　　　摘要：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。本文作者从工艺的合理性出发，分析了接线垫片精度特点，以及在加工过程中的控制点，然后在满足加工精度的基础上充分考虑节约成本确定了接线垫片最优化的冲裁加工工序；紧接着通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构，完成模具总体结构分析；随后作者进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算，力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系，在此基础上确定模具的外形，完成了装配图和非标准的零件图。最后确定压力机类型及主要参数。

关键词：级进模，排样，压力机

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内容简介：: 毕业设计附录模具三维图册专业机械设计制造及其自动化学生姓名郭峰班级 B机制052班学号 0510110207 指导教师袁铁军完成日期 2009年6月6日机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号共9页产品名称接线垫片零(部)件名称凸模第1页施工车间工序号工序名称金一10车削材料牌号同时加工件数T101毛坯种类毛坯外形尺寸棒料22152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三爪自定心卡盘工步号工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)走刀量(毫米/转)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刀具量具辅具机动辅助1 车端面到尺寸15045弯头车刀602描图3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)件图号共9页产品名称接线垫片零(部)件名称凸模第2页施工车间工序号工序名称金一20车材料牌号同时加工件数T101毛坯种类毛坯外形尺寸棒料22150设备名称设备型号设备编号卧式车床C6132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三爪自定心卡盘工步号工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)走刀量(毫米/转)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动辅助1粗车保证尺寸20mm,长度至150mm离端面95和106mm处用刀尖刻印痕右偏刀游标卡尺三爪自定心卡盘112从端面开始粗车至95mm印痕处，保证尺寸12mm右偏刀游标卡尺三爪自定心卡盘41描图3在106mm印痕处切断毛坯45弯头车刀游标卡尺三爪自定心卡盘底图号装订号编制（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YGJZ-09-03共9页产品名称接线垫片零(部)件名称凸模第3页施工车间工序号工序名称金一30铣材料牌号同时加工件数冷却液T101毛坯种类毛坯外形尺寸棒料20106设备名称设备型号设备编号卧式车床C6132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专用夹具工步号工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)走刀量(毫米/转)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动辅助1精车保证尺寸18.4右偏刀千分尺三爪自定心卡盘0.422精车保证尺寸10.4右偏刀千分尺三爪自定心卡盘0.422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)件图号共9页产品名称接线垫片零(部)件名称凸模第4页施工车间工序号工序名称金二40打磨材料牌号同时加工件数冷却液T101毛坯种类毛坯外形尺寸棒料设备名称设备型号设备编号万能外圆磨床M1432A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工步号工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)走刀量(毫米/转)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刀具量具辅具机动辅助1粗磨18.4mm至18.2mm砂轮顶尖夹具12000.11粗磨10.4mm至10.2mm砂轮顶尖夹具12000.11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)件图号共9页产品名称接线垫片零(部)件名称凸模第5页施工车间工序号工序名称金一50磨削材料牌号同时加工件数冷却液T101毛坯种类毛坯外形尺寸棒料18915454设备名称设备型号设备编号万能外圆磨床M1432A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专用夹具工步号工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)走刀量(毫米/转)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动辅助1精磨18.2mm至18.0mm，保证精度达IT6砂轮2200精磨10.2mm至10.0mm,保证精度达IT62200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)件图号共9页产品名称接线垫片零(部)件名称凸模第6页施工车间工序号工序名称金一60清洗材料牌号同时加工件数冷却液T101毛坯种类毛坯外形尺寸锻件1设备名称设备型号设备