接觸簧片沖孔、落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)(四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì))

1、 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 接觸簧片沖孔、落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 學(xué) 生：黃 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)：材料成型及控制工程 班 級(jí)：2009 指導(dǎo)教師：袁 泉 四川理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院二O一三年六月四 川 理 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目： 接觸簧片沖孔、落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 材 控 班級(jí)： 09級(jí) 學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 黃 指導(dǎo)教師： 袁 泉 接受任務(wù)時(shí)間 2013.03.04 系主任 （簽名） 院長(zhǎng) （簽名）1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求內(nèi)容：生產(chǎn)批量：大批量 材料：錫磷青銅 t=1.5mm 要求：（1）要求有目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖；（2）零件工藝性、經(jīng)濟(jì)性分析

2、；（3）沖壓零件工藝方案的擬訂；（4）模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇、排樣方式，材料利用率的計(jì)算；（5）沖裁力的計(jì)算、壓力中心的確定；（6）模具主要零件的確定（選擇、設(shè)計(jì)和必要的計(jì)算）、壓力機(jī)的選擇等；（7）繪制正規(guī)的模具0#裝配圖一張，要求有正視圖、俯視圖、排樣圖、零件圖、技術(shù)要求及明細(xì)欄；（8）繪制模具的主要零件圖六張（或折合0#圖紙一張）；要求用計(jì)算機(jī)繪制圖紙，說明書按照學(xué)院規(guī)定采用電子版格式，畢業(yè)論文不少于2萬(wàn)字，圖紙總工作量為折合0#圖紙二張。2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明（1）中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè).中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)編.上海：上?？茖W(xué)普及出版社，1989（2）冷沖壓國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).國(guó)家標(biāo)

3、準(zhǔn)總局.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989（3）沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).姜奎華.機(jī)械工業(yè)出版社，2002（4）模具制造工藝.黃毅宏.機(jī)械工業(yè)出版社，2004（5）沖模圖冊(cè).李天佑.機(jī)械工業(yè)出版社，1998（6）冷沖模設(shè)計(jì).丁聚松.機(jī)械工業(yè)出版社，1999（7）模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).馮柄亮等.上?？萍紭I(yè)出版社，2002（8）冷沖壓與塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì).翁其金.機(jī)械工業(yè)出版社，1990（9）冷沖模設(shè)計(jì)（第2版）.趙孟棟主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997（10）沖壓手冊(cè).王孝培主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990（11）沖壓工藝學(xué).肖景容，姜奎華主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19903進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各

4、階段名稱起 止 日 期1收集參考資料，查閱文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告2013.03.04-2013.03.242方案設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2013.03.25-2013.04.213畢業(yè)設(shè)計(jì)的圖紙和相關(guān)畢業(yè)論文的撰寫2013.04.22-2013.05.194設(shè)計(jì)說明書的撰寫 2013.05.20-2013.06.022012.05.285論文的修改、答辯的準(zhǔn)備2013.06.03-2013.06.15摘 要日常生活中，沖壓模具被廣泛應(yīng)用。此次設(shè)計(jì)的是接觸簧片沖裁模，利用的是級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)是在分析沖裁變形過程及沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，主要介紹沖裁件的工藝性分析、確定沖裁工藝方案、選擇模

5、具的結(jié)構(gòu)形式、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算、選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)、繪制模具總裝圖及零件圖等。本模具只用沖孔、落料兩道工序，操作方便，模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。關(guān)鍵詞：級(jí)進(jìn)模；閉合高度；沖孔；落料ABSTRACT In daily life, the stamping die is widely used. This design is the contact spring blanking die, is the use of the progressive die. This design focus is on the analysis of deforma

6、tion process in blanking and punching the basic factors affecting the quality of cut pieces, mainly introduces the analysis, the blanking process to determine the stamping process scheme, selection of structure of the die, the neces- sary process calculation, selection and structure and size, the ma

