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1、第 1 頁級進模模具設(shè)計第一章工件的分析.1 工件的用途此工件是微型電動機、電器元件里的一個關(guān)鍵零件，在電器行業(yè)中作為一種連接件使用相當(dāng)普遍， 主要用在電動競技玩具、CPU風(fēng)扇電機、錄音機機芯等機電傳動和微機控制中，承受的扭力和轉(zhuǎn)矩大，是磨損最快的部位，成形質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響電器元件的質(zhì)量，其引腳部位與電機轉(zhuǎn)軸接觸是否良好將嚴(yán)重影響整臺設(shè)備的正常運行。該工件由圓弧與直線對稱組成，尺寸精度要求較高。如果尺寸滿足不了產(chǎn)品設(shè)計要求，將對產(chǎn)品整個傳動機構(gòu)造成嚴(yán)重影響可能使傳動機構(gòu)接觸不良，不能正常工作。其次本身的形狀較為復(fù)雜，多種不同性質(zhì)的沖壓工藝為一身，因此形成具有一定難度。其厚度很薄，體積小，全長
2、只有15mm。將外形視為沖孔，則其他需要沖的孔有4 個，其中兩個1.2mm 的球形盲孔因材質(zhì)薄可在沖U形槽時直接用球頭凸模局部脹形將板料拉伸第 2 頁成凸起或凹進形狀，起伏成形（又名壓肋、壓凸包、球包成形）。2. 沖裁工序要求沖裁件形狀盡可能簡單、對稱、 避免復(fù)雜形狀的曲線，并在許可情況下，把沖裁件設(shè)計成少、無廢料排樣的形狀以減少廢料。由上圖可知，總長1.6mm 和總長 4mm的矩形孔兩端用圓弧連接，有利于模具加工。若工件的轉(zhuǎn)角處R 小于 0.5t 或以尖角過渡時，不僅會使凹模熱處理時發(fā)生淬裂，而且沖壓時，在凸凹模尖角處也容易磨損，影響沖裁件的加工精度。該產(chǎn)品樣圖各直線或曲線連接處已盡量避免銳
3、角和尖角，采用很多 45倒角，若采用鑲拼?？刹挥脠A角相連以免除其后附加工序，滿足圖紙要求并節(jié)省材料。為利于模具制造，提高模具壽命，在沖裁件未標(biāo)注倒角的四周，線段夾角a=90時落料模最小圓角半徑取0.18t，沖孔模最小圓角半徑取0.20t ；a2.5t 。當(dāng) H2.5t 時，則應(yīng)在彎曲部位加工出槽，使之便于彎曲，或者加大此處的彎邊高度 H ，在彎曲后再截去加高的部分。4）工藝孔、槽及缺口在一些彎曲工件的工藝設(shè)計中，為了防止材料在彎曲出受力不均勻而產(chǎn)生裂紋、角部畸變等缺陷，應(yīng)預(yù)先在工件上設(shè)置彎曲工藝所要求的孔、槽或缺口，即所謂工藝孔、工藝槽或工藝缺口。如圖 3-8a 所示，壓彎后難以形成理想的直角
4、，甚至將產(chǎn)生裂紋或使支架在H 處變寬，若如圖所示在該處彎曲前加工出MN 的缺口，則能得到較好的彎曲成形。圖 3-8b 所示為在彎曲處 K 預(yù)沖工藝孔可以防止偏移，得到正確的形狀和尺寸。第 4 頁對于需經(jīng)過多次彎曲才能成形的工件，如圖3-8c 所示，可以在圖中D 位置增加定位工藝孔， 作為壓彎工序的定位基準(zhǔn)， 這樣雖然經(jīng)過多次彎曲工序， 仍能保證其對稱性和尺寸要求。為防止毛坯的偏移， 在設(shè)計模具時應(yīng)該考慮增加壓料板、定位銷等定位元件。3.5mm引腳處可以以1.2 的球形凹包為定位工藝孔來保證左、右引腳形狀與尺寸的對稱性要求。因為直立部分寬度為（2.4-1.7）/2=0.35mm 2.53 0.1