编号万能外圆磨床M1432A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工步号工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)走刀量(毫米/转)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动辅助1粗磨外侧两端面，保证余量0.25mm砂轮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)件图号共9页产品名称接线垫片零(部)件名称凸模第7页施工车间工序号工序名称金一70校验材料牌号同时加工件数冷却液T101毛坯种类毛坯外形尺寸锻件设备名称设备型号设备编号万能外圆磨床M1432A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工步号工步内容工艺装备主轴转速(转/分)切削速度(米/分)走刀量(毫米/转)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动辅助1精磨两端面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YGJZ-09-03共9页产品名称充电器上盖模具零(部)件名称凸模第8页施工车间工序号工序名称80磨削材料牌号同时加工件数冷却液P201毛坯种类毛坯外形尺寸锻件18915454设备名称设备型号设备编号磨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磨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/转)吃刀深度(毫米)走刀次数工时定额刃具量具辅具机动辅助1校验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件图号MTCLGMJ-30共9页产品名称接线垫片零件名称凸模第9页车间工序号工序名称材料牌号金一9010A毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数锻件11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郭峰班级 B机制052班学号 0510110207 指导教师袁铁军完成日期 2009年6月6日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郭峰班级 B机制052班学号 0510110207 指导教师袁铁军完成日期 2009年3月31日课题名称：基于pro/e的接线垫片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1、课题来源：上海斯特斯五金有限公司。2、课题研究的主要内容：接线垫片是比较复杂的钣金件，对冲压工艺及模具的设计与制造有很高的要求，是一类结构复杂。形状和尺寸精度要求高的冲压零件。该制件在市场上需求很大，是一种典型的大批量生产的钣金制件。而拥有复杂结构的级进模级进模，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。3、国内冲压模水平现状标志冲模技术先进水平的精密多工位级进模，具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长和生产效率高等特点，是我国重点发展的精密冲模。但是同时也存在一些缺点，结构比较复杂，造价很高，制造周期很长。从精密多任务位级进模的冲制件来看，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。从当前国内制造的精密多任务位级进模的水平分析，在模具的技术含量、制品质量、外观制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。其中，部分高档优质模具的总体水平与国际同类模具水平相当。不仅替代了进口，而且还出口到欧、美、日等工业发达国家和地区。越来越多的大型、精密、复杂、长寿命模具出口大幅增加。现在，中国已能生产精度达到2m的多工位级进模，寿命可达3亿冲次以上。有的企业甚至能生产出可在2000次min的高速冲床上使用的多工位级进模，精度可达微米。其中T05一0318汽车零件18工位级进模，模具外形尺寸3100 mm1210mm650mm，模具重量约7T，制品材制为2.5mm厚的冷轧板，一次可冲出不同形状的两种制品，制品形状复杂，拉延深度起伏较大的立体曲面。模具寿命300万冲次，制造周期45d等指标，达到了美国同类模具水平和用户的认可。有代表性的电机铁芯自动叠片硬质合金多工位级进模，精度达2 m，步距精度达3 m，双回转精度1 ，拼块精度1 m，表面粗糙度Ra0.10.4 m，寿命1亿次；美国奥伯格、日本黑田、法国宝捷时等电机铁芯双排自动叠片模，精度为1 m，步距精度2 m，模具寿命2亿次。虽然精度已接近国外先进水平，但寿命有一定差距。高水平的空调器翅片多工位级进模，精度达2 m，凸、凹模的工作面近千处，冲裁间隙为0.01mm的达300多处，一次冲出翅片数达36列，模具寿命2亿次以上；日本日高精机、美国OAK、意大利GBS公司制造的3672列数翅片级进模，精度达2 m，步距精度3 m，寿命5亿次以上。同样，精度已接近国外先进水平，但模具寿命有较大差距。二、本课题拟解决的问题1、接线垫片属冲裁零件，零件形状简单，但直线和圆弧过渡处的圆角太小。生产规模要求大，需要确定合适的工艺方案。2、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CAD/CAM/CAE技术来设计制造模具，从而提高模具设计与制造的速度。3、冲压工艺规程是冲压工艺人员，在零件投产钱所编制的一种能知道整个生产过程的工艺性技术文件。一个合理的工艺规程，既能使生产做到有条不紊，稳定而高效，同时还能达到确保产品质量和降低成本的目的。假如工艺规程编制的不合理，则会造成生产周期长、工模具的破损、成本提高等一系列的不良后果。