1、上海電機(jī)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱接觸器觸頭托片級進(jìn)模設(shè)計(jì)及其制造工藝學(xué) 院機(jī)械學(xué)院專 業(yè)材料成型及控制工程班 級學(xué) 號姓 名指導(dǎo)教師_定稿日期：2014年3月5日接觸器觸頭托片級進(jìn)模設(shè)計(jì)及其制造工藝1 選題背景及其意義本課題所用零件來自工廠，主要研究的是級進(jìn)模的設(shè)計(jì)。級進(jìn)模是在壓力機(jī)一次沖程 中，在有規(guī)律排列的幾個(gè)工位上分別完成一部分沖裁工序，在最后工序沖出完整工件。因 為級進(jìn)模是連續(xù)沖壓，生產(chǎn)過程中相當(dāng)于每次沖程沖制一個(gè)工件，故生產(chǎn)效率高。級進(jìn)模 沖裁可以減少模具數(shù)量，操作方便安全，便于實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動化。但它在定位中產(chǎn)生的 累計(jì)誤差會影響工件精度，因此級進(jìn)模多用于生產(chǎn)批量大，精

2、度要求不高，需要多工序沖 裁的小零件加工。導(dǎo)師選擇了接觸器觸頭托片級進(jìn)模設(shè)計(jì)及其制造工藝設(shè)計(jì)課題，做為對級進(jìn)模深入了解和學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)，透過畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝分析優(yōu)化、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、CAD軟件操作應(yīng)用等過程，進(jìn)步鞏固、拓展專業(yè)知識、掌握多工位級進(jìn)模的特點(diǎn)及典型結(jié)構(gòu)，提高了理論 聯(lián)系實(shí)際解決實(shí)際問題的能力，對將來走向工作崗位，更好的適應(yīng)工作具有指導(dǎo)意義。2 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢）模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備，是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，它在工業(yè)生產(chǎn)中起著及其重要的作用。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造 水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)

3、量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力1在現(xiàn)有的多種沖壓模具中，精密多工位級進(jìn)模是較為先進(jìn)的一種，它具有高效率、高 精度和高壽命等優(yōu)越性。級進(jìn)模所具有的先進(jìn)性被廣泛應(yīng)用于電子、電機(jī)、家用電器、儀 器儀表、汽車及其配件等行業(yè)沖壓制件的生產(chǎn)。在現(xiàn)代沖壓技術(shù)中，多工位級進(jìn)模已占有 主導(dǎo)地位，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家也都十分重視對多工位級進(jìn)模技術(shù)的研究和開發(fā)。我國是進(jìn)入 20世紀(jì)80年代后才開始研制級進(jìn)模的，盡管經(jīng)歷了近二十年的努力，從無 到有，模具技術(shù)有了較大的發(fā)展。國內(nèi)一些企業(yè)，在消化吸收國外先進(jìn)級進(jìn)模技術(shù)的基礎(chǔ) 上，自行研制出的一些中小型級模具，在生產(chǎn)中獲得了較好的使用效果 2 。現(xiàn)代模具制造技術(shù)不但是知識密集、

4、技術(shù)密集，而且也是資本密集的產(chǎn)業(yè)。與國外工 業(yè)發(fā)達(dá)國家比較，我國的多工位級進(jìn)模技術(shù)仍然存在較大的差距，主要表現(xiàn)在：沖壓工 序比較單一，多數(shù)以沖裁級進(jìn)模為主，少部分為沖裁拉深級進(jìn)模，模具結(jié)構(gòu)比較簡單、功 能性不強(qiáng)。模具模板幅面尺寸比較小，一般在內(nèi)，一次沖制的產(chǎn)品數(shù)量也在十幾件以內(nèi)， 屬中小型級級進(jìn)模。模具精度不高，沖裁間隙誤差在 0.015mm以上，制件產(chǎn)品易產(chǎn)生毛 刺。模具使用壽命相對較短，一般一次刃磨在 50萬次以內(nèi)，模具材料主要以普通模具鋼 為主或采用硬質(zhì)合金。另外，國內(nèi)很少有人在此領(lǐng)域從事深入系統(tǒng)的研究 。3研究內(nèi)容3.1沖壓件外形及其尺寸如圖3-1所示。圖3-1沖壓件外形3.2 沖壓工

