U 型彎曲件中間載體類型級進模的發(fā)展研究摘要用于 U 型彎曲薄板生產件的中間載體型級進模是一個非常特殊的劃分。本研究揭示了采用切斷式送料系統(tǒng)的多工位成形模具板料的成形工藝。通過有限元的模擬，U 型彎曲工藝被認為是設計帶材工藝布局的第一道工序。根據(jù)模具發(fā)展的順序，可以研究模具開發(fā)的下一道工序，即模具結構、模具加工條件、模具材料、部分模具零件熱處理、工藝知識等。本研究的特點是以 I-DEAS 程序建模為基礎，利用 Auto-Lisp，CAD / CAM應用程序，普通機床操作以及通過試驗進行修改來對多工位模具進行模具開發(fā)。關鍵詞：中間載體型級進模；有限元模擬；帶狀工藝布局； U 型彎曲；試驗1.介紹級進模具在沖壓運行期間通過在兩個或更多個工位執(zhí)行一系列基本的鈑金加工以在帶材移動通過模具表面時生產零件。沖壓加工的最佳模具設計及其制造一直是制造領域大規(guī)模生產的目的。因此，完成這項研究需要一個完整的壓力機工具數(shù)據(jù)，以及我們的現(xiàn)場經驗和理論指導。根據(jù)上述因素，這項研究可以通過有限元模擬，I-DEAS 建模和模具制造的實用方法來實現(xiàn)最佳的模具設計。此外，通過試驗[ 1 ]進行修訂，以達到更少缺陷的目標。2.模具設計2.1 系統(tǒng)的開發(fā)圖 1 示出了模具開發(fā)系統(tǒng)的網(wǎng)絡。在這個系統(tǒng)中，它可以被稱為生產工程，模具制造技術，標準化，故障排除，人力，購買，工具，材料等與軟件和硬件連接，寬和深的技術和其理論背景相關指令[ 1 - 3 ]。圖 2 示出了在 AutoCAD 和 Window 環(huán)境下通過現(xiàn)有 Auto-Lisp 程序繪制的模具部件之一。一些其他模具組件設計遵循這種方法和經驗。圖 1 網(wǎng)絡系統(tǒng)的發(fā)展采購供應組件標準化材料工具材料工具產品設計產品制造模具設計標準化問題解答模具設計人力計算機硬件 軟件圖 2 通過 Auto-Lisp 模具部件繪圖2.2 條工藝布置部分在條帶進料展開時的布置反復顯示恒定區(qū)域。由于上的原因，它必須足夠的條帶的進給距離的決定（提前，間距）和配置的每個階段上的條形布置進行精確。我們認為，通過理論計算和現(xiàn)場經驗（4），可以獲得最佳的板料利用率。這是初始模具設計的最佳方法。此時，我們引用了數(shù)據(jù)庫中條帶上的網(wǎng)格大小及其相關說明。圖 3 工藝流程布局設計流程圖網(wǎng)絡規(guī)模決策 選擇側切削余量 引導方法多行討論圖形平移旋轉提前計算圖形顯示條工藝布置設計流程部分審查計算提前計算利用率圖形顯示討論現(xiàn)場圖 3 展示了流程圖工藝布局設計系統(tǒng)。對于帶鋼工藝布局設計，第一步是根據(jù)生產零件的數(shù)量、生產零件的精度、材料性能和材料厚度決定送料方式，其次是圖 3 的流程圖。圖 4 示出了用于厚金屬板（材料：SPCC 和厚度：1.3mm）生產的生產部件及其顯影長度（99mm）。從帶鋼工藝布局設計方法，我們可以設計下面的帶鋼工藝布局如圖 5 所示圖 4 生產零件圖。鋼帶工藝布局被認為是適當?shù)某叽?，如鋼帶寬度，腹板尺寸，前進，切口余量等[5,6]。第一階段操作穿孔，第二階段工程試點，第三階段工程切口，第四階段工程穿孔，第五階段以惰性。公差：材料：SPCC, 厚度：1.3mm圖 4 生產部件的圖紙及其展開長度：（a）零件圖和（b）零件展開長度圖 5 帶鋼工藝布置圖圖 6 通過變形的有限元模擬的結果：（a）操作 1 步 100 網(wǎng)格劃分（b）操作 1 步 100 應力線輪廓（c）操作 1 步 100 應變線輪廓和（d）操作 1 步 100 損壞線 輪廓第六階段是第一彎曲階段，也是第七階段工程穿孔。第八階段為第二 U 形彎曲。我們必須通過錯位的原因，照顧試點的損壞或其斷裂。第九階段是空閑階段。第十階段是施膠階段。第 11 階段將部分切割作為完整階段。之后，根據(jù)圖 8 的結果獲得剝離處理布局圖 5。2.3 間隙和間隙該實驗沖壓加工材料具有適當?shù)暮穸?，僅為 1.3mm（SPCC）。因此，在沖孔邊緣和用于穿孔和切口的模邊之間的間隙為 0.05mm。此時，可以以在實際生產部件中產生最小量的金屬板的切割邊緣處的毛刺作為試用結果。通過數(shù)據(jù)庫和經驗，用于 U 形彎曲的沖頭和模具壁之間的間隙為材料厚度的 1.1 倍。2.4．有限元模擬圖 6 顯示了 U 形彎曲角變形的有限元模擬編程的結果。此時變形編程支持有限元模擬的參數(shù)如表 1 所示。根據(jù)圖 6a-d 所示，預測 U 彎曲裂紋不是由如表 1 所示的 SPCC 的金屬板參數(shù)和其他數(shù)據(jù)庫產生的。同時，我們認為，這部分生產 U 型彎曲有限元仿真結果沒有發(fā)生裂紋現(xiàn)象。因此，它可以很好地完成帶鋼工藝布置設計如圖 5 [ 1–3,7 ]所示。圖 7 模具裝配圖：（a）上模，（b）正視圖，（c）下模。表 1 有限元模擬參數(shù)值楊氏模量（GPa） 200泊松比 0.3抗拉強度（MPa） 760屈服強度 (MPa) 3802.5. 模具選擇在模具制造領域有幾種模具模型。在特定領域的一些時間，他們制造特殊型鋼模具用于高精度模具組裝功能。本研究考慮了生產批量大于十萬及生產所需的帶鋼的自動送料，選擇了高精度生產零件專用型鋼模。此外，導柱必須安裝在模塊和模座尺寸容限內，并具有高精度導向襯套配合。選擇模具具有六個內導柱和四個外導柱，用于精密加工和高負載壓制。圖 7 顯示了模具設計的結果，稱為沖壓模具裝配圖。3.模具制造和試模選擇 SKD11 高合金工具鋼進行沖壓和模具塊作為整體模具材料當中含有減少磨損的原因。特別是，選擇了 V1 硬質合金刀具材料為分模零件模具鑲塊材料。在本研究中，我們根據(jù)數(shù)據(jù)庫，理論背景和我們自己的現(xiàn)場經驗決定沖頭和模塊的尺寸[7]。沖切模加工屬于精密切削、銑削、車削、鉆削、仿形、熱處理、電火花加工、電火花線切割、夾具磨削等精密機床，尤其是數(shù)控加工和鏡面加工等。圖8 顯示了數(shù)控加工中心工作的進展。圖 9 顯示了沖壓模具系統(tǒng)。圖 10 顯示了模具制造機床的數(shù)控加工中心。在這項研究中，我們使用了普通機床，數(shù)控機床和 EDM 等。關于具有以下公差的組合的每個配件部件的精度，第一種情況是作為滑動配件的導向套和導向柱的公差 H7（孔）h6（軸）。模具和導柱公差為 H7（孔）p5（軸）用于緊配合。沖壓板和沖頭公差為H7（孔）m6（軸），用于緊固配件，具有輕微干擾。第二個是作為滑動配件的剝離器和沖頭的公差 H7（孔）h6（軸）。模具插入孔和模具插入按鈕使用H7（孔）m6（軸）用于較小的緊配合。這些裝配公差對于模具制造是非常小心的因素，因為整個模具設定方法必須在精細的沖頭和模具活動之間，用于左右對稱的均衡間隙。 模具圖步進自由繪畫附件工具圖附件工具的制作附件工具工具列表工具安排預調整工具加工的概念步進的決定工具選擇設計制作過程工藝（過程）卡片程序安裝加工試驗測量工具指南機床工作數(shù)據(jù)制造工藝附加工具 工具設計經驗程序員操作員修改數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)圖 8 數(shù)控加工中心工作進展圖 9 壓制模系統(tǒng)3.2 試用圖 11 顯示實際帶鋼工藝布局導致調試工作（200 噸動力沖床，100mm 沖程和 40SPM）。在這個實際的工藝條帶布局中，我們可以確定生產過程的真實過程。此外，我們檢查了生產部件的每一個尺寸公差控制。我們可以找到干擾問題，如材料條通過引導隧道在模具塊表面。此外，當材料條通過模具隧道，輥送料裝置操作檢查非常準確。這個問題的解決來自模具技術和工藝。此時，通過對沖壓和模具邊緣的測量和精密儀器的測量，以及沖模和模邊各階段的生產零件和帶材進行模具故障的檢查。我們認為所有的故障原因都與應力發(fā)生和組件在模具部件運行或其使用壽命等的影響相關[8]。機床工具材料標準外部零件壓制模系統(tǒng)產品設計產品加工工藝制模技術標準化故障排除圖 10 數(shù)控加工中心制作圖 11 實際生產部分和試驗條：（a）實際生產部分和（b）實際試條4 結論為了防止模具設計和制造的缺陷，本研究開發(fā)了實用的和自適應的模具裝配和組件。本研究也可以從理論基礎、數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)場經驗以及有限元模擬等方面進行優(yōu)化。研究結果如下：1）帶狀布局的過程的有限元模擬變形規(guī)劃是必要的，不僅對其設計和制造，而且對模具開發(fā)后的試模和修改都是必要的。