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基于PDX的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真说明书.doc

基于PDX的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真【16张图纸】【工艺卡】【数控仿真】【优秀】

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基于PDX的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真说明书.doc---(点击预览)

基于PDX的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真开题报告.doc---(点击预览)

模具加工工序卡

模具零件加工工序卡片集封面.doc---(点击预览)

工序卡.doc---(点击预览)

零件加工工艺流程

零件工艺规程卡片目录.doc---(点击预览)

零件工艺规程卡片封面.doc---(点击预览)

零件工艺规程.doc---(点击预览)

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关键词：: 基于 pdx 打印机支架级进模设计凸模加工仿真图纸

资源描述：

基于PDX的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真

36页 17000字数+说明书+开题报告+任务书+实习报告+16张CAD图纸

上模座.dwg

任务书.doc

冲孔凸模1.dwg

冲孔凸模2.dwg

卸料板.dwg

基于PDX的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真开题报告.doc

基于PDX的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真说明书.doc

导套.dwg

导料销.dwg

导柱.dwg

工件.dwg

弯曲凸模1.dwg

弯曲凸模2.dwg

弯曲凸模3.dwg

排样图.dwg

摘要.doc

数控加工仿真.rar

模具加工工序卡

毕业实习报告.doc

目录.doc

落料凸模1.dwg

落料凸模2.dwg

落料凸模3.dwg

装配图.dwg

说明书封面.doc

选题申报表.docx

零件加工工艺流程

1 绪论1

2 零件的分析4

2.1 零件介绍4

2.2 零件工艺性分析4

2.3 冲压工艺方案的确定5

2.4 级进模冲裁工位的设计要点7

2.5 多工位级进模弯曲工位的设计要点8

2.6 多工位级进模拉伸成形工位的设计要点8

3 级进模具排样设计10

3.1 排样设计概述10

3.2 排样设计12

4 模具设计19

4.1 模具结构19

4.2 抬料机构及其行程确定22

4.3冲压设备的选择22

4.4冲压设备的选用25

4.5 模具强度的校核 26

5 Cimatron仿真加工 27

设计小结30

参考文献31

致谢 32

附录33

基于pdx的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真

　　　摘要：冲压模具是现在所有金属模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。本课题是利用Pro-E中的pdx软件对打印机支架进行模具设计并分析加工工艺，并利用Cimatron对凸模进行加工仿真。

　　　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Pro-E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。

