设计说明书_范卫卫.doc

37常州机电职业技术学院 毕业设计说明书固定夹冲压模具设计和加工工艺研究专 业 模具设计与制造 学生姓名 范卫卫 班 级 08CAD631 学 号 0866313128 指导教师 顾亚桃老师 完成日期 2011年4月10日 按摩椅零件（FRAME）冲压模具设计和加工工艺研究摘 要：结合注射冲压模具的设计特点，本文主要论述了按摩椅零件（FRAME）的工艺性分析、落料冲孔的工艺分析、弯曲模的主要零件的设计具的工艺分析及设计与计算。其中包括了零件展开图的尺寸计算，冲裁与弯曲力的计算，方案确定以及分析零件成型过程中的成型难点。在对该零件工艺和结构分析透彻的基础上，进行模具的设计，包括模架导向机构凸凹模设计定位机构顶出机构卸料机构等。本论文对铰链的成形工艺,有关计算及模具结构,使用情况等做了较系统的说明。关键词：按摩椅零件（FRAME） 工艺分析 复合模 定位机构Massage Chair （FRAME）Stamping die design and processing technology of Abstract：Combined with injection of stamping die design features， 目 录第一章 绪 论711 课题的来源及要求712 确定设计流程7第二章 工艺设计82.1零件的工艺分析82.2 工艺方案的确定102.3此复合模的基本结构及特点102.3.1复合模基本结构102.3.2 复合模特点112.3此单工序模的基本结构及特点102.3.1单工序模基本结构102.3.2 单工序模特点11第三章 工艺计算113.1 排样设计113.1.1 排样图的重要性113.1.2 工序排样的原则123.1.3 此工件排样的注意点123.1.4 排样图的确定153.2 模具相关数据的计算163.2.1 材料相关数据收集163.2.2 模具刃口的设计原则163.2.3 凸凹模刃口尺寸计算173.2.4 冲裁力的计算203.2.5 复合模压力中心的计算21第四章 复合模具设计234.1模具总体结构234.2模具工作过程244.3复合模的零件设计254.3.1模架结构设计254.3.2 凸凹模设计264.3.3 固定板的设计274.3.4 卸料板的设计284.3.5 定位装置设计284.3.6 安全检测装置294.3.7 紧固与安装294.3.8 模具零件选材304.3.9 装配工艺说明314.3.10 总的装配步骤：31第五章 成形模具设计235.1模具总体结构235.2模具工作过程245.3成形模的零件设计255.3.1模架结构设计255.3.2 凸凹模设计265.3.3 固定板的设计275.3.4 卸料板的设计285.3.5 定位装置设计285.3.6 安全检测装置295.3.7 紧固与安装295.3.8 模具零件选材305.3.9 装配工艺说明315.3.10 总的装配步骤：31第六章 结论33致 谢34参考文献35前 言冷冲压技术是一种生产效率很高的少切削或无切削加工的先进工艺，它能有效地提高材料的机械性能，产品尺寸精度高，原材料利用率高，成本低，零件互换性好，易于实现机械化与自动化，应用领域广泛，是当代工业生产地重要手段和工艺发展方向。随着于国际接轨的脚步步断加快，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。随着工业生产机械化，自动化程度地提高，冲压工艺正向着自动化方向发展，为了适应冲压工艺水平地发展，对冲压模具要求也不断提高，冲压模具正向多工位级进模方向发展。但是目前模具行业还是以单工序模具为主。本次设计是完成复合模零件的冲压模设计，由于材料比较薄，制件比较长，外型轮廓给模具设计、制造等带来了一定的困难。综合考虑各种影响因素，针对模具设计、模具材料选用、模具制造、工艺处理等过程，全方位的提高模具质量、产品质量、冲压速度、模具寿命等。本课题采用复合模的方法来设计成形FRAME，按照模具的设计步骤，从零件的工艺分析到加工方案的制定，再到复合模的零件设计以及压力机的选择。整个设计过程综合运用所学专业课知识，以工厂的实际设计要求为标准，在指导老师的悉心指导下有条不紊的进行该毕业课题的设计。