買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 目 錄 1 前言 . 1 目 的意義 . 1 2 沖壓的基本知識(shí) . 2 壓的基本工序 . 2 壓模具 . 3 模的要求 . 3 模的種類 . 3 模結(jié)構(gòu)組成 . 3 內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 . 4 3 沖壓工藝分析與方案論 證 . 5 壓工藝分析 . 5 壓方案論證 . 5 4 落料模設(shè)計(jì) . 7 料模的工作原理 . 7 壓工藝分析，確定沖壓工藝方案 . 7 樣 . 7 行必要的工藝計(jì)算 . 7 料力 . 7 料力 . 8 件力 . 8 擇沖床時(shí)的總壓力 . 8 定模具的壓力中心 . 8 算凸、凹模刃口尺寸 . 9 具各主要零件設(shè)計(jì) . 10 模的厚度、壁厚及材料 . 10 板的采用與厚度 . 11 料橡膠的自由高度 . 11 下模座的外形尺寸和厚度 . 12 下模座的材料 . 12 具的總體設(shè)計(jì) . 12 擇沖壓設(shè)備 . 13 5 沖孔模的設(shè)計(jì) . 14 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 2 孔模的工作原理 . 14 壓件的工藝分析 . 14 算沖壓力 . 14 孔力 . 14 孔時(shí)的卸料力 . 14 件力計(jì)算 . 14 擇沖床時(shí)的 總壓力 . 15 定模具壓力中心 . 15 算凸模、凹模的刃口尺寸 . 15 具總體設(shè)計(jì)主要零部件設(shè)計(jì) . 16 具主要零部件的設(shè)計(jì) . 16 具總體設(shè)計(jì) . 18 具的工作原理 . 18 模校核 . 19 形凸模的校核 . 19 圓形凸模的強(qiáng)度校核 . 20 力機(jī)的選擇 . 20 6 彎曲模的設(shè)計(jì) . 21 曲模的工作原理 . 21 曲件的工藝性 . 21 曲件的工藝性 . 21 曲件的彎曲圓角半徑 . 21 曲件的孔與彎曲處的最小距離 . 21 曲件的精度 . 21 曲件工序的確定原則 . 21 曲力的計(jì)算 . 22 由彎曲力的計(jì)算 . 22 件力和卸料力的計(jì)算 . 22 曲時(shí)壓力機(jī)壓力 的確定 . 22 曲模工作部分的尺寸 . 23 凹模的圓角半徑及凹模深度 . 23 曲模的間隙 . 24 力機(jī)的選擇 . 24 具總體設(shè)計(jì) . 24 7 三維建模 . 26 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 拉機(jī)機(jī)架框的三維實(shí)體造型 . 26 金設(shè)計(jì)概述 . 26 板實(shí)體模型的生成 . 26 品三維建模方法 . 27 體建模方法 . 27 數(shù)化建模方法 . 27 配 . 27 G 裝配的主要特點(diǎn) . 27 拉機(jī)機(jī)架框冷沖模具三維裝配圖 . 28 面工程圖的建立特點(diǎn) . 29 G 關(guān)鍵功能 . 29 8 結(jié)論 . 30 參考文獻(xiàn) . 31 致 謝 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附件清單 . 32 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1 前言 目 的意義 系統(tǒng)解決方案， 它 的功能覆蓋整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)過程。由于 提供的主模型設(shè)計(jì)思想為各學(xué)科的并行工程提供了保證。同時(shí)，由于與三維模型具有關(guān)聯(lián)性的 視 圖、剖視圖、各類標(biāo)注等功能，使得用戶不必?fù)?dān)心產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)的更改。 該設(shè)計(jì) 通過三維軟件 配及工程圖的生成，并且參考三維圖畫出 三維模型 實(shí)現(xiàn)無紙化設(shè)計(jì)，和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比經(jīng)濟(jì)效益方面提高了很多 !它的經(jīng)濟(jì)效益主要表現(xiàn)在該課題的設(shè)計(jì)方法上。在設(shè)計(jì)的過程中，運(yùn)用了參數(shù)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。這樣的設(shè)計(jì)方法對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)來說，能夠很好的提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期， 減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本，在產(chǎn)品改進(jìn)的過程中 ,只需要改變產(chǎn)品零件模型的一些參數(shù) ,就可以 改變產(chǎn)品的形狀與特性 ，以達(dá)到要求。