2）將模具設計作為模具開發(fā)中最少缺陷的優(yōu)化結果。3）故障排除是在模具制造后作為成功的試模方法進行的。4）為了提高生產部件材料的利用率，無芯型漸進模成為最佳設計結果。致謝這項工作是由 2003 韓國 Brain 21 項目支持。參考文獻[1] S-B. Sim, S-T. Lee, Y-S. Song, A study on the development of practical and adaptive progressive die for very thick sheet metals, Korean Soc.Manufact. Technol., KSMT 1 (1) (2003) 63–70.[2] S.-B. Sim, S.-K. Park, Development of the practical and adaptive die for sheet metals(1), in: Proceedings of the KCORE Conference, May 1999, pp. 141–148.[3] S.-B. Sim, Y.-S. Song, Development of the practical and adaptive die for sheet metals(2), in: Proceedings of the KCORE Conference, May 1999, pp. 149–155.[4] A.K. Karl, Innovations in die design, SME (1982) 71–99.[5] M.H. Moto, Pressworking and Die Making, Higan Tech. Paper Co., 1975, pp. 121–180.[6] T. Hutota, Databook of Pressworking Process Design, Press Tech., vol. 7, no. 13, Higan Tech. Paper Co., 1969, pp. 1–201.[7] F.E. Donald, A.R. Edward, Techniques of Pressworking Sheet Metal, Prentice Hall, Inc., 1974, pp. 37–93.[8] K. Serope, Tool and die failures, ASM (1982) 18–31.學 生 申 請 答 辯 表課 題 名 稱 多 次 彎 曲 側 彎 支 架 多 工 位 級 進 模指 導 教 師 （ 職 稱 ） 設 計 （ 論 文 ） 是 否 完 成 是 材 料 是 否 完 整 規(guī) 范 是譯 文 是 否 完 成 是 設 計 （ 論 文 ） 手 冊 是 否 填 寫 完 畢 是學 生 所 在 系專 業(yè) 機 械 工 程模 具 設 計 學 號 學 生 簽 名 ： 日 期 ：本 科 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 評 審 表 （ 指 導 教 師 用 ）滿 分序 號 評 審 項 目 指 標理 文 評 分1 工 作 量 、 工作 態(tài) 度按 期 圓 滿 完 成 規(guī) 定 的 任 務 ， 難 易 程 度 和 工 作 量 符 合 教 學要 求 ； 工 作 努 力 ， 遵 守 紀 律 ； 工 作 作 風 嚴 謹 務 實 ； 善 于與 他 人 合 作 。20 202 調 查 論 證 能 獨 立 查 閱 文 獻 和 調 研 ； 能 較 好 地 做 出 開 題 報 告 ； 有 綜合 、 收 集 和 正 確 利 用 各 種 信 息 及 獲 取 新 知 識 的 能 力 。 10 203 譯 文 翻 譯 準 確 、 通 順 ， 文 筆 流 暢 ， 譯 文 數(shù) 量 符 合 要 求 。 5 104設 計 、 實 驗方 案 ， 分 析與 技 能設 計 、 實 驗 方 案 科 學 合 理 ； 數(shù) 據(jù) 采 集 、 計 算 、 處 理 正 確 ；論 據(jù) 可 靠 ， 分 析 、 論 證 充 分 ； 結 構 設 計 合 理 、 工 藝 可 行 、推 導 正 確 或 程 序 運 行 可 靠 ； 繪 圖 符 合 國 家 標 準 。40 05 設 計 說 明 書論 文 質 量綜 述 簡 練 完 整 ， 有 見 解 ； 觀 點 正 確 ， 論 據(jù) 充 分 ， 結 論 嚴謹 合 理 ； 文 理 通 順 ， 技 術 用 語 準 確 ， 符 合 規(guī) 范 ； 圖 表 完備 、 正 確 。20 406 創(chuàng) 新 工 作 中 有 創(chuàng) 新 意 識 ； 對 前 人 工 作 有 改 進 、 突 破 ， 或 有 獨特 見 解 ， 有 一 定 應 用 價 值 。 5 10是 否 同 意 參 加 答 辯 ： 總 分評 語 ：指 導 教 師 簽 名 ： 日 期 ： 本科畢業(yè)設計（工程類）評審表(評閱人用)課題名稱 多 次 彎 曲 側 彎 支 架 多 工 位 級 進 模學生姓名 職稱 講 師序號 評審項目 指 標 滿分 評分1 課題完成量課題完成達到教學基本要求，難易程度、工作量大小合適。 202 調查論證根據(jù)課題任務，能獨立查閱文獻資料和從事其它調研。有收集、綜合和利用各種信息的能力。 103 譯 文 翻譯準確、通順，文字流暢，譯文數(shù)量符合要求。 54 設計、計算、論證、推導綜合分析科學，方案設計合理，推導正確，計算準確，論據(jù)可靠，論證充分；結構合理、工藝可行；圖樣繪制與技術要求符合國家標準及要求。455 設計說明書 條理清楚、文理通順、用語符合技術規(guī)范，圖表清楚、書寫格式規(guī)范。 156 創(chuàng) 新 有改進或獨特見解；有一定應用價值。 5總分評語：評閱人： 日 期 ： 畢業(yè)設計（論文）答辯評審表課題名稱 多 次 彎 曲 側 彎 支 架 多 工 位 級 進 模學生姓名 序號 評審項目 指 標 滿分 評分1 報告內容思路清晰；語言表達準確，概念清楚，論點正確；實驗方法科學，分析歸納合理；結論有應用價值。 402 報告過程 準備工作充分，時間符合要求。 103 創(chuàng) 新 對前人工作有改進或突破、或有獨特見解。 104 答 辯回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。主要問題回答準確，深入。 40總分評語：答辯委員會（小組）負責人： 年 月 日本 科 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 評 價指 導 教 師 評 分 ： 評 閱 人 評 分 ： 答 辯 評 分 ：綜 合 評 定 成 績 （ 按 結 構 分 4： 3： 3） ：答辯委員會負責人： 年 月 日 普通本科畢業(yè)設計（論文）專題綜述課題名稱 多次彎曲側彎支架多工位級進模具設計 學 院專 業(yè)班 級學 號姓 名指導教師多工位級進模的分類與發(fā)展1.概述本次的畢業(yè)設計是多次彎曲側彎支架的多工位級進模的設計，課題的目的是讓我們在以往對模具設計學習的基礎上熟悉沖壓模具的設計流程；它既是一次檢閱，也是一次鍛煉，使我們系統(tǒng)地掌握沖壓模具設計的技術，并與 AutoCAD，UG 等模具設計軟件相結合，提高了我們的機械模具設計能力。2.級進模的分類精密級進模技術水準的高低，是衡量一個國家產品制造水平的重要標志。精密級進模的市場廣闊，因此，工業(yè)發(fā)達國家在模具技術和功能等方面，不斷發(fā)展和提升。（1）電機鐵芯級進模。以具有代表性的美國奧伯格、日本黑田和三井等公司制造的大型一模 3 列鐵芯自動迭片級進模為例，制造精度和步距精度均達 2μm，模具壽命達 2 億沖次以上，刃磨一次壽命達 300 萬沖次以上，沖次速度達 300 次以上/min。模具制造同期 3-4 個月。根據(jù)需求，模具可設“電子監(jiān)控技術裝置” 。（2）空調翅片級進模。以具有代表性的日本日高、美國 OAK 和意大利 GBS 等公司制造的大型一模 36 列數(shù)翅片級進模為例，制造精度達 2μm，表面粗糙度 Ra 0.10μm，模具壽命達 5 億沖次以上，刃磨一次壽命達 1000 萬次以上，沖次速度達 280次以上/min，模具制造周期 3-4 個月。模具技術功能，一?？蓻_制 72 列數(shù)制品。（3）引線框架級進模。以具有代表性的日本山田公司制造框架一模 3 列 48 條腿數(shù)的級進模為例，制造精度達 2μm，表面粗糙度 Ra0.10μm，模具壽命 1 億沖次以上，刃磨一次壽命 300 萬沖次以上，沖次速度達 450 次以上/min，模具制造周期 2 個月。