畢業(yè)設(shè)計 支撐肋級進模設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)項目</b></p><p><b>　　2012 屆</b></p><p>　　畢業(yè)項目任務(wù)書（個人表）</p><p>　　系部： 精密工程系 </p><p><b>　　續(xù)表：</b></p><p

2、>　　注： 此表在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下填寫。</p><p>　畢業(yè)項目類別：畢業(yè)設(shè)計</p><p>　畢業(yè)項目題目：冷沖模設(shè)計</p><p>　指導(dǎo)教師： 職稱：教師類別：專職</p><p>　學(xué)生： 專業(yè)：模具設(shè)計與制造班級： </p><p>　1、畢業(yè)項目的主要任務(wù)及目標任務(wù):結(jié)合工作實際及學(xué)校所學(xué)內(nèi)容制

3、作一份簡單產(chǎn)品的冷沖模設(shè)計。目標:根據(jù)產(chǎn)品的圖紙,認真分析零件的各部分細節(jié)，確定該零件關(guān)鍵性技術(shù)問題的解決方法，審查零件的有關(guān)尺寸、結(jié)構(gòu)、視圖、材料及技術(shù)要求的合理性，確定最合理的模具結(jié)構(gòu)。</p><p>　2、畢業(yè)項目的主要內(nèi)容 一、產(chǎn)品介紹二、產(chǎn)品材料的選擇與配方設(shè)計三、工藝參數(shù)的確定四、設(shè)備的選擇 五、模具設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b><

4、;/p><p>　　多組合的級進模在冷沖壓模具這一行有這較大的市場這種級進模具它所具有的經(jīng)濟性、多功能性等特點是無法替代的，而且可以在高精度及一般精度的產(chǎn)品方面得到廣泛的應(yīng)用，比如銘牌，徽章等產(chǎn)品；多組合的級進模具有一定的經(jīng)濟效益，能很好的完成沖壓工作，是模具行業(yè)大多數(shù)沖壓件產(chǎn)品模具的選擇。</p><p>　　本畢業(yè)項目是做一套支撐肋的級進模設(shè)計，主要利用UG軟件中級進模向?qū)У膽?yīng)用模塊，逐步

5、地完成設(shè)計，并按照模具設(shè)計手冊進行強度及尺寸的計算進行修改和完善。</p><p>　　關(guān)鍵詞：冷沖模，級進模，UG，設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計者： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師: </b></p><p><b>　　目 錄</b></p

6、><p><b>　　1.零件圖3</b></p><p>　　2.沖壓工件工藝分析3</p><p><b>　　3.工序方案4</b></p><p><b>　　4.排樣設(shè)計4</b></p><p>　　5.沖壓工藝計算7<

7、/p><p>　　6.沖壓設(shè)備的選擇9</p><p>　　7.模具設(shè)計10</p><p>　　8.主要零件圖與組裝圖18</p><p><b>　　9.明細表30</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p&

8、gt;<b>　　致 謝33</b></p><p><b>　　零件圖</b></p><p><b>　　材料：08鋼</b></p><p><b>　　生產(chǎn)批量：中等批量</b></p><p><b>　　料厚：3mm</b&g

9、t;</p><p><b>　　沖壓工件工藝分析</b></p><p>　　該制件形狀簡單，尺寸較小，厚度適中，中等批量，屬普通沖壓件，制件尺寸精度為IT14級。</p><p>　　該沖壓件的形狀性對比較簡單，其結(jié)構(gòu)對稱，也沒有復(fù)雜形狀的曲線，且各相接處都有圓角過渡。</p><p>　　最小沖孔直徑為7.0mm，

10、由表2.6.2[1]可知沖孔的最小尺寸d≥1.0t。故沖孔不會過小，沖孔凸模不易折斷。</p><p>　　由圖2.6.3[1] 知，孔邊距為r+0.5t,故制件上的孔邊距不會小，不會使工件的沖壓時產(chǎn)生變形。</p><p>　　彎曲的直邊高度 該沖壓件的彎曲邊的高度H遠大于2t，不會使彎曲根部發(fā)生開裂。</p><p>　　彎曲半徑 該沖壓件的兩側(cè)有Z形彎曲，其