而且在產(chǎn)品的加工過程中，能夠真正的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的無 紙化生產(chǎn)， 大大地提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來了非常大的經(jīng)濟(jì)效益 ，而且減輕了設(shè)計(jì)人員的工作復(fù)雜程度 。 模具還有爆炸視圖功能， 讓人對(duì)它的結(jié)構(gòu)和零件一目了然； 它的試模功能 更是可以在虛擬的情況下模擬模具的工作原理，大大節(jié)約了人力物力和財(cái)力，為公司 節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)能力，縮短了生產(chǎn)周期， 提高了經(jīng)濟(jì)效益，增加 了公司的競爭力 。買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 2 沖壓的基本知識(shí) 壓的基本工序 冷沖壓是機(jī)械中常見的一種金屬加工方法。它是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)板料施加壓 力，使其產(chǎn)生分離或變形，以獲得一定的幾何精度的機(jī)械零件或制品，通常是在室溫下進(jìn)行加工的，所以稱為冷沖壓或板料沖壓。冷沖壓可既可以加工金屬材料，也可以加工非金屬材料 1 。 冷沖壓 與金屬切削加工相比有如下優(yōu)點(diǎn) 3,2 ： 強(qiáng)度和剛度都得到提高。它能使較薄金屬材料沖制成尺寸大、質(zhì)量小、強(qiáng)度及剛度都較高的金屬制件。盡管越來越多的汽車零件被塑料件所代替，但迄今為止，汽車覆蓋件主要仍是沖壓件，世界上各大汽車廠研制的 新型汽車亦采用沖壓件為覆蓋件?？梢哉f冷沖壓是一種不能用其他加工方法替代的加工方法。 金屬材料在外力作用下發(fā)生塑性變形以達(dá)到制件形狀和尺寸要求。冷沖壓既不同于鍛壓加工，不需要對(duì)金屬材料加熱，也不同于常見的金屬切削，它是一種節(jié)能、無切屑的加工方法。由于在變形過程中未切斷金屬纖維，因而制件具有較合理的流線分布，這也是冷沖壓制件強(qiáng)度和剛度好的重要原因之一。 冷沖模使金屬材料變形，因此，沖壓件基本上保持了模具工作部分的形狀和尺寸精度。由于制模水平的提高， 目前模具精度已達(dá)到微米級(jí)，制件精度可以達(dá)到 而易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)率高。如一條由 46大型壓力機(jī)組成的沖壓生產(chǎn)線， 一分鐘可以制造大尺寸汽車覆蓋件數(shù)十件。 度大、成本高，但由于一副模具能沖制成千上萬乃至上億個(gè)制件，加之沖壓生產(chǎn)率高，因而在大批量生產(chǎn)的條件下，沖壓成本及低。 由于沖壓件的形狀、尺寸和精度要求不同，因此，沖壓加工的方法是多種多樣的。根據(jù)材料的變形特點(diǎn)及工廠現(xiàn)行的習(xí)慣，沖壓的基本工序可分為分離工序與塑性變形工序兩大 類 10 。 所謂分離工序，就是沖壓過程中使沖壓零件與板料沿一定的輪廓線相互分離，并獲得一定斷面質(zhì)量的沖壓加工方法。而塑性變形工序是使沖壓毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，以獲得所要求的形狀、尺寸和精度的沖壓加工方法。 主要沖壓工序的分類及特征可見下表 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 表 2要沖壓工序的分類 類別 工序名稱 工序特征 分 離 工 序 切斷 用剪刀或模具切斷板料，切斷線不是封閉的 落料 沖孔 用模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為工件 用模具沿封閉線沖切板料， 沖下的部分為廢料 切口 用模具將板料局部切開而不全分離 ,切口部分材料發(fā)生彎曲 切邊 用模具將工件邊緣多余的材料沖切下來 變 形 工 序 彎曲 用模具使板料彎成一定角度或一定形狀 拉深 用模具將板料壓成任意形狀的空心件 壓肋 用模具將板料局部拉伸成凸起和凹進(jìn)的形狀 翻邊 用模具將板料上的孔或外緣翻成直壁 縮口 用模具對(duì)空心件口部加由外向內(nèi)的徑向壓力 ,使局部直徑縮小 脹形 用模具對(duì)空心件加向外的徑向力 ,使局部直徑擴(kuò)張 整形 將工件不平的表面壓平 ,將原先彎曲或拉深件壓成正確 形狀 壓模具 模的要求 沖壓模具（簡稱沖模）是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工以獲得合格產(chǎn)品的工具 4 。