多工位级进模毕业设计(含全套图纸).doc

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1、摘 要 通过此次毕业设计加深对所学知识的掌握，有利于所学知识的综合利用。尤其是对所学专业知识的最好体现。对于在该课题在设计中遇到的难点和疑点，可以通过查阅相关资料进行解决，有利的锻炼了自主处理问题的能力。 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，?羌际趺芗湍叩闹匾恚浅迥狗较蛑弧?本文通过对工件的进行冲压工艺性能分析后，提出了满足工件要求的几种冲压方案，并且在进行对比后决定采用一副多工位级进模的设计方案。该模具包括了冲孔、落料、弯曲、剪断等工序。通过排样方案的确定后，开始了主体零部件的设计和尺寸计算。此过程中，充分利用了 Anto CAD 软件，完成了零件的

2、大部分的绘制工作。关键词： 多工位级进模； 冲压工艺； 弯曲；Anto CAD Abstract With this graduation project to deepen the mastery of knowledge is conducive tothe comprehensive utilization of the knowledge. In particular，the best embodimentfor expertise. we can access relevant information for the problem we haveencountered during

3、 the process and also a favorable self-training capabilities inhandling problems. Multi-Position Progressive Die is a high-precision high efficiency long-lifetechnology-intensive Die which is developed from general Progressive Die .It is oneof important representative of the directions of the Die de

4、velopment. In this paper we put forward to meet the requirements of several stampingworkpiece program and decideto use the Multi-Position Progressive Die aftercompared with the others after the conduct of the workpiece through the stampingprocess performance analysis. This Multi-Position Progressive

5、 Die includes punchingblanking bending cutting and other processes. After the identification of nestingweproceed to design the main components and size calculation. During this process takefull advantage of Anto CAD software we completed the majority of parts of thedrawing work.Key words: Multi-Posi

6、tion Progressive Die； Stamping Process； Bending；Anto CAD 目 录目 录 . 31 课题的意义和目的 . 5 1.1 课题的意义 . 5 1.2 课题的目的 . 5 1.3 文献综述 . 5 1.3.1 我国的模具工业的发展状况 . 5 1.3.2 国内模具工业的发展趋势 . 6 1.3.3 CAD/CAE/CAM 技术的发展情况 . 6 1.3.4 现代模具企业管理 . 72 产品的设计要求和工艺方案选择 . 9 2.1 产品设计要求 . 9 工艺方案选择 . 9 2.2.1 零件分析 . 9 2.2.2 工艺方案的确定 . 113 排样

7、设计 . 12 3.1 多工位级进模的排样设计 . 12 3.2 排样前的尺寸计算 . 12 3.2.1 计算毛坯的展开尺寸 . 12 3.2.2 载体与搭口的设计 . 13 3.3 条料排样的搭边值 . 13 3.4 步距和料宽的计算 . 14 3.5 排样图 . 14 3.6 材料利用率 . 154 主要设计计算 . 17 4.1 冲压工序各压力的计算 . 17 4.2 冲模压力中心的确定 . 20 4.3 冲压设备的选择 . 21 4.4 凸、凹模间隙 . 21 4.5 凸模和凹模的刃口尺寸计算 . 24 4.5.1 凸、凹模设计计算原则. 24 4.5.2 凸、凹模刃口尺寸的确定 .

8、245 多工位级进模主要零部件设计 . 29 5.1 工作零件 . 29 5.1.1 凸模 . 29 5.1.2 凹模 . 32 5.2 带料的导正定位装置 . 33 5.2.1 导正销与导正孔的关系 . 33 5.2.2 导正销的固定方式 . 33 5.3 带料的导向和托料装置 . 34 5.4 卸料装置的设计 . 35 5.4.1 卸料板的结构 . 35 5.4.2 卸料板的导向形式 . 36 5.4.3 卸料板的安装形式 . 37 5.4.4 弹簧的选用 . 39 5.5 模架及组成零件 . 40 5.5.1 模架 . 40 5.5.2 模座 . 40 5.5.3 导柱和导套 . 41

