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落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 院 系 專 業(yè) 年 級 姓 名 題 目 落料沖孔沖模具設(shè)計及 CAD 指導教師 評 語 指導教師 簽章 評 閱 人 評 語 評 閱 人 簽章 成 績 答辯委員會主任 簽章 年 月 日 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計 論文 任務(wù)書 班 級 學生姓名 學 號 發(fā)題日期 200 年 3 月 15 日 完成日期 6 月 25 日 題 目 落料沖孔沖模具設(shè)計及 CAD 1 本論文的目的 意義 模具設(shè)計工件是需要非常專業(yè)的知識和多年的經(jīng)驗才能勝 任的 隨著我國機械行業(yè)的飛速發(fā)展 模具設(shè)計工程師越來越短缺 已經(jīng)嚴重制約 了模具行業(yè)的健康發(fā)展 在廣東 浙江 上海 江蘇等地找到五年以上設(shè)計經(jīng)驗的 模具工程非常困難 而剛剛畢業(yè)的模具專業(yè)的學生又遠遠不能滿足企業(yè)的需要 通 過本次畢業(yè)設(shè)計實踐 采用 CAD CAM Master CAM UG Pro E 技術(shù)可以使設(shè)計者 從繁沉計算和繪圖工件中得到解脫 采用人機結(jié)合 各盡所長 充分發(fā)揮其人的創(chuàng) 造思維能力 控制設(shè)計過程 使模具設(shè)計趨于合理化 而計算機則發(fā)揮其計算分折 和儲存信息的能力 兩者結(jié)合 發(fā)揮各自的優(yōu)勢 有利于獲得最優(yōu)的設(shè)計成果 縮 短開發(fā)周期 2 學生應(yīng)完成的任務(wù) 1 工藝分折 2 確定加工方案 3 排樣圖的設(shè)計及材料利 用率計算 4 沖裁壓力和壓力中心計算 5 凸凹模設(shè)計 6 凸凹模刃口尺寸的確定 7 其它零件的設(shè)計 8 壓力機的選擇 9 后附翻譯和實習報告 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 3 論文各部分內(nèi)容及時間分配 共 12 周 第一部分工藝分折 確定加工方案 收集資料 2 周 第二部分 排樣圖的設(shè)計及材料利用率計算 沖裁壓力和壓力中心計算 2 周 第三部分凸凹模設(shè)計 凸凹模刃口尺寸的確定 4 周 第四部分其它零件的設(shè)計 壓力機的選擇 2 周 第五部分 寫說明書及翻譯 1 周 評閱及答辯 1 周 備 注 參考文獻 沈興東 韓森和 沖壓設(shè)計與模具設(shè)計 山東科學技術(shù)出 版社 2005 年 翁其金 冷沖壓技術(shù) 機械工程出版社 2004 年 王芳 沖壓設(shè)計與 模具設(shè)計 機械工程出版社 2002 年 鄭家賢 沖壓工藝與模具設(shè)計實用技術(shù) 機 械工業(yè)出版社 2004 年 指導教師 2007 年 4 月 10 日 審 批 人 年 月 日 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 摘 要 沖壓模具在實際工業(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 強度大 勞動量大 嚴重影響生產(chǎn)效率的提高 隨著當今科技的發(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 的自動送料技術(shù)也投入到實際的生產(chǎn)中 沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率 減輕工人負擔 具有重要的技術(shù)進步意義和經(jīng)濟價值 本文提出采用模具來生產(chǎn)落料沖孔的新工藝 并針對某規(guī)格夾具落料沖孔設(shè)計 了復(fù)合模 該模具設(shè)計的難點主要是如何解決好零件中的孔沖裁 確定模具結(jié)構(gòu) 如何進行模具的制造及沖裁方案選定等 本文結(jié)合落料沖孔的特點 具體解決了壓 力機的選擇與校核 凸模和凹模刃口尺寸計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計 定位方案設(shè)計 卸料方 式的設(shè)計 主要模具零件的加工工藝 標準零件的選用 模具的裝配等一系列的設(shè) 計工作 這些設(shè)計可為類似的零件模具設(shè)計提供現(xiàn)實的指導意義 此次模具設(shè)計的 突出特點是嘗試使用復(fù)雜的復(fù)合模具 解決常規(guī)沖壓工藝模具套數(shù)多 工藝路線長 生產(chǎn)成本高 效率低等缺點 并為以后此類零件沖壓工藝的編制及模具設(shè)計提供了 可靠的依據(jù) 本文介紹的模具實例結(jié)構(gòu)簡單實用 使用方便可靠 對類似工件的大批量生產(chǎn) 具有一定的參考作用 關(guān)鍵詞 沖模 復(fù)合模 沖裁力 沖裁間隙 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 Abstract Punching die has been widely used in industrial production In the traditional industrial production the worker work very hard and there are too much work so the efficiency is low With the development of the science and technology nowadays the use of punching die in the industial production gain more attention and be used in the industrial production more and more Self