窗簾支架彈片級進模設(shè)計說明書

1、 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)作 者： 學(xué) 號： 學(xué)院（系、部）： 材料工程學(xué)院 專 業(yè)： 材料成型及控制工程（模具設(shè)計） 題 目： 窗簾支架彈片多工位級進模設(shè)計 指導(dǎo)者： 評閱者： 2012 年 3 月 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要本文闡述了采用多工位級進模生產(chǎn)的可能性，分析了窗簾支架彈片多工位級進模的成形工藝及特點。詳細對比了零件的幾種排樣方案和沖切刃口的設(shè)計，列舉了零件的毛坯進行展開、沖壓工藝的計算以及凸模強度的校核等過程；本文所介紹的級進模共有10個工位，是一副集多個工序為一體的模具，其成形的工序主要包括沖裁、彎曲等；為了保證模具在工作時不干涉，在設(shè)計時應(yīng)予以綜合考慮；在文章的最后簡單的介

2、紹了級進模材料的選用及熱處理并且詳細列出了壓力中心的計算過程。關(guān)鍵詞 級進模 排樣 模具設(shè)計Title A multi-position progressive die for the spring strip in curtain bracket AbstractThis paper described the feasibility using progressive die and analysed the forming process and characteristic of the multi-position progressive die . Some kinds of st

3、ock layout and the design of cutting edge were compared in detail about this part . Blank expanding by software , process calculation and verifying the punch strength were introduced.The progressive die had ten stations . The forming process contained blanking , bent and so on , In order to ensure n

4、onintervention of the die in working , the forming process must be considered synthetically. Finally, the selection and heat treatment of die material and the computational process of pressure center were discussed in detail.Keywords progressive die stock layout die design畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要目 錄前 言1第一章 窗

5、簾支架彈片介紹及沖壓工藝性分析31.1 窗簾支架彈片零件圖的繪制31.1.1 窗簾支架彈片二維零件圖31.1.2 窗簾支架彈片三維零件圖31.2 窗簾支架彈片工藝設(shè)計41.2.1 工藝分析4第二章 排樣設(shè)計62.1 概述62.2 毛坯排樣72.2.1 毛坯排樣72.2.2 搭邊82.2.3 步距102.2.4 條料的寬度102.2.5 材料利用率102.3 沖切刃口設(shè)計112.4 輪廓分解時分段搭接頭應(yīng)注意的問題112.5 工序排樣112.5.1 工序排樣類型112.5.2 載體設(shè)計122.5.3 條料定位方式122.6 工序排樣122.7 條料尺寸及步距精度14第三章 工藝計算和設(shè)備選擇15

6、3.1沖壓力的計算153.1.1 沖裁力的計算153.2 彎曲力的計算163.3 總沖裁力的計算173.4卸料力的計算183.5卸料彈簧的選用183.6 確定壓力中心203.7 凸、凹模刃口尺寸的計算213.7.1 凸、凹模刃口尺寸的計算原則213.7.2 刃口尺寸計算方法213.8彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計263.9 設(shè)備的選擇273.9.1 完成各種工序所需的壓力273.9.2 壓力機的校核28第四章 模具設(shè)計294.1 模具結(jié)構(gòu)概要設(shè)計294.1.1 模具基本結(jié)構(gòu)形式294.1.2模具基本尺寸304.1.3 模架的選定304.2 模具工作零件設(shè)計304.2.1模具零件的連接304.2.2 模板類零

7、件的連接314.3 卸料機構(gòu)的設(shè)計314.3.1 卸料板的安裝形式314.3.2 小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套324.4導(dǎo)料與定距機構(gòu)334.4.1導(dǎo)料裝置334.4.2定距裝置334.5 安全機構(gòu)設(shè)計344.6 窗簾支架彈片模具非成型零件的設(shè)計344.7 模具零件選材354.8 窗簾支架彈片模具裝配圖364.8.1 模具的工作原理364.8.2 模具閉合狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)圖36第五章 級進模制造395.1 級進模零件加工工藝395.2 級進模裝配技術(shù)40第六章 結(jié)論41致 謝42參考文獻43 前 言模具作為特殊的工藝裝備，在現(xiàn)代制造業(yè)中越來越重要。有了模具，企業(yè)有可能向社會提供品種繁多、質(zhì)優(yōu)價廉的商品，滿足人們

8、日益增長的多方面的消費需要。有了模具，人們的衣、食、住、行，可直接或間接地變得豐富多彩。說得具體一點，人們?nèi)粘＝佑|到的如：汽車、手表、手機、電話、電腦、空調(diào)傳真機、復(fù)印機、彩電、冰箱、照相機、兒童玩具等，可以說一切用品，大到飛機、輪船、火車、火箭，小到一根縫衣針，都離不開模具加工或生產(chǎn)其中某個零件。模具的廣泛應(yīng)用，不僅得到了人們普遍的認識，同時，模具水平的高低，關(guān)系到現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進步，關(guān)系到經(jīng)濟建設(shè)的速度。大力提高制造模具水平，是提升模具技術(shù)檔次的關(guān)鍵。沖模按其功能和模具結(jié)構(gòu)，有單工序模、復(fù)合模和級進模之別。它們都是借助壓力機，將被沖的材料放入凸、凹模之間，在壓力機的作用下使材料產(chǎn)生變形

9、或分離，完成沖壓工作。單工序模，指在壓力機的一次行程中，完成一道沖壓工序的沖模。復(fù)合模，指模具只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，完成兩個或兩個以上的沖壓工序的沖模。級進模，又稱跳步模、連續(xù)模和多工位級進模。指模具上沿被沖原材料的直線送進方向，具有至少兩個或兩個以上工位，并在壓力機的一次行程中，在不同的工位上完成兩個或兩個以上沖壓工序的沖模。常見的沖壓工序有（圓孔和異形孔、窄縫、窄槽等）、壓彎（一次壓彎和多次壓彎）、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。由于沖件各不相同，所完成的沖壓工序和工位數(shù)也各不相同，內(nèi)容非常豐富。其所用的模具在統(tǒng)稱級進模的前提先，一般用制件名稱或多少工位加制件名稱冠在級進