通过合理的设计，本模具满足生产与应用的要求。

关键词：冲压模具；加工工艺分析；Pro-E；pdx；Cimatron

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QQ截图20140504181928.gif

内容简介：: 机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零(部)件名称凹模板第1页施工车间工序号工序名称金一10铣平面材料牌号同时加工件数冷却液451毛坯种类毛坯外形尺寸锻件61013030设备名称设备型号设备编号平面铣床X62W每毛坯件数每台件数工序工时 11准终单件夹具编号夹具名称通用夹具安装工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)进给量(毫米/齿)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动(min)辅助1粗铣后表面盘铣刀600mm游标卡尺921160.18212.6描图描校底图号装订号编制（日期）审核（日期）会签（日期）标准化（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零(部)件名称凹模板第2页施工车间工序号工序名称金一20铣平面材料牌号同时加工件数冷却液45 1毛坯种类毛坯外形尺寸锻件60513227设备名称设备型号设备编号平面铣床X62W每毛坯件数每台件数工序工时 11准终单件夹具编号夹具名称通用夹具安装工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)进给量(毫米/齿)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动(min)辅助1粗铣前表面盘铣刀600mm游标卡尺921160.18412.62粗铣四周侧面盘铣刀127mm4911540.18210.9描图描校底图号装订号编制（日期）审核（日期）会签（日期）标准化（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零(部)件名称凹模板第3页施工车间工序号工序名称金一30铣平面材料牌号同时加工件数冷却液451毛坯种类毛坯外形尺寸锻件61013030设备名称设备型号设备编号数控铣床每毛坯件数每台件数工序工时 11准终单件夹具编号夹具名称通用夹具安装号工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)进给量(毫米/齿)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动(min)辅助1精铣前表面立铣刀2精铣至图样指状铣刀描图3钻6通孔6钻头4描校5 底图号装订号编制（日期）审核（日期）会签（日期）标准化（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第4页车间工序号工序名称材料牌号金一40钻孔 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6001303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通钻床夹具编号夹具名称冷却液台虎钳工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/转吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1钻8通孔8钻头0300/0.021432450.34.910.351432 描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第5页车间工序号工序名称材料牌号金一50钻孔 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通钻床夹具编号夹具名称冷却液台虎钳工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1钻3孔3钻头游标卡尺573.25360.121010.24 描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第6页车间工序号工序名称材料牌号金一60钻孔 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通钻床夹具编号夹具名称冷却液台虎钳工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1钻10孔10钻头游标卡尺573.25360.121010.24 描校2 钻23孔 3钻头游标卡尺573.25360.121010.24底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第7页车间工序号工序名称材料牌号金一70扩孔 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称冷却液工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1钻23的孔深10mm3钻头0300/0.021432450.34.910.351432 描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第8页车间工序号工序名称材料牌号金一80扩孔 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称冷却液工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1攻3孔的端部至M5深114丝锥游标卡尺95.5251.53810.61 描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第9页车间工序号工序名称材料牌号金一100热处理 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称冷却液工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1淬火描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号MTCLGMJ-30共14页产品名称摩托车轮毂的凹模零件名称动模镶块第10页车间工序号工序名称材料牌号金一110 特种加工 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称冷却液工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1电脉冲加工型腔精密尺寸千分尺描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第11页车间工序号工序名称材料牌号金一120磨 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数普通磨床夹具编号夹具名称冷却液工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1磨后表面砂轮千分尺描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第12页车间工序号工序名称材料牌号金一170 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床夹具编号夹具名称冷却液工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1清洗描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第13页车间工序号工序名称材料牌号金一180 3Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床夹具编号夹具名称冷却液工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1检验描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号DYJZJ-15共14页产品名称打印机支架的凹模零件名称凹模板第14页车间工序号工序名称材料牌号金一1903Gr2W8V毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件6101303011设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床夹具编号夹具名称冷却液工步号工步内容刀具名称及编号量具名称及编号辅具名称及编号主轴转速转/分切削速度米/分走刀量毫米/齿吃刀深度毫米走刀次数单件工时定额机动(min)辅助描图1入库描校底图号装订号编制（日期）校对（日期）会签（日期）标准化（日期）审核（日期）标志处数更改文件号签字日期标志处数更改文件号签字日期模具零件加工工序卡片集专业机械设计制造及其自动化学生姓名周均班级 B机制052班学号 0510110208 指导教师袁铁军完成日期 2009年6月6日冲孔凸模1工艺规程卡片零件名称冲孔凸模1模具名称及编号打印机支架模具零件编号 01材料名称45毛坯尺寸100mm16mm10mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10备料将毛坯锻成所要求的尺寸20热处理淬火30铣削铣六面至尺寸40钳工划线划出板的中心线及各孔的中心线50检验工艺员年月日零件质量等级冲孔凸模2工艺规程卡片零件名称冲孔凸模2模具名称及编号打印机支架模具零件编号 02材料名称45毛坯尺寸100mm16mm 10mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10备料将毛坯锻成所要求的尺寸20铣削六面加工均放淬磨30平磨磨出六面再放磨40钳工划线划出各孔中心线50热处理淬火60平磨磨上下两平面70检验工艺员年月日零件质量等级导料销工艺规程卡片零件名称导料销模具名称及编号打印机支架模具零件编号 03材料名称45毛坯尺寸37mm10mm10mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级 10 备料将毛坯锻成所要求的尺寸 20 铇削六面加工均放磨量 30 平磨磨出六面再放磨 40钳工划线划出各加工孔的中心线 50热处理淬火60平磨磨上下两平面70检验工艺员年月日零件质量等级导套工艺规程卡片零件名称导套模具名称及编号打印机支架模具零件编号 04材料名称 45毛坯尺寸74mm44mm 40mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10备料将毛坯锻成所要求的尺寸20铣削六面加工均放淬磨30平磨磨出六面再放磨40钳工划线划出各孔中心线50钻削钻削各孔60锪孔锪各沉孔70铣削铣凹槽80热处理淬火90平磨磨上下两平面100检验工艺员年月日零件质量等级导柱工艺规程卡片零件名称导柱模具名称及编号打印机支架模具零件编号 05材料名称 45毛坯尺寸130mm74mm44mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10备料将毛坯锻成所要求的尺寸20铣削六面加工均放磨量0.630磨削磨出六面再放磨40钳工划线划出各孔中心线50钻削钻削孔411、2860热处理淬火70磨削磨上下两平面及内孔80检验工艺员年月日零件质量等级落料凸模1规程卡片零件名称落料凸模1模具名称及编号打印机支架模具零件编号 07材料名称45毛坯尺寸100mm60mm36mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10备料将毛坯锻成所要求的尺寸20热处理淬火30铣削铣六面至尺寸40钳工划线划各孔的中心线50热处理保证50-55HRC60检验工艺员年月日零件质量等级落料凸模2工艺规程卡片零件名称落料凸模2模具名称及编号打印机支架模具零件编号 08材料名称45毛坯尺寸47mm30mm10mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10备料将毛坯锻成所要求的尺寸20刨削六面加工均放磨量30平磨磨出六面再放磨40热处理淬火50平磨磨六平面60检验工艺员年月日零件质量等级落料凸模3工艺规程卡片零件名称落料凸模3模具名称及编号打印机支架模具零件编号 09材料名称45毛坯尺寸100mm38mm33mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10备料将毛坯锻成所要求的尺寸20刨削六面加工均放磨量30平磨磨出六面再放磨40钳工划线划出销孔中心线50热处理淬火60检验工艺员年月日零件质量等级弯曲凸模1工艺规程卡片零件名称定模固定板模具名称及编号打印机支架模具零件编号 12材料名称 45 毛坯尺寸84mm16mm10mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10备料将毛坯锻成所要求的尺寸20铣削六面加工均放淬磨30平磨磨出六面再放磨40 热处理淬火50检验工艺员年月日零件质量等级弯曲凸模2规程卡片零件名称弯曲凸模2模具名称及编号打印机支架模具零件编号 13材料名称45毛坯尺寸84mm18mm12mm件数1工序机号工种施工简要说明定额工时实做工时制造者检验等级10下料切断毛坯20铣削六面加工均放淬磨30平磨磨出六面再放磨40检验工艺员年月日零件质量等级10 零件加工工艺规程卡片集专业机械设计制造及其自动化学生姓名周均班级 B机制052 学号 0510110208 指导教师袁铁军完成日期 2009年6月6日毕业设计任务书课题：基于pdx的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真专业机械设计制造及其自动化学生姓名周均班级 B机制052 学号 0510110208 指导教师袁铁军专业系主任刘道标发放日期 2009年3月30日一、设计内容设计打印机支架的尺寸形状以及冲压模具。主要内容有：1产品设计1）制定工艺方案，2）排样及裁板 3）计算工序压力，选择压力机二、设计依据1课题来源：惠普电器集团2产品名称：打印机支架3被加工零件：板料4工件材料：Q2355加工内容：冲2个螺纹孔6. 生产纲领：大批大量。（有其它具体的约束条件可在此添加。）三、设计要求1产品在形状和尺寸精度方面的互换性较好；2产品刚度好，精度高，外表光滑、美观； 3产品工艺性较好，即零件的结构形状、尺寸精度、材料性能符合加工工艺要求；4级进模排样图质量较好；5模具结构图：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图。过程要求：装配图需提供手工草图；6毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。7查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；8到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；9撰写开题报告。四、毕业设计物化成果的具体内容及要求1设计成果要求 1）毕业设计说明书 1 份2）工件图和条料排样图 1 张3）冲孔与落料的凸模和凹模图样 1 张4）凸模和凹模固定板结构形状图 1 张5）始用卸料、导料板及导正销装配图 1 张6）自动挡料销装配图 1 张7）支架设计图 1 张8）紧固及定位零件图 1 张2外文资料翻译（英译中）要求1）外文翻译材料中文字不少于3000字。2）内容必须与毕业设计课题相关；3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。五、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注2月26日2月28日布置任务 3月1日3月14日调查研究，毕业实习3月15日3月31日方案论证，总体设计4月1日4月14日技术设计（部件设计）4月14日5月14日工作设计（零件设计）5月15日5月31日撰写毕业设计说明书6月1日6月2日毕业设计预答辩6月3日6月9日修改资料6月10日6月11日评阅材料6月12日6月13日毕业答辩6月14日6月15日材料整理装袋六、主要参考文献：1 丛凤廷组合机床设计（第二版）M上海：上海科技出版社，19942 谢家瀛组合机床设计参考手册M北京：机械工业出版社，19943 大连组合机床研究所组合机床设计（第一分册）M北京：机械工业出版社，19754 大连组合机床研究所组合机床设计参考图册M北京：机械工业出版社，19755 姚永明非标准设备设计M上海：上海交通大学出版社，19996 金振华组合机床及其调整与使用M北京：机械工业出版社，19907 东北重型机械学院机床夹具设计手册（第二版）M上海：上海科技出版社，19888 刘文剑夹具工程师手册M哈尔滨：黑龙江科技出版社，19879 杨黎明机床夹具设计手册M北京：国防工业出版社，1996（包括各种机械设计手册、专著、论文、报告等，参考文献数量不得少于10篇。）