《支架多工位級進模具設計（機械CAD圖紙）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《支架多工位級進模具設計（機械CAD圖紙）（48頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、摘 要通過對零件進行仔細的工藝分析，最后擬定此套模具采用多工位級進模，此套模具工序復雜，具有沖孔，彎曲，成型等多種工序，難點在于多處彎曲，一處對稱彎曲，一處Z型彎曲。為避免彎曲后回彈，故在Z型彎曲后采用校正工序。采用多工位級進模不僅大大提高生產效率，并且同步避免了多套模具沖裁時多次定位導致的誤差，進而提高了零件的精度。操作起來十分以便，并且大大減少了多種單工序模帶來的材料損耗。使用使得模具的構造更加立體，顯而易見。此套模具為人工手動送料，故安裝了導料釘，并且為了提高精度準卻定位在每步工位上安裝了多種導正銷進行定位。此套模具采用彈性卸料方式，以及浮料裝置。此套模具的設計運用法國Missler 公
2、司開發(fā)的三維軟件，通過該軟件進行對模具的三維實體的設計，再將實體轉化為二維圖紙，最后再把圖紙轉入到CAD軟件中進行編輯修改。由于需要以上軟件對工件進行設計，因此需要對以上軟件進行理解與掌握。該軟件功能強大操作簡樸以便，在設計中使得模具的構造更加立體，顯而易見。核心詞：級進模設計；Z型彎曲；TopSolidProgress；多工位；AbstractThrough the process of spare parts, carefully finally determined by the mold multi-position pressure, this set of mould proces
3、s complex, punching, bending, molding multi-process.it is difficult, in a symmetric curved, bending, a Z bending. To prevent bent, after springback using bend in the Z after correction.Using multi-position progressive not only greatly improve the production efficiency, but also avoid the mold cuttin
4、g position when the error caused by many times, and improve the precision of parts. It is convenient, and operating more than a single procedure greatly reduce the material loss modulus. Using three-dimensional structure of mould makes more, obvious. This set of mould for manually feed installation
5、guide material, and in order to improve the precision positioning in each step but must install a cubicle than guide pin location. This set of mould using elastic and unloading float device. This set of mold design and use of Missler French company development TopSolid safely through the 3d software
6、, software for mould design, three-dimensional entity 2d drawings will be converted into the drawing, and finally to edit changes in CAD software. Due to the need for the software design, and therefore need for more understanding and mastering software.This powerful tool for easy operation, in the d
7、esign of die structure more stereo, obviously.Keywords: progressive die design;Z bending; TopSolidProgress; Many stations.目 錄1 緒論11.1 概述11.2 沖壓技術的進步11.3沖壓的基本工序及模具21.4 模具的發(fā)展與現狀31.5模具CAD/CAE/CAM技術32沖壓工藝方案的擬定62.1工件工藝分析62.1.1工件外形尺寸62.1.2工件的材料性能72.1.3工件的工藝分析72.1.4 模具類型的擬定82.2排樣設計102.2.1排樣搭邊的取值102.2.2條料的運