11、彎曲半徑r=3mm，由表3.3.1[1]可知08的最小相對彎曲半徑rmin/t=0.4,而r/t=1?？梢员ＷC彎曲順利進行。</p><p>　　沖壓件沖壓工藝過程的確定</p><p><b>　　工序方案</b></p><p>　　根據(jù)制件工藝性分析，其基本工序有落料，沖孔和彎曲三種。按其先后順序組合，可得如下五種方案：</p>

12、;<p>　　沖孔-落料-彎曲，單工序沖壓</p><p>　　落料-沖孔-彎曲，單工序沖壓</p><p>　　落料-沖孔-彎曲，復(fù)合模沖壓</p><p>　　沖孔-切口-切斷-彎曲，連續(xù)沖壓</p><p>　　方案（1），（2）屬于單工序沖壓，由于此制件生產(chǎn)批量較大，尺寸較小，這兩種方案生產(chǎn)率較低，操作也不安全，故不宜采

13、用。</p><p>　　方案（3）屬于復(fù)合式?jīng)_壓，由于制件結(jié)構(gòu)尺寸小，壁厚較厚，形狀相對復(fù)雜，復(fù)合模裝配較困難，強度也會受到影響，壽命不高，故不宜采用。</p><p>　　方案（4）屬于級進沖壓，既解決了方案（1），（2）的問題又不存在方案（3）的難點，故此方案最為合適。</p><p><b>　　排樣設(shè)計</b></p>

14、<p><b>　　展開尺寸計算</b></p><p>　　根據(jù)公式3.3.13[1] 計算展開，利用UG鈑金展開如圖所示：</p><p><b>　　排樣方案確定</b></p><p>　　根據(jù)沖壓件的外形與尺寸，可知該沖壓件的形狀簡單，規(guī)則。一般采用直排單排的形式。又因為該制件長度遠大于寬度，故也不適合

15、橫排，這樣會送料步距太大，從而導(dǎo)致模具過于龐大。采用兩邊載體排樣，這樣此條料的利用率比較高。</p><p>　　搭邊的作用是補償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。由表2.5.2[1]差得側(cè)面的搭邊值a1=2.5mm，工件間的搭邊值a=2.5mm。</p><p>　　一般情況下條料的寬度</p><p><

16、b>　　B=D+2a1</b></p><p>　　其中B—條料的寬度（mm）</p><p>　　D—工件垂直于送料方向上的最大尺寸（mm）</p><p>　　a1—側(cè)搭邊（mm）</p><p>　　故條料的寬度 B=194mm .</p><p><b>　　沖壓工序</b&g

17、t;</p><p>　　多工位級進模中的工位順序一般是：沖裁——成形——切斷分離。各個工位內(nèi)容安排如下：</p><p>　　第一工位：沖導(dǎo)正孔和沖孔</p><p><b>　　第二工位：切邊</b></p><p><b>　　第三工位：空位</b></p><p>　

18、　第四工位：沖孔與切邊</p><p><b>　　第五工位：切邊</b></p><p><b>　　第六工位：折彎</b></p><p><b>　　第七工位：切邊</b></p><p><b>　　第八工位：折彎</b></p>&

19、lt;p><b>　　排樣圖</b></p><p><b>　　材料利用率</b></p><p><b>　　=x100%</b></p><p>　　式中A——一個步矩內(nèi)沖裁件的實際面積</p><p><b>　　B——條料寬度</b><

20、;/p><p><b>　　S——步矩</b></p><p><b>　　求得：=70%</b></p><p><b>　　沖壓工藝計算</b></p><p><b>　　預(yù)沖孔尺寸的確定</b></p><p>　　要確定預(yù)先沖