七、其他八、专业系审查意见系主任：年月日九、机械工程学院意见院长：年月日6 毕业设计开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名周均班级 B机制052班学号 0510110208 指导教师袁铁军完成日期 2009年3月4日课题名称：基于pdx的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述课题来源：惠普电器有限公司课题研究的主要内容：打印机支架是精密钣金制件，对冲压工艺、模具的设计与制造有很高的要求，该制件在市场上需求很大，是一种典型的精密钣金制件。形状和尺寸是高精度要求的零件，而拥有复杂结构的级进模，也叫连续模由多个工位组成，各工位完成不同的加工，各工位顺序关联，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工生产精度高，生产精度高，便于实现自贡话或半自动化生产，特别是以大批量生产，耗材耗能低，送料方便、安全可靠，不易发生事故，是制造接线垫片的理想工艺。但级进模也存在一些确定，特别是多工位级进模，结构比较复杂，造价很高，制造周期长，因此在设计多工位级进模是，必须全面、细致、持慎重态度。进行级进模设计，需要大量的全面的机械设计以及模具方面的知识。在设计以及制造模具中全面涉猎到数字化技术，包括产品及模具的三维造型和采用数控加工技术制造产品的的全过程。级进模现状及其设计时注意事项级进模我国重点发展的精密冲模，在当今的工厂中处处可见，包括电机铁芯片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。可以说，冲制件覆盖了电子、通讯、汽车、机械、电机电器、仪器仪表和家电等产品范畴。级进模的特点是：1）生产率高，压力机每次行程基本上完成一个或多个冲压件。2）送料方便，安全，可靠，不易发生事故。3）便于实现单机自动化或半自动化生产，特别适宜大批量生产。但级进模也存在一些缺点，特别是多工位级进模，结构比较复杂，造价高，制造周期长，因此在设计多工位级进模时，必须全面，细致，持谨慎态度。另外级进模设计复杂，特别是级进模排样图的设计更为重要，其好坏决定着模具的成败。设计多工位级进模时，首先要设计条料的排样图，这是设计多工位级进模的重要依据。级进模设计要注意的事项：1）合理确定工步数。级进模的工步数等于分解的单工序之和，如冲孔-落料级进模的工序步数，通常是等于冲孔与落料两个单工序之和。但为了增加冲模的强度和便于凸模的安装，有时可根据内孔的数量分几步完成。其工步的确定原则，主要是在不影响凹模强度的原则选，其功步数的选用的越少越好，功步数越少，累积误差越小，则所冲出的冲压尺寸精度越高。2）在安排冲孔与落料工序次序时，应把冲孔工序放在前面，这样不但可以确保带料的直接送进，而且还可以借助冲好的孔来作为导正定位孔，以提高冲压件的精度。3)在没有圆形孔的冲压件中，为了提高送料步距精度，可以在凹模的首次工步中设计工艺孔，以此工艺孔作为导正孔定位，提高冲裁精度。4）在产品要求孔与外形的某突出部分位置精度时，应把这部分与孔设计在同一工步中成形，以保证产品质量。5）同一尺寸基准下，精度要求较高的不同孔，在不影响凹模强度的情况下，应安排在同一工步成形。6）尺寸精度要求比较高的工步。应尽量安排在最后一步工序，而精度要求不太高的工步，则最好安排在较前一步工序，这是因为工步越靠前，其累积误差越大。7）冲不同形状尺寸的多孔工序时，尽量不要把大孔与小孔同时放在同一工步，以便修模时能确保孔距精度。8）保证各工步已成形部分在后步工序中不受损坏，使带料保持在同一送料线上。凸模加工现状在加工时,方凸模工作带的加工是以下模的工作带为基准,是根据型材壁厚,用淹没加工成形的,如果凸模工作带的形状是异性的或上焊合的分流模,研磨就无法实现加工的全过程传统的加工方法是:根据凸模工作带的形状尺寸,用线切割或电火花加工实现,即加工一个与凸模工作带形状完全相同或部分相同的铜电极或石墨电极,用电火花加工来实现形状尺寸.这种方法加工异形凸模的工作点,加工时间较长,成本较高,尺寸精度相对较差现在用数控铣床安装涂层高硬度合金立铣刀,精加工异形凸模的工作带,不仅降低了加工成本和缩短加工时间,而且还提高了模具的尺寸精度和光洁度.二、本课题拟解决的问题1、传统的设计，绝大多数都是依靠工程人员的经验来进行铸件及模具的设计，这既耗时又耗力，模具的设计周期长，从而影响生产效益。本课题将采用基于pdx技术来设计制造模具，从而提高模具设计与制造的速度。2、级进模工序的合理安排3、合理的拍样布局4、规定模具装配工艺规程，所有非零件工艺规程三、解决方案及预期效果解决方案从功能以及通用性能方面设计打印机支架的外形尺寸，进行包括毛坯尺寸、变形参数、半成品尺寸计算等内容在内的冲压工艺计算。合理设计条料拍样图，确定被冲制零件成形各部分在模具中的冲制顺序、模具的工位数及工序内容，确定被冲零件的排列形式、方位等，并通过计算材料利用率的高低，确定模具布局的公称尺寸和定距方式，确定条料的宽度、条料轧制方向与送料方向的关系，进行条料载体形式的设计等。合理选材，既考虑经济因素，同时保证质量。根据级进模工艺特点，合理设计模具的结构流程以确保加工精度和商业推广价值。进行冲压工艺规程设计，分析冲压件的工艺性，分析和确定合理的冲压工艺方案，计算确定最经济的皮料形状尺寸、排样方式、条料裁剪方式及材料的消耗量，选择冲压设备类型及规格，以满足零件所需的原料少，工序数目少而简单，且减少或不再用其他后续加工方法，零件所需的模具结构简单，占用设备少，模具适用寿命高，制造的零件符合技术要求，并且尺寸精度高，表面质量好，尽可能采用生产机械化和自动化，生产准备周期短、成本低，适合技术等级不高的劳动力操作。采用三维造型技术进行模拟仿真加工以确保加工的可行性。通过对打印机支架的成形进行工艺分析，指出冲压成形过程中的关键点，制定了合理的冲压工艺，确定级进模中布局的基本尺寸和布局精度，合理配合适用定位销定距、侧刀定距、导正销定距和自动送料机构定距四种定距方式保证了零件的形状和尺寸精度。确定冲孔和落料的凸模和凹模，设计凸模和凹模固定板。卸料、导料板及导正销，进行挡料销和自动挡料销设计，设计点半及选用标准模座、模柄、导柱、导套。预期效果：1. 产品迎合市场要求，有广阔的市场前景，适于自动化及机械化生产，表面精度达到一定水平，结构精度较高。2.工艺方案为最佳工艺方案，可以用最的材料消耗，维修方便、寿命提高。模具结构适于实际生产，满足生产精度要求，生产效率高，成本较低。 3. 产品制造时能够用最少的工序数量和工时，稳定地获得符合要求的优质产品，并使模具结构简单、制造容易，生产周期短。四、课题进度安排3月1日3月14日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。3月15日3月31日开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4月1日5月14日设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5月15日5月31日中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6月1日6月2日毕业设计预答辩。6月3日6月9日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6月10日6月11日毕业设计材料评阅。6月12日6月13日毕业答辩。6月14日6月15日材料整理装袋。五、指导教师意见签名: 年月日六、专业系意见签名: 年月日七、学院意见签名: 年月日盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009目录1 绪论12 零件的分析42.1 零件介绍42.2 零件工艺性分析42.3 冲压工艺方案的确定52.4 级进模冲裁工位的设计要点72.5 多工位级进模弯曲工位的设计要点82.6 多工位级进模拉伸成形工位的设计要点83 级进模具排样设计103.1 排样设计概述103.2 排样设计124 模具设计194.1 模具结构194.2 抬料机构及其行程确定224.3冲压设备的选择224.4冲压设备的选用254.5 模具强度的校核 265 Cimatron仿真加工 27设计小结30参考文献31致谢 32附录33 基于pdx的打印机支架级进模的设计及凸模的加工仿真摘要：冲压模具是现在所有金属模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。