8、用率112.2.3排樣圖設計122.2.4排樣方案的擬定132.2.5模具壓力中心的擬定143模具的零件設計及尺寸計算。163.1凸凹模間隙163.2凸凹模刃口尺寸計算163.3凸凹模的設計183.3.1凸模的構造和固定形式183.3.2凸模長度的擬定203.3.3凸模強度校核203.3.4凹模構造設計213.4卸料系統(tǒng)設計223.4.1卸料板的設計223.4.2卸料螺釘及彈簧233.5導料釘243.6導正釘243.7浮料裝置253.8模架構造設計264工藝計算及沖壓設備選擇274.1沖裁力計算274.2彎曲力計算284.3沖壓設備的選用295 TopSolid軟件簡介305.1零件的調入30
9、5.2創(chuàng)立排樣圖305.3模架的創(chuàng)立315.4模具的創(chuàng)立325.5模具的出圖346模具材料的選擇35結束語36道謝37參照文獻381 緒論1.1 概述沖壓成形作為現代工業(yè)中一種十分重要的加工措施，用以生產多種板料零件,具有諸多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產過程便于實現機械自動化及生產效率高等長處，是一種其他加工措施所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和平常生活的生產之中。在吸取了力學、數學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后，已經形成了沖壓學科的成形基本
10、理論。以沖壓產品為龍頭，以模具為中心，結合現代先進技術的應用，在產品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經濟發(fā)展、實現現代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。1.2 沖壓技術的進步進幾十年來，沖壓技術有了飛速的發(fā)展，它不僅表目前許多新工藝與新技術在生產的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的結識與掌握的限度有了質的奔騰?，F代沖壓生產是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產方式由初期的手工操作逐漸進化為集成制造（圖1-1）。生產過程逐漸實現機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現自動化沖壓作業(yè)
11、，體現安全、高效、節(jié)材等長處，已經是沖壓生產的發(fā)展方向。圖1-1 沖壓作業(yè)方式的進化沖壓自動化生產的實現使沖壓制造的概念有了本質的奔騰。結合現代技術信息系統(tǒng)和現代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現代沖壓新的生產模式計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。把產品概念形成、設計、開發(fā)、生產、銷售、售后服務全過程通過計算機等技術融為一體，將會給沖壓制造業(yè)帶來更好的經濟效益，使現代沖壓技術水平提高到一種新的高度。1.3沖壓的基本工序及模具由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度規(guī)定又各不相似，因而生產中采用
12、的沖壓工藝措施也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包具有多種單一工序。在實際生產中，當沖壓件的生產批量較大、尺寸較少而公差規(guī)定較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難于達到規(guī)定。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完畢，稱為組合的措施不同，又可將其分為復合-級進和復合
13、-級進三種組合方式。復合沖壓在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同步完畢兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合措施式。級進沖壓在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復合-級進在一副沖模上涉及復合和級進兩種方式的組合工序。沖模的構造類型也諸多。一般按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不管何種類型的沖模，都可當作是由上模和下模兩部分構成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模
