桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用 第34頁(yè) 共34頁(yè)編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)題 目： 擋板沖裁級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 院 （系）： 應(yīng)用科技學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 高級(jí)工程師 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā)2007 年 6 月 15 日目 錄1 引言 31.1 課題的提出 31.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 31.3 本設(shè)計(jì)需完成的工作 32 沖裁機(jī)理分析 42.1 沖裁變形過(guò)程分析 42.2 沖裁件質(zhì)量分析 52.3 沖裁模間隙 52.4 間隙對(duì)沖裁力的影響 63 沖壓件工藝設(shè)計(jì) 63.1 沖壓件工藝性分析 73.2 工藝方案的確定及模具結(jié)構(gòu)類型 84 材料的經(jīng)濟(jì)利用 94.1 排樣設(shè)計(jì) 94.2 搭邊 104.3 計(jì)算材料利用率 105 壓力中心與沖壓力的計(jì)算 125.1 壓力中心的計(jì)算 125.2 沖壓力的計(jì)算 135.3 降低沖裁力的方法 146 工作零件刃口尺寸計(jì)算 156.1 刃口尺寸計(jì)算原則 156.2 刃口尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 156.3 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 197 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 207.1 模具類型的選擇 207.2 定位方式的選擇 207.3 確定送料方式 207.4. 確定卸料形式 207.5. 模架形式 208 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 208.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 208.1.1落料凹模 208.1.2典型組合的選擇 218.1.3 落料凸模尺寸的確定 228.1.4 沖孔凸模尺寸的確定 228.2 定位零件的設(shè)計(jì) 228.2.1.導(dǎo)正銷 228.2.2.導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 238.2.3.擋料銷 238.2.4始用擋料裝置 248.3 卸料零件的設(shè)計(jì) 248.3.1 卸料板 248.3.2 卸料螺釘?shù)倪x用 248.3.3 頂件塊 248.3.4 頂桿 248.4 模架及其他零部件 258.4.1模架的選用 258.4.2模 柄 259 計(jì)算模具閉合高度 2510 繪制模具總裝圖 2611 選擇壓力機(jī)并校核閉合高度 2612 典型零件的制造工藝 2712.1 工藝路線的擬定 2812.1.1 表面加工方法的選擇 2812.1.2加工路線的劃分 2912.1.3加工工序的組成 2912.1.4加工順序的安排 3012.2 制訂加工工藝規(guī)程的指導(dǎo)思想 3012.3主要成型零件的加工工藝 3113 結(jié)論 32謝 辭 33參考文獻(xiàn) 341 引言1.1 課題的提出目前，沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬制品個(gè)行業(yè)中，如汽車，儀表，家用電器等工業(yè)中，而沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在制造行業(yè)中占有重要的地位。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，模具制造業(yè)在工業(yè)中所占的地位越來(lái)越重要沖模技術(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(jì)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(jià)的產(chǎn)品，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著，深受制造行業(yè)的重視沖壓工藝是塑性成型加工的基本方法之一它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓沖壓不僅可以加工金屬材料，而且也可以加工非金屬板料冷沖壓的加工方式具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品一致性好，使用于大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其工藝范圍因此，沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)，增強(qiáng)效益，更新產(chǎn)品等方面具有重要作用1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題改革開(kāi)放以來(lái)，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和合資經(jīng)營(yíng)，我國(guó)的沖模技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在沖模技術(shù)領(lǐng)域采用了CAD、CAM、CAE技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)，顯著的縮短了沖模技術(shù)和制造周期，提高了沖模質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了沖模工作零件的互換，但是大多數(shù)企業(yè)仍然沿用傳統(tǒng)的沖模技術(shù)和制造方法，有些沖模特別是汽車覆蓋件沖模仍然依靠進(jìn)口，嚴(yán)重地影響了我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品自主開(kāi)發(fā)的能力和改型更新的速度我國(guó)正處模具設(shè)計(jì)制造水平提升關(guān)鍵期，中國(guó)正在成為全球制造業(yè)中心，板料成型加工是先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分。

