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目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III Abstract .........................................................................................................................................IV 目 錄 ............................................................................................................................................V 1 緒 論 .........................................................................................................................................1 1.1 課題研究的目的和意義 .......................................................................................................1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 ...............................................................................................................2 1.3 本課題應達到的要求 ...........................................................................................................5 2 沖壓工藝設計 .............................................................................................................................6 2.1 沖壓件簡介 ...........................................................................................................................6 2.2 沖壓的工藝性分析 ...............................................................................................................6 2.3 沖壓工藝方案的確定 ...........................................................................................................8 2.3.1 沖壓模具類型 ................................................................................................................8 2.3.2 沖壓工藝分析和計算 ....................................................................................................8 3 側(cè)彎支架連續(xù)模設計 ...............................................................................................................10 3.1 模具結(jié)構(gòu) .............................................................................................................................10 3.2 確定其搭邊值 .....................................................................................................................11 3.3 確定排樣圖 .........................................................................................................................11 3.3.1 送料步距與帶料寬度 ..................................................................................................11 3.3.2 排樣方案 ......................................................................................................................13 3.4 材料利用率計算 .................................................................................................................13 3.5 凸、凹模等刃口尺寸的確定 .............................................................................................14 3.5.1 沖孔凸、凹模刃口尺寸計算 ......................................................................................14 3.5.2 成形側(cè)刃凸、凹模刃口尺寸計算 ..............................................................................16 3.5.3 小凸形凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................18 3.5.4 大凸形凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................19 3.5.5 凹形凸、凹模刃口尺寸計算 ......................................................................................20 3.5.6 長矩形凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................21 3.5.7 短矩形凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................22 3.5.8 切斷凸、凹模刃口尺寸計算 ......................................................................................23 3.5.9 前彎曲凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................24 3.5.10 后彎曲凸、凹模刃口尺寸計算 ................................................................................25 3.5.11 左右彎曲凸、凹模刃口尺寸計算 ............................................................................25 3.5.12 中間切舌凸、凹模刃口尺寸計算 ............................................................................26 3.6 沖壓力計算 .........................................................................................................................26 3.6.1 沖孔部分沖壓力 ..........................................................................................................27 3.6.2 成形側(cè)刃沖壓力 ..........................................................................................................28 3.6.3 切廢料部分沖壓力 ......................................................................................................28 I 3.6.4 彎曲部分沖壓力 ..........................................................................................................29 3.6.5 切舌彎曲部分沖壓力 ..................................................................................................29 