畢業(yè)設計（論文）帶料切口連續(xù)拉深級進模具設計（含全套CAD圖紙）

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1、 帶料切口連續(xù)拉深級進模具設計 由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，CAD圖紙等，聯(lián)系153893706 摘 要：帶料連續(xù)拉深分無工藝切口拉深和有工藝切口拉深，有工藝切口連續(xù)拉深就是在首次拉深前，帶料上個工序之間切開一個工藝切口，這樣當首次和以后各次拉深時，兩次工序間的相互影響、相互約束較小，但相對的，耗費的材料較多。 以薄壁寬凸緣筒形件生產(chǎn)為例，設計一例連續(xù)模，首先對零件進行工藝分析，有拉深，沖孔，翻邊，落料工序，每個工位之間都有尺寸關系，因為是大產(chǎn)量的小型筒形拉深件，一般采用帶料連續(xù)拉深。采用普通的單工序模或復合模沖制生產(chǎn)的話，需多副模具、多臺沖床、多個操作

2、人員才能完成全部工序的沖壓制造而且產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率都低。故選多工位級進模具的生產(chǎn)工藝方案，可以提高材料的利用率和模具的使用水平，節(jié)省設備。其次經(jīng)過計算分析確定工藝方案完成該模具的排樣設計，凸、凹模工作部分的設計計算，還有模具結構和工藝零件設計。 關鍵詞：工藝性分析，工藝計算，排樣，級進模，工藝切口。 Design of Continuous Drawing Progressive Die for Material with Incision Author: Tutor: (Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricul

3、tural University, Changsha 410128) Abstract：Strip continuous deep drawing process of drawing and process without incision incision drawing, process notch continuous drawing is in the first drawing, a strip of material processes a process between incision incision, such that when the first and lat

4、er the drawing, the two processes of mutual influence, mutual constraint is smaller, but the relative, spend more material. According to the thin wall Wide-flange cylindrical parts production as an example, a design of progressive die, the first parts of the process analysis, there is deep drawing,

5、 punching, flanging, blanking process, each station has the size relations, because it is high yield small cylindrical deep drawing parts, generally use the strip continuous deep drawing. Using the ordinary single-operation die or compound die punching production, need to die, punch, a plurality of

6、operating personnel can complete all processes of stamping manufacturing and product quality and the production efficiency is low. The multi-position progressive die for the production process, can improve the utilization ratio of materials and mold level of use, saving equipment. Secondly, through

7、calculation and analysis to determine the process plan to complete the mold layout design, convex, concave die part of the design calculation, and the die structure and process design. Key words：Process analysis, Process calculation, Nesting progressive, Die Process incision. 1 前言 21世紀的制造業(yè)，正從以

8、機器為特征的傳統(tǒng)技術時代，向著以信息為特征的技術時代邁進，即用信息技術改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)濟全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應市場的要求，與之相適應，制造業(yè)對柔性自動化技術及裝備的要求更加迫切而強烈。同時，微電子技術和信息通信技術的快速發(fā)展，為柔性自動化提供了重要的技術支撐，工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動化、柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。 1.1 冷沖壓術的發(fā)展趨勢 美國、德國、日本的汽車工業(yè)如此發(fā)達，得益于其冷沖壓技術及裝備的領先地位。當前的世界冷沖壓技術及裝備向以下幾個方面發(fā)展： 1.1.1 冷沖壓設備自動化 根據(jù)不同種類的加工環(huán)境和條件，國

9、外逐步發(fā)展了兩大類汽車車身自動化沖壓生產(chǎn)線。 （1）單機聯(lián)線自動化：配置為5-6臺壓力機，配備拆垛、上下料機械手，穿梭翻轉裝備和碼垛裝置，全線總長約60米，安全性高，沖壓質(zhì)量好。由于工件傳送距離長，工件的上下料換向和雙動拉深必須用工件翻轉裝備。這種單機聯(lián)線自動化沖壓技術的生產(chǎn)節(jié)拍最高為6-9次/分，設備維修工件量大。 （2）大型多工位壓力機：八十年代中期，國外沖壓技術發(fā)展到大型三坐標多工位壓力機自動化連續(xù)沖壓，由拆垛機，大型壓力機，三坐標工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位組成，生產(chǎn)節(jié)拍可達16-25次/分。其主要特點是：生產(chǎn)效率高，是手工送料流水線的4-5倍，是單機聯(lián)線自動生產(chǎn)線的2-3倍；全自動化、

10、智能化，整個多工位壓力機系統(tǒng)只需2-3人進行監(jiān)控，當模具更換時，只需輸入要換模具的編號，其余工作自動完成，整個換模時間只需5分鐘，換模的同時對多工位壓力機運行特征作智能化調(diào)整；特別是配有電子三坐標送料多工位的壓力機，可以根據(jù)模具隨意調(diào)節(jié)運動路徑和時間，不僅能沖壓大型覆蓋件，而且能沖壓小型零件。當沖壓小型零件時，送料距減短，節(jié)拍提高，通過合理的模具布置，可一次沖壓2-3零件，具有充分的自由度，柔性極強。電子多工位送料壓力機的優(yōu)點是生產(chǎn)率高，工件處理最優(yōu)化，工件轉換迅速，維修量低，診斷性能好，成本低，與現(xiàn)有壓力機的適應性強，售后服務遠程通訊好。美國的多工位壓力機基本都采用了電子伺服三坐標送料[1]

11、。 1.1.2 提高模具的加工效率 高速化復合化相結合，提高加工效率 ，提高生產(chǎn)率是永恒的追求目標，各鍛壓廠家均致力于鍛壓機械的高速化研究，各鍛壓廠家均致力于鍛壓機械的高速化研究，在數(shù)控回轉頭壓力機上，主要采用伺服控制的液壓主驅(qū)動系統(tǒng)來提高壓機的行程次數(shù)。在追求高速化加工的同時，還必須盡可能縮短生產(chǎn)輔助時間，以取得良好的技術經(jīng)濟效益。在數(shù)控壓機上配備伺服電機驅(qū)動的三坐標上下料裝置，可使沖壓中心實現(xiàn)高效板材加工[2]。 1.1.3 注重開發(fā)大型，精密，復雜模具 將幾種工藝或幾個工序復合在一臺機床上完成，是當前各類機床大幅壓縮生產(chǎn)輔助時間，提高生產(chǎn)率的重要技術途徑，在鍛壓機械上也得到了

12、成功應用，效果十分顯著。如：德國、美國、日本已相繼開發(fā)出激光一步?jīng)_復合機，將模具沖切與激光切割有機地結合起來，工件一次上料即可完成沖孔、沖切、翻邊、淺拉深、切割等多道工序，最大限度地節(jié)省了輔助時間，特別適合孔型多而復雜的面板類工件的加工及多品種小批量板料加工。 1.2 模具技術發(fā)展的幾個特點 模具與壓力機是決定沖壓質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率的兩個關鍵因素。先進的壓力機只有配備先進的模具，才能充分發(fā)揮作用，取得良好效益。模具的發(fā)展方向為： 充分運用IT技術發(fā)展 模具設計、制造用戶對壓力機速度、精度、換模效率等方面不斷提高的要求，促進了模具的發(fā)展。外形車身和發(fā)動機是汽車兩個關鍵部件，汽車車

13、身模具特別是大中型覆蓋件模具，技術密集，體現(xiàn)當代模具技術水平，是車身制造技術的重要組成部分。車身模具設計和制造約占汽車開發(fā)周期三分之二的時間，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一般約需48個月，而美國僅需30個月，主要得益于在模具業(yè)中應用了CAD/CAE/CAM技術和三維實體汽車覆蓋件模具結構設計軟件。另外，網(wǎng)絡技術的廣泛應用提供了可靠的信息載體，實現(xiàn)異地設計和異地制造。虛擬制造等IT技術的應用，將推動模具工業(yè)的發(fā)展。 縮短金屬成型模具的試模時間 主要發(fā)展液壓高速試驗壓力機和拉深機械壓力機，特別是在生產(chǎn)型機械壓力機上的模具試驗時間可減少80%，具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模

14、機械壓力機的發(fā)展趨勢是采用多連桿拉深壓力機，它配備數(shù)控液壓拉深墊，具有參數(shù)設置和狀態(tài)記憶功能。 車身制造中的級進沖模發(fā)展迅速 在自動沖床上用級進沖裁?；蚪M合沖模加工轉子、定子板，或者應用于插接件作業(yè)，都是眾所周知的沖壓技術。近些年來，級進組合沖裁模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應用，用級進模直接把卷材加工為成型零件和拉深件，加工的零件也越來越大，省去了用多工位壓力機和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運輸?shù)群罄m(xù)工序。級進組合沖模已在美國汽車工業(yè)中普遍應用，其優(yōu)點是生產(chǎn)率高，模具成本低，不需要板料剪切，與多工位壓力機上使用的階梯模相比，節(jié)約30%。但是，級進組合沖模技術的應用

15、受拉深深度、導向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗浦饕糜诶钌疃缺容^淺的簡單零件，因此不能完全替代多工位壓力機，絕大多數(shù)零件應優(yōu)先考慮在多工位壓力機上加工。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、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)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 2 工藝性分析 圖1 空心鉚釘制件 Fig1 Hollowrivetparts 2.1 沖裁件的結

16、構工藝性 此制件的形狀較簡單，且對稱，有圓角過渡，便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現(xiàn)象，同時也可以防止尖角部位刃口的過快磨損。 沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標來衡量，根據(jù)零件圖上的尺寸標注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT12—IT14的經(jīng)濟級普通沖壓。 08F鋼板屬于碳素結構鋼，具有很好的可沖裁性， 工件結構形狀簡單，沖裁件內(nèi)，外形均無尖銳清角，對模具壽命不影響[3]。 2.2 制件沖壓工藝方案的確定 沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖裁和連續(xù)沖裁。 沖裁方式根據(jù)下列因素確定： （1）根據(jù)生產(chǎn)批量來確定 對于年產(chǎn)量需求100萬

17、件的該產(chǎn)品來說采用復合模或連續(xù)模較合適。 （2）根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級來確定 復合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續(xù)沖裁比復合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。 （3）根據(jù)對沖裁件尺寸形狀的適應性來確定 產(chǎn)品的尺寸比較大，考慮到連續(xù)模送料不方便和生產(chǎn)效率低，因此常采用復合沖裁。復合沖裁又可以加工形狀復雜、寬度比較大的異形沖壓件。 （4）根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來確定, 對復雜形狀的沖裁件來說，采用復合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調(diào)整較容易，且成本較低。 （5）根據(jù)操作是否方便與安全來確定 復合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安

18、全。 根據(jù)沖壓類型的選擇： t=0.5＜0.05d=0.0510.4=0.52 d凸 ＝25＞1.2d=1.210.4=12.48 h=23.9＞d=10.4 沖裁工序分落料拉深，多次拉深，沖孔，翻孔，切邊等，具體幾次拉深需要通過計算拉深系數(shù)，本設計中制件尺寸比較小，采用連續(xù)拉深再沖孔切邊，所以，適用帶料切口連續(xù)拉深[4]。 3 制件排樣圖的設計及材料利用率的計算 3.1 展開尺寸的計算 根據(jù)產(chǎn)品形狀，產(chǎn)品無法一次拉深到高度25.5，這里考慮可以在拉深件的底部先沖預孔，然后翻孔達到高度，翻孔高度盡量高，如此開始拉深的高度就不需要這么高，而且拉深也容易實現(xiàn)。 產(chǎn)品的工序及每

19、道工序的尺寸計算，是根據(jù)產(chǎn)品反過來推，根據(jù)產(chǎn)品的形狀及尺寸，最后的3道工序是沖孔，翻孔，切邊，翻孔內(nèi)尺寸和外尺寸是直接整到和圖紙一樣，那么工序圖就是產(chǎn)品圖，前面的工序是沖孔，查資料，08鋼屬于低碳鋼，最后是模具沖孔后在翻孔，假設預孔直徑為φ6，那D/t=6/0.5=12，根據(jù)翻孔極限翻邊系數(shù)，查表系數(shù)K為0.48，最后成品內(nèi)孔直徑為（11.4+10.4）/2=10.9，翻孔系數(shù)為6/10.9=55，經(jīng)計算0.55＞0.48，所以φ6的預孔，能實現(xiàn)翻邊，這個尺寸在實際模具生產(chǎn)過程中還需要調(diào)整，只是理論計算尺寸。根據(jù)公式計算： h1=H-h+r 式中：h1——為翻孔高度 h——為允許的翻邊高

20、度 經(jīng)計算：D(1－K)/2+0.45r=10.9(1－0.55)+0.451.5=3.1 h1=25.5-3.1+1.5=23.9， 材料厚度為0.5，所以最后一次拉深的高度為24.4，這樣拉深的工序圖和工藝尺寸也有了。 此后的計算就是一個帶凸緣的拉深件了，拉深件毛坯展開尺寸，通常按毛坯面積等于制件面積的原則確定。 拉深件的毛坯尺寸，很難預先精確地計算，這是因為拉深件壁部在拉深過程中厚薄程序，隨毛坯退火與否、壓邊力的大小、凸凹模間隙以及變形程度等因素有關。因此難以保持拉深件完全均勻一致的高度，通常需要修邊，將不平齊的部分切去。所以在計算毛坯之前，要在拉深件上增加切邊余量。 根據(jù)相

21、對凸緣直徑：dp/d=23/10.9=2.11，查表的修邊余量為1.0 計算產(chǎn)品展開尺寸，公式是： D毛= （1） 式中：D毛——毛坯直徑 dp——凸緣直徑，加上切邊余量 d——拉深直徑 r——拉深圓角 H——拉深高度 經(jīng)過計算： D毛2 =252－1.7210.9（1.75+2.25）－0.56（1.752-2.252）+410.923.9 =625―75+1.12+1042.04=1593.16 計算，得 D毛=40.27,取D毛=40。 圖2. 下料圖 Fig2 Discharge diagram 3.2 拉深次數(shù)的確定 本拉深件為

22、有凸緣筒形件，拉深系數(shù) (2) 式中：mt——拉深系數(shù) d——工件筒形部分直徑 D——毛坯直徑 通過查表，計算，制件總拉深系數(shù)為 此處已刪除 （3.47）、（3.48） 厚度 H=Kd（≥15mm） （18） 式中：d——沖裁件的最大外形尺寸， K——系數(shù) d1=379, d2=40查表得K=0.09 則 H1=0.0

23、9379=34.11mm 凹模壁厚c=（1.0～1.5）H（≥30～40mm）=34～51取50。 閉模高度h=254.5 凹模厚度C=（1.0～1.5）H 所以D1=450mm，H1=130mm，由《模具設計指導》表。一般級進模設計沒有標準模架。根據(jù)凹模，定位和卸料裝制的平面布置，確定模座位的形狀和尺寸。模座外形尺寸應比凹模相應尺寸大40~70mm。根據(jù)本課題制件特點選用四導柱滾動導向模架。采用四導柱滾動導向模架其優(yōu)點是導向精度高、運動剛性好、使用壽命長，主要用于高精度、高壽命的硬質(zhì)合金沖模、高速精密級進模等。設計采用滾動導向裝置。滾動導向是通過鋼球在導柱、導套間有0.01mm~0.

24、02mm過盈量，在沖壓力的作用下上模沿導柱上下做純滾動運動。滾動導向是無間隙的，故常用于高精度、長壽命和薄料、小間隙多工位級進模。 圖6 整體裝配圖 Fig6 The overall assembly drawing 表2 四導柱鋼板模版零件參數(shù) Tab2. Four pillar plate template parts parameters 凹模周界 配用模架閉合高度H 孔距尺寸 45013035 最小 240 最大 270 S S1 零件名稱及標準編號 上墊板 凹模 固定板 卸料板 45013010 45013050 450

25、13018 45013020 圓柱銷 卸料螺釘 螺釘 螺釘 圓柱銷 φ1080 M860 M1080 M1050 φ840 由凹模周界尺寸及模架閉合高度在240~270mm之間，查《模具設計指導》表5-7選用標準模架： 四導柱鋼板模架，上模座52027045，下模座52027050，導柱32140，28140，導套508060，導套458060。[9] 7 模具零件的結構設計 7.1 拉深凸模的設計 7.1.1 凸模1 材料：Cr12MoV，硬度：58～62HRC，以臺階固定在固定板里，過盈配合，過盈量0.02-0.03。 圖7 拉深凸模1 F

26、ig7 Deep drawing of the punch 1 7.1.2 凸模2 材料：Cr12Mov，硬度：55～58HRC，以臺階固定在固定板里，過盈配合，過盈量0.02-0.03。 圖8 拉深凸模2 Fig8 Deep drawing of the punch 2 7.1.3 凸模3 材料：Cr12Mov，硬度：55～58HRC，以臺階固定在固定板里，過盈配合，過盈量0.02-0.03。 圖9 拉深凸模3 Fig9 Deep drawing of the punch 3 7.1.4 凸模4 材料：Cr12Mov，硬度：55～58HRC，以臺階

27、固定在固定板里，過盈配合，過盈量0.02-0.03。 圖10 拉深凸模4 Fig10 Deep drawing of the punch 4 7.1.5 凸模5 材料：Cr12Mov硬度：55～58HRC 圖11 預孔凸模 Fig11 Advance of the punch holes 圖12 導正孔凸模 Fig12 The Pilot hole of the punch 7.1.6 翻孔凸模 材料：Cr12Mov，硬度：55～58HRC。 圖13 翻孔凸模 Fig13 Hole flanging punch 7.2 凹模的設計

28、 材料：Cr12Mov，硬度：55～58HRC。 圖14 凹模 Fig14 Concave die 8 裝配模具 以凹模為裝配基準件。首先要確定凹模在下模板上的位置，安裝凹模組件，確定凹模組件在下模板上的位置，然后用平行板將凹模組件和下模板夾緊，在下模板上劃出彎曲孔線，進而安裝好下模板上的其他組件。然后檢查上模部分各個零件尺寸是不是滿足裝配技術條件要求，安裝上模，同時調(diào)整沖裁間隙和拉深間隙，將下模系統(tǒng)各零件分別裝于下模座內(nèi)，安裝模具的樹脂壓縮部分，按沖模技術條件進行總裝配檢查檢驗，試沖[10]。 設計小結 此次畢業(yè)設計是在學完沖壓工藝與模具設計，模具制造工藝和大

29、部分專業(yè)課的基礎上進行的。這次設計使我能夠綜合運用沖壓工藝與模具設計中的基本理論，結合生產(chǎn)中所學的新知識、獨立分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個低中等復雜程度的冷沖壓模具的能力。通過分析，擬定設計方案，完成模具結構設計等一系列復雜工作，最終完成此次的設計任務。 通過這次設計使我初步具備了設計一個低中等復雜程度的沖壓模具的工藝規(guī)程和掌握運用模具設計的基本原理和方法，同時也學會了熟練運用有關參考資料，圖表等基本技能，增強了自我的讀圖和繪圖能力，從而使我在能力方面又提高了一個臺階，為今后從事的工作打下了良好的基礎。 參考文獻 [1]朱光力.模具設計與制造實訓[M].北京：高等教

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34、多方面能力都得到了提高。通過這次畢業(yè)設計，綜合運用了本專業(yè)所學課程的理論知識進行一次冷沖壓模具設計，通過實際設計從而培養(yǎng)和提高了自己的獨立工作能力，鞏固并擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的基本方法和步驟，理解了冷沖壓模具設計的基本要點，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應規(guī)范和標準，同時對各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高，提高了查閱設計資料和手冊的能力，熟悉了設計中的標準和規(guī)范等。 在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。由于本人的設計能力有限，懇請老師們多多指教,我十分的樂意接受你們的批評與指正。 16