10、模的前面，以此稱呼其不同的級進模，如簧片級進模、10工位簧片級進模等。級進模在過去，因技術(shù)水平的限制，工位數(shù)相對較少，35個常見，10個工位就算多了，10個工位以上的就很少見了，所以多工位這個詞過去很少聽到。近年來由于對沖壓自動化、高精度、長壽命提出了更高的要求，模具設(shè)計與制造高新技術(shù)的應(yīng)用與進步，工位數(shù)已不再是限制模具設(shè)計與制造的關(guān)鍵，從目前了解到的情況，工位間步距精度可控制在3m之內(nèi)，工位數(shù)已達幾十個，多的已有70多個。沖壓次數(shù)也大大提高，有原來的每分鐘沖幾十次，提高到每分鐘沖幾百次，對于純沖裁高達1500次/min（帶彎曲的加工500600次/min），級進模的重量亦有過去的幾十公斤增加

11、到幾百公斤，直至上噸。沖壓方式有早期的手工送料、手工低速操作，發(fā)展到如今的自動、高速、安全生產(chǎn)。調(diào)整好后的模具在有自動檢測的情況下實現(xiàn)無人操作。模具的總壽命由于新材料的應(yīng)用和加工精度的提高，也不是早先的幾十萬次，而是幾千萬次，上億沖次。當然級進模的價格和其它模具相比要高一些，但在沖件總成本中，模具費所占的比例還是很少很少。由此可見，多工位級進模是當代沖壓模具中生產(chǎn)效率最高、最適合大量生產(chǎn)應(yīng)用，已越來越多地被廣大用戶認識并使用的一種高效、高速、高質(zhì)、長壽的實用模具。第一章 窗簾支架彈片介紹及沖壓工藝性分析1.1 窗簾支架彈片零件圖的繪制1.1.1 窗簾支架彈片二維零件圖利用AutoCAD繪圖軟件

12、繪制如圖1.1所示的二維零件圖。圖1.1 零件二維圖1.1.2 窗簾支架彈片三維零件圖利用UG繪圖軟件繪制如圖1.2所示的三維零件圖。圖1.2 零件三維圖1.2 窗簾支架彈片工藝設(shè)計1.2.1 工藝分析1.零件的簡單介紹窗簾支架彈片是窗簾支架的主要零件之一，所用材料為65Mn鋼，材料厚度為0.5mm。零件對板料的纖維方向要求特別嚴格，零件在沖壓加工完成之后再進行熱處理，如纖維方向同彎曲線平行，在彎曲之后零件產(chǎn)生開裂、斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致在使用中對彈片的彈性質(zhì)量有較大影響。零件需要沖孔、落料、彎曲等工序，若采用單工序模生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，制件精度無法保證，滿足不了生產(chǎn)的需求，故選用級進模生產(chǎn)，可以降低加

13、工成本，且大大提高生產(chǎn)效率，制件質(zhì)量更穩(wěn)定。2.確定零件的基本沖壓工序圖1.1所示零件為一帶孔彎曲件，其沖壓工序分析如下：(1) 毛坯落料(2) 沖孔(3) 彎曲3.毛坯展開按照彎曲毛坯展開的原則進行計算，圖1.3a和圖1.3b分別為該零件毛坯展開的二維圖和三維圖。(a)(b)圖1.3 展開毛坯圖該零件的主要成形工序有：沖裁、彎曲，沖裁在零件的毛坯展開中可不予考慮，故毛坯展開時只須考慮彎曲部分，該零件的彎曲部分圓角半徑滿足，這類彎曲件的展開長度是根據(jù)彎曲前、后中性層長度不變的原則進行計算的。其展開長度等于直線部分的長度和彎曲部分中性層展開長度之和。具體計算步驟如下：(1)計算出各直線段的長度。

14、(2)根據(jù)，查出中性層位移系數(shù)X的值。(3)計算中性層彎曲半徑。(4)根據(jù)、與彎曲中心角、計算、弧的展開長度：(1.1)(1.2)(5)計算毛坯總長度3. 分析零件沖壓工藝性圖中零件尺寸未注公差的按慣例取為IT12級，符合一般級進沖壓的經(jīng)濟進度要求。材料為65Mn，65Mn鋼具有較高的硬度，淬透性好，脫碳傾向少，價格低廉，切削性好等優(yōu)點，但它有過熱敏感性，易產(chǎn)生淬火裂紋，并有回火脆性，65Mn鋼用途廣泛，主要生產(chǎn)成鋼絲，鋼帶、用于制造各種截面較少的扁，圓彈簧，板簧和彈簧片等。外形落料形狀不太復(fù)雜，屬中小尺寸零件，料厚0.5mm，尺寸精度要求一般，因此可用沖裁落料工藝；所沖孔徑滿足的要求，所沖裁

15、的圓角半徑R的最小值也滿足的要求，且中6.88 mm2mm 的方孔與R 14 mm的邊緣距離為2.5mm, 符合沖裁要求，因此可用普通沖孔方法得到，亦可安排在彎曲前沖；如圖1.1所示有五個彎角，彎曲角度分別10、60、70、100，彎曲半徑分別為R1.5、R1.8 R2.3、經(jīng)查表該種材料在退火或正火后的最小彎曲半徑為1t，均大于最小彎曲半徑，每個彎角都可以一次彎曲成功；綜上所述，該零件主要沖壓工序的工藝性良好。4.擬訂沖壓工藝方案該零件所需的基本沖壓工序為沖裁和彎曲，可以擬訂出如下三種方案：方案一：用單工序模生產(chǎn)，分六次加工，即落料沖孔100彎曲U形彎曲負角度彎曲10彎曲。方案二：首次落料沖