7、in parts of dies. The height of the closed mold and press the relevant parameters, draw up the mold assembly diagram and p- arts diagram. The punching, blanking die only two steps, convenient operation, die structure i- s relatively simple.Keywords: progressive die; height; punching; blankingI目 錄摘要A

8、BSTRACT第一章 緒論11.1 國(guó)內(nèi)外模具發(fā)展的現(xiàn)狀1 1.1.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀1 1.1.2 國(guó)外現(xiàn)狀41.2 模具未來的發(fā)展趨勢(shì)4第二章 沖裁件工藝性分析及沖裁方案的確定72.1 沖裁件工藝性分析7 2.1.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性7 2.1.2 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度8 2.1.3 沖裁件尺寸標(biāo)注92.2 沖裁工藝方案的確定9第三章 排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算113.1 排樣方法的設(shè)計(jì)113.2 搭邊的確定123.3 條料寬度和導(dǎo)料板間距的確定133.4 材料利用率的計(jì)算15第四章 沖裁力和壓力中心的計(jì)算174.1沖裁力的計(jì)算174.2 卸料力和推件力的計(jì)算174.3 壓力中心的

9、確定18第五章 沖壓設(shè)備的選擇215.1 沖壓設(shè)備類型的選擇215.2 選擇沖壓設(shè)備的規(guī)格21第六章 模具工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算256.1 沖裁間隙24 6.1.1 間隙的重要性24 6.1.2 沖裁間隙值的確定256.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算26 6.2.1 沖孔凸模、凹模的刃口計(jì)算27 6.2.2 落料凸模、凹模的刃口計(jì)算28 6.2.3 孔心距的計(jì)算30第七章 模具總體設(shè)計(jì)317.1 模具類型的確定317.2 送料方式的確定317.3 定位方式的選擇317.4 卸料、出件方式的選擇317.5 導(dǎo)向方式的選擇32第八章 模具主要零件設(shè)計(jì)348.1 卸料橡膠的設(shè)計(jì)348.2 凹模的設(shè)計(jì)34 8

10、.2.1 凹模刃口形式34 8.2.2 凹模外形和邊界尺寸的確定35 8.2.3 凸模、凹模的固定形式368.3 凸模的設(shè)計(jì)37 8.3.1 凸模長(zhǎng)度的確定37 8.3.2 凸模強(qiáng)度的校核388.4 凸、凹模材料的選取40 8.4.1 選取的一般原則40 8.4.2 模具選材的具體考慮因素40第九章 模具重要零件的設(shè)計(jì)和選擇419.1 模架的選擇419.2 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選取419.3 模柄的選擇419.4 凸模固定板設(shè)計(jì)419.5 墊板的設(shè)計(jì)429.6 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)439.7 卸料板的設(shè)計(jì)449.8 側(cè)刃及側(cè)刃擋塊的選取45 9.8.1 側(cè)刃45 9.8.2 側(cè)刃擋塊469.9 螺釘及銷釘?shù)倪x

11、擇46 9.9.1 螺釘46 9.9.2 銷釘469.10 模具閉合高度的校核46第十章 模具的裝配4710.1 模具總裝圖4710.2 模具工作過程48第十一章 總結(jié)49參考文獻(xiàn)50致謝51附錄A 沖壓模具常用零件的公差配合52四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒論模具是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都越來越多地依模具來進(jìn)行生產(chǎn)加工，越來越引起人們的重視，模具也趨向標(biāo)準(zhǔn)化。在金屬和非金屬材料塑性加工工程中，模具是一種必不可少的工藝裝備。模具的使用性能特別是使用壽命反映著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場(chǎng)需求的多樣化,人們對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)周期的要求越

12、來越短,尤其在小批量甚至單件生產(chǎn)方面,要求現(xiàn)代制造技術(shù)不僅要有較高的柔性,還要有更新的、更能滿足市場(chǎng)要求迅速變化的生產(chǎn)模式。 因此，在工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高的情況下，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快的變化特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場(chǎng)變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。1.1 國(guó)內(nèi)外模具發(fā)展的現(xiàn)狀由于模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所起到的至關(guān)重要的作用，越來