在沖壓加工過程中，沖模的凸模與凹模直接接觸被加工材料并相對(duì)作用使其產(chǎn)生塑性變形達(dá)到預(yù)期的零件。因此對(duì)沖模的要求：沖模應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度，剛度和相應(yīng)的形狀尺寸精度；沖模主要零件應(yīng)具有足夠的耐磨性和使用壽命；沖模的結(jié)構(gòu)應(yīng)該確保操作安全，方便，便于管理和維修；沖模應(yīng)有使材料 方便 送進(jìn)，工件方便取出，定位可靠的裝置，以保證生產(chǎn)的工件質(zhì)量穩(wěn)定；為使沖模上下運(yùn)動(dòng) 準(zhǔn)確，需要有導(dǎo)向裝置；沖模零件的加工和裝配應(yīng)該盡可能簡單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以縮短模具的制造周期，降低成本；沖模應(yīng)具有與壓力機(jī)連接的部位，以適應(yīng)安裝和管理的需要 5 。 模的種類 從工藝性質(zhì)分為沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模等； 從工序組合分為單工序模、復(fù)合模、連續(xù)模等； 從材料送進(jìn)方式分為手動(dòng)送料模、半自動(dòng)送料模、自動(dòng)送料模等； 從適用范圍分為通用模和專用模等； 從導(dǎo)向方式分為無導(dǎo)向模、板式導(dǎo)向模、滑動(dòng)導(dǎo)向模等。 模結(jié)構(gòu)組成 沖模結(jié)構(gòu)由五部 分組成，即工作零件，輔助裝置，導(dǎo)向裝置，支撐零件，緊固零件。 模的工作零件是凸模和凹模，在復(fù)合模中還有凸凹模。它們成對(duì)互相配合，完成對(duì)坯料的成形。他們的形狀尺寸，尺寸精度，固定方法決定著沖模的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 性能，模具成本及使用壽命。 助裝置是協(xié)助凸模，凹模完成工藝成形不可缺少的裝置。 是保證上模，下模準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)的裝置，要求工作可靠，導(dǎo)向精度好，有一定的 互 換性。 上模座和下模座上安裝著凸模，凹模及其它所有的零件。它們和壓力機(jī)連接，傳遞并承受著工作壓力。 件：中大型模具大多采用沉頭螺栓和銷作可卸式連接。模具的連接可靠，拆卸方便也是沖模設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求。 內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 模具朝著標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、專業(yè)化和商品化的方向發(fā)展 6 。世界主要工業(yè)國模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度達(dá) 80%，模具廠只需設(shè)計(jì)制造模具工作零件，大部分模具零件均從模具標(biāo)準(zhǔn)廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)程度越來越高，分工越來越細(xì)，而規(guī)模變小。如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠，甚至某些模具廠僅專業(yè)化生產(chǎn)某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?，這樣更有利于制造 水平的提高和制造周期的縮短。 冷沖壓朝著使用 7 。自 80年代初，世界模具行業(yè)采用 發(fā)和研究沖摸 沖摸設(shè)計(jì)和制造現(xiàn)代化。用計(jì)算機(jī)才用有限元模擬金屬板料變形情況，可以預(yù)測某一工藝方案對(duì)制件成形的可能性和將會(huì)發(fā)生的問題。計(jì)算機(jī)將結(jié)果顯示在終端上供設(shè)計(jì)人員選擇修改，這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模周期。采用 可以使制模周期縮短 1/2 2/3，精度提高 1 2級(jí)。目前用 界各主要工業(yè)國已廣泛使用此技術(shù)，我國也正由實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)入實(shí)用。 隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商品競爭日趨激烈。為爭奪市場，如何提高冷沖壓模具設(shè)計(jì)及制造質(zhì)量和縮短周期，已成為沖壓工程技術(shù)人員所面臨的重大課題。