16、孔復(fù)合，再依次進行100彎曲U形彎曲負角度彎曲10彎曲。方案三：采用級進沖壓。采用方案一，生產(chǎn)效率低，工件尺寸的累積誤差大。由于工件尺寸精度要求較高，而且該零件屬大量生產(chǎn)，因此該方案不適合。采用方案二，生產(chǎn)效率較方案一有所提高，但仍需多副模具，分多次加工，不能滿足大量生產(chǎn)對效率的要求。而且操作不便、不安全，第二副復(fù)合模模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此這種方案不是最佳方案。采用方案三，既可以得到較高的生產(chǎn)效率，操作方便、安全，同時又能保證工件的精密度要求，因此方案三是本零件的最佳方案。第二章 排樣設(shè)計2.1 概述排樣是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)，排樣圖的好壞，直接關(guān)系到模具設(shè)計。排樣圖設(shè)計有錯誤，會導(dǎo)致制造出來來

17、的模具無法沖出合格制件而將整副模具報廢，對于初次實踐多工位級進模的設(shè)計人員來說，這種體會往往是非常深刻的，永遠不會忘記。因此，在進行多工位級進模排樣設(shè)計時，一定要仔細、反復(fù)思考后，可以確定幾種不同方案，進行分析比較，與有經(jīng)驗的模具工作者多研討，得出一個最優(yōu)化的方案才能使用。多工位級進模的排樣設(shè)計，與單工序模的排樣設(shè)計相比要復(fù)雜得多。在一副級進模里，因沖的制件不同，各工位就有不同的沖壓工序，如沖切、一次壓彎、二次壓彎、再次壓彎、壓包、壓筋等，每個工位的沖壓性質(zhì)都須遵守一定的規(guī)則，合理分布，違背了就沖不出合格制件，所以必須要求具有豐富實踐經(jīng)驗和較高沖壓理論知識的設(shè)計人員，才能設(shè)計好排樣。排樣的設(shè)計

18、過程中，還要善于與模具制造和模具用戶隨時交流，保持緊密合作。這樣，即使是一副工位數(shù)較多，排樣又較為復(fù)雜的級進模，但由于考慮周密，各工位安排合理，使沖壓過程通暢無阻，模具的制造、操作使用與維護都很方便，對于這樣的排樣設(shè)計就是最成功的。2.2 毛坯排樣毛坯排樣就是確定沖壓件毛坯外形在條料上的截取方位及與相鄰毛坯的關(guān)系。毛坯排樣方案對材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著的影響。據(jù)統(tǒng)計，在沖壓件的成本中，材料費所占比例在60%以上。因此，合理排樣對提高材料利用率、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。2.2.1 毛坯排樣(a)典型的毛坯排樣有如下三種，如圖2.1所示。 (b)(c)圖 2.1

19、 毛坯排樣第一種方案要求的條料寬度較小，模具寬度也小，但模具長度會較長，由于該制件的成形高度比較大，初步擬定采用導(dǎo)料桿進行導(dǎo)料。這種方案能使條料纖維方向與零件彎曲方向垂直，很好起到彈片作用。第二種方案是以毛坯的最大輪廓為橫向排樣的，送進步距小，有利于提高生產(chǎn)效率，但該種方案，條料比較寬，此方案材料浪費較嚴重，不能做到經(jīng)濟生產(chǎn)。并且在這種排樣情況下，零件彎曲線與條料纖維方向平行。在零件加工完成之后再進行熱處理，如纖維方向同彎曲線平行，在彎曲之后零件產(chǎn)生開裂、斷裂現(xiàn)象，導(dǎo)致在使用中對彈片的彈性質(zhì)量有較大影響。第三種方案為斜排，將制件旋轉(zhuǎn)一定的角度，由于零件外形是長條狀，又有多步彎曲工序，不但在沖切

20、時不利于沖裁外形的分解，增加外形沖模的復(fù)雜程度，而且不利于設(shè)置載體。同時這種排樣的材料利用率也不高。綜上所述，首選方案一。2.2.2 搭邊搭邊是指排樣時毛坯外形與條料側(cè)邊及相鄰毛坯外形之間設(shè)置的工藝余料。搭邊的作用是保證毛坯從條料上分離，補償由于定位誤差使條料在送進過程中產(chǎn)生的偏移所需要的工藝余料。搭邊分為側(cè)搭邊和中心搭邊。搭邊的基本要求是要有足夠的強度，而搭邊的強度主要由搭邊寬度決定。根據(jù)第一種排樣方案，初步選用雙側(cè)載體進行運載條料，雙載體又稱標準載體，它是在條料兩側(cè)分別留出一定寬度的材料運載工序件，工序件連接在雙側(cè)載體中間，所以雙載體比單載體更穩(wěn)定，具有更高的定位精度。雙載體尺寸如圖2.2

21、所示。圖2.2 單、雙載體尺寸根據(jù)上表所提供的數(shù)據(jù)選取B=2.5mm，初定整副模具定位方式為導(dǎo)正銷與自動送料裝置聯(lián)合定位。由于零件本身沒有可利用的導(dǎo)正孔，需在載體上設(shè)置導(dǎo)正銷空,即采用間接導(dǎo)正，根據(jù)條料厚度查得導(dǎo)正銷孔直徑為2mm。由于零件后續(xù)有彎曲工藝，需對零件外形進行沖切，沖切量取2mm。綜合上述各因素，該種排樣的側(cè)搭邊取單邊4.5mm 。為提高沖裁凸模的強度，送進方向的搭邊值取2mm 。如圖2.3所示。圖2.3：搭邊2.2.3 步距步距指沖壓過程中條料每次向前送進的距離，其值為排樣時沿送進方向兩毛坯之間的最小距離值。步距可定義為:(2.1)S=L+as沖裁步距L沿條料送進方向，毛坯外形的