13、越受到各國(guó)的重視，紛紛不余遺力的發(fā)展該行業(yè)，使得模具產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并因此帶動(dòng)了其他許多行業(yè)的發(fā)展。1.1.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀改革開放以來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量

14、、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。雖然我國(guó)的模具工業(yè)起步較晚，但在過去的十多年中也取得了一些進(jìn)步。例如沖壓模具方面，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的部分汽車覆蓋件模、空調(diào)器散熱片級(jí)進(jìn)模、電機(jī)定轉(zhuǎn)子雙回轉(zhuǎn)疊片高精度硬質(zhì)合金級(jí)進(jìn)模、集成電路引線筐架多工位級(jí)進(jìn)模，以及帶自動(dòng)沖切、疊1四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）壓、記數(shù)、分組、扭斜和安全保護(hù)等功能的鐵心精密多功能模，都已達(dá)到較高的水平。但從總體上看，我過與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，CAD/CAE

15、/CAM技術(shù)的普及率有待提高，許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別是在大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具上，一方面技術(shù)差距明顯；另一方面產(chǎn)能也不能滿足過內(nèi)的需求，因而仍需大兩從過外進(jìn)口。 目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯。因此，放眼未來，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體發(fā)展趨勢(shì)前景看好，預(yù)計(jì)中國(guó)模具將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國(guó)不但會(huì)成為模具大國(guó)，而且一定逐步向模具制造強(qiáng)國(guó)的行列邁進(jìn)?！笆晃濉逼陂g

16、，中國(guó)模具工業(yè)水平不僅在量和質(zhì)的方面有很大提高，而且行業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)創(chuàng)新能力、企業(yè)的體制與機(jī)制以及技術(shù)進(jìn)步的方面也會(huì)取得較大發(fā)展。 優(yōu)勢(shì)明顯的廣東特別是珠三角地區(qū)，將在十年之內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。同時(shí)，由于近年來我國(guó)每年用近10億美元進(jìn)口模具，其中精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具占多數(shù)，所以從減少進(jìn)口角度出發(fā)，這類高檔模具在市場(chǎng)的分額比例也將逐步增大?，F(xiàn)代模具其高技術(shù)、人才密集、高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)的特點(diǎn)，是在新型工業(yè)化道路上走在前面的產(chǎn)業(yè)，模具作為重要的制造裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)，模具在制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、創(chuàng)新和生產(chǎn)中所具有的獨(dú)特的重要地位，使

17、得模具制造能力和水平的高低也成為國(guó)家創(chuàng)新能力的重要標(biāo)志。當(dāng)前，由于全球經(jīng)濟(jì)的不景氣，以及中國(guó)勞動(dòng)力成本的上漲，許多西方國(guó)家將基礎(chǔ)制造業(yè)撤出中國(guó)，轉(zhuǎn)移到其他發(fā)展中國(guó)家。中國(guó)的一些優(yōu)勢(shì)雖然正在減弱，但完善的基礎(chǔ)設(shè)施與產(chǎn)業(yè)鏈，巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，決定了這種產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移不會(huì)是驟然的。這需要中國(guó)盡快推進(jìn)轉(zhuǎn)型改革，推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)以增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，加速收入分配改革以增加國(guó)內(nèi)需求，擺脫對(duì)出口的過度依賴。同時(shí)，我國(guó)模具行業(yè)將向大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命和多功能方向發(fā)展。隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展，對(duì)壓鑄模的數(shù)量、壽命和復(fù)雜程度將提出越來越高的要求。隨著以塑料代鋼、以塑代木的發(fā)展和產(chǎn)品零件的精度和復(fù)雜程度的

