電視機后蓋沖件級進模畢業(yè)設計

1、<p>　　電視機后蓋沖件級進模畢業(yè)設計</p><p>　　中文摘要：本次設計了一套級進模。經(jīng)過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析，經(jīng)過工藝分析和對比，采用沖孔落料工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設計的模具。得出將設計模具類型后將模具的各工作零部件設計過程表達出來。 在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展狀況，說明了沖壓模具的

2、重要性與本次設計的意義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對零件排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，</p><p>　　為本次設計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 本次設計完成沖模分析與設計，繪制整

3、套裝配圖及零件圖。本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本</p><p>　　關鍵詞：模具，落料，沖孔，彎曲，凹模，凸模,鑲塊；</p><p>　　Abstract：This design carries on blanking, the piercing progressive dies design. The article has briefly

4、 outlined the press die at present development condition and the tendency. It has carries on the detailed craft analysis and the craft plan determination to the product. According to general step which the press die desi

5、gns, calculated and has designed on this set of mold main spare part, for example: The punch, the matrix, the punch plate, the backing strip, the matrix plate, stripper plate, s</p><p>　　Key words: mold, bla

6、nking, punching, bending, die, punch, insert</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以優(yōu)勢也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程

7、度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應的變形，從而獲得一定的尺寸、形狀和性能的零件。</p><p>　　沖壓生產(chǎn)靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。</p><p>　　利用模具加工，可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。</p><p>　　沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證

8、的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機械加工便可使用。</p><p>　　沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切屑加工那樣大量切屑材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。</p><p>　　因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還有重量輕且剛性好的特點。</

9、p><p>　　沖壓工藝在汽車、拖拉機、電視、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各先進工業(yè)國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國現(xiàn)代化建設進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要地位。</p><p>　　本論文系統(tǒng)的分析了模具的設計步驟及方法，設計原則及要素，并繪制了整套裝配圖和零件圖。在設計過程中我碰到過許多問題，因為衛(wèi)瑞元老師傾情相助，設計才得以順利

10、完成，謹在此表示由衷的感謝。</p><p>　　由于是初次設計，還有許多不足之處，希望老師能予以批評、指正。</p><p><b>　　分析產(chǎn)品圖</b></p><p>　　該產(chǎn)品材料為1050號鋁板，抗剪強度τ=80MPa，抗拉強度σb=110MPa,伸長率δ10=20%，其厚度為1.5mm，厚度偏差ES=0,EI=-0.15。該產(chǎn)品所

11、涉及的工序為沖裁和彎曲。詳見產(chǎn)品圖。</p><p><b>　　作展開圖</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗對該產(chǎn)品展開，補償值取0.60mm。參見產(chǎn)品展開圖。</p><p>　　級進模與單動模的比較</p><p>　　由于考慮到級進模工作效率高，控制產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，精度好，累積誤差小等優(yōu)點，優(yōu)先選用級進模。但級進

12、模制造成本高，因此，在設計時要盡量降低模具成本。</p><p>　　單動模相對級進模來說，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。但是，由于每套單動模都有其獨立的定位裝置和導料裝置，所以精度不好，累積誤差大。而且，每完成一道工序，都需設置檢驗人員控制尺寸，工作效率較低。</p><p><b>　　排條料圖</b></p><p>　　根據(jù)該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，確定排樣

13、形式為有廢料直排。</p><p>　　由于材料厚度為1.5mm(>0.5mm)，且在零件的右端有彎曲的要求，所以設計條料排樣時采用單側(cè)載體</p><p>　　在排樣設計時，先沖制導正釘孔和沖切出型孔及需要彎曲、成形部分的局部外形，再進行彎曲成形。后面工位再分步逐個切割出余下的局部外形和型孔，沖切靠近彎曲邊緣的孔或側(cè)壁孔。最后工位為載體與沖件連接部分的局部外形沖切分離。對于靠近彎曲

14、部分的孔，為簡化模具，一般應先沖切型孔后再彎曲成形，如果所沖型孔的形狀要求嚴格，位置精度也較高，則應先做工藝試驗，確定精確孔形、孔位尺寸，必要時可先彎曲成形再側(cè)向沖壓、沖孔。</p><p>　　在排條料時，除了要考慮最大可能地提高材料的利用率外，還要考慮帶料強度，沖頭強度，凹模強度，模具平衡，模具成本等因素。參見產(chǎn)品條料圖。</p><p>　　確定后的排樣設計圖中，應在每一工位沖切的局