22、最大寬度值a沿送進方向的搭邊值通過展開毛坯圖（圖1.3(a)）和毛坯排樣圖（圖2.1(a)）所示，可以知道沿條料送進方向毛坯外形的最大寬度值為60mm 。在上一章節(jié)2.2.2搭邊中已知沿毛坯送進方向的搭邊值a=2mm，由公式（2.1）得沖裁步距為62mm2.2.4 條料的寬度條料寬度指根據(jù)排樣結(jié)果確定的毛坯所需條料寬度方向的最小尺寸。理論上條料寬度可按下式計算：(2.2)B條料寬度的理論值D垂直于送進方向毛坯的最大輪廓尺寸，它隨毛坯排樣方位變化B側(cè)搭邊值本設(shè)計中B=19+4.5+4.5=28mm 。2.2.5 材料利用率材料利用率定義為(2.3)A代表產(chǎn)品毛坯外形所包容面積；B代表條料寬度；S

23、代表沖裁步距；2.3 沖切刃口設(shè)計在級進模設(shè)計中，為了實現(xiàn)復(fù)雜零件的沖壓或簡化模具結(jié)構(gòu)，一般總是將復(fù)雜的外形和內(nèi)形孔分解為若干個簡單幾何單元，逐步?jīng)_切，因此就需要設(shè)計每次沖切時的凸模和凹模刃口外形。沖切刃口外形的設(shè)計就是把復(fù)雜的外形輪廓和內(nèi)形輪廓分解為若干個簡單幾何單元，各單元又通過組合和補缺等構(gòu)成新的沖切 。由于零件的兩端有彎曲，因此在彎曲之前必須將帶彎曲的部分與條料分離，而其余部分又必須與條料相連，以保證實現(xiàn)級進沖壓，因此設(shè)計的外形沖切刃口如圖2.4所示。圖2.4 外形沖切刃口設(shè)計2.4 輪廓分解時分段搭接頭應(yīng)注意的問題內(nèi)外輪廓分解后，各段之間必然要形成搭接頭，不恰當?shù)姆纸鈺?dǎo)致搭接頭處產(chǎn)

24、生毛刺、錯牙、尖角、塌角、不平直和不圓滑等質(zhì)量問題。該零件在刃口分解時，有一部分直邊是分多次沖切而成的，這就帶來一個問題，多次沖切刃口平行、共線，但不重疊。平接在搭接頭容易產(chǎn)生毛刺、錯牙、不平直等質(zhì)量問題，直邊分多次沖切時，為消除搭接頭處的毛刺，在沖切的搭接頭處用退位槽，第一次先沖出退位槽，第二次在接頭處重疊沖切，即想辦法將平接轉(zhuǎn)化為交接，本次設(shè)計中，為了保證產(chǎn)品邊緣無毛刺和倒圓，產(chǎn)品直邊分兩次沖切的部分在第一次沖切的工位上均設(shè)計了用于沖切退位槽的刃口。2.5 工序排樣2.5.1 工序排樣類型根據(jù)零件的沖壓要求，由于含有彎曲工序，所以本零件的沖壓不適用選落料型工序排樣?？紤]到零件最后沖壓完成后

25、出件，選切型工序排樣。2.5.2 載體設(shè)計載體就是級進模沖壓時條料上連接工序件并將工序件在模具上穩(wěn)定的送進部分材料，載體與毛坯排樣時的搭邊有相似之處，但作用完全不同。搭邊是為滿足把工件從條料上沖切下來的工藝要求而設(shè)置的，而載體是為運載條料上的工序件至后續(xù)工位而設(shè)計的。載體必須要有足夠的強度能平穩(wěn)的將工序件送進。一旦載體發(fā)生變形，條料的送進精度就無法保證，甚至阻礙條料送進和造成事故，損壞模具。為了保證彎曲過程中工序件的準確位置，選擇雙載體，載體寬度為2.5mm。2.5.3 條料定位方式由于多工位級進模將產(chǎn)品的沖壓加工工序分布在多個工位上順次完成，要求前后工位上工序件的沖切刃口能準確的銜接、匹配，

26、這就要求工序件在每一工位都能準確定位，因此級進模必須有可靠準確的手段用于工序件準確位置的控制。X向：條料送進方向的送進步距控制用自動送料裝置進行粗定位，導(dǎo)正銷進行精定位。Y向：本零件涉及的彎曲工序，采用的浮頂機構(gòu)工作可靠協(xié)調(diào)，所以直接采用槽式浮頂銷兼寬度方向的導(dǎo)料。Z向：由于工序件在加工過程中有彎曲工序，所以本設(shè)計中零件沖壓過程采用雙側(cè)浮頂銷。導(dǎo)正方式：為了保證零件上孔的精度，采用間接導(dǎo)正。導(dǎo)正孔布置在兩側(cè)的載體上。參考表2.1，導(dǎo)正孔直徑取2.0mm。表2.1 導(dǎo)正孔直徑mm2.6 工序排樣在多工位級近模沖壓中，工序件在級進模內(nèi)隨著沖床每沖一次就向前送進一個步距，到達不同的工位。由于各工位的

27、內(nèi)容各不相同，因此，在級進模設(shè)計中要確定從毛坯板料到產(chǎn)品零件的轉(zhuǎn)化過程，即級進模各工位所要進行的加工工序內(nèi)容，這一設(shè)計過程就是工序排樣。工序排樣是級進模設(shè)計的靈魂，它決定了級進模的基本形式。(1)工序排樣應(yīng)遵循的原則(2)工序排樣要保證產(chǎn)品零件的精度和使用要求。(3)工序應(yīng)盡量分散，以提高模具壽命，簡化模具結(jié)構(gòu)。(4)合理安排各工序，使壓力中心盡可能與模具幾何中心接近。(5)同一工位各沖切凸模應(yīng)設(shè)計應(yīng)盡量設(shè)計為相同的高度，便于刃磨。(6)沖孔在前，外形沖切和落料在后。(7)為保證條料送進步距精度，第一工位安排沖切導(dǎo)正孔， 第二位設(shè)導(dǎo)正銷，在其后的各工位上，優(yōu)先在易竄動的工位上設(shè)導(dǎo)正銷。(8)設(shè)

