電極片沖孔、落料、彎曲連續(xù)模設計（有cad圖）帶CAD圖

電極片沖孔、落料、彎曲連續(xù)模設計（有cad圖）帶CAD圖,電極,沖孔,落料,彎曲,連續(xù),設計,cad 湖南工學院20 11 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書 系： 機械工程系 專業(yè)： 材料成型及控制工程 指導教師 楊國輝 學生姓名 曾威 課題名稱 電極片沖孔落料彎曲連續(xù)模設計 內容及任務 根據所給定的零件產品（如下圖所示），設計出沖孔落料彎曲連續(xù)模 1、繪制產品零件圖。 2、繪制模具裝配圖。 3、繪制整套模具零件圖，標準件除外。 4、編寫設計說明書。 5、自選一個重要模具零件編制加工工藝路線，進行相關的計算，并編制加工工藝卡和工序卡。 擬達到的要求或技術指標 按照“湖南工學院畢業(yè)設計（論文）工作管理規(guī)定”，本課題設計要求及技術指標如下： （一）模具 1、保證規(guī)定的生產率和高質量產品的同時，力求成本低、壽命長。 2、模具結構設計合理，工藝性好，具有一定的創(chuàng)新性。 3、操作安全、方便，易于維修，便于管理。 4、在保證模具強度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調。 （二）設計圖紙 1、模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰，各項內容符合標準要求。 2、設計圖紙應符合學校的要求，不少于3張零號圖紙的結構設計圖、裝配圖和零件圖，其中應包含一張以上用計算機繪制的具有中等難度的1號圖紙，同時至少有折合1號圖幅以上的圖紙用手工繪制。 （三）設計說明書 1、資料數據充分，并標明數據出處。 2、計算過程詳細、完全。 3、公式的字母含義應標明，有時還應標注公式的出處。 4、內容條理清楚，按步驟書寫。 5、說明書按照學校的有關規(guī)定，編寫不少于12000字的設計說明書，同時上交電子文檔。 （四）其他要求 1、查閱到10篇以上與題目相關的文獻 1. 2、翻譯一篇本專業(yè)外文文獻（10000個以上印刷符號），并附譯文。 進度安排 2011年 3月21日~ 3月27日 3月28日~4月5日 4月6日~4月25日 4月26日~5月8日 5月9日~5月12日 5月13日~5月30日 6月1日~6月10日 完成畢業(yè)設計的選題和開題報告； 進行畢業(yè)實習及調研； 進行工藝及結構設計； 繪制裝配圖和零件圖； 對整個設計進行合理性檢查； 撰寫設計說明書及畢業(yè)答辯的準備； 畢業(yè)設計答辯。 主要參考資料 [1]萬戰(zhàn)勝 《沖壓工藝及模具設計》 北京：中國鐵道出版社，1995年1月 [2]王新華《沖模結構圖冊》北京：機械工業(yè)出版社，2003年4月 [3]邱永成 《多工位級進模設計》國防工業(yè)出版社，1987年4月 [4]夏琴香 《沖壓成型工藝及模具設計》華南理工大學出版社，2004年5月 [5]國家標準總局. 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Journal of Food Engineering，1998，37（4）：353~365. 教研室 意見 年 月 日 系主管領導意見 年 月 日 湖南工學院畢業(yè)設計(論文)工作中期檢查表 題目 電極片沖孔落料彎曲連續(xù)模設計 學生姓名 曾威 班級學號 2132070328 專業(yè) 材料成型及控制工程 指 導 教 師 填 寫 學生開題情況 已開題 學生調研及查閱文獻情況 已進行 畢業(yè)設計（論文）原計劃有無調整 無 學生是否按計劃執(zhí)行工作進度 是 學生是否能獨立完成工作任務 能 學生的英文翻譯情況 較好 學生每周接受指導的次數及時間 3次，6小時 畢業(yè)設計（論文）過程檢查記錄情況 較好 學生的工作態(tài)度在相應選項劃“√” □認真 □一般 □較差 尚存在的問題及采取的措施： 1 專業(yè)知識還不夠好，還有待提高； 2 在設計過程中所犯的錯誤比較多； 3 專業(yè)英語水平有待提高 措施：多于同學和老師交流，多查閱參考資料。 指導教師簽字： 年 月 日 系部意見： 負責人簽字： 年 月 日 湖南工學院2011 屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 系： 機械工程系 專業(yè)： 材料成型 學生姓名 曾威 學 號 212070328 班 級 成型0703 專 業(yè) 材料成型及控制工程 指導教師姓名 楊國輝 課題名稱 電極片沖孔落料彎曲連續(xù)模設計 評語：（包括以下方面，①學習態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻能力、計算機應用能力；③學術水平或設計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導教師評定成績 分值： 指導教師簽字： 年 月 日 湖南工學院畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查表 題 目 電極片沖孔落料彎曲連續(xù)模設計 學生姓名 曾威 學??? 號 212070328 專 業(yè) 材料成型 指導教師 楊國輝 內容綜述（對畢業(yè)設計或論文的研究步驟和方法、主要內容及創(chuàng)新之處進行綜述，提出答辯申請）： ???? ?? ?申請人簽名：曾威 日期： 資? 格? 審? 查? 項? 目 是 否 01 工作量是否達到所規(guī)定要求 ? ? 