支架冲压工艺分析及多工位级进模设计

支架冲压工艺分析及多工位级进模 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 支架冲压工艺分析及设计论文题 多工位级进模计 目: 学生姓名: 学生学号: 材料成型 专业班级: 材料科学与工程学院 学院名称: 指导老师: 学院院长: 第 2 页 支架冲压工艺分析及多工位级进模设计 摘 要 冲裁弯曲级进模广泛用于金属成形零件的生产。本文介绍了支架零件多工位级进模的设计，分析了支架的冲压工艺和冲压工序的组成，对载体和排样设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 作了比较与选择，分析了产品外形合理的接边工艺，确定了条料的送进与导料方式及定距结构形式，并对模具的主要部件设计作了详细地说明。同时也包含了冲裁力计算，定距方法，冲裁间隙选择，压力中心计算的设计要点。模具上、下固定板具有高精度和长寿命，可快速更换凹模镶块，且重复装配精度高，简化了弯曲工艺，卸料板上安装了弯曲凹模，卸料板既可弹性压料又可刚性卸料。模具结构合理简单、制作容易、节省开支。使模具生产成本降低，提高经济效益，对此类零件的级进模设计有参考价值。 关键词:支架，冲裁弯曲，多工位级进模，工艺分析，排样图 第 ? 页 Design of Blanking-Bending multi-position progressive die for Support Abstract Blanking-Bending multi-position progressive die were widely used in metal parts production. Though this paper, we could get the method of support design. And the technological process for stamping the part is analyzed and the layout designs are compared, rational joint-edge process of products outline, decided the guiding of the bar stock and the form of the fixed distance , describes the key die parts in detail. At the same time, includes the main design point of stamping force calculation , fixed distance method, the selection of stamping clearance, compress force center an so on . The die plate are of high precision long service life. The die inserts can be replaced rapidly and the repeat assembling accuracy is high. The bending punch is installed on the stripping plate, which can clamp the work pieces flexibly and later strip them from the punch rigidly, The die structure is flexible and reliable and product quality can be guaranteed . It has an important reference value to this kinds of parts. Keywords:Support, Blanking Bending , Multi-Position Progressive die，Forming Process analysis, Layout Design 目 录 第 II 页 1 绪 论 ............................................................................................................................... 1 1.1 课题简介 ................................................................................................................ 1 1.2 选题背景 ................................................................................................................ 1 1.3 设计现状以及发展趋势 .......................................................................................... 2 1.4设计任务、目的和要求 ........................................................................................... 6 1.4.1任务 ................................................................................................................. 6 1.4.2目的 ................................................................................................................. 6 1.4.3要求 ................................................................................................................. 6 2 对零件的综合分析 ........................................................................................................ 6 2.1工艺分析 .................................................................................................................. 7 2.2排样方案 .................................................................................................................. 7 2.3模具结构形式的确定 ............................................................................................... 8 2.4工艺设计 .................................................................................................................. 8 2.4.1毛坯尺寸计算 ................................................................................................. 8 2.4.2确定搭边 ......................................................................................................... 9 2.4.3确定条料宽度 ................................................................................................. 9 2.4.4步距的计算 ................................................................................................... 10 2.4.5材料的利用率的计算 .................................................................................... 11 2.4.6压力中心的计算 ........................................................................................... 11 2.4.7冲压力计算 ................................................................................................... 12 A区冲裁力及卸料力的计算 ................................................................................. 