14、具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。1.4 模具的發(fā)展與現狀模具是工業(yè)生產中的基本工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產品，也是高新技術產業(yè)的重要領域，其技術水平的高下已成為衡量一種國家制造水平的重要標志。隨著國民經濟總量和工業(yè)產品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術規(guī)定也越來越高。目前國內模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產品發(fā)展重點重要應表目前 ：1汽車覆蓋件模；2精密沖模；3大型及精密塑料模；4重要模具原則件；5
15、其他高技術含量的模具。目前國內模具年生產總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上2，但在整個模具設計制造水平和原則化限度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相稱大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，國內已能生產部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質量和精度規(guī)定高，代表覆蓋件模具的水平。在設計制造措施、手段上已基本達到了國際水平，模具構造功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產化進程中邁進了一大步。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是國內重點發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命
16、、模具構造和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。1.5模具CAD/CAE/CAM技術沖壓技術的進步一方面通過模具技術的進步來體現出來。對沖模技術性能的研究已經成為發(fā)展沖壓成形技術的中心和核心。20世紀60年代初期，國外飛機、汽車制造公司開始研究計算機在模具設計與制造中的應用。通過以計算機為重要技術手段，以數學模型為中心，采用人機互相結合、各盡所長的方式，把模具的設計、分析、計算、制造、檢查、生產過程連成一種有機整體，使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特性。模具CAD/CAE/CAM是改造老式模具生產方式的核
17、心技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式，為公司提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產品性能、模具構造、成形工藝、數控加工及生產管理進行設計和優(yōu)化。模具CAD/CAE/CAM技術能明顯縮短模具設計與制造周期，減少生產成本和提高產品質量已成為模具界的共識。在級進模CAD/CAE/CAM發(fā)展應用方面，本世紀初，美國UGS公司與國內華中科技大學合伙在UG-II（現為NX）軟件平臺上開發(fā)出基于三維幾何模型的級進模CAD/CAM軟件NX-PDW。該軟件涉及工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具構造設計等模塊。具有特性辨認與重構、
18、全三維構造關聯等明顯特色，已在作為商品化產品投入市場。與此同步，新加波、馬來西亞、印度及國內臺灣、香港有關機構和公司也在開發(fā)和試用新一代級進模CAD/CAM系統(tǒng)。國內從上世紀90年代開始，華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學和北京機電研究院等相繼開展了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學模具技術國家重點實驗室在AutoCAD軟件平臺上開發(fā)出基于特性的級進模CAD/CAM系統(tǒng)HMJC，涉及板金零件特性造型、基于特性的沖壓工藝設計、模具構造設計、原則件及典型構造建庫工具和線切割自動編程5個模塊。上海交通大學為瑞士法因托（Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模CAC/C
19、AM系統(tǒng)。西安交通大學開發(fā)出多工位彎曲級進模CAD系統(tǒng)等。近年來，國內某些軟件公司也競相加入了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復合模的CAD系統(tǒng)Fox-CAD等。展望國內外模具CAD/CAE/CAM技術的發(fā)展，本世紀的科學技術正處在日新月異的變革之中，通過與計算機技術的緊密結合，人工智能技術、并行工程、面向裝配、參數化特性建模以及關聯設計等一系列與模具工業(yè)有關的技術發(fā)展之快，學科領域交叉之廣前所未見。此后新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當今最佳的設計理念、最新的成形理論和最高水平的制造措施相結合的產物，其