5、藝分析本次課題選用的是QSn錫青銅磷錫青銅，有高的強(qiáng)度.彈性.耐磨性和抗磁性，在熱態(tài)和冷態(tài)下壓力加工性良好，對 電火花有較高的抗燃性，可焊接和纖焊，可加工性好，在大氣和淡水中耐蝕，由于材質(zhì)比 較軟所以最小彎曲半徑非常小，制件取 0.25mm由于這是一個(gè)彎曲件，一般需要預(yù)彎來保 證制件精度，但由于銅的制件非常軟回彈可忽略不計(jì)所以可以不需要采用預(yù)彎。根據(jù)沖壓件的形狀判斷這是一個(gè)非圓形制件，所以采用凸凹模配合加工 o根據(jù)沖壓件的形狀采用有廢料排樣。3.3產(chǎn)品的展開計(jì)算讀懂產(chǎn)品圖后，首先對零件進(jìn)行展開計(jì)算，沖件的平面幾何展開主要是確定該工件的 沖裁的內(nèi)、外形狀以及具休的沖裁尺寸。在零件尺寸中，有一般自

6、由尺寸，也應(yīng)注有公差 要求的配合尺寸或關(guān)鍵尺寸。因此在計(jì)算其展開尺寸時(shí)，不能直接取名義尺寸進(jìn)行計(jì)算， 必須根據(jù)工件標(biāo)出的公差帶方向，結(jié)合工件彎曲或拉伸處由于材料厚度偏差、上下模之間 的間隙以及彎曲或拉伸方式等而產(chǎn)生的拉長因素而確定模具的最終彎曲或拉伸尺寸5 o3.4級進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)對零件進(jìn)行工藝分析后，進(jìn)行排樣。設(shè)計(jì)排樣圖的過程，就是確定模具結(jié)構(gòu)的過程 在進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)時(shí)，要從全局進(jìn)行詳盡的考慮，不能受限于局部結(jié)構(gòu)，而且還要多注意細(xì) 節(jié)。在保證條料能順利送進(jìn)和穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下，應(yīng)盡量減少料寬和步距，以降低成本。4 研究方案使用材料： QSn6.5-0.1 錫青銅沖壓件厚度： 0.5mm批量：大批量

7、圖 4-1 制件圖4.1 工藝方案分析及確定4.1.1 工藝方案分析 沖裁工序可分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。(1) 單工序模在一副模具中完成只完成一種工序的沖模，如落料模，沖孔模，拉深模 等結(jié)構(gòu)較為簡單，生產(chǎn)效率不高，一般適用于小批量生產(chǎn) 6-8 。(2) 復(fù)合模是在單工序模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種較先進(jìn)的模，在一副沖模中一次定 位可以同時(shí)完成幾個(gè)工序。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，一套模具能完成若干工序，大大減少了模具 和占用的沖壓設(shè)備的數(shù)量，減少了操作人員和周轉(zhuǎn)時(shí)間，勞動生產(chǎn)效率高 6-8 。(3) 連續(xù)模是把完成一個(gè)沖件的幾個(gè)工序，排列成一定的順序，組成連續(xù)模， 在一 副模具中，可以完成包括

8、沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序；減少了使用多副模具 的周轉(zhuǎn)和重復(fù)定位過程，顯著提高了勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。多工位級進(jìn)模主要用于沖 制厚度較薄(一般不超過2mm、產(chǎn)量大，形狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小型零件6-8。從零件圖可看出，該零件包括沖孔、多次沖裁外形和落料 , 彎曲等基本工序，可以采用以下三種工藝方案：(1) 先落料，再沖孔，再沖外形，最后彎曲采用四副單工序模生產(chǎn)。(2) 沖孔落料復(fù)合沖壓，再彎曲采用復(fù)合模單工序生產(chǎn)。(3) 沖孔、沖外形彎曲和落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 對以上三種工藝方案進(jìn)行分析比較： 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效