21、制的孔的有導(dǎo)正釘孔直徑和翻孔前預(yù)制孔的直徑。級進沖模的導(dǎo)正釘孔一般設(shè)置在條料或是帶料的載體上或是最后切割的空余部分。也可以借用沖壓件上無精度要求的圓孔作為導(dǎo)正釘孔，在孔徑不變的情況下，把原有的孔的精度提高到導(dǎo)正釘孔所需要的精度。也可以將導(dǎo)正釘孔設(shè)置在最后工位或是接近最后工位才沖切的型孔、大孔位置上。根據(jù)零件圖和排樣圖可知道將導(dǎo)正釘孔設(shè)置在余料位置上比較合適。</p><p>　　導(dǎo)正釘直徑的大小與導(dǎo)正釘?shù)膹姸扔嘘P(guān)

22、，導(dǎo)正釘孔徑過小，會影響到導(dǎo)正釘?shù)膹姸龋粚?dǎo)正釘孔徑過大，會影響安裝位置的占用面積。可取。</p><p><b>　　凹凸模間隙值確定</b></p><p><b>　　該材料為08鋼</b></p><p>　　料厚3mm；由表2-3得初始雙面間隙值0.210mm[2]。</p><p><

23、;b>　　工序力的計算</b></p><p>　　采用整體彈壓多工位級進模，其工序力包括沖裁力，彎曲力，卸料力，推件力。</p><p>　　沖裁力F（N）可按如下公式進行計算</p><p><b>　　F=KLt[1]</b></p><p>　　式中L——沖裁件的周邊長度（mm）；</p&

24、gt;<p>　　t——材料的厚度（mm）；</p><p>　　——材料的抗剪強度（Mpa）；</p><p>　　K——系數(shù)?？紤]到模具刃口的模磨損，模具間隙的波動，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。</p><p>　　在一般情況下，材料的=1.3，為了計算方便，也可以采用下面的表達式來計算沖裁力F（N）</p>

25、;<p><b>　　F=Lt</b></p><p>　　式中 ——材料的抗拉強度（Mpa）。</p><p>　　由表12-3[6]查得08F的抗拉強度=295Mpa，=175Mpa。</p><p>　　經(jīng)計算得沖裁件的周邊長度L=421mm。故</p><p>　　沖裁力 F沖=Lt=42122

26、95=248390N.</p><p>　　由表2-2[1]查得K卸=0.05，K推=0.055。因為材料厚度t=3mm，取凹模刃口高度h=6mm，因此在凹模的刃口內(nèi)同時存有的沖孔廢料個數(shù)n=h/t=2（個）。</p><p>　　卸料力 F卸= F沖K卸=2483900.05=1241.95N。</p><p>　　推件力 F推=F沖K推n =248390

27、0.0552=27322.9N。</p><p>　　故總沖裁力F1=F沖+F卸+F推=248390+1241.95+27322.9=276954.85N。</p><p>　　彎曲力F（N）可按如下公式進行計算</p><p><b>　　F=</b></p><p>　　式中 C——與彎曲形式有關(guān)，V形彎曲C取0.6

28、</p><p>　　K——安裝系數(shù)，一般取1.3；</p><p>　　B——料寬（mm）；</p><p>　　t——料厚（mm）；</p><p>　　r——彎曲半徑（mm）；</p><p>　　——材料的抗拉強度（Mpa）。</p><p><b>　　所以彎曲力</b

29、></p><p>　　F2=2=27731.36=229574N。</p><p>　　彎曲過程中的壓料力F壓和頂件力F頂可近似取彎曲力的30%~80% 。</p><p>　　故 F壓=50%F3=0.5229574=114797N</p><p>　　F頂=50%F3=0.5229574=114797N</p>

30、<p>　　綜上所述，沖壓成形過程中總的沖壓力為總沖裁力、翻孔力、彎曲力和彎曲時的壓料力，頂件力的總和。故</p><p>　　總沖壓力 F=F1+F2 +F壓+F頂 </p><p>　　=276954.85+229574+114797+114797</p><p>　　=482122.85N。</p><p><b&

31、gt;　　沖壓設(shè)備的選擇</b></p><p>　　設(shè)備類型的主要依據(jù)是所完成的沖壓工序性質(zhì)，生產(chǎn)批量，沖壓件的尺寸及精度要求，現(xiàn)有設(shè)備條件等。</p><p>　　中小型沖壓件主要選用開式單柱（或雙柱）的機械壓力機；大中型沖壓件多選用雙柱閉式機械壓力機。根據(jù)沖壓工序可分別選用通用壓力機，專用壓力機（擠壓壓力機，精壓機，雙動拉深壓力機）。大批量生產(chǎn)時，可選用高速壓力機或多工位