14 B区冲裁力及卸料力的计算 ................................................................................. 14 C区冲裁力及卸料力的计算 ................................................................................. 14 D区冲裁力及卸料力的计算 ................................................................................. 14 E区冲裁力及卸料力的计算 ................................................................................. 15 H区冲裁力及卸料力的计算 ................................................................................. 15 I区冲裁力及卸料力的计算 .................................................................................. 15 弯曲力的计算 ........................................................................................................ 15 2.4.8压力机标称压力的确定 ................................................................................ 16 2.5凸凹模刃口尺寸计算 ............................................................................................. 17 A区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 ......................................................................... 17 B区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 ......................................................................... 17 C区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 ......................................................................... 18 D区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 ......................................................................... 19 E区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 .......................................................................... 20 H区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 ......................................................................... 21 I区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 ........................................................................... 22 F，G区弯曲凸、凹刃口尺寸的计算 ................................................................... 23 2.6凸凹模结构设计 ..................................................................................................... 25 2.6.1凹模板尺寸 ................................................................................................... 25 2.6.2 刃口形式 ...................................................................................................... 25 2.6.3 确定凹模厚度H和周界值 .......................................................................... 25 2.6.4垫板尺寸 ....................................................................................................... 26 湖南大学毕业设计(论文) 第 ? 页 2.6.5模架尺寸 ....................................................................................................... 26 2.6.6凸模固定板尺寸 ........................................................................................... 27 2.6.7卸料板尺寸 ................................................................................................... 28 2.6.8凸模尺寸 ....................................................................................................... 29 2.6.9凹模镶件尺寸 ............................................................................................... 29 2.6.10 模柄的确定 ................................................................................................ 29 2.6.11 级进模中小孔与细小凸模冲裁结构设计 .................................................. 30 2.6.12 卸料装置 .................................................................................................... 31 2.6.13 镶件 ............................................................................................................ 31 2.6.14 弹簧固定 .................................................................................................... 31 2.6.15 凸模固定 .................................................................................................... 31 2.7 其他零件的设计 .................................................................................................. 31 2.7.1导正销的确定 ............................................................................................... 31 2.7.2托料板的确定 ............................................................................................... 32 2.7.3浮顶块和顶杆的设计 .................................................................................... 