9、率 較低，而且難以保證零件定位精度，無法滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。方案二：復(fù)合模定位精度高并且滿足大批量生產(chǎn)的要求，仍然需要一副復(fù)合模和一副 單工序模，成本較高。同時(shí)需要考慮提高勞動效率和節(jié)約人力成本，該工件并不適合用復(fù) 合模加工。方案三：級進(jìn)模本身能滿足大批量生產(chǎn)，而且生產(chǎn)效率最高，也能夠自動進(jìn)料，節(jié)約 人力。由于工件精度無特別要求，所以可以采用級進(jìn)模。綜上所述，最后確定用級進(jìn)沖裁方式進(jìn)行生產(chǎn)。4.2 排樣設(shè)計(jì)及方案確定 排樣的目的旨在確定從毛坯材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品零件的工序過程。排樣包括： 毛坯排樣，沖切刃口排樣，工序排樣。4.2.1 工件展開尺寸計(jì)算 板料彎曲過程中，應(yīng)變中性層的長度不變，因此

10、，可以根據(jù)這一原理來確定彎曲件的 毛坯展開尺寸。當(dāng) r>0.5t 毛坯展開長度計(jì)算公式 , 按公式 4-37 4 。L=l1+l2+l3+l4+l5+3/2* n (r+xt)+110/180* n (r+xt)式中 l1 左斜邊長度 (mm)；12 左垂直邊長度 (mm)；13 中間平板長度( mm；)14 右邊垂直邊長度( mm；)15 右邊平板長度( mm；)r彎曲件內(nèi)圓角半徑 (mm)；x中性層位移系數(shù)；t板料厚度 (mm)。已知 l1=5mm,l2=2mm,l3=8.7mm,l4=2mm,l5=4mm,r=0.25mm x=0.33 , t=0.5mm,貝U: L=34.974

11、mm故工件彎曲部位展開長度為 34.974mm。計(jì)算得到毛坯的總體尺寸如圖 4-2 所示:圖 4-2 毛坯尺寸4.2.2 工序排樣設(shè)計(jì) 根據(jù)沖壓件的形狀判斷這是一個(gè)非圓形制件，所以采用凸凹模配合加工。其主要工序包括：沖孔切廢料彎曲落料9-10 0 根據(jù)工序排樣的基本原則，一般先沖孔，后沖外形，將復(fù)雜的外形分解為簡單的幾何形狀0 90°彎曲工序，彎曲半徑為 0.25mm0 110°彎曲工序，彎曲半徑為 0.25mm11-16 0 結(jié)合以上工藝性分析及基本工序，查閱相關(guān)資料，利用UG 軟件進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)，得到以下三個(gè)方案：圖 4-4 排樣等二測視圖圖 4-5 排樣尺寸圖如圖4-3

12、 4-4 4-5 所示，采用雙排豎排排列，分 10個(gè)工位。查文獻(xiàn)5表3-6 得搭邊值， 邊距a=1.8mm 制件間b=1.8mm貝U：條料寬度 B=D+2a式中B 條料寬度尺寸；n一個(gè)步距內(nèi)制件數(shù)；D垂直于送進(jìn)方向毛坯的最大輪廓尺寸；B=D+2a=2*34.974+4*1.8mm=77.148mm考慮到料帶需沖側(cè)刃定位，應(yīng)選取寬度為80mn料帶歩距 S=L+b式中S沖裁步距；L沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值； b沿送進(jìn)方向的搭邊值。S=L+b=(8+1.8)mm=9.8mm材料利用率n =nA/ (BS 100%=2*243.7063/(80 X 9.8)= 62.17%式中n材料利

13、用率；n一個(gè)步距內(nèi)制件數(shù)；A產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積；B條料寬度；S沖裁步距。方案二：圖4-7排樣等二測視圖fl陰冊御L/VJVTI-I® YJ' _wH±圖4-8排樣尺寸圖如圖4-6 4-7 4-8所示，采用雙排豎排排列，分5個(gè)工位。查文獻(xiàn)呵表3-6得搭邊值, 邊距a=1.8mm 制件間b=1.8mm 則:條料寬度B=D+2a式中B 條料寬度尺寸；n個(gè)步距內(nèi)制件數(shù)；D垂直于送進(jìn)方向毛坯的最大輪廓尺寸；B=D+2a=2*34.974+4*1.8mm=77.148mm考慮到料帶兩邊需沖側(cè)刃定位，應(yīng)選取寬度為 85mn料帶歩距 S=L+b式中S沖裁步距；L沿條料送進(jìn)方向