本课题是利用Pro-E中的pdx软件对打印机支架进行模具设计并分析加工工艺，并利用Cimatron对凸模进行加工仿真。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Pro-E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。通过合理的设计，本模具满足生产与应用的要求。关键词：冲压模具；加工工艺分析；Pro-E；pdx；Cimatronpdx-based printer support progressive die design and machining simulation punchAbstract: Stamping die metal die now of all the most widely used in the mold, to complex high-precision molding of plastic products. The issue is the use of Pro-E printer support software pdx mold design and analysis process and to make use of Cimatron punch processing of the simulation. Research on the theory of metal forming is to improve the stamping technology. At present, both at home and abroad on the theory of metal forming research very seriously, in the material properties of stamping, metal forming process of stress-strain analysis of deformation of sheet metal and die blanks and the interaction between the research are made more progress . Especially with the rapid development of computer technology and the theory of plastic deformation further improved, both at home and abroad in recent years has begun the process of plastic forming the application of computer simulation techniques, namely the Pro-E plastic simulation of metal forming process, in accordance with the results of the analysis, design staff predictability of a process plan and the feasibility of forming the quality problems that may arise, and through the computer to choose to amend the relevant parameters, can achieve the optimal process and die design. In this way, saving the cost of expensive test mode, the system also reduces the mold cycle. Through rational design, the tooling to meet the requirements of the production and application.Key word: Stamping die; Process Analysis; Pro-E; pdx；Cimatron.1 绪论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。(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25微米，进距精度23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到40000r/min）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低、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，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。(3) 冲压设备和冲压生产自动化方面性能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。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。2零件的分析2.1零件介绍图2.1所示为某打印机支架,材料为厚1mm的Q235冷轧板。由于该零件在产品中是对其他精密器件起定位支承作用,故尺寸和形状精度要求比较高,又由于产品批量较大,对零件的一致性要求比较高,为减少零件生产中多次定位对其精度和生产效率的不良影响,故决定采用多工位级进模在普通冲床上冲压。图2.1零件图2.2零件工艺性分析由图2.1可以看出,该零件外形尺寸不大,但有多处折弯,且有一条翻边,零件表面质量要求高,各弯曲成形角度误差须小于30,零件属于中小型精密冲压件。为了确保零件精度和模具质量,首先根据零件尺寸算出展开料,在线切割机上切割几件坯料,通过成形实验发现,尺寸24.85变大,这是因为这条边冲压成形时,在53.8mm长边的折弯中,由于R3.96mm圆弧的影响,使成形高度减小,成形后回弹又影响了323.85这个尺寸,据此可知,先冲R3.96mm圆再折弯成形是不可取的。零件成形的另一个难点是翻边成形,先成形这条边会给后面成形带来干涉,后成形这条边又会对尺寸精度带来影响,因此工件的合理排样及减小成形时的相互干涉,将成为零件能否顺利成形的关键。2.3 冲压工艺方案的确定2.3.1 冷冲压模具的介绍单工序模又称简单模，是指在压力机的一次行程内，只完成单一工序的模具，如落料模、冲孔模、弯曲模、和拉深模等。特点是模具结构简单，制造成本低，但如果制件结构复杂就需要多套模具，而且每道工序之间的累计误差较大，制件精度较低。复合模是在压力机的一次行程内在模具的一个工位上完成两道以上冲压工序的模具，是一种多工序冲压模。结构复杂，不宜制造，制件精度较高，但存在最小壁厚问题。如制件有多道工序，则模具结构特别复杂。级进模也是多工序模具，即在压力机的一次行程内，在连续模具的不同工位上完成多道冲压工序。于单工序模、复合模相比，级进模的主要特点是生产效率高，容易实现生产机械化和自动化。级进模精度高、寿命长，其工作元件常采用高速钢或硬质合金钢制造。适用于制件的大批量生产。制件质量可靠、稳定，及制件尺寸的一致性好。级进模结构复杂，制造精度高，调试，维修困难，价格昂贵。由于有自动送料装置和自动出料装置，适合于高速冲床上进行自动化冲制。也适合卷料、带料供料。级进模可以完成冲裁、弯曲、拉深、成形等多道工序，效率比复合模高且在基金模具上可以工序分散，任意留出空位，故不存在复合模的最小壁厚的问题，因而保证了模具的强度，延长了模具的寿命。模具的主要零件具有互换性，使模具维修方便，更换迅速、可靠。在本次设计中由于制件较为复杂，如果选用单工序模，则就会用到多套模具，而制件精度较高，用单工序模各道工序之间的定位误差累积较大，故在这次设计中不宜选用单工序模。由于制件工序较多，复合模也不适合用于这次设计。所以选定用级进模具。2.3.2 级进模的介绍多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：（1）在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。（2）由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。（3）多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。