所占的比重非常大。沖壓模具制造技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高 低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。為了適應(yīng)我國(guó)制造業(yè)迅速發(fā)展的需要，必須發(fā)展先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)，提高從業(yè)人員的素質(zhì)和能力。 /C A D C A E C A 它引入模具生產(chǎn)實(shí)際中，可以大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期， 提高生產(chǎn)效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。 (1)沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（ 等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性及可能 出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并通過(guò)在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前，國(guó)內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無(wú)模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá) 25度可達(dá) 7 級(jí)；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸模 或凹模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對(duì)于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對(duì)于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無(wú)模多點(diǎn)成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)已自主設(shè)計(jì)制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法 ，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時(shí)利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形。無(wú)模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以 /C A D C A E C A 快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化成形。 (2) 沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件 . 在沖模的設(shè)計(jì)制造上 ,目前正朝著以下兩方面發(fā)展 :一方面 ,為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自 動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備以及模具 /術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車(chē)覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前， 50 個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米，多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過(guò)程，還可完成焊接、裝配等工序。我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國(guó)際水平的精度 達(dá) 25 微米，進(jìn)距精度 23 微米，總壽命達(dá) 1 億次。我國(guó)主要汽車(chē)模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車(chē)覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國(guó)際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國(guó)外相比還存在一定差距。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù) 控測(cè)量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為 1500040000r/,加工精度一般可達(dá) 10 微米，最好的表面粗糙度 1 微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高 3 攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（ 60工；電火花銑削加工（又稱(chēng)電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的 火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、 /成系統(tǒng)、在線(xiàn)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線(xiàn)切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動(dòng)化程度已達(dá)到無(wú)人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到 300工精度可達(dá) 米，表面粗糙度達(dá) 1論文 ) 3 微米 ;精度磨削及拋光已開(kāi)始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線(xiàn)磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自 動(dòng)拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù) ;模具加工過(guò)程中的檢測(cè)技術(shù)也取得了很大的發(fā)展 ,現(xiàn)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外 ,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡(jiǎn)單操作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（ 樹(shù)脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用 過(guò)陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學(xué)開(kāi)發(fā)研制的“ M 型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)體制造 熔融擠壓成形的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計(jì)和制造，具有較好的價(jià)格性能比。一汽模具制造公司在以 /工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹(shù)脂澆注成形的樹(shù)脂沖模應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)轎車(chē)試制和小批量生產(chǎn)開(kāi)辟了新的途徑。 (3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn) 技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿(mǎn)足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動(dòng)線(xiàn)和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎?rùn)C(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá) 97% ；公稱(chēng)壓力為 250高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá) 2000 次 /上。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的 2000壓中心”采用 制，只需 5間就可完成自動(dòng)換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國(guó)惠特尼公司生產(chǎn)的 屬板材加工中心，在相同的時(shí)間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的 410 倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。 近年來(lái)，為了適 應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開(kāi)發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無(wú)需設(shè)計(jì)專(zhuān)用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、 能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來(lái)在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起來(lái)、國(guó)內(nèi)亦開(kāi)始使用的沖壓柔性制造單元（ 沖壓柔性制造系統(tǒng)（ 表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢(shì)。 統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類(lèi)存放系統(tǒng)、自動(dòng)上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過(guò)程完全由計(jì)算機(jī)控制，車(chē)間實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)無(wú)人控制生產(chǎn)。同時(shí)，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。 (4)沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn)，徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%80%，模具廠(chǎng)只需設(shè)計(jì)制造工作零 件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)化程度越不定期越高，分工越來(lái)越細(xì)，如目前有模架廠(chǎng)、頂桿廠(chǎng)、熱處理廠(chǎng)等，甚至某些模具廠(chǎng)僅專(zhuān)業(yè)化制造某類(lèi)產(chǎn)品的沖裁?；驈澢＃@樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái)也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)廠(chǎng)家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。但總體情況還滿(mǎn)足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在 40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠(chǎng)家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì) 量也還存在較多問(wèn)題。另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷(xiāo)售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。 進(jìn)模的特點(diǎn) 級(jí)進(jìn)沖裁模是在壓力機(jī)滑塊的一次行程、在模具的不同工位分別進(jìn)行工件的內(nèi)形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。