33 2.7.4卸料螺钉的确定 ........................................................................................... 33 2.7.5小导柱、导套的确定 .................................................................................... 33 2.7.6螺钉和销的确定 ........................................................................................... 33 2.8出件的设计............................................................................................................. 34 3 绘制总装图与非 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 零件图 ........................................................................................ 35 3.1绘制装配图............................................................................................................. 35 3.2 绘制零件图 .......................................................................................................... 36 4 结论 ............................................................................................................................... 37 5 致谢 ............................................................................................................................... 38 6 参考文献 ....................................................................................................................... 39 7 附录 工艺卡片.............................................................................................................. 40 湖南大学毕业设计(论文) 第 1 页 1 绪 论 1.1 课题简介 冲压是塑性加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料的某一部分便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压工艺的材料利用率高，便于自动化生产，适应于新时代的要求，因而其具有很强的生命力。 1.2 选题背景 模具作为一种特定结构的机械产品，进行模块化设计时，既与传统模块化机械产品设计有许多共同之处，又具有自身的特殊性。模块的正确划分是模板制作的关键，要兼顾两个方面:一是模具的结构，二是是否有利于实现参数化。从结构上看，模具结构分为二个模块:上模、下模。从是否有利于实现参数化的角度看，模具可分为模架模块和专用型面模块。模架模块是指结构相对规则的上下模架部分，主要起定位和支撑等作用。专用型面模块是指型面结构变化部分，不易实现设计参数化，是覆盖件成形的关键部分。考虑到模具要固定在机床上，专用型面模块的外形直接受型面的控制，所以将模板分成6个模块:上模基座、下模基座、上模型体、下模型体、机床和型面。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。 模具工业是国民经济的基础工业，工业发达国家称之为“工业之母”。模具成形具有效率高、质量好、节省原材料、降低产品成本等优点，采用模具制造产品零件已成为当今工业的重要生产手段。模具在机械、电子、轻工、纺织、航空、航天等工业领域里， 第 2 页 已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60%--80%产品零件、组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。目前，模具设计与制造水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 按总产值来计算，冲压模约占50,左右，塑料成型模约占33,，压铸模约占8,，其它各类模具约占9,。我国冲压模大多为单工序模和复合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到3,5，有50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿,m 命5000万次相比，处于80年代中期国际先进水平。不过，近年来，我国的模具技术有了很大发展，模具的精密度、复杂程度和寿命都有很大提高。如，主要的汽车模具企业已能生产大型、精密的轿车覆盖件模具;体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面增加;塑料模热流道技术日渐成熟，气体辅助注射技术开始采用;压铸工艺得到发展。此外，CAD/CAM/CAE技术得到广泛应用，高速加工、复合加工等先进的加工技术也 [1]得到进一步推广;快速原型进展很快;模具的标准化程度也有一定提高。 1.3 设计现状以及发展趋势 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。 (1).冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元(FEM)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成 湖南大学毕业设计(论文) 第 3 页 形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT16~17级;用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果;采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义;利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性;无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。 (2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展;另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达~5微米，进距精度2~3微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中 第 4 页 高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量(主轴转速一般为15000~40000r/min),加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra?1微米)，而且与传统切削加工相比具有温升低(工件只升高3摄氏度)、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料(60HRC)加工;电火花铣削加工(又称电火花创成加工)是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平;慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自 2动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达?1.5微米，表面粗糙度达Ra=01~0.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术(RPM)与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-?型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺(分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM)的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。 (3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算 湖南大学毕业设计(论文) 第 5 页 机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率;在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%;公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作;美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的4~10倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元(FMC)和冲压柔性制造系统(FMS)代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。 (4)冲压标准化及专业化生产方面 模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%~80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高(一般在40%以下)，标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形 第 6 页 成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。 1.4设计任务、目的和要求 1.4.1任务 完成所给工件的冲压工艺设计与模具设计任务。提交模具的全套图纸(总装图与非标零件图)和相应的模具设计说明书。完成与专业有关的外文文献的翻译工作。 1.4.2目的 ?培养学生综合运用冲压工艺理论知识，分析解决冲压过程实际问题的能力;?提高学生正确确定模具总体结构及设计模具各种机构的能力;?提高学生使用冲压和机械设计手册、正确迅速查找与选择相关设计参数的能力，同时熟悉相关国家标准和技术规范。 1.4.3要求 ?按时完成开题报告，并按要求完成学校 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的与毕业设计有关的其它任务，接受检查;?至少完整阅读冲压手册一本;?每周至少主动与指导教师见一次面，报告设计进度与问题。 2 对零件的综合分析 制件如图2.1所示，，材料为08F钢，料厚1mm，制件尺寸精度为IT14级，大批量生产。 图2.1 支架零件图 湖南大学毕业设计(论文) 第 7 页 2.1工艺分析 此零件的成型工艺包括冲裁、弯曲、切断等工序。一是采用单工序模，二是采用复合模，三是采用复合模。此零件为小件，大批量生产，采用单工序模虽然模具简单，但模具较多，所需设备也较多，生产效率低，采用复合模虽然可以减小单工序模中的一些缺点，但综合仍不理想。级进模适用于小件，大批量生产，虽然模具结构复杂，但对小件大批量生产的情况可以降低模具成本，提高生产率。故此零件采用级进模生产。 2.2排样方案 排样正确与否将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命等。考虑到排样的选择原则: 1、冲裁小工件或某种工件需要窄带料时，应沿板料顺长方向进行排样，符合材料规格及工艺要求。 2、冲裁弯曲毛坯时，应考虑板料的轧制方向。 3、冲件在条料上的排样，应考虑冲压生产率，冲模耐用度、冲模结构是否简单和操作的方便及安全等。 4、条料宽度的选择与在板料的排样应考虑选用条料宽度较大而步距较小的方案，可将板料切成条料，并减少冲制时间。 5、在可能情况下，要求产品的设计修正产品零件的结构形状和尺寸，以减少和消除设计废料的形成，并有可能采取少无废料方式。 结合以上分析，本零件成型的排样图如图2.2所示 第 8 页 图2.2 第1工位:冲工艺孔，冲,3mm导正孔。 第2工位:对B区，C区进行冲裁。 第3工位:对D区，E区进行冲裁。 第4工位:对F区进行向下90度弯曲。 第5工位:对G区进行向上90度弯曲。 第6工位:对H区进行冲裁。 第7工位:对I区冲裁使零件与条料分离。 2.3模具结构形式的确定 因制件材料较薄，为保证制件的平整度，采用弹性卸料装置，它还可以对冲孔小凸模起导向和保护作用，为方便操作和取件，选用双柱可倾压力机，纵向送料，采用对角导柱滑动导向模架，此为级进模机构。 2.4工艺设计 2.4.1毛坯尺寸计算 由于毛坯有两处弯曲，角度都为90?，其中一个弯曲半径r,0.5t，另一个r,0.5t， 湖南大学毕业设计(论文) 第 9 页 所以应该按照两个公式来计算毛坯展开尺寸。当r,0.5t时这类变薄不严重而且断面畸变教轻，可以按应变中性层长度等于毛坯长度的原则来计算，由文献[1] 3.3.12 π Lrxt,，，,，，,,iii0l?i180 ? 当零件的弯曲角为时，则毛坯的展开长度为 90 , Lllrxt,，，，，，1202 —应变中性层位移系数; 式中x0 r —弯曲半径(mm); t —料厚(mm); ,—制件各直线段长度(i=1、2 、3;mm); i L—毛坯的展开长度(mm); 由文献[1] 查表3.3.3得，当r/t=2时，=0.38，则由式3.3.13得， x0 ,L,2，5.2，，(2，0.38，1)，2,14.67mm 2 当r,0.5t时，L=?l+0.785t 所以有 L=5.2+18.5+0.785×1=24.49mm 所以 L=14.67+24.49=39.16mm 2.4.2确定搭边 本模具采用自动送料机构送料，且自动送料机构具有粗定位作用，但是定位不够精确，由其控制的送料步距仍有0.05mm,0.1mm的误差，所以需在模具上设置导正孔，实现对条料的精确定位。在该工件的上部有一个冲孔，为不规则圆形，不宜作为导正孔。现设计为在需冲孔的中间部位先冲一直径为3mm孔作为导正孔，在第五个工位时再在 ,3导正孔的基础上冲成所需型孔。设计如下:在第一工位冲出导正孔，在第二，第三，第四，第五工位设置导正销。 2.4.3确定条料宽度 条料宽度的确定原则是:最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。因此，在确定条料宽度时必须考虑到模具的结构中是否采用侧压装置和侧刃，根据不同结 第 10 页 构分别进行计算。 采用自动送料，无侧压，条料宽度按下式计算: 0 B=(D+2a1+2?+b0) ,, 式中 D——冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸 b0——条料与导料板之间的间隙; a1——冲裁件与条料侧边之间的搭边; ?——板料剪裁时的下偏差 由文献[1]表2.5.2，2.5.3得a=2, =0.5，所以 , 00 B=(39.16+2×2+2×0.5+0.5)=44.66 ,0.5,0.5 取其宽度为46mm 2.4.4步距的计算 级进模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。步距的精度直接影响冲件的精度。设计级进模、尤其是多工位级进模时，要合理地确定步距的基本尺寸和步距精度。并根据冲件的要求、冲压车间的设备条件、操作工人的习惯等确定定距方式。 所谓步距的基本尺寸，就是模具中两相邻工位的距离尺寸。级进模任何相邻两工位的距离都必须相等。步距基本尺寸决定于冲件的外形轮廓尺寸和两冲件间的搭边宽度。 因为此制件采用的是单排纵排，的排样步距，由所以对于单排列得基本尺寸为公式为: 步距的计算公式 A=C+a 式中 A——步距 C——与送料方向平行的制件外形尺寸 a——制件间搭边值 其值分别为 C=20.4mm a=1.5mm 所以 A=20.4+1.5=21.9mm 所以多工位级进模的步距初定为22mm。 湖南大学毕业设计(论文) 第 11 页 2.4.5材料的利用率的计算 冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。由文献[1]其计算公式如下: ,一个进距内的材料利用率 为 F,,，100%AB 2式中 F—工件的实际面积(包括冲出的小孔在内)(mm); A—送料进距(mm); B—条料宽度(mm); 计算得 333.91,,,58.87%567.21 所以一个进距内的材料利用率为58.87% 2.4.6压力中心的计算 冲压力合力的作用点称为压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合，对于带模柄的中小型冲模就要使压力中心与模柄轴心线重合。否则冲裁过程中压力机滑块和冲模会承受偏心载荷，使滑块导轨和冲模导向部分产生不正常磨损，合理间隙得不到保证，刃口迅速变钝，从而降低冲件质量和模具寿命甚至损坏模具。因此设计冲模时，应该正确算出冲裁时的压力中心，并使压力中心和模柄轴心线重合，若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄轴心线相重合，也应注意尽量使压力中心的偏离不超过所选压力机模柄孔投影面积的范围。 由于零件为对称图形，故采用解析法求压力中心较为方便。 