32、自動壓力機；小批量生產(chǎn)尤其大型厚板零件的成型時，可采用液壓機。</p><p>　　摩擦壓力機結(jié)構(gòu)簡單，造價低，在沖壓時不會因為板料厚度波動等原因而引起設(shè)備或模具的損壞，因而在小批量生產(chǎn)中常用于彎曲，成型，校平，整形等工序。</p><p>　　對板料沖裁，精密沖裁，應(yīng)注意選擇剛度和精度高的壓力機；對于擠壓，整形等工序應(yīng)選擇剛度好的壓力機以提高沖壓件尺寸精度。</p><

33、;p>　　根據(jù)總沖壓力F=482122.85N，初選50噸的壓力機。選擇曲柄壓力機的型號：YB32-63。</p><p><b>　　模具設(shè)計</b></p><p>　　利用UG中級進模向?qū)K設(shè)計模具的主要過程：</p><p>　　零件經(jīng)過鈑金模塊處理后，利用PDW開始進行設(shè)計，其過程是產(chǎn)品建模、項目初始化、毛坯展開、廢料設(shè)計、毛

34、坯布局與工序排樣等，使用毛坯生成器選定一個靜止面后生成毛坯。 毛坯布局綜合考慮模具壽命、材料使用率選用合適的步距和寬度。在建模模塊中刪除一個毛坯可變?nèi)鞑季譃槎鞑季帧?廢料設(shè)計在建模模塊中設(shè)計曲線再在廢料對話框中定義廢料、分割廢料、考慮重疊、修剪等附件。工序排樣時模具的整個結(jié)構(gòu)就已經(jīng)能夠被確定。而模具自身的基本結(jié)構(gòu)取決于排樣圖。因此設(shè)計排樣時應(yīng)該從全局來考慮而不能僅僅看到局部某些結(jié)構(gòu)細節(jié)方面也不容忽視。</p>&l

35、t;p>　　在具體設(shè)計過程中對工位方面詳細的分配不僅要安排折彎、沖裁、成形等分別是哪一工位同時還應(yīng)該考慮到每個鑲塊在排布上問題包括排布的空間是否充足以及各鑲塊間彼此的影響。沖裁工位方面沖裁力在分配上的問題值得注意應(yīng)當(dāng)盡量使其分布均勻、恰到好處。成形工位以及折彎工位最好能夠一次成形。要是把握不大可以添加一步空步等這樣可以使模具在調(diào)整時變得容易。針對一些在成形中傾向于產(chǎn)生翹曲或者在平面度方面要求比較高物品為了使平面度達到要求校平工位必

36、不可少。</p><p>　　工位順序方面前后上位不能被干擾如果不合理就需要對工位原來的順序進行調(diào)整。比如:相應(yīng)的某物體需要彎曲成z字形時如果對彎曲上沖孔的位置有公差方面比較具體的規(guī)定這種情況下就必須先彎曲后沖扎從而使沖孔的位置比較準確。對級進模來說其最后工位非常重要因為從模具中取出產(chǎn)品的方式取決于最后工位。一般而言取出產(chǎn)品有吹出和落下兩種方式對某些特殊產(chǎn)品還用到了機械手來取出產(chǎn)品。切斷在任何一種取件方式中是必不

37、可少的。并且對切斷處的具體地點、尺寸等都必須要有嚴格的控制切斷處的問題能夠?qū)δ＞叩某黾矫嬖斐捎绊戇€會對是否能夠順利、均勻地送進條料造成影響。但是如果出件方式是落料式的同時在切斷處其毛刺的方向是反向的針對這種情況需要和產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)人員進行探討、交流后才能決定。 </p><p>　　沖裁凸模 產(chǎn)品的形狀直接決定了對應(yīng)的形狀沖裁凸模有直身型加強型兩種結(jié)構(gòu)。固定途徑主要包括以下幾個方面:螺絲固定、銷釘固定、頂絲固定、

