托板沖孔落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

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佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 托板沖孔落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 姓 名： * 學(xué) 號(hào)： 同組設(shè)計(jì)者 ： 專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 院 系： 機(jī)電與信息工程學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師： 輔 導(dǎo) 教 師： 起 止 日 期： 2013 年 2 月 26 日至 2013 年 6 月 28 日 成人教育處印制 托板零件級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 摘 要 本文結(jié)合現(xiàn)有的模具發(fā)展技術(shù)以及冷沖壓技術(shù)，針對(duì)要設(shè)計(jì) 的托板零 件級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。 主要內(nèi)容 如下： 主沖裁方案的制定 ：本次設(shè)計(jì)采用 沖孔 落料級(jí)進(jìn)模模具生產(chǎn)。因?yàn)榧?jí)進(jìn)模生產(chǎn) 只需一副模具， 尺寸精度較高且生產(chǎn)效率高， 安全檢測(cè)自動(dòng)化，操作安全。 故采用沖孔落料基金模具設(shè)計(jì)的形式。 沖裁間隙的確定：由于沖裁間隙確定方法比較復(fù)雜，在實(shí)際生產(chǎn)中往往運(yùn)用查表和經(jīng)驗(yàn)值法，得間隙為 z=鍵詞 ： 沖壓模具 沖壓成型 級(jí)進(jìn)模 of of to as of of a of is So of in of is in z= 目 錄 第一章 緒 論 . 6 究動(dòng)機(jī)與目的 . 6 . 8 究方法與系統(tǒng)描述 . 10 第二章 沖裁件分析 . 12 件材料 . 12 件結(jié)構(gòu)形狀 . 12 件尺寸精度 . 12 第三章 工藝方案的確定 . 13 裁工藝方案種類 . 13 裁工藝方案分析及確定 . 14 第四章 沖壓工藝計(jì)算及設(shè)計(jì) . 16 樣、計(jì)算條料寬度、材料利用率 . 16 樣方式的選擇 . 16 算條 料寬度 . 19 壓力的計(jì)算 . 20 裁力 . 20 料力 . 20 壓力及沖壓設(shè)備的選 擇 . 21 具壓力中心計(jì)算 . 21 、凹模刃口尺寸計(jì)算 . 22 第五章 零部件設(shè)計(jì) . 25 模 . 25 模 . 26 模固定板的設(shè)計(jì) . 28 料板的設(shè)計(jì) . 30 料板的設(shè)計(jì) . 31 板 . 32 . 33 正銷的選用 . 34 座的選用 . 36 架的選用 . 37 第六章 沖裁模裝配圖繪制 . 38 裁模裝配圖 . 38 具材料的選用 . 39 結(jié) 論 . 42 致 謝 . 44 第一章 緒 論 究動(dòng)機(jī)與目的 沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的 生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 模具，做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。 研究和發(fā)展模具技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造技術(shù)的重要標(biāo)志之一，隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位日益提高，并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮越來越大的作用。設(shè)計(jì)出正確合理的模具不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、具使用壽命，還可以提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須清楚零件的加工工藝，設(shè)計(jì)出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是設(shè)計(jì)者進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的前提，新的設(shè)計(jì)思路必然帶來新的模具結(jié)構(gòu)。 【 2】 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè) 產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對(duì)模具的需求量加大。我國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的沖壓模大多為簡(jiǎn)單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級(jí)進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足 100萬次，模具最高壽命達(dá)到 1億次以上，精度達(dá)到 3 5 50個(gè)以上的級(jí)進(jìn)工位，與國(guó)際上最高模具壽命 6億次，平均模具壽命 5000萬次相比，處于 80年代中期國(guó)際先進(jìn)水平。一般模具國(guó)內(nèi)可以自行制造，但很多大型復(fù)雜、精密和長(zhǎng)壽命的多工位級(jí)進(jìn)模大型精密塑料模復(fù)雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進(jìn)口，近年來模具進(jìn)口量已超過國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建 設(shè)，適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進(jìn)一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國(guó)產(chǎn)化的繁重任務(wù)。 