02 文檔資料是否齊全（任務書、開題報告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關附件資料等） ? ? 03 是否完成任務書規(guī)定的任務 ? ? 04 完成的成果是否達到驗收要求 ? ? 05 是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設計（論文） 指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查小組意見： 符合答辯資格，同意答辯 □????? 不符合答辯資格，不同意答辯□ 審查小組成員簽名： ? ??? 年??? 月??? 日 注：此表中內容綜述由學生填寫，資格審查項目由指導教師填寫。 湖南工學院2011屆畢業(yè)設計（論文）答辯及最終成績評定表 系： 機械工程系 專業(yè)：材料成型 學生姓名 曾威 學號 212070328 班級 成型0703 答辯 日期 課題名稱 電極片沖孔落料彎曲連續(xù)模設計 指導 教師 楊國輝 成 績 評 定 分值 評 定 小計 課題介紹 思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學，分析歸納合理，結論嚴謹，設計（論文）有應用價值。 30 答辯 表現 思維敏捷,回答問題有理論根據，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。 必 答 題 40 自 由 提 問 30 合 計 100 答 辯 評 分 分值： 答辯小組長簽名： 答辯成績a： ×40％＝ 指導教師評分 分值： 指導教師評定成績b： ×40％＝ 評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績c： ×20％＝ 最終評定成績： 分數： 等級： 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 說明：最終評定成績＝a+b+c，三個成績的百分比由各系自己確定，但應控制在給定標準的10％左右。 湖南工學院畢業(yè)設計(論文)開題報告 題　目 電極板沖孔模設計 學生姓名 曾 威 班級學號 212070328 專業(yè) 材料成型及控制工程 一、課題的目的和意義： 沖壓加工作為一個行業(yè)，在國民經濟的加工行業(yè)中占有重要地位。根據統(tǒng)計，沖壓件在各個行業(yè)中均占有相當大的比重，尤其在汽車、電機、儀表、軍工、家電等方面所占比重更大。采用沖壓模具生產零部件，具有生產效益高，質量好，成本低，節(jié)約能源和原料等一系列優(yōu)點，它已成為當代工業(yè)生產中的重要手段和工藝發(fā)展方向。 模具工業(yè)已被我國正式確定為基礎產業(yè)，早在“十五”期間就被列為重點扶持產業(yè)。從1997年開始，我國模具工業(yè)產值超過了機床工業(yè)產值。因此模具對國民經濟和社會發(fā)展起著舉足輕重的作用。 冷擠壓是一種先進的少無切削加工工藝之一。它是在常溫下，使固態(tài)的金屬在巨大壓力和一定的速度下，通過模腔產生塑性變形而獲得一定形狀零件的一種加工方法。冷擠壓的工藝過程是：先將經處理過的毛坯料放在凹模內，借助凸模的壓力使金屬處于三向受壓應力狀態(tài)下產生塑性變形，通過凹模的下通孔或凸模與凹模的環(huán)形間隙將金屬擠出。它是一種在許多行業(yè)廣泛使用的金屬壓力加工工藝方法。 冷擠壓過程的關鍵問題是想法降低材料的變形抗力，提高模具的承載能力。 本次畢業(yè)設計，指導老師給我安排的是萬向節(jié)軸套反擠壓模設計。經過回顧大學所學的專業(yè)知識，參考相關文獻資料，以及指導老師指導之后，我初步理清了本次設計的基本思路，掌握了有關畢業(yè)設計的基本方法。希望通過完成本次設計，我能更好地了解模具設計過程，進一步的掌握模具的相關結構，為今后步入模具行業(yè)打好堅實基礎。 二、文獻綜述 1、中國沖壓模具的發(fā)展現狀 中國沖壓模具的發(fā)展現狀改革開放帶了我國的經濟進入高速發(fā)展的時期，模具的市場的需求量也進一步的增加。模具行業(yè)也一直以15%左右的增速再發(fā)展。因此帶來的模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分的巨大變化，一些國有專業(yè)模具廠也如雨后春筍般的建立起來，同時也帶來了以集體、獨資、私營和合資等形式的快速發(fā)展。 賦有“模具之鄉(xiāng)”的浙江寧波和黃巖地區(qū)是現今我國規(guī)模最大的兩個地方；廣東地區(qū)也漸漸掀起了開建模具廠的浪潮；其中科龍、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資或是外商獨資形式的模具企業(yè)現也有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。 