38、壓塊固定以及掛臺固定等方面。其中最安全并且值得信賴的是掛臺固定其中銷釘固定很少用到而其它幾在種固定方式能夠滿足維修時方便而快速的更換要求。具體選擇可以根據(jù)自己的需要來決定。 對凹模刃口而言在凹模板上可以快速割出。但是對于那些硬度非常高或者產(chǎn)量很大的產(chǎn)品為了便于維修常常用到凹模鑲塊。固定凹模鑲塊主要有三種途徑:壓塊固定、螺絲固定以及掛臺固定等。 規(guī)劃單側(cè)沖截對應(yīng)的凹模鑲塊的過程中為了避免廢料上浮現(xiàn)象的發(fā)生可以采取在不沖裁的一邊適度的擠住廢

39、料加大擠料尖角等措施以防止其上浮。</p><p>　　折彎鑲塊 折彎鑲塊的固定方法既能夠用螺絲也常用掛臺來固定。折彎凸模與折彎凹模之間的距離應(yīng)該保持在一個料的厚度。為了防止在折彎時可能出現(xiàn)擦傷產(chǎn)品的現(xiàn)象應(yīng)該將折彎凸模頭部相應(yīng)的設(shè)計成圓弧狀。而在自負彎曲所對應(yīng)的接近折彎線處校正筋是必須的從而即使折彎時產(chǎn)品的根部也能夠發(fā)生塑性變形的目的同時降低回彈使90°彎曲角得以保證。</p><p

40、>　　模板設(shè)計 級進模模板中總體來說有以下幾種標準:凹模板、卸料板、上模座、固定板以及下模座等。 其中至關(guān)重要是固定板、卸料扳、以及凹模板它們也是級進模中不可或缺的。固定板主要用來固定凸模而卸料板在很多方面往往起壓料、卸料、以及導(dǎo)向等作用而凹模板常常有兩個方面的應(yīng)用:直接做凹模刃口或者將一些凹模鑲塊鑲拼上去。一般來說3塊模板需要用到4個小導(dǎo)柱。方法是將小導(dǎo)柱在其凸棋固定板上進行固定然后在凹模板以及卸料板上各自鑲4個對應(yīng)的小導(dǎo)套為了

41、使凸模在運動上的精度符合要求必須嚴格把握小導(dǎo)套以及小導(dǎo)柱之間的相配合的精度。選定的標準模板目錄:DB-UNIVERSAL3 類型:5板指定參考點 X:-40Y:0Z:0系列:2420ST23DP-h30PP-h20 TP-h50 SP-h20 DS-h50另加一塊上模底板 TBP-h10設(shè)計讓位在整個設(shè)計過程中也起著非常重要的作用。一般而言成形或者彎曲等工位以及其所對應(yīng)的一切后續(xù)工位都應(yīng)當(dāng)讓位并且讓位要足夠應(yīng)該同時兼顧動態(tài)和靜態(tài)兩個方面

42、的讓位問題。 2.4 其它零件設(shè)計 除了鑲塊設(shè)計外某些輔助零件對模具的正常運行來說也不容忽視。</p><p>　　導(dǎo)正釘。產(chǎn)品的精度在很大程度上受到導(dǎo)正釘?shù)挠绊?。例如后續(xù)工位都以第一工位中沖的孔來進行向?qū)Т朔椒梢院芎玫氖巩a(chǎn)品的精度達到要求。在設(shè)計方面應(yīng)當(dāng)重視對導(dǎo)正釘長度上的掌控。為了在很大程度上防止帶料現(xiàn)象自由狀態(tài)時應(yīng)該留意模具導(dǎo)正釘?shù)闹北燮渖斐鲂读习宓姆秶鷳?yīng)該控制在產(chǎn)品自身的一個料厚之內(nèi)。</p>