目前，我國(guó)設(shè)計(jì)制造的精密多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，與國(guó)外同類模具水平相比，從模具結(jié)構(gòu)、制造精度、制造周期、使用壽命等指標(biāo)來(lái)衡量，水平相當(dāng)或接近，完全可以替代進(jìn)口提高沖模技術(shù)可以從兩方面入手，一方面是提高沖模所體現(xiàn)的沖壓工藝水平，開(kāi)發(fā)沖壓新工藝；另一方面是通過(guò)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)（沖模CAD、CAM、CAE技術(shù)）和先進(jìn)制造技術(shù)（數(shù)控多軸聯(lián)動(dòng)加工中心，CNC高精度電火花和線切割加工，CNC點(diǎn)位坐標(biāo)鏜、坐標(biāo)磨和連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨等），提高沖模設(shè)計(jì)和制造的水平冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)到的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛相當(dāng)多的工業(yè)部分越來(lái)越多的采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機(jī)械制造、車輛生產(chǎn)、航空航天、電子、電器、輕工、儀表及日用品等行業(yè)在這些部門(mén)中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)大，不少過(guò)去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替通過(guò)沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)率，降低了成本1.3 本設(shè)計(jì)需完成的工作本課題主要研究的是級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模在壓力機(jī)一次沖程中，在有規(guī)律排列的幾個(gè)工位上分別完成一部分沖裁工序，在最后工序沖出完整工件因?yàn)榧?jí)進(jìn)模是連續(xù)沖壓，生產(chǎn)過(guò)程中相當(dāng)于每次沖程沖制一個(gè)工件，故生產(chǎn)效率高。

級(jí)進(jìn)模沖裁可以減少模具數(shù)量，操作方便安全，便于實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化但它在定位中產(chǎn)生的累計(jì)誤差會(huì)影響工件精度，因此級(jí)進(jìn)模多用于生產(chǎn)批量大，精度要求不高，需要多工序沖裁的小零件加工本設(shè)計(jì)模具用于加工擋板本級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括零件的工藝性分析，工件的尺寸精度，刃口尺寸的計(jì)算模具的整體結(jié)構(gòu)，選擇正確的壓力機(jī)，各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)和材料，零件的尺寸設(shè)計(jì)，主要加工零件的加工工藝等，主要內(nèi)容如下：(1）到模具制造相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解模具生產(chǎn)，制造，加工情況結(jié)合本設(shè)計(jì)課題，查閱相關(guān)資料2）分析設(shè)計(jì)已知工件級(jí)進(jìn)模具充分分析工件結(jié)構(gòu)，工藝性，了解級(jí)進(jìn)模機(jī)構(gòu)及工作原理，進(jìn)行必要的計(jì)算，確定模具設(shè)計(jì)的基本步驟，設(shè)計(jì)模具的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)模具的主體結(jié)構(gòu)，工作零件，卸料裝置，導(dǎo)料裝置等3）繪制模具總裝配圖，零件圖，完成本工件的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)4）分析制定主要零件加工工藝根據(jù)主要零件結(jié)構(gòu)，技術(shù)參數(shù)要求，進(jìn)行工藝計(jì)算，編制主要零件加工工藝規(guī)程2 沖裁機(jī)理分析生產(chǎn)中為了滿足沖壓零件形狀、尺寸、精度、批量、原材料性能等方面的要求，采用多樣的沖壓加工方法概括起來(lái)可以分為分離工序與成形工序兩大類分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工藝方法、主要分離工序有落料、沖孔、切邊、剖切、整修等，其又以沖孔、落料應(yīng)用最廣。

落料和沖孔是使坯料沿封閉輪廓分離的工序沖裁加工之后，材料分成兩個(gè)部分沖孔是指在板料或者工件上沖出所需形狀的孔，沖去的為廢料，即封閉輪廓外的部分是工件，封閉輪廓內(nèi)的部分是廢料而落料是指從板料上沖下所需形狀的零件或者毛坯，即封閉輪廓內(nèi)的部分是工件，封閉輪廓外的部分是廢料落料工序和沖孔工序的變形過(guò)程和模具結(jié)構(gòu)是相同的，習(xí)慣上統(tǒng)稱為沖裁沖裁既可以加工出成品零件，又可以為其他成形工序制備毛胚2.1 沖裁變形過(guò)程分析沖裁工序是利用凸模與凹模組成上、下刃口將板料置于凹模上，凸模下行使板料變形，直至全部分離因凸模與凹模之間存在間隙z,使凸、凹模作用于板料的力呈不均勻分布，主要集中于凸、模刃口沖裁變形過(guò)程見(jiàn)下圖在具有尖銳刃口及間隙合理的凸、凹模作用下，板料的變形過(guò)程可分為彈性變形、塑性變形、斷裂分離三個(gè)階段1) 彈性變形階段凸模與板料接觸后，使板料壓縮產(chǎn)生拉伸和彎曲彈性變形，此時(shí)，板料內(nèi)應(yīng)力沒(méi)有超過(guò)材料的彈性極限若卸去載荷，板料則恢復(fù)原狀 (2) 塑性變形階段當(dāng)凸模繼續(xù)下壓，板料內(nèi)的應(yīng)力值達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生塑性流動(dòng)、滑移變形，在凸、凹模的壓力作用下，板料表面受到壓縮，由于凸、凹模之間有間隙存在，使板料同時(shí)受到彎曲和拉伸的作用，凸模下的材料產(chǎn)生彎曲，凹模下的材料則向上翹曲出現(xiàn)彎曲和拉伸形成的圓角，并且出現(xiàn)壓痕。