2、中國沖壓模具的發(fā)展方向 模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工國外近年來發(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、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、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)模具掃描及數字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，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控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數據，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也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質材料及先進表面處理技術選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術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發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發(fā)展趨勢。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統(tǒng)；有質量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 我國沖壓模具與發(fā)達國家企業(yè)之間的差距不小，因此要發(fā)揮整體優(yōu)勢和綜合競爭力，要加強統(tǒng)籌協(xié)調、完善合作機制，創(chuàng)造性地工作。也需要加大對模具相關專業(yè)人才的綜合素質培訓投入。 三、設計任務書 1、課題名稱 課題名稱為萬電極板沖孔模設計，電極板如上圖所示；材料為10鋼，料厚5mm,小批量生產。 2、設計內容與步驟 （1）沖壓零件的工藝性分析：材料的擠壓性能分析、結構形狀工藝性分析、尺寸的工藝性分析、精度的工藝性分析等。 （2）沖壓工藝的總體方案的分析和確定：單工序模方案、復合模方案、級進模方案的對比，最終確定的方案； （3）基于所確定的總體方案，進行排樣設計：擬定工位數、各工位的沖壓性質和沖壓順序，繪制板料的排樣圖； （4）基于總體方案和排樣方案，進行工藝計算，如：凸凹模尺寸及偏差、間隙、變形力、壓力中心、卸料力等計算； （5）模具關鍵結構的方案設計：凸凹模結構形式、導向、導料、定位、卸料等； （6）模具總體結構設計與確定：基于上述內容，設計并確定模具總體結構，描述模具的工作原理和工藝動作，并繪制二維裝配圖和相應的三維圖； （7）選擇合理的沖壓設備（考慮設備噸位與變形力的吻合、沖壓封閉高度與設備裝模高度的吻合、模具的平面尺寸與設備工作臺面尺寸的吻合等）； （8）進行模具零件的詳細設計：確定模具中的標準件（聯(lián)結零件：螺釘、銷釘、彈性元件等）的型號和數量，對模具中的非標準件進行詳細的結構尺寸設計，繪制相應的二維零件圖； （9）編制模具中主要零件的制造工藝方案和加工方法； （10）撰寫設計說明書； （11）所有設計文檔、資料的整理、收尾、答辯。 3、繪圖任務 （1） 模具總裝配圖 （2） 模具零件圖 （3） 模具總成三維圖（可選） （4） 模具主要零件三維圖（可選） 四、設計過程進度計劃 （1）第五周（2011-3-21～2011-3-27）：完成以下航設計內容中的“1-2” （2）第六周（3-28～4-3）：完成以上設計內容的“3-5” （3）第七八周（4-4～4-17）：完成以上設計內容的“6-7” （4）第九十周（4-18～5-1）：完成以上設計內容的“8” （5）第十一、十二周（5-2～5-15）：完成以上設計內容中的“9” （6）第十三、十四周（5-16～5-29）：完成以上設計內容中的“10” （7）第十五周（5-30～6-5）：完成以上設計內容中的“11” 指導教師批閱意見 指導教師(簽名)： 年 月 日 湖南工學院畢業(yè)設計(論文)工作中期檢查表 題目 電極板沖孔模設計 學生姓名 張亮 班級學號 212070352 專業(yè) 材料成型及控制工程 指 導 教 師 填 寫 學生開題情況 學生調研及查閱文獻情況 畢業(yè)設計（論文）原計劃有無調整 學生是否按計劃執(zhí)行工作進度 學生是否能獨立完成工作任務 學生的英文翻譯情況 學生每周接受指導的次數及時間 畢業(yè)設計（論文）過程檢查記錄情況 學生的工作態(tài)度在相應選項劃“√” □認真 □一般 □較差 尚存在的問題及采取的措施： 指導教師簽字： 年 月 日 系部意見： 負責人簽字： 年 月 日 湖南工學院畢業(yè)設計（論文）評閱評語表 題　　目 電極片沖孔落料彎曲連續(xù)模設計 學生姓名 曾威 班級學號 212070328 專業(yè) 材料成型及控制工程 評閱 教師姓名 職稱 工作單位 評分內容 具 體 要 求 總分 評分 開題情況 調研論證 能獨立查閱文獻資料及從事其他形式的調研，能較好地理解課題任務并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 10 外文翻譯 摘要及外文資料翻譯準確，文字流暢，符合規(guī)定內容及字數要求。 10 設計質量 論證、分析、設計、計算、結構、建模、實驗正確合理。 35 創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進或獨特見解，有一定實用價值。 10 撰寫質量 結構嚴謹，文字通順，用語符合技術規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字數要求。 15 綜合能力 能綜合運用所學知識和技能發(fā)現與解決實際問題。 20 總評分 評閱教師 評閱意見 評閱成績 總評分ⅹ20% 評閱教師簽名 日期 電極片沖孔、落料、彎曲連續(xù)模設計 摘要 本次設計是在沖壓模具設計過程中結合生產實際，首先研究沖壓成形的基本理論,然后運用基本理論對該制件的基本工序的特點、性質、規(guī)律進行了分析、研究和探討。