毕业设计的目的是培养我们综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能来分析、解决实际问题的能力和进行科学研究的初步能力；是培养我们独立工作能力、创新能力以及理论联系实际和严谨求实的工作作风的重要途径。毕业设计是高等院校教学计划中最后一个重要的、综合性的实践性教学环节，是各个教学环节的继续、深化、补充和检验，是我们学生毕业的必备条件。通过本次毕业设计，比较充分的了解了从产品设计到产品成型的整个过程，基本掌握了冲压模具设计的一般方法和步骤，培养我们综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能来分析、解决实际问题的能力，使我们初步掌握科学研究的基本方法，也是培养我们独立工作能力、创新能力以及理论联系实际和严谨求实的工作作风的重要途径。使我获得了多方面的锻炼，获得了很大的提高。本论文对FRAME零件的零件图，排样图，复合模的设计与制造等内容有详细的解释说明。由于本人水平有限，书中缺点或错误在所难免，恳请读者批评指正。第一章 绪 论11 课题的来源及要求本课题来自工厂，是按摩椅零件模具设计。课题要求在对该零件进行科学的工艺分析的基础上给出合理的冲裁工序，完成零件排样图，设计完成该零件生产的复合模，并完成相应的设计说明（论文）。其中模具设计包括绘制模具二维总装图及各个模板和非标准件的二维图纸。12 确定设计流程提供给我的是按摩椅零件的三视图以及各个尺寸。通过分析该零件结构复杂程度，尺寸的大小，材料的厚度，并结合需要大批量生产这个要求。经过分析确定成型方案。在完成了方案分析后开始确定零件的排样图。随后对零件进行工艺分析以及进行主要的工艺计算。包括零件展开图的毛坯长度、材料利用率、冲裁力以及压力中心的计算、刃口尺寸，然后确定压力机的型号和参数。在完成工艺计算后确定模具的总体结构，不可出现干涉现象。之后开始绘制模具草图，并且要保证结构合理。在确认模具的合理性及可行性后，进行模具总装图的绘制及零件图的绘制。综上所述，设计流程归纳如下：1、熟悉零件的结构，对其进行分析确定成型方案；2、确定零件的排样图；3、对零件进行分析并查找相关资料，进行工艺分析和计算；4、确定模具的结构并绘制草图；5、进行模具总装图的绘制；6、对模具中的各块模板及非标准件进行二维图制作。第二章 工艺设计2.1零件的工艺分析 （a） （b） （c） 图2. 铰链零件的二维图、三维图及展开图a）零件图 b）展开图 c）三维图铰链以0.60mm的SUS304制成，它是一个带有单边弯曲，又有冲孔等工序的小零件，精度要求高，大批量生产 。2. 引用标准 GB223 钢铁及合金化学分析方法 GB228 金属拉伸试验方法 GB230 金属洛氏硬度试验方法 GB232 金属弯曲试验方法 GB2975 钢材力学及工艺性能试验取样规定 GB4156 金属杯突试验方法 3. 分类 标记形式:：SUS D- ”之前表示厚度,之后表示#(#表示数字,单位mm) 举例：SECC -SD 33.9表示厚度0.6mm宽度33.9mm的电镀锌薄碳钢带。T0.6 Cu0.15%, Ni0.15%, Cr0.15%, As0.05%, Sn0.05%. 4.2拉伸性能 抗拉强度 屈服强度 下列厚度(mm)的伸长率 % MPa MPa 0.250.4 0.40.6 0.61 11.6 1.62.52.5 3634 32 300400 250320 4038 37 该零件材料特别薄，形状单一，产量大是该零件的特点，它给模具结构设计与冲压生产提出了一般要求。若采用级进模具生产比较麻烦，质量很难保证，很不经济，所以不可取，采用多付模具生产具有一定的可行性，产量也可以上去，但弯曲处易跑位，回弹大，模具结构和制作都较困难。针对冲件成型的形状、尺寸精度 组装要求、材料的滚轧方向、毛刺方向等各方面要求进行冲压工艺性能分析， 必要时会同产品工程设计人员进行成型工艺的检讨， 视情形予以修正。2.2 工艺方案的确定综合考虑冲裁件的作业要求、装配工艺要求、冲压工艺要求及包装作业等方面的问题，决定冲压工艺方案。方案1：落料冲孔成形方案2：落料冲孔成形分析：方案1，这是一般的成形方法，不过开的模具太多了，完全不必要的。从经济上不可取。