20、特點將反映在專業(yè)化、網絡化、集成化、智能化四個方面。重要表目前：1模具CAD/CAM的專業(yè)化限度不斷提高；2基于網絡的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)構造初見端倪；3模具CAD/CAE/CAM的智能化引人注目；4與先進制造技術的結合日益緊密。2沖壓工藝方案的擬定該零件生產屬于大批量生產，零件構造緊湊，沖裁壁厚不大，成形過程互相干涉，在復合模中難于實現；若用簡樸的落料、沖孔、彎曲模等單工序模也可達到沖壓規(guī)定，這樣模具雖然簡樸了，但是沖壓所用的設備和人員較多，沖壓工序中的定位也較麻煩，并且工序較多效率較低故不被推廣。為減少零件在生產中的多次定位對其精度和生產率的影響，一要產品批量較大，對零件的一致
21、性規(guī)定較高，二是具有良好的彎曲和沖裁性能，通過反復比較，合適采用較為復雜的多工位級進模制造。2.1工件工藝分析該工件為支撐件，材料為10鋼，厚度t=1mm，公差級別為IT14級。 2.1.1工件外形尺寸 工件圖 展開圖2.1.2工件的材料性能2.1.3工件的工藝分析從總體上看該零件有多處沖孔，六處彎曲，特別是型彎曲較為復雜，其他兩處為對稱直角彎曲為避免回彈彎曲后要進行校正彎曲。該零件材料回10鋼，厚度t=1,精度級別為IT14。生產批量為30萬件。因而從尺寸精度和材料方面分析比較適合用沖壓加工。2.1.4 模具類型的擬定常用的模具形式可分為單工序模、復合模和級進模三種。擬定模具形式，應以沖裁工
22、件的規(guī)定、生產批量、模具加工條件為重要根據。沖壓生產批量與合理模具形式見（表1），單工序模、級進模和復合模的比較見（表2） （表1） 沖壓生產批量與合理模具形式批量/（千件/每年）項目單件小批中批大批大量大件中件小件1130010005000模具形式簡易模單工序模單工序模簡易模級進模、復合模單工序模級進模、復合模級進模、復合模設備形式通用壓機通用壓機高速壓機自動和半自動通用壓機機械化高速壓機自動機專用壓機與自動機本設計工件產量為：萬件 為大批量生產，級進模和復合模均可選用?？蛇M行級進模和復合模具的實際生產比較，選擇更加合適的模具類型，保證產品效率、質量和生產成本。（表2） 單工序模、級進模和復
23、合模的比較比較項目單工序模級進模復合模工件尺寸精度較低一般,IT11級如下較高,IT9級如下工件形位公差工件不平整,同軸度、對稱度及位置度誤差大不太平整，有時要較平，同軸度、位置度誤差較大工件平整，同軸度、對稱度及位置誤差大沖壓生產率低，沖床一次行程內只能完畢一種工序高，沖床在一次行程內能完畢多種工序較高，沖床在一次行程內可完畢兩個以上工序實現操作機械化、自動化的也許性較易，特別適合多工位沖床上實現自動化容易，特別適應于單機上實現自動化難，工件與廢料排除較復雜，只能在單機上實現部分機械化操作對材料的規(guī)定對條料寬度規(guī)定不嚴，可用邊角料對條料或帶料寬度規(guī)定嚴格對條料寬度規(guī)定不嚴，可用邊角料生產安全
24、行安全性較差比較安全安全性較差模具制造的難易限度較易，構造簡樸，制造周期短，價格低形狀簡樸件，比用復合模制造難度低形狀復雜件，比用級進模的制造難度低應用通用性好，適合中、小批量生產和大型件的大量生產通用性較差，適合于形狀簡樸，尺寸不大，精度規(guī)定不高件的大批量生產通用性較差，適于形狀復雜、尺寸不大、精度規(guī)定較高件的大批量生產通過以上關系比較，此零件是大批量生產，且生產效率規(guī)定很高。故采用多工位級進模具進行加工。該沖裁件涉及沖孔、落料、成形和彎曲四個基本工序,可采用的沖裁方案有單工序沖裁、復合沖裁和級進沖裁三種.零件屬于大批量生產,因此采用單工序需要模具數量較多,生產率低,所用費用也高,不合理;若
25、采用復合沖,可以得出沖件的精度和平直度較好,生產率較高,但因零件的孔邊距太小,模具強度不能保證;用用級進模沖裁時,生產率高,操作以便,通過合理設計可以達到較好的零件質量和避免模具強度不夠的問題,根據以上分析,該零件采用級進沖裁工藝方案.2.2排樣設計排樣是多工位級進模設計的核心，它具體反映了零件在整個沖壓成形過程中，毛坯外形在條料上的截取方式及與相鄰毛坯的關系，并且對材料的運用率、沖壓加工的工藝性以及模具的構造和壽命等有著明顯的影響。2.2.1排樣搭邊的取值搭邊尺寸影響了材料的運用率運用率和沖壓產品的質量。過大的搭邊會減小材料的運用率，增大成本。過小的搭邊也會影響沖壓件的質量。因此要選用合理的
26、搭邊尺寸。根據對零件的尺寸的分析，最后擬定搭邊值a=3.44mm；a1=2.78mm。2.2.2條料的運用率 排樣是在保證工件質量的前提下，重要考慮如何提高材料的運用率，而衡量排樣經濟性的原則是裁量的運用率，即實際面積A0與板料面積A的比值: =100% 式中：-材料的運用率； A0-工件的實際面積，mm2； A- 所用材料的面積的，涉及工件面積和廢料面積。 2.2.3排樣圖設計 根據上述分析，沖壓如圖所示的零件的級進模分為7個工位。第一工位：沖定位孔及零件圓孔。第二工位：沖中間余料。第三工位：沖中間余料。第四工位: 彎曲。第五工位: 彎曲，沖裁下側邊料。第六工位: 型彎曲。第七工位：落料。2