在工業(yè)生產(chǎn)中，許多機(jī)械零件普遍采用沖壓成形的工藝方法，有效地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，并使操作技術(shù)簡(jiǎn)單化，而且還能省料、節(jié)能，可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，沖壓件在電子產(chǎn)品中占 90%以上，航天航空工業(yè)中沖壓件也占很大的比例。 目前我國(guó)模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜 程度上；工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面。 國(guó)外從 60 年代初就開始了模具 應(yīng)用研究工作，到目前為止已經(jīng)研究出了多種模具 統(tǒng)。經(jīng)過近 40年的發(fā)展，模具 于特征設(shè)計(jì)和 度集成為特征的三維系統(tǒng)，并逐步向自動(dòng)化和智能化的方向邁進(jìn)。 級(jí)進(jìn)模開發(fā)的重要意義在于可以將設(shè)計(jì)人員從大量繁重的重復(fù)性的手工勞動(dòng)中解放出來，使他們能將主要精力投入到新產(chǎn)品的開發(fā)、工藝裝備的改進(jìn)及新工藝的研究等具有創(chuàng)造性的工作中；大大縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期， 保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力；提高企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，并有利于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化工作；能夠適應(yīng)當(dāng)前日趨自動(dòng)化的現(xiàn)代制造環(huán)節(jié)的需要，并為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)創(chuàng)造必要的技術(shù)基礎(chǔ) 。 【 3】 級(jí)進(jìn)模（也叫 連續(xù)模 ，據(jù)說連續(xù)模在標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語已經(jīng)取消）由多個(gè)工位組成，各工位按順序關(guān)聯(lián)完成不同 的 加工，在沖床的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工。一次行程完成以后，由沖床送料機(jī)按照一個(gè)固定的步距將材料向前移動(dòng)，這樣，一個(gè)比較復(fù)雜的沖壓零件只需要一副多工位級(jí)進(jìn)模就可以沖制完成。一般有沖孔，落料，折彎，切邊 ，拉伸等等 。 一般來說，在多工位級(jí)進(jìn)模上能完成沖裁、彎曲、拉深等工藝。所以，無論沖壓件的形狀多么復(fù)雜，沖壓工序怎么多，只要選擇合適的壓力機(jī)，均可以在一副多工位級(jí)進(jìn)模上沖制完成。 多工位級(jí)進(jìn)模按模具的組合方式可以分為兩類 :1 模板式結(jié)構(gòu) :各道工序的模具都固定于上下模板內(nèi) , 工序數(shù)限制在 12 左右； 2 模塊式結(jié)構(gòu)：適用于工序數(shù)很多的情況。每個(gè)模塊都集中了幾道工序 , 象獨(dú)立模具一樣由上下兩部分構(gòu)成 , 并有自己的導(dǎo)向部件。各模塊按加工順序排列 , 鑲?cè)胪换A(chǔ)模板內(nèi)加以固定 ;按模具的導(dǎo)向形式可將其分為以下兩類： 1導(dǎo) 板導(dǎo)向式結(jié)構(gòu) 2導(dǎo)柱導(dǎo)向式結(jié)構(gòu) (1)純沖裁工序級(jí)進(jìn)模； (2)沖裁、彎曲級(jí)迸沖模；沖裁、成形級(jí)進(jìn)沖模；沖裁、拉深級(jí)進(jìn)沖模； (3)沖裁、彎曲、成形級(jí)進(jìn)沖模，沖裁、拉深、彎曲級(jí)進(jìn)沖模，沖裁、拉深、成形級(jí)進(jìn)沖模； (4)沖裁及其他復(fù)合工序級(jí)進(jìn)模。 (1)在一副級(jí)進(jìn)模內(nèi)，可以包括沖裁，彎曲，成型，拉深等多道工序，故用一臺(tái)沖床可完成從板料到成品的各種沖壓過程，從而免去了用單工序模的周轉(zhuǎn)和每次沖壓的定位過程，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。有些復(fù)雜的小型零件，若不采用級(jí)進(jìn)模幾乎是不能生產(chǎn)的。 (2)級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)和制造都比較費(fèi)事，與其他模具相比，好象是成本高，但如果用許多單工序模倒替一副級(jí)進(jìn)模，其許多單工序模的總造價(jià)比一副級(jí)進(jìn)模要高得多，因此在條件允許的情況下采用級(jí)進(jìn)模往往是減低模具成本的交好措施。采用級(jí)進(jìn)模可以用一臺(tái)沖床取代數(shù)臺(tái)甚至幾十臺(tái)沖床的工作。對(duì)提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本十分有利。另外，級(jí)進(jìn)模自動(dòng)化程度高，操作者可在沖床危險(xiǎn)區(qū)以外操作，具有操作安全的顯著特點(diǎn)。對(duì)于工序復(fù)雜的工作應(yīng)首先考慮采用級(jí)進(jìn)模 . (3)采用級(jí)進(jìn)模也受到一些限制。首先是工件的大小，太大的工件，工位數(shù)較多 ，模具自然也就比較大，這時(shí)要考慮模具與沖床工作臺(tái)面的匹配性。其二是級(jí)進(jìn)模要采用條料，對(duì)某些形狀復(fù)雜的工件產(chǎn)生的廢料較多，在選用級(jí)進(jìn)模的時(shí)候要注意材料利用率。一般級(jí)進(jìn)模的材料利用率偏低。其三是級(jí)進(jìn)模由于連續(xù)地進(jìn)行各種沖壓，必然會(huì)引起條料載體和工序件的變形，一般來說級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)的工件精度偏低。 另外將 具 盡所長(zhǎng)的新型設(shè)計(jì)方法?？梢岳?用 進(jìn)了設(shè)計(jì)制造一體化進(jìn)程。 