方案2，先用复合模具落料冲孔然后在成形这样可以少开一副模具，零件冲压步骤可定为：落料冲孔成形2.3此复合模的基本结构及特点2.3.1复合模基本结构本复合模是由多个零件组成的，以完成特定功能的有机整体。复合模可分为上模和下模两部分，上模由上模座，垫板，凸模固定板，卸料板，导正销组成，下模由凹模，凹模固定板，垫板，下模座，浮顶销组成。2.3.2 复合模特点（1）构成零件数量多，结构复杂。（2）凸模位置，凹模孔位置等精度要求较高。（3）刚性好，变形程度小。（4）零件材质要好。（5）由于本零件是大批量生产，为了确保零件的质量，稳定性及精确性，采用后侧导柱结构（6）卸料方式：本零件冲压工序中含落料冲孔，所以应有卸料机构，零件冲压中还有弯曲工序，所以选用弹性卸料，具体的解决方法是在卸料板上安装橡胶或弹簧。第三章 工艺计算3.1 排样设计3.1.1 排样图的重要性设计这复合模，首先要设计条料排样图，这是模具设计的重要依据。条料排样图设计完成，也就确定了以下内容：（1）模具的工序数和各工序的内容（2）被冲制工件各工序的安排及先后顺序（3）工件的排列方式（4）模具的步距。条料的宽度和材料利用率（5）导料的方式，弹顶器的设置和导正销的安排（6）基本上确定了模具结构3.1.2 工序排样的原则（1）保证条料的搭边和载体有足够的强度（2）保持模具受力的整体平衡。由于模具结构基本对称，模具压力中心与冲床中心基本一致，本模具压力中心经计算知道与冲床中心基本没有偏移，所以选择压入式模柄。（3）适当增加空位，以保证模具的强度和寿命。3.1.3 此工件排样的注意点 工序排样的目的在设计从平板料到产品零件的转化过程，其设计内容主要有：（1）在冲切刃口外形设计的基础上，将各工序内容进行优化组合形成一系列工序组，对工序组排序。确定载体形式和毛坯定位方式，设计导正孔直径与导正销数量，绘制工序排样图。（2）空工位空工位，是指工序件经过时，不做任何冲切加工的工位，在模具中设置空工位是为了提高模具强度，保证模具寿命，产品质量和模具中设置特殊机构等，应而应用非常普遍。本零件排样设置空工位时考虑了以下原则1）步距较小时，设置空工位可以提高模具强度。2）精度高，形状复杂的的零件冲压，不宜多设空位。3）用导正销作精定位时，可适当多设空位。（3）定距与导正孔的安排1）步距与步距精度步距是指条料在模具中逐次送进时每次向前移动的距离。步距精度高，产品精度也高，但模具制造成本会相应增加。影响步距精度的主要因素有：产品零件精度，形状复杂程度，条料厚度，材质，模具条料的送料方式和定距方式等。（4）产品工序安排1）冲裁工序尽量避免一次完成复杂形状的冲裁，复杂工件的外形通过多次局部冲裁，最后完成工件的外形要求。2）弯曲时，在切除弯曲部位周边的废料后进行弯曲，然后再切除其余废料。3）有严格要求的局部内外形及成组的孔，考虑在同一工位上冲出，以保证位置精度。（5）对于有弯曲工序的工件要考虑材料纤维的方向，又有切断，所以切口的部位，应注意毛刺方向，考虑毛刺方向是否影响工件使用。 3.1.4 排样图的确定方案1，工件横排。方案2，工件竖直排。方案3，工件斜排。分析：方案1，模具长度增加，难与放置。方案3，材料利用率低于方案2，因此选方案2。材料利用率：查参考资料得出，搭边a1=2.0mm,a=1.5mm. 防止送料发生偏差时冲出残缺的废品。搭边不能过小，过小的的搭边刚性不足，有随凹模进入凸模的趋势，容易使刃口受伤。=nA/Bh100%=11503/4228.87=38.5%本零件的排样设有1个工位，考虑到零件的结构特点和生产可行性等因素，采用直排，导正销初定位。 图3.1排样图3.2 模具相关数据的计算 3.2.1 材料相关数据收集 由零件图纸得知，该零件材料为取代SUS304，厚度为0.6mm 查参考文献得如下数据： 材料的抗剪强度=360MPa,材料的抗拉强度b=450MPa.3.2.2 模具刃口的设计原则观察冲压件毛坯的外形轮廓及内形孔，可以一次完成。在模具设计中，为了实现复杂形状的冲压和简化模具结构，将复杂外形和内形孔分几次冲切。冲切刃口外形设计就是把复杂的内形或外形轮廓分解为若干个简单的几何单元。各单元又通过组合补缺等方式构成新的冲切轮廓的工艺设计过程，即设计合理的凸模和凹模刃口外形过程，由此，冲切刃口外形的设计分为轮廓的分割与重组两个阶段。