1、 本科毕业设计（论文） 题 目 传真机支架冲压工艺 _ _及模具设计 _ 学生姓名 专业班级 机制自动化 10-01 学 号 院 （系） 机电工程学院 指导教师 (职称 ) （副教授） 完成时间 2014 年 5 月 31 日 传真机支架冲压工艺与模具设计 1 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 1.1 选题意义 1 1.2 我国多工位级进模发展现状 2 1.3 多工位级进模的发展趋势 3 2 工艺设计 5 2.1 冲压件工艺要求 5 2.2.1 级进模的特点 5 2.2.2 方案选择 7 2.2 工艺方案的确定 6 3 排样图设计 9 3.1 毛坯排样图 设计 10 3
2、.2 工序排样图设计 11 3.2.1 搭边的选取 11 3.2.2 步距与条料宽度计算 12 3.2.3 材料利用率 13 3.2.4 导正 13 3.2.5 工序排样图 13 3.3 工件在排样图中的定位设计 14 3.3.1 定距设计 15 传真机支架冲压工艺与模具设计 2 3.3.2 导料设计 15 3.3.3 浮顶销设计 16 4 冲压力与压力中心计算 17 4.1 各冲压力的计算 17 4.1.1 冲裁力计算 17 4.1.2 推件力计算 18 4.1.3 卸料力计算 18 4.1.4 浮顶力计算 18 4.1.5 弯曲力计算 19 4.2 压力中心计算 19 5 模具总体结构设计
3、 22 5.1 模具基本结构形式 22 5.2 基本尺寸 22 5.2.1 模板尺寸 22 5.2.2 间隙选择 23 5.2.3 模板厚度 25 5.3 压力机选择 25 5.3.1 压力机参数的选择 25 5.3.2 冲压设备的选用原则 25 5.3.3 冲压设备的选用 26 5.4 模柄选择 26 6 模具详细结构设计 27 6.1 凸凹模尺寸详细计算 27 6.1.1 凹模设计 27 6.1.2 凸模设计 28 6.2 定位导正方式选择 35 传真机支架冲压工艺与模具设计 3 6.2.1 螺钉规格的选用 36 6.2.2 销钉规格的选用 36 6.2.3 导正销选用 36 6.2.4
4、固定板的设计 36 6.2.5 垫板和卸料版设计 36 6.3 卸料与出件装置的选择 37 6.4 模座的选择 38 6.4.1 导板模模架 38 6.4.2 导柱模模架 38 6.5 工作过程简介及装配图 39 结语 41 致谢 42 参考文献 43 传真机支架冲压工艺与模具设计 4 传真机支架冲压工艺与模具设计 摘 要 模具是生产各种工业产品和民用产品的重要工艺装备，本课题设计的传真机左支架冲压模具，不仅可以生产出高质量的零件，而且可以提高材料的利用率，也大幅提高了生产效率。 本课题 借助绘图 软件 进行传真机左支架的级进模设计，本套模具采用手工送料方式，既能够实现批量生产，又能降低模具采
5、购成本；卸料时采用固定卸料方式，冲件和废料直接 从凹模洞口推下的出件方式，这样既便于操作，也提高了生产效率。然后又进行了冲压工艺方案的确定，选取模具的技术要求及材料，模具总体设计与整体尺寸的计算，工作部分尺寸计算，模具的总装图和模具的零件图等一系列工作。力争达到所设计模具结构合理、工艺性好、装配维修方便和经济。 关键词 模具设计 /冲压工艺 /级进模 /排样设计 传真机支架冲压工艺与模具设计 5 THE STAMPING PROCESS AND DIE DESIGN OF THE FAX MACHINES BRACKET ABSTARCT Die is an important process
6、 equipment to product the industrial products and civil products, the fax machines left bracket designed in this topic needs to achieve not only produce high quality component but also improve the utilization rate of material, it also has greatly increased the production efficiency. This topic with
7、the help of the drawing software to design the fax machines left bracket. This set of die adopts the manual feeding way, not only can accomplish the mass production but also reduce the die cost. Fixed unloading mode is used to unload, parts and waste directly push out from the hole on the concave di