严重时，由于设备、模具选择的不合理还会发生人身伤亡事故。4、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，这是多工位级进模的重要依据。5、如何合理确定步距的大小。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零件的精度。三、解决方案及预期效果（一）解决方案（1）接线垫片没有标注公差，尺寸的极限偏差数值可按GB/T1800.3-1998 IT14级处理。模具试冲是允许毛刺高度在0.05mm内，生产时允许毛刺高度在0.15mm内。表面粗糙度为6.3微米。在先落料再冲孔、冲孔落料复合模和冲孔落料级进模三个工艺方案中选择冲孔落料级进模方案，以保证生产效率高，模具结构简单，易于制造，采用导正销定位还可以保证零件尺寸的精度。（2）把数字化设计及制造的理念贯穿到全部的设计及制造工作中去，使用Pro/e软件进行铸件及模具的设计，在设计过程中用Pro软件进行冲压分析，以设计出冲压系统，制定合理的铸造工艺，同时用专业的高效的大型加工软件对凸模进行数控仿真加工。（3）分析冲压件的工艺性，确定出各加工工序的性质、数量、加工顺序及复杂程度，并将几种不同的工艺方法加以分析和比较，从中选择一种合理的加工方案，并且根据技术要求，制定出所需的其他辅助工序，如热处理、磷化处理及表面处理和组装等。（4）计算确定最经济的皮料形状、排样方式、条料裁剪方式及材料的消耗量。计算冲裁力以合理地选择压力机和设计模具。（5）确定步距的基本尺寸。步距基本尺寸取决与零件的外形轮廓尺寸和两零件间的搭边宽度。影响步距精度的因素主要有：零件的精度等级、形状复杂程度、零件材质和厚度；磨具的工位数；冲压时条料的送进方式和定距方式等。合理的配合适用级进模的四种定距方式:定位销定距、侧刀定距、导正销定距和自动送料机构定距以使定距效果更好。（二）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.在实际生产中，材料消耗小，工序数量和工时省，模具结构简单、制造容易、维修方便、寿命提高，生产效率高，满足生产精度要求。3 模具具高效率、长寿的特点，模具制造成本低。4.模具使用方便，定位装置和定位两件稳定可靠，挡料及顶尖装置灵活，坯料的传递路线、传递动作最简单。同时模具维修方便。四、课题进度安排2月27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-开题阶段。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-中期工作阶段。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。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5盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009 目录1 前言12工艺规程设计52.1进行工艺性分析52.2确定工艺方案623级进模结构设计62.4冲裁件的工艺性设计72.5冲裁间隙72.6排样设计82.6.1排样设计的原则92.6.2排样方式的选择及计算92.7压力机的选用102.7.1冲压设备的选用原则1027.2压力机的选用及计算102.8凸模和凹模的设计102.8.1 凸模的设计122.8.2 凹模的设计123凸模的加工仿真154 结论18参考资料19致谢20附录21基于pro/e的接线垫片级进模的设计及凸模的加工仿真摘要：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。本文作者从工艺的合理性出发，分析了接线垫片精度特点，以及在加工过程中的控制点，然后在满足加工精度的基础上充分考虑节约成本确定了接线垫片最优化的冲裁加工工序；紧接着通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构，完成模具总体结构分析；随后作者进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算，力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系，在此基础上确定模具的外形，完成了装配图和非标准的零件图。最后确定压力机类型及主要参数。关键词：级进模，排样，压力机Designing for wiring pads by progressive die based on pro / e and the simulation of core plateAbstract: Progressive Die ,with high precision, long life, its components are often used high-speed steel and carbide steel, what is applicable to the high-volume production. Products have good quality, stability, and consistency of a good-sized parts. Progressive Die with complex structure and demands high precision manufacturing, commissioning, maintenance difficulties, which is very expensive. Author of this text proceed from rationality of the craft, analyse character of the , and the control point in the course of processing, Consider and economize cost confirm wiring pads blanking that shelf optimizes most process