9、5.6 连接与固定零件 . 43 5.6.1 模柄 . 43 5.6.2 固定板及垫板的选用 . 43 5.7 模具零部件设计总结 . 44 5.8 闭合高度 . 446 模具零件的加工工艺 . 47 6.1 冲裁凸模、凹模技术要求与加工特点 . 47 6.2 成形凸模、凹模技术要求及加工特点 . 47 6.3 多工位级进模的加工特点 . 487 结束语 . 49参考文献 . 50致谢 . 511 课题的意义和目的1.1 课题的意义 模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。随着我国加入 WTO，我国模具

10、工业的发展将面临新的机遇和挑战。 “ 我国的模具工业的发展日益受到人们的重视和关注。 模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电器、仪器仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都要依靠模具成形这些行业是模具行业的主要服务领域。用模具生产的制件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，是其他加工方法所不及的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量和新产品的开发能力。1.2 课题的目的 本次毕业设计的任务是设计支架级进模设计，通过本次设计不仅使学生了解冲压件的结构工艺性和模具结构设计之间的关系，还可

11、以掌握模具设计的步骤与 方法。同时，还有助于学生巩固书本上所学到的 d 0 100 0.03 理论知识，加深对专业知识的理解，将理论知识与实际生产紧密联系起来，大大提高了学生的综合能力，为将来的工作打下良好基础。1.3 文献综述1.3.1 我国的模具工业的发展状况 模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备 具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。2005 年中国模具工业产值达到610 亿元增长率保持在25的高水平 行业的生产能力约占世界总量的10 仅次于日本、美国而位列世界第三。 除了国有专业模具

12、厂外 广东的中外合资和外商独资模具企业现有几千家乡镇企业也快速崛起 江苏昆山建成了模具工业群 浙江黄岩被誉为“模具之 。中国模具的“珠江三角洲、长江三角洲和以成都/重庆为代表的西部模具”乡”三足鼎立局面已经基本形成。 然而与国际先进水平相比 中国的模具行业的差距不仅表现在精度差距大、交货周期长等方面 模具寿命也只有国际先进水平的 50左右大型、精密、技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具 每年都需要花费大量资金进口 。我国冲压模具产品的质量和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上 生产

13、工艺水平低则主要表现在加工工艺、加工装备等方面。1.3.2 国内模具工业的发展趋势 （1） 模具日趋大型化。这是由于用模具成型的零件日渐大型化和高生产效率要求发展的 一模多腔 所造成的二是模具的精度将越来越高。10 年前精密模具的精度一般为 5 微米现在已达到 2-3 微米，不久 1 微米精度的模具将上市，这要求超精加工。 （2） 专业化程度越来越高，规模效应和品牌效应增强。各地具有产业特色的模具工业城或工业园区依靠区域优势、产业优势和人才优势快速发展，质量和水平快速提升，模具产品全寿命周期的生产和服务成为企业经营活动的重要内容。 （3） 高新技术的特点日趋明显。CAD、CAE、CAM 等信息

14、技术和数控技术的结合能有效提高模具产品的工艺水平和质量水平。CAD、CAE、CAM、CAPP 及数控技术、高速切削、快速成型等高新技术在模具工业中的应用有着“先天”优势，成效也最显著。数控加工中心和高速切削技术的应用，使模具的开发速度和产品质量大为提高，但一次性设备投资较大。1.3.3 CAD/CAE/CAM 技术的发展情况 模具制造是设计的延续，推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是当代最合理的模具生产方式，既可用于建模、为数控加工提供NC 程序，也可对不同的模具类型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型过程的目的，改善模具结

15、构。从CAD/CAE/CAM一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化其中心思想是让用户在统一的环境中实现CADCAECAM 协同作业，以便充分发挥各单元的优势和功效。因此，应大力进行ANSYS、MSC、Moldflow、Dynaform 等高端辅助设计制造软件的培训、推广和应用。 随着现代化技术的迅速发展，模具在国民经济发展过程中将处于越来越重要的地位。针对模具CADCAMCAE存在的问题，总结其发展趋势主要有以下几个方面： 1标准化CAD 软件一般应集成在一个异构的工作平台之上，只有依靠标准化技术才能解决CAD系统支持异构跨平台的环境问题。目前，除了CAD支撑软件逐步实现