8、e. This way can both achieve convenient for operation and improve the productivity. Then has formulated the determination of stamping process program, look for the dies technology requirement and selected the material, finish the overall design and the calculation of main design size, and the dimens
9、ions of work table and the structural of main components design. Finally, it is the dies assembly diagram and detail drawing. The goal of this topic is rational construction, good manufacturability, and also convenient and affordable to daily maintenance. KEY WORDS die design, punching process, prog
10、ressive die, layout design 传真机支架冲压工艺与模具设计 6 1 绪论 1.1 选题意义 在科技迅猛发展的今天， 制造业正 不断 从以机器为 主要指标 的传统技术时代，向着以信息为 主要指标 的技术时代 转变 ，即用 高新科技信息提升和改造 传统 工业 。 模具行业作为特殊的工艺装备行业，在现代制造业中的地位也随着科技发展越来越重要。只有有了优良的模具企业才能够向社会提供品种繁多、物美价廉的产品。模具设计制造发展水平的高低直接影响到现代制造业的发展与进步，甚至关系到了经济建设的速度，大力提高模具的科学水平是提高现代制造业水平的关键。 冲压工艺作为传统工业领域的一个重要
11、分支，具有生 产效率高、操作简单、材料利用率高、加工成本低、产品尺寸精度稳定、容易实现机械化和自动化等诸多有点，是一种较为先进的金属加工方法。这些特点使冲压这种生产方式特别适用于大批量生产。但对于冲压生产工艺而言，其中单工位模具结构单一，其钣金件的形状不能过于复杂，否则只能制造多副单工位模具才能实现生产目的。如果采用级进模进行冲压生产的话，就可以合理克服这些缺点。级进模效率高、周期短、占用劳动力少，非常适合大批量且较为复杂的零件的加工。 冲压级进模在条料的送料方向上具有两个以上工位，并在其压力机的单次行程中，在不 同工位完成两道或两道以上的工序的冲压模具。这种模具在一副模具内可以完成零件的冲裁
12、、翻遍、弯曲、拉伸、成形等工艺，比复合模的生产效率更高，适合生产形状复杂的冲压件。因为生产人员不必进入危险区，所以使用级进模加工安全性更高。级进模在最初设计的时候，工序可以相对分散，不必全部集中在一个工位，不存在复合模中的壁厚问题。因而强度相对更高，寿命更长，易于实现生产自动化。级进模的这些特点使其被快速广泛的应用于汽车、航空等工业，在我国工业生产中具有不可替代的作用 1。 然而级进模也有结构复杂、精度要求高、周期长成本高的特 点，在进行模具设计时设计者要考虑的内容也更多，设计师的要求也更高。要设计和制造高精度的多工位级进模需要具有行业经验丰富的专业人才与之配套先进的设备才有保障。 正是因为级
13、进模的这些特点，使其具有很好的发展前途。本文以传真机支架为例，综合运用冲压工艺与模具设计的理论知识具体分析解决传真机支架模具设计问题，强化大学期间所学专业知识，进一步学习了解冲压模具的发展情况，并对多工位级进模传真机支架冲压工艺与模具设计 7 的设计过程和设计步骤以及设计要点进行探索。 1.2 我国多工位级进模的发展现状 冲压成形工艺作为现代工业中一种十分重要 的零部件加工方法，用以生产各种零件具有很多优势，其生产成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产效率高、生产过程便于实现自动化等优点，是一种其它加工方法所不能具备和不可替代的先进制造技术，在生产制造业具有很强的竞争力，被广
14、泛应用。 进年来冲压生产技术有了飞速的发展，它不仅表现在不断有新的工艺与新的技术在生产领域得到广泛应用，如：旋压成形技术、软模具成形技术、高能率成形技术等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了很大的提高。 现代冲压生产技术是一种大规模作业的制造 方式，由于高新技术的不断应用，冲压工艺的生产方式由初期的人工操作逐步进化为机械化集成制造。生产加工的过程逐步实现机械化、自动化、并且随着时代发展正在向智能化集成化的方向发展。随着新技术应用实现自动化冲压作业，体现冲压生产安全、高效、节材等优点，已经是其主要发展方向 2。 多工位级进模是在普通 冲 模的基础上发展 演化而来 的一种高精度、高效率
15、、长寿命的模具，是 现代 技术密集型模具的重要代表 之一 ， 也 是冲模发展 的主要 方向之一。级进模可实现生产中 冲孔 、 落料 、 弯曲、拉深等 冲压 成形工序， 有的 甚至还可以在模具中完成装配 作业 。冲压时将 所需 带料或条料由模具入口端送进后，在 精密计算 严格控制步距精度的条件下，按照 冲压 成形 生产 工艺安排的顺序，通过 模具内部 各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后 出料 便可 生产 出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常 顺利 工作， 该 模具必须具有 较 高精度的 模具 导向 系统 和准确的模具 定距系统， 同时还要 配备自动送料、自动出件、安全检测等装