由文献[1] 根据力学定理，诸分力对某轴力矩之和等于其合力对同轴之矩，则有 nn FxFy,,pipiiiFxFxFx，，,,,，FyFyFy，，,,,，pppnpppn1212ii,1n,112n12y,,,,x o0nnFFF，，,,,，FFF，，,,,，ppppppn1212nFF,,ppiii,1i,1 上式中各冲裁力可由各冲裁周边长度代替，所以 第 12 页 nn LxLy,,iiiiLxLxLx，，,,,，LyLyLy，，,,,，11221nni,11221nni,x,,,,y o0nnLLL，，,,,，LLL，，,,,，12n12nLL,,iii,1i,1 ,,,、、、—各图形的冲裁力(N); 式中FFFPpp12n ,,, 、、、 —各图形冲裁力的轴坐标(mm); xxxx12n ,,, 、、、—各图形冲裁力的轴坐标(mm); yyyy12n ,,, 、、、—各图形冲裁周边长度(mm); LLL12n 根据公式算得:A区压力中心为(141.6，-2) B取为(130.7，2) C区为(130.7，—14.1) D区为(97.8，25) E区为(97.8，—12.5) F区(75.9，20.8) G区(75.9，0.74) H区(32.1，-2) I区(21.2，5.3) 综上利用公式 计算得到整体压力中心值 35998.6X==87.5 同理y=2.7 00411.4 所以压力中心为(87.5，2.7) 在实际生产中，可能出现冲模压力中心在加工过程中发生变化的情况，或者由于零件的形状特殊，从模具结构考虑不宜使压力中心与压力机滑块中心一致的情况，这时应注意使压力中心的偏差不致超出所选用压力机允许的范围 2.4.7冲压力计算 ,F=Lt,冲裁力: b 而考虑到模具刃口的磨损，凸、凹模间隙的波动，材料力学性能的变化，材料厚度偏差等因素，实际所需冲裁力还须增加30,,故 湖南大学毕业设计(论文) 第 13 页 ,F=1.3F=1.3Lt, b 式中 F——冲裁力(N) 0 t——材料厚度(mm) ,b ——材料抗剪切强度(MPa) , ——材料抗拉强度(MPa) b L——冲裁周长(mm) 本设计中由于采用弹性卸料装置和下出料方式,由文献[5]中式(3-18，3-19)得: F=nKFF=KF推件力: 卸料力: 1133 式中 F——冲裁力(N) t——材料厚度(mm),本设计中t=1.5mm h——凹模刃口有效高度(mm),本设计中取h=6mm n——同时梗塞在凹模内的零件(或废料)数，本设计中:n=h/t=6/1.5=4 K K,——推件力、卸料力系数，其值由文献[4]表19.1-12查得 推卸 K=0.055K=0.045、 13 F=F+F+F故总冲裁力: 013 本工件所用材料为08F钢。查文献[5]表2-3得其相关的力学性能如表2.1中所示。 表2.1 相关力学性能 力学性能 ,,,,牌名 材料的状态 抗剪强度(MP) 抗拉强度(MP) 屈服点(MP) 伸长率(%) bs1008F 已退火 216~304 275~383 177 32 综合考虑，最后取 ,,,,,,,,300a350a177a32%MPMPMP; ; ; 。bs10 工艺排样图如图2.3所示 第 14 页 图2.3 A区冲裁力及卸料力的计算 FFLKN,,,，，，，,1.31.3t1.3313504.29,,0b冲裁力 : ，KF推件力: =n×F=1×0.05×4.29=0.21 KN 1推 卸料力: F =K×F=0.06×4.29=0.28 KN 2卸 总冲裁力: F=F+ F+ F=4.29+0.21+0.28=4.78 KN 201 B区冲裁力及卸料力的计算 冲裁力 : F=1.3，(18.9，17.7)，2，1，350,33.31KN 推件力: F= 1，0.05，33.31,1.67KN1 卸料力: F =0.06×33.31=2.0KN 2 总冲裁力:F=F+ F+ F=33.31+1.67+2=36.98KN 201 C区冲裁力及卸料力的计算 1.3，(1.5，16)，2，1，350,15.93KN冲裁力 : F= 推件力: F=1×0.05×15.93=0.80KN 1 卸料力: F=0.06×15.93=0.96KN 2 总冲裁力: F= F+ F+ F=15.93+0.80+0.96=17.69KN 201 D区冲裁力及卸料力的计算 冲裁力 : F=1.3×2(4+6.38)×1×350=9.45KN 湖南大学毕业设计(论文) 第 15 页 推件力: F=0.05×9.45=0.47KN 1 卸料力: F-0.06×9.45=0.57KN 2 总冲裁力:F= F+ F+ F=9.45+0.47+0.57=10.49KN 201 E区冲裁力及卸料力的计算 冲裁力 : F=1.3×(4.4+7.65+8.5+7.85+21.4+7.85+8.5+7.65) ×1×350=33.57KN 推件力: F=0.05×33.57=1.68KN 1 卸料力: F=0.06×33.57=2.01KN 2 总冲裁力:F= F+ F+ F=33.57+1.68+2.01=37.26KN 201 H区冲裁力及卸料力的计算 冲裁力 : F=1.3×(0.8×2+4.4×3.14) ×1×350=7.02KN 推件力: F=0.05×7.02=0.35KN 1 卸料力: F=0.06×7.02=0.42KN 2 总冲裁力:F= F+ F+ F=7.02+0.35+0.42=7.79KN 201 I区冲裁力及卸料力的计算 F=1.3×(17.5+8×2+3.14×6+7.92×2+1.5)×1×350=31.7KN 冲裁力 : 推件力: F=0.05×31.7=1.59KN 1 卸料力: F=0.06×31.7=1.90KN 2 总冲裁力:F= F+ F+ F=31.70+1.59+1.90=35.19KN 201 弯曲力的计算 查文献[4]第19部分第四章第2节得弯曲力的计算公式为: 20.7KBt,b,F对型弯曲件: Uz，Rt 20.6KBt,b,F对型弯曲件: Vz，Rt 压弯时的顶件力和卸料力F值可近似取。 Q 第 16 页 F式中 ——自由弯曲力(N) z B——弯曲件宽度(mm) t——弯曲件材料厚度(mm),本设计中:t=1mm R——弯曲内半径(mm) ,,——材料的抗拉强度(MPa)，在本设计中，抗拉强度 =350MPa bb K——安全系数，一般取K=1.3 D区弯曲力计算 本部分弯曲为V型弯曲，零件宽度B=1mm弯曲内半径R=2mm 20.6，1.3，1，1，350,0.91KN所以其弯曲力F= 2，1 G区弯曲力计算 本部分弯曲为U型弯曲，零件宽度B=1mm，弯曲内半径 r，r2，0.2512,,1.125mmR=。 22 20.7，1.3，8，1，350,1.20KN所以其弯曲力F= 1.125 2.4.8压力机标称压力的确定 对于高速冲压的级进模而言，不仅仅对工称压力有要求外，还需对冲速有要求，不 同的级进模冲速也不一样，对于纯冲裁级进模冲速可以高一点，而对弯曲级进模冲速要 相对小一点，对纯冲裁的极进模而言，冲速越高，凸模受力就越小，而且有利于生产效 率提高，但是速度高会产生热量，也是一个弊端，而且还要保证制件的质量。本模具在 起初试模时要精调，并保证弯曲的质量。 P? (1.1 ? 1.3)ΣF=1.3(F 总冲+F 卸)=135.27KN 所以由文献[5]表1-2选用开式可倾压力机。 型号:J23-25。 公称压力:250KN;滑块行程:65mm;滑块行程次数:55次/min; ，最大闭合高度:270mm;闭合高度调节量:55mm;工作台尺寸:370mm560mm。 湖南大学毕业设计(论文) 第 17 页 2.5凸凹模刃口尺寸计算 A区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 冲圆形导正孔,形状简单, 凸、凹模按分开加工的方法计算。材料的厚度为1mm，该工艺为定位孔，精度要求较高，所以孔的尺寸公差按IT12级处理，由文献[6]表11.5查得3时尺寸为。 ,,,0.1 图2.4 A区孔的形状 ,,由文献[5]表3-3查得:=0.140mm,=0.100mm,则有: maxmin ,, -=0.140-0.100=0.04 maxmin ,,由文献[5]表3-6查得凸、凹模的制造公差:=+0.02mm,=-0.02mm pd ? ,,，,,,0.04ZZ pdmaxmin 由文献[5]表3-5查得 x=0.75 000d，，，，d，x,,3，0.75，0.1,3.08 ? = mm p,,,,0.020.02p ，,0.02，d，0.02 dd,，,,，,3.080.103.18 mm ，，，，dpmin000 相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.100mm0.140mm。 B区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 B区冲裁图样如图2.5所示 第 18 页 图2.5 由于形状简单可采用分别加工方法获得 ,由文献[5]表3-3查得:=0.140mm,,=0.100mm,则有: maxmin ,, -=0.140-0.100=0.04 maxmin ,,由文献[5]表3-6查得凸、凹模的制造公差:=+0.02mm,=-0.02mm pd ? ,,，,,,0.04ZZ pdmaxmin由文献[5]表3-5查得 x=0.75 因为公式 0,(d，x,)d 凸,,min凸 00,d(8.75+0.3×0.75)=18.98 ,0.02,0.02凸1 00d=(17.53+0.3×0.75)=17.76 ,0.02,0.02凸2 ，,凹,(d，Z)又因为d 凹凸min0凸 代入公式计算得 ，0.02d=19.08 0凹1 ，0.02d=17.86 0凹2 C区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 C区冲裁图样如图2.6所示 湖南大学毕业设计(论文) 第 19 页 图2.6 由于形状简单可采用分别加工方法获得 ,-3查得:=0.140mm,,=0.100mm,则有: 由文献[5]表3maxmin , -,=0.140-0.100=0.04 maxmin ,,由文献[5]表3-6查得凸、凹模的制造公差:=+0.02mm,=-0.02mm pd ? ,,，,,,0.04ZZ pdmaxmin由文献[5]表3-5查得 x=0.75 0d,(d，x,) 凸,,min凸 ，,凹又因为d,(d，Z) 凹凸min0凸 所以代入上述公式计算得 0d=1.58 ,0.02凸1 0d=16.08 ,0.02凸2 ，0.02d=1.68 0凹1 ，0.02d=16..18 0凹2 D区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 D区冲裁图样如图2.7所示 第 20 页 图2.7 由于形状简单可采用分别加工方法获得 ,,由文献[5]表3-3查得:=0.140mm,=0.100mm,则有: maxmin , -,=0.140-0.100=0.04 maxmin ,,由文献[5]表3-6查得凸、凹模的制造公差:=+0.02mm,=-0.02mm pd ? ,,，,,,0.04ZZ pdmaxmin由文献[5]表3-5查得 x=0.5,?