5、1 不需開工藝槽，且45的倒角也有利于底側(cè)邊作75 /2 彎曲時的穩(wěn)定性。5）孔與彎曲處的最小距離工件在彎曲線附近有預(yù)先沖處的孔，在彎曲后由于彎曲時材料的流動，會使原有的孔變形。為了避免這種情況，必須使這些孔分布在變形區(qū)外的部位。如圖 3-9 所示，設(shè)孔的邊緣至彎曲半徑 R 中心的距離為 L ，則應(yīng)滿足下列關(guān)系：當(dāng)t2mm 時， Lt。該工件 t=0.11mm 2mm ，盲孔到彎曲半徑中心的距離為彎曲后不會使原有的盲孔變形，滿足工藝要求工件不能滿足上述要求時，可采用沖模設(shè)計應(yīng)用實例圖保證孔的正確性。6）沖裁毛刺與彎曲方向0.8 1.2/2=0.2 0.11，3-10 所示的方法，以彎曲件的毛坯
6、往往是經(jīng)沖裁落料而成的。 其沖裁的斷面以面是光滑的， 另一面是有刺的。彎曲件應(yīng)盡量使有毛刺的一面作為彎曲件的內(nèi)側(cè)，如圖 3-11a 所示，當(dāng)彎曲方向必須將毛刺面置于外側(cè)時，應(yīng)盡量加大彎曲半徑，如圖 3-11b 所示。參考沖模設(shè)計手冊圖4-22，由沖模設(shè)計應(yīng)用實例表與 R/t 比值的關(guān)系105處折彎處垂直于纖維方向R=1t=0.11 ， K=0.31 。對曲回彈值，根據(jù)力學(xué)性能以30CrMnSiA 近似計算。彎曲角度為3-2 中性層位置因數(shù)KV 形件，由表3-4V 形彎105時，回彈角度為13075處折邊處平行于纖維方向R=3t=0.33 ， K=0.42 對兩個管腳的U 形件，參照沖模設(shè)計手冊
7、圖4-13 鈍角 U 形彎曲模的尺寸差，R=0.2 與折邊的圓角過渡可以有效的防止拉裂和截面畸變。 為防翹曲可以采用帶側(cè)板的彎曲模，阻止材料沿彎曲線側(cè)向流動。4. 沖壓件的精度沖壓加工與任何機械加工一樣， 也有其自身的加工精度范圍。 在實際生產(chǎn)中， 由于影響加工精度的因素太多， 因此對沖壓件的精度要求不宜太高。 若精度要求過高勢必給工藝設(shè)計，模具設(shè)計和制造都帶來困難，有時則需增加整形，整修等沖壓工序，甚至機加工等工序才能達到工件的要求。第 5 頁對沖壓件進行設(shè)計要根據(jù)其功用和要求標(biāo)注尺寸公差、形位公差等質(zhì)量指標(biāo)；在對沖壓件進行工藝過程設(shè)計時，必須考慮這些質(zhì)量指標(biāo)。沖壓件的精度主要從其尺寸精度，
8、 沖截斷面粗糙度， 毛刺高度三個方面的指標(biāo)來衡量，在不影響沖壓件使用要求的前提下，應(yīng)采用經(jīng)濟級尺寸精度，以便簡化模具結(jié)構(gòu)，方便模具制造與維修，從而降低生產(chǎn)成本。錫青銅帶的厚度偏差由沖模設(shè)計手冊表 D-19, 厚度 0.090.12 時普通級偏差為 0.010,基本尺寸為2 的寬邊 ,公差為 0.02mm=20um, 查機械設(shè)計手冊 2軟件版R2.0精度高于IT8, 為精密級要求錫青銅線的抗拉極限強度據(jù)GB/T 1239.6-1992 直徑 (mm)= 0.1 2.5 時抗拉強度 b=550 MPa. 作為寬度很小 ,精度很高的異形件,級進沖裁可達到 IT5 8 級精度，可以滿足上述要求圓球凹進
9、部位尺寸 0.45 00.050.11 1，零件尺寸介于 1050 之間時偏差在材料厚度在 IT10 級以上。對于普通沖裁件， 其經(jīng)濟精度不高于 IT11 級，沖孔件比落料件高一級，如果工件精度高于上述要求，則需要在沖裁后整修或采用精密沖裁錫青銅帶的長度15.2 0.1,基本尺寸大于10 至18mm,IT10級精度.折彎部位處9.70.1 為IT10級 ,其它尺寸精度均未作要求，可采用普通經(jīng)濟沖裁。對于沖壓件中未注公差的尺寸，可有兩種方法確定其公差等級：按國標(biāo)（GB） IT12 IT14標(biāo)準(zhǔn)公差等級選??；或按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB） A 、 B、 C、D 四個精度等級選取。5. 沖壓件尺寸標(biāo)注沖壓件的