16、置 ， 所以多工位级进模与普通冲模相比 无论各个方面都 要复杂 的多。 级进模的发展迄今不过数十年的历时，在这短短的时间里，机械工业、电信工业、电子工业、轻工业都迅猛发展。 其之所以能够到达如此，在基础科学、工艺技术的不断进步之外，冲压技术和模具制造技术的高速发展也是一个非常重要的因素。现代化的生产工业当中，冲压技术逐渐成为其主要的生产手段之一，而冲压技术中多工位级进模又占据着主导地位。 目前，许多研究机构和大 中 专院校 在进行 模具技术的研究和开发，在模 具传真机支架冲压工艺与模具设计 8 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了 巨大 进步。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车
17、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 3。 当前，我国已经具有了一定的设计与制造多工位级进模基础，部分企业生产的产品更是已有较高的水品，但大部分企业与先进水平仍有较大的差距，生产总量供不应求，进口产品较多。 但从当前我国自主设计制造的精密多任务位级进模的水平分析，无论在模具的技术含量、制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了较大进步。其中部分高档优质模具总体达到国际水平。 1.3 多工位级
18、进模的发展趋势 随着 我国经济 与国际接 轨的脚步不断加快， 各行各业 市场竞争日益加剧，人们已经 逐步清楚地 认识到产品质量和新产品的开发能力的重要性。近年来模具 行业 许多企业 不断 加大 技术开发方面的 投资力度，国内 大多数 模具企业已普及了二维 CAD，并逐渐 开始 升级 使用 UG、 Pro/Engineer、 I-DEAS 等国际通用软件， 部分 厂家 甚至 还引进了 Mold 等 CAE 软件，并 将这些软件 成功应用于 多工位级进模 的设计中。 面对如此激烈的市场竞争，多工位级进模 的发展 必须主动 适应模具产品 “交货期短 ”、 “精度高 ”、 “质量好 ”、 “价格低 ”
19、的要求。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 4： （ 1） 全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 的应用 随着 计算机 软件 行业 的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 的 技术条件 已经 成熟，各企业将 不断 加大 CAD/CAM 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 技术 的 高速 发展使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广 普及 成为可能，实现技术 研发设计生产 资源的重新整合使虚拟制造成为可能。 （ 2） 高速铣削加工 技术的应用 国外近年来 研发 的高速铣削加工 技术 大幅度提高了加工
20、效率，并可 实 现 极高的表面光洁度。另外， 高速铣削技术还 具有温升低、热变形小等优点 ， 可 实现 加工高硬度传真机支架冲压工艺与模具设计 9 模块。 随着 高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中 应用的 大型模具制造注入了新的活力。目前 高速铣削技术 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 的应用 高速扫描机和模具扫描系统 可 提供 模具设计生产中 从模型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 设计 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 从而 实现快速数据采集 ，进而 自动生成各种不同数控系统的加工程序、
21、不同格式的 计算 机设计 数据， 应 用于模具制造业的 “逆向工程 ”上面 。 （ 4） 电火花铣削加工 技术的应用 电火花铣削加工技术也 可以 称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统 技术 的用成型电极加工型腔的新技术， 该技术 是有 由 高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工，因此不需要 生产 制造 结构 复杂的成型电极 。 这是电火花成形加工领域的革命性突破 。国外 模具行业已经运用这种新技术， 这一技术将得到 进一步 发展。 （ 5） 提高模具标准化程度 随着行业发展 我国模具标准化程度正在不断提高，目前我国模具标准件使用覆盖率 大概 已达到 30%左右 ， 但是 国外发达国家一般为 80%左右。