以沖孔、落料、彎曲工序為重點確定沖壓工藝方案, 在工藝分析的基礎上提出幾種可行的工藝方案，用技術經濟分析方法確定了最佳工藝方案，進行了工序的組合。在制件的整體結構的設計中，還要進行模具中各個零件的設計及選擇和某些零件相關尺寸的計算及校核，如確定凹模尺寸、凸模尺寸，確定凸、凹模的結構形式，并對其進行強度校核。然后是模具的零件設計，主要是導柱、導套的設計選擇，卸料板的選擇及其厚度的確定，固定板的尺寸確定。確定模具上下模座的形式及其厚度。 在沖孔、落料、彎曲級進模具的設計過程中，我收集了大量的材料去研究沖模的設計過程，參考了大量的關于沖壓模設計及沖壓工藝的書籍和技術資料，研究本沖壓模設計的每一個要點，對每一個零件的設計都驗證了其合理性，刻苦鉆研復合模設計的過程，及時發(fā)現問題并找指導老師解決。在設計本模具的過程中我對模架的強度，需加的墊板，彈簧的力與卸料力的比較都進行了相應的計算選擇和校核。另外在生產條件下進行了驗證，保證了該工藝的可行性，為縮短產品生產周期、節(jié)省原材料及大批量生產創(chuàng)造了條件。對此次設計的設計要點，本文進行了以下幾方面研究： 1.應用繪圖軟件AutoCAD進行零部件設計，減少了試模次數，提高了生產效率，節(jié)省成本； 2.本次設計的模具采用了沖孔落料彎曲級進模，節(jié)省人力，節(jié)省了工序，從真正意義上實現高效率的生產； 3.本次的設計結果是可行的，可以在具體生產中應用； 4.通過計算，凸模要加上墊板增加其強度 5.考慮了刃口的增減性，在進行沖壓時，凸模刃口尺寸減小，凹模刃口尺寸增大。沖裁間隙選用最小合理間隙 關鍵詞：電極片，沖孔，彎曲，落料，連續(xù)模設計 Abstract The stamping design is combined with producing reality ,I resesrched the process with the fundamental theory first,then studied working procedure with priority while ascertaining the stamping scheme on the industrial analysis basis, used technical analysis method to ascertain the best scheme, carried out the combination with working procedure. After that, I selected the pulling deep forming ,designed entire structure. And then the mould part design,including guide pin.I ascertained the material board and their thickness, the dead plate dimension , the person fixes about unnatural thickness , model seat form and their thickness. In the design process of pulling depths ,I searched large amount of books and technical data of designing and stamping a model ,collected large amount of material and references. I have studied every essential part in this compound stamping model design , verified the rationality to every part design , dug into the process of the compound model design assiduously , discovered every problem in time and looked for a teacher explain that.In this process I studied the intensity of the mould designing capital to the model , the need of adding backing board,how to choose spring force and proofread with removing the calculation, expected that the force comparison has all carried out with more advantages.I have carried out verification under producing condition , ensured the handicraft feasibility's turn to shorten the production cycle , to make full use of raw material . Several aspects of designing that essential main body has carried out and the main part of designing are following: 1. I applied the designing software AutoCAD