10、尺寸標(biāo)注應(yīng)符合沖壓工藝的要求。一般情況下，在標(biāo)注沖壓件時應(yīng)遵循以下原則：（）沖壓件的各尺寸數(shù)值，若在結(jié)構(gòu)使用上沒有特殊要求時，應(yīng)選用整數(shù)或偶數(shù)，以有利于沖壓工藝計算及模具設(shè)計。（） 沖壓件在使用上如果沒有配合尺寸要求，其尺寸盡量不要標(biāo)注公差，一般可按自由公差處理。（）對彎曲或拉深成形的工件，應(yīng)允許其壁部有變薄現(xiàn)象。（）沖壓件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與沖壓加工的定位基準(zhǔn)重合，這可避免尺寸的加工誤差。（）沖壓件上孔的位置尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能選擇在沖壓過程中自始至終不參加變形的面或線上。（）拉深件的徑向，只允許標(biāo)注外形尺寸或內(nèi)形尺寸，不允許兩者同時標(biāo)注。本沖裁件的尺寸基準(zhǔn)與制造模具時的定位基準(zhǔn)重合 ,1.9m
11、m 的凹孔中心距不會隨模具磨損增大 ,避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合的誤差 ,比較合理第 6 頁6. 經(jīng)濟分析所謂經(jīng)濟性，就是以最小的耗費取得最大的經(jīng)濟效果。也就是生產(chǎn)中的“最小最大”原則。在沖壓生產(chǎn)中，保證產(chǎn)品質(zhì)量，完成產(chǎn)品數(shù)量，品種計劃，勞動安全，環(huán)境保護的前提下，產(chǎn)品成本越低，說明企業(yè)經(jīng)濟效果越大。由以上技術(shù)分析， 僅需要在精度高于1T10 的沖裁部位2 0.02 與 0.5 0.02 處局部加以整修或采用精密沖裁工藝，對板料施加測向壓力，使變形達三向壓力狀態(tài)。 （ 1）采用 V 型齒圈壓板（ 2）采用極小的沖裁間隙（ 3）具有反向頂力的頂板（ 4）落料凹?；驔_孔凸模做成 R0.01-0.03 的圓
12、角， 獲得純剪切分離的沖裁斷面。 從經(jīng)濟角度考慮， 采用（ 2）光潔沖裁的方法；其他部位的尺寸精度要求可以通過普通沖裁達到生產(chǎn)工藝要求.采取一沖三的結(jié)構(gòu),多個工件同時成形。本產(chǎn)品的材料是QSn6.5-0.1。我國的材料基本上采用前蘇聯(lián)的標(biāo)號。7. 材料的分析錫青銅有較好的機械性能；耐磨、耐低溫、耐蝕、可焊，工業(yè)上變形錫青銅多可用作彈性元件以及耐磨抗磁零件。 磷能有效的進行脫氧增加合金的流動性。 錫青銅是工業(yè)上廣泛使用的彈性材料。而國標(biāo)中：厚度 0.050.15mm 時，寬度容許 20300mm電刷作為永磁直流微電機的關(guān)鍵零件， 起導(dǎo)電和換向作用。其所選材料要求不但要有較好的導(dǎo)電性、 彈性和抗疲
13、勞性，而且要有較好的沖壓成形性能。 為此，本文選用材料QSn6.51，厚度為 0.1mm的帶料 , 剪床下料選取材料彈性模量泊松比抗拉強度=錫青銅 QSn6.5-0.1EGpa=113切變模量 GGpa=41=0.32 0.35抗剪強度MPa=480bMPa=650屈服強度sMPa=546第 7 頁特性及應(yīng)用 =錫青銅、磷青銅，有高的強度、彈性、耐磨性和抗磁性，在熱態(tài)和冷態(tài)下壓力加工性良好，對電火花有較高的抗燃性，可焊接和釬焊，切削性好，在大氣和淡水中耐蝕。 用于制作彈簧和導(dǎo)電性好的彈簧接觸片， 精密儀器中的耐磨零件和抗磁零件，如齒輪、電刷盒、振動片、接觸器。由 工程材料及應(yīng)用表 8-8 常用