支架冲切刃口的设计原则为：（1）刃口分解与重组应有利于简化模具结构，分解段数应尽量少，重组后形成的凸模和凹模外形要简单，规则，足够的强度便于加工。（2）刃口分解应保证产品零件的形状，尺寸，精度和使用要求。（3）内外形轮廓分解后各段间的应平直或圆滑。（4）分段搭接点应尽量少，搭接点位置要避免产品零件的薄落部分和外形的重要部分，该在不注目的位置。（5）有公差要求的直边和使用过程中有滑动配合要求的边应一次冲切，不宜分段，以免误差积累。（6）复杂的外形以及有窄槽或细长臂的部位最好分解。（7）外轮廓各段毛刺方向有不同要求的要分解。（8）刃口分解要考虑，加工设备条件和加工方法，以便于加工。刃口外形的分解与重组不具有唯一性，设计过程十分灵活，经验性强，难度大。设计时应考虑几种方案，经综合比较选出最优一种。3.2.3 凸凹模刃口尺寸计算根据塑性成形工艺与模具设计P32 表2-1可知Zmin=0.1 Zmax=0.13 ,根据表2-3 ，凸模偏差，凹模偏差，查表2-4 非圆形，圆形 凸、凹模刃口尺寸精度决定得合理与否，直接影响冲裁件的尺寸精度及合理间隙值能否保证，也关系模具的加工成本和寿命。因此，计算凸、凹模刃口尺寸是一项重要工作。 凸、凹模刃口尺寸的计算方法基本上可分为两类，一是凸模与凹模分别加工，另外是凸模与凹模配合加工。由于冲裁件形状简单，结构对称，所以决定选用凸模与凹模分别加工的方法来计算： 落料：零件外形尺寸为D0-，根据上述原则，先确定基准件凹模刃口尺寸Dd,再减去Zmin便是凸模刃口尺寸。 公式2-3、2-4（参考于高锦张主编的塑性成形工艺与模具设计） Dd=(D-x)0+d Dp=(Dd-Zmin) 0- p=(D-x-Zmin) 0- p =+0.05+0.15 IT11-IT13 X=0.75（查表2-4，参考于高锦张主编的塑性成形工艺与模具设计） Zmax=0.1 Zmin=0.13(查表3-10，参考于佘银柱主编的冲压工艺与模具设计)。 p=0.030 d=0.045（查表2-3，参考于高锦张主编的塑性成形工艺与模具设计） 由于p +d Zmax-Zmin 所以， 落料：零件外形尺寸为D0-，根据上述原则，先确定基准件凹模刃口尺寸Dd,再减去Zmin便是凸模刃口尺寸。 公式2-3、2-4（参考于高锦张主编的塑性成形工艺与模具设计） Dd=(D-x)0+d Dp=(Dd-Zmin) 0- p=(D-x-Zmin) 0- p =+0+0.15 所以， D=141.8 X=0.75（查表2-4，参考于高锦张主编的塑性成形工艺与模具设计） Zmax=0.16 Zmin=0.13(查表3-10，参考于佘银柱主编的冲压工艺与模具设计)。 p=0.03 d=0.045（查表2-3，参考于高锦张主编的塑性成形工艺与模具设计） 由于p +d Zmax-Zmin所以：p0.4(Zmax-Zmin)=0.4(0.16-0.13)=0.012 d0.6(Zmax-Zmin)=0.6(0.16-0.13)=0.018 3.2.5 冲裁力的计算2.计算冲裁力 F外形冲裁= (2)冲孔冲裁力:F孔=F1.1孔=F0.8孔=F1.5孔=F1.3孔=F孔=12931.776+2351.232+4408.56+6759.792=26451.36F冲总=254245.26+26451.36=280696.62(3)推料力计算:对于孔:F推=F卸=F顶=F1=1312.586+1312.568+1575.082=4200.236对于外形:F推=F卸=F顶=F2=13983.5124+12712.284+15254.7408=41950.5372(4)弯曲力计算:F弯曲=因为是直角弯曲所以r=0F弯曲=1860.3综F=F冲总+F1+F2+F孔+F弯曲=280696.62+26451.36+4200.236+41950.5372+1860.3=355159.0532又考虑到滑块行程，闭合高度，工作台尺寸，冲压精度等，本级进模选用进口的400kN压力机。3.2.6模具压力中心的计算在假设所有的作用力同时作用的前提下压力中心的确定要考虑冲裁力和成形力的影响由于在依次进行的成形和冲裁加工过程中，实际的压力中心在不断移动，所以模具要装模柄。