（4）多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，操作安全，具有较高的生产效率。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达50多个，冲压速度达1000次分以上。（5）多工位级进模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速，方便，可靠。所以模具工作零件选材必须好（常采用高强度的高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料），必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造模具。（6）多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm）、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。用这种模具冲制的零件，精度可达IT10级。由上可知，多工位级进模的结构比较复杂，模具设计和制造技术要求较高，同时对冲压设备、原材料也有相应的要求，模具的成本高。因此，在模具设计前必须对工件进行全面分析，然后合理确定该工件的冲压成形工艺方案，正确设计模具结构和模具零件的加工工艺规程，以获得最佳的技术经济效益。显然，采用多工位级进模进行冲压成形与采用普通冲模进行冲压成形在冲压成形工艺、模具结构设计及模具加工等方面存在许多不同，重点介绍它们在冲压工艺与模具设计上的不同之处。表2.1就级进模具各主要零件的功能做了简要分类：表2.1 级进模具零件功能分类单元功能主要零件工作单元成型加工凸模、凹模辅助单元卸料卸料板、卸料螺钉、弹簧定位X向挡料销、侧刃Y向导料板、侧压装置Z向浮顶销精定位导正销导向外导向模架、导柱、导套内导向小导柱、小导套固定凸模固定板、上下模座。模柄、螺钉、销钉其他承料板、限位板、安全检测器2.4 级进模冲裁工位的设计要点（1）在级进冲压中，冲裁工序常安排在前工序和最后工序，前工序主要完成切边（切出制件外形）和冲孔。最后工序安排切断或落料，将载体与工件分离。（2）对复杂形状的凸模和凹模，为了使凸模、凹模形状简化，便于凸模，凹模的制造和保证凸模、凹模的强度，可将复杂的制件分解成为一些简单的几何形状多增加一些冲裁工位。（3）对于孔边距很小的工件，为防止落料时引起离工件边缘很近的孔产生变形，可将孔旁的外缘以冲孔方式先于内孔冲出，即冲外缘工位在前，冲内孔工位在后。对有严格相对位置要求的局部内，外形，应考虑尽可能在同一工位上冲出，以保证工件的位置精度。2.5 多工位级进模弯曲工位设计要点2.5.1 冲压弯曲方向设计要点在多工位级进模中，如果工件要求向不同方向弯曲，则会给级进加工造成困难。弯曲方向是向上，还是向下，模具结构设计是不同的。如果向上弯曲，则要求在下模中设计有冲压方向转换机构（如滑块、摆块）；若进行多次卷边或弯曲，这时必须考虑在模具上设置足够的空工位，以便给滑动模块留出活动的余地和安装空间。若向下弯曲，虽不存在弯曲方向的转换，但要考虑弯曲后送料顺畅。若有障碍则必须设置抬料装置。2.5.2分解弯曲成形的设计要点零件在作弯曲和卷边成形时，可以按工件的形状和精度要求将一个复杂和难以一次弯曲成形的形状分解为几个简单形状的弯曲，最终加工出零件形状。可见，在分步弯曲成形时，不变形部分的材料被压紧在模具表面上，变形部分的材料在模具成形零件的加压下进行弯曲，加压的方向需根据弯曲要求而定，常使用斜滑块和摆快技术进行力或运动方向的转换。如要求从两侧水平加压时，需采用水平滑动模块，将冲床滑块的垂直运动转变为滑动模块的水平运动。2.5.3弯曲时针对坯料滑移的设计要点如果对坯料进行弯曲和卷边，应防止成形过程中材料的移位造成零件误差。采取的措施是先对加工材料进行导正定位，当卸料板、材料与凹模三者接触并压紧后，再作弯曲动作。2.6 多工位级进模拉深成形工位的设计要点在进行多工位级进拉深成形时，不像单工序拉深那样以散件形式单个送进坯料，它是通过带料以载体、搭边和坯件连在一起组件形式连续送进，级进拉深成形。但由于级进拉深时不能进行中间退火，故要求材料应具有较高的塑性。又由于级进拉深过程中工件间的相互制约，因此，每一工位拉深的变形程度不能太大。由于零件间留有较多的工艺废料，材料的利用率有所降低。要保证级进拉深工位的布置满足成形的要求，应根据制件的尺寸及拉深所需要的次数等工艺参数，用简易临时模具试拉深，根据试拉深的工艺情况和成形过程的稳定性，来进行工位数量和工艺参数的修正，插入中间工位或增加空工位等，反复试制到加工稳定为止。在结构设计上，还可根据成形过程的要求，工位的数量，模具的制造组成单元式模具。级进拉深按材料变形区与条料分离情况，可分为无工艺切口和有工艺切口两种工艺方法。无切口的级进拉深，即是在整体带料上拉深。由于相邻两个拉深工序件之间相互约束，材料在纵向流动较困难，变形程度大时就容易拉裂。所以每道工序的变形程度不可能大，因而工位数较多。这种方法的优点是节省材料。由于材料纵向流动比较困难，它只适用于拉深有较大的相对厚度（t/D）1001，凸缘相对直径较小（dt /d=1.11.5）和相对高度h/d较低的拉深件。3 级进模具排样设计3.1 排样设计概述在一幅级进模里，因冲的制件不同，各工位就有不同的冲压工序，每个工位的冲压性质都须遵循一定的规则，如果违背就冲不出合格的制件，所以必须设计好。排样是模具结构设计的主要依据，排样图的好坏，直接关系到模具的设计。级进弯曲是指弯曲件采用级进模在多个工位上分步弯曲成形的一种冲压方法。由于在冲压过程中，毛坯始终在长长的条料上进行，所以级进弯曲除了遵守多道单工序模弯曲变形规律之外，其弯曲工序往往比单工序模要增多一些，使级进模结构变得较为复杂。级进弯曲模一般由冲裁工序和弯曲工序组成。冲裁工序在开始的几个工位二合最后，弯曲工序后面工位。冲裁工序在级进冲压过程中，担当切除弯曲件展开外形之外的多余部分料、加工出必要载体和供定距用导正销孔、弯曲后冲孔和分离制件等。在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。3.1.1 排样设计的原则多工位级进模的排样，除了遵守普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点：（1）先制作冲压件展开毛坯样板（35个），在图面上反复试排，待初步方案确定后，在排样图的开始端安排冲孔、切口、切废料等分离工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排工件和载体分离。在安排工位时，要尽量避免冲小半孔，以防凸模受力不均而折断。（2）第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。第二工位设置导正销对带料导正，在以后的工位中，视其工位数和易发生窜动的的工位设置导正销，也可在以后的工位中每隔2-3个工位设置导正销。第三工位可根据冲压条料的定位精度，设置送料步距的误差检测装置。（3）冲压件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，但孔不能因后续成形工序的影响而变形。对有相对位置精度要求的多孔，应考虑同步冲出。因模具强度的限制不能同步冲出时，应有措施保证它们的相对位置精度。复杂的型孔可分解为若干简单形孔分步冲出。（4）成形方向的选择（向上或向下）要有利于模具的设计和制造，有利于送料的顺畅。若成形方向与冲压方向不同，可采用斜滑块、杠杆和摆块等机构来转换成形方向。（5）为提高凹模镶块，卸料板和固定板的强度，保证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。（6）对弯曲和拉深成形件，每一工位的变形程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分几次成形。这样既有利于质量的保证，又有利于模具的调试修整。对精度要求较高的成形件，应设置整形工位。为避免U形弯曲件变形区材料的拉伸，应考虑先弯曲45度，再弯成90【6】。（7）在级进拉深排样中，可应用拉深前切口，切槽等技术，以便材料的流动。（8）当局部有压筋时，一般应安排在冲孔前，防止由于压筋造成孔的变形。突包时，若突包的中央有孔，为有利于材料的流动，可先冲一小孔，压突后再冲到要求的孔径。（9）当级进成形工位数不是很多，工件的精度要求较高时，可采用“复位”技术，即在成形工位前，先将工件毛坯沿其规定的轮廓进行冲切，但不与带料分离，当凸模切入材料的20%35%后，模具中的复位机构将作用反向力使被切工件压回条料内，再送到后续加工工位进行成形。