14、青銅的牌號、成分、性能及用途：QSn6.5-0.1 屬于壓力加工錫青銅， 第一主加元素錫含量 Wsn=6.07.0 ，具有很好的冷變形塑性，其他 Wp=0.51.0 ，余量為 Cu加工硬化狀態(tài)的力學(xué)性能：b=400Mb，=65 硬度 80HB；600退火狀態(tài)下的力學(xué)性能：b=600Mb，=180 硬度 180HB由生產(chǎn)加工圖紙，緯氏硬度為HV=P/S，由于不同硬度法測得的硬度無可比性，據(jù)工程材料及應(yīng)用附錄 A， GB1172-74，HV160200換算應(yīng)相當(dāng) HBS148181，為半硬（ Y2）錫青銅第 8 頁第二章沖壓模具選型1. 模具的介紹模具是指制造零部件時使用的各種剪切沖裁、成型用的“
15、模型工具”。換句話說，能夠按照預(yù)先設(shè)計好的圖樣或格式，制造出固定形式的制品式樣模型或工具，皆屬于模具的范疇。在鈑金沖壓加工模具（Dies forSheet MetalWorking ）方面，其應(yīng)用的模具泛稱“沖壓模具” （ Stamping Dies ）或“沖床模具” （ Press Dies ），因而簡稱為沖模。其加工內(nèi)容以薄金屬板的沖裁與成型為主要加工對象。 同時，塑料板、皮革、紙板、布料、橡膠、軟木 (Cork) 、云母 (Mica) 等非金屬板的剪切沖裁、落料及沖孔等方面也常使用。導(dǎo)柱直徑 d: 28尺寸 d0:35.5尺寸 d1:28.5H: 84 : 36尺寸 l:4尺寸 t: 8
16、尺寸 h:2.5尺寸 d2:4.1第 9 頁十七 沖模導(dǎo)向裝置A 型小導(dǎo)柱尺寸d(h5)|基本尺寸:16尺寸d(h5)|極限偏差:0/-0.008尺寸d1(m6)|基本尺寸:16尺寸d1(m6)|極限偏差:+0.018/+0.007尺寸d2:19L:70尺寸l:20R:2小導(dǎo)套D(h5)| 基本尺寸 : 16D(h5)|極限偏差 : +0.011/0尺 寸 d(r6)|基本尺寸:22尺 寸 d(r6)| 極 限 偏 差 :+0.041/+0.028L: 18R: 1.5第10頁十八 開式壓力機基本參數(shù)公稱壓力 /KN100發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm4滑塊固定行程 /mm60滑塊調(diào)節(jié)行
17、程 /mm60/8標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù) ( 不小于 )( 次 /min)135( 快速型 ) 發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm1.5( 快速型 ) 滑塊行程 /mm30( 快速型 ) 行程次數(shù) ( 不小于 )( 次 /min)300( 最大閉合高度 ) 固定臺和可傾 /mm235( 最大閉合高度 ) 活動臺位置 ( 最低 / 最高 )/mm -閉合高度調(diào)節(jié)量 /mm50( 標(biāo)準(zhǔn)型 ) 滑塊中心到機身距離( 吼深 )/mm130( 標(biāo)準(zhǔn)型 ) 工作臺尺寸 ( 左右 3前后 )/mm3603 240( 標(biāo)準(zhǔn)型 ) 工作臺孔尺寸 ( 左右 3前后 )/mm1803 90( 標(biāo)準(zhǔn)型 ) 工作臺孔尺寸 (