根據(jù)需求，采用多副級進模與多臺高速沖床組成自動生產線，沖制 208 條腿制品。（4）連接器件級進模。以具有代表性的德國克蘭斯基公司制造的連接件 60 工位級進模為例，制造精度達 2μm，模具壽命 2 億沖次以上，刃磨一次壽命 400 萬沖次以上，沖次速度達 450 次以上/min，模具制造周期 2 個月。模具技術功能，在一副模具中可分別沖制兩種材料不同的零件并能包封成一體的組合件。（5）電子槍零件級進模。以具有代表性的日本東芝和日立等公司制造的彩管電子槍零件級進模為例，制造精度達 2μm，模具壽命 1 億沖次以上，制造周期 2-3 個月。模具技術功能，可在一副模具中實現(xiàn)同材料不同型號的制品。（6）殼體零件級進模。以具有代表性的美國奧伯格公司制造的罩殼零件級進模，制造精度達 2μm，模具壽命 1 億沖次以上，制造周期 3 個月。模具技術功能，制品雙向拉深并一模沖出 5 件，體現(xiàn)了模具高水平，生產制品的高效率。3.發(fā)展現(xiàn)狀從當前國內制造的大型精密復雜沖模和精密多工位級進模的水平分析，在模具結構、制造精度、使用壽命、性能、技術含量和制造周期等方面獲得了明顯進步。其中，大部分模具在壽命和主要性能上與國際先進水平的差距越來越小，部分高檔優(yōu)質模具的總體水平與國際先進水平相當，不僅完全替代進口，并有一部分模具出口到工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)。4.與國際先進水平的差距4.1 差距主要表現(xiàn)在以下方面：1）模具制造精度方面與國際先進水平相比，在模具的精細化制造程度上低一級。2）模具使用壽命方面與國際先進水平相比，低 30%以上。特別是刃磨一次壽命低，導致模具維護次數(shù)增加，降低了沖壓生產效率。還有模具在高速沖床上使用的沖次速度低 150 次/min 左右。3）模具可靠性和穩(wěn)定性方面與國際先進水平相比，在試模和模具使用中的調整及維修時間增加 30%以上。國內模具可靠性和穩(wěn)定性方面的差距較國際先進水平低，是直接影響國內模具的市場競爭力要素。4）模具制造周期方面與國際先進水平相比，差距不斷縮小，并有一部分模具品類的制造周期已和國際先進水平同步。但是在接單多，而制造周期集中的情況下，導致模具不能如期交貨。從總體來看，模具規(guī)?；a的能力和交貨期的實現(xiàn)率較國際先進水平低 10%以上。除模具綜合水平量化在指標上的差距外，國內在研發(fā)能力、人員素質和對模具設計制造的基礎理論與技術的研究等方面與國外先進模具企業(yè)相比，也存在一定的差距。4.2 形成差距的主要原因國內設計制造的模具與國際先進水平相比，存在差距的主要原因有以下方面：1）人才相當缺乏。尤其是高素質高水平的設計人才、工藝人才、制造人才和高級管理人才等更加匱乏。2）先進制造設備的技術掌握與功能發(fā)揮不夠。3）設計制造的自主創(chuàng)新能力薄弱和精細化不夠，并對國際先進模具的設計制造基礎理論和核心技術的研究等掌握不夠。4）企業(yè)信息化管理程度不高。5）標準件品種規(guī)格少和質量還不高。生產供應跟不上模具生產的發(fā)展，以高精度模具為例，高質量標準件還是主要依靠進口。6）模具材料發(fā)展滯后更為明顯。正是由于以上因素，制約了中國模具行業(yè)和模具技術水平的提高。4.3 模具的基礎技術與支持方面模具設計制造是一項實踐性很強的專門技術，長期以來，國內對模具設計和制造的實踐性非常重視，而對沖壓模模具基礎理論和技術研究重視則不夠，使模具設計和制造的基礎理論和技術發(fā)展緩慢。加上國內沖壓模具企業(yè)的專業(yè)分工還不夠細化，小而全、大而全的模具企業(yè)還占主導地位，企業(yè)的核心技術競爭力難以形成，企業(yè)自有技術以及創(chuàng)新能力遠遠落后于國外先進模具企業(yè)。另外，模具材料、標準件等模具基礎零部件技術水平的差異，直接影響了國內多工位與多功能沖模的整體技術水平。因此，在多工位與多功能沖模模具的基礎技術與支持方面還存在很多薄弱環(huán)節(jié)。4.4 新型模具技術及其拓展方面國外沖壓模具已從常規(guī)的單副級進沖模向多功能模具、生產線配套模具工裝、特大型級進模以及微細零件沖壓成形模具方向發(fā)展，而國內企業(yè)大多數(shù)重點放在常規(guī)的單副級進沖模系列化和產業(yè)化方面，對特種高精尖模具如特大型高精、超高速沖壓、超薄、超強和微細型零件成形沖壓模具還未掌握其關鍵技術，對多功能復合模具還涉及不多，必需支持國內新型模具及其拓展技術研究，為趕超國際先進水平打下基礎。4.5 基礎零部件和配套件技術方面多工位與多功能模具的基礎零部件和配套件是模具整體快速發(fā)展的基礎條件，而國內由于熱處理、材料、標準件等模具基礎零部件和配套件技術質量水平的不足，高檔模具的基礎零部件和配套件主要還是依賴進口。甚至起吊螺絲也需要進口，國內急需提升基礎零部件和配套件的技術和質量水平。5.總結近年來，由于我國國民經濟的高速、穩(wěn)定的增長，促進了我國模具工業(yè)的迅速發(fā)展壯大，因此，模具設計與制造專業(yè)或者相關的材料成型與控制專業(yè)已經成為我國國內具有優(yōu)勢的熱門專業(yè)之一。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現(xiàn)在已經逐漸的成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志和發(fā)展程度的標志之一。而作為材料成型與控制專業(yè)的大學生，更當竭盡所學，為中國模具行業(yè)做出自己應有的貢獻。 6.參考文獻[1]王孝培.沖壓手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1988[2]田嘉生.沖模設計基礎.航空工業(yè)出版社.1994[3]邱永成.多工位級進模設計. 北京：國防工業(yè)出版社.1987[4]劉占軍.鉸鏈支座多工位級進模設計.模具工業(yè)出版社.2004[5]翁其金.沖壓工藝及沖模設計. 北京：機械工業(yè)出版社.2004[6]王芳.冷沖壓模具設計指導. 北京：機械工業(yè)出版社.1998[7]模具實用技術叢書編委會.沖模設計應用實例. 北京：機械工業(yè)出版社.2000[8]金滌塵.現(xiàn)代模具制造技術. 北京：機械工業(yè)出版社.2001[9]盧險峰.沖壓工藝模具學. 北京：機械工業(yè)出版社.2006[10]李貴勝.模具機械制圖.電子工業(yè)出版社.2005[11]周大雋.沖模結構設計要領與范例. 北京：機械工業(yè)出版社.2005.11[12]陳錫棟，周小玉.實用模具設計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社.2001.7[13]張正修.多工位連續(xù)沖壓技術及應用. 北京：機械工業(yè)出版社.2010.1[14]汪大年.金屬塑性成形原理. 北京：機械工業(yè)出版社.1993[15]陳炎嗣.多工位級進模設計與制造. 北京：機械工業(yè)出版社.2006.9[16]Duffey, M. R. and Sun, Q.Knowledge-baseddesign of progressive stampin dies.Journal ofMaterials Processing Technology.1991[17]Dai IJ.Press working and design of punch.Shin LuBook Company.1982普通本科畢業(yè)設計（論文）任務書課題名稱 多次彎曲側彎支架多工位級進模具設計 學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指 導 教 師教研室主任院 長 課題的主要內容和基本要求本課題進行多次彎曲側彎支架的多工位級進沖壓工藝及模具開發(fā)設計，課題來源于某機械廠零件。課題的主要設計內容是：1.對所給零件的沖壓工藝適應性進行分析，根據(jù)所分析的結果開展相應的級進沖壓工藝及模具設計；2.對所給零件的結構工藝性進行分析，擬定合適的沖壓成形工藝，確定合適的模具結構和零部件結構；3.在上述分析基礎上，形成合適的級進沖壓工藝，并進行相應的模具設計；4.對所設計的模具進行成本測算和經濟性分析。課題現(xiàn)有條件：本課題在工程實踐基礎上，開展多次彎曲側彎支架的多工位級進沖壓工藝及模具開發(fā)設計,所設計的題目難度符合本科畢業(yè)設計要求。二、進度計劃與應完成的工作（一）進度計劃：第 1-2 前：分析課題、查找文獻、完成專業(yè)文獻翻譯、撰寫綜述或讀書報告、論證設計方案、寫出開題報告；第 3-5 周：總體設計與計算；第 6-11 周：結構設計并完成全套圖紙，進行工藝和經濟性分析；第 12-13 周：編寫設計說明書；第 14-15 周：答辯準備、評審、答辯。