隨著凸模擠入板料的深度增大，塑性變形程度逐漸增大，變形區(qū)材料硬化加劇，直到刃口附近的板料內(nèi)應(yīng)力達(dá)到材料強(qiáng)度極限，沖裁力達(dá)到最大值，板料出現(xiàn)裂紋，開(kāi)始破壞，塑性變形階段結(jié)束3) 斷裂分離階段凸模的繼續(xù)壓入，使刃口附近的變形區(qū)的應(yīng)力達(dá)到材料的破壞應(yīng)力，在凹、凸模側(cè)面的變形區(qū)先后產(chǎn)生裂紋已形成的上、下裂紋逐漸擴(kuò)大并沿最大切應(yīng)力方向向材料內(nèi)層延伸，甚至兩裂紋相遇重合，板料被剪斷分離，沖裁過(guò)程結(jié)束2.2 沖裁件質(zhì)量分析沖裁件質(zhì)量主要是指沖切斷面質(zhì)量、表面質(zhì)量、形狀誤差和尺寸精度對(duì)于沖裁工序而言，沖裁切斷面質(zhì)量往往是關(guān)系到工序成功與否的重要因素沖裁件沖切斷面可以明顯地區(qū)分為四個(gè)部分:光亮帶、斷裂帶、圓角和毛刺光亮帶的形成，是在沖裁過(guò)程中沖裁模具刃口切入板料后，板料與模具刃口側(cè)面擠壓而產(chǎn)生塑性變形的結(jié)果:光亮帶部分出于具有擠壓特征，表面光潔垂直，是沖裁件切斷面上精度最高、質(zhì)量最好的部分光亮帶所占比例通常是沖裁件斷面厚度的1/2-1/3 斷裂帶是在沖裁過(guò)程的最后階段，板料剪斷分離時(shí)形成的區(qū)域，是模具刃口附近裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的斷裂面斷裂帶表面粗糙并略帶斜角，不與板平面垂直圓角形成的原因，是當(dāng)模具壓入板料時(shí)刃口附近的材料被牽連變形的結(jié)果。

材料塑性越好，則圓角帶越大沖切斷面上的毛刺是在沖裁過(guò)程中出現(xiàn)微裂紋時(shí)形成的隨后已形成的毛刺被拉長(zhǎng)，并殘留在沖裁件上影響沖裁件沖切斷面質(zhì)量的因素很多沖切斷面上的光亮帶、斷裂帶、圓角、毛刺等四個(gè)部分各自所占斷面厚度的比例也是隨著制件材料、模具和設(shè)備等各種沖裁條件不同而變化的分析研究表明，凸凹模之間的間隙值是最主要的影響因素提高沖裁件質(zhì)量重要的是必須清楚間隙的影響規(guī)律，并尋求獲得合那間隙的確定方法2.3 沖裁模間隙沖裁模具的凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量有很大的影響間隙適中時(shí)，上、下裂紋互相重合，沖裁件斷面雖有一定斜度，但比較平直、光潔且毛刺很小當(dāng)間隙過(guò)小時(shí)，由于分離面上、下裂紋向材料中間擴(kuò)展時(shí)不能互相重合，將被第二次剪切才完成分離，因此出現(xiàn)二次擠壓而形成二次光亮帶，毛刺也有所增長(zhǎng)，沖裁件毛刺容易清除拱彎，斷面比較垂直間隙過(guò)大時(shí)，材料受到很大的拉伸和彎曲應(yīng)力作用，沖裁件光亮帶小，圓角和斜度加大，毛刺大而厚，難以去除表1和表2縫沖裁件斷面質(zhì)量要求表1 普通沖裁斷面的近似粗糙度值板料厚度1>1～2>2～3>3～4>4～5表面粗糙度值3.26.312.52550表2 普通沖裁斷面允許的毛刺高度板料厚度0.3>0.3～0.5>0.3～0.5>0.3～0.5>0.3～0.5普通沖裁斷面允許的毛刺高度0.0150.020.030.040.05普通沖裁斷面允許的毛刺高度0.050.080.100.130.15當(dāng)間隙過(guò)大或過(guò)小時(shí)均使沖裁件尺寸精度降低。

同時(shí)，沖裁間隙還影響模具壽命。