into the progress of designing components,this has decreased the number of times of experimenting model , improved efficiency, minimized cost; 2. The mould design has economized manpower , working procedure , realized high efficiency with high significance; 3. The design result is feasible , can be applied into real production; 4. Increased whose intensity by adding protruding model with backing board 5. When stamping are carried out ,the adding or subtracting of a cutting edge dimension should be considered. I selected and used the minimal rational gap according to cutting a gap. Key words: Electrode piece, punching, bending，blanking，Continuous mold design 目 錄 第一章 引言 1 1.1 多工位級進模的含義 1 1.2 多工位級進模的特點 2 1.3 多工位級進模的分類 3 1.3.1按沖壓的特點分類 3 1.3.2按被沖壓的制件名稱分類 3 1.4 多工位級進模的應用 4 1.4.1多工位級進模的使用條件 4 1.4.2多工位級進模的應用 5 1.5 沖壓技術的現狀及發(fā)展方向 5 1.5.1 步距與定距方式 8 1.5.2 排樣圖設計 9 1.6級進模的發(fā)展狀況 10 第二章 零件工藝性分析 12 2．1 工件結構形狀分析 12 2.2 工件尺寸精度、粗糙度、斷面質量分析 13 2．2.1 尺寸精度 13 2.2.2 沖裁件斷面質量分析 13 2.2.3 產品材料分析 13 第三章 排樣分析與設計 14 3.1 排樣分析 14 3.1.1 沖壓件的尺寸精度 14 3.1.2 考慮沖壓件的生產批量 14 3.1.3 提高原材料利用率 14 3.1.4 模具形式 14 3 .2 排樣設計 15 3.2.1 豎排 15 3.2.2 對頭雙排 18 第四章 電極片沖壓工藝計算 20 4.1 沖壓力的計算 20 4.2 初選壓力機 21 4.3 校核壓力機 21 4.4 凸、凹模刃口尺寸的計算 22 4.4.1 凸、凹模刃口尺寸的計算原則 22 4.4.2 計算 22 4.5 模具壓力中心的設計計算 24 第五章 模具工作過程 27 第六章 模具總體結構設計 28 6.1 模具的形式 28 6.2 定位裝置 28 6.3 卸料裝置 28 6.4 導向零件 29 6.5 模架形式 30 第七章 主要零部件的設計 31 7.1 凸、凹模設計 31 7.1.1 凸模設計 31 7.1.2 ?凹模設計 33 7.2 主要零部件設計 34 7.2.1模架 34 7.2.2 模柄 35 7.2.3 支撐零件 36 總 結 42 參考文獻 43 致 謝 44 第一章 引言 1.1 多工位級進模的含義 沖模按其功能和模具結構，有單工序模、復合模和級進模之別。它們都是借助壓力機，將被沖的材料放入凸、凹模之間，在壓力機的作用下使材料產生變形或分離，完成沖壓工作。 ①單工序模 指在壓力機的次行程中，完成一道沖壓工序的沖模。 ②復合模 指模具只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，完成兩個或兩個以上的沖壓工序的沖模。 ③級進模 又稱跳步模，連續(xù)模和多工位級進模，指模具上沿被沖原材料的直線送進方向，具有至少兩個或兩個以上的工位，并在壓力機的一次行程中，在不同的工位上完成兩個或兩個以上沖壓工序的沖模。常見的沖壓工序有沖孔（圓孔和異形孔、窄縫、窄槽等）、壓彎（一次壓彎和多次壓彎）、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。 級進模在過去，因技術水平的限制（主要是制造高精度困難），工位數相對較少，3～5個常見，10個工位的就算多了，10個工位以上的就很少見了，所以多工位這個詞過去很少聽到。近年來由于對沖壓自動化、高精度、長壽命提出了更高要求，模具設計與制造高新技術的應用與進步，工位數已不再是限制模具設計與制造的關鍵，從目前了解到的情況，工位間步距精度可控制在之內，工位數已達幾十個，多的已有70多個。沖壓次數也大大提高，由原來的每分鐘沖幾十次，提高到每分鐘沖幾百次，對于純沖裁高達1500次/min（帶彎曲的加工500～600次/min），級進模的重量也由過去的幾十公斤增加到幾百公斤，直至上噸。沖壓方式由早期的手工送料、手工低速操作，發(fā)展到如今的自動、高速、安全生產。調整好后的模具在有自動檢測的情況下實現無人操作。模具的總壽命由于新材料的應用和加工精度的提高，也不是早先的幾十萬次，而是幾千萬次、上億沖次。當然級進模的價格和其他模具相比要高一些，但在沖件總成本中，模具費用所占的比例還是很少。 由此可見，多工位級進模是當代沖壓模具中生產效率最高、最適合大量生產應用，已越來越多地被廣大用戶認識并使用的一種高效、高速、高質、長壽的實用模具 多工位級進模的應用，反映在模具結構設計方面，它代表了對材料沖壓工藝和變形規(guī)律的全面認識，以及對該方面實踐經驗綜合應用的水平高低。