the process fully on the basis of satisfying the machining accuracy; And then pass the processing characteristic familiar with all kinds of moulds and inside structure, Finish the ensemble architecture analysis of the mould ; Author carry on blank size, arrange kind, process size, punching pressure, pressure in the center afterwards, mould work some size,etc. craft calculate, Strive to design the structure of every part of the mould and assembly relation with the best cost performance, Confirm the appearance of the mould on this basis, has finished the installation diagram and non-standard part picture. Confirm the type of the press and main parameter finally. Key words: Progressive Die; Arrange kind；automatic punching machine1前言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。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。标志级进模技术先进水平的精密多工位级进模，具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长和生产效率高等特点，是我国重点发展的精密冲模。但是同时也存在一些缺点，结构比较复杂导致造价很高，制造周期很长。从精密多任务位级进模的冲制件来看，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。从当前国内制造的精密多任务位级进模的水平分析，在模具的技术含量、制品质量、外观制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。其中，部分高档优质模具的总体水平与国际同类模具水平相当。不仅替代了进口，而且还出口到欧、美、日等工业发达国家和地区。越来越多的大型、精密、复杂、长寿命模具出口大幅增加。现在，中国已能生产精度达到2m的多工位级进模，寿命可达3亿冲次以上。有的企业甚至能生产出可在2000次min的高速冲床上使用的多工位级进模，精度可达微米。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10m，最好的表面粗糙度Ra1m），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。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。级进模冲裁工位的设计要点有（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。表就级进模具各主要零件的功能做了简要分类：表1-1模具主要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.工艺规程设计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。设计要求为：接线垫片零件，材料：10钢，料厚：2mm，大量生产。设计其工艺规程。2.1工艺性分析该零件属冲裁零件，零件形状简单，但只限和圆弧过渡处的圆角大小。尺寸没有标注公差，属于未注公差尺寸，其尺寸的极限偏差数值可按GB/T1800.3-1998 IT14级处理。模具试冲时允许毛刺高度0.05mm，生产时允许毛刺高度0.15mm。表面粗糙度Ra为6.3m。图2-1 零件尺寸图2.2确定工艺方案方案一：先落料，再冲孔。方案二：冲孔、落料复合模。方案三：冲孔、落料级进模。采用方案一，生产效率太低，零件尺寸积累误差大。采用方案二，虽然生产效率高，但是模具结构复杂，凸凹模上弧形孔与周边的壁厚仅3mm，小于冲压手册表2-42中查的最小值4mm，故不易采用复合模。采用方案三，生产效率高，模具结构简单，易于制造，采用导正销定位还可以保证零件尺寸的精度，根据批量大小要求，确定采用方案三。从级进模设计结构的原则上综合考虑，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。2.3级进模机构设计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。模具初步结构如图所示。图2-2 初步确立的模具结构图2.4冲裁件的工艺性设计冲裁体的精度应该在经济范围内进行选择,在本冲裁中,属于一般性常见的普通冲裁,因此精度应选择在IT12-IT14。毛刺的高度与冲裁方式，材料，厚度有关，正常冲裁中的毛刺高度为: a 试模时0.05mm b 生产时0.15mm2.5冲裁间隙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。确定冲裁间隙的原则是：落料时，因制件尺寸随凹模尺寸而定，故间隙应在减小凸模尺寸上取得；冲孔时，因孔的尺寸随凸模尺寸而定，故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。根据经验公式确定合理冲裁间隙： c=mt-（2-1）冲裁间隙系数m=20% c=mt =20%2=0.4(mm)2.6排样设计在一幅级进模里，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。