級(jí)進(jìn)模具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 級(jí)進(jìn)模是多工序沖模，在一副模具中，可以包括沖裁、彎曲、成形和拉深等多種多道工序，具有比復(fù)合模更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率，也能生產(chǎn)相當(dāng)復(fù)雜的沖件； 2. 級(jí)進(jìn)模操作安全，因?yàn)槿耸植槐剡M(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域；級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，工序可以分散。不必集中在一個(gè)工位，不存在復(fù)合模中“最小壁厚”問(wèn)題。因此模具強(qiáng)度相 對(duì)較高，壽命較長(zhǎng)。 3. 級(jí)進(jìn)模易于自動(dòng)化，即容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，自動(dòng)出件，自動(dòng)疊片； 4. 級(jí)進(jìn)模可以采用高速壓力機(jī)生產(chǎn)，因?yàn)楣ぜ蛷U料可以直接往下漏； 5. 使用級(jí)進(jìn)?？梢詼p少壓力機(jī)，減少半成品的運(yùn)輸。車(chē)間面積和倉(cāng)庫(kù)面積可大大減小。 級(jí)進(jìn)模的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期長(zhǎng)，成本高。因?yàn)榧?jí)進(jìn)模是將工件的內(nèi)、外形逐漸沖出的，每次沖出都有定位誤差，較難穩(wěn)定保持工件內(nèi)、外形相對(duì)位置的一致性。但精度高的零件，并非全部輪廓的所有內(nèi)、外形相對(duì)位置要求都高，可以在沖內(nèi)形的同一工位上，把相對(duì)位置要求高的這部分輪廓同時(shí)沖 出，從而保證零件的精度要求。 題研究的主要內(nèi)容 收集大量資料進(jìn)行調(diào)研，熟悉課題，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。 查閱相關(guān)外文文獻(xiàn)，進(jìn)行外文翻譯，約為 4000 字。 擬定零件沖壓工藝方案及模具總體設(shè)計(jì)方案。 繪制模具裝配圖及主要零件圖，總量不少于三張 紙。 根據(jù)設(shè)計(jì)流程，編寫(xiě) 20000 字以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 壓工藝分析 壓件的工藝分析 零件名稱(chēng)：簧片零件，如圖 2圖 片零件圖 圖 2件圖 彈簧片零件，材料 65厚 大批量生產(chǎn)，尺寸精度要求不高。零件為非對(duì)稱(chēng)的彎曲件。 材料力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 ： ( ) 9 8 0 (1 0 0 )b M P a 屈服強(qiáng)度 ： ( ) 7 8 4 ( 8 0 )s M P a 伸長(zhǎng)率 ： 10(%) 8 斷面收縮率 ： (%) 30 硬度 ：熱軋 , 302;冷拉 +熱處理 321 構(gòu)分析 該零件外輪廓尺寸無(wú)公差要求，零件是非對(duì)稱(chēng)的單向彎曲件。彎曲工序安排是否合理對(duì)零件質(zhì)量、難易程度有較大影響。由于工件彎曲形狀、尺寸不對(duì)稱(chēng)，高度相差較大，彎曲時(shí)受力不均勻，毛坯易偏移，尺寸不易保證，模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮增設(shè)壓料板、定位孔等定位零件，使工件彎曲前已處于彈性壓緊狀態(tài)，然后再進(jìn)行彎曲。 工順序決定的的毛坯原則 有的孔，只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工序的影響，都應(yīng)該在平板毛坯上沖出，因徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 為在成型后沖孔模具結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，定位困難，操作也不便，沖出的孔有時(shí)不能作為后續(xù)工序的定位孔使用。 凡是在位置會(huì)受到以后某工作變形影響的孔（拉深件的底部孔徑要求不高和變形減輕孔除外）都應(yīng)在有關(guān)的成型工序后再?zèng)_出。 兩孔靠近或者孔距邊緣很小時(shí)，如果模具強(qiáng)度足夠，最好同時(shí)沖出，否則應(yīng)先沖大孔和一般情況孔，后沖小孔和高精度孔，或者先落料后沖孔，力求把可能產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內(nèi)。 多角彎曲件主要從材料變形和彎曲的材料移動(dòng)兩方面安排彎曲的先后順序，一般情況下，先彎曲外部角，后彎曲內(nèi)部角。 整形或較平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型后進(jìn)行 。 壓方案設(shè)計(jì) 根據(jù)制件工藝分析，其基本的工序有落料、沖孔和彎曲三種，按其先后順序組合，可以得到如下 4 種方案： （ 1）落料 沖孔 彎曲，單工序沖壓。 （ 2）落料 彎曲 沖孔，單工序沖壓。 （ 3）沖孔 彎曲 落料，復(fù)合沖壓。 （ 4）沖孔 彎曲 落料，級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案（ 1）、（ 2）屬于單工序沖壓，由于制件生產(chǎn)批量較大，尺寸又較小，這種方案，生產(chǎn)效率低，操作不安全，故不宜采用。 方案（ 3）復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。 復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。由于彈簧片尺寸較小，后壁又小，且沖孔在前，落料在后，以凸模插入材料和凹模內(nèi)進(jìn)行落料，必然受到材料的切向流動(dòng)的壓力，易造成 ?？v向變形。采用復(fù)合模沖壓，除解決了操作安全和生產(chǎn)率等問(wèn)題外，又會(huì)有新的難題出現(xiàn)，因此，使用價(jià)值不高，也不宜采用。方案（ 4）級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，生產(chǎn)批量大，操作方便，通過(guò)合理設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的問(wèn)題，既解決了（ 1）、（ 2）的問(wèn)題，又不存在方案（ 3）的難點(diǎn)。故 此方案最為適合。 