（二）應完成工作及表現(xiàn)形式：1.專題綜述或讀書報告（2000 漢字以上）一份；2.專業(yè)英文譯文（3000 漢字以上）一篇；3.畢業(yè)設計調研開題報告（2000 字以上）一篇；4.所設計零件的模具設計說明書（不少于 50 頁，A4 打?。┮环?；5.所設計模具圖紙一套，折合任務量不少于 4 張 A0 圖（其中 1 張 A1 圖須手工繪制） 。三、完成期限第十五周前。四、主要參考文獻、資料[1]廖念釗，古瑩菴，莫雨松，李碩根，楊興駿．互換性與技術測量[M]. 北京：中國質檢出版社．2014.2[2]王秀鳳，張永春．冷沖壓模具設計與制造[M]. 北京：航空航天大學出版社．2008.7[3]成虹．沖壓工藝及模具設計[M]．北京：高等教育出版社，2014.8[4]夏巨湛，李志剛.中國模具設計大典[M]. 江西：江西科學技術出版社．2012.6[5]毛昕，黃英，肖平陽. 畫法幾何及機械制圖[M]. 北京：高等教育出版社．2012.7[6]吳宗澤，羅圣國. 機械設計課程設計手冊[M]. 北京：高等教育出版社.2006.05[7]濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計[M]. 北京：高等教育出版社.2013.5 [8]寧建華．多工位級進模設計方法與技巧[M]. 北京：機械工業(yè)出版社.2004.7 [9]戴禮榮.AutoCAD 機械制圖.北京：人民郵電出版社. 2008.3[10]陶亦亦，汪浩．工程材料與機械制造基礎[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2013.8[11]周述積，侯英瑋，茅鵬．材料成型工藝[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005.5[12]蔡曉君．三維機械設計實用教程[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005.3[13]鄧毅. 側彎支架多工位級進模設計[J]. 模具工業(yè).2008,3（34）：28-30[14]伍先明,蔣海波. 小支架多工位級進模設計[J]. 模具工業(yè).2007,2（33）：25-29[15]梁炳文．冷沖壓工藝手冊[M]．北京：航空航天大學出版社．2004.[16]李德群．模具的 CAD/CAE/CAM 技術[J]．電加工與模具增刊．2006.[17]高佩福．實用模具制造技術[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社．1999.[18]陳萬林．實用模具技術[M]．北京：機械工業(yè)出版社．2000.[19]郝濱海．沖壓模具簡明設計手冊[K]. 北京：化學工業(yè)出版社．2004.11[20]翁其金，徐新成．沖壓工藝及沖模設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004.71普通本科畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱 多次彎曲側彎支架多工位級進模具設計 學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指 導 教 師21一、畢業(yè)設計（論文）選題的目的和意義“多次彎曲側彎支架多工位級進模具設計”選題來源于生產實際現(xiàn)場。具有較強的實際應用價值。通過該課題的設計能夠比較深刻地了解連續(xù)模的設計原則及指導思想。該課題能較好地讓學生綜合運用大學所學課程對實際生產或工程設計中遇到的問題加以解決。通過該課題設計可以達到培養(yǎng)學生正確的設計思想與設計方法，敢于創(chuàng)造革新；培養(yǎng)學生綜合靈活運用所學知識去分析研究和解決工程設計中遇到的一些工程技術問題；進一步提高學生調查研究、設計計算、理論分析，查閱資料及繪制圖樣等各方面的基本技能；進一步提高使用UG 等繪圖軟件進行三維造型和輔助 AutoCAD 進行二維成形的能力。二、設計或研究主要內容和重點，預期達到的目標及擬解決的主 要問題和技術關鍵，有何創(chuàng)新之處內容和重點：沖壓級進模是在條料的送料方向上，具有兩個以上的工位，并在壓力機一次行程中，依次在模具不同的工位上完成多道沖壓工序的一種精密、高效、復雜的沖壓模具。整個制件的成形是在級進成形過程中逐步完成的。級進成形是屬工序集中的工藝方法，可使切邊、切口、切槽、沖孔、翻邊、彎曲、拉深、立體成形等多種不同性質的沖壓工序在一副模具完成。由于用級進模沖壓時，沖壓件是依次在幾個不同位置上逐步成形的，因此要控制沖壓件的孔與外形的相對位置精度就必須嚴格控制送料步距。由于制件的彎曲較多，在級進模的結構設計和加工制造上都有一定困難。且級進模是單件生產，試模失敗后很難再修改，因此要精心設計，所有問題都要考慮到。預期達到的目標：1.專題綜述或讀書報告（2000 漢字以上）一 份；2.專業(yè)英文譯文（3000 漢字以上）一篇；3.畢業(yè)設計調研開題報告（2000 字以上）一篇；4.所設計零件的模具設計說明書（不少于 50 頁，A4 打?。┮环?；5.所設計模具圖紙一套，折合任務量不少于 4 張 A0 圖（其中 1 張 A1 圖須手工繪制） 。擬解決問題：對設計的每個環(huán)節(jié)考慮不是很周全。連續(xù)模結構因素設計連2續(xù)模時，要準確掌握加工速度、沖材材質、沖壓力、工位數(shù)、模具間隙等主要因素，否則就不能發(fā)揮模具的效用和綜合加工方法，特別是在高速沖壓精密件時，模具損傷多，工件精度低，得不到滿意效果。創(chuàng)新之處：側彎支架級進模設計，改變了以往的多個單個工藝加工，采用一步完成，不須再次進行加工。落料、折彎等工藝之間存在各自偏差，一個工藝出現(xiàn)數(shù)據(jù)問題，則前面的數(shù)道加工完全報廢，后續(xù)加工沒辦法完成，致使嚴重影響產品交期，嚴重影響企業(yè)經濟效率。采用級進模設計，模具的設計和制造成為關鍵，只需對產品進行初次多個檢驗抑及后期抽驗即可保證企業(yè)所生產出來產品的質量，大量的使用，極大地提高了生產效率，為企業(yè)的生產提供了強大的競爭力。側彎支架級進模設計會在未來的市場上得到更多的應用。三、研究方案1. 沖裁的工藝性分析，包括結構、尺寸、基準及表面粗糙度的分析計算。2．工藝方案的確定，包括工序的性質、數(shù)目、順序及其種類組合，確定沖壓設備編寫沖壓工藝過程卡片。3. 具體的計算分析，毛胚、排樣圖、搭邊值等具體的計算分析，計算是否合理。4. 沖壓模具設計的尺寸計算，包括刃口尺寸計算和沖壓模具零件設計。5.沖壓模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制，包括凸模的加工工藝過程、凹模的加工工藝過程、模具工作零件材料選擇及熱處理。6.完成相關數(shù)據(jù)成形的圖形繪制。7.模具裝配及工作過程。四、主要參考文獻目錄[1]廖念釗，古瑩菴，莫雨松，李碩根，楊興駿．互換性與技術測量[M]. 北京：中國質檢出版社．2014.2[2]王秀鳳，張永春．冷沖壓模具設計與制造[M]. 北京：航空航天大學出版社．2008.7[3]成虹．沖壓工藝及模具設計[M]．北京：高等教育出版社，2014.83[4]夏巨湛，李志剛.中國模具設計大典[M]. 江西：江西科學技術出版社．2012.6[5]毛昕，黃英，肖平陽. 畫法幾何及機械制圖[M]. 北京：高等教育出版社．2012.7[6]吳宗澤，羅圣國. 機械設計課程設計手冊[M]. 北京：高等教育出版社.2006.05[7]濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計[M]. 北京：高等教育出版社.2013.5 [8]寧建華．多工位級進模設計方法與技巧[M]. 北京：機械工業(yè)出版社.2004.7 [9]戴禮榮.AutoCAD 機械制圖.北京：人民郵電出版社. 2008.3[10]陶亦亦，汪浩．工程材料與機械制造基礎[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2013.8[11]周述積，侯英瑋，茅鵬．材料成型工藝[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005.5[12]蔡曉君．三維機械設計實用教程[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005.3[13]鄧毅. 