27、.2.4排樣方案的擬定方案一: 單排縱向排樣，先沖定位孔，圓孔，沖中間余料對稱彎曲彎曲剪切落料。方案二： 單排橫向排樣，先沖定位孔圓孔沖中間余料對稱彎曲對稱彎曲彎曲剪切落料。方案三： 雙排對稱式排樣，先沖定位孔沖中間余料圓孔彎曲單側彎曲單側彎曲剪切落料。 通過度析比較，雙排對稱式材料運用率最高，生產效率快，但工位模具較多，加工復雜，成本過高。單排橫向排樣，材料運用率低，送料不以便，排樣復雜。最后本套模具采用第一方案單排縱向排樣最為合理。2.2.5模具壓力中心的擬定沖模的壓力中心就是沖裁合力的作用點。小的沖模模柄應和壓力中近似重疊。否則會產生偏心沖擊，形成偏心載荷，使沖裁間隙波動，沖模刃口磨損不
28、均勻，影響沖件的質量和模具壽命。在大型級進模設計中，不使用模柄于沖床連接，而直接用螺栓進行安裝，計算沖裁力壓力中心以以便設計校核和實際安裝，生產調試之用。=564.823模具的零件設計及尺寸計算。3.1凸凹模間隙凸、凹模間隙值的大小對沖壓制件質量、模具壽命、沖壓力的影響很大，是沖壓工藝與模具設計中的一種極其重要的工藝參數。根據零件材料及料厚，查文獻擬定沖裁刃口始用雙面間隙值：Zmin=0.100 mm， Zmax=0.140 mm。至于壓彎時凸模與凹模之間的間隙，按材料的性能、厚度以及彎曲件的高度和寬度（彎曲線的長度），取單邊間隙C=（1.01.1）t，這里取C=1 mm。此外，設計中考慮在合
29、模時使毛坯完全壓靠，以保證彎曲件的質量和尺寸精度。3.2凸凹模刃口尺寸計算沖壓制件的尺寸精度重要決定于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數值也必須靠模具的刃口尺寸來保證。因此，對的擬定模具刃口尺寸極其公差，是設計沖模的重要任務之一。此套模具采用圖凸模配作法制造。1沖2孔凸凹模尺寸：沖孔以凸模為基準，凸模磨損后變小尺寸記為A類按公式 (3-1)X=0.5 為凸模制造偏差，一般取 。 凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證雙面間隙0.100.14。2 沖T形孔凸凹模尺寸沖孔以凸模為基準，凸模磨損后不變尺寸記為B類按公式。凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證雙面間隙0.100.14。3 沖矩形孔凸凹模尺寸
30、凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證雙面間隙0.100.14。4 沖大凸形孔凸凹模尺寸凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證雙面間隙0.100.14。5沖小凸形孔凸凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證雙面間隙0.100.14。3.3凸凹模的設計3.3.1凸模的構造和固定形式由于沖件的形狀和尺寸的不同，沖模的加工以及裝配工藝等實際條件亦有所不同，因此在實際生產中使用的凸模構造形式也就有諸多種形式。一般沖裁凸模的形狀是由產品的形狀決定的，它可以采用直身構造也可采用加強型構造。重要的固定方式有：臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結劑澆注法固定等。本設計中采用用圓形、方形和異形形式的凸模，
31、材料選用C12MnVo，淬火硬度HRC58-60 必要時表面可進行滲氮解決。圓凸?？刹捎酶呔韧鈭A磨床加工，異形凸?？梢圆捎寐呓z線切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一種措施，可以獲得高尺寸精度、高表面加工質量。圓凸模固定方式如圖所示：凸模以過渡配合固緊在凸模固定板上，頂端形成臺肩，以便固定，并保證在工作時不被拉出，安全可靠。異形凸模固定方式如圖所示：凸模端面磨平以過度方式壓入凸模固定板上，并螺釘固定。3.3.2凸模長度的擬定凸模工作部分的長度應根據模具的構造來擬定。一般不適宜過長，否則往往因縱向彎曲而使凸模工作時失穩(wěn)。致使模具間隙浮現不均勻，從而使沖件的質量及精度有所
32、下降，嚴重時甚至會使凸模折斷。根據模具設計構造形式，凸模的長度為 式中，凸模的長度（mm）；凸模固定板的厚度（mm），它取決于沖件的厚度t，一般在沖制t1.5mm的板料時，取1520mm；當t=1.52.5mm時，取2025mm；這里取=20mm卸料板的厚度（mm），??；=25mm卸料板墊板的厚度（mm），取=24mm； 附加長度（mm）。重要考慮凸模進入凹模的深度（對于沖裁凸模取1mm，對于壓彎凸模根據零件彎曲高度取20mm）以及模具閉合狀態(tài)下卸料板的到凸模固定板間的安全距離（取20mm）將各數據代入式（4-8）中得： 沖裁凸模長度 L=25+20+35+1=81mm 彎曲凸模長度 L=25
33、+20+35+4=84mm3.3.3凸模強度校核沖裁時凸模因承受了所有的壓力，因此它承受了相稱大的壓應力。而在卸料時，又承受有拉應力。因此，在一次沖裁的過程中，其應力為拉伸和壓縮交變反復作用。在一般狀況下，凸模的強度是足夠的，因此沒有必要作強度的校核。但針對本過電片零件特點，其中有的凸模斷面尺寸很小，因此必須對相應凸模的強度涉及凸模的最小斷面（危險斷面）的承壓能力和抗彎能力進行校核。（1）凸模承受能力的校核對凸模最小斷面上的承受能力進行計算時，必須使沖裁力不不小于或等于危險斷面所容許的最大壓應力。由文獻查得，對于材料為10#鋼的沖件，最小的容許凸模相對直徑（）不小于1.3，而該模具中凸模刃口最