3.1.2 对工件排样分析根据上述原则,如果先弯工件的、处,然后弯A处,根据零件图可看出,先弯或、处后,A处无法弯曲,只有A、B两处一次弯曲成形才不会引起干涉,而A、B两处一次弯曲成形时,该处材料严重受拉,对前面的弯曲尺寸又会有影响(9.8mm及相关尺寸很难保证)。为保证工件质量,综合考虑后认为,应先成形A处,其次成形B处,再成形处,最后成形、处。先成形A处,当材料往下折30.2mm后,材料继续往前送进严重受阻(推料装置不可能抬那么高),为解决此问题,在成形A处为90(也可大于90)的同时,B处进行预成形(与水平面夹角135,也可以更小一点),这样材料尾部抬高很多,条料又能够顺利送进,同时也解决了B处整形时凹模的强度问题(若仅A处先成形,则凹模侧边厚小于6.5mm)。根据工件变形情况,从理论上应在全部成形完后再冲裁废料,分离工件,但腰形孔的废料尺寸比较大,冲裁力较大,故凹模强度不可忽视。3.2 排样设计3.2.1 零件展开的分析零件展开后弯曲尺寸件长如图3.1。、为标注在外侧的弯曲件尺寸C为弯曲时纤维伸长的修正系数在此取c=1.5L=63条料宽度B=2D+2a+2bD单件的零件长a搭边值，取a=1.0mmb件与件之间距离，取b=1.0mmB=130图3.1 零件展开图通过综合分析,决定采用一出二,两件对排的排样方案,排样图如图3.2所示,步距43.75mm,料宽129mm,其中第13工位完成冲孔、导正及所需外形部分的轮廓冲裁,第47工位主要完成工件成形,第8工位切除废料,两工件分离,最后由条料送进时把工件向前推动而自由滑落。这种排样方式达到了非对称弯曲件成对弯曲的目的,改善了模具受力情况,提高了产品质量及材料利用率。图3.2排样图3.2.2 冲裁力的计算冲裁力（在本次设计中零件为对排故要注意公式中的）为材料的抗剪强度Q235的=310-380MPa取350MPat为材料厚度t=1mm为冲裁周长第一工位中冲6导正孔F=8.57KN;第二工位中冲一个6小孔F=8.57KN;第二工位中冲一个2.5小孔F=3.57KN;第三工位中粗切余料F=21.42KN;第四工位中弯曲F=14.6 KN;第五工位中弯曲F=14.6 KN;第六工位中余料切断F=21.42 KN;弯曲力的计算弯曲力最大自由弯曲力；材料抗拉强度Q235的=380-470MPa取450MPa；安全系数，一般取1.3；弯曲件宽度。为弯曲半径，在此=0.1t；第四工位14.6 KN;第五工位14.6KN。总冲压力87.04KN3.2.3 压力中心的确定计算压力中心的坐标定在第一工位冲导正孔的中心，从排样图可看出图形沿x轴对称，所以y方向上的压力中心坐标为零。故只用计算x方向的压力中心。=75.21mm即压力中心距第一工位冲导正孔中心偏左75.21mm。卸料力的计算在冲裁各工位中冲裁力302.24KN卸料力卸料因数在此取0.0515.112 KN3.2.4 冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸计算冲裁间隙值的选取对工件质量、冲裁力的大小、模具寿命都有显著的影响： 1.冲裁间隙对总裁件的质量的影响：当间隙大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺寸；当间隙小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凸、凹模挤压力大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。2.冲裁间隙对模具寿命的影响：因为总裁过程中，模具端面受到很大的垂直压力与侧压力，而模具表面与材料的接触面限在刃口附近的狭小区域，这就意味即使整个模具和板材的接触面之间产生局部附着现象，当接触面发生相对滑动时，附着部分便发生剪切而引起磨损-附着磨损，这是模具磨损的主要形式。当模具间隙减小时，接触压力会随之增大，摩擦距离也随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧，甚至使模具与材料之间产生粘着现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刀。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等民常损坏，这些都是导致模具寿命大大降低。因此，适当增大模具间隙，可使凸、凹模侧面与材料间摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。但间隙过大时，板料的弯曲拉伸相应境大，使模具刃品商面上的下面上在正压力增大，容易产生崩刃或产生塑性变形加剧，降低模具寿命。同时，间隙过大，卸料力会随之增大，也会加剧模具的磨损。所以选用合理的总裁间隙对于提高总裁制品的精度、模具寿命、减小冲裁力是至关重要的。本冲压件打印机支架，并无较高尺寸精度要求，但应尽量少毛刺，选用较小的间隙。根据我国冲裁隙指导性技术文件，对钢在冲裁件断面质量、尺寸精度要求较高时，单面间隙c=3-7%，t=0.8mm 取c=0.05mm【11】冲切：各处凸模均为切边型凸模，类似于简单模中的冲孔，以凸模为基准设计按级进模刃口设计原则，凸模基本尺寸以相应部分的名义尺寸为准凹模尺寸以各相应部分单边放大一冲裁间隙c：0.05mm冲裁间隙较大时会出现废料穿过板料而随凸模上升的现象，也会使脆性材料从凹模孔中高速穿过，以致危及操作者的安全。本套模具所使用的是Q235冷轧板，厚度1mm。冲裁间隙根据资料查得0.12mm弯曲间隙值是指单边间隙工件精度要求较高时，=t弯曲间隙为1mm3.2.5冲裁凸凹模刃口计算模具的刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证。丛生产实践中可以发现：由于凸凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都是带有锥度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小段端尺寸等于凸模尺寸。在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。冲裁时，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，需考虑下述原则：落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔的尺寸公差范围较大的尺寸。这样，在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格零件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙值。确定冲裁刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。如果对刃口精度要求过高，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果刃口精度要求过低，则生产出来的零件可能不合格，或是使模具的寿命降低。若零件没有标注公差，则对于非圆形件可按IT14级精度来处理，冲模则可以按IT11级精度制造；对于圆形件，一般可按IT67精度来制造模具由此可知，落料制件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。本套模具各冲裁工位均为冲孔。凸凹模选用配合加工根据凸模磨损情况可分为以下三类：第一类是凸模磨损后增大尺寸（类）；第二类是凸模磨损后减小尺寸（类）；第三类是凸模磨损后不变尺寸（类）。类：类：类：、为基准件的尺寸；、为相应的工件极限尺寸；为工件公差；为基准件制造偏差，当刃口尺寸公差标注形式为+（-）时，=0.25，当标注形式为+-时，=0.125。第一工位成形侧刃考虑到加工时用线切割故尺寸标注在外轮廓如图3.3所示图3.3 成形侧刃落料图在成形侧刃的凸模尺寸中类尺寸包括：D、G、K 类尺寸包括：E、F、I 类尺寸包括：A、B、C、H、J、L经计算得：A=15 B=20C=8D=12.95E=4.05F=2.03G=19.94H=2I=11.06J=8K=2.47L=21以上该零件的凹模刃口尺寸按上述凸模的相应部分配制，保证双面间隙值为0.12mm第一工位的冲导正孔的凸模尺寸导正孔直径为6mm，凸模直径D=5.95第二工位中冲6小孔凸模直径D=5.95第二工位中冲2.5小孔凸模直径D=2.47第六工位余料切断槽长A=20.07，槽宽B=2.034 模具设计4.1模具结构4.1.1 模具基本结构的确定级进模结构设计有如下的要求：(1)尽量选用成熟的模具结构或标准结构。