15、部外形型孔、沖制孔、沖加工項目部位逐一做出標記，此采用陰影處理，為的是檢查是否有漏種。是否能在最后工位得到一個完好的沖件。且在繪制好的排樣圖上標注必要的尺寸，如：條料的寬度、工件間距尺寸、</p><p>　　載體寬度、導正釘孔直徑忌各工位序號及工位沖加工工作內(nèi)容。</p><p>　　1．確定凹模型孔的形狀，數(shù)量與位置</p><p>　　由于該產(chǎn)品的內(nèi)形比較簡單

16、，可直接取其內(nèi)形為沖孔型孔的形狀。但其外形比較復雜，具有內(nèi)凹的缺口，需考慮將其缺口與主要輪廓分散到不同工位來完成。這樣，不僅可使凸模截面形狀變得很簡單，很容易加工，而且可提高模具使用壽命。將復雜形狀分散到不同工位來完成是級進沖裁特有的優(yōu)點。這一作法的唯一缺點是使凹?？v向尺寸將增大，也使模具總體積尺寸有所增大。所以我們在安排工位時，要在保證模具強度和平衡的前提下盡可能緊湊，來控制模具成本。一般從凹模強度考慮，如果型孔之間的最小距離小于5m

17、m時，可考慮增加空工位，以增加凹模型孔之間的最小壁厚。</p><p>　　因零件外形不是一次切割成形，，所以每次切割的型孔應存在實際沖裁時不起作用的搭接區(qū)，主要是為了防止型孔連接時產(chǎn)生不應有的誤差，以保證沖壓零件在切割后連接平滑、外形整齊、不出現(xiàn)錯位、尖角、塌角、缺口等疵病。</p><p><b>　　2．彎曲工序安排</b></p><p&g

18、t;　　該產(chǎn)品有兩處彎曲，分布在相對兩邊，可以進行雙邊彎曲。如果采用單邊彎曲，會對條料產(chǎn)生較大拉力，很難保證產(chǎn)品要求的尺寸。雙 邊彎曲可以避免這一現(xiàn)象，而且還能使整個模具結(jié)構(gòu)緊湊，平衡。</p><p>　　彎曲模具的結(jié)構(gòu)特點:</p><p>　?。?）該模具結(jié)構(gòu)簡單，在壓力機上安裝、調(diào)整方便。頂板在彎曲時與凸模將板料夾緊，并且背壓力可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)大小，始終能對工件的底部施加較大的

19、反頂壓力，能使工件底部保持平衡，能有效地防止彎曲件的滑移，由于彎曲結(jié)束時制件能得到可靠的校正，因而大大地減小了制件的回彈量。</p><p>　?。?）由于壓彎材料厚度為1.5mm，材料塑性較好，將凸模做成如圖6-30所示的形狀，使凸模力集中作用在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)的變形程度，改變彎曲變形區(qū)外拉內(nèi)壓的應力狀態(tài)，使其成為三向受壓的應力狀態(tài)，從而減小回彈。</p><p>　　模具工作過程

20、：工作時，先將板料放在固定板中，上模下行，凸模與頂板將板料夾緊，凸模與凹模對板料進行彎曲直至頂板與凹模墊板接觸，并對彎曲件施加了校正力。彎曲結(jié)束后，頂板可將彎曲件頂出凹模。</p><p><b>　　3．留空位</b></p><p>　　在出料前，留一個空步，是為改模準備的。</p><p><b>　　4．考慮出料</b&

21、gt;</p><p>　　由于該產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)的特點，可以利用其自身重量出料。</p><p><b>　　5．確定搭邊寬度</b></p><p>　　在條料上沖裁時，工件之間以及工件和條料側(cè)邊之間的余料稱為搭邊。</p><p>　　搭邊值大小與下列因素有關：</p><p>　?。?）材料的

22、力學性能 硬材料的搭邊值可小一些，軟材料、脆材料的搭邊值大一些。</p><p>　?。?）零件的形狀與尺寸 零件尺寸大或有尖角和突出等復雜形狀時，搭邊值大一些。</p><p>　　（3）材料厚度 厚度大的材料搭邊值取大一些。</p><p>　?。?）送料及擋料方式 手工送料時，有側(cè)壓板導向的搭邊值可以小些。</p><p&g

23、t;　　在考慮帶料強度，沖頭強度和凹模強度的前提下，確定搭邊寬度。上邊距為18，下邊距為6，間距a1=3。</p><p><b>　　6．計算步距</b></p><p>　　工件間距的基本尺寸即是模具中兩相鄰工位的距離尺寸，同一級進沖模中任何相鄰的兩工位間的距離都必須一致。工位間距的基本尺寸是由沖件的最大輪廓尺寸和兩相鄰沖件間的搭邊寬度決定的。對于單排排列的的排樣

24、工位間距，其工位間距的基本尺寸為：S=A+M</p><p>　　步距尺寸按工件送料方向最大尺寸與縱搭邊之和計算，S=90.00+3.00=93.00。</p><p><b>　　7．決定定距方式</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗，采用導正釘導正，使工件在模具中精確定位。</p><p>　　導正釘定距是級進模中最