側彎支架多工位級進模設計[J]. 模具工業(yè).2008,3（34）：28-30[14]伍先明,蔣海波. 小支架多工位級進模設計[J]. 模具工業(yè).2007,2（33）：25-29[15]梁炳文．冷沖壓工藝手冊[M]．北京：航空航天大學出版社．2004.[16]李德群．模具的 CAD/CAE/CAM 技術[J]．電加工與模具增刊．2006.[17]高佩福．實用模具制造技術[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社．1999.[18]陳萬林．實用模具技術[M]．北京：機械工業(yè)出版社．2000.[19]郝濱海．沖壓模具簡明設計手冊[K]. 北京：化學工業(yè)出版社．2004.11[20]翁其金，徐新成．沖壓工藝及沖模設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004.7五、畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃1-2 周：課題相關資料收集和整理3-7 周：完成開題報告、文獻翻譯、申報表及專題綜述第 8 周：確定工藝、設計模具9-11 周：畫模具總裝圖、零件圖、撰寫說明書4第 12 周：答辯準備及答辯 六、指導教師審查意見指導教師簽字： 年 月 日 普通本科畢業(yè)設計（論文）說明書課題名稱 多次彎曲側彎支架多工位級進模具設計 學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 摘 要級進模具由于生產效率高、模具壽命長、工件精度等級高等特點，常用于中小零件的大批量沖壓生產。多次彎曲側彎支架的沖壓工藝包含落料、沖孔、彎曲、切口、切斷分離等多道工序，且需要彎曲的部位較多，外形比較復雜，因此本設計采用多工位級進模進行沖壓工藝及模具設計，以提高生產效率，保證工件質量。本設計針對多次彎曲側彎支架的工藝特點，進行沖裁工藝性分析，并擬定了三種級進沖壓工藝方案，通過對比分析，選定多工位級進模以沖孔、落料、彎曲及切舌的順序加工的沖壓工藝進行模具設計。設計過程借助 CAD、UG 等計算機輔助手段，設計的主要內容包含級進沖壓的排樣設計、模具結構、主要零部件設計與計算、設備校核、經濟性分析等方面。所設計的模具為 8 板式正裝彈壓卸料結構，采用四導柱滑動導向模架。模具的定位采用側刃進行初步定位，并采用定位銷精確定位，模具重復定位精度較好。同時，在卸料板和凸模固定板之間設立小導柱、小導套進行導向，以保證沖壓加工的精度。通過設計，找到一種適用于多次彎曲側彎支架零件的合理級進沖壓加工工藝方案和成型模具，設計的完成不僅有利于重新歸納、總結原來的學習內容，加深了所學知識的深度和廣度，還進一步提高了自主學習和更新知識儲備的意識，為將來的學習和工作奠定了有益的基礎。關鍵詞：側彎支架 沖壓工藝 級進模設計ABSTRACTDue to the high production efficiency, long service life and high precision, the progressive die is widely used in the production of small and medium-sized parts. Many stamping bending side bend bracket includes blanking, punching, bending, incision, cut off from other processes, and the need to bend a lot of places, shape is more complex, so the design of the multi position progressive die stamping process and die design, to improve production efficiency, ensure the quality of the work piece.Process characteristics of the design for the multiple bending side bend bracket, analyze the blanking process of punching, and designed three kinds of progressive stamping process scheme, through comparative analysis, selected the multi position progressive die punching, blanking, bending and stamping process of sequential processing of cutting tongue mold design. With the aid of CAD, UG and other computer aided design methods, the main contents of the design include the design of the layout, the structure of the die, the design and calculation of the main parts, the checking of the equipment, the economic analysis and so on. The design of the mould for the 8 type of dress unloaded structure, with four guide pillar sliding guide die sets. The positioning of the mould is carried out by the side edge, and the positioning pin is used for precise positioning. At the same time, a small guide pillar is arranged between the stripper plate and the punch fixing plate, and the small guide sleeve is guided to ensure the precision of the stamping process.Through the design of a reasonable level, to find a suitable for multiple bending side bend bracket into the stamping process and mold design scheme, the completion is not only conducive to re induction, summarize the study content of the original, deepen the knowledge of the depth and breadth, but also further improve the autonomous learning and updating knowledge awareness, laid a good foundation for future study and work.Key words: Side bend bracket Stamping process Progressive die design目 錄1 緒論 11.1 模具行業(yè)的發(fā)展 11.2 設計的目的與要求 11.3 沖壓加工特點 .22 沖壓工藝性分析 32.1 技術要求 .32.2 設計任務 32.2.1 設計題目 32.2.2 任務分析 42.2.3 沖裁件的最小孔徑 52.2.4 最小的孔距孔邊距 52.2.5 精度 .52.2.6 粗糙度 52.2.7 沖裁間隙 52.3 經濟分析 .62.4 工藝方案的確定 62.4.1 方案種類 62.4.2 方案比較與確定 62.5 毛坯的形狀及其展開尺寸 .73 排樣圖的設計 93.1 排樣方法的選擇原則與考慮 93.1.1 工藝與生產因素 .93.1.2 原材料因素 .103.2 載體的設計 103.2.1 載體的類型與選用 .103.2.2 搭邊值的確定 .103.3 排樣設計 103.3.1 制件在條料上的獲取方法 .103.3.2 工位確定 .113.3.5 工序順序 .113.3.6 分段沖切 .113.3.7 步距與定距定位方式 .124 主要計算 .134.1 材料利用率計算 .134.2 沖裁力 .134.3 彎曲力 .144.4 兩處切舌 .144.5 卸料力和頂件力的計算 .154.6 計算壓力中心 .164.7 公稱壓力的計算 .174.8 沖壓設備的選擇 175 主要零部件設計 .185.1 凸模、凹模的設計 186.1.1 凸模設計 .185.1.2 凹模的設計 .195.2 沖裁凸凹模刃口尺寸計算 .205.2.1 成型側刃 .215.2.2 沖孔凸凹模 .215.3 彎曲凸凹模尺寸設計計算 .245.4 落料凸凹模刃口尺寸計算 .255.5 其他零件設計 .265.5.1 卸料裝置 .265.5.2 模架的選擇 265.5.3 導向裝置 .285.5.4 模柄 305.5.6 固定零件 325.5.7 定位零件 335.5.8 彈性元件的設計選用 336 模具結構圖 .367 凸、凹模及沖壓設備的校核 .377.1 凸模的校核 .377.2 凹模的校核 .377.3 沖壓設備校核 .388 模具裝配與調試 .39結論 .40致 謝 41參考文獻 .42附錄 .4411 緒論1.1 模具行業(yè)的發(fā)展模具是制造行業(yè)中有著不可替代的重要地位，素有“工業(yè)之母”之稱。