=0.4 0d,(d，x,) 凸,,min凸 ，,凹又因为d,(d，Z) 凹凸min0凸 所以代入上述公式计算得 0d=4 ,0.02凸1 0d=6.38 ,0.02凸2 ，0.02d=4.1 0凹1 ，0.02d=6.48 0凹2 E区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 E区冲裁图样如图2.8所示 湖南大学毕业设计(论文) 第 21 页 图2.8 由于形状不规则，应采用单配法制造凸凹模 单配法计算公式 ，(1/4),第一类尺寸,(冲裁件尺寸的最大极限尺寸,x) ,0 0) 第二类尺寸,(冲裁件尺寸的最小极限尺寸，x,,(1/4), 第三类尺寸, 冲裁件尺寸的中间尺寸(1/8) ,, 其中第二类尺寸有4.4，7.85，21.4，第三类尺寸有7.65，8.5 分别代入上述公式计算得: 0d=4.48mm ,0.075凸1 0d=7.85mm ,0.1凸2 0d=21.4mm ,0.1凸3 d=7.65mm ,0.05凸4 d=8.50mm ,0.05凸5 相应的凹模的基本尺寸与凸模相同，以0.140—0.100mm间隙与凸模配制 H区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 H区冲裁图样如图2.9所示 第 22 页 图2.9 由于形状简单可采用分别加工方法获得 ,,由文献[5]表3-3查得:=0.140mm,=0.100mm,则有: maxmin , -,=0.140-0.100=0.04 maxmin ,,由文献[5]表3-6查得凸、凹模的制造公差:=+0.02mm,=-0.02mm pd ? ,,，,,,0.04ZZ pdmaxmin由文献[5]表3-5查得 x=0.75,?=0.2 0,(d，x,)d 凸,,min凸 ，,凹又因为d,(d，Z) 凹凸min0凸 所以代入上述公式计算得 0d=2.25 ,0.02凸1 0d=0.85 ,0.02凸2 ，0.02d=2.35 0凹1 ，0.02d=0.95 0凹2 I区冲裁凸、凹刃口尺寸的计算 I区冲裁图样如图2.10所示 湖南大学毕业设计(论文) 第 23 页 图2.10 由于形状不规则，应采用单配法制造凸凹模 单配法计算公式 ，(1/4),第一类尺寸,(冲裁件尺寸的最大极限尺寸,x,) 0 0第二类尺寸,(冲裁件尺寸的最小极限尺寸，x) ,,(1/4),第三类尺寸, 冲裁件尺寸的中间尺寸,(1/8), 其中第二类尺寸有17.5，8，7.92，1.5, 第三类尺寸有6 分别代入上述公式计算得: 0d=17.55mm ,0.05凸1 0d=8.08mm ,0.075凸2 0d=7.97mm ,0.05凸3 0d=1.55mm ,0.05凸4 d=6mm ,0.025凸5 相应的凹模的基本尺寸与凸模相同，以0.140—0.100mm间隙与凸模配制 F，G区弯曲凸、凹刃口尺寸的计算 F , G区弯曲图样如图2.11，2.12所示 第 24 页 F区 G区 图2.11 图2.12 弯曲凸、凹模尺寸计算 在本设计中，弯曲仅仅是直角折弯，不存在凸凹模的尺寸计算问题，仅仅需查找相 关文献，找出凸凹模部分的刃口倒圆角的半径和凸凹模间隙， 凸凹模圆角半径文献[3]第134 页第一段有如下叙述: 当弯曲件的相对弯曲半径r/t 较小时，凸模圆角半径等于弯曲件的弯曲半径，但必 须大于最小弯曲圆角半径。若r/t小于最小相对弯曲半径，则可先弯成较大的圆角半径， 然后再采用整形工序进行整形。 而在本设计中的弯曲最大弯曲半径等于是2mm，最小弯曲半径也是0.25，这样可以直接取弯曲件的弯曲半径为弯曲凸模的圆角半径， 凹模的圆角半径参见文献[3]第134 页有:表3.2。 弯曲凸凹模之间的间隙 计算公式见文献[3]第135 页，为: Z =tmax+ct=t+?+ct 式中 Z---弯曲模凸模和凹模的单边间隙 t---材料厚度基本尺寸 ?材料厚度的上偏差 湖南大学毕业设计(论文) 第 25 页 C-----材料厚度的上偏差C-间隙系数 表2 .2 tmm,2 r,,36mm，，凹 tmm,2~4 r,,23mm，，凹 tmm,4rt,2 凹 可以看出，在这几个值中未知的仅仅是间隙系数，查文献[2]表2-10有: C=0.05mm t=1mm 所以 Z=1.025mm 2.6凸凹模结构设计 2.6.1凹模板尺寸 根据制件要求及排样的设计，凹模采用完全镶拼式，凹模整体采用T8 钢热处理58, 62HRC。凹模镶件采用进口DC53 热处理58,62HRC。凹模的整体尺寸根据排样的尺寸，及螺钉销钉的安置，确定凹模板的尺寸160mmx125mmx15mm。 2.6.2 刃口形式 [6]凹模刃口设计料上浮和堵塞漏料孔是造成模具受损甚至报废的主要原因之一，结合防比废料上浮和堵塞漏料孔的措施及上述因素，选择双锥面式的凹模结构，其结构如图2.13所示。该制件材料为25钢，料厚0.5mm，工作过程中形成力和摩擦力均较小，对凹模的强度要求不高，采用锥形的刃口形式对模具精度和寿命的影响不大。 图2.13 凹模结构 2.6.3 确定凹模厚度H和周界值 F总冲3H,,9.26mm 98 所以选择的凹模板至少要能装下此条料，并且厚度要大于上述数值，由于凹模板是 标准件，其厚度及周界已经有国家标准，所以查文献[5]247页表1-251(JB/T7643.2-1994)， 第 26 页 适合本设计的最小凹模板尺寸只能是 该凹模板的尺寸较大，根据实际经验，这样的尺寸不用计算校核，肯定能达到强度要求。如图2.14所示: 凹模版 图2.14 2.6.4垫板尺寸 根据凸模、凹模以及冲压力合理选用下垫板，本模具下垫板采用Crl2 材质，这种材 料具有抗冲击韧性很高，其尺寸为外形尺寸长宽与凹模固定板相同，故垫板尺寸 160mmx125mm 垫板的周界尺寸固定了，由此查文献可以由此得出其厚度值，查文献[7]表22.5-17 矩形 垫板(JB/T 7643.3-1994)，得: H=8mm 故垫板尺寸为160mmx125mmx8mm。 2.6.5模架尺寸 本模具的要求上下模座采用45 钢锻件并经调质处理。根据凹模板、凸模固定板的 ，LB，周界尺寸，查文献[5]选用对角导柱模架。凹模周界:=160125mm aa 国标:GB/T2851.1.1990 湖南大学毕业设计(论文) 第 27 页 闭合高度Hmin=140mm Hmax=170mm (1) 上模座 ，，12535 其三维图见图2.15 GB/T2855-1 160 图2.15 上模座 图2.16 下模座 (2) 下模座 ，， GB/T2855-2 16012545 其三维图见图2.16: (3)确定导柱 由文献[9]表5.1-36可得:由于在该标准(GB/T2861.1-1990)中A型导柱排在最前 0面可知是最常用的具体参数如下d= 20 L=130mm 其形状见图2.17: -0.009 图2.17 导柱 图2.18 导套 (4)确定导套 +0.013由文献[9]表5.1-39可得: A型导套(GB/T2861.6-1990)d= 20mm L=70mm 01D=32mm 其形状见图2.18: 2.6.6凸模固定板尺寸 本模具是8 工位级进模，固定板采用Crl2MoV，热处理58,62HRC。凸模固定板外 尺寸长宽与凹模板相同，故凸模固定板尺寸 第 28 页 确定凸模固定板厚度:H=0.8 H凹模=12mm。查文献[8]表5.2-16(JB/T7643.2-1994)确定 凸模固定板尺寸: 凸模固定板如图2.19所示 图2.19 2.6.7卸料板尺寸 在多工位自动级进模中，卸料板起着非常大的作用，不仅起着卸料、压料作用外还 对凸模起导向作用，所以它的加工制造精度要求非常高，本模具用4导柱滚珠精密导向 机构，连同卸料板一起导向，所以卸料板的尺寸要相对加大，其材料的材质也要求很高， 本模具选用Crl2MoV制造，热处理58,62HRC。在卸料出口处镶一块卸料板，选用SKDl1 热处理58—62HRC，保证卸料压料及导向的要求，同时由于在G处向上弯曲后，为了保证以后工序能正常进行冲裁，必须要在卸料板上两个向上弯曲的地方开槽保证卸料板不至于压倒G处向上弯曲的地方。上槽的长L=43.4mm，B=7mm。下槽长L=43.7，B=2mm。 弹压卸料板卸料孔每侧与凸模保持间隙 c'=(0.1~0.2)t=0.1~0.2mm 本设计选择 湖南大学毕业设计(论文) 第 29 页 c'=0.2mm 则弹压卸料板的尺寸为:160x125x20mm 具体形状尺寸如图2.20所示 卸料板 图2.20 2.6.8凸模尺寸 根据制件的材料，工作凸模的受力不大时选用进口的SKDll热处理58—62HRC，圆形凸模采用插入式快换机构，其高度44mm。异形凸模及弯曲凸模采用压板固定机构，其高度为45mm。 2.6.9凹模镶件尺寸 保证模具的寿命。本模具采用DC53热处理58-62HRC。与凹模采用过盈配合，大的凹 模镶件采用有螺丝拔孔，以达到固定和快换。 2.6.10 模柄的确定 查文献[6]第1113页表5.2-24压入式模柄，标准:JB/T7647.1-1994 选用最常用的类型，A型，材料是20，具体尺寸如下:d=错误～未找到引用源。 