級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)： (1)級(jí)進(jìn)模是多任務(wù)序沖模，在一副模具內(nèi)，可以包括沖裁，彎曲成形和拉伸等多種多道工序，具有很高的生產(chǎn)率。 （ 2）級(jí)進(jìn)模操作安全 （ 3）易于自動(dòng)化 （ 4）可以采用高速?zèng)_床生產(chǎn) 各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進(jìn)一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國(guó)產(chǎn)化的繁重任務(wù)。在工業(yè)生產(chǎn)中，許多機(jī)械零件普遍采用沖壓成形的工藝方法，有效地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，并使操作技術(shù)簡(jiǎn)單化，而且還能省料、節(jié)能，可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，沖壓件在電子產(chǎn)品中占 90%以上，航天航空工業(yè)中沖壓件也占很大的 比例。 （ 5）可以減少?zèng)_產(chǎn)，場(chǎng)地面積，減少半成品的運(yùn)輸和倉庫的運(yùn)用。 （ 6）尺寸要求極高的零件，不宜使用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 【 4】 究背景 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對(duì)模具的需求量加大。我國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的沖壓模大多為簡(jiǎn)單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級(jí)進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足 100萬次，模具最高壽命達(dá)到 1億次以上，精度達(dá)到 3 5 50個(gè)以上的級(jí)進(jìn)工位，與國(guó)際上最高模具壽命 6億次，平均模具壽命 5000萬次相比，處于 80年代中期國(guó)際先進(jìn)水平。一般模 具國(guó)內(nèi)可以自行制造，但很多大型復(fù)雜、精密和長(zhǎng)壽命的多工位級(jí)進(jìn)模大型精密塑料模復(fù)雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進(jìn)口，近年來模具進(jìn)口量已超過國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì) 目前我國(guó)模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上；工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面。 國(guó)外從 60 年代初就開始了模具 應(yīng)用研究工作，到目前為止 已經(jīng)研究出了多種模具 過近 40 年的發(fā)展，模具 于特征設(shè)計(jì)和 度集成為特征的三維系統(tǒng)，并逐步向自動(dòng)化和智能化的方向邁進(jìn)。 級(jí)進(jìn)模開發(fā)的重要意義在于可以將設(shè)計(jì)人員從大量繁重的重復(fù)性的手工勞動(dòng)中解放出來，使他們能將主要精力投入到新產(chǎn)品的開發(fā)、工藝裝備的改進(jìn)及新工藝的研究等具有創(chuàng)造性的工作中；大大縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力；提高企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，并有利于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化工作；能夠適應(yīng)當(dāng)前日趨自動(dòng)化 的現(xiàn)代制造環(huán)節(jié)的需要，并為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)創(chuàng)造必要的技術(shù)基礎(chǔ)。 級(jí)進(jìn)模相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 1國(guó)外狀況 ： 模具 低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。在 “ 八五 ” 、九五 “ 期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量 統(tǒng)。如美國(guó) 國(guó) 司 國(guó) 國(guó) 本 司的 以色列公司的 Ci 引進(jìn)了 軟件及法國(guó) 內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 ： 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產(chǎn)品更 新?lián)Q代快，對(duì)模具的需求量加大。我國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的沖壓模大多為簡(jiǎn)單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級(jí)進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足 100萬次，模具最高壽命達(dá)到 1億次以上，精度達(dá)到 3 5 50個(gè)以上的級(jí)進(jìn)工位，與國(guó)際上最高模具壽命 6億次，平均模具壽命 5000萬次相比，處于 80年代中期國(guó)際先進(jìn)水平。一般模具國(guó)內(nèi)可以自行制造，但很多大型復(fù)雜、精密和長(zhǎng)壽命的多工位級(jí)進(jìn)模大型精密塑料模復(fù)雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進(jìn)口，近年來模具進(jìn)口量已超過國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，適 應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進(jìn)一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國(guó)產(chǎn)化的繁重任務(wù)。 