18、直徑 )/mm130( 標(biāo)準(zhǔn)型 ) 立柱間距離 ( 不小于 )/mm180活動臺壓力機滑塊中心到機身緊固工作臺平面之距離/mm-模柄孔尺寸 ( 直徑 3深度 )/mm 303 50第11頁工作臺板厚度 /mm50傾斜角 ( 不小于 )( )30十九 凸模固定板L:200B:160H：28矩形墊板L:200B:160H：8二十 圓柱螺旋壓縮彈簧材料直徑 d:2彈簧中徑 D:12節(jié)距 t:4.28工作極限負荷Fj: 188尺寸 L: 28有效圈數(shù) n: 5.5變形量 hj: 11.2展開長度 l:283第12頁二 一 定位銷（上模 ）名稱普通圓柱銷標(biāo)準(zhǔn) =摘自 GB/T 119-1986參照 IS
19、O8734-1987單位 =(mm)-( 公稱直徑 )d=12a =1.6c =2.5l( 商品規(guī)格范圍 )=22 140100mm長的重量 (kg) =8.87-( 公稱直徑 )d=10a=1.2c =2.0l( 商品規(guī)格范圍 )=18 95100mm長的重量 (kg) =6.11-( 公稱直徑 )d=3a=0.40c =0.50l( 商品規(guī)格范圍 )=8 30100mm長的重量 (kg) =0.552第13頁二 二 內(nèi)六角螺釘（ M12*60）名稱內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)準(zhǔn) =摘自GB/T 70-1985等效ISO4762-1977單位 =(mm)-螺紋規(guī)格d=M12p=1.75b參考 =36光
20、滑頭部滾花頭部(max)=18.27da(max)=13.7ds(max)=12e(min)=11.43k(max)=12t(min)=6r(min)=0.6w(min)=4.8ls(公稱 )=10范圍=20 120全螺紋時最大長度=45100mm長的重量(kg)=0.09034-螺紋規(guī)格 d=M8p=1.25b參考 =28光滑頭部滾花頭部 (max)=13.27da(max)=9.2ds(max)=8e(min)=6.86k(max)=8r(min)=0.4s(公稱 )=6t(min)=4w(min)=3.3l范圍=12 80全螺紋時最大長度 =35100mm長的重量 (kg) =0.039
21、23-第14頁螺紋規(guī)格 d=M10p=1.5b參考 =32光滑頭部滾花頭部 (max)=16.27da(max)=11.2ds(max)=10e(min)=9.15k(max)=10r(min)=0.4s(公稱 )=8t(min)=5w(min)=4l范圍=16 100第15頁第六章機械加工工藝過程小導(dǎo)柱序工技術(shù)條 工序簡圖 設(shè)備號序件及檢名查要求稱1 粗表面粗車糙度不外 大于圓 Ra6.3u m222 精表面粗車糙度不大 大于端 Ra1.6u頭 m19C732 型多刀半自動車床C732 型多刀半自動車床3 精表面粗車糙度不小 大于端 Ra1.6u頭 m164 精表面粗車糙度不越 大于成 Ra
22、1.6u槽 m和 23 0.5倒 R1.5圓角5 精表面粗磨糙度不外 大于圓 Ra0.2u m第16頁C732 型多刀半自動車床YG8 普通車刀C732 型多刀半自動車床YG8 普通車刀外圓磨床M1332雙頂尖千分尺第17頁第七章數(shù)控編程加工的零件為導(dǎo)柱. 彷真加工的軟件是開放式數(shù)控系統(tǒng)OpenSoftCNC托普軟件第18頁G92 X0 Z10S500 M03 M08G00 X0 Z2G01Z0 F100G71 U4 R2 X03 Z03 P100G00 X300 Z10 M05 M09S500 M03 M08G00 X90 Z0G03 X100 Z-5 I0 K-5 F50;G01Z-10