大部分工業(yè)產品零件及塑料制品都是模具成型的。 作為國民經濟的占據(jù)著重要成分的一員，模具與機械、汽車、輕工、電子、冶金、建材等有著重要的關系。歐洲模具設計比我國快 44％，生產功夫要比我國快 61％左右，然我國模具設計和生產的本錢卻比歐洲要少，僅為歐洲地區(qū)的 91％?，F(xiàn)今，寰球模具行業(yè)之間的較量非常猛，近兩年來德國模具整體的價格僅為原來的 3／4，且寰球模具的生產有 58％是源于德國等西歐國家，中國等亞洲國家僅占據(jù)極小比例。但現(xiàn)如今，東歐的模具生產比之原來增長了許多，亞洲的生產規(guī)模也將比原來增加大概 1／5。盡管我國的模具行業(yè)目前也已經在快速發(fā)展著，但不可忽略的是其仍錯在著很多問題。近 10 年來，我國的模具行業(yè)始終保持著快速的發(fā)展趨勢。05 年的模具行業(yè)的收入差不多有 6 百億元，比以往增長了足足有 25％，排在寰球前列。模具對外銷售數(shù)的增長，充分證明了我國模具水平和競爭力的提高。05 年模具對外銷售額差不多有 7．4 億美元，比以往增長了差不多有 50％。模具產品的結構的檔次越來越高了，復雜、精密、長壽命的模具比重更是提高了差不多 30％?，F(xiàn)如今,中國的模具制造商差不多有 3 萬家,模具行業(yè)的員工大概有 80 萬,全年模具的收益更是達到了 534 億元人民幣。出現(xiàn)了一批又一批模具行業(yè)的先鋒隊。很多地方頒布了相關的政策來推動當?shù)啬＞叩陌l(fā)展?；谥袊洕目焖俚陌l(fā)展對模具行業(yè)的也呈現(xiàn)出了高要求，同時也為模具行業(yè)的發(fā)展供應了能量。中國模具行業(yè)在每個地方的發(fā)展都不一樣，東南沿海、南方發(fā)展快，中西部、北方慢。珠江三角和長江三角地區(qū)的模具收入查不多寰球模具產值的三分之二，是模具生產聚集地。而作為珠三角地區(qū)標榜的廣東則是中國目前最主要的模具市場，同時還是國內重點模具進出口省。現(xiàn)如今在全國 10 強的企業(yè)中，有一般是廣東的。近年來，深圳模具行業(yè)呈快速發(fā)展狀態(tài)，規(guī)模已領先于其他地區(qū)，在廣東省模具業(yè)中占有很大比重，在全國模具業(yè)也有著不可替代的地位，是中國模具制造的重要基地。1.2 設計的目的與要求“多次彎曲側彎支架多工位級進?！钡倪x題來自于機械廠生產的零件，實用性很大 。該課題可以培養(yǎng)學生的綜合運用能力，學會將在大學學到的知識學以致用。這樣的設計能培養(yǎng)學生樹立正確的設計思維及找到正確的設計方式，敢于創(chuàng)新。培養(yǎng)學生2充分應用所學知識技能去研究解決實際生產或工程設計中遇到的困難。提高學生的思維創(chuàng)新、分析嚴究、設計計算、搜集文獻、繪制圖形以解決問題的能力。1.3 沖壓加工特點1)沖壓加工比較容易達到機械化與自動化的原因是因為它的的高生產效率以及方便安全可靠的操作。2)沖壓時之所以能保證沖裁件的表面質量，使得沖裁件的質量穩(wěn)定而具有良好的互換性以及較長的壽命，是因為模具確保了沖裁件的形狀尺寸以及形狀精度。3)沖壓加工的零件的尺寸范圍大、型狀結構復雜，而且材料在沖壓加工的時候有冷變形硬化的效果，故而沖壓加工出的零件具有較高的強度、剛度。4)沖壓加工是一種低能耗的加工方法，加工成本較低，這主要是因為沖壓加工過程中切屑、耗材少、無需額外的加熱設備輔助。32 沖壓工藝性分析2.1 技術要求沖裁件工藝性即工件于沖壓加工的工藝的適合程度，它對產品的設計提出的工藝要求是從沖壓加工的角度出發(fā)的。良好的工藝性的定義則包含：耗材少，工序簡捷，模具結構簡單且具有很長的壽命，可靠的產品質量，操作方便容易等。沖裁工藝種類繁多，常用的工藝有沖孔、落料、彎曲、拉深、切斷、切口等。實際生產中沖孔和落料應用最為廣泛，落料是沖裁獲得外形的制件或配料的沖壓方法。沖孔是用封閉的輪廓沖去廢料形成孔制件的沖壓方法。雖然落料與沖孔有諸多相同之處，但是在進行模具設計是它們的計算方式盡不相同，所以要把它們當做兩個不同的工序。精密沖裁和普通沖裁是根據(jù)沖裁變形的原理的不同劃分的。在此我們只研究普通沖裁。2.2 設計任務2.2.1 設計題目零件名：側彎支架；生產規(guī)劃：10 萬/年；材料：；材料的厚度：，未標注公差等級。設計要求:1）深入了解零件使用的場合以及零件制造的技術要求并且要對零件的工藝性進行正確的分析，工藝性內容有：零件的形狀尺寸的大小、制造精度的要求和材料的性能、生產的批量等。2）結合該零件的工藝性來剖析，為零件制定合適的沖壓工藝方案。對所制定的所有方案進行分析綜合考慮工藝的優(yōu)點、缺點，明確的最佳方案。3）為沖壓模距設計出合理的結構形式，并選擇適用的沖壓設備，然后根據(jù)模具設計的過程編寫設計計算的說明書。4）完成所設計的級進模裝配圖 1 張、模具的主要零部件圖若干，手繪 A1 圖紙 1張；所有的圖紙折合起來至少要有 0 號圖紙 4 張。4圖 2-1 側彎支架三維圖圖 2-2 側彎支架二維圖52.2.2 任務分析制件有 4 個彎曲，1 個 Φ4.1 的孔，2 個 Φ4.3 的孔，1 個 4×4.5mm 的方孔，高18mm,料厚 1.5mm，在制件中心有兩處切舌。制件所用材料為 Q235A，該材料有著良好韌性塑性，有一定的伸長率，焊接性能、熱加工性和沖裁性好，適合用于沖裁加工。成形制件需沖孔切舌、多次彎曲，孔心與邊緣的最小距離是 4.5mm，符合條件。根據(jù)圖2.2 所標出的精度查參考文獻[1]表 1-8 可知：制件精度等級為 IT13-IT14，經濟精度符合于沖壓的要求。制件沖壓工藝性良好。彎曲多、中心有切舌是本制件的一個特點。尺寸精度要求高。2.2.3 沖裁件的最小孔徑為保證凸模強度對沖孔件的孔徑有一定要求，孔徑不宜太小。查參考文獻[2]可知最小孔徑，制件的最小的孔直徑 Φ4.1mm，大于最小孔直徑，符合要求，達到工藝性要求。2.2.4 最小的孔距孔邊距沖裁件的孔和孔的距離，孔和沖裁件邊緣的距離 c 有一定限制不宜太小，太小會對凹模強度和 沖裁件的質量有一定影響?？缀涂椎木嚯x，孔和沖裁件邊緣的距離主要與孔的形狀以及制件的料厚有關系。一般取，該制件最小的孔間距為 ，孔的邊距為，工藝性達到要求。2.2.5 精度為降低成本，沖裁件的尺寸精度應滿足經濟精度要求，而普通沖裁件的經濟精度要求不超過，落料件比沖孔件低一級。該制件沒有標注公差尺寸極限偏差的數(shù)值要按來取。2.2.6 粗糙度查參考文獻[3]表可知沖裁件斷面的表面粗糙度的范圍在之間，由該制件料厚為可知該制件的斷面粗糙度為。62.2.7 沖裁間隙根據(jù)沖裁件為厚為 1.5mm 的 Q235A，抗拉強度。查參考文獻 3 中表 2.2.4 可得沖裁模初始用間隙 2Cmin=0.15mm，2Cmax=0.19mm。2.3 經濟分析經濟分析即剖析如何在沖壓加工以低成本獲得高效益。在進行沖壓工藝設計時，應當通過經濟分析的途徑尋求以低成本得到優(yōu)異的經濟效果的加工方法。沖壓件的制造成本包含：由圖 2.2 可見，該制件的生產批量大，選用級進模進行沖壓生產滿足沖壓加工的經濟精度。除此之外，提高制件經濟性的措施有：同時生產多件以提高材料的利用率、工藝合理化。 2.4 工藝方案的確定2.4.1 方案種類分析該制件可知成形其需有落料、沖孔、彎曲和切舌四個基本工序，可選工藝方案如下：方案一：選用多工位級進模以沖孔、落料、先進行一上一下兩側的彎曲再進行另外兩側的彎曲以及切舌的順序加工；方案二：選用多工位級進模以沖孔、落料、切舌、彎曲的順序加工；方案三：選用多工位級進模以沖孔、落料、彎曲及切舌的順序加工。