34、小直徑為4.5mm，d/t=3故凸模承受能力滿足規(guī)定。（2）失穩(wěn)彎曲應力的校核凸模在中心軸向壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產生彎曲）的最大長度與導向方式有關，由卸料板導向凸模最大容許長度按下式計算：式中，凸模最大容許長度（mm）； 凸模材料彈性模量，對于鋼材可?。?凸?；驔_孔直徑（mm）； 沖件材料厚度（mm）； 沖件材料抗剪強度（），這里對于45#鋼現今對最小凸模直徑4.5進行校核計算，將各數據代入式（4-9）中得：因此不小于凸模長度，故滿足規(guī)定。顯然，其他凸模也滿足彎曲校核規(guī)定。3.3.4凹模構造設計凹模設計應考慮的事項是有關凹模強度、制造措施及其加工精度等。特別是凹?？椎某叽?，在實用上是和制
35、件尺寸一起來考慮的。它關系到制件質量的好壞，因此對其加工表面質量亦必須予以充足的考慮。凹模的厚度和外形尺寸，對于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強度。沖裁時，凹模承受沖裁力和水平方向的作用，由于凹模的構造形式不一，受力狀態(tài)又比較復雜，特別是對于復雜形狀的沖件，其凹模的強度計算就相稱的復雜。因而，在目前一般的生產實際狀況下，一般都是根據沖裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力的大小等來進行概略的估算及經驗修正。本套模具凹模在設計中采用鑲塊加工而成并與凹模板過盈配合而成，便于設計、制造、維修。圖-凹模板3.4卸料系統(tǒng)設計3.4.1卸料板的設計卸料板的選用應當選用彈性卸料板，其具有敞開的工作
36、空間，操作以便，生產率高，沖壓前對板料有預壓作用，沖壓后也可以使沖壓件平穩(wěn)卸料。圖-卸料板3.4.2卸料螺釘及彈簧本套模具采用8-M20螺釘，及TM30x70彈簧，M33絲堵圖-卸料螺釘3.5導料釘此套模具由人工送料，為避免送料時差生誤差對產品造破壞，故為此設計導料釘在送料時進行粗定位。3.6導正釘在持續(xù)模種常采用安裝在上模的定位釘進行導正，這樣的話有助于條料的持續(xù)送料。導正釘插入條料上的零件空中，其插入部分尺寸略不不小于沖孔凸模，因而可以作為精擬定位。級進模工作時，應首在基準面上做定位釘的工藝孔，定位釘隨上模下行，插入工藝孔做精定為，保證條料的送進晶須。材料45#，精模。圖-導正釘3.7浮料
37、裝置 制件在向下彎曲和沖裁之后，由于本制件的排樣圖彎曲部位都是向下彎曲，在彎曲的部位肯定會與模具抱緊在一起，為了使制件可以順利的完畢下一步工序，這就需要把制件頂出。影響才料的頂出力有：材料的種類、材料的厚度、沖裁間隙、零件的形狀尺寸以及潤滑狀況等。浮料釘的作用是將彎曲后的制件頂出，以便于進行下一步工序，此外，可以減小制件與模具間的摩擦，對模具壽命的影響。由于所需的頂出力很小，因此因此浮料釘的頂出力應當不不小于單邊力，否則浮料釘將壓彎工件，使制件浮現變形。圖-浮料釘3.8模架構造設計原則的級進模模板涉及：卸料板、凸模固定板、凹模板、墊板、上模座板、下模座板，其中卸料板、固定板、凹模板是核心的三塊
38、模板，也是級進模比不可少的。該模具中凸模固定板起著固定凸模的作用，卸料板重要起卸料、壓料同步還具有一定的導向作用；凹模板前面已經提到，既充當凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹模鑲塊。此外，在進行級進模設計時，有一項很重要，就是設計讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，并且要充足讓位，不僅需要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動態(tài)讓位。本設計中在凹模板上直接開槽讓位，工件成形后由凹模終端的浮料釘頂起，保證了送料的順暢。凹模外形尺寸前面已述，該級進模其他模板的外形尺寸設計如下凸模固定板 35013030mm上模墊板 35013020mm下模墊板 35013020mm卸料板 35013025mm凹模板
39、35013030mm上模座板 47023050mm下模座板 47023050mm擬定模具閉合高度H=上模座板+上模墊板+凸模固定板+凹模板+下模墊板+下模座板+修模量H=30+20+20+30+50+50+10=210mm4工藝計算及沖壓設備選擇4.1沖裁力計算計算沖裁力的目的是為了合理的選用壓床和設計模具。壓床的噸位必須不小于所計算的沖裁力，以適應沖裁的規(guī)定。平刃模具沖裁時，沖裁力可按下式計算：F=Lt式中：t材料厚度，mm；L沖裁周長，mm；材料抗剪強度，Mpa?？紤]到模具刃口的磨損，凸凹模間隙的波動，材料機械性能的變化，材料厚度偏差等因素，實際所需沖裁力為：F=1.3Lt 4.2彎曲力計