14、，毛坯外形輪廓的最大寬度值； b沿送進(jìn)方向的搭邊值。S=L+b=(8+1.8)mm=9.8mm材料利用率n =nA/ (BS 100%=2*243.7063/(85 X 9.8)=58.51%式中n材料利用率；A產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積；B條料寬度；S沖裁步距。方案三：圖 4-10 排樣等二測視圖圖 4-11 排樣尺寸圖如圖 4-9 4-10 4-11 所示，采用單排豎排排列，分 10個(gè)工位。查文獻(xiàn) 5表 3-6 得搭邊 值，邊距a=1.8mm制件間b=1.8mm貝U：條料寬度 B=D+2a式中B條料寬度尺寸；n一個(gè)步距內(nèi)制件數(shù)；D垂直于送進(jìn)方向毛坯的最大輪廓尺寸；B=D+2a =34.974

15、+2*1.8mm=38.574mm考慮到料帶需沖側(cè)刃定位，應(yīng)選取寬度為45mn料帶歩距 S=L+b式中S沖裁步距；L沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值; b沿送進(jìn)方向的搭邊值。S=L+b=8+1.8mm=9.8mmS 取 9.8mm材料利用率n =A/ ( BS) 100%=243.7063/(45 X 9.8)=55.26%式中n材料利用率；A產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積；B條料寬度；S沖裁步距。方案比對確定由上述三種方案，對其進(jìn)行分析，如表4-1 :表4-1排樣方案比對項(xiàng)目萬案一、J*萬案二萬案三導(dǎo)正方式條料采用雙側(cè)中間 載體，為保證零件上的 孔精度，采用側(cè)刃加導(dǎo) 正銷定位，導(dǎo)正孔選用

16、直徑為2的孔。條料采用雙側(cè)載 體，為保證零件上的孔 的精度，采用側(cè)刃定位。條料采用中間載 體，為保證零件上的 孔精度，采用側(cè)刃加 導(dǎo)正銷定位，導(dǎo)正孔 選用直徑為2的孔。工序10道工序8道工序10道工序相關(guān)數(shù)據(jù)條料寬度：80mm 導(dǎo)正步距：9.8mm 材料利用率：62.84%條料寬度：85mm 導(dǎo)正步距：9.8mm 材料利用率：58.51%條料寬度：45mm 導(dǎo)正步距：9.8mm 材料利用率：55.26%優(yōu)缺點(diǎn)比對第一種方案材料利用大，方案三是單排不符合大批量的要求，而且由于不是對稱排列彎曲性不佳，材料利用率也比較低，方案一彎曲工序?qū)ΨQ， 彎曲性更好，條料寬度尺寸較短，使得模具整體結(jié)構(gòu)緊湊，降低

17、成本，雖 然工序比方案二多兩道，但是材料利用率比方案二高，綜合考慮方案一符 合經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性及降低設(shè)計(jì)難度的總體設(shè)計(jì)要求。綜合上述，選擇方案一做為后期模具設(shè)計(jì)的排樣設(shè)計(jì)方案。論文的框架弟一早緒論弟一早制件分析第三章排樣方案設(shè)計(jì)及其選擇第四章級進(jìn)模設(shè)計(jì)第五章本文小結(jié)參考文獻(xiàn)致謝5 進(jìn)度計(jì)劃2012年12月 2013 年1月：研究沖件圖，收集、研讀資料，擬定沖壓工藝方案，完成排樣圖，書寫開題報(bào)告。2013年1月 2013 年2月：分析產(chǎn)品工藝技術(shù)要求，測繪制品零件圖。比較并擬定制品成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案。2013年2月 2013 年3月：進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，完成模具裝配草圖。2013年3月 2

18、013 年4月：確定成型工藝和模具總體結(jié)構(gòu)。完成工程計(jì)算，繪制模2013年 4月 2013具裝配圖。年5月：繪制模具主要零件圖。制訂主要模具零件的加工工藝規(guī)程2013年5月- 部設(shè)計(jì)資料。2013年6月- 2013 年6月：編寫、裝訂畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并提交全- 2013 年6月：畢業(yè)答辯準(zhǔn)備和答辯。參考文獻(xiàn)1 Pearce,R.Sheet Matal Forming,Bristol、 philadelphia:Adam hilger,c19912 Tomesani,L.Analy of a tension-driven outsidein tube inversion.Jouranl ofMaterial Processing Technology,Vol.64,1997,pp.397-3863 Liescu,constantin.Cold-pressing technology/constantin iliescu.-Amsterdam:Elsevior,19904 李正風(fēng)主編 .