acting feed technology of punching die is also used in production punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden so it has significant meaning in technologic progress and economic value This Article proposes using mold to produce retainer of the new technology And against a standard fixture retainer design of the compound dies The main problems of this mold design is how to solve retainer of punching holes determine mold structure how to manufacturing the mold and selected blanking programs and so on This Article Combine the characteristics of retainer concretely solve the choice and verify check of the press machine the numeration and structure design of the point dimension of punch and matrix the locating project design the method of stripper the main mold parts processing the choice of standard parts the design of the model assemble These designs can provide realistic guiding significance for similar mold design But the characteristics of the design is to try to using the complicate dies To solve the problem of original process such as large numbers of die long process of technology high production cost low efficiency difficulty in keeping symmetry of working parts are solved and a reliable evidence for the workout of stamping process and die design of these parts is provided The dies here discussed can be easily made conveniently used and safely operated And it could be used as the reference in the large scale production of similar workpieces 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 key words dies compound dies blanking force blanking dearance 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 目 錄 開題報告 1 任務(wù)書 2 中文摘要 4 英文摘要 5 第 1 章 緒論 7 第 2 章 設(shè)計任務(wù)與分析 11 2 1 設(shè)計任務(wù) 11 2 2 零件工藝性分析 12 第 3 章零件工藝性計算 13 3 1 排樣計算 13 3 2 沖壓力計算 13 3 3 確定壓力中心 14 3 4 沖壓設(shè)備的選擇 16 3 5 凸凹模刃口尺寸的計算 17 第 4 章 凸模 凹模及凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 第 5 章 模具總體設(shè)計及部分零件設(shè)計 22 第 6 章 沖壓生產(chǎn)的安全防護 23 6 1 壓力機的安全技術(shù)措施 23 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 結(jié)論 25 致謝 26 參考文獻 30 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 第 1 章 緒論 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 現(xiàn)代模具工業(yè)有 不衰亡工業(yè) 之稱 世界模具市場總體上供不應(yīng)求 市場需 求量維持在 700 億至 850 億美元 同時 我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機 遇 近幾年 我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 15 的年增長率 據(jù)不完全統(tǒng)計 2005 年國 內(nèi)模具進口總值達到 700 多億 同時 有近 250 個億的出口 到 2007 年模具產(chǎn)值 預(yù)計為 700 億元 模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年 9000 多萬美元增長到 2006 年的 2 億美元左右 單就汽車產(chǎn)業(yè)而言 一個型號的汽車所需模具達幾千副 價值上億元 而當汽車更換車型時約有 80 的模具需要更換 2005 年我國汽車產(chǎn)銷 量均突破 550 萬輛 預(yù)計 2007 