自 20世紀(jì) 80年代以來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。 20世紀(jì) 90 年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在 1990年僅 60 億元人民幣， 1994年增長(zhǎng)到 130 億元人民幣， 1999年已達(dá)到 245億元人民幣， 2000年增至 260270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會(huì)以 10 15的速度快速增長(zhǎng)。 目前，我國(guó) 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國(guó)有的專業(yè)模具廠外，其他所 有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓 模具約占 50（中國(guó)臺(tái)灣： 40），塑料模具約占 33（中國(guó)臺(tái)灣： 48），壓鑄模具約占 6（中國(guó)臺(tái)灣： 5），其他各類模具約占 11（中國(guó)臺(tái)灣： 7）。 中國(guó)臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)，分為萌芽期（ 1961 1981），成長(zhǎng)期（ 1981 1991），成熟期（ 1991 2001）三個(gè)階段。 萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和 周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。 1981 年 1991 年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長(zhǎng)的時(shí)期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自 1982 年起，臺(tái)灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩大主流。從 1985 年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推 行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等 以臺(tái)灣模具業(yè)接觸 術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。 【 5】 成熟期，在國(guó)際化，自由化和國(guó)際分工的潮流下， 1994 年， 1998 年，由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計(jì)劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計(jì)劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。 1997 年 11 月間臺(tái)灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)（ 同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世界模具協(xié)會(huì)會(huì)員，。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè) 在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測(cè)能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠商供應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。 級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)與制造 , 近幾年來在許多企業(yè)里無論是數(shù)量還是質(zhì)量水平上 , 都已經(jīng)有了一個(gè)較快的發(fā)展。但在此同時(shí) , 與之相適應(yīng)的沖壓機(jī)床種類 , 對(duì)沖壓材料的要求 , 以及級(jí)進(jìn)模選用的結(jié)構(gòu)類型和制造工藝等都必須更加引起我們的高度重視和認(rèn)真對(duì)待 , 因?yàn)檫@是先進(jìn)的級(jí)進(jìn)模 技術(shù)賴以采用 , 并得以充分發(fā)揮效益的基礎(chǔ)。 究方法與系統(tǒng)描述 級(jí)進(jìn)模 術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 “交貨期短 ”、 “精度高 ”、 “質(zhì)量好 ”、 “價(jià)格低 ”的要求服務(wù) 1 。 達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： 全面推廣 術(shù) 模具 術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大 術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 高速銑削加工 國(guó)外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造 注入 了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的于模具制造業(yè)的 “ 逆向工程 ” 。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在 “ 十五 ” 期間將發(fā)揮更大的作用。 電火花銑削加工： 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn) 單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣 )，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度： 我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為 80%左右。 