43、;<p>　　送進高度往往取決于浮動送料釘。使在對應(yīng)的高度條料送進時不會受到頂桿或者鑲塊的干擾。浮動送料釘不但可以抬起條料而且還能夠?qū)l料進行導(dǎo)向。浮動送料釘?shù)奈恢靡约皵?shù)量需要按照條料的厚度以及寬度來決定。</p><p>　　頂桿與拾料塊。在進行切門、折彎、或者拉伸等方面的成形工序時往往會帶有包緊力從而讓條料自身的成形部位能夠附著在鑲塊上并且很難脫模。為了使條料能夠正常彈起應(yīng)當(dāng)在合理的地方設(shè)計好行

44、之有效的頂桿或者抬料塊然后在彈簧力的作用下將條料頂出。對于最后工位某些已經(jīng)被切斷的產(chǎn)品往往會在沖壓油的作用下附著到模具上。因此為了避免對模具造成損傷或者疊件現(xiàn)象的發(fā)生必須在最后工位的上模以及下模中設(shè)計頂桿。</p><p><b>　　項目初始化：</b></p><p><b>　　設(shè)置毛坯</b></p><p>&l

45、t;b>　　設(shè)置毛坯布局</b></p><p><b>　　廢料設(shè)計</b></p><p><b>　　排樣設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)置模架參數(shù)</b></p><p><b>　　設(shè)置標準件</b></p&g

46、t;<p><b>　　創(chuàng)建腔體</b></p><p><b>　　主要零件圖與組裝圖</b></p><p><b>　　沖頭</b></p><p><b>　　鑲塊</b></p><p><b>　　上模座</b&g

47、t;</p><p><b>　　凸模固定板墊板</b></p><p><b>　　凸模固定板</b></p><p><b>　　卸料板墊板</b></p><p><b>　　卸料板</b></p><p><b>

48、　　凹模板</b></p><p><b>　　凹模固定板墊板</b></p><p><b>　　下模座</b></p><p><b>　　組裝類型圖</b></p><p><b>　　下模</b></p><p>

49、;<b>　　組裝圖主視圖</b></p><p><b>　　上模爆炸圖</b></p><p><b>　　下模爆炸圖</b></p><p><b>　　組裝爆炸圖</b></p><p><b>　　二維組裝圖</b><

50、/p><p><b>　　明細表</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]沈言錦.沖壓工藝與沖壓模設(shè)計[M].北京：物資出版社，2008年4月.</p><p>　　[2]沈言錦.沖壓與塑壓成形設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)大學(xué)出版社，2009年1月.</p&g

51、t;<p>　　[3]李碩本.沖壓工藝學(xué).北京：機械工業(yè)出版社，1982.</p><p>　　[4]郭鐵良.模具制造工藝學(xué).北京：高等教育出版社，2002.7.</p><p>　　[5]史鐵良主編.冷沖模設(shè)計指導(dǎo).北京：機械工業(yè)出版社，1999.12.</p><p>　　[6]許發(fā)越.模具標準應(yīng)用手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1997.</p

52、><p>　　[7]成虹主編.沖壓工藝與模具設(shè)計-2版.北京：高等教育出版社，2006.7.</p><p>　　[8]沖壓設(shè)計手冊編寫組.沖壓設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　[9]四川大學(xué)CAD/CAM編寫組.沖壓模具設(shè)計手冊.四川：機械工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　[10]吳兆祥主編.模具材料與表

53、面處理.北京機械工業(yè)出版社，2005.5.</p><p>　　[11]陳于萍，高曉康.互換性與測量技術(shù).北京：高等教育出版社，2005.7.</p><p>　　[12]王德文主編.新編模具實用技術(shù)300例.北京：高等教育出版社，1996</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過一段時間的畢

54、業(yè)設(shè)計忙碌之后，設(shè)計終于完成，雖然設(shè)計過程中遇到許多的問題，但在眾多師友的幫助下得以解決。首先要感謝**老師對我的指導(dǎo)和督促，老師給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對知識的理解，老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心里，保證按質(zhì)按量的完成；感謝*老師對我的鼓勵,讓我在做畢業(yè)設(shè)計個整個過程中充滿動力；感謝同學(xué)，是大家營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做設(shè)計的過程中互幫互助，使我的CAD/UG操作水平比以前有了很大提高，同時較全面的掌握了Word的編輯