反映在模具制造方面，集中體現了當代最先進的精密模具加工技術的發(fā)展與實踐。例如精密電火花切割、精密成形磨、坐標磨、光學曲線磨等工藝的成熟應用。 因此，多工位級進模的廣泛應用，展示了現代沖壓模具水平的一個重要標志。近幾年來，隨著模具技術的迅速發(fā)展，模具設計制造已成為一個行業(yè)越來越引起人們的重視。為此，金屬板料冷沖壓是一種在工業(yè)中應用廣泛的加嵥方法。隨著市唺競爭日趨加劇，產品質量不斷提高，對生產的安?性、操作的方便?等要求也日益提高。模具作為沖壓生產皀垺本要素，其設計制造技術受到普遍重視，模具工業(yè)被認為昮哽民經濟的基礎工業(yè)，國際模具協(xié)會認為：模具是進入富裕礞會的原動力。 1.2 多工位級進模的特點 就其沖壓而言，多工位纇進模和其他沖模相比，其主要特點如下。 ①所使用的材料主要是黑色或有色金屬，材料的形狀多為具攉一定寬度的長條斉、帶料或卷料。因為它是在連續(xù)的幾乎不間斷的情況下進行沖壓工佐，所以要求使用的條料應趂長越好。 為了能保證制件在尺寸和形狀誤差方面有較好的一致性，要求材料有較高的厚度精度和較為均勻的力學性能。尤其對于有壓彎和成形的制件，如果材料厚度誤差大，材料的軟硬狀態(tài)從料頭至料尾，邊緣和中間都不均勻，相對軋制方向的各向異性較大，則彎曲后角度誤差、彎曲邊長度誤差等都會很大。 料寬根據制件的排樣決定，太寬了，影響送料通暢；寬度太小，影響定位。 ②所用的壓力機剛度要足夠，精度好，而且滑塊要能長期承受較大的側向力。一旦發(fā)生故障，壓力機有急停功能。 壓力機的行程相對較?。ㄒ驔_壓過程中模具的導柱導套一般不能脫開），最適宜使用可調行程的壓力機，在模具工位相對較少、沖壓力較小和沖壓次數較低的情況下，開式壓力機用得較多；而在模具工位數較多、沖壓力較大和沖次較高的情況下，使用閉式壓力機比較合適。 一般都配有自動送料器，對于厚料，還要有相應的開卷、較平機。 ③送料方式為按“步距”間歇或直線連續(xù)送給。多工位級進模“步距”精度的控制是由壓力機上的送料裝置和模具上的用于定位的導向裝置等共同精度定位得到保證的。模具的“步距”精度可以控制在小于?！安骄唷钡扔谇昂髢晒の婚g距，在同一副模具，要求這個距離加工成絕對一致。 ④沖壓的全過程在未完成成品件前的毛坯件始終不離開（區(qū)別于多工位傳遞模）條料和載體。在級進模中，所有工位上的沖裁，那些被沖掉的部分都是無用的工藝或設計廢料，而留下的部分被送到模具的下一工位上繼續(xù)被沖壓，完成后面的工序。各工位上的沖壓工序雖獨立進行，但制件與條料始終連接在一起，直到最后那個工位需要落料時，合格制件才被分離條料沖落下來（一般由凹模落料孔中下落，也有沖落后的制件又被頂入到條料的原位，在后面的工位再頂出。 ⑤適合大批量中小型定型產品零件的生產，沖壓精度高，相當于IT10～IT13。尺寸一致性好，沖件均具有很好的互換性。 ⑥生產率高。 ⑦在一副模具的不同的工位上，可以完成多種性質的沖壓工序。例如沖孔、沖窄槽、落料、壓彎、壓包、壓筋、翻邊、翻孔、鐓壓、拉深、切邊、疊壓、壓鉚、攻螺紋、鎖緊等。所以多工位級進模是集各種沖壓于一體，功能最多的高效模具，它只需用一臺壓力機，而單工序模則需用多副模具、多臺壓力機完成同類的加工。 ⑧模具綜合技術含量高。 ⑨可以實現自動化生產。 ⑩模具制造周期長、成本高。工作零件采用超硬材料制造，模具壽命長。 級進模的缺點是結構復雜，制造精度高，周期長，成本高。因為級進沖模是將工件的內、外形逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差，較難穩(wěn)定保持工件內、外形相對位置的一次性。但精度高的零件，并非全部輪廓的所有內、外形相對位置要求都高，可以在沖內形的同一工位上，把相對位置要求高的這部分輪廓同時沖出，從而保證零件的精度要求。 1.3 多工位級進模的分類 級進模的分類與名稱因前提不同而不同，大致有如下幾種。 1.3.1按沖壓的特點分類 如以沖裁為主的有沖孔－落料級進模；以彎曲為主的沖廢料－壓彎－切斷級進模；以拉深為主的多工位連續(xù)拉深模和沖窄縫拉深多次拉深整形落料級進模；以成形為主的沖孔－翻邊－壓包－落料級進模等。 1.3.2按被沖壓的制件名稱分類 28L集成電路引線框級進模、傳真機左右支架級進模、動簧片多工位級進模、端子接片多工位級進模等。 按工位數＋制件名稱分類 32工位電刷支架精密級進模、25工位簧片級進模、如上位刷片級進模等。 （1）按被沖壓的制件名稱＋模具工作零件所采用特殊材料分類 電池極板硬質合金級進模、極片鋼結合金級進模、定轉子鐵心自動疊裝硬質合金級進模等。 （2）按模具使用特征分類 帶自動擋料銷級進模、帶定長切斷裝置的級進模、自動送料沖分段沖切級進模等。 （3）按級進模排樣的方式不同分類 可分為封閉形孔連續(xù)式級進模和分段切片除多段式級進模。 （4）按模具的結構分類 分為獨立式級進模和分段組裝式級進模。 1.4 多工位級進模的應用 如前所述，多工位級進模有許多特點與功能，但它的結構比較復雜，加工制造比一般模具要求高，而且使用條件也并非太簡單。因此，對它的應用要從技術和經濟方面慎重考慮。 1.4.1多工位級進模的使用條件 ①必須有一副合格的多工位級進模 所謂合格，應該是具有一定精度、一定功能并能實現穩(wěn)定、連續(xù)、正常生產。 ②必須有會調整、維修、保養(yǎng)、刃磨修理的技術能力。多工位級進模的刃磨與一般磨具不同，它不是簡單的將某個凸?；虬寄Ｄトザ嗌倬屯晔隆τ谀切┯袕澢?、拉深成形的多工位級進模，在刃磨凸、凹模刃口時，還要相應修正其他部分的相對高度，使刃磨或修理后的各凸、凹模之間仍保持原設計應有的原始差量。對于這種刃磨和修理，必須要求修理人員，具有較高的專業(yè)理論和實踐技能。 ③必須擁有能滿足多工位級進模連續(xù)沖壓生產要求的沖壓設備 這種沖壓設備與普通壓力機相比，要求精度、剛度更好一些，功率、沖次、臺面尺寸更大一些，制動系統(tǒng)可靠穩(wěn)定。還應具備行程可調（一般都使用行程可調的偏心壓力機）等功能，便于級進模的調試。 ④必須有穩(wěn)定的高質量的適合多工位級進模生產的沖壓用料 用多工位級進模沖壓生產，屬于高效率大生產，所以對沖壓用料是比較嚴的。沖壓過程中，不會因為料有質量問題而影響生產。 ⑤制件應具備適合多工位級進模沖制的條件 a.制件的產量比較大，一般不少于5萬件。 b.制件的精度適中，一般大于IT10級，近幾年隨著模具加工技術的進步，多工位級進模的制造精度有了提高，從而使制件精度也提高，有的達IT8級以內。 c.用單工序模不經濟，用復合模又難以沖壓加工的情況下，只能用多工位級進模。 d.用單工序模不便定位和沖壓加工，只能用多工位級進模生產的某些小而復雜的微型或超小型件。 1.4.2多工位級進模的應用 ①制件應該是定型產品，而且需要量確實比較大。 ②不適合采用單工序模沖制。 ③不適合采用復合模沖制。 ④沖壓用的材料長短、厚薄比較適宜。 ⑤制件的形狀與尺寸大小適當。 ⑥模具的總尺寸和沖壓力適用于生產車間現有的壓力機大小，必須和壓力機相關參數匹配。 1.5 沖壓技術的現狀及發(fā)展方向 隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現，因而促進了沖壓技術的不斷革新和發(fā)展。其主要表現和發(fā)展方向如下。 (1).沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術的基礎。目前，國內外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應力應變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計算機技術的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現的質量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數，可實現工藝及模具的優(yōu)化設計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產率及產品質量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術的發(fā)展方向之一。目前，國內外相繼涌現出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經濟的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達25mm，精度可達IT16~17級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復雜形狀的零件，在特定生產條件下具有明顯的經濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內殘余應力，實現無回彈成形。無模多點成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAE技術為主要手段，能快速經濟地實現三維曲面的自動化成形。 (2)沖模是實現沖壓生產的基本條件. 在沖模的設計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現代生產的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術，各種高效、精密、數控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CAD/CAM技術也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產品更新?lián)Q代和試制或小批量生產的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現代沖模的技術水平。目前，50個工位以上的級進模進距精度可達到2微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達2?~5微米，進距精度2~3微米，總壽命達1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產成套轎車覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結構、功能方面也接近國際水平，但在制造質量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術現代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現代模具制造技術。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術、數控測量等代表了現代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量（主軸轉速一般為15000~40000r/min）,加工精度一般可達10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產的EDSCAN8E電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到300mm/min,加工精度可達±1.5微米，表面粗糙度達Ra=01~0.