考慮到由于工件間搭邊值僅為 2因此設(shè)計(jì)了在上述級(jí)進(jìn)模中添加兩個(gè)空工位以保證凹模強(qiáng)度 , 這種排樣方式不但使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 并且能有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。 最終該零件具體加工方案為：沖孔 空工位 沖孔 空工位 切槽 空工位 彎曲 空工位 落料，級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作，特別是保持壓力機(jī)導(dǎo)軌的均勻磨損，應(yīng)該使模具的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心基本重合。否則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加力矩，使模具產(chǎn)生偏斜，間隙不均勻，并使壓力機(jī)和模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不均勻磨損，刃口迅速變鈍。絕大多數(shù)沖徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 裁件沿沖裁 輪廓的斷面厚度不變，而沖裁力與輪廓線(xiàn)的長(zhǎng)度成正比且沿輪廓均勻分布。 定排樣圖 樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模首先要設(shè)計(jì)排樣圖。這是設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模的重要依據(jù)。排樣的要求是切除廢料，將零件留在條料上，以分步完成各個(gè)工序，最后根據(jù)需要將零件從條料上分離下來(lái)。多工位級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：確定模具的工位數(shù)目，各工位加工的內(nèi)容及各工位沖壓工序順序的安排；確定被沖工件在條料上的排列方式；確定條料載體的形式；確定條料寬度和步距尺寸，從而確定了材料利用率。排樣圖的好壞對(duì)模具設(shè)計(jì)的影響很大，需要設(shè)計(jì)出多種 方案加以分析、比較、綜合與歸納，以確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果相對(duì)較合理的方案，衡量排樣設(shè)計(jì)的好壞主要是看其工序安排是否合理，能否保證沖件的質(zhì)量并使沖壓過(guò)程正常、穩(wěn)定的進(jìn)行，模具結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單、制造維修是否方便，能否得到較高的材料利用率，是否符合制造和使用單位的習(xí)慣和實(shí)際條件等等。 樣圖設(shè)計(jì)原則 1. 先沖孔，后沖外形。 2. 復(fù)雜型孔可分解為若干簡(jiǎn)單型孔，分步進(jìn)行沖裁。 3. 工序要分散，以確保凹模有足夠的強(qiáng)度。所有的孔不應(yīng)在同一工位上沖切，最好分開(kāi)。布置在同一工位及相鄰工位上的沖切輪廓（包括孔）的間距不應(yīng)小于凹模最 小壁厚。 4. 尺寸與形狀要求高的輪廓應(yīng)布置在較后的工位上沖切。 5. 有孔位精度要求的孔應(yīng)在同一工位上沖，若無(wú)法安排在同一工位上時(shí)，可安排在相近的工位上沖。 6. 孔精度有要求并與輪廓靠近，沖外輪廓時(shí)孔可能會(huì)變形，應(yīng)先沖外形后沖孔。 7. 外形薄弱部分的沖切應(yīng)安排在較前的工位上。 8. 輪廓周界較大的沖切工藝，盡量安排在中間工位，以使壓力中心與模具幾何中心重合。 樣圖 排樣圖見(jiàn)圖 2樣采取對(duì)稱(chēng)布置，這樣可以提高生產(chǎn)效率，并且在彎曲是可以避免因?yàn)槭芰Σ痪a(chǎn)生的材料流動(dòng)。 具體工位為： 孔 在 2、 4、 6、 8 處設(shè)置空工位主要目的是為了增加成形凹模之間的距離，從而增強(qiáng)凹模強(qiáng)度。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 圖 2樣圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 3 計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備 料、沖壓級(jí)進(jìn)模的沖壓力計(jì)算和設(shè)備選擇 壓力的計(jì)算 在沖裁過(guò)程中，沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱(chēng)。沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)人材料的深度 (凸模行程 )而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的 最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時(shí)，其落料力 F 一般按下式計(jì)算： （ 式中 : F 沖裁力， N； L 沖件周邊長(zhǎng)度， t 材料厚度， b 材料抗剪強(qiáng)度， 系數(shù) K 是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取 K 對(duì)于同一種材料，其抗拉強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系為 故沖裁力 也可按下式計(jì)算： （ 將 ，厚度 ，以及 6500b M 代入上式，得 1 1 . 3 8 1 . 2 0 . 5 6 0 0 3 1 6 6 8 L t 創(chuàng) ?其沖孔力公式也是公式（ 將數(shù)值代入，得 2 1 . 3 4 . 9 0 . 5 6 0 0 1 9 1 1 L t 創(chuàng) ?12 33579F F F N= + =當(dāng)沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在，從板料上沖裁下的部分會(huì)梗塞在凹模孔口內(nèi)，而沖裁剩下的材料則會(huì)緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上和卡在凹模內(nèi)的材料（沖件、或廢料）卸下或推出。