D=32 D=39 h=73 形状 1 见图2.21: 第 30 页 图2.21 压入式模柄3D效果图 校核模具闭合高度 查阅文献[6]知凸模长度: L tH t H安全距离 H x H2 t 安全距离 H安全距离=(15~20)mm,取 H安全距离=15mm H2 是凸模进入凹模深度(0.5~1)mm取 H2 =1mm 代入相关值，计算出凸模长度 L=8+20+12+1+15=56mm 导正销直壁部分进入凹模深度 M=H2+t+(0.5~1)t M=1+0.5+0.5(0.5~1)=1.75-2mm 取M=1.8mm 闭合高度:H总 H上模座 H下模座 H凹模板 Lt H2 =35+45+15+56-1=150mm 前面所选的模架，其闭合高度的变化范围是140~170mm符合要求。 2.6.11 级进模中小孔与细小凸模冲裁结构设计 在级进模中冲小孔几乎是必不可少的工序，在模具结构上与普通冲裁模式有所不同的。它往往是采用一种叫子模的形式，它相当于一副单工位模安装在主模架的关键工位上进行加工，使模具简化。当子模出现故障工作不良时，可随时停机将其取出加以维修。利用小凸模保护套可以保护小凸模的同时起到向作用，见图2.22. 图2.22凹模保护套保护结构 湖南大学毕业设计(论文) 第 31 页 2.6.12 卸料装置 查阅文献[6]，卸料装置有刚性卸料和弹性卸料两种。刚性写料装置常用于较硬、较厚且精度要求不太高的工件冲裁。结构简单，卸料力大。而弹性卸料装置常用于厚度小于1.5mm的板料，由于有压料作用，冲裁件平整。本设计中的制件有弯曲，固需要有压料装置，所以选用弹性卸料装置。其具有压紧(条料)、导向(凸模)、保护(细小凸模)、成形(零件向上弯曲成形工件设置在卸料板内)、卸料五大作用。 2.6.13 镶件 凹模采取完全镶拼式，镶件通过与凹模过盈配合，便于拆卸更换及调模。所有的凸模、凹模、镶件均采用进口慢走丝切割机加工，再用光学磨床研磨至图纸尺寸。 2.6.14 弹簧固定 对于弹簧的固定，设计了卸料螺钉及弹簧垫片锁紧弹簧装置，可以保证卸料力的均匀，防止弹簧变形倾斜，保护导向装置。同时，可通过调节卸料螺钉的高度来调节弹簧的预压力。在进行对凸模维修研磨时，可以通过对卸料螺钉的拆卸，就可以方便研磨，研磨后可以再调节卸料螺钉到适合位置。 2.6.15 凸模固定 凸模的固定，对于圆形的凸模采用插入式，同固定板的双面间隙取0(01,0(02mm。其圆形凸模采用顶杆及2个螺钉固定，异形的凸模采用压板台阶固定在固定板上。凸模与卸料板采用双面0(005mm—0(01mm间隙配合。 2.7 其他零件的设计 2.7.1导正销的确定 在级进模中，导正销对产品的精度有较大的影响，一般在第一工位冲2个孔，后 续工位用这两个孔进行双导向，这样能够较好的保证制件的精度，设计导正销时， 要注意控制导正销的长度，当模具在自由状态下导正销的直臂部分(导向部分)伸出 卸料板的长度要小于制件的一个料厚，这样就可以有效地避免带料现象。 由文献[1]选用A型导正销，国标JB/T7647.1-1994 0其参数如下:d(h6)=3 .mm ,0.006 d1(h6)=1.5mm c=2mm l=14mm 第 32 页 L=24mm d2=5mm 材料:T8A 热处理硬度:50-54HRC 图2.23 图2.23 2.7.2托料板的确定 在自动送料级进模中，自动送料使得生产效率大大提高(在自动送料模具中实现 自动生产，设置托料板是在条料没有进入模具中，对条料进行平稳的送进，非常重要， 平稳的送进后浮动导料销才起作用，所以之前托料板不仅仅起到托料，还起到粗导向， 托料板与条料的间隙比导正销与条料间隙大一些，达到稳定送进，本模具取0(8mm。其具体尺寸确定，根据条料的尺寸而定宽度，根据压力机确定长度。具体形状见图2.24 图2.24 湖南大学毕业设计(论文) 第 33 页 2.7.3浮顶块和顶杆的设计 当条料在进行L型折弯成形工序时，会产生包紧力使得条料成形部位包紧在镶块上， 不易脱模。为保证条料顺利地弹起，应在适当位置设计抬料块或顶杆，本模具采用了浮 动导正销，不需要顶料销，而在弯曲时需要顶杆。依靠弹簧的弹力顶出，顺利地出模。 另外，为防止误送料和废料上浮现象损伤模具。可以设计误送料和废料上浮感应报警装 置。 2.7.4卸料螺钉的确定 根据卸料弹簧的内径尺寸，查文献[1]圆柱头卸料螺钉(JB/T7650.5-1994) 选用 M8,具体参数如图2.25 d=10mm d1=8mm l=10mm d2=15mm h=10mm c=2mm b=2mm L=40mm 图2.25 2.7.5小导柱、导套的确定 查文献[5]表1-216，选用A型小导柱(GB2861.4-81)，所选用的小导套的参数如下: 0d(h6)=10 ,0.009 D(m6)=10 D1=13 L=50mm l=14mm 查文献[5]表1-217选用小导套(GB2861.9-81) d=10mm D=16mm L=14mm R=1.5mm 2.7.6螺钉和销的确定 (1)螺钉 本设计中，三次用到螺钉，每个地方的螺钉是不一样的，下面逐一选择。由于凹模上直径为2mm，直径为2.5mm的孔的形状简单，不易磨损，故采用整体式凹模。因为此制件形状简单，冲裁件精度要求不高，废料为圆形件，又是向下落的，所以有冲压教材图2.5.10选用a)型刃口形式的凹模。此种中凹模刃口的特点是适用于落件形状简单规则的料，且刃边强度较好，刃磨后工作部分尺寸基本不变，冲裁薄料时选用。下模的连接 第 34 页 螺钉和上模采用相同的螺钉: 查文献[10]第584 页，表10-24，选用圆柱头内六角圆柱螺钉(GB/70-76)，其选用的螺 钉参数如下: d =8mm D=12.5mm H=8mm s=6mm 常用的长度系列有(单位mm):8、10、12、16、20、25、30、35、40、45、50、55、 60、65、70、75、80、85、90、95、100 具体长度根据连接位置按需选择上面的常用长 度，在此选用80mm。 固定冲外形的凸模螺钉: 查文献[10]第584页，表10-24，选用沉头螺钉(GB/68-76)，其选用的螺钉参数如下: d =6mm D=10mm H=3.5mm 常用的长度系列有(单位mm):3、4、5、6、8、10、12、16、20、25、30、35 具体长 度根据连接位置按需选择上面的常用长度,在此选用20mm。 (2)销钉 在本设计中，销钉仅仅在上下模的连接中使用了，选用销钉的参数如下: 材料:45 钢，按国标GB669-65 热处理:淬火HRC35-40 d =8mm C=1mm L=100mm 销钉的选用查阅了文献[10]第586页，表10-27 圆柱销尺寸(GB119-76) 2.8出件的设计 对于多工位级进模设计中，除了对排样的优化设计和简化模具结构外，还应注意顺 畅的送料设计和出件的设计。级进模出件有几种方式:?下漏方式，对生产批量大时使 用广泛，目前应用较多;?利用顶杆顶起产品，再采用压缩空气，吹走制件;?对小电 流的端子，留载体也留制件的方式，出件就利用卷桶方式。本设计采用的是第一种出件 设计。 湖南大学毕业设计(论文) 第 35 页 3 绘制总装图与非标准零件图 3.1绘制装配图 在正式画图之前，应先画出草图，确定设计中的非标准尺寸，同时，画草图方便快捷，可以很快地把本设计的模具画出来，让指导老师检查其中有无原则性错误。 绘制装配图 根据前面的草图和请教老师后的修改，绘制设计完成后的多工位级进模装配图，简图见4.2，详情见递交的模具装配图图纸，在绘制的过程中完全按照1:1 绘制，同时也按1:1 打印。 图3..1装配图 第 36 页 图 3.2 级进模冲裁部分剖视装配图 3.2 绘制零件图 完成装配图后接下来的绘图工作就是非标准零件图的绘制。同样，绘制的零件图也 是按照1:1绘制和打印的，见递交的零件图纸。 湖南大学毕业设计(论文) 第 37 页 4 结论 这次毕业设计到此算是暂时告一段落了，记得我们从三月初就开始为这次毕业设计所奋斗。为了顺利完成了毕业设计中所提出的各项任务，通过各种方式，从各个渠道着手，在努力之下，最终完成了设计中的各项任务，也达到了设计的目的。 通过此次毕业设计，掌握了模具设计的基本方法和步骤，同时我们能通过合理的设计排样图与模具结构使我们的设计更加合理。另外我们也从中了解了零件的分析过程、工艺参数的确定、排样的设计、压力机的选择，以及凸凹模强度的校核等问题。 毕业设计从绘制零件的三维图形，到对零件的综合分析，完成零件连续模方案的设计和相关设计计算，最后完成模具的总装配图和主要零件图的绘制，掌握了完整的设计过程，工程设计应用能力得到了锻炼和提高。由于缺乏实际工作经验，在这些设计过程中也遇到了很多困难，但在指导老师王慧敏的细心指导下，问题都得以解决。 通过此次毕业设计，使我的专业知识更加系统完善，在学习课本上理论知识的同时也培养了自己动手操作和实践的能力，通过此次设计，培养了自己独立处理问题的能力，掌握了查阅有关的技术标准与规范，知道了怎样去学习和善于利用前人所积累的宝贵设计经验和 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ，也锻炼了我综合考虑结构、工艺性、经济性以及标准化等的能力，巩固了过去所学的专业课程知识。系统的撑握了冲压模具设计的基本流程，也使得我对PRO/E及CAD等计算机辅助软件的操作能力得到了进一步的增强，和对于工程技术的严谨性。总之，通过此次毕业设计，我对课本知识与实践操作知识都有更深一步的理解，我们即将毕业离开学校走向工作岗位，这是我们的一笔宝贵的知识财富，这将有助于我们在今后的工作学习中更上一层楼。 第 38 页 5 致谢 在这次设计过程中我要感谢所有帮助过我的老师和同学，没有他们我不可能完成本次毕业设计。同时我也要感谢我们伟大的母校湖南大学给了我在这里学习生活的机会。 感谢大学四年来所有对我授过课和指导过我的老师，感谢各位同学兄弟姐妹四年来的热心帮助，我的每一步成长离不开你们。 