40、算 彎曲力是指工件完畢預定彎曲時需要壓力機所施加的壓力。彎曲力不僅與材料品種、材料厚度、彎曲幾何參數有關，并且同步設計彎曲模所擬定的凸凹模間隙大小等因素有關。彎曲力的計算公式：F自= 式中：b彎曲件寬度，mm； K安全系數，取1.3； r彎曲件的內彎曲半徑，mm； t彎曲件厚度，mm； b材料的強度極限，200Mpa； F自材料在沖壓行程結束時的自由彎曲力，N.本套模具由TopSolidProgress，該軟件的強大功能將排樣中的所有力自動計算出來。4.3沖壓設備的選用根據所要完畢的沖壓工藝性質、生產批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度規(guī)定來選定設備類型。開式曲柄壓力機雖然剛度差，但它成本低，且
41、有三個方向可以操作的長處，故廣泛應用于中小型沖裁件、彎曲件、拉深件的生產中。閉式曲柄壓力機剛度好、精度高，只能靠兩個方向操作，合用于大中型件的生產。雙動曲柄壓力機有兩個滑塊，壓邊可靠易調，合用于較復雜的大中型拉深件的生產。綜合考慮，采用開式曲柄壓力機。在實際生產中，為了避免設備的超載，可按，來估算壓力機公稱壓力，根據以上分析選公稱壓力為800KN的開式壓力機，但由于模具的尺寸過大，故不能僅僅考慮公稱壓力的大小，還要考慮工作臺的大小，因此選用閉式雙點壓力機。其參數如下： 型號： 公稱壓力：1200KN 滑快行程：315mm行程次數：20次/min 閉合高度：450220mm 工作臺尺寸：80 0
42、1500 5 TopSolid軟件簡介TopSolidProgress是一款專業(yè)的五金模具的設計軟件，本套模具的設計應用此款軟件進行設計完畢的，如下對軟件的操作進行簡樸的描述。5.1零件的調入 打開軟件后，調取原零件圖，創(chuàng)立沖壓模模板，將零件調入模板中，準備創(chuàng)立下步操作。圖-零件導入5.2創(chuàng)立排樣圖 點擊創(chuàng)立條料后會彈出對話框，可通過設立進行對條料的料寬、步距產品的工位的選擇，點擊擬定后就會浮現零件的排樣順序圖，之后點擊輪廓，進行輔助線的創(chuàng)立，然后通過輔助線的創(chuàng)立對零件輪廓描繪，并描繪出沖頭輪廓線在點擊沖裁、彎曲等，生成完整的工件排樣圖。圖-創(chuàng)立排樣圖5.3模架的創(chuàng)立 在TopSolidPro
43、gress中做完條料的設計，模具的設計工作可以說完畢了一半，背面的部分都是程序化工作。 新建一種Progress文獻，然后點擊導航欄的模架，在相應的工具欄中點擊模架，選擇自定義選項，然后選擇坐標作為模架中心坐標，之后會彈出對話框，重要設立有：相對的條料位置、閉合高度、送料行程、浮生高度等。在切換到板的設立上，可進行對上模板、卸料板、下模板的長、寬、高各個尺寸的設計修改，當設立完畢后點擊擬定就會浮現模板圖形。模板圖形浮現后在通過軟件自帶的原則件庫進行對原則件的調入，需調入導柱、導套、螺釘、銷釘等原則件以及原則件所需安裝的位置的設計。最后，所有原則件安裝完畢后，模架的創(chuàng)立就完畢了圖-模架主視圖圖-
44、模架軸視圖5.4模具的創(chuàng)立 模架創(chuàng)立完畢后就是對模具的整體的設計，其中涉及沖頭的設計和凹模的設計，以及某些其她零部件的先用和設計。 本套模具的凹模采用鑲塊式設計，因此需要對鑲塊進行設計，鑲塊的設計首要在凹模板上畫出鑲塊的輪廓曲線，然后生成鑲塊。鑲塊設計完畢后，要對鑲塊剪口進行設計，一方面選擇剪口，然后選擇沖裁輪廓線，之后再選擇相應的鑲塊，再進行剪口參數的設立，最后形成剪口。 剪口設計完畢后，要對沖頭進行設計。選擇沖頭，選擇帶料上的沖裁輪廓線，選擇凸模固定板，生成沖裁凸模。沖頭和鑲塊設計完畢后還要對其進行修改和修正，以及還要對某些其她零部件的設計，例如：導料釘、寫料定、浮料釘和導正釘的設計及某些
45、彈簧絲堵的選擇，這些零件都可以通過對原則件的調入來實現。 所有的零件創(chuàng)立完畢后，模具就正式的設計完了。圖-模具裝配圖軸視圖圖-模具裝配圖主視圖5.5模具的出圖 模具的出圖涉及零件的出圖和模具整體的出圖。 一方面創(chuàng)立新的文獻，選擇出圖的圖紙尺寸的大小，然后根據導航欄力的提示，選擇要出的零件圖后模具整體圖?？偨Y，此款軟件功能廣泛，不僅在模具設計方面，在三維實體，數控加工等都具有廣大功能，運用此款軟件進行模具設計可以大大減少計量，并且在成型方面可覺得設計者提供三維實體，有助于分析。6模具材料的選擇冷沖模常采用的材料重要有低碳鋼、合金鋼、硬質合金鋼、鑄鐵、鑄鋼及低熔點合金、合成樹脂等。碳鋼涉及構造鋼（
46、一般碳素構造鋼、優(yōu)質碳素構造鋼），碳素工具鋼；合金鋼涉及合金工具鋼、高速工具鋼等；鑄鐵涉及灰鑄鐵 、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵等。硬質合金鋼涉及難容金屬碳化物，以鈷、鎳或鐵做粘合劑交結而成，不能進行切削加工的一般硬質合金以碳化鈦或碳化鎢為硬質相，以合金鋼為基體燒結而成的鋼構造硬質合金。模具材料，特別是級進模材料是在強壓、持續(xù)使用和承受較大沖壓下工作，期間伴有強烈的摩擦與生溫，工作條件惡劣。因此級進模所用材料規(guī)定又較好的耐磨性、抗壓性、抗彎性、韌性、紅熱性、冷熱加工性，并且價格便宜。但要滿足以上個點規(guī)定往往是不也許，要根據具體條件選用材料。做到滿足使用條件的前提下盡量經濟。根據沖壓零件的生產批量的大小來