23、F80X160 Z-140Z-200X180Z-270X200 Z-340G00 X300 Z10M02%100G01 X200 Z0X100Z-20X160 Z-140Z-200X190Z-270X200 Z-340M99第19頁第八章裝配原理圖1. 主視圖支撐零件有1- 下模座， 8- 上模座， 12- 模柄， 30- 凸模固定板，29- 墊板。導(dǎo)向零件有22- 導(dǎo)柱， 24- 導(dǎo)套， 25- 小導(dǎo)柱， 39- 小導(dǎo)套。定位零件有側(cè)刃，側(cè)刃擋塊，37- 導(dǎo)正銷， 35- 導(dǎo)料板。工作零件有凸模 4- 切斷成型凸模， 5- 成形彎曲凸模， 6-U 形彎曲凸模， 9- 切斷凸模， 14- 切邊
24、凸模， 16- 沖孔凸模， 2- 成形彎曲凹模， 21-U 形彎曲凹模， 20- 切斷凹模， 19-切邊凹模， 18- 沖孔凹模。卸料壓料零部件有3- 套筒式浮頂器，17- 彈性浮頂銷，32- 彈性卸料板。第20頁2. 俯視圖工作原理：條料從導(dǎo)料板中穿過，經(jīng)過彈性浮頂銷的頂部，到達側(cè)刃擋塊，凸模落下，進行沖導(dǎo)正孔和側(cè)刃定位。接著分模后， 條料連續(xù)向前推進一個步距（節(jié)距、 躍度，英文為 Progression），這個步距的長度由側(cè)刃的長度確定，凸模第二次落下進行沖孔。第二次分模后， 條料連續(xù)向前推進另外一個步距，凸模落下進行第三個工序。條料這樣連續(xù)向前推進， 這樣的模具叫做連續(xù)模（或者叫級進模，
25、英文叫做ProgressionDies ）。也就是這個題目：級進模設(shè)計。第21頁3. 側(cè)視圖第22頁致謝論文脫稿之際，特別感謝指導(dǎo)老師范豐老師為我講解、提供具有代表性的課題、材料，以及在我遇到難題時，能及時為我解答，使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。無錫技師學(xué)院的多位老師在我撰寫畢業(yè)論文過程中以及在學(xué)校期間，給予了很多熱情的幫助和大力支持。為此，向他們表示誠摯的謝意！向所有關(guān)心、支持、幫助過我的各位老師、同學(xué)、朋友們表示謝意！最后，向熱心評審本論文和參加答辯的老師們致以衷心的感謝！第23頁參考文獻冷沖壓工藝與模具設(shè)計陳劍鶴主編機械工業(yè)出版社出版冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)王 芳主編機械工業(yè)出版社出版機械制圖劉小年劉振魁 主編北京大學(xué)出版社出版模具設(shè)計與制造謝煜北主編高等教育出版社出版公差配合與技術(shù)測量基礎(chǔ)勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫中國勞動社會保障出版社出版高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)手冊機械卷國家教委高等教育司、北京市教育委員會編高等教育出版社、經(jīng)濟日報出版社出版沖壓模具簡明設(shè)計手冊郝濱海主編化學(xué)工業(yè)出版社出版機械加工工藝及裝備上海市職業(yè)技術(shù)教育課程改革與教材建設(shè)委員會編機械工業(yè)出版社出版數(shù)控機床加工工藝及設(shè)備田萍主編電子工業(yè)出版社出版
級進模模具設(shè)計.