28、置空位，可以提高凹模、卸料板和凸模的強度。(9)工件和廢料應(yīng)順利排出。(10)排樣方案要考慮模具加工設(shè)備條件。經(jīng)過以上幾方面的設(shè)計，綜合比較分析后，可確定該零件的沖壓工序排樣圖如圖2.4，即零件的沖制用十工位級進模。第一工位 沖孔第二工位 沖孔、切廢料第三工位 切廢料第四工位 100彎曲第五工位 空工位第六工位 U形彎曲第七工位 負角度彎曲第八工位 空工位第九工位 彎曲第十工位 落料 沖沖切100 空U負空彎 落 孔孔廢彎 工形角工曲 料 、料曲 位彎度位 切曲彎 廢曲 料圖2.4 工序排樣圖2.7 條料尺寸及步距精度條料寬度28mm步距62mm步距精度：(2.4)進距偏差值，mm；制件沿條料

29、送進方向最大輪廓尺寸精度提高3級后的實際公差值，mm；n多工位級進模的工位數(shù)；K修正系數(shù)，見表2.2。表2.2 因數(shù)K (取=0.01mm)所以該零件的步距的對稱偏差值為0.01mm第三章 工藝計算和設(shè)備選擇3.1沖壓力的計算3.1.1 沖裁力的計算沖裁在理論上可以近似認為是剪切斷裂，所以最大沖裁力可以按板料的抗剪強度來計算。平刃沖模的沖裁力可以按下式計算：(3.1)F沖裁力(N)L零件剪切周長(mm)t材料厚度(mm)材料抗剪切強度(Mpa)K系數(shù)?？紤]到模具間隙值的波動及均勻性、刃口的磨損、材料力學(xué)性能及厚度的波動潤滑情況等因素對沖裁力的值都有影響，故一般取K=1.3第一工位上的沖裁力：(

30、沖制異形孔)(沖切導(dǎo)正孔)(沖切導(dǎo)正孔)第二工位上的沖裁力：(沖制6.88mm2mm的方孔)(沖切條形廢料)(沖切條形廢料)第三工位上的沖裁力：(沖切異形廢料)(沖切條形廢料)(沖切條形廢料)第十工位上的沖裁力：(切邊落料)(切邊落料)3.2 彎曲力的計算V形件彎曲(3.4)U形件彎曲(3.5)F自由彎曲力(N)；K安全系數(shù)，一般取K=1.3；b彎曲件的寬度(mm)；t彎曲材料的厚度(mm)；r彎曲件的內(nèi)圓角半徑(mm)；彎曲材料的抗拉強度(MPa)。 第四工位上的彎曲力第四工位上是100彎曲，彎曲內(nèi)圓角半徑R=1.5mm，彎曲件寬度為19，所需要的彎曲力：第六工位上的彎曲力第六工位上是U形彎

31、曲，彎曲內(nèi)圓角半徑R=2mm，彎曲件寬度為b=19mm，所需要的彎曲力：第七工位上的彎曲力第七工位上是負角度彎曲。60彎曲內(nèi)圓角半徑R=1.5mm，寬度b=19mm，所需要的彎曲力：70彎曲內(nèi)圓角半徑R=1.8mm，寬度b=19mm，所需要的彎曲力：第九工位上的彎曲力第九工位上是彎曲110的兩個角。寬度為b=19mm，所需要的彎曲力：3.3 總沖裁力的計算第一段上的沖裁力：第二段上的沖裁力總沖裁力:=.83734+46531.8048=.64214N3.4 卸料力的計算卸料力是由壓力機和模具卸料裝置傳遞的，在選擇設(shè)備的公稱壓力或設(shè)計沖模時應(yīng)予以考慮。影響卸料力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、

32、材料的厚度、模具間隙、凹模洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等。所以要準確的計算卸料力是很困難的，生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式計算：卸料力(N)；卸料力系數(shù)；平刃口的沖裁力(N)。查沖壓手冊表2-37，得鋼的厚度在0.1mm0.5mm之間時，卸料系數(shù)為0.0450.055，上式中取卸料力系數(shù)=0.05。第一段卸料所需要的卸料力第二段卸料所需要的卸料力3.5 卸料彈簧的選用第一段卸料彈簧的選用(1)根據(jù)模具的安裝位置，擬選用10根彈簧，則每根彈簧的負荷為：(3.5)這里需要說明一下，按的要求選用彈簧是比較保守的，特別是當卸料力很大時，所選用的彈簧數(shù)量過多，這樣使模具結(jié)構(gòu)龐大或受模具結(jié)構(gòu)空

33、間限制而使彈簧無法布置。因此在實踐中按，或使來選用彈簧也能滿足要求。(2)查參考文獻1，并考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選彈簧參數(shù)為：=18mm，d=3.5mm，t=5.93mm，=557N，=55mm(規(guī)格標記為：彈簧)(3) 彈簧的基本特性：4.檢查彈簧最大壓縮量是否滿足上述要求：故所選彈簧是合適的。第二段卸料彈簧的選用第二段安裝與第一段相同規(guī)格、相同數(shù)量的彈簧，以保證條料所受卸料力均衡。該種彈簧的具體參數(shù)如圖3.1。圖3.1 彈簧的具體參數(shù)3.6 確定壓力中心成形力的合力中心稱為壓力中心.對于中心模具,壓力中心應(yīng)于模柄中心線大體重合,以保證壓力過程中模具各零件受力均衡和工作平穩(wěn).如果壓力中心不與