除了采用簡易模具技術(shù)，解決產(chǎn)品試制及小批量生產(chǎn)外，目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用成組技術(shù)進(jìn)行組織產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)、制造及生產(chǎn) 8 。成組技術(shù)是將產(chǎn)品整體為研究對(duì)象，分析產(chǎn)品相似性，將形狀結(jié)構(gòu)、尺寸、精度等相似的產(chǎn)品分類成組，從 而引導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)達(dá)到成本低、周期短的目的。由于產(chǎn)品相似性使產(chǎn)品制造工藝也具有相似性，這就為冷沖壓模具設(shè)計(jì)應(yīng)用成組技術(shù)創(chuàng)造了條件。典型組合模具不僅能適應(yīng)小批量生產(chǎn)要求，作到一模多用，只要更換個(gè)別工藝件就能組合成新模具進(jìn)行新的品種生產(chǎn)，從而為小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。典型組合模也具能適應(yīng)中、大批量生產(chǎn)要求，工具制造部門可在、事先制造典型組合模具作為半成品庫存，設(shè)計(jì)部門能在短期內(nèi)補(bǔ)充設(shè)計(jì)所需工藝件，即可在較短時(shí)間內(nèi)制造組合成專用模具供中、大批量生產(chǎn)。 此外，用鋅合金作為模具材料，設(shè)計(jì)簡單，制造容易，不需要專門 的模具加工設(shè)備，省工、省料。模具用鋅合金的性能，相當(dāng)于低碳鋼，加工性質(zhì)類似于青銅鑄件。由于鋅合金的獨(dú)有的特點(diǎn)，必將在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，對(duì)提高沖壓生產(chǎn)的工藝技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)機(jī)電工業(yè)的發(fā)展，將起積極作用 9 。買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 3 沖壓工藝分析與方案論證 壓工藝分析 圖 的 圖 3件圖 該零件為 拖拉機(jī)機(jī)架框 ，如圖 3面有 2個(gè) 15的孔， 一 個(gè) 11的孔，一個(gè) 12的孔以及 兩 個(gè) 11 125的鈑金槽?？字饕糜诮影宓难b配，故這幾個(gè)孔的位置是需要保證的重點(diǎn)。另外鈑金槽是用于定位的，位置度也需要得到一定的保證。 毫米。對(duì)于一般的沖壓來說，它的厚度是過厚了一點(diǎn)，所以在彎曲時(shí)若能有效地利用過彎曲和校正彎曲來控制回彈，則可以得到形狀和尺寸比較準(zhǔn)確的零件； 的中心距離都大于材料厚度 的兩倍12 （ 6毫米），從而鈑金槽邊和所有的孔都位于變形區(qū)之外，彎曲時(shí)不會(huì)引起它們變形，故鈑金槽邊和所有的孔都可以在彎曲前沖出?？讻_好后，也可作為彎曲時(shí)的定位。 由圖可知，該零件結(jié)構(gòu)形狀難度一般，但并不對(duì)稱。是由圓弧直線組成，根據(jù)零件的具體情況，要完成全部的工序而生成該產(chǎn)品，需經(jīng)過以下三道工序，它們分別是：落料、沖孔和彎曲。 壓方案論證 沖壓該零件需要的基本工序有落料、沖孔、 彎曲 。由于工件結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，為了減少模具的制造難易程度，這里選擇單工序簡單模。具體工序方案主要有有以下幾種： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 方案一：先 落料、再彎 曲、最后沖孔。工序較少且較集中，使用設(shè)備較少，生產(chǎn)效率較高。 在每道工序中都存在著一定的誤差，這樣零件的精度很難保證。且沖孔模具的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。 方案二：先 落料、再?zèng)_孔、最后彎曲。工序較少且較集中，使用設(shè)備較少，生產(chǎn)效率較高。進(jìn)行彎曲時(shí)有較好的定位。加工精度得到很好的保證。模具結(jié)構(gòu)較簡單，制造成本較低，符合經(jīng)濟(jì)要求。 方案三：先 落料、然后沖孔、再彎曲、最后再?zèng)_孔。 工序復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，對(duì)于批量生產(chǎn)并不適易，在每道工序中都存在著一定的誤差，這樣零件的精度很難保證。 方案四：先沖孔、再落料、 最后彎曲。這種工序方 案中，孔先沖出，給后面的工序提供了很好的定位。提高了產(chǎn)品的位置精度。但是這樣操作不方便，就增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)效率降低了。 