3.6.6 切斷部分沖壓力 ..........................................................................................................30 3.6.7 總沖壓力 ......................................................................................................................30 3.7 壓力機選用 .........................................................................................................................31 3.8 壓力中心計算 .....................................................................................................................31 3.9 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計 .............................................................................................32 3.9.1 凹模結(jié)構(gòu)及設計 ..........................................................................................................32 3.9.2 圓凸模 1 的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................34 3.9.3 圓凸模 2 的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................34 3.9.4 方形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................35 3.9.5 成形側(cè)刃的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................36 3.9.6 小凸形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..............................................................................................36 3.9.7 大凸形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..............................................................................................37 3.9.8 凹形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................38 3.9.9 長矩形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..............................................................................................38 3.9.10 短矩形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ............................................................................................39 3.9.11 前彎曲凹模鑲塊的結(jié)構(gòu)設計 ....................................................................................40 3.9.12 前彎曲凸模的結(jié)構(gòu)設計 ............................................................................................40 3.9.13 U 型彎曲半凹模的結(jié)構(gòu)設計 .....................................................................................41 3.9.14 彎曲切斷組合凸模的結(jié)構(gòu)設計 ................................................................................42 3.9.15 切舌彎曲凸模的結(jié)構(gòu)設計 ........................................................................................42 3.9.16 切斷彎曲凸凹模的結(jié)構(gòu)設計 ....................................................................................43 3.9.17 卸料板設計 ................................................................................................................44 3.9.18 凸模固定板設計 ........................................................................................................44 3.9.19 凸模墊板設計 ............................................................................................................45 3.9.20 凹模墊板設計 ............................................................................................................46 3.9.21 擋塊設計 ....................................................................................................................46 3.10 標準件確定 .......................................................................................................................47 3.10.1 模架確定 ....................................................................................................................47 3.10.2 上模螺釘確定 ............................................................................................................47 3.10.3 上模銷確定 ................................................................................................................47 3.10.4 下模螺釘確定 ............................................................................................................47 3.10.5 下模銷確定 ................................................................................................................47 3.10.6 卸料螺釘確定 ............................................................................................................48 3.10.7 卸料彈簧設計 ............................................................................................................48 3.10.8 U 型彎曲頂件彈簧設計 .............................................................................................48 3.10.9 U 型彎曲推件彈簧設計 .............................................................................................48 3.10.10 切舌彎曲頂件彈簧設計 ..........................................................................................48 3.10.11 U 型彎曲凸模固定螺釘確定 ...................................................................................49 3.10.12 大凸形凸模固定螺釘確定 ......................................................................................49 3.10.13 擋塊固定螺釘確定 ..................................................................................................49 3.10.14 小導柱確定 ..............................................................................................................49 3.10.15 凹模上小導套 2 確定 ..............................................................................................49 3.10.16 卸料板上小導套 1 確定 ..........................................................................................49 3.10.17 抬料銷確定 ..............................................................................................................49 3.10.19 抬料銷彈簧設計 ......................................................................................................50 3.10.20 擋塊銷確定 ..............................................................................................................50 3.11 模具閉合高度、校驗壓力機 ...........................................................................................50 4 結(jié)論與展望 ...............................................................................................................................51 4.1 結(jié)論 .....................................................................................................................................51 4.2 不足之處及未來展望 .........................................................................................................51 致 謝 ...........................................................................................................................................52 參考文獻 .......................................................................................................................................53 3 1 緒 論 1.1 課題研究的目的和意義 沖壓是指靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變 形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。冷沖壓是在常 溫下，利用沖壓模在壓力機上對板料或熱料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離從而獲 得所需形狀和尺寸的另件的一種壓力加工方法。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機（單 工位或多工位的）上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的 全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。與機 械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面都具有許多 獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。 （1）沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖 壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高 速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面 質(zhì)量，而模具的壽命一般較長，所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的 特征。 存檔編碼：無無錫錫太太湖湖學學院院 2013 屆屆畢畢業(yè)業(yè)作作業(yè)業(yè)周周次次進進度度計計劃劃、檢檢查查落落實實表表 系別：信機系 班級：機械96 學生姓名：趙安 課題（設計）名稱：側(cè)彎支架冷沖壓及級進模設計 開始日期：2012年11月12日周次起止日期工作計劃、進度每周主要完成內(nèi)容存在問題、改進方法指導教師意見并簽字備 注1-32012年11月12日-2012年12月2日教師下達畢業(yè)設計任務，學生初步閱讀資料，完成畢業(yè)設計開題報告。按照任務書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設計開題報告書存在問題：對課題理解模糊，對設計目的及要求不明確，實際設計能力不足。改進方法：向指導老師請教，通過導師指導后，翻閱圖書館的書籍等途徑查閱資料，重新填寫報告。4-102012年12月3日-2013年1月20日指導專業(yè)實訓機械制造綜合實訓，機械零件加工方法和加工工藝編制存在問題：發(fā)現(xiàn)理論知識與實際操作、設計存在很大差別，動手能力不足。改進方法：及時的對自己的知識點查漏補缺，了解設備的基本操作及特點，理解工藝編制。11-122013年1月21日-3月1日指導畢業(yè)實習到企業(yè)進行崗位實習，了解本專業(yè)的實踐知識存在問題：有很多不懂的地方?jīng)]有向師傅們請教。改進方法：向工廠師傅虛心請教，不斷學習，努力工作。132013年3月4日-3月8日查閱參考資料查閱與設計有關(guān)的參考資料不少于10篇，其中外文不少于5篇存在問題：沒有足夠的資料，相關(guān)理論知識不足。改進方法：利用周末的時間去校圖書館、新華書店等地方翻閱書籍，并利用工作之余在網(wǎng)上搜索相關(guān)資料加以整理。142013年3月11日-3月15日翻譯外文資料翻譯外文資料（8000-10000字符）存在問題：英語水平不高，專業(yè)詞匯積累不足，語法有問題。改進方法：上網(wǎng)查詢，翻閱字典并結(jié)合翻閱軟件，向同學求助等方法，不斷提升英語翻譯能力。152013年3月18日-3月22日設計模具沖壓工藝方案分析產(chǎn)品圖、分析沖壓工序、排樣方案，優(yōu)選確定模具沖壓工藝方案存在問題：設計經(jīng)驗不足，排樣方案不合理，存在材料浪費的問題，工藝性較差。改進方法：多去車間部門了解實際生產(chǎn)過程，設計合理的排樣方案，建立正確的沖壓工藝方案。162013年3月25日-3月29日模具結(jié)構(gòu)分析確定模具結(jié)構(gòu)存在問題：模具結(jié)構(gòu)設計不合理。改進方法：詢問導師及工廠師傅，改進模具結(jié)構(gòu)。172013年4月1日-4月5日模具刃口尺寸計算計算模具刃口所需的尺寸存在問題：刃口計算原則不對，錯誤使用各種計算公式，沒有合理的排布尺寸。改進方法：查閱相關(guān)資料，翻閱理解前人的設計方案，通過分析公式的計算原則和應用條件，合理運用各種公式。182013年4月8日-4月12日主要零件結(jié)構(gòu)設計和計算主要零件結(jié)構(gòu)設計和尺寸計算存在問題：模具零件的結(jié)構(gòu)設計不合理，甚至存在不能按設計要求加工的情況，零件結(jié)構(gòu)尺寸選取不合理。改進方法：詢問指導老師，結(jié)合加工設備，重新零件結(jié)構(gòu)。192013年4月15日-4月19日畫裝配圖初步繪制模具裝配圖存在問題：不能熟練操作繪圖軟件，實際裝配不正確。改進方法：加以訓練CAD、CAXA等繪圖軟件，并表示出合理的裝配關(guān)系。202013年4月22日-4月26日完成裝配圖修改模具裝配圖存在問題：裝配圖中標準件畫法不正確，技術(shù)要求填寫不合理，沒能正確填寫明細欄。改進方法：翻閱書本，請導師檢閱。212013年4月29日-5月3日繪制零件圖繪制模具主要零件的零件圖，不少于5個存在問題：零件圖的表達方案不合理，零件圖上尺寸公差不合理，粗糙度選用不規(guī)范，字體設置問題。改進方法：修改零件圖以求達到合理要求。222013年5月6日-5月10日填寫沖壓工藝和完善設計資料等填寫沖壓工藝卡片等存在問題：對沖壓行程不是很清楚，工藝編排不正確。改進方法：請教工廠師傅，再次填寫工藝卡片。232013年5月13日-5月17日設計說明書（論文）、摘要和小結(jié)編寫完成設計說明書（論文）、摘要和小結(jié)存在問題：說明書（論文）的格式不規(guī)范，摘要不合理要求等。改進方法：按學院要求重新修改書面格式，重新并編寫摘要。