2.4.2 方案比較與確定三個方案均采用多工位級進模進行設計生產。 級進模有多個工位，生產效率高。能達到工件對尺寸公差的等級的要求，而且操作簡便、安全可靠，可以完成自動生產加工。方案一：采用級進模設計，質量、精度、生產效率都能達到要求，但制造過程工7位太多使得本可以一次沖壓加工的工藝要進行多次加工，會浪費材料，是的制造成本上升，因此不予選用此方案。方案二：此方案與方案一比較工位要少，但工序順序與方案一對比選擇先進行切舌再進行彎曲，這樣的加工順序使得模具的鑲塊耗材較大，而且模具形狀較為復雜。因此也不予選用此方案。方案三：此方案與前面兩個方案比較起來工位較少，模具形狀也較為簡單，材料利用合理，且制作成本相對較低，宜選用此方案。綜合以上敘述，對比三個方案的優(yōu)點以及缺點，最后決定選用方案三用多工位級進模以沖孔、落料、彎曲及切舌的順序進行該制件的生產。2.5 毛坯的形狀及其展開尺寸根據(jù)制件二維圖，按照公式對彎曲件毛坯尺寸進行計算。 ，,。（4-1） 式中： —彎曲毛坯展開長度（） ；—工件直邊的長度（） ；—彎曲件的彎曲半徑（） ；—板厚（） ；—各段圓弧部分中性層位移系數(shù)，查參考文獻[3]表 3.3.3,由插值法求得：。將數(shù)值帶入上式中得同理，另一方向毛坯展開長度8根據(jù)[3]公式 2.5.2，得零件的成型條料寬度（4-2） 式中：—， ；—側面的搭邊值，查[3]表 2.5.2，沿邊；工件間；—條料下料剪切公差，查[3]表 2.5.3, 將數(shù)值帶入上式中得:；取。圖 4-1 毛坯展開圖93 排樣圖的設計在沖壓生產中尤其是大批量的，為了節(jié)省材料，應當采用確定沖裁件型狀尺寸和合理的排樣的方法，排樣正確性與材料的是否合理利用、沖件質量好壞、生產率高低、模具結構復雜程度與壽命長短等密切相關。排樣設計：根據(jù)材料經濟利用程度，排樣方法可分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、混合排、多排等多種形式。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，沖件質量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結構簡單。 方案三：無廢料排樣 沖件的質量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 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量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結構和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。3.1 排樣方法的選擇原則與考慮1)為了滿足材料規(guī)格以及工藝要求順著條料的長度方向進行對小型工件或某種需要窄帶料的工件的沖栽時的排樣。2)對于彎曲類毛坯的沖裁，需要把條料的送料方向作為考慮依據(jù)；3)沖壓生產率高低、沖模是否耐用、沖模結構是否簡單和操作的簡便與否及是否安全可靠等是沖裁件在條料上的排樣應考慮的重要因素。4) 選擇條料的寬度與板料的排樣以條寬大、步距又小的方案為最佳，從經濟性上考慮可的以將板料改造成條科，以及減少沖裁加工制造過程的時間。5)若條件允許，為了減少和避免設計廢料的形成，產品設計要能改正產品的零件的結構形狀尺寸，排樣方式盡可能地選用少廢料或無廢料的。103.1.1 工藝與生產因素該側彎支架生產批量為大批量生產，送料方式為自動送料方式，制件的材料為厚1.5mm 的 Q235A。圖中未標注尺寸精度，按 IT14 級進行加工。精度要求不高。該制件件采用有廢料排樣，因此材料的利用率不是很高。3.1.2 原材料因素Q235A 具有著良好韌性塑性，有一定的伸長率，焊接性能、熱加工性和沖裁性好，適合用于沖裁加工。3.2 載體的設計3.2.1 載體的類型與選用載體是沖件在模內穩(wěn)定移動、順序加工的傳送帶，料帶上導正銷孔大多設置在載體上，載體又叫搭邊。載體的基本形式有： 1）邊料載體：邊料載體利用材料搭邊而形成的載體，多用于厚料大于 0.2mm 的排料，能提高材料的利用率。 2）雙側載體：適用于雙排結構或對稱制件的沖壓加工，兩側設導正孔，在模內適當位置時將兩排沖件分開。 3）中間載體：單排較長制件的沖壓(兩側有各種成型要求)，導孔設于中間兩沖件之間的余料上，至最后工位將中間載體（余料）切除，使沖件分離。 4）單邊載體：單邊載體主要用于彎曲件，在不參與成形的合適位置留出載體的搭口，采用切除廢料、將制件留在載體上，最后切除搭口得到制件。 因此，如圖 1.1 所示，該零件集沖孔、落料、彎曲和切舌為一體的制件，材料為厚 1.5mm 的 Q235A，主要工序有沖孔、落料、彎曲和切舌?？紤]到此零件加工相對復雜對稱，從設計與制造的難度以及制件的實用性能考慮，此零件采用單邊載體直排比較好。113.2.2 搭邊值的確定排樣時工件之間以及工件與條料側邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的工作。搭邊還可以使條料有一定的剛度，便于送進。該制件材料厚度 t1.5mm,往復送料，查[3]表 2.5.2，沿邊；工件間。3.3 排樣設計3.3.1 制件在條料上的獲取方法制件在調料上的獲取方法有四種，分別是：1）沖落制件留載體2）切載體留制件3）切載體也切制件4）留載體也留制件該制件件才用大批量生產、自動沖壓生產，故采用切載體也切制件的方法，這種方法是制件和載體沖切后均采用漏料方法下落，為了避免制件與廢料下落時混淆，在下模座里要設有制件料斗或漏料通道，將它們分別排除。此法在大批量、自動沖壓生產中應用普遍。3.3.2 工位確定1）工位數(shù)宜少勿多工位數(shù)不是越多越好，宜少勿多，工位數(shù)太多，將帶來一系列問題，如不可避免的累積步距誤差，模具面積和質量變大，模具材料費用加大等。2）合理確定必要工位該制件件外形相對復雜，考慮到沖裁凹凸模的強度和加工等問題，應通過多次局部沖裁最后完成制件外形要求，需多分幾道工序在多個工位上加工而成。即采用增加工位數(shù)為代價簡化凸凹模幾何形狀。3）適當設置空工位12為了提高凹模、卸料板的強度和凸模應有足夠的安裝固定位置，在工位的布局中，可適當設置空工位。綜合分析決定選用工位數(shù)為 8。3.3.5 工序順序該制件件為帶孔的沖裁件。加工順序應為沖孔、落料、彎曲及切舌。3.3.6 分段沖切分段切除余料（廢料）是指排樣上制件的外形或異形孔，被分成若干段經多次沖切廢料后形成的。這些余料對排樣來說是廢料，所以切除余料就是切除廢料。在這一次一次沖切廢料的交接部位，即接縫應是平直的，若連接不好，就會形成錯位、尖角、毛刺等缺陷，排樣時應重視這種現(xiàn)象。分段切除的排樣，在較復雜的制件、多工位級進模中常常遇見，其連接方式有三種，即搭接、平接、切接。分析該制件件形狀可以知道該制件相對復雜不需要分段沖切。3.3.7 步距與定距定位方式1）送料步距 S：條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可沖一個或多個零件。步距與排樣方式有關，是決定側刃長度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結構有關。 零件成型的步距的計算。取。2）定距定位方式：級進模常應用于生產中的定具方式有側刀定具和尋正銷定具。這兩種定具方式都有其長處及不足之處，應用的場合也各有不同。它們既能獨自使用也可以合在一起用，合在一起用定具更準確。側刃定具是多工位級進模模中最慣用的定具方式。側刃定具一般用于厚度為的板料。因為側刃凸模的制造誤差和側刃刃口鈍化對側刃步距的精度會有影響，所以如果只使用側刃定距的級進模只適用于加工個工位的工件。為了提高零件的生產效率，在采用自動送料的沖壓過程中保持較高的精度，一般不予使用側刃定距，而如果在高速運轉的沖床上用自動送科機構，要采用導正銷來進行精確定位。而就該制件而言，因為零件底部和凸緣均有圓孔。盡管這些圓孔的成型是放在零件成型的最后兩道工序，但是考慮到該制件的工作性質和工作場合。生13產該制件的模具應選用側刃和檔科銷以及定距送科裝置配合使用。沖裁件在板料上的布置叫排樣，合理排樣對充分利用材料具有重大意義。 綜合上述考慮，該制件的排樣如下圖所示：圖 3-1 排樣圖1)工位 1 沖 4 個圓孔和 1 個方孔，其中的孔用來作為導正孔使用，E 不僅有切除廢料的作用而且有側刃定位2)工位 2 和工位 3 的 F 兩部分都是做切除廢料用；3)工位 4 的 G 和 H 的廢料；4)工位 5 的 L 表示切廢料;5)工位 6 的 C 代表向上彎曲；6)工位 7 的 A 是兩側邊彎曲,B 是彎曲,D 的兩側則是切舌；7)工位 8 表示零件與條料分離。