在此我还想特别感谢我的毕业设计指导老师，她在每天忙碌的备课上课之余仍然能抽出时间每周与大家见面答疑，为大家做耐心的指导，这是难能可贵也是让大家受益匪浅的。在此我们要对她表示衷心的感谢～ 湖南大学毕业设计(论文) 第 39 页 6 参考文献 [1] 王孝培. 冲压手册[M]. 北京:机械工业出版社，1983:34-174，542-653. [2] 中国机械工程学会. 中国模具设计大典(第三卷冲压设计)[M]. 南昌:江西科技 版社，2003:800-960 [3] 丁松聚. 冷冲模设计[M]. 北京:机械工业出版社，2001:40-224 [4] 冲压工艺及冲模设计编写委员会. 冲压工艺及冲模设计[M]. 北京:国防工业出版社， 1993:378-422. [5] 冯炳尧 韩泰荣殷振海蒋文森. 模具设计与制造简明手册[M]. 上海:上海科学技 术出版社，1985:1-249. [6] 杨玉英.实用冲压工艺及模具设计手册[M]. 北京:机械工业出版社，2005: 59-158,813-912. 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These metals would have been difficult to machine by conventional methods, but EDM has made it relatively simple to machine intricate shapes that would be impossible to produce with conventional cutting tools. This machining process is continually finding further applications in the metal-cutting industry. It is being used extensively in the plastic industry to produce cavities of almost any shape in the steel molds. Electrical discharge machining is a controlled metal removal technique whereby an electric spark is used to cut (erode) the workpiece, which takes a shape opposite to that of the cutting tool or electrode. The cutting tool (electrode) is made from electrically conductive material, usually carbon. The electrode, made to the shape of the cavity required, and the workpiece are both submerged in a dielectric fluid, which is generally a light lubricating oil. This dielectric fluid should be a nonconductor (or poor conductor) of electricity. A servo mechanism maintains a gap of about 0.0005 to 0.001 in. (0.01 to 0.02 mm) between the electrode and the work, preventing them from coming into contact with each other. A direct current of low voltage and high amperage is delivered to the electrode at the rate of approximately 20 000 hertz (Hz). These electrical energy impulses become sparks which jump the dielectric fluid. Intense heat is created in the localized area of the park impact, the metal melts and a small particle of molten metal is expelled from the surface of the workpiece . The 湖南大学毕业设计(论文) 第 43 页 dielectric fluid, which is constantly being circulated, carries away the eroded particles of metal and also assists in dissipating the heat caused by the spark. In the last few years, major advances have been made with regard to the surface finishes that can be produced. With the low metal removal rates, surface finishes of 2 to 4 um. (0.05 to 0.10um) are possible. With high metal removal rates finishes of 1 000uin. (25um) are produced. The type of finish required determines the number of amperes which can be used, the capacitance, frequency, and the voltage setting. For fast metal removal (roughing cuts), high amperage, low frequency, high capacitance, and minimum gap voltage are required. For slow metal removal (finish cut) and good surface finish, low amperage, high frequency, low capacitance, and the highest gap voltage are required. Electrical discharge machining has many advantages over conventional machining processes. 1. Any material that is electrically conductive can be cut, regardless of its hardness. It is especially valuable for cemented carbides and the new supertough space-age alloys that are extremely difficult to cut by conventional means. 2. Work can be machined in a hardened state, thereby overcoming the deformation caused by the hardening process. 3. Broken taps or drills can readily be removed from workpieces. 4. It does not create stresses in the work material since the tool (electrode) never comes in contact with the work. 5. The process is burr-free. 6. Thin, fragile sections can be easily machined without deforming. 7. Secondary finishing operations are generally eliminated for many types of work. 8. The process is automatic in that the servomechanism advances the electrode into the work as the metal is removed. 9. One person can operate several EDM machines at one time. 第 44 页 10. Intricate shapes, impossible to produce by conventional means, are cut out of a solid with relative ease. 11. Better dies and molds can be produced at lower costs. 12. A die punch can be used as the electrode to reproduce its shape in the matching die plate, complete with the necessary clearance.