25、常用的定距方式，特別是對于形狀復雜、工序較多的沖件。</p><p>　　導正釘定距是首先在條料的第一工位上沖出導正釘孔。從第二工位開始的對應位置上設置導正釘孔。一般應在每一工位上都設置導正釘孔，以對條料進行導正，嚴格控制整個條料在模具內(nèi)送進的相對位置。</p><p>　　導正頂直徑取d=8。</p><p><b>　　8．條料寬度 </b&g

26、t;</p><p>　　B=167.1101+8+4.09*2+4.7099=190.0</p><p><b>　　9．確定預沖孔位置</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗，確定預沖孔的位置。</p><p>　　10．計算材料的利用率 </p><p>　　η =A/SB*100﹪</

27、p><p>　　≈13560/（93*190）*100﹪</p><p><b>　　≈76.7％</b></p><p><b>　　11.計算沖裁力</b></p><p>　　獨立沖裁輪廓共有12個，其長度用L1 ~ L12表示</p><p><b>　　L值如

28、下：</b></p><p><b>　　L1= 239.5</b></p><p><b>　　L2=70</b></p><p><b>　　L3=57 </b></p><p><b>　　L4=163.5 </b></p>

29、<p><b>　　L5=L6=27 </b></p><p><b>　　L7=70 </b></p><p><b>　　L8=6.28 </b></p><p><b>　　L9=20</b></p><p><b>　　L10

30、=22</b></p><p><b>　　L11=45</b></p><p><b>　　L12=115.5</b></p><p>　　根據(jù)[2] 表6-3 F=Ltτ*1.3</p><p>　　試中L：沖裁件受剪周邊長度</p><p>　　L=L

31、1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9+L10+L11+L12=835.78</p><p>　　t:沖裁件厚度 </p><p><b>　　t=1.5mm</b></p><p><b>　　τ:材料抗剪強度</b></p><p><b>　　τ=78Mpa</

32、b></p><p>　　F=835.78*1.5*80*1.3=100293.6N=10.2936噸</p><p>　　12．確定凹模有效面積</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗,確定凹模有效面積 l*b=465mm*190mm</p><p>　　凹模有效面積矩形的對稱中心與壓力中心重合。</p><p>　　

33、13．估算凹模外形尺寸</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗,從凹模有效面積矩形l*b向四周擴大，化整后即為凹模</p><p>　　外形尺寸L*B的尺寸：L*B=510mm*330mm</p><p><b>　　14.選擇沖床噸位</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗，選擇110噸的數(shù)控沖床。</p><

34、p>　　其上工作臺面為900mm*520mm，下工作臺面為1150mm*600mm；</p><p>　　合模高度范圍為380mm~300mm。</p><p>　　五．模具結(jié)構(gòu)形式的確定</p><p>　　確定級進模的結(jié)構(gòu)形式，主要依據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)批量，尺寸精度和材料種類與厚度，選擇模具的導向方式與精度、定距方式及卸料方式等，以便進行結(jié)構(gòu)設計。</p&

35、gt;<p>　　該產(chǎn)品生產(chǎn)批量較大，材料為條型1050鋁板，纖維方向為寬度方向，厚度為t=1.5mm且工位數(shù)為5工位，根據(jù)經(jīng)驗，模具采用標準正裝結(jié)構(gòu)；上下模座間選擇外導柱BRPK 32—130配合外導套MBB 32—100精確導正，固定板、卸料板、凹模板之間選擇內(nèi)導柱SGOH 20—100配合內(nèi)導套SGBH 20—22精確導正；材料在模具間的精確導正選擇導正釘定距，卸料方式為彈壓卸料。</p><p&

36、gt;　　加工過程：條型鋁板經(jīng)送料機輸送進入模具中，在抬料銷的橫向?qū)д蛯д數(shù)目v向?qū)д饔孟戮_定位，經(jīng)過各工位，完成各工步的連續(xù)工作：工位1沖裁→工位2沖裁→工位3沖裁→工位4空工位→工位5切斷并同時利用該工件自身的重量，配合頂桿，完成出料。</p><p>　　此五工位級進模參見模具裝配圖。</p><p><b>　　六．刃口尺寸計算</b></p>

37、;<p><b>　　尺寸計算原則</b></p><p>　　在確定沖模凸模和凹模工作部分尺寸時，必須遵循以下幾點原則：</p><p>　　根據(jù)落料與沖孔特點，落料件的尺寸決定于凹模尺寸，因此落料模應先確定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙，沖孔件尺寸決定于凸模尺寸，故沖孔模應先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。</p>

38、<p>　　根據(jù)刃口磨損規(guī)律，刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應取接近或等于工件的最小極限尺寸，刃口磨損后變小，應取接近或等于工件的最大極限尺寸。</p><p>　　考慮工件精度與模具精度間的關系，在選擇模具刃口制造公差時，既要保證工件精度要求，又要保證有合理的間隙數(shù)值，一般沖模精度較工件精度高2-3級。</p><p><b>　?。ǘ┤锌诔叽缬嬎?lt;/b

39、></p><p>　　1).無論落料凹模還是沖孔凸模，磨損后刃口尺寸的變化均可能有三種情況：磨損后尺寸增大，簡稱A類尺寸；磨損后尺寸減小，簡稱B類尺寸；磨損后尺寸不變，簡稱C類尺寸。</p><p>　　2）．常用的計算刃口尺寸方法有兩種：一是凸模與凹模分別注出各自的基本尺寸及其公差，簡稱為公差法制模；二是只有基準件（落料時為凹模，沖孔時為凸模）注出基本尺寸及其制造公差，而配作件（

40、落料時為凸模，沖孔時為凹模）則只注與基準件相同的基本尺寸，不注公差，在技術(shù)要求中注明配作時應達到的合理沖裁間隙值Zmin,簡稱為作法制模。</p><p>　　3）沖裁模在使用時，磨損間隙值將不斷增大，因此，設計時無論是落料模還是沖孔模，新模具都必須選取最小合理間隙Zmin，使模具具有較長的壽命。</p><p>　　該零件為復雜形狀的沖載件，用單配加工法制造模具。</p>

41、<p>　　落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配置；沖孔部分以沖孔凸模為基準計算，沖孔凹模按間隙值配置。即以落料凹模、沖孔凸模為基準，凸凹模按間隙值配置。</p><p><b>　?、俪叽绶治觯?。</b></p><p>　　根據(jù)磨損規(guī)律可以判斷，落料邊尺寸相當于第一類尺寸，可以按式（1）和（2）進行計算；沖孔尺寸相當于第二類尺寸，可以按式（3

42、）和（4）進行計算；模具的圓角為圓弧尺寸，無特殊要求，一般習慣不改變其基本尺寸，而僅縮小其制造公差。</p><p>　　落料： (1)</p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　沖孔： (3)</p><p>&l

43、t;b>　　(4) </b></p><p>　　七．卸料力和頂件力計算</p><p><b>　　Fx=kF</b></p><p><b>　　Fx:卸料力</b></p><p>　　k：卸料力系數(shù) 查[1]表3-7 取0.05</p><p>

44、;<b>　　F：沖裁力</b></p><p>　　Fx=100293.6*0.05=5014.68N</p><p><b>　　F=kF</b></p><p><b>　　F：頂件力</b></p><p>　　k：頂件力系數(shù) 查[1]表3-7 取0.05</p

45、><p><b>　　F：沖裁力</b></p><p>　　F=100293.6*0.05=5014.68N</p><p>　　F= F+ Fx+ F=102936+2*5014.68=112965.36N</p><p><b>　　=11.3噸</b></p><p>　

46、　根據(jù)經(jīng)驗，卸料力一般取沖裁力的10％，即：Fx=10029.36N。</p><p><b>　　八．彎曲細節(jié)設計</b></p><p><b>　　1．結(jié)構(gòu)設計</b></p><p>　　與沖裁部分相同的是：都是在抬料銷的橫向?qū)д蛯д數(shù)目v向?qū)д饔孟露ㄎ?。不同的是：當上模壓下時，卸料板和下模抬料塊在彈簧力作用下

47、先將工件壓緊，再通過彎曲沖頭工作，進行折彎，為了防止工件回彈，在凹模鑲塊上做有壓肩，便于調(diào)模。完成折彎后，上模在沖床作用下回升，但卸料板在彈簧力作用下沒有馬上回升，此過程完成卸料工作。為了防止工件被油膜沾在模具中，可采用頂桿將其脫離。</p><p><b>　　2．彎曲力的計算</b></p><p>　　根據(jù)[1]表4-5，自由彎曲力 P=0.6kBtδ/r+t

48、</p><p>　　式中：B：彎曲件的寬度 B=90mm</p><p>　　k:安全系數(shù) 取k=1.3</p><p>　　r:彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 r=0.5mm</p><p>　　t:彎曲件的厚度 t=1.5mm</p><p>　　δ:材料的強度極限 查[2]表6-35 δ

49、=110Mb</p><p>　　P=0.6*1.3*90*1.5 *110/0.5+1.5=8687.25N</p><p><b>　　根據(jù)[1]式4-7</b></p><p>　　壓料力F’=(0.3---0.8)P=0.8*8687.25=6949.8N</p><p>　　F= P+ F’=8687.25+6