47、選擇。批量大的零件，其模具材料應選用質量較高、耐用性較高、以及高速沖裁時具有加好的紅熱性；反之，應采用叫便宜、耐用性較差的材料。對于較小批量的生產，可采用塑料模替代鋼模。根據沖壓材料的性質、工序的種類和沖模零件的工作條件和作用來選擇。入沖裁模的工作零件是在高單位壓力、強烈的應力集中和沖擊性負荷的天交下進行的，因此應具有較高的強度和韌性。根據模具加工條件來考慮，應在既有條件下的可行性?？紤]級進模特殊的工作條件，其使用材料重要為碳素工具鋼及合金鋼。碳素工具鋼價格便宜，易于加工，但其耐磨性差，具有較好的抗彎強度，但抗壓強度和沖擊韌性差，易崩刃及疲勞損壞，易脫碳，重要用于受力不大且形狀簡樸的模具。合金
48、鋼一般價格高，為碳素鋼的數倍，且加工性差，但耐磨性、強度、韌性等各項指標均優(yōu)于碳素工具鋼。通過一系列的條件分析本套模具出了沖頭和凹模鑲塊采用Cr12Mov材料以及導料釘、浮料釘、定位釘均采用45#鋼。結束語通過三個多月的努力，本次畢設接近尾聲，在王巍教師的辛勤的協(xié)助與指引下我收獲的比大學四年所學的東西還要多。本次設計采用的法國Missler 公司開發(fā)的TopSolidProgress軟件進行的設計，通過三個月時間的努力學習我已經初步掌握了該軟件的功能及命令，但此款軟件功能廣泛，要進一步的理解軟件的功能還需要在此后的日子里好好學習。通過本次的畢設我學懂得了設計是源頭，設計雖然只占模具成本的10%
49、左右，卻決定了整個模具成本的70%80%。因此，在設計時詳盡地考慮了模具構造，考慮提高生產率，如何以便維修。但是，又不能完全依賴于設計，在實際生產中要具體問題具體分析，根據實際狀況進行模具調節(jié)也是必需的。在生產中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時，應當多注意細節(jié)，找出主線因素，針對其維修。在拆裝模具時，要認真仔細，以防損傷模具。定期的維護、保養(yǎng)也可以大大提高模具壽命。從整個設計過程來看，該支撐架采用多工位級進模，模具構造設計合理，加工簡樸，操作以便，通過持續(xù)沖裁、彎曲等幾道工序一次成形，工作效高，零件成形質量好，大大提高了生產率，減少了生產成本，滿足了生產需求，并且該設計思路可擴展推廣
50、到其他類似零件的產品模具設計中。固然，由于知識水平有限，對實踐的缺少，當中不乏有局限性之處，尚有待在后來的工作實踐當中不斷地完善和創(chuàng)新！道謝在本次畢設結束之際感謝沈航北科，在此度過了四年的生活，我學到了太多畢生都受益匪淺的東西，還要感謝每一位北科教師，是你們教會了我如何讓做人，教會了我知識，讓我有能力融入到社會這個人們庭中。本次設計是在指引教師王巍教師的悉心指引下完畢的，其間得到了王教師辛勤的指引。導師敏銳的學術思想，嚴謹的治學態(tài)度，認真的工作作風使學生受益非淺。在此要再次感謝王教師，教師的每一次教導，每一通電話，每一條短信讓學生深深的感到謝意，也感到一絲羞愧讓王教師如此的操勞，我很榮幸王教師
51、在本次畢設能選擇我。值此成文之際，特向教師致以忠心的感謝和誠摯的敬意。本次畢設得到同窗們的支持以及在TopSolid軟件和AutoCAD軟件應用、參照資料提供等方面的具體性指引和協(xié)助，在此向她們表達深深的謝意。非常感謝她們同我一起學習和生活，在美麗的沈航北科留下我們誠摯的友誼。特別感謝我的父母，是她們對我的支持和無私的奉獻，使得我可以順利完畢學業(yè)。最后，謹以此文獻給所有關懷和協(xié)助過我的人們！參照文獻1 陳偉，王巍，孫巖編著TopSolid軟件基本教程模具設計M.北京：航空工業(yè)出版社，.2 翁其金編.沖壓工藝與沖模設計M.北京：機械工業(yè)出版社，.3 薛啓翔編.沖壓模具設計構造圖冊M.北京：化學工
52、業(yè)出版社，.4 周本凱編.沖壓模具設計實踐100例M.北京：化學工業(yè)出版社，.5 李體彬編著.沖壓成形工藝M.北京：化學工業(yè)出版社，.6 楊占堯，楊安民.沖壓模典型構造100例M.上海：上海科學技術出版社，.7林承全，胡紹平.沖壓模具課程設計M.北京：化學工業(yè)出版社， .8肖景容，姜奎華編.沖壓工藝學M.北京：機械工業(yè)出版社，.9田嘉生，馬正顏編.沖模設計基本M.北京：航空工業(yè)出版社，1994.10沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1988.11王孝培.沖壓手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1998.12鄭家賢編著.沖壓工藝與模具設計實用技術M.北京：機械工業(yè)出版社，.13付宏聲主編.冷沖壓成形工藝與模具設計制造M.北京：化學工業(yè)出版社，.14齊克敏，丁華主編.材料成形工藝學M.北京：冶金工業(yè)出版社，.15盧險峰編著.沖壓工藝模具學M.北京：機械工業(yè)出版社，.16郝濱海編著.沖壓模具簡要設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，
支架多工位級進模具設計（機械CAD圖紙）