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)： 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā) 展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(、 等 )、等離子噴涂等技術(shù)。 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化 :模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量 是 重要的發(fā)展趨勢(shì)。 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 :這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。 【 7】 第二章 沖裁件分析 工件名稱 ： 托板 生產(chǎn)批量 ： 大批量 材料 ： 08F 料厚 ： 件簡(jiǎn)圖 ， 如圖 件材料 由圖 208性：強(qiáng)度低和硬度塑性好，易于深沖拉延彎曲和焊接。適合托板的加工要求。 件結(jié)構(gòu)形狀 該工件由方形和兩個(gè)半圓組成，內(nèi)有四個(gè) 孔，間距為 17和 14。沖裁時(shí)，要注意沖裁件內(nèi)外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角，為提高模具壽命，建議將所有 90 清角改為 件尺寸精度 該零件有四個(gè) 孔與孔，孔與邊緣之間的距離也滿足沖壓最小距離要求，最小壁厚 可按照 以零件要求精度較低，同時(shí)零件外形及位置公差等均為一般技術(shù)要求，因此使用普通沖裁方式完全滿足零件的精度等級(jí)以及形位公差等技術(shù)要求。 查未注公差尺寸表附錄一確定零件的各種構(gòu)成尺寸在實(shí)際沖壓的公差和尺寸為： 0 、 0 、 0 、 0 、 、 0 、 第三章 工藝方案的確定 裁工藝方案種類 此工件所需的基本沖壓工序?yàn)闆_孔、落料?？梢詳M出如下幾種工藝方案： 方案一：先落料，再?zèng)_孔的單工序沖裁。采用單一工序的沖壓方法即先落方半圓的外形，在以這個(gè)工件定位沖 圖 方案二：沖孔、落料復(fù)合模沖裁。采用復(fù)合工序的沖壓方法，即沖 圓孔和方半圓外形在同一副模具同一工位的一次沖壓行程中完成（如圖 方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模沖裁。采用級(jí)進(jìn)工序的沖壓方法，即在同一副模具的不同工位上先后連續(xù)完成沖 圓孔方半圓外形（如圖 。 a)落料 b)同沖四孔 圖 采用單一工序方案 圖 用復(fù)合工序方案 圖 序方案 裁工藝方案分析及確定 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 制造周期短 ，制造簡(jiǎn)單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。 方案二只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高。 方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具制造工作量和成本在沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)比復(fù)合模低。 綜合以上通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為最佳。其優(yōu)缺點(diǎn)見表 3 1： 表 3各類模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較 模 具種類比較項(xiàng)目 單工序模（無 導(dǎo)向）（有導(dǎo)向） 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 零件公 差等級(jí) 低 一般 可達(dá) 可達(dá) 零件特點(diǎn) 尺 寸 不受 限 制厚 度 不受限制 中小型尺寸厚度較厚 小零件厚度 6寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度限制，尺寸可以較大，厚度可達(dá) 3件平面度 低 一般 中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平 由 于壓料沖件的同時(shí)得到了較平，制件平直度好且具有良好的剪切 斷面 生產(chǎn)效率 低 較低 工序間自動(dòng)送料，可以自動(dòng)排除制件，生產(chǎn)效率高 沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔?，必須?動(dòng)或機(jī)械排除，生產(chǎn)效率較低 安全性 不安全，需采取安全措施 比較安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成本 低 比無導(dǎo)向的稍高 沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)，比復(fù)合模低 沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比級(jí)進(jìn)模低 適用場(chǎng)合 料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn) 大批量小型沖壓件的生產(chǎn) 形狀復(fù)雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn) 第四章 沖壓工藝計(jì)算及設(shè)計(jì) 樣、計(jì)算條料寬度、材料利用率 樣方式的選擇 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭 邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案三：無廢料排樣 材料利用率最高，但沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些。 通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 計(jì)算材料利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是 衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 /100% （ 4 式中： A 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B 條料寬度； S 步距； 由此可之，值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少 工藝廢料。 