18、不斷提高，塑料模的比例將不斷提高，其精度和復(fù)雜程度也將隨著相應(yīng)提高。發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，必須結(jié)合我國(guó)國(guó)情和提升模具工業(yè)實(shí)際，走新型工業(yè)化道路。從技術(shù)的發(fā)展來看，高精度、低成本、交貨期短是今后模具發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，而我們要想趕上國(guó)際先進(jìn)水平，技術(shù)創(chuàng)新是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。眾所周知，電子商務(wù)是代表著未來貿(mào)易發(fā)展的方向，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和進(jìn)步的一個(gè)必然趨勢(shì)。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐步深入的時(shí)期，企業(yè)創(chuàng)新能力越來越成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要組成部分，信息資源也越來越成為企業(yè)的戰(zhàn)略資源。 總的來講，我國(guó)當(dāng)前沖壓模具技術(shù)的發(fā)展主要呈現(xiàn)三大特點(diǎn)： 一、充分運(yùn)用IT技術(shù)發(fā)展模具設(shè)計(jì)、制造。用戶對(duì)壓力機(jī)速度、精度、換模效率等方面不斷提

19、高的要求，促進(jìn)了模具的發(fā)展。外形車身和發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的兩個(gè)關(guān)鍵部件，汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具，其技術(shù)密集，體現(xiàn)當(dāng)代模具技術(shù)水平，是車身制造技術(shù)的重要組成部分。車身模具設(shè)計(jì)和制造約占汽車開發(fā)周期三之二的時(shí)間、成為汽車換型的主要制約因素。目前，世界上汽車的改型換代般約需48個(gè)月，而美國(guó)僅需30個(gè)月，這車要得益于在模具業(yè)中應(yīng)用了CAD/CAE/CAM技術(shù)和三維實(shí)體汽年覆蓋件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。另外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了可靠的信息載體、實(shí)現(xiàn)了異地設(shè)計(jì)和異地制造。同時(shí)，虛擬制造等IT技術(shù)的應(yīng)用，也將推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展。 二、縮短金屬成形模具的試模時(shí)間。當(dāng)前，主要發(fā)展液壓高速試驗(yàn)壓力機(jī)和拉伸機(jī)械

20、壓力機(jī)，特別是在機(jī)械壓力機(jī)上的模具試驗(yàn)時(shí)間可減少80%、具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是采用多連桿拉伸壓力機(jī)，它配備數(shù)控液壓拉伸墊，具有參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)記憶功能。3、 車身制造中的級(jí)進(jìn)沖模發(fā)展迅速。在自動(dòng)沖床上用級(jí)進(jìn)沖裁?；蚪M合沖模加工轉(zhuǎn)子、定子板，或者應(yīng)用于插接件作業(yè)，都是眾所周知的沖壓技術(shù)，近些年來，級(jí)進(jìn)組合沖裁模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應(yīng)用，用級(jí)進(jìn)模直接把卷材加工為成型零件和拉伸件。加工的零件也越來越大，省去了用多工位壓力機(jī)和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運(yùn)輸?shù)群罄m(xù)工序。級(jí)進(jìn)組合沖模已在美國(guó)汽車工業(yè)中普遍應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，模具成本低，不需要板料

21、剪切，與多工位壓力機(jī)上使用的階梯模相比，節(jié)約30%。但是級(jí)進(jìn)組合沖模技術(shù)的應(yīng)用受拉伸深度、導(dǎo)向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗?，主要用于拉伸深度比較淺的簡(jiǎn)單零件，因此不能完全替代多工位壓力機(jī)，絕大多數(shù)零件應(yīng)優(yōu)生考慮在多工位壓力機(jī)上加工。目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇?！笆晃濉逼陂g中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)需兩旺，漸入佳境。但也要看到我國(guó)模具行業(yè)綜合水平落后的面貌未得到根本性的改變，一些深層次的問題尚待解決?，F(xiàn)在，中國(guó)可以說是世界模具生產(chǎn)大國(guó)之一，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。我國(guó)仍需加快發(fā)展，并向生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)邁進(jìn)。

22、1.1.2 國(guó)外現(xiàn)狀 日本的模具產(chǎn)能約占全球的40%，居世界第一位，每年向國(guó)外出口大量模具。現(xiàn)在模具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(guó)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。因此，現(xiàn)在日本模具業(yè)正逐漸將技術(shù)含量不高的模具轉(zhuǎn)向人力成本低的地區(qū)生產(chǎn)，只在本國(guó)生產(chǎn)技術(shù)含量較高的產(chǎn)品。其次是日本使用模具的主要企業(yè)有加快向國(guó)外轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，這使日本本國(guó)模具使用量減少。 德國(guó)主要世界上主要的制造大國(guó)之一，在模具制造方面具有領(lǐng)先的技術(shù)。德國(guó)擁有世界領(lǐng)先的汽車、船舶等制造技術(shù)，受上游行業(yè)需求影響，德國(guó)模具在世界上具有較

23、為重要的地位。由于德國(guó)將將技術(shù)含量較高的制造業(yè)作為其立國(guó)之本，預(yù)計(jì)未來德國(guó)不會(huì)放棄模具制造領(lǐng)域，相反會(huì)加強(qiáng)技術(shù)含量較高的模具的研究和開發(fā)。 近年來，受國(guó)際金融危機(jī)影響，出現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的市場(chǎng)萎縮，但據(jù)有關(guān)資料表明，截止上半年，日本依然是世界壓鑄模具生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，其利潤(rùn)并未萎縮，競(jìng)爭(zhēng)力依然強(qiáng)大。由于日本、美國(guó)、德國(guó)等全球模具生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)的國(guó)內(nèi)需求逐漸衰退以及成本的增加，使得這些國(guó)家的模具制造商開始轉(zhuǎn)移生產(chǎn)，并逐步開拓中國(guó)市場(chǎng)。希望藉由中國(guó)廉價(jià)的勞動(dòng)力和材料采購(gòu)成本來增加利潤(rùn)。但是這些國(guó)家的模具生產(chǎn)企業(yè)一旦東進(jìn)，那么勢(shì)必會(huì)使得其國(guó)家的模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)無形外流。這樣就必須再次投入大筆的研發(fā)費(fèi)用來加強(qiáng)其模具

24、產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，從而拉開其與中國(guó)模具產(chǎn)品的差異。而從另一方面來看，雖然國(guó)外模具企業(yè)的進(jìn)駐會(huì)在一定程度上加劇國(guó)內(nèi)模具的競(jìng)爭(zhēng)，但是這些高端模具企業(yè)的入駐也從另一個(gè)角度促進(jìn)了國(guó)內(nèi)模具的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，從而會(huì)加大技術(shù)改良提高整體模具制造水平。此外，國(guó)外近年來大力發(fā)展高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。1.2 模具未來的發(fā)展趨勢(shì)未來模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”

25、的要求服務(wù)。未達(dá)到這一目標(biāo)，將主要體現(xiàn)在以下幾方面： （1）全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 （2）高速銑削加工 國(guó)外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等

26、優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。(3) 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)(4) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一

27、種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)

28、發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。(7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。第二章 沖裁件工藝性分析及沖裁方案的確定沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性,即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁工藝的

29、要求。沖裁件的工藝性對(duì)沖裁工件的質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及沖壓設(shè)備的選用等都有很大的影響。一般情況下，對(duì)沖裁件工藝性影響最大是幾何形狀、尺寸、精度要求。良好的沖裁件工藝性能滿足材料省、工序少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、模具較易加工、操作方便且壽命較高等要求，從而顯著降低沖裁件的制造成本。2.1 沖裁件工藝性分析 工件如圖2-1所示，材料為錫磷青銅，厚度t=1.5mm，大批量生產(chǎn)。圖2-1 工件圖錫磷青銅有更高的耐蝕性,耐磨損,沖擊時(shí)不發(fā)生火花。用于中速、重載荷軸承，工作最高溫度250。具有自動(dòng)調(diào)心，對(duì)偏斜不敏感，軸承受力均勻承載力高，可同時(shí)受徑向載荷，自潤(rùn)滑無需維護(hù)等特性

30、。錫磷青銅是一種合金銅，具有良好的導(dǎo)電性能，不易發(fā)熱、確保安全同時(shí)具備很強(qiáng)的抗疲勞性。錫磷青銅的插孔簧片硬連線電氣結(jié)構(gòu)，無鉚釘連接或無摩擦觸點(diǎn)，可保證接觸良好，彈力好，撥插平穩(wěn)。該合金具有優(yōu)良機(jī)械加工性能及成屑性能，可迅速縮短零件加工時(shí)間。2.1.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 沖裁件的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱，有利于材料的合理利用。該設(shè)計(jì)工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無復(fù)雜曲。 沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧過度渡，以便模具加工，減少處理開裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損。該工件的轉(zhuǎn)角處為90圓弧。 應(yīng)盡量避免沖裁件上過長(zhǎng)的凸出懸臂和凹槽，懸臂和凹槽寬度也不宜過小，如1圖2-2所示，該工件滿足要求

31、。為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過小。如圖2-2所示，一般孔邊距?。簩?duì)圓孔為（11.5）t。對(duì)矩形孔為（1.52）t。則該工件4個(gè)孔中中間2孔的孔間距為4.8mm（11.5）t，（11.5）t=1.52.25，孔邊距為1.9（11.5）t，同理，左右2個(gè)孔也滿足條件。 bmin=1.5t c （11.5）t Lmax=5b c（1.52）t圖2-2 沖裁件的工藝結(jié)構(gòu)沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎。2.1.2 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11級(jí),一般要求落料件公差等級(jí)最好低于IT10級(jí),沖孔件最好低于IT9級(jí).查

32、文獻(xiàn)1 P82表2.7.5可得沖裁件孔中心距工公差,如下表2-1所示。由此表可知，該沖裁件對(duì)孔心距的普通沖裁要求能得到滿足。 表2-1 沖裁件孔中心距公差 （mm）材料厚度t普通沖孔公差高級(jí)沖孔公差孔距尺寸50501501503001.52.52.53金屬材料非金屬材料1.52.02.52340.100.150.20 故?。篵1=2.0mm，y=0.15mm又由文獻(xiàn)1p73得如下表3-2、表3-3表3-2 剪切條料寬度的公差 （mm）條料寬度B材 料 厚 度 t112233550501001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.

33、80.91.01.10.91.01.11.21.3 表3-3 條料與導(dǎo)料板之間的最小間隙 Cmin （mm）條 料 厚 度無 側(cè) 壓 裝 置有 側(cè) 壓 裝 置條 料 寬 度 1001002002003001001000.50.51120.50.50.50.50.51111555888所以由上述兩表可?。?0.6，C=0.5，代值得: 調(diào)料寬度： =（48+1.52+22）0 -0.6 =550 -0.6 mm導(dǎo)料板間距 ：=55+0.5=55.5mm =48+1.52+0.15 =51.15mm所以得沖件排樣圖3-4 所示。3.4 材料利用率的計(jì)算沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的

34、利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。由文獻(xiàn)1p68可得，一個(gè)步距的材料利用率為 （3-4）式中：A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B條料寬度； S步距； 沖裁件面積：A=62122223.210131312（1.523.52）69.82（221422）21221.12 =416.95mm2步距s=B+a=13+2=15mm所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率：= A/Bs100%=416/（5515）100%=50.5%若考慮料頭 、尾料和邊角余料消耗，一張板材上的總利用率總為：總= nA1/LB100% （3-5） 式中： n一張板料上沖裁件的總數(shù)目； A1一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積； L板料長(zhǎng)度； B板

35、料寬度。選取950mm2000mm，1000mm2200mm，1100mm2500mm三種規(guī)格的板料，采用橫裁法，則有： 對(duì)于950mm2000mm，有n1=950/55=17，n2=2000/15-1=132n=n1n2=171322244總= nA1/LB100%=（2244416.95）/（9502000）100%=49.2% 對(duì)于1000mm2200mm，有n1=1000/55=18，n2=2200/15-1=145n=n1n2=181452610總= nA1/LB100%=（2610416.95）/（10002200）100%=49.5% 對(duì)于1100mm2500mm，有n1=110