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數控成形磨床、數控光學曲線磨床、數控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術;模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發(fā)展,現在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數據外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術（RPM）與樹脂澆注技術在快速經濟制模技術中得到了成功的應用。利用RPM技術快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術可快速制造各種成形模。如清華大學開發(fā)研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造SSM和熔融擠壓成形MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術集成”之概念而設計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂儲模應用在國產轎車試制?小批量生產開辟了新的途徑。 (3)沖壓設?和沖匋生產自動化方面 性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產技術水平精度高、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備囸匹配。為滿足大批量生產需求，目前沖壓設備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數控方向發(fā)屑，總之機械乃至機器人的大量應用，使沖壓生產效率得到大幅度提高，各式各樣的沖厃自動線和高速臨動壓力機紛紛投入使用。如數控四邊折?機中送?杽料毛坯后，在計算機程序控制七便?依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉子鐵芯，生產效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機的滑塊行程次數已達2000次/min以上。在多功能壓力機方面，日本田公司生產的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時間就可完成自動換模、換料和調整工藝參數等工作；美國惠特尼公司生產的CNC金屬板材加工中心，在相同的時間內，加工沖壓件的數量為普通壓力機的4～10倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。 近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產品質量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產為適應這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產的工藝、設備和模具。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC萬能折彎機等新設備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經發(fā)展起來、國內亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產新的發(fā)展趨勢。FMS系統(tǒng)以數控沖壓設備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產過程完全由計算機控制，車間實現24小時無人控制生產。同時，根據不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產品方便迅速，沖壓件精度也高。 (4)沖壓標準化及專業(yè)化生產方面 模具的標準化及專業(yè)化生產，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，又具有一定的結構典型性。因此，只有實現了沖模的標準化，才能使沖模和沖模零件的生產實現專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質量和縮短制造周期。目前，國外先進工業(yè)國家模具標準化生產程度已達70%～80%，模具廠只需設計制造工作零件，夣部分模具零件均從標準件廠購買，使生產率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度薊丌定期越高，分工越杤越細，如目前有模架廠、頂桿廠、?處理廠等，甚至某些模具廠僅專丒化制造某類產品的沖裁模或彎擲模，這?更有倩二制造水平的提高和制造周期的縮短。我嚽沖模標準化丆專業(yè)化生產近?來?有較大發(fā)展，除反?在標準件專丘化生?廠宖有較多增加外，標準件品種也有擴展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)?展的要求，主要體現在標準化程度還不高（一般在40%以下），標準件的品種和覄格較少，大多數標円件?家未形成規(guī)?；a，標準件質量也還存在較多問題。