144 主要計算4.1 材料利用率計算 所謂就是指沖裁件的實際的面積和所使用的板料的面積的百分比，材料利用率是是否合理地利用材料的標準。實際生產中零件的生產成本在很大程度上是取決于制造零件時對毛坯材料的利用率。而提高毛坯材料的利用率是我們在實際生產中用以減少零件生產成本的措施。材料利用率在一個步距內以 η 來表示，計算如下：（4-3）式中: —（） ，用 pro/E 測出—表示條料的寬度（） ， ；—表示步距（） ， ；代入求得：4.2 沖裁力 沖裁的時候凸模所承受的最大的壓力就叫做，沖裁力對壓力機的選用以及模具的設計有重要影響。普通平刃口的沖裁力計算公式如下:（4-4）式中—沖裁力（） ；—（） ；根據(jù)排樣圖可計算出；—材料的厚度（） ；；—（） ；，取；15—安全系數(shù)安全系數(shù)是根據(jù)以生產生產為依據(jù)來改善模具波動和不均勻的間隙值、刃口磨損的程度、材料力學性能好壞和厚度變化等原因對制件生產的影響，通常取。故：4.3 彎曲力 彎曲模的設計以及壓力機的選擇是計算彎曲力的前提條件。材料的力學性能好壞、彎曲件形狀復雜性、毛坯的尺寸大小、彎曲的半徑大小、模具的間隙大小、模具的結構是否簡便、彎曲的方式的多樣性等多種因素都會對彎曲力的大小產生一定的影響。故而，通過分析不容易準確計算出彎曲力的大小，在實際生產中通常選擇用經驗公式來對彎曲力進行大概的計算，本制件按 U 型彎曲計算彎曲力：（4-5）（4-6）式中： 、—自由彎曲力（ ） ；N、—彎曲件寬度（） ；， ；—（） ；由零件圖可知；—（；，?。弧踩禂?shù)，常取。將上述數(shù)值代入可求得：4.4 兩處切舌用一塊小的錐形板先將材料弄裂再進行彎曲時切舌的定義。彎曲的圓角半徑均為，彎曲的角度均為，切舌處孔的大小與彎曲凸模、凹模的之間的雙面間隙值相加起來所得到的的結果就是凹模的孔的大??；凸模對較大的邊的彎曲的作用就是將其向下彎曲16成型，故而對凸模沒有嚴格的要求，再觀察期彎曲半徑的特點得知凹模與零件對應折彎半徑=最大邊尺寸。 （如圖 4-2 所示） 。圖 4-2 切舌4.5 卸料力和頂件力的計算 使材料得以從凹模上脫落而需施加的力的大小就是卸料力。能夠讓制件從凹模自下而上出件所必須施加的力就是指頂件力。卸料力有所選壓力機、卸料、頂件裝置提供。因此決定所選設備的公稱壓力以及對沖模進行吧設計的時候，要把卸料力的來源作為考慮對象。這些力會因為材料的力學性能的好壞、材料的厚度的大小、模具的間隙的大小、凹模洞口的形狀結構的復雜程度、搭邊的大小受到一定的影響。一般通過以下公式進行計算：沖裁時：卸料力： （4-6）頂件力： （4-7）式中: —沖裁力（） ；—， ，17代入公式可求得：彎曲時：卸料力：取 0.05 代入計算：總的卸料力：4.6 計算壓力中心 沖壓過程中所有力的合力的方向就是模具的壓力的中心。沖壓過程中所有力的合力的作用點位置與壓力機的滑塊的中心的線是重合的。沖模模具的模柄的中心線要跟壓力機的滑塊的中心線重合。不然的話，在進行沖壓的時候會產生偏心載荷的不良作用，不既無法保證滑塊的導軌和模具的導向部分不被磨損，還無法保證間隙值的大小，這樣會是的對制件的質量好壞以及模具壽命的長短無法得到保障，更甚者會無法控制對模具造成破壞。忽略理想狀態(tài)，沖壓的過程中的沖模的壓力中心可能無法保持不移動。對于沖裁件的形狀的特殊的從模具結構的角度來進行考慮，如果壓力中心和模柄的中心線重合會造成不好的影響。這個時候就要將注意力放到讓壓力中心的偏移上，控制它保持在選擇的壓力機的允許范圍里。這次設計是針對多工位的級進模的設計，因此要以多個凸模的沖裁的壓力中心的公式為依據(jù)來進行計算。對于平行力系，運用理論力學的知識可以得到：合力對于一根軸的作用力跟所有的分力對同一根軸的作用力加起來的結果一樣，而沖裁力和沖裁周邊， （） 。(4-8) （4-9）建立的坐標系如圖 4-3 所示:18圖 4-3 壓力中心由于本制件是屬于軸對稱零件，再根據(jù)對每一道工序的分析，將之前計算的沖裁力與彎曲力加起來代入到公式（4-8） （4-9）中，結合圖 4-3 就可以算出本制件成型的壓力中心的坐標：，,。4.7 公稱壓力的計算 選擇出的壓力機的公稱壓力大小的條件是不小于沖裁力的大小?？倹_壓力的計算如下：（4-10）4.8 沖壓設備的選擇 考慮到每一種壓力機應用的范圍和工件對精度的要求，擬選用開式的雙柱型可傾式壓力機。壓力機的標稱壓力大小的條件是不小于沖裁壓力的大小,根據(jù)[3]表附表 A-1，選擇壓力機。其基本參數(shù)如表 4-1：表 4-1 所選壓力機參數(shù)名稱開始雙柱可傾式壓力機閉合高度調節(jié)量/mm 8019型號 JG23-40 立柱間距離/mm 300公稱壓力/KN 400 導軌間距離/mm /前后 150滑塊行程/mm 100 壓力行程 7工作臺尺寸/mm 左右 300厚度 80行程次數(shù)/（次·min -1） 80墊板尺寸/mm孔徑 200直徑 50最大閉合高度/mm 300模柄孔尺寸/mm 深度 70最大裝模高度/mm 220 電動機功率/kW 4205 主要零部件設計5.1 凸模、凹模的設計5.1.1 凸模設計1）凸模的結構形式從制件的工藝分析方向考慮，鑲拼式、整體式凸模結構都可以用。凸模的位置是以零件的樣式為基礎進行的計算和制造的。普通的凸模的結構如圖(a)、(c)所示，其應用范圍是用于直徑為的孔件的沖裁。圖（d）宜應用于沖裁直徑和材料的厚度相同的材料。這種結構既可增強抗彎能力，又能夠節(jié)省材料。圖（e）采用螺釘和銷釘?shù)墓潭ǚ绞揭话阌脕頉_裁大孔。(a) (b) (c) (d) (e)圖 5-1 圓形凸模示意圖根據(jù)以上分析，此套模具宜選用(e) 鑲拼式式凸模。2）凸模長度的計算這套模具的需設計所有凸模尺寸都很小，而且成型零件的凸模都很簡單，沒有什么復雜的結構。綜合考慮各種條件整體式凸模結構適用，固定方式為：臺階、掛銷固定。選用的凸模材料為：，采用熱處理的硬度為。21凸模長度要結合所選卸料裝置進行計算，選擇彈性卸料裝置時，凸模的長度按下面的公式進行計算：（5-1）式中: —（） ；—,??；t—材料的厚度；—屬于附加的厚度。而 （5-2） 凹模選用的是整體式凹模，與下模座一起采用螺釘以及圓柱銷來進行固定。凹模的材料選擇 Q235，采用的熱處理硬度為,厚度取。，取;3）凸模材料及熱處理方式凸模材料為，采用尾部回火的熱處理方式。5）凸模護套此凸模不需要使用凸模保護套。6）凸模固定方式直接用銷釘以及螺釘來進行固定的一般是平面的尺寸較為大的凸模。對于中小型的凸模來說固定方式一般是用臺肩、吊裝或者鉚釘來進行固定（圖 6-2） 。也有些小凸模是用澆注連接的方式來固定的。而在大型沖裁中對于沖小孔而且比較容易損壞的凸模，為了方便修理以及跟換應當使用快換凸模的方法來固定。對此模具應選用臺肩、銷釘固定定位。22圖 5-2 中小型凸模的固定方式5.1.2 凹模的設計1）凹模的刃口形式 如圖 5-3 所示是常見的幾種凹模刃口形式：圖 5-3 刃口樣式圖 a)是柱形刃口的筒形的凹模。這種凹模的刃口的硬度大，刃口形狀不易改變、磨損，但是易使工件孔積聚廢料。對于形狀或精度高且越復雜的工件的模具宜采用這種凹模。圖 b)是柱形刃口的錐形的凹模。這類凹模不容易堆積垃圾、零件，對孔的磨損和壓力小，然而邊緣強度卻不高 。而因為其極小的磨損量對模具的壽命影響并不大。常用于對工件無特殊要求或者對各方面要求較少的簡單工件。圖 c)是直筒式口的凹模。制作方便快捷，刃口耐磨度高是這類凹模的特點，通常23應用于復合模沖裁模。d)、e)是錐形刀口的凹模，這類凹模能保證廢料或者零件脫模的障礙大大減少，凹模在被磨后的修磨量不大，但邊緣的強度又低，刃口被磨后刃口的尺寸會有變大。常用于料厚薄，精度要求一般，且結構較為簡單的工件。根據(jù)以上分析，選 a）形式的凹模。2）外形尺寸凹模通常有矩形和圓形兩種形狀。確定凹模的外形尺寸要用到坯料的厚度以及制件的最大外形尺寸的數(shù)據(jù)，如圖 2.8.12 所示：凹模厚度： 式中： -；-，查[3]表 2.8.2 由插值法算得。凹模壁厚：，取。3）固定方法選用螺釘、銷釘固定定位。5.2 沖裁凸凹模刃口尺寸計算沖裁件的斷面質量的好壞、尺寸的精度的高低、模具的壽命的長短和沖裁力的大小、卸料力的大小、推件力發(fā)的大小等與凸、凹模的間隙大小密切相關，因此選擇的間隙值的大小是否合適尤為重要。制件的質量的要求的高低直接對沖裁件的間隙大小起決定作用，按照經驗數(shù)值來選擇。查[3]表 2.2.4， ， 。5.2.1 成型側刃根據(jù)國家標準，非圓形件未標注公差按公差等級 IT14 來進行處理。成型切口尺寸：見圖 5-4: