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1、目录目录摘要.IAbstract.II第一章 绪论11.1多工位级进模研究现状11.2多工位级进模发展趋势21.3多工位级进模设计要点41.3.1产品的展开计算与排样41.3.2镶块设计41.3.3模板设计51.3.4其他零件设计5第二章 冲压件工艺分析72.1制件零件图72.2制件三维图72.3制件结构工艺分析82.3.1制件的结构82.3.2制件的材料82.3.3制件的结构工艺分析82.4制件展开长度的计算9第三章 冲裁工艺方案及排样设计10 3.1冲裁工艺方案的确定103.2设计冲裁刃口103.3排样设计11第四章 模具设计计算124.1排样条料宽度、步距、材料利用率的计算124.1.1
2、条料宽度的计算124.1.2确定步距134.1.3计算材料利用率134.2冲压力的计算144.2.1冲裁力的计算144.2.2.弯曲力的计算154.2.3推件力、卸料力的计算164.2.4总冲压力164.3合理选用压力机164.4计算压力中心174.4.1确定压力中心的目的174.4.2确定压力中心的方法174.4.3计算压力中心位置184.5刃口尺寸的计算214.5.1确定凸凹模刃口尺寸的原则214.5.2刃口尺寸计算公式214.6弯曲工作部分尺寸计算234.6.1镶块圆角半径234.6.2凸模圆角半径rA244.6.3凹模工作部分深度244.6.4弯曲凸模和凹模的间隙24第五章 模具的整体
3、结构设计245.1模具类型的选择245.2操作方式及送料方式255.3模具的导料装置255.4 工位间距的定距及导正方式265.5卸料及出件方式265.6模架及其组成零件265.6.1模架265.6.2模架的导向装置275.6.3模柄285.6.4上、下模座285.6.5凸模固定板、垫板285.7其它辅助零件295.7.1紧固件295.7.2限位装置295.7.3弹性元件29第六章 主要零部件的设计306.1凹模设计306.1.1凹模结构分析306.1.2凹模外形尺寸的确定306.1.3凹模刃口形式316.1.4凹模所有刃口尺寸标注316.2凸模设计326.2.1凸模结构326.2.2凸模长度
4、的确定336.2.3凸模刃口尺寸336.3模架376.4模柄376.6卸料螺钉386.7弹性元件396.8导正钉40第七章 模具装配图407.1总装配图407.2模具的装配417.2.1确定装配顺序417.2.2装配技术要求417.3模具的调试42结论43致谢44参考文献45附录46附表534华东交通大学毕业设计第一章 绪论1.1多工位级进模研究现状多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完
5、成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：1）在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。2）由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题。设计时还可根据模具强度和模具
6、的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。3）多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。4）多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，操作安全，具有较高的生产效率。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达50多个，冲压速度达1000次分以上。5）多工位级进模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速，方便，可靠。所以模具工作零件
7、选材必须好（常采用高强度的高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料），必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造模具。6）多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm)、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。用这种模具冲制的零件，精度可达IT10级。由上可知，多工位级进模的结构比较复杂，模具设计和制造技术要求较高，同时对冲压设备、原材料也有相应的要求，模具的成本高。因此，在模具设计前必须对工件进行全面分析，然后合理确定该工件的冲压成形工艺方案，正确设计模具结构和模具零件的加工工艺规程，以获得最佳的技术经济效益。1.2多工位级进模发展趋势随着与国际接轨的脚步不
8、断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow等CAE软件，并成功应用于多工位级进模的设计中。目前，以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步。例如，吉林大学汽车覆盖件
9、成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等。而多工位级进模技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。专家认为，未来多工位级进模具制造技术有以下几大发展趋势：1）全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/C
10、AM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。2）高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业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、集成化方向发展。3）模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研
11、制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十二五”期间将发挥更大的作用。4）电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。5）提高模具标准化
12、程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到40%左右。国外发达国家一般为80%左右。6）优质材料及表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。7）模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。8）模具自动加工系统的发展
13、这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.3多工位级进模设计要点1.3.1产品的展开计算与排样读懂产品图后，首先要进行展开计算，产品的展开尺寸一般是通过经验公式得来的，也有的是通过软件计算得来的。无论用哪种方法，应该保证计算结果是在允许的范围内。因为一旦展开尺寸计算错了，最后的产品一定是不合格的，再改正会很麻烦。所以应该对展开计算的结果进行验算，以保证展开尺寸准确无误。设计排样图的过程，就是确定模具结构的过程，如果排样图确定了，那么模具的基本结构也就确定下来了。所以，在进行
14、排样设计时，要从全局进行详尽的考虑，不能受限于局部结构，而且还要多注意细节。例如：在分配每一步工位时，不但要考虑哪一工位冲裁，哪一工位折弯，哪一工位成形，还要考虑各个镶块应如何排布，排布的空间够不够，各个镶块之间有没有相互影响。对于冲裁的工位，应主要考虑冲裁力如何分布均匀合理，冲裁模强度是否能够保证，复杂的冲裁应适当分解。对于折弯和成形等工位，则应考虑是否能一次成形，如果没有把握，应增加一步预成形或空步，以方便模具调整。对于平面度要求高或成形中易形成翘曲的产品，应增加校平工位来保证平面度。在排布工位顺序时，应注意前后工位不能有影响，否则应调整工位顺序。例如：在进行Z字形弯曲时，如果Z字形弯曲面
15、上有冲孔且冲孔位置有较严格的公差要求，那么就应该先进行Z字形弯曲，然后再冲孔，这样就保证了冲孔的位置。级进模的最后工位是很重要的工位，因为它涉及到产品如何从模具中取出。一般的出件方式主要包括吹出和落下，有的特殊产品也需要机械手取件。不论哪种方式，都需要进行切断，切断处的大小尺寸和位置要经过仔细考虑，因为它们不但影响到模具的出件，还影响到条料能否稳定、顺利地送进。而如果采用落料的出件方式，切断处的毛刺方向与其它位置是相反的，这要同产品设计人员进行研讨后才能确定。设计排样时，在保证条料能顺利送进和稳定生产的前提下，应尽量减小料宽和步距，以降低钣金零件的成本。1.3.2镶块设计冲裁凸模：裁凸模的形状是由产品的形状决定的，它可以采用直身结构也可采用加强型结构。主要的固定方式有：挂台固定、销钉固定、螺丝固定、压块固定、顶丝固定。这其中挂台固定最安全可靠，销钉固定不常用，其它3种固