年產(chǎn)銷量各突破 700 萬輛 轎車產(chǎn)量將達到 300 萬輛 另外 電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大 在發(fā)達國家往往占到模具市場總量 的 20 之多 目前 中國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點 從業(yè)人數(shù)約 50 多萬 1999 年中 國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達 245 億元人民幣 工業(yè)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 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中 沖壓模具約占 50 塑料模具約占 33 壓鑄模具約占 6 其它各類模具約占 11 模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個國家現(xiàn)代化水平高低的一個重要標志 就我國而言 經(jīng) 過了這幾十年曲折的發(fā)展 模具行業(yè)也初具規(guī)模 從當初只能靠進口到現(xiàn)在部分進 口已經(jīng)跨了一大步 但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過進口來滿足生 產(chǎn)需要 隨著各種加工工藝和多種設(shè)計軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計更為方便 隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展 模具的設(shè)計和制造也越來越趨近于國際化 現(xiàn)在模具的 計算機輔助設(shè)計和制造 CAD CAM 技術(shù)的研究和應(yīng)用 大大提搞了模具設(shè)計和制造 的效率 減短了生產(chǎn)周期 采用模具 CAD CAM 技術(shù) 還可提高模具質(zhì)量 大大減少 設(shè)計和制造人員的重復(fù)勞動 使設(shè)計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上 尤其是 pro E 和 UG 等軟件的應(yīng)用更進一步推動了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模 具工作零件的加工趨進于自動化 電火花和線切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對模具行業(yè)起 到了飛越發(fā)展 模具的標準化程度在國內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯 特別是對一些通用件 的使用應(yīng)用的越來越多 其大大的提高了它們的互換性 加強了各個地區(qū)的合作 對整個模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 1 1沖壓工藝介紹 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一 它主要用于加工板料零件 所以有 時也叫板料沖壓 沖壓不僅可以加工金屬板料 而且也可以加工非金屬板料 沖壓 加工時 板料在模具的作用下 于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力 當內(nèi)力的作用達到 一定程度時 板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形 從而獲得一定的形狀 尺寸和性能的零件 沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程 所以它的生產(chǎn)率高 而且由于操作簡便 也便于實現(xiàn)機械化和自動化 利用模具加工 可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的 形狀復(fù)雜的零件 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的 所以質(zhì)量穩(wěn)定 一般不需要再經(jīng)過機械 加工便可以使用 沖壓加工一般不需要加熱毛坯 也不像切削加工那樣大量的切削材料 所以它 不但節(jié)能 而且節(jié)約材料 沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好 使用的原材料是冶金工廠大 量生產(chǎn)的軋制板料或帶料 在沖壓過程中材料表面不受破壞 因此 沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝 用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一 般還具有重量輕且剛性好的特點 沖壓加工在汽車 拖拉機 電機 電器 儀器 儀表 各種民用輕工產(chǎn)品以及 航空 航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位 現(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的 沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的 在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程中 沖壓生產(chǎn)占有重要的地位 當今 隨著科學技術(shù)的發(fā)展 沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展 這些革新和 發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面 1 工藝分析計算方法的現(xiàn)代化 2 模具設(shè)計及制造技術(shù)的現(xiàn)代化 3 沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化 4 新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn) 5 不斷改進板料的性能 以提高其成型能力和使用效果 1 2 沖壓工藝的種類 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 沖壓主要是按工藝分類 可分為分離工序和成形工序兩大類 分離工序也稱沖 裁 其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離 同時保證分離斷面的質(zhì)量要求 成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形 制成所需形狀和尺寸的 工件 在實際生產(chǎn)中 常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件 沖裁 彎曲 剪切 拉深 脹形 旋壓 矯正是幾種主要的沖壓工藝 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大 要求沖壓材料厚度 精確 均勻 表面光潔 無斑 無疤 無擦傷 無表面裂紋等 屈服強度均勻 無 明顯方向性 均勻延伸率高 屈強比低 加工硬化性低 在實際生產(chǎn)中 常用與沖壓過程近似的工藝性試驗 如拉深性能試驗 脹形性 能試驗等檢驗材料的沖壓性能 以保證成品質(zhì)量和高的合格率 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度 模具制造成本和壽命則是影 響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素 模具設(shè)計和制造需要較多的時間 這就延長了新 沖壓件的生產(chǎn)準備時間 模座 模架 導向件的標準化和發(fā)展簡易模具 供小批量生產(chǎn) 復(fù)合模 多工 位級進模 供大量生產(chǎn) 以及研制快速換模裝置 可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮 短準備時間 能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間 能使適用于大 批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn) 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外 一般都采用機械壓力機 以現(xiàn)代高速多工 位機械壓力機為中心 配置開卷 矯平 成品收集 輸送等機械以及模具庫和快速 換模裝置 并利用計算機程序控制 可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十 數(shù)百件沖壓件的情況下 在短暫時間內(nèi)完成送料 沖壓 出件 排廢料等工序 常常發(fā)生人身 設(shè)備和質(zhì)量事故 因此 沖壓中的安全生產(chǎn) 是一個非常重要的問題 1 3 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 阻力一 機械化 自動化程度低 美國 680 條沖壓線中有 70 為多工位壓力機 日本國內(nèi) 250 條生產(chǎn)線有 32 為 多工位壓力機 而這種代表當今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應(yīng)用卻為數(shù) 不多 中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后 耗能耗材高 環(huán)境污染嚴重 封頭成形設(shè)備簡陋 手工操作比重大 精沖機價格昂貴 是普通壓力機的 5 10 倍 多數(shù)企業(yè)無力投資阻 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 礙了精沖技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用 液壓成形 尤其是內(nèi)高壓成形 設(shè)備投資大 國 內(nèi)難以起步 突破點 加速技術(shù)改造 要改變當前大部分還是手工上下料的落后局面 結(jié)合具體情況 采取新工藝 提高機械化 自動化程度 汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機連線自動化 機器人沖壓 生產(chǎn)線 特別是大型多工位壓力機方向發(fā)展 爭取加大投資力度 加速沖壓生產(chǎn)線 的技術(shù)改造 使盡早達到當今國際水平 而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板 材成形裝備自動化 柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ) 應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù) 液壓 成形技術(shù) 高精度復(fù)合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形 技術(shù)及相關(guān)設(shè)備 同時改造國內(nèi)舊設(shè)備 使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力 阻力二 生產(chǎn)集 中度低 許多汽車集團大而全 形成封閉內(nèi)部配套 導致各企業(yè)的沖壓件種類多 生產(chǎn) 集中度低 規(guī)模小 易造成低水平的重復(fù)建設(shè) 難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn) 市場競 爭力弱 摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場競爭 處于 優(yōu)而不勝 劣而不汰 的狀 態(tài) 封頭制造企業(yè)小而散 集中度僅 39 2 突破點 走專業(yè)化道路 迅速改變目前 大而全 散亂差 的格局 盡快從汽車集團中把沖壓零部 件分離出來 按沖壓件的大 中 小分門別類 成立幾個大型的沖壓零部件制造供 應(yīng)中心及幾十個小而專的零部件工廠 通過專業(yè)化道路 才能把沖壓零部件做大做 強 成為國際上有競爭實力的沖壓零部件供應(yīng)商 阻力三 沖壓板材自給率不足 品種規(guī)格不配套 目前 我國汽車薄板只能滿足 60 左右 而高檔轎車用鋼板 如高強度板 合 金化鍍鋅板 超寬板 1650mm 以上 等都依賴進口 突破點 所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理 朝著高強 高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方 向發(fā)展 并改善沖壓性能 鋁 鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料 擴大應(yīng)用已 勢在必行 阻力四 科技成果轉(zhuǎn)化慢先進工藝推廣慢 在我國 許多沖壓新技術(shù)起步并不晚 有些還達到了國際先進水平 但常常很 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 難形成生產(chǎn)力 先進沖壓工藝應(yīng)用不多 有的僅處于試用階段 吸收 轉(zhuǎn)化 推廣 速度慢 技術(shù)開發(fā)費用投入少 導致企業(yè)對先進技術(shù)的掌握應(yīng)用慢 開發(fā)創(chuàng)新能力 不足 中小企業(yè)在這方面的差距更甚 目前 國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù) 對下一代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲備 突破點 走產(chǎn) 學 研聯(lián)合之路 我國與歐 美 日等相比 存在的最大的差距就是還沒有一個產(chǎn) 學研聯(lián)合 體 科研難以做大 成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力 所以應(yīng)圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項 目 以高校和科研單位為技術(shù)支持 企業(yè)為應(yīng)用基地 形成產(chǎn)品 設(shè)備 材料 技 術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實體 形成既能開發(fā)創(chuàng)新 又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán) 阻力五 大 精模具依賴進口 當前 沖壓模具的材料 設(shè)計 制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要 而且標 準化程度尚低 大約為 40 45 而國際上一般在 70 左右 突破點 提升信息化 標準化水平 必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè) 發(fā)展重點在于大力推廣 CAD CAM CAE 一體化 技術(shù) 特別是成形過程的計算機模擬分析和優(yōu)化技術(shù) CAE 加速我國模具標準化進 程 提高精度和互換率 力爭 2007 年模具標準件使用覆蓋率達到 70 2010 年達到 70 以上基本滿足市場需求 阻力六 專業(yè)人才缺乏 業(yè)內(nèi)掌握先進設(shè)計分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠遠不能滿足沖壓行業(yè) 飛速發(fā)展的需要 尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為 缺乏且大量外流 另外 眾多合資公司由外方進行工程設(shè)計 掌握設(shè)計權(quán) 投資權(quán) 我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦 突破點 提高行業(yè)人員素質(zhì) 這是一項迫在眉睫的任務(wù) 又是一項長期而系統(tǒng)的任務(wù) 振興我國沖壓行業(yè)需 要大批高水平的科技人才 大批熟悉國內(nèi)外市場 具有現(xiàn)代管理知識和能力的企業(yè) 家 大批掌握先進技術(shù) 工藝的高級技能人才 要舍得花大力氣 有計劃 分層次 地培養(yǎng) 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 1 4 本次設(shè)計的主要方向 內(nèi)容及目的 沖壓工藝在機電產(chǎn)品制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛是眾目共睹的 而沖模是實現(xiàn)沖壓工 藝的主要工藝裝備 在模具制造行業(yè)中占有重要的地位 沖模技術(shù)的水平直接和生產(chǎn)率 產(chǎn)品質(zhì)量 尺寸公差和表面粗糙度等 一次刃 磨的壽命以及設(shè)計和制造模具的周期緊密相關(guān) 提高沖模技術(shù)水平有利于獲得優(yōu)質(zhì) 高效 低耗 廉價的產(chǎn)品 技術(shù)經(jīng)濟效果顯著 深受制造行業(yè)的重視 沖壓 就是 在室溫下 利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力 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 沖壓模具 在冷沖壓加工中 將材料 金 屬或非金屬 加工成零件 或半成品 