36、0/55=20，n2=2500/15-1=165n=n1n2=201653300總= nA1/LB100%=（3300416.95）/（11002500）100%=50%所以，綜上所述，應(yīng)選擇1100mm2500mm規(guī)格的板料，采用橫裁法。總的材料利用率總=50%。第四章 沖裁力和壓力中心的計(jì)算4.1沖裁力的計(jì)算沖裁力是沖壓過程中凸模對(duì)板料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。對(duì)沖裁力有直接影響的因素主要是板料的力學(xué)性能，厚度與沖裁件輪廓周長(zhǎng)，但是，沖裁間隙刃口鋒利程度、沖裁速度、潤(rùn)滑情況等也對(duì)沖裁力有較大影響參考文獻(xiàn)1p75相關(guān)內(nèi)容，用平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力F一般按下式計(jì)算： （4-1）式中：

37、L沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）； t材料厚度（mm）；b材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；K系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取系數(shù)K=1.3。為了計(jì)算簡(jiǎn)便，也可按下式估算沖裁力： （4-2） 式中b為材料的抗拉強(qiáng)度。 由文獻(xiàn)3p298知，錫磷青銅抗拉強(qiáng)度b355Mpa，取b=360Mpa。沖孔周長(zhǎng)：L沖=221221.1=27.632mm落料周長(zhǎng)：L落=2（1/422323.21/421.581/423.57.81/4221）=114.26mm側(cè)刃周長(zhǎng)：L側(cè)=2（15+2）=34mm沖孔力：F沖=L沖tb =27.6321.5360=14921N落料力：

38、F落=L落tb =114.261.5360=61700N側(cè)刃力：F側(cè)=L側(cè)tb =341.5360=18360N4.2 卸料力和推件力的計(jì)算參考文獻(xiàn)1p76可知，卸料力: (4-3) 推件力: 式中：F沖裁力 KX、KT卸料力、推件力系數(shù)n同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁（或廢料）數(shù)。 n=h/t （4-6） 式中：h凹模洞口的直刃壁高度 t板料厚度由文獻(xiàn)1p76表2.6.1，取KX=0.05，KT=0.05取n=4所以，卸料力：FX=KXF=0.05（14921+61700+18360）=4749N 推件力：FT=nKTF=40.05（14921+61700+18360）=18996N 由于采用彈性卸料

39、和下出件方式,所以總沖壓力為： FZ =F+FX+FT （4-7） =14921+61700+18360+4749+18996 =118726N4.3 壓力中心的確定模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心線重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。1、計(jì)算簡(jiǎn)單圖形壓力中心的位置（1）對(duì)稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。（2）沖裁直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。（3）沖裁圓弧線段時(shí)，其壓力中心位置如圖4

40、-1，按y=（180Rsin）/（）=Rs/b計(jì)算 ，其中b為弧長(zhǎng)。圖4-1 圓弧線段的壓力中心2、多凸模壓力中心的確定 計(jì)算壓力中心時(shí)，畫出模具各凸模收刃口的相對(duì)位置，并在此基礎(chǔ)上建立坐標(biāo)系，應(yīng)使坐標(biāo)軸線盡量多地通過凸模刃口輪廓的壓力中心，坐標(biāo)原點(diǎn)最好是幾個(gè)凸模刃口輪廓壓力中心的對(duì)稱中心。由文獻(xiàn)1p79得，壓力中心坐標(biāo)（X0，Y0）計(jì)算公式：（4-8） （4-9） 式中：x1、x2xn各圖形沖裁力的x軸坐標(biāo)（mm）； y1、y2yn各圖形沖裁力的y軸坐標(biāo)（mm）；對(duì)該模具受力建立坐標(biāo)系如圖4-2，圖4-2 壓力中心坐標(biāo)圖因?yàn)槁淞霞?duì)稱，則落料凸模對(duì)稱部分的壓力中心在x軸上，綜合，可得表4-1壓力中心數(shù)據(jù)表4-1 壓力中心數(shù)據(jù)基本要素長(zhǎng)度Lmm各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值xyL1=217.30L2=6.2816