(2)模具具要有足够的刚性，以满足寿命和精度的要求(3)结构应尽量简单、实用、耍只有合双的经济性。(4)能方便地送料操作要简便安全，出件容易。(5)要考虑废科的处理。(6)模具零件之间定位要准确可靠连接要牢靠。(7)要有利于模具零件的加工。(8)模具结构与现有的冲压设备要协调。(9)模具容易安装，易损件更换方便。计设中各考虑要素，如表4.1所示表4.1模具结构设计考虑要素项目内容要素冲压过程毛坯材料加工方法及工艺问题产品材质，种类，特性，形状，精度加工方法与过程，加工极限、工艺条件、材料的运动、成形工序，成形障碍，排样尺寸精度，外观、性能材料定位毛坯材料在X,Y,Z方向的运动及与模具之间相对位置的保持导正销，导向，切边，挡料销，浮顶器，推板，打板，误动作检测模具结构与加工单元的关系与毛坯材料的运动的关系凸凹模关系的保持确保模具刚性的方法挡料销模具类型。模板类型，模板结构，鞋料螺钉的使用方法，挡料销安装与安全模具在冲床上的安装与送料机构的关系与模具维护的关系搬运、保养、安全对策行程、送料线高度，夹持方法，模具的起吊。模具的大小，外形、模具的装配、分离、调整及防止危险的对策从级进模设计结构的原则上综合考虑，模具具体结构则如图4.1所示,采用标准滑动导向模架,模板分为5块,分别是凸模固定板、凸模垫板、卸料板、成形凹模、凹模及凹模固定板。其中凸模固定板和凸模垫板及卸料板固定在上模具座上，成形凹模和凹模及凹模固定板固定在模具下模座上。在模具工作过程中，由于部分冲孔凸模细小,故卸料板又兼作凸模导向板,因此在卸料板与固定板之间还安装了导向装置,卸料板与固定板的平行度由卸料螺钉的台阶长度保证。在折弯成形中,凸模行程为8mm,这样卸料板的压缩量也是8mm,为了保证卸料橡胶有足够的变形量,橡胶布置在垫板四周的上模板与卸料板之间,平衡了模具各处的受力，采用这种弹性卸料的好处是能保证工件的精度。在两处精度要求较高的凹模具下，安装弹顶销，它的作用在于每次成形后将工件顶出，以免造成成形过程中工件的底面不平，而使工件继续推进或推进有困难。由于凹模包括了冲裁和成形,工位比较多,为了保证制造精度、模具强度和维护使用方便,各工位凹模设计采用了可分可合的原则。即凹模都采用螺栓、销钉固定，若要更换凹模只需将要更换的那部分凹模镶块更换掉，节省了时间，更换和维护方便。针对技术要求中各弯曲成形角误差须小于30的问题,考虑到零件成形位置尺寸小,模具结构上不方便设置整形机构等情况,为保证图纸要求,在设计成形凸、凹模时开设了相应的成形后角,并严格控制成形凸、凹模之间的间隙,以保证成形角度达到要求。模具的上模座连接的是高速冲床以保证模具冲小孔或方槽时的精度，模具重要的零件部分，在加工时应进行热处理用以保证其在工作过程中的精度。由于该模具工作过程是高速运行的状态，因此模具上的易损坏零件应经常进行保养和维修，对于已损坏的零件应当及时更换，以免对模具的其他零件造成损伤。图4.1模具结构图4.1.2 凸模结构及安装根据零件精度及排样图,决定冲裁凸模单个制造,然后用适当方法固定在凸模固定板中，一般为凸模的台阶设计得与凸模固定板的厚度一样高，在凸模的后面、即在上模垫板和上模座的对应位置上钻一个小孔，然后用凸模盖板盖住凸模，再利用螺钉将凸模盖板与凸模固定板联接。第4、5工位的成形凸模做成整体式,第4工位成形时,因凸模呈W形,条料不会卡在上、下模上,因而不需设置弹顶卸料装置;第5工位因是成形U形,并要求在行程终了时镦死整形(减少成形后的回弹),固凸、凹模是在零间隙或负间隙下成形,因此成形后条料一定会包在凸模上,为了保证条料顺利脱模,在凸模上设置了2个弹顶销。其他成形凸模做成分体镶拼式,采用镶拼式有利于卸料板预压料和卸料,并保证成形制件的平整和尺寸精度。4.1.3 凹模结构及安装为了使条料在冲裁时始终保持在一水平上,弯曲成形保持在另一个水平上,两者高差为7.5mm。凹模的设计制造有以下几种方案:(1) 凹模采用整体制造。该方案机械加工余量很大,平面磨削也不方便,成形模块向上凸起,且成形模块磨损后不可修复,必须整块凹模更换。(2) 凹模仍采用整体制造,成形模块的凸起部分(高7.5mm部分)另外制成镶件,嵌入凹模孔中,该方案加工工艺性比较好,工件冲裁工艺性也比较好,但工位比较多,假若某一个工位出一点问题,仍会导致整块模板更换。(3) 把13工位的冲裁凹模制成一体,有利于保证凹模强度和步距精度,第4工位的成形凹模因形状比较复杂,单独制成1件,第58工位的切废料部分和成形部分做成一个整体,这样可保证冲裁部分的强度,第5工位的成形模块做成镶块,磨损后便于更换(或调整间隙),第67工位的成形模块是凸模,磨损很小,因此和凹模做成一体,这样可减少因镶件太多而增加的制造工作量,同时又能保证相对位置精度。安装在下模板上的凹模由3件组成,为了保证3件在同一条轴线上,外形线切割时应割出相应的定位键,以利于安装和调试。本设计选用的是第三套方案以快速更换冲裁凹模镶块,因为凹模(尤其冲裁凹模)是易损件，需经常更换，所以该级进模设计的凹模镶块外侧不带台阶。更换凹模时，用一个销钉从下模垫板的废料漏孔将凹模镶块从固定板内顶出，不必拆卸联接固定板的螺钉和销钉，有时还无需将模具从高速冲床上卸下，因此更换凹模速度快，而且可保证模具的重复装配精度，提高模具的使用寿命。因为卸料板能弹性压料，所以在生产过程中不带台阶的凹模镶块不会从下模固定板中形跳出。4.2 抬料机构及其行程的确定从第4工位条料成形开始,条料已不是一块平整的板料,因此给送料带来困难。为使送料平稳和成形顺利,必须设置抬料机构,冲裁工位共设置了4个抬料销,成形工位设置了6个抬料销,抬料行程为8mm。4.3 冲压设备的选择4.3.1 计算冲裁力的目的其目的是为了合理地选用冲床和设计模具，冲床的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 4.3.2 冲裁力的计算一般情况下，冲裁力按以下公式计算：F=1.3tLk其中： F=冲裁力（N）t=加工材料厚度（mm） L=冲裁轮廓的周长（mm） k=材料的抗剪强度（MPa）冲裁轮廓周长的计算： =128mm =18.86mm =168.04mm=54mmL=+ =369mm各L长由AUTOCAD的二次开发软件计算出来.F=1.33690.8k=115KN压料力的计算: 压料力的计算式:Fu=F =45450.860.13=5908.61KG4.3.3 推件力和卸料力的计算:一般情况下,冲裁件从板料切下后,径向因弹性变形而扩张,板料上的孔则沿径向发生弹性收缩。同时，冲下的零件与余料还要力图恢复弹性弯曲。这两种弹性恢复的结果，会使落料梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。因此，须要计算卸料力和推件力. 卸料力：从凸模上将零件或废料卸下料所需的力称卸料力。推件力：从凹模内顺着冲裁方向把零件或废料从凹模腔顶出的力称推件力。推件力：=nF 卸料力：=F 其中： F-冲裁力； n-同时梗塞在凹模内的零件数；、-推件力、卸料力系数；对于连续模具结构，为了使条料能顺利通过，废料采用下出料方式。所以：采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲裁力的计算方式为：=+=0.05115000=5.8KN=0.16115000=18KN=140KN4.3.4 校正弯曲力计算: 板料经自由弯曲阶段后,开始与凸、凹模表面全面接触，此时，如果凸模继续下行，零件受到模具挤压继续弯曲，弯曲力急剧增大，称为校正弯曲。由于弯曲冲头折弯部分的半径为1.3t,校正弯曲后材料会变薄.校正弯曲的目的：在于减少材料回弹，提高弯曲质量。校正弯曲计算式： =AP 其中： A-弯曲件校正部分在受力方向上的投影面积，单位为mm p-单位校正力p取100MP= + +=6031N =3.14d1tob得=14195N得F=172KN4.3.5 关于压力中心的计算由于级进模在安装时，用的是装夹槽装夹，而不需要用模柄，故一般不需要计算压力中心，只是在排样设计时，尽量使冲裁力和弯曲力分布均匀。4.4 冲压设备的选用冲压设备的选用原则:（1）压力机的行程大小，应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进，例如拉深所用压力机的行程，至少应大于成品零件高度的两倍以上。（2）压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸，且还须留有安装固定的余地，但是过大的工作平面上安

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