的一種特殊工藝裝備 稱為冷沖壓模具 俗 稱冷沖模 沖壓加工的特點 由于冷沖壓加工具有上述突出的優(yōu)點 因此在批量生產(chǎn)中得到了 廣泛的應(yīng)用 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位 是國防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn) 中必不可少的加工方法 沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具 而模具是技術(shù)密集型 產(chǎn) 品 其制造屬單件小批量生產(chǎn) 具有難加工 精度高 技術(shù)要求高 生產(chǎn)成本 高 約占產(chǎn)品成本的 10 30 的特點 所以 只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況 下 沖壓成形加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn) 從而獲得好的經(jīng)濟效益 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 第 2章 設(shè)計任務(wù)與分析 2 1 設(shè)計任務(wù) 零件簡圖 如圖 1 1 所示 生產(chǎn)批量 大批量 材料 Q235 材料厚度 5mm 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 圖 2 1 零件簡圖 2 2零件工藝性分析 該零件形狀簡單 有直線和圓弧組成 查沖裁件內(nèi) 外形所能達到的經(jīng)濟精度 表 零件所能達到的精度等級為 IT14 將查到的精度與零件圖上所標注的尺寸公差 相比較 可以認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證 其他尺寸標注 生產(chǎn)批量等情況 也符合沖裁工藝的要求 故決定采用沖孔落料倒裝復(fù)合模 進行 加工 且一次沖壓成形 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 第 3章 零件工藝計算 3 1排樣計算 采用如圖 3 1 所示的排樣方案 圖 3 1 排樣圖 查表得 最小搭邊值 a 5 a1 4 計算零件的毛坯面積 22222895120365 0 648444A m 條料寬度 bm 進距 8h 一個進距的材料利用率 2648130 7 3 nAb 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 3 2 沖壓力計算 1 沖孔力 31 409 5402710bFLt N 28 312 1N沖 2 沖孔推件力 查表計算 n 1 0 045 323 24 FnK 推 推 沖 K推 F沖 310N 3310 452 104 5N 推 3 落料力 339 69 810bLt 4 落料時的卸料力 5336 810 2FKN 卸 卸 沖床總壓力 總 沖 落 卸 推 FFN 3總 1058 64 3 3 確定模具壓力中心 按比例畫零件形狀 選定坐標系 xOy 這里我們把外形和內(nèi)孔的壓力中 分開計算 如圖 2 2 外形壓力中心 及圖 2 3 零件壓力中心 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 圖 3 2 外形壓力中心71iLLL 外 外 外 2外 3外 4外 5外 6外 7 07 808445 查表計算圓弧處的中心坐標為 33 82 58 18 所以零件外形的中心坐標為 123456771iLxLxLxLxX 外 外 外 外 外 外 外外外 34 1外 123456771iLyLyLyLyY 外 外 2外 3外 4外 5外 6外 7外外 67 68外 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 零件總體壓力中心 圖 3 3 總體壓力中心 18l 16x 128y 2409 245 3l 37x3y 405 8lL 外 4 1 467 8 41ill 234 8 09 05 857 123441ilxllxll 總總 42 27123441ilyllyllx 總總 75 41 所以模具的壓力中心為 42 27 75 41 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 3 4 沖壓設(shè)備的選擇 選用閉式單點壓力機 J23 125 工作臺尺寸 前后 左右 710mm 1080mm 公稱壓力 1250KN 墊板尺寸 100mm 250mm 滑塊行程 145mm 模板尺寸 60mm 30mm 最大閉和高度 480mm 最大傾斜角 25o 連桿調(diào)節(jié)量 110mm 3 5 凸凹模刃口尺寸的計算 3 5 1 沖孔部分 查表得間隙值 min0 65Z max0 75 查表得尺寸公差 外形 0 5 內(nèi)孔 0 25 1 對沖孔 8 采用凸凹模分開加工的方法 查表得凸凹模的制造公差為 0 2p 0 2d 校核 minax0 1Z 4d 滿足 ipd 查表得因數(shù) 75 凸模尺寸 000max 2 2 8 75 819ppd 凹模尺寸 000 1964Z 2 對其他兩沖孔部位也采用凸凹模分開加工的方法 0 2p 5d 41dm 故能滿足 的要求 inaxpdZ 1 尺寸 000min 2 2 215 ppd 5ax000 81Z 20 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 尺寸 000min 2 2 915 9ppd ax000 81Z 尺寸中心距C 尺寸 10 25 30 75alcm 尺寸 2 8 al 尺寸 320 5 0 375alcm 尺寸 42 92 al 3 5 2 落料部分 如圖 2 4 圖 2 4 落料部分 尺寸 0 3p 0 2d X 0 7551m 0 28pd0 1250max 1254 3 68 3Z 同理 尺寸 30 28 25 92 L1 32 L5 60 