34、模柄中心線一致,就會產(chǎn)生偏心力矩,使壓力機滑塊、導(dǎo)軌、模具的導(dǎo)柱與導(dǎo)套、模具刃口之間發(fā)生嚴重磨損甚至啃傷，使模具過早失效。模具的壓力中心坐標值（x，y）(3.6)(3.7)經(jīng)求解得：x0=307.3mm，y0=0。如下圖3.2：圖3.2：壓力中心3.7 凸、凹模刃口尺寸的計算凸、凹模刃口尺寸精度是否合理，直接影響沖裁件的尺寸精度及合理間隙值是否保證，也關(guān)系模具的加工成本和壽命。3.7.1 凸、凹模刃口尺寸的計算原則計算沖裁凸、凹模刃口尺寸的依據(jù)為：（1）沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相等。（2）零件的尺寸精度。（3）合理的間隙值。（4）磨損規(guī)律，如圓形件凹

35、模尺寸磨損后變大，凸模磨損后變小，間隙磨損后變大。（5）沖模的加工制造方法。因而計算刃口尺寸時應(yīng)按下述原則進行。（1）保證沖出合格的零件（2）保證模具有一定的使用壽命（3）考慮沖模制造修理方便、降低成本3.7.2 刃口尺寸計算方法制造沖模的關(guān)鍵主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其間隙合理。由于模具加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸的計算和公差標注也不同。凸、凹模刃口尺寸的計算方法基本上可分為兩類。(一)凸模與凹模分別加工這種加工方法適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的沖裁件。沖孔：零件孔的尺寸，根據(jù)上述原則，首先確定基準件凸模刃口尺寸，再加上便是凹模刃口尺寸。(3.8)落料：零件外徑尺寸，根據(jù)上述原則，先確定基準

36、見凹模刃口尺寸，再減去便是凸模刃口尺寸。(3. 9)、沖孔凸、凹模刃口尺寸(mm)；、落料凸、凹模刃口尺寸(mm)；d零件孔徑公稱尺寸(mm)；D落料件外徑公稱尺寸(mm)；零件公差(mm)；最小合理間隙(mm)；、凸、凹模制造公差(mm)，通常按模具的制造精度來定；磨損量，磨損系數(shù)x是為了使零件的實際尺寸盡量接近零件公差帶的中間。x值在0.51之間，與零件制造精度有關(guān)。零件精度為IT10以上時，x=1；零件精度為IT11IT13時，x=0.75；零件精度為IT14時，x=0.5。采用凸、凹模分別加工法，采用分別標注凸、凹模刃口尺寸及公差，為了保證合理的間隙，必須滿足下列條件：。若出現(xiàn)的情況，

37、但大得不多時，凸、凹模公差按公式和適當調(diào)整，以滿足上述條件。如果時，則應(yīng)采用凸、凹模配做。本次設(shè)計中，用于沖制6.88mm2mm的方孔和2mm的導(dǎo)正孔，以及外形為矩形的切廢料的凸模和凹模采用分別加工的方法進行設(shè)計：(1).沖制2mm的孔，孔的精度為IT12級，公差為0.1mm，x=0.75驗算是否滿足條件：=0.02+0.02=0.04mm滿足的條件。(2). 根據(jù)圖3.3和圖3.4，計算沖制6.88mm2mm的方孔和切廢料的凸凹模的刃口尺寸，尺寸精度為IT14級，X取0.5，由公差表查的工件尺寸的公差，a尺寸公差為0.36mm，b尺寸公差為0.25mm，c尺寸公差為0.43mm，d尺寸公差為

38、0.25，e尺寸公差為0.52，f尺寸公差為0.25。因為凸凹模為形狀簡單的圓形和方形刃口，所以其制造偏差值按，來選取。凸凹模刃口尺寸代入式(3.8):得：驗算是否滿足條件：=0.008+0.012=0.02mm滿足的條件。圖3.3圖3.4(二)凸模與凹模配合加工對于形狀復(fù)雜或薄料件的沖裁，為了保證凸模與凹模之間的間隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好一個基準件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞始缓笠源嘶鶞始闃藴始砑庸ち硪患顾鼈冎g保持一定的間隙。這種加工方法的特點是：(1) 模具間隙是在配制中保證的，因此不需要校核，所以加工基準件時可以適當放寬公差，使其加工容易。(2) 尺寸標注簡單，只

39、需在基準件上標注尺寸和公差，配制件僅標注基本尺寸并注明配作所留的間隙值。(3) 由于形狀復(fù)雜的工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損也不同，有變大的、變小的、也有不變的，必須對有關(guān)尺寸進行具體分析后，按前述尺寸計算原則區(qū)別對待。沖孔 應(yīng)以凸模為基準，然后配做凹模。本次設(shè)計中的異形凸模如圖3.5所示：圖3.5 異形凸模(1)變小的尺寸(A類) 這類尺寸就是沖孔基準件凸模尺寸，、應(yīng)按下式進行計算：(3.10)(x=0.75，=0.1)(x=0.75=0.18)(x=0.5，=0.36,IT14)(x=0.5，=0.52,IT14)(x=0.5，=0.25,IT14)(x=0.5，=0.43,IT1

40、4) (x=0.5，=0.30,IT14)(2)變大的尺寸(B類) 這類尺寸在沖切凸模上相當于落料基準件凹模尺寸，應(yīng)按下式進行計算：(3.11)(x=0.5，=0.2)(3)無變化的尺寸(C類) 這類尺寸可以分為以下三中情況：當孔的尺寸為時 當孔的尺寸為時 當孔的尺寸為時 、-凸模刃口尺寸（mm）、-工件公稱尺寸（mm）、-零件公差、偏差。（mm）-凸模公差（mm），當標注形式為(或)時，；當標注形式為時，。按計算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口實際尺寸并保證最小合理間隙配做凹模。3.8 彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計該零件的彎曲部分需要四次彎曲才能成形，工序安排如下：彎曲時應(yīng)先成形外側(cè)部分，而后成內(nèi)側(cè)部