16、ISO 标准和工业标准外，面向应用的标准零部件库、标准化设计方法已成为CAD 系统中的必备内容，并向合理化工程设计的应用方向发展。 2网络化与协同设计 近年来，模具工业规模的不断扩大 及Intemet技术的不断完善，公司之间的协作不断的加强。设计人员通过网络共享资源信息，同时对模具的设计与制造进行操作和评价，使一个项目在多台计算机上协作完成，节省了大量的人力物力财力。网络化协同设计是模具设计与制造发展的必然趋势。 3开放性 CAD，CAM，CAE系统目前广泛建立在开放式操作系统Windows和高讲课的效率和教学效果。1.3.4 现代模具企业管理 1 人员精简“ 瘦”型管理。欧美模具企业大多数规

17、模不大 员工人数超过百人的较少 所考察的模具企业人数一般都在2050 人。企业各类人员的配置十分精简 一专多能 一人多职 企业内部看不到闲人。精益生产、“瘦”型 管理的思想得到了较好的体现 一切与产生效益无关的“肥肉” 都被最大限度地切除。 2 专业化定位准。所考察的模具企业大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展每个模具厂家都有自己的优势技术和产品采取专业化的生产方式。 3 采用先进的管理信息系统 实现集成化管理。欧美的模具企业特别是规模较大的模具企业基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定到质检、库存、统计等普遍?褂昧思

18、扑慊灸诟鞑棵趴赏扑慊绻蚕硇畔?意大利的Galvanin 公司 在质量管理中采用了统计过程控制系统SPC 在生产过程中 利用抽检的方法 根据统计规律获得制件公差分布和变化曲线动态地控制产品质量 生产流程的每一环节均采用条码采集数据实现了全公司的集成化管理。 4 工艺管理先进标准化程度高。与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同 欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。每副模具均有详细的设计图包括每个零件的详细设计并且都制订了详细的加工工艺。利用先进的工艺设备 根据制定的工艺将每个模具零件加工到位 大大减少了钳工的装修工作量。一个30 人左右的模具厂

19、钳工仅有3 人左右。在生产中工艺人员和调度人员密切合作安排生产控制质量和生产进度。欧美的模具企业 模具标准件的采用率一般在80 以上。模具厂主要是加工型腔、型芯等主要模具零件 并进行装配调试。模具标准件在市场上采购。有些模具企业 模具零件的粗加工、半精加工也由相对固定的协作厂家去完成。因此 模具生产周期大大缩短。2 产品的设计要求和工艺方案选择2.1 产品设计要求 支架级进模设计：工件如图 2-1 所示，材料为 08 钢，厚度 t1.5mm，大批量生产。 图 2-1 工件尺寸 该零件在中心空 10，两边 孔 5 及两个 5 中心距 15 有精度比较高的要求，精度等级分别为 IT7、IT7、IT

20、10 级。该零件形状对称，形状精度要求不高，因此可以用冲压方法加工。 工艺方案选择2.2.1 零件分析 如前所述，此制件从结构和尺寸要求来看，所需的基本工序为冲孔、落料、弯曲等。根据零件上的孔，应尽量在毛坯上冲出的原则，以简化模具结构，便于操作。此零件在冲压过程中需要注意的是：孔 5 距弯曲部比较近，孔边距弯曲部的最近距离仅为 1.5mm，处在弯曲变形区内。所以，冲压过程中必须先进行弯曲的工序编排，后进行冲小孔的工序编排，并且利用冲出的 10 孔作为后续工序的定位用孔。工件材料为 08 钢，有良好的冲压性能。只有部分尺寸没给出精度，可按 IT14 级精度补标工件尺寸公差。标注后的工件尺寸如下图

21、 2-2 所示： 图 2-2 给出公差后的工件尺寸2.2.2 工艺方案的确定 根据上述分析，基于基本工序的性质和数量，进行工序的组合与排列，初步拟出以下四个方案： （第 1 工序） 方案一：1、落料与冲孔 10 复合模。 2、弯曲：采用一次弯曲四个角的弯曲模。（第 2 工序） 3、冲 45 孔。（第 3 工序） 此方案采用三副模具。 方案二：1、落料与冲 10 孔的冲孔落料复合模。 2、先弯曲外部两角并使中间两角预弯 45。 3、再压弯中间的两角成 90。 4、冲 45 孔。 此方案同样采用 3 三副模具。 方案三：1、冲 10 孔，切断及弯曲四个角的连续冲压模。 2、冲 45 孔兼整 R0.