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 0 3596d 0 2583pd 尺寸 0 358d 0 25p 尺寸 0 35196d 0 25183pd 尺寸 L2 L3 L4 均為磨損后不邊的尺寸屬于同類尺寸 尺寸 20 5 065C 2L凹 尺寸 2 3L凹 尺寸 20 547 065C 4L凹 L6 84 L7 120 L2 55 L3 R5 L4 47 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 第 4章 凸模 凹模及凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 1 凸模 凹模及凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 沖 孔的圓形凸模及另一凸模 由于模具需要在凸模外面裝推件塊 因此設(shè)8m 計成直柱如圖 4 1 4 2 所示 圖 4 1 大凸模 圖 4 2 小凸模 凹模的刃口形式 考慮到本例生產(chǎn)批量為大批量 所以采用刃口強度較高的凹模如 圖 3 3 所示 凹模厚度 取 H 3410 483 6Hkbm 凹模壁厚 551C 垂直送料方向凹模寬度 2 4 186BH 送料方向凹模長度 130ALl 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 圖 4 3 凹模 本模具為復(fù)合沖裁模 因此除沖孔凸模和落料凹模外 必然還有一個凸凹模 凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 4 4 所示 圖 4 4 凸凹模 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 第 5章 模具總體設(shè)計及部分零件設(shè)計 本設(shè)計使用復(fù)合沖模將凹模及凸模固定在上模上 是典型的倒裝結(jié)構(gòu) 兩個導 料銷控制條料送進的導向 固定卸料板控制送料的進距 卸料采用彈性卸料裝置 彈性卸料裝置由卸料板 卸料板螺釘和彈簧組成 沖制的工件有推桿和推件塊組成 的剛性推件裝置推出 沖孔的廢料可通過凸凹模的內(nèi)孔從壓力機臺面孔漏下 模架選用中等精度 中 小尺寸的后側(cè)導柱模架 從右向左送料 操作方便 上模座 31520LmBHm 下模座 6 導柱 0d 導套 350mLDm 墊板厚度 10mm 凸模固定板厚度取 18mm 凹模厚度取 34mm 卸料板厚度取 16mm 模具閉高度 501834690H 模 2m 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 第 6章 沖壓生產(chǎn)的安全防護 我國是社會主義國家 對工人在生產(chǎn)過程的人身安全 應(yīng)予足夠的重視 沖壓 生產(chǎn)是較容易發(fā)生工傷的一種作業(yè) 為防患未然 必須從各個方面采取有效的措施 除了制訂和貫徹合理的安全操作規(guī)程 加強安全技術(shù)教育以外 在有條件的情 況下 應(yīng)盡可能組織機械化與生產(chǎn)自動化生產(chǎn) 這是防止工傷事故極其有效的措施 也是提高勞動生產(chǎn)率 減輕勞動強度的重要途徑 從大量事故實況統(tǒng)計來看 送料 取件和清除廢料的操作 由于操作者的手 臂 頭等進入危險區(qū) 致使事故發(fā)生率高 應(yīng)首先解決好這方面的安全問題 務(wù)必 設(shè)法防止操作時將手伸進沖模危險區(qū)域內(nèi) 這里著重介紹在壓力機和模具上的安全技術(shù)措施 6 1壓力機的安全技術(shù)措施 根據(jù)壓力機的種類和作業(yè)方法的不同 應(yīng)采取與其相適應(yīng)的安全裝置 安全裝 置應(yīng)安裝調(diào)整方便 維護管理簡單 工作可靠 不受外界環(huán)境 光 噪聲 震動等 干擾 不影響操作者視線 不防礙作業(yè)效率 本套模具采用 光電保護裝置 在操作者與危險區(qū) 上下模具的空間 之間用光屏截住 一旦操作者的手或肢 軀進入危險區(qū)遮住光屏時 則光信號轉(zhuǎn)換為電信號 電信號放大或 使繼電器動作 控制壓力機的啟動控制線路 壓力機便立即停車或不能動 該裝置適用范圍較廣 具有摩擦離合器的大 中 小型壓力機均可應(yīng)用 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 除了在壓力機上合理采用上述安全裝置 從模具上解決好安全問題亦是很必要 的 因此 在模具設(shè)計時 應(yīng)周密地從各個不同角度考慮必要的安全措施 模具外部不能有突出部分或尖角部分 凡與機能無關(guān)的一切銳角都要倒棱 以免 割傷皮膚 將模具上模座的正面做成斜面 以增加安全操作空間 在復(fù)合模中 減 少可能的危險面積在卸料板與凹模之 做成凹槽或斜面 并減少卸料板前后的寬度 為了避免壓手 導板或剛性卸料板與凸模固定板之間應(yīng)保持足夠的間隙 一般不小 于 15 20 毫米 在需要用鑷子將工件放入定位板時 應(yīng)在凹模和彈性卸料板上各切 去一凹槽 以便裝卸工作 采用彈性刮料板和自動接件裝置 以代替用手去卸工件 彈性刮料板一般適用于工件料厚 1 5 毫米的情況 為防止沖壓時 操作者的手指誤 入沖模危險區(qū) 可以在模具周圍安裝防護罩或安全柵欄 設(shè)置防護罩或安全柵欄時 應(yīng)保證操作者有足夠的可見度 單面沖裁時 盡量將凸模的突起部分和平衡擋塊安 排在模具的后面 在拉伸模與彎曲模中 壓料板與下模座的空間必需用導板或角鋼 封閉起來 使用各種專用的送料裝置外 為了送進單個毛坯也可以采用溜槽 滑板 等多種形式代替手工操作 在帶剛性卸料板的連續(xù)模中 臨時擋料銷的操作端應(yīng)加 長 并引到模座的外廓尺寸之處 以免手接近危險區(qū) 一般在壓力機上使用的模具 從下模座上平面至上模座下平面或壓力機滑塊平面的最小間距不得小于 50 毫米 在 可動部分等危險處所 操作者容易因不慎而觸手 或夾住某部分 或因彈簧一類飛 散出來的危險部分 