41、分。由于外側(cè)要求成形后角度為70和60，為典型的小于90彎曲件，成形時可先預(yù)彎90，而后壓彎成所需要的角度；在進行第二次彎曲時，還必須考慮對第一次彎曲的部位進行讓位，防止第二次彎曲時破壞第一次的成形的部位或發(fā)生干涉，在進行第二次彎曲時可設(shè)計滑塊機構(gòu)。彎曲件的回彈：在外力作用下板料產(chǎn)生的彎曲總變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。外力去掉后，板料中的塑性變形保留下來，彈性變形則完全消失。當彎曲件從模具中取出后，發(fā)生了彎曲角和彎曲半徑與模具不一致的現(xiàn)象，稱為彎曲回彈。該零件的彎曲角度的基本尺寸分別為110，100，70和60。在彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計上，我們可以采用補償法來減少回彈，根據(jù)彎曲件的回彈趨勢（和

42、的值是增大還是減少），進行修正彎曲凸模或凹模工作部分的尺寸，從而使工件的回彈量得到補償。回彈角的經(jīng)驗值為23成形角度為110部位的回彈角經(jīng)計算得出=107。成形角度為100部位的回彈角經(jīng)計算得出=97。成形角度為70部位的回彈角經(jīng)計算得出=68。成形角度為60部位的回彈角經(jīng)計算得出=58。3.9設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇是設(shè)計中的一項重要內(nèi)容,它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的一系列重要問題。3.9.1 完成各種工序所需的壓力各工序的所需力的總和分別為：=9439.352+3103.9008+3103.9008+8561.4152+18772+18772+33

43、957.9058+28932.098+28932.098+25142.2782+25142.2782=.64214N=1296.75+1694.42+1815.45+1578.65+8472.1= 14857.37N=7678.73353+2514.22782=10192.96135N=.64214+14857.37+10192.96135=.97349N=293.KN初選型號為J75G-125閉式雙點高速精密壓力機，該壓力機的主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：1250KN公稱力行程：2mm滑塊行程：30mm行程次數(shù)：150400次/min最大裝模高度：380mm裝模高度調(diào)節(jié)量：50mm工作臺尺寸(

44、前后左右)：800mm1300mm模具孔尺寸(直徑深度)：80mm120mm3.9.2 壓力機的校核(一)行程和行程次數(shù)該零件的最大高度為15.84mm，小于壓力機的滑塊行程，所以校核通過。(二)最大裝模高度所設(shè)計沖模的閉合高度(在最低工作位置時，上下模板二底面間的距離)，應(yīng)小于壓力機的最大裝模高度。(311)本設(shè)計中模具的閉模高度為247.5mm，該壓力機的裝模高度為380mm，模具的閉模高度相對與壓力機的裝模高度小得多，故得在壓力機臺面上放墊板。(三)壓力機的臺面尺寸校核模具的外形尺寸為800mm450mm，工作臺板尺寸為1300mm800mm，滿足實際工作條件。第四章 模具設(shè)計4.1 模

45、具結(jié)構(gòu)概要設(shè)計概要設(shè)計是級進模結(jié)構(gòu)設(shè)計的開始,它以工序排樣圖為基礎(chǔ),根據(jù)產(chǎn)品零件要求,確定級進模的基本結(jié)構(gòu)框架。4.1.1 模具基本結(jié)構(gòu)形式(1)正倒裝關(guān)系的確定:根據(jù)上述分析，本零件的沖制包含落料、沖孔、彎曲等工序。而且已確定為采用級進模沖壓。因此選正裝式結(jié)構(gòu)。(2)導(dǎo)向方式確定：本零件的生產(chǎn)是大量生產(chǎn)，為了確保零件的質(zhì)量和穩(wěn)定性，選用外導(dǎo)向模架。本零件的精度要求比較高，所以在外導(dǎo)的基礎(chǔ)上再加上內(nèi)導(dǎo)向進行精確的導(dǎo)向。為了更好的保證其精度，選擇四導(dǎo)柱式模架。(3)卸料方式確定：本零件沖壓工序中包含落料和沖孔，所以應(yīng)選用卸料機構(gòu)。又由于零件沖壓過程中有彎曲工序，所以應(yīng)選用彈性卸料板。(4)模具結(jié)

46、構(gòu)示意圖：根據(jù)已確定的幾項結(jié)構(gòu)，本零件沖壓級進模結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。圖4.1 模具結(jié)構(gòu)概要4.1.2模具基本尺寸(1)模具的平面尺寸模具平面尺寸是指模具輪廓最大尺寸，它依凹模外形尺寸為基礎(chǔ)，最終選擇的模架尺寸為準，根據(jù)上面工序排樣圖，凹模的工作區(qū)域尺寸基本在630mm 120mm左右。圓整后，模具基本尺寸最終選擇為670mm 180mm。其它模板的尺寸取為與凹模板平面一致。(2)模板規(guī)格上模墊板：H=17mm，第一段的長度=313mm，第二段的長度=354mm；上模固定扳：H=20mm，第一段的長度=313mm，第二段的長度=354mm；卸料板墊板：H=15mm，第一段的長度=313mm，第二

47、段的長度=354mm；卸料板：H=22mm，第一段的長度=313mm，第二段的長度=354mm；凹模板：H=25mm，第一段的長度=313mm，第二段的長度=354mm；下模墊板：H=20mm，第一段的長度=313mm，第二段的長度=354mm。4.1.3 模架的選定模架的基本作用是導(dǎo)向機構(gòu)，連接上下模并使他們具有準確位置關(guān)系。由于采用自動送料，考慮到精度要求較高，選四導(dǎo)柱滾動模架。根據(jù)板平面和工作區(qū)高度要求，查沖模國家標準，選 JB/T7181.4型四導(dǎo)柱模架。 下模座（JB/T 7185.4）：上模座（JB/T 7184.4）：導(dǎo)柱（JB/T 7187.2）：40 230導(dǎo)套（JB/T 7