242013年5月20日-5月25日上交資料、準備答辯整理所有資料，打印后上交指導教師，準備答辯按指導老師要求結(jié)合學院要求整理書籍及資料 說明：1、“工作計劃、進度”、“指導教師意見并簽字”由指導教師填寫，“每周主要完成內(nèi)容”，“存在問題、改進方法”由學生填寫。2、本表由各系妥善歸檔，保存?zhèn)洳椤Ｖ艽纹鹬谷掌诠ぷ饔媱?、進度每周主要完成內(nèi)容存在問題、改進方法指導教師意見并簽字備 注編 號 無錫太湖學院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 題目：側(cè)彎支架冷沖壓工藝及級進模設計 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 學 號： 0923262 學生姓名： 趙 安 指導教師： 鐘建剛 （職稱：副教授） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 側(cè)彎支架冷 沖壓工藝及級進模設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究 所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標 注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何 其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 96 學 號： 0923262 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無 錫 太 湖 學 院 信 機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設 計 論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、題目側(cè)彎支架冷沖壓工藝及級進模設計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 來源于無錫毅立模具有限公司，是電器產(chǎn)品上的一個零件。 模具是機械工程及其自動化專業(yè)的一個專業(yè)方向，選擇模具方 向的畢業(yè)設計題目完全符合本專業(yè)的要求，從應用性方面來說，模 具又是生產(chǎn)效率極高的工具之一，能有效保證產(chǎn)品一致性和可更換 性，具有很好的發(fā)展前途和應用前景。該產(chǎn)品外形較大，冷沖壓工 藝設計復雜，計算過程較繁，其準確性非常重要，要求學生要有良 好的心理素質(zhì)和仔細認真的作風，因此對本課題的研究對學生也是 一次很好的煅練機會。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 綜合應用各種所學的專業(yè)知識，在規(guī)定的時間內(nèi)對產(chǎn)品進行冷 沖壓工藝分析，制訂完整的沖壓工藝方案，并完成整副模具設計、 數(shù)據(jù)計算和圖紙（所有圖紙折合 A0 不少于 3 張）繪制，具體內(nèi)容 如下： II 1完成模具裝配圖：1 張（A0 或 A1） ； 2零件圖：主要是非標準件零件圖（不少于 5 張） ； 3冷沖壓工藝卡片：1 張 ； 4設計說明書：1 份（15000 字以上，其中參考文獻不少于 10 篇， 外文不少于 5 篇） ； 5翻譯 8000 以上外文印刷字符，折合中文字數(shù)約 5000 字的有關(guān)技 術(shù)資料或?qū)I(yè)文獻，內(nèi)容要盡量結(jié)合課題。 四、接受任務學生： 機械 96 班 姓名 趙安 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學科組組長研究所 所長簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 III 摘 要 金屬板料沖壓是一種在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛的加工方法。隨著現(xiàn)代各行各業(yè)突飛猛 進的發(fā)展，金屬件的結(jié)構(gòu)復雜，精度高，需求量多，加上對生產(chǎn)的安全性、操作的方便 性，加工的經(jīng)濟性等要求也日益提高，采用單工位模具已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)的需要，許多 制造商均采用多工位級進模進行生產(chǎn)。因此，多工位級進模在國內(nèi)外模具制造業(yè)中應用 日趨廣泛。多工位級進模是在普通級進模的基礎上發(fā)展起來的一種模具，是當代所有模 具中沖壓功能最多、結(jié)構(gòu)最復雜、生產(chǎn)效率和自動化程度最高的一種沖模。在多工位級 進模結(jié)構(gòu)設計過程中，首先必須設計級進模的總裝結(jié)構(gòu)，然后再在此基礎上進行模具其 他零部件的設計。本模具采用切廢料方式進行沖裁，故模具結(jié)構(gòu)采用沖孔、導正、彎曲、 落料的工序設計，排樣采用單排橫排排列。本論文分析了側(cè)彎支架的沖壓工藝性，介紹 了側(cè)彎支架多工位級進?？傮w結(jié)構(gòu)設計，對工件進行了展開計算，確定了工件加工成型 的工藝方案和排樣方案，對模具進行了工藝計算，根據(jù)計算結(jié)果進行了凸模、凹模、墊 板、導料板、卸料板、鑲塊等主要零部件的設計，還根據(jù)各標準對模具中用到的其他標 準件，如模架、導柱導套等，進行了選擇與設計。實踐證明：該模具結(jié)構(gòu)合理、可靠， 并能保證產(chǎn)品質(zhì)量，對此類零件的級進模設計有參考價值。 關(guān)鍵詞：側(cè) 彎 支 架 ； 沖 壓 工 藝 ； 排 樣 ； 連 續(xù) 模 IV Abstract Sheet metal stamping is a widely used method in industrial production.With the rapid development of modern businesses，the structure of the metal pieces becomes more and more complex. The metal pieces also need to have high accuracy. At the same time, the demands of the production security, the ease of operation, the economy of processing are increasing. Single- stage molds cant meet the the needs of production. Many manufacturers use the multi-position progressive die in production. Therefore, Multi-position Progressive Dies are used increasingly widespread in the die manufacturing at home and abroad.Multi-position Progressive Die is developed basing on the general progressive die. It has the most pressing function, the most complex structure, productivity and the highest degree of automation. In the design of the multi- position progressive die, we must design the assembly structure of the progressive die. And then, we design other components of it.This mold adopts the blanking, cutting waste way so the mould structure is punch, guide, bending, blanking process design, layout using single side-by-side arrangement. In this page, I analyzed the stamping process of a scoliosis bracket, as well as design of the verall structure. I also did the calculation of the workpiece, determined the workpieces forming process and the nesting program and did a calculation of the mold process. After that, I designed the die in all aspects. The application shows that the die is feasible and reliable in structure and can ensure the quality of the products. Key words: Scoliosis bracket;Stamping process;Layout design;Progressive die V 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III Abstract .........................................................................................................................................IV 目 錄 ............................................................................................................................................V 1 緒 論 .........................................................................................................................................1 1.1 課題研究的目的和意義 .......................................................................................................1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 ...............................................................................................................2 1.3 本課題應達到的要求 ...........................................................................................................5 2 沖壓工藝設計 .............................................................................................................................6 2.1 沖壓件簡介 ...........................................................................................................................6 2.2 沖壓的工藝性分析 ...............................................................................................................6 2.3 沖壓工藝方案的確定 ...........................................................................................................8 2.3.1 沖壓模具類型 ................................................................................................................8 2.3.2 沖壓工藝分析和計算 ....................................................................................................8 3 側(cè)彎支架連續(xù)模設計 ...............................................................................................................10 3.1 模具結(jié)構(gòu) .............................................................................................................................10 3.2 確定其搭邊值 .....................................................................................................................11 3.3 確定排樣圖 .........................................................................................................................11 3.3.1 送料步距與帶料寬度 ..................................................................................................11 3.3.2 排樣方案 ......................................................................................................................13 3.4 材料利用率計算 .................................................................................................................13 3.5 凸、凹模等刃口尺寸的確定 .............................................................................................14 3.5.1 沖孔凸、凹模刃口尺寸計算 ......................................................................................14 3.5.2 成形側(cè)刃凸、凹模刃口尺寸計算 ..............................................................................16 3.5.3 小凸形凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................18 3.5.4 大凸形凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................19 3.5.5 凹形凸、凹模刃口尺寸計算 ......................................................................................20 3.5.6 長矩形凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................21 3.5.7 短矩形凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................22 3.5.8 切斷凸、凹模刃口尺寸計算 ......................................................................................23 3.5.9 前彎曲凸、凹模刃口尺寸計算 ..................................................................................24 3.5.10 后彎曲凸、凹模刃口尺寸計算 ................................................................................25 3.5.11 左右彎曲凸、凹模刃口尺寸計算 ............................................................................25 3.5.12 中間切舌凸、凹模刃口尺寸計算 ............................................................................26 3.6 沖壓力計算 .........................................................................................................................26 3.6.1 沖孔部分沖壓力 ..........................................................................................................27 3.6.2 成形側(cè)刃沖壓力 ..........................................................................................................28 3.6.3 切廢料部分沖壓力 ......................................................................................................28 VI 3.6.4 彎曲部分沖壓力 ..........................................................................................................29 3.6.5 切舌彎曲部分沖壓力 ..................................................................................................29 3.6.6 切斷部分沖壓力 ..........................................................................................................30 3.6.7 總沖壓力 ......................................................................................................................30 3.7 壓力機選用 .........................................................................................................................31 3.8 壓力中心計算 .....................................................................................................................31 3.9 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計 .............................................................................................32 3.9.1 凹模結(jié)構(gòu)及設計 ..........................................................................................................32 3.9.2 圓凸模 1 的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................34 3.9.3 圓凸模 2 的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................34 3.9.4 方形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................35 3.9.5 成形側(cè)刃的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................36 3.9.6 小凸形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..............................................................................................36 3.9.7 大凸形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..............................................................................................37 3.9.8 凹形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................38 3.9.9 長矩形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ..............................................................................................38 3.9.10 短矩形凸模的結(jié)構(gòu)設計 ............................................................................................39 3.9.11 前彎曲凹模鑲塊的結(jié)構(gòu)設計 ....................................................................................40 3.9.12 前彎曲凸模的結(jié)構(gòu)設計 ............................................................................................40 3.9.13 U 型彎曲半凹模的結(jié)構(gòu)設計 .....................................................................................41 3.9.14 彎曲切斷組合凸模的結(jié)構(gòu)設計 ................................................................................42 3.9.15 切舌彎曲凸模的結(jié)構(gòu)設計 ........................................................................................42 3.9.16 切斷彎曲凸凹模的結(jié)構(gòu)設計 ....................................................................................43 3.9.17 卸料板設計 ................................................................................................................44 3.9.18 凸模固定板設計 ........................................................................................................44 3.9.19 凸模墊板設計 ............................................................................................................45 3.9.20 凹模墊板設計 ............................................................................................................46 3.9.21 擋塊設計 ....................................................................................................................46 3.10 標準件確定 .......................................................................................................................47 3.10.1 模架確定 ....................................................................................................................47 3.10.2 上模螺釘確定 ............................................................................................................47 3.10.3 上模銷確定 ................................................................................................................47 3.10.4 下模螺釘確定 ............................................................................................................47 3.10.5 下模銷確定 ................................................................................................................47 3.10.6 卸料螺釘確定 ............................................................................................................48 3.10.7 卸料彈簧設計 ............................................................................................................48 3.10.8 U 型彎曲頂件彈簧設計 .............................................................................................48 3.10.9 U 型彎曲推件彈簧設計 .............................................................................................48 3.10.10 切舌彎曲頂件彈簧設計 ..........................................................................................48 VII 3.10.11 U 型彎曲凸模固定螺釘確定 ...................................................................................49 3.10.12 大凸形凸模固定螺釘確定 ......................................................................................49 3.10.13 擋塊固定螺釘確定 ..................................................................................................49 3.10.14 小導柱確定 ..............................................................................................................49 3.10.15 凹模上小導套 2 確定 ..............................................................................................49 3.10.16 卸料板上小導套 1 確定 ..........................................................................................49 3.10.17 抬料銷確定 ..............................................................................................................49 3.10.19 抬料銷彈簧設計 ......................................................................................................50 3.10.20 擋塊銷確定 ..............................................................................................................50 3.11 模具閉合高度、校驗壓力機 ...........................................................................................50 4 結(jié)論與展望 ...............................................................................................................................51 4.1 結(jié)論 .....................................................................................................................................51 4.2 不足之處及未來展望 .........................................................................................................51 致 謝 ...........................................................................................................................................52 參考文獻 .......................................................................................................................................53 側(cè)彎支架冷沖壓工藝及級進模設計 1 1 緒 論 1.1 課題研究的目的和意義 沖壓是指靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變 形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。冷沖壓是在常 溫下，利用沖壓模在壓力機上對板料或熱料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離從而獲 得所需形狀和尺寸的另件的一種壓力加工方法。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機（單 工位或多工位的）上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的 全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。與機 械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面都具有許多 獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。 （1）沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖 壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高 速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面 質(zhì)量，而模具的壽命一般較長，所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的 特征。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽 車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是 一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 對沖壓生產(chǎn)而言，單工位模具結(jié)構(gòu)單一，生產(chǎn)效率低，而且鈑金零件不能過于復雜， 否則就需要多副單工位模具才能實現(xiàn)。如果采用級進模進行沖壓生產(chǎn)，就可以改變這些 缺點。級進模的特點是生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，占用的操作人員少，非常適合大批量 生產(chǎn)。 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， 在不同的工位上完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。它在一副模具上的不同區(qū)域完 成多道沖壓成型工序的一種精密、高效、復雜的沖壓模具，在一副模具內(nèi)可以完成零件 的沖裁、翻邊、彎曲、拉深、立體成形等工藝。級進模是多工序沖模，在一副模具內(nèi)， 可以包括沖裁、彎曲、成形和拉深等多種多道工序，具有比復合模更高的勞動生產(chǎn)率， 也能生產(chǎn)相當復雜的沖壓件；級進模操作安全，因為人手不必進入危險區(qū)域；級進模設 計時，工序可以分散。不必集中在一個工位，不存在復合模中的“最小壁厚”問題。因 而模具強度相對較高，壽命較長。級進模易于自動化，即容易實現(xiàn)自動送料，自動出件， 自動疊片；級進?？梢圆捎酶咚賶毫C生產(chǎn)，因為工件和廢料可以直接往下漏；使用級 進?？梢詼p少壓力機，減少半成品的運輸。車間面積和倉庫面積可大大減小。但級進模 結(jié)構(gòu)復雜，制造精度高，周期長，成本高。因為級進模是將工件的內(nèi)、外形逐次沖出的， 每次沖壓都有定位誤差，較難穩(wěn)定保持工件內(nèi)、外形相對位置的一次性。但精度高的零 件，并非全部輪廓的所有內(nèi)、外形相對位置要求都高，可以在沖內(nèi)形的同一工位上，把 無錫太湖學院學士學位論文 2 相對位置要求高的這部分輪廓同時沖出，從而保證零件的精度要求。 沖壓工藝及模具設計在制造行業(yè)中占有十分重要的地位，在機械、電子、汽車、航 空以及輕工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應用。由于沖壓加工具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、操作簡 單、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在制造業(yè)中有著廣闊的發(fā)展前景，因而需要大量的工程技 術(shù)人員去從事和研究沖壓工藝和模具設計方面的內(nèi)容。國外發(fā)達國家對沖壓加工技術(shù)的 應用、研究和開發(fā)都比較重視，我國也非常重視沖壓技術(shù)人才的培養(yǎng)。 通過對所給零件的沖壓模具設計，可以促進我們專業(yè)知識的鞏固，增長見識，拓寬 知識面，鞏固和加強機械制圖、機械設計、沖壓模具設計與制造等專業(yè)理論知識在實際 生產(chǎn)中的應用，培養(yǎng)我們綜合運用所學過的知識分析、解決實際工程問題的能力，為今 后的學習和工作積累經(jīng)驗，奠定良好的基礎。 我們研究沖壓模的主要目的是熟悉沖壓工藝及模具設計，了解級進模的加工過程， 培養(yǎng)我們分析和解決問題的能力，做到熟練進行中等單獨的機械結(jié)構(gòu)設計，并對機械原 里、機械設計、機械制造技術(shù)基礎及CAD的專業(yè)課程內(nèi)容進行鞏固。并對級進模進行深 入的了解。 級進模是一種高效率、高精度、長壽命的模具，是在普通模的基礎上發(fā)展起來的。 級進模是沖模發(fā)展的方向之一，是技術(shù)密集型模具的代表。這種模具不僅可以完成沖孔 落料工作，還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點完成壓筋、彎曲、沖窩、拉深等成形工序，還可以 在模具中完成裝配。 與單沖模，復合模等其他沖壓模具相比，級進模具有生產(chǎn)率高，精度高的特點。級 進模的沖裁速度很高，在配合高速沖床、開料機、自動送料機的設備的情況下可以達到 300次/分，而且可以實現(xiàn)自動疊鉚等工序，減少了人工成本。在當前經(jīng)濟形勢下，對大多 數(shù)企業(yè)來說，降低成本就是提高自己的競爭力。 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的淘氣燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應用卻是隨 著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。 全球主要模具生產(chǎn)國包括亞洲地區(qū)的日本、韓國與大陸，以及美洲地區(qū)的美國、歐 洲地區(qū)的德國。技術(shù)先進國家如日本、美國、德國等，對于高精度與復合性模具開發(fā)， 不論在設計能力或制造技術(shù)上，均有領(lǐng)先的地位，同時也擁有訓練精良的技術(shù)研發(fā)人才。 