都應(yīng)保護起來 加上防護罩 容易產(chǎn)生夾手的危險的可能部分 應(yīng)留出空刀槽 或加上防護罩 笨重的模具必須重裝起重螺釘 以利搬運和安裝 為了防止頂件器因損壞而下落 應(yīng)制成階梯式結(jié)構(gòu) 當由螺釘 鉚接等方法制成時 應(yīng)采用防松螺母等防落措施 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會 通過這次 比較完整的夾具落料沖孔沖孔 落料復(fù)合模的設(shè)計 計算 使我對沖裁模的設(shè)計流 程有了更深一層的了解 我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài) 和實際設(shè)計的結(jié)合鍛 煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎(chǔ)知識 解決實際工程問題的能力 同時也提高我 查閱文獻資料 設(shè)計手冊 設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平 而且通過 對整體的掌控 對局部的取舍 以及對細節(jié)的斟酌處理 都使我的能力得到了鍛煉 經(jīng)驗得到了豐富 并且意志品質(zhì)力 抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升 這是我們都希望的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在 雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多 過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富 提高是有限的但提 高也是全面的 正是這一次設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗 使我的頭腦更好的被知 識武裝了起來 也必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力 更強的 溝通力和理解力 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計是我最大的動力 讓我了解專業(yè)知 識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心 在設(shè)計過程中 解決了沖裁方案的確定 模具結(jié)構(gòu)選擇 主要零部件的設(shè)計 壓力機型號的選擇與校核 定位方案的確定 卸料方式的確定 模架的確定 標準 零件的選擇 模具的裝配方法及調(diào)試等一系列的計算 并通過 CAD 繪圖把我設(shè)計的 內(nèi)容變?yōu)閳D紙 特別是解決了凸凹模設(shè)計和標準件的查找問題 在計算方面 有些 數(shù)據(jù) 尺寸是一點也馬虎不得 只要一個數(shù)據(jù)有誤 就得全部改動 使設(shè)計難度大 大的增加 我感覺要完成這次設(shè)計不僅要有扎實的專業(yè)知識 還要有過硬的計算機 基礎(chǔ)做保障 方能很好的完成這次設(shè)計 我知道在這次設(shè)計中 由于我們實際經(jīng)驗 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 的缺乏 還有很多具體性的問題存在 可這些不足正待我們?nèi)ジ玫难芯扛玫陌l(fā) 掘 只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題 不足和遺憾不會給我打擊只會更好 的鞭策我前行 所以 我們今后的學習中不僅要學好應(yīng)該所學的 還要盡可能多的 去拓展我們在其它方面的領(lǐng)域 只有這樣 我們才能在未來的制造及其它行業(yè)中立 于不敗之地 今后我更會關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn) 并爭取盡快的掌握這些 先進的知識 更好的為祖國的快速發(fā)展服務(wù) 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計受到了院系各級領(lǐng)導的高度重視 得到了全校教師的大力支 持與幫助 在此 我衷心的向你們道一聲 你們辛苦了 通過畢業(yè)設(shè)計 是對我們四年來所學知識的綜合的檢測 更是一個對所學 知識的回顧及綜合復(fù)習的過程 對機械繪圖 工程材料 機械設(shè)計 模具設(shè)計 等過程等都有了更進一步的認識 感謝院系領(lǐng)導給了我足夠時間來完成整套模具設(shè)計 在設(shè)計過程中 得到 了老師和同學的幫助與指導 在此表示感謝 也對做相關(guān)題目的同學的資助表 示感謝 感謝他們在模具設(shè)計過程中對我的幫助和指導 尤其對擔任本次設(shè)計 的指導老師張敬老師表示深深敬意 在設(shè)計過程中遇到一些困難 在張老師的 幫助下我才順利的完成了該沖壓模具的設(shè)計 他對我設(shè)計過程中出現(xiàn)的疏忽與 不足之處提出批評與修改建議 使我的設(shè)計的模具最終更加的完善 這次設(shè)計我深知有很多不足 在此懇請大家給予指導 落料沖孔復(fù)合沖壓模具設(shè)計說明書 參考文獻 1 馮炳堯主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊 上海 上?？茖W技術(shù)出版社 1985 6 2 李天佑主編 沖模圖冊 北京 機械工業(yè)出版社 1988 7 3 丁松聚主編 冷沖模設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 2005 1 4 王孝培主編 沖壓設(shè)計資料 北京 機械工業(yè)出版社 1982 2 5 張玉等主編 幾何量公差與測量技術(shù) 遼寧 東北大學出版社 2003 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