22、5 型。 此方案采用两副模具，其中包括级进模。 方案四：全部工序采用带料连续冲压级进模。 各方案比较： 方案一的模具结构简单，寿命长，所得产品的精度也高。但三道工序，三副模具需要较多的操作人员，劳动量大，费工时。方案二与方案一相同，但多了一道工序，需要的劳动量更多，效率低。 方案三采用了级进模，虽然结构较为复杂，但将各个工序集中到一副模具上，生产效率得到提高，劳动量相对较小。但任然采用了两副模具，制造成本比较大。 方案四仅仅采用一副模具，精度较高，生产效率高，虽然结构复杂，制造周期长，但非常适合大批量生产。为了保证各项技术要求，本设计选用方案四。 其工序依次为：剪切冲 10 空两次弯曲（复合）

23、-冲 4-5 空剪切。3 排样设计3.1 多工位级进模的排样设计 排样设计是多工位级进模设计的关键之一。排样图的优化与否，不仅关系到利用率，工件的精度，模具制造的难易程度和使用寿命等，而且关系到模具各工位的协调与稳定。 排样设计是在零件冲压工艺分析的基础上进行的。确定排样图时，首先要根据冲压件图纸计算的展开尺寸，然后进行各种方式的排样。在确定排样方式时，还必须对工件的冲压方向、变形次数、变形工艺类型、相应的变形程度及模具结构的可能性、模具加工工艺性、企业实际加工能力等进行综合分析判断。同时在全面考虑工件精度和能否顺利进行级进冲压生产后，从几种排样方式中选择一种最佳方案。完整的排样图应给出工位的

24、布置、载体结构形式和相关尺寸等。 当带料排样图设计完成后，模具的工位数及工位的内容；被冲制工件各工序的安排及先后顺序；工件的排样方式：模具的送料步距、条料的宽度和材料的利用率；导料方式，弹顶器的设置和导正销的安排；模具的基本结构等就基本确定。所以，排样设计是多工位级进模设计的重要内容，是模具结构设计的依据之一，是决定多工位级进模设计优劣的主要因素之一。3.2 排样前的尺寸计算3.2.1 计算毛坯的展开尺寸 弯曲件毛坯尺寸计算是按弯曲中性层长度不变的原则进行的，常见的几类弯曲件毛坯尺寸的计算见参考文献【1】表 3-5 至 3-7，公式中系数 x、x1、x2 见表3-8 至 3-10。 本工件为

25、U 形件，查表可得： L 2 a 2 b r1 k1 t r2 k 2 t ； （1） 其中，k10.42，k20.41，a7.5，b25.5，c22，r11.5，r21.5，t1.5； 代入（1）式可得： L101.3mm ，还要去掉部分修正余量，最后取整的到 上述 L 尺寸是“毛坯的计算尺寸”最终的展开尺寸为：L100mm 。3.2.2 载体与搭口的设计 搭边在多工位级进模中有着特殊的作用，它是将坯件传递到各工位进行冲裁和成形加工，并且使坯件在动态送料过程中保持稳定准确的定位。因此，在多工位级进模的设计中把搭边称为载体。载体是运送坯件的物体，载体与坯件或坯件和坯件的连接部分称为搭口。 边料载体是利用材料搭边或余料冲出导正孔而形成的载体，此种载体送料刚性较好，省料，简单。使用该载体时，在弯曲或成形部位，往往先切出展开形状，在进行成形，后工位落料以整体为主。还有中部留载体，及双边留载体等形式。 根据本工件的外形特点，本设计采用中部留载体的形式，其基本结构 3.