綜合考慮到零件的性能、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率使用設(shè)備、模具制造的難易程度及壽命高低、操作方便與安全等方面， 經(jīng)過以上的方案比較，可知第二案比較好，所以選擇方案二。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 4 落料模設(shè)計(jì) 料模的工作原理 在沖壓加工過程中，沖模的凸模與凹模直接接觸被加工材料并 對(duì)材料施加壓力，使 材料 沿輪廓線 分離，從而 得 到預(yù)期的零件 。 壓工藝分析，確定沖壓工藝方案 該零件形狀簡單， 是由圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為中心與邊緣距離尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求， 根據(jù)文獻(xiàn)1， 故決定采用單工序落料模加工，且一次沖壓成形。 樣 在條料上沖裁時(shí)，工件之間以及工件和條料側(cè)邊之間的余料稱為搭邊。 根據(jù)文獻(xiàn)9， 10，采用斜排式的排樣方式。 由表 2 查得最小搭邊 3a 31a 通過 A =97235 條料的寬度 :b =3+33+3+3= 進(jìn)距： h= 1a = 根據(jù)公式 ： %100 （ 4 得 一個(gè)進(jìn)距的材料利用率 為： %93%72352%100 行必要的工藝計(jì)算 該模具采用彈性卸料和下出件方式。 抗拉強(qiáng)度為 460375b 料力 根據(jù)文獻(xiàn) 11公式： 1（ 4 其中： 1F 落料力 (N)； b 抗拉強(qiáng)度 (取b=400 t 材料厚度 ( t=3 L 零件的毛坯的周長 ( 通過 =1548 1=(1548 3 400)N=1858 103 N 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 料力 表 4卸料力、推料力和頂料力 系數(shù) 鋼 料厚（ 、鋁合金 銅、黃銅 據(jù)公式： 1卸 （ 4 其中： 落料力 (N)； 系數(shù)，取 故 1卸 =(1858 103 )=103 N 件力 根據(jù)公式： 1推 （ 4 其中： 落料力 (N)； 系數(shù)， n 卡在凹模洞口的工件 (或廢料 )數(shù)目。 故1推 =(1 1765 103 )N=103 N 擇沖床時(shí)的總壓力 選擇沖床時(shí)的總壓力為： 1 +推=2016定模具的壓力中心 按比例畫出零件形狀，選定坐標(biāo)系 圖 3零件不對(duì)稱，故 根據(jù)文獻(xiàn) 14， 將工件沖裁周邊分成 ， 出各段的重心： 33 4= 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 6= 7= 據(jù)公式： 2521 25252211 （ 4 得 5252211 據(jù)公式： 521 25252211 （ 4 得 5252211 壓力中心坐標(biāo)值為（ 力中心圖 算凸、凹模刃口尺寸 落料時(shí)，落料件的尺寸是由凹模決定的，因此應(yīng)以落料凹模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 查文獻(xiàn) 9，由 表 2于凹模結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，尺寸在生產(chǎn)過程中有變大和縮小，所以用配合加工計(jì)算法來計(jì)算凹模。 第一類：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)增大的尺寸； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 第二類 ：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)減小的尺寸； 第三類：凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不便的尺寸。 第一類尺寸：（沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸 ） 410第二類尺寸：（沖裁件上該尺寸的 最小極限尺寸 +x ）041第三類尺寸：沖裁件上該尺寸的中間尺寸（ 1/8） 根據(jù)公式 410）（凹 （ 4 其中：凹D 凹模尺寸 ( x 系數(shù)，按工件精度由 文獻(xiàn) 12表 2x = 工件公差 ( 則凹模各部分尺寸為： 尺寸為 D=（ 寸為 485時(shí)， 4) 5( 凹寸為 0 9 7 凹寸為 凹寸為 629時(shí)， 629( 凹模工作部分尺寸按凹模配制，保證雙面均勻間隙為 6.0 具各主要零件設(shè)計(jì) 模的厚度、 壁厚 及 材料 根據(jù) 文獻(xiàn) 11經(jīng)驗(yàn)公式 ： 凹 （ 4 計(jì)算凹模厚度 其中： b 工件最大外形尺寸 ,b= K 系數(shù) ,查表 4= 4度系數(shù) 板料厚度 t/mm b/ 2 3 3 200 : 取 114凹