在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要地位，認識到模具技術(shù)水平的 高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì) 量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進步 的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。 我國模具工業(yè)是19世紀末20世紀初隨著軍火和鐘表業(yè)引進的壓力機發(fā)展起來的。 從那時到20世紀50年代初，只是用簡單的加工手段進行制造。在以后的幾十年中， 隨著國民經(jīng)濟的大規(guī)模發(fā)展，模具業(yè)進步很快。當時我國大量引進蘇聯(lián)的圖紙，設備和 先進經(jīng)驗，其水平不低于當時工業(yè)發(fā)達的國家。直到20世紀70年代末，由于錯過了世界 經(jīng)濟發(fā)展的大浪潮，我國模具業(yè)沒有跟上世界的步伐。到了80年代，改革開放使中國經(jīng) 濟迅速發(fā)展，模具業(yè)重新得到快速發(fā)展，逐漸趕上國際先進水平。 側(cè)彎支架冷沖壓工藝及級進模設計 3 同時在近半個世紀以來，我國的冷沖壓工藝得到了迅速的發(fā)展。在一些工廠中，建 立了具有現(xiàn)代規(guī)模和技術(shù)先進的冷沖壓生產(chǎn)車間，并建立了專門研究冷沖壓技術(shù)的科研 機構(gòu)及專業(yè)性工廠，培養(yǎng)了大批從事冷沖壓生產(chǎn)的科技人員，廣泛地開展了冷沖壓生產(chǎn) 的科技及學術(shù)活動，編輯出版了各種冷沖壓技術(shù)資料，從而使冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)得到了迅 速發(fā)展。沖壓加工的工藝和設備正在不斷地發(fā)展，例如精密沖裁、冷擠壓、多工位自動 沖壓、高速成形、液壓成形、超塑沖壓等，把冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)提高到了新的水平。并且， 模具加工工藝及模具材料也相應地在不斷革新，例如采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金或低 熔點合金澆注模具、采用電加工技術(shù)及計算機制造沖模等以適用于不同的生產(chǎn)條件。從 而使沖壓生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率大大提高，成本也大幅度下降。 如今，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，一些工業(yè)先進國家的模具制造行業(yè)已廣泛采用 數(shù)控機床加工模具，以提高模具制造精度和生產(chǎn)效率。在此基礎上，又開始應用模具輔 助設計與制造(CAD/CAM)技術(shù)，進一步提高模具的設計與制造水平。 一、沖壓模具市場情況 日本的模具產(chǎn)能約占全球的40%，居世界第一位，每年向國外出口大量模具?，F(xiàn)在模 具市場競爭日趨激烈，因此日本模具業(yè)也在努力降低生產(chǎn)成本。模具行業(yè)是人力成本較 高的行業(yè)，日本的人力成本是中國及東南亞地區(qū)的十幾倍，而人力成本中有70%以上是非 核心技術(shù)人員。 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展， 但與國發(fā)經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復雜、長壽命 的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。 一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料，2008年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為610億元，其 中出口2.5億美元,約合17.2億元. 根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料，2004年我國共進口沖壓模具5.61億美元，約合46.6億元。從 上述數(shù)字可以得出2004年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為266.6億元.其中國內(nèi)市場需求為 260.4億元，總供應約為213.8億元，市場滿足率為82%。在上述供求總體情況中，有幾個 具體情況必須說明：一是進口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具，而出口模具大 部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具，因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖 壓模具總體滿足率，這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn)，而技術(shù)含量低的中低檔模具 市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率；二是由于我國的模具價格要比國際市場低 格低許多，具有一定的竟爭力，因此其在國際市場前景看好，2005年沖壓模具出口達到 1.46億美元，比2004年增長94.7%就可說明這一點；三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在 我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計 入上述數(shù)字之中。 二、中外模具發(fā)展 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達50多 噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達到12m，壽命2億次左 右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到Ra1.5m的精沖模， 大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。 無錫太湖學院學士學位論文 4 歐洲分析人士表示：“目前，歐洲模具業(yè)已越來越感受到來自中國同行所帶來的影 響和壓力，預計到2018年，中國將一躍成為全球最大的模具制造業(yè)基地之一?！? 據(jù)相關(guān)研究部門調(diào)查得知，歐洲模具設計和生產(chǎn)的時間要分別比中國快44%和61%左 右，但中國模具設計和生產(chǎn)的成本卻只有歐洲同行的91%，因為中國的勞動力成本低廉， 對部分國外客戶有著很強的吸引力。同時，歐洲及世界各國之間的模具競爭也相應加劇， 像德國近兩年半內(nèi)的模具整體價格就下降了25%左右。據(jù)統(tǒng)計,前些年全球58%的模具是由 德國等西歐國家生產(chǎn)，中國等亞洲國家的比例只占到1%，但今后東歐國家的模具將會有 較大幅度的增長，而亞洲國家的生產(chǎn)比例將提高至22%左右。這位教授高興地說,鑒于中 國廉價勞動力成本的優(yōu)勢和整體經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的良好勢頭，中國模具發(fā)展的前景將 十分廣闊。 “但這并不意味著中國發(fā)展的一切都是那么的理想和完美”亞力山大認為，因為中國 的市場過早地陷入了價格戰(zhàn)的誤區(qū),還缺乏自主創(chuàng)新的能力，沒有相應地建立起誠信可靠 的市場體系，特別是有65%的歐洲客戶覺得中國模具的價格雖低但質(zhì)量不好。一種比較理 想的解決方法是，加強中歐雙方的合作,由歐洲國家出訂單和圖紙，中國模具企業(yè)具體負 責完成設計及加工制作，并在此過程中不斷學習歐洲先進的技術(shù)及管理理念，加快工業(yè) 化的改造，努力提高企業(yè)自身的核心優(yōu)勢和競爭力。如在提高客戶滿意度方面，企業(yè)除 了在價格低廉上做文章外，更重要的是要求交貨時間短，產(chǎn)品質(zhì)量好，誠信度高，盡可 能讓他們了解產(chǎn)品的研發(fā)、設計及生產(chǎn)的全過程企業(yè)要明確自己的主攻方，加強相互之 間的合作,及時有效地對客戶的需求作出反應。模具企業(yè)間競爭日趨激烈亟需制定發(fā)展戰(zhàn) 略。 目前，我國模具業(yè)規(guī)模僅次于日本和美國，但大多集中在中低檔領(lǐng)域，技術(shù)水平和 附加值偏低。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會提供的數(shù)據(jù)，我國制造業(yè)急需的精密、復雜沖壓模具、 塑料模具、轎車覆蓋件模具和電子接插件等電子產(chǎn)品模具，仍然大量依靠進口，模具產(chǎn) 品的進出口逆差超過10多億美元。 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設計與制造 能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設計制造技術(shù)已在很多模具 企業(yè)得到應用。 雖然如此，我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大 差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在 設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度 大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段 方面基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具 品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水 平。 但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上， 仍存在一定差距。 汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設備的使用 越