從凸模上卸下箍著的料所需要的力稱(chēng)為卸料力，用卡在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的 力稱(chēng)為推件力，用沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱(chēng)為頂件力，用 卸料力、推件力和頂件力是從壓力機(jī)和模具的卸料、推件和頂件裝置中獲得的，所以在選擇壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力和設(shè)計(jì)沖模以上裝置時(shí)，應(yīng)分別予以計(jì)算。影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能與厚度、沖件形狀與尺寸、沖模間隙與凹?？卓诮Y(jié)構(gòu)、排樣的搭邊大小及潤(rùn)滑情況等。在實(shí)際計(jì)算時(shí)，常用下列計(jì)算公式： F=式（ 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 =式（ F=式（ 式中： X T K、 、 分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)和頂件力系數(shù)，其值可查表； F 沖裁力， N； n 同時(shí)卡在凹?？變?nèi)的沖件（或廢料）數(shù)，查表可得取 ， ， 則 0 . 0 5 3 3 5 7 9 1 6 7 9 F N= = ? 0 . 0 6 5 3 3 5 7 9 2 1 8 3 F N= = ? 0 . 0 8 3 3 5 7 9 2 6 8 6 總沖壓力 3 3 5 7 9 1 6 7 9 2 1 8 3 2 6 8 6 4 0 1 2 7 F F + + = + + + = 用沖壓設(shè)備 這一工序需要的總壓力 40127，從總壓力來(lái)說(shuō)我們選擇的是 600壓力機(jī)，其具體的型號(hào)要等后面 的計(jì)算來(lái)決定。 模壓力中心的確定 一副模具的壓力中心就是這幅沖模各個(gè)壓力的合力作用點(diǎn)，一般都指平面投影。沖模的壓力中心，應(yīng)盡可能與壓力機(jī)滑塊的中心在同一垂直線(xiàn)上。否則沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏心載荷，導(dǎo)致模具以及壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機(jī)的使用壽命，而且也影響沖壓件的質(zhì)量，因此必須計(jì)算其壓力中心。對(duì)于對(duì)稱(chēng)形狀的壓力中心就是其幾何中心，對(duì)于復(fù)雜形狀工件或多凸模沖壓的模具，其壓力機(jī)中心的計(jì)算，是采用平行力系合力作用線(xiàn)的求解方法，即某點(diǎn)“合力對(duì)某軸的力矩之和”的力學(xué)原理求得。 沖模的壓力中 心，可按下述原則來(lái)確定： 1) 對(duì)稱(chēng)形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心；沖裁直線(xiàn)段時(shí)，其壓力中心位于直線(xiàn)段的中心。 2) 工件形狀相同且分布位置對(duì)稱(chēng)時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱(chēng)中心相重合。 3) 形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。 本文中加工零件為對(duì)稱(chēng)形狀沖裁件，所以該模具壓力中心為零件的幾何對(duì)稱(chēng)中心。 具閉合高度的確定 模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上模板的上平面與下模板的下平面之間的距離，以 H 模 表示。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊在下止點(diǎn)位置時(shí)，滑塊底平面 至工作臺(tái)墊板上平面之間的距離。一般壓力機(jī)的連桿都具有一定的調(diào)節(jié)量，當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)，成為壓力機(jī)的最大裝模高度，以連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)，稱(chēng)為壓力機(jī)的最小裝模高度，徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 以具閉合高度必須與壓力機(jī)的閉合高度相適應(yīng)，由于壓力機(jī)的連桿長(zhǎng)度可調(diào)整，故模具閉合高度分為最大閉合。 壓力機(jī)的閉合高度與模具閉合高度的關(guān)系一般為： （ 5H(h)+10 式（ 式中： 壓力機(jī)最大的閉合高度（ ； 壓力機(jī)最小的閉合高度（ ； 1h 壓力機(jī)墊板厚度（ ； h 模具的閉合高度（ 。 當(dāng)模具的閉合高度大于壓力機(jī)的最大閉合高度時(shí)，模具無(wú)法在壓力機(jī)上安裝，沖模不能在該機(jī)床上使用，必須選取其他壓力機(jī)。當(dāng)模具的閉合高度小于壓力機(jī)的最小閉合高度時(shí)，可以在壓力機(jī)的墊板上再加墊板來(lái)使用。 本次設(shè)計(jì)中各零件厚度如下 下模座厚度為 45 下墊板厚度為 15 凸凹模固定板厚度為 32 卸料板厚度為 10 上模座厚度為 45 上墊板厚度為 15 凸模固定板厚度為 20 落料凹模厚度為 30 墊塊厚度為 20 頂件塊厚度為 30 凸凹模厚度為 50 落料、沖孔復(fù)合模具的閉合高度為： H 模 =312 另外，模具的其他結(jié)構(gòu)尺寸也必須與壓力機(jī)配合。 、凹模設(shè)計(jì) 裁凸凹模的設(shè)計(jì)原則 由于凸、凹模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度。但在沖裁件 尺寸的測(cè)量和使用中，則是以光亮帶的尺寸為基準(zhǔn)。落料件的光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。沖裁過(guò)程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 序，并遵循如下原則： 1）設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過(guò)減小凸模刃口 尺寸來(lái)取得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過(guò)增大凹模刃口尺寸來(lái)取得。 2）根據(jù)沖模在使用過(guò)程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時(shí)，仍能沖出合格的零件。模具磨損預(yù)留量與工