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則： 1）提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀）。 2)排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 3)模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。 4)保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 A= 82+4 16+38 30以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 = 100%=(62 100%=69% 考慮料頭 、尾料和邊角余料消耗，一張板材上的總利用率 總為 總 = 100% （ 4 式中： n 一張板料上沖裁件的總數(shù)目； 一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積； L 板料長(zhǎng)度； B 板料寬度。 排樣形式及搭邊和料邊的確定 縱排縱裁 橫排橫裁 排樣 1 排樣 2 橫排縱裁 縱排縱裁 排樣 3 排樣 4 圖 4排樣選擇 排樣一 板料選用 2 750 2000 條料寬度 B=a+Z=54+2 2+距 S=30+2=32 每板總件數(shù) n=12 93=756 材料利用率 =756 50 2000=排樣二 板料選用 2 750 2000 條料寬度 B=54+2 2+距 S=30+2=2板總件數(shù) n=32 23=736 材料利用率 =736 50 2000=排樣三 板料選用 2 1400 3500 條料寬度 B=30+2 2+2=距 S=58+2=60板總件數(shù) n=41 58=2378 材料利用率 =2378 400 3500=排樣四 板料選用 2 1400 3500 條料寬度 B=30+2 2+距 S=58+2=60板總件數(shù) n=102 23=2346 材料利用率 =2346 400 3506=綜上所述，得排樣 一的材料利用率最高，故選用橫排橫 裁法，排樣圖如下： 圖 4樣圖 算條料寬度 搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保 證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。 搭邊值通常由表 4 根據(jù)零件形狀，查表 4a=工件與側(cè)邊之間搭邊值 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值 =（ 2 0 （ 4 式中 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； 板料剪裁下的偏差；（其值查表 4得 = =58 2 故條料寬度為 62 表 4搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 材料厚度 t（ 圓件及 類似圓形制件 矩形 或類似矩形制件長(zhǎng) 度 50 矩形 或類似矩形制件 長(zhǎng) 度 50 工件間 a 側(cè)邊 工件間 a 側(cè)邊 件間 a 側(cè)邊 1 4通剪床用帶料寬度偏差（ 條料厚度 t(條料寬度 b(50 50 100 100 200 200 2 2 3 3 5 壓力的計(jì)算 裁力 在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說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)模具重要依據(jù)之一。 用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算： F= （ 4 式中： K 安全系數(shù)，一般取 K= 沖裁件周邊長(zhǎng)度 材料抗剪強(qiáng)度 ， t 材料厚度 系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取 = 查表為 216304 b=300沖裁力計(jì)算公式計(jì)算落料時(shí)的沖裁力： L=2（ 58+2（ 30+16 = 300/1000=N) 按沖裁力計(jì)算公式計(jì)算沖孔時(shí)的沖裁力： 4 300/1000= 料力 卸F = F （ 4 式中： 表 41 = 卸F = F =(=N) 表 4卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 t/1 3 鋼 、鋁合金 純銅，黃銅 總壓力及沖壓設(shè)備的選擇 （ 4 則 沖壓設(shè)備的選擇，沖壓 生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類很多，選用沖壓設(shè)備時(shí)主要應(yīng)考慮下列要求： 1、壓設(shè)備的類型和工作形式是否適合于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保要求； 2、沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要。 3、沖壓設(shè)備的裝模高度，工作尺寸，行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模 具。 4、沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。根據(jù)模具的形狀尺寸及制件精度，這里選用開式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)，壓力機(jī)代號(hào)為 160，其主要參數(shù)見表 4表 4 4 160 公稱壓力 最大閉合高度 /作臺(tái)尺寸（左右 （直徑 3060 16 具壓力中心計(jì)算 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的工作，中小型模具就是要使其壓力中心與模柄軸線相垂合。計(jì)算壓力中心時(shí)，畫出圖，如圖 在圖 據(jù)圖分析，因?yàn)楣ぜD形對(duì)稱，故落料時(shí) 1 點(diǎn)上；沖孔時(shí) 2上。 （ 1）： （ 4 式中： 落料的壓力中心 沖孔的壓力中心 y