48、187.4）：40 140484.2 模具工作零件設(shè)計級進模由多個零件組成，各零件通過一定的聯(lián)系方式相互聯(lián)系在一起，形成一個有機的整體，完成特定的沖壓加工任務(wù)。4.2.1模具零件的連接模具零件相互連接在一起時的基本要素是位置要正確，連接要可靠、穩(wěn)定。凸模等柱類零件采用孔與軸的過渡或過盈配合來定位，具有可靠性高，工作穩(wěn)定等特點。在本設(shè)計中絕大多數(shù)異形凸模采用吊裝式式固定，圓形凸模、異形凸模與凸模固定板之間分別采用H7/m6配合,對于保護凸模和凸模導(dǎo)向的卸料板,它與凸模之間的配合,采用單邊0.05mm，并使凸模工作過程中不離開卸料板,運動自如,使之工作壽命提高。4.2.2 模板類零件的連接模板類零

49、件包括凸模固定板、凹模板等，一般采用銷釘定位，內(nèi)六角螺釘連接，當模板層數(shù)超過三層時，應(yīng)分層連接。在本模具設(shè)計中在模板的四周采用六個螺釘連接，兩個銷釘定位，這樣連接比較可靠穩(wěn)定。4.3 卸料機構(gòu)的設(shè)計4.3.1 卸料板的安裝形式本次設(shè)計中，所采用的卸料方式為彈性卸料，通過卸料螺釘和彈性元件等安裝在模具上組成的，模具閉合時，彈簧被壓縮，當上模開啟時，包在凸模上的料在彈簧回彈力的作用下推動卸料板被卸下，因此自由狀態(tài)下的彈壓卸料板總是高出凸模底面一頂高度。這樣沖壓開始時先壓主料，然后再沖壓；沖壓結(jié)束后，料被順利卸下。卸料螺釘?shù)陌惭b形式如圖4.2所示。圖4.2 卸料螺釘安裝的形式卸料螺釘?shù)拇朔N安裝方式考

50、慮到了卸料板與各凸模的間隙是很小的，所以安裝卸料板是見非常麻煩的事。一般情況下，盡可能不把卸料板從凸模上卸下，考慮到凸模在刃磨時，既要不讓卸料板從凸模上卸下，又要使卸料板低于凸模平面，可考慮如上圖所示卸料板的安裝形式。即將彈簧安裝在上模座內(nèi)，然后用螺釘限位，只要旋出螺塞，彈簧即可從模座內(nèi)取出，不受彈簧作用的卸料板隨之可以自由移動。4.3.2 小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套在精密級進模設(shè)計中，卸料板要對凸模進行導(dǎo)向。為了保證卸料板具有精確的導(dǎo)向精度，還必須要對卸料板進行導(dǎo)向，對卸料板進行導(dǎo)向稱著為內(nèi)導(dǎo)向，內(nèi)導(dǎo)向機構(gòu)包括小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套，小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套分別可以裝配于凸模固定板或凹?；蛐读习迳?，圖4.3為本次設(shè)計中采

51、用的內(nèi)導(dǎo)向機構(gòu)。圖4.3 內(nèi)導(dǎo)向機構(gòu)小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套之間的間隙要?。ū?.1），一般為凸模和卸料板之間配合間隙的1/2，這樣才能起到卸料板的導(dǎo)向作用，小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套之間可以設(shè)計成間隙配合，一般為H6/h5。表4.1 小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套之間的間隙(mm)4.4導(dǎo)料與定距機構(gòu)4.4.1導(dǎo)料裝置本次設(shè)計中采用雙側(cè)導(dǎo)料桿進行導(dǎo)料，它兼有浮料的功能，其工作原理如圖4.4所示。圖4.4 導(dǎo)料桿的工作原理4.4.2定距裝置在多工位級進模中，定距定位比較可靠，也是應(yīng)用最多的一種混合定距定位。這是由兩種定位方式或三種定位方式聯(lián)合在一起使用的。這種定位方法是在一瞬間內(nèi)先粗定位，后精定位，最終達到精度定位的要求。目前應(yīng)用

52、比較普遍的幾種組合有：擋料釘與導(dǎo)正銷；側(cè)刃與導(dǎo)正銷；自動送料器(裝置或機構(gòu))與導(dǎo)正銷或自動送料器、側(cè)刃與導(dǎo)正銷等。本次設(shè)計中所采用的定距裝置為自動送料裝置與導(dǎo)正銷混合使用，導(dǎo)正孔在第一個工位上沖出，導(dǎo)正銷的設(shè)置緊挨在沖導(dǎo)正孔的第二工位。 4.5 安全機構(gòu)設(shè)計安全第一是沖壓生產(chǎn)的其本要求，在沖壓加工中除了要求沖壓工作時嚴格遵守車間所規(guī)定的各種制度、守則和操作規(guī)程外，更重要的是模具設(shè)計過程中就要充分考慮安全。級進模常見的安全問題主要有：(1)條料的誤送進，工序件送不到位。(2)操作者手進入上下模之間。(3)廢料與凸模粘連。(4)小凸模折斷。(5)凹模落料孔堵塞，使凹模脹裂。4.6 窗簾支架彈片模具非成型零件的設(shè)計這部分是對模具成型零件以外的其他零件的設(shè)計，如板類零件，緊固件，定位零件，輔助零件，支撐零件等。其中板類零件主要有：（1）上模座板；（2）上墊板；（3）凸模固定板；（4）卸料板墊板；（5）卸料板；（6）凹模板；（7）下墊板；（8）下