2.6.1 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。图2-3 排样图2.6.2排样方式的选择及计算零件外轮廓尺寸为42mm，考虑操作方便，采用单排。由设计资料冲压手册中表2-17及2-18查得搭边数值a=2mm，=1.5mm。条料宽度：b=42+2*a=（42+2*2）mm=46mm进距：h=(42+1.5)mm=43.5mm选用的板料规格为：2mm*1000mm*2000mm条数： =200046=43条，余22mm每条零件个数：=（1000-2）（42+1.5）=22个，余41mm每张板上的零件个数：= =43*22=946个零件的面积：S=（-）-3*6*（-）=1028.8材料利用率：=*100%=48.662.7压力机的选用2.7.1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装小尺寸的冲模对工作台的受力是不利的。压力机工作台面的尺寸大于压力机滑块底面积, 压力机滑块底面积必须大于模具的尺寸,所以只须考虑压力机滑块底面积的大小。（3）所选的压力机的封闭高度应与冲模的封闭高度相适用。模具的闭合高度H0是指上模在最低的工作位置时，下模板的底面到上模板的顶面的距离。压力机的闭合高度H是指滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。大多数压力机，其连杆长短能调节，也即压力机的闭合高度可以调整，故压力机有最大闭合高度Hmax和最小闭合高度Hmin。（4）设计模具时，模具闭合高度H0得数值应满足下式Hmax-5mmH0Hmin+10mm（5）无特殊情况H0应取上限值，即最好取在：H0Hmin+1/3L，这是为了连杆调节过长，罗纹接触面积过小而被压坏。如果模具闭合高度实在太小，可以在压床台面上加垫板。2.7.2 压力机的选用及计算根据零件材料：10钢，料厚：2mm查冲压手册表8-7得：b =400MPa，s=210Mpa查冲压手册表2-37得：K推=0.055一般情况下,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，须要计算卸料力和冲孔力.故落料力： P1=Lt=3.14*42*2*400N=105504N冲孔力：P2 =Ltb（10 +*26+/2*36）*2*400N=102992N卸料力：=n()=4*0.055*(105504+102992)N=45868N式中 n-凹模刃口内积存零件个数，n=4（h为刃口高度，取h=8）。总压力：=+=9105504+102992+45868)N250kN选择250kN开式压力机。其规格如下：公称压力kN 250公称行程mm6滑块行程mm80行程次数（次min）100最大封闭高度mm250封闭高度调节量mm70滑块中心到床身距离mm190工作台尺寸前后*左右mm360*560工作台孔尺寸前后*左右mm130*260直径mm180立柱间距离mm260活动台压力机滑块中心岛床身紧固台面平面距离mm180模柄孔尺寸（直径*深度）mm50*70工作台板厚度mm 70垫板厚度mm652.8凸模和凹模的设计分别确定冲孔与落料的凸模与凹模1）冲孔凹模上分布一个圆孔和三个弧形孔，外形为圆形。将土台两侧修平行，配入凹模固定板上，以防止凹模转动。2）落料凹模为圆形，内孔按零件尺寸决定，在保证强度和结构工艺要求的情况下，确定外形尺寸。3）根据有关资料冲孔凸模中有一个圆形凸模和三个弧形凸模。4）落料凸模是圆形，尺寸较大，可参照标准设计成与冲孔圆凸模相似的压入式凸模，中间留有导正销孔。2.81设计凸模、凹模固定板根据凸模的结构形状，设计凸模固定板。为便于调整模具间隙，冲孔凸模与落料凸模的固定板分别设计，凸模固定板采用整体式。2.8.2 凸模的设计a.固定部分：由于所冲工件形状较复杂，并且要求具有防转要求，所以固定部分根据要求，设计成如图所示的形式，这样，不仅解决了防转问题，而且还节约了材料。图2-4 固定部分的形式b.台阶部分起防止凸模被拉下的作用，即承受卸料力的作用，其尺寸在此固定部分长23mm左右。c.工作部分工作部分的尺寸前面已标注。由于其形状复杂，加工时采用仿形刨。2.8.2 凹模的设计根据工件的形状、大小以及一模冲两件的特点来选择凹模的形状，由于中小型凹模常采用整体式凹模，只有大型凹模通常选用镶拼式，本落料模系中小型，所以选取整体式凹模。a.凹模的刃口形式采用下图所示的凹模刃口形式图2-5 凹模刃口形式这种刃口的凹模，刃口无斜度，有一定的高度，刃磨后，刃口尺由于刃口后端扩大，因此凹模工作部分强度差些。它满足使制件顺冲压方向推下的要求，因此能够选用此刃口形式的凹模。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。通过proe进行模型制作。图2-6 初步pro/e模型图3.凸模的加工仿真Cimatron是以色列Cimatron公司开发的功能全，集成度高的CAD/CAM软件。其功能强大，可快速地形成无过切的粗加工和精加工刀具路径。确保生产出高质量的零件和模具。本课题需完成的成品如如下：图3-1凸模的模型图将Pro/E的型腔文件另存为iges格式，进入Cimatron环境下，导入型腔iges文件，在CAD模式下新建一个加工坐标系，保存文件。新建一个编程文件，加载保存好的iges文件。进行编程前处理。刀具图如下所示：图3-2 刀具图粗加工需要根据毛坯的类型和模具型面得情况而定。如果毛坯为锻件或钢件，那么粗加工最好先选好区域清除模型加工，将毛坯的大部分余料去除，得到均匀的毛坯余量，为后续加工提供方便。图3-3 粗加工示意图半精加工的主要目的是保证精加工时余量均匀，最常用的方法是先算出残留材料的边界轮廓，然后选用较小的道具来加工这些三维轮廓区域，而不用重新加工整个模型。一般用沿面铣削方法加工残留材料区域内部。局部精加工一般是指残留清角加工。清角加工可以自动自动侦测大道具铣削后的残留余料区域，在以小刀具针对局部区域进行后续处理

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