在导柱式结构中，导柱应相对估算出的压力中心对称分布。模柄做成旋入的。在紧固模具时，由于模柄与配台孔的问隙会使上下模产生偏移。在精密压力机上上模相对下模只能以拉应力作用形式紧固，如以液压油缸拉紧固定。上下摸的校准簸据模具的导向装置。摸具紧固后不允许进行有可能使之产生偏移的调整，此后由压力机的导引装置取代摸具的导向部。模具压力中心计算：异形孔压力中心数据表：编号L XY 13.856.920.45.28.835.35.411.4540.455.62514.1511.45.8519.860.855.42525.572526.584.57.2527.5929.526.5100.859.07525.51111.48.6519.8120.458.87514.1135.39.111.45140.49.38.8153.89.56.9164.57.2255 表3-1X=LX/LY=LY/L经计算取整得，异形孔压力中心为（35.6，18.38）整副模具压力中心数据表：编 号LXY10.5-328.752 8028.7533.7687.928.7543.7687.9354.39615.819.86823.724.577.423.712.25857.435.618.3899.647.424.5103.471.127.5113.471.17 表3-2X=LX/LY=LY/L经计算取整得，压力中心为工件几何中心 选用了旋入模柄。第四章 复合模具设计4.1模具总体结构 图4.1模具总装配图本模具是一套复合模，采用导正销定距的形式，完成冲裁；大批量生产，步距41mm，模具长250mm，宽180mm。模具结构见图4.1，采用后侧导柱导套模架，凸模固定板用于安装所有凸模；凹模固定板用于安装全部凹模。卸料板为一整块，橡胶为弹性装置，这种结构可以使搭边不易拉断。在首次冲裁定位时候采用的导正，冲孔的凸模尽量采用简易形状。凸、凹模形状均较为简单，且磨损不大，采用整体台阶式结构，方便加工，保证精度，台阶用以直接固定。卸料板与凸模固定板之间的最大距离为8mm,模具的闭合高度218mm。 4.2模具工作过程 4.2模具俯视图这里所设计的是一个冲裁复合模，模具的工作原理阐述如下：合模时，条料由人工送入。上模下行时，各工序同时进行。随着上模的下行，凹模抵住卸料板，卸料板逐渐下行，凸模逐渐进入凹模，进行工作。上模的下行对整体卸料板施加压力，整体卸料板在橡胶作用力下平稳下行至下死点，在卸料板下行的同时，条料在板上平稳随行，冲裁完成。开模时，上模向上运动，下模保持原位，卸料板在橡胶的作用下，平稳回程。卸料板运动至工件成型的最大高度15mm，卸料螺钉将限制其继续下行；开模行程终了。4.3复合模的零件设计1 模具零件的分类：板类零件，柱类零件，块类零件。2 复合模零件设计原则：（1）凸凹模要有足够的强度和刚度（2）除螺钉，销等紧固件定位件是选用标准外，本铰链级进模均采用非标准零件。（3）各零件的配合关系，尺寸要协调。（4）尺寸基准要统一（5）定位可靠，连接牢固。（6）要满足模具使用寿命要求。（7）便于制造测量更换修补和刃磨。4.3.1模架结构设计模架是模具的主体结构，它是连接冲模主要工作零件的部件。模架的结构形式，按导柱在零件上固定位置的不同，可分为对角导柱模架，后导柱模架，中间导柱模架，四导柱模架。（1）复合模应满足刚性高和精度高的要求。在工作状态下，复合模模架即便只有微量的变形，都应该是不许可的，因为那样会使模具精度与使用寿命下降，所以，对复合模必须严格进行模架刚度的考核。为了避免高速冲压时的振动，上下模座的材料以铸铁为好，如HT200；钢模架则选45钢，调质处理后为2630HRC。（2）为保证模架的强度，其上下模板的厚度要足够，通常比普通冲模模座厚约30%。（3）模架要有精确的导向，基本上都采用四根两组的滚珠滚动导向，导柱直径应在许可范围内取大，并考虑防装错措施。导柱选用25160mm，导套选用2510038mm.（4）加工，装配中，应保证以下技术条件：1）上模座对下模座的平行度为0.003/100。2）导柱，导套固定部分对滑动部分圆柱面的同轴度，不大于0.003。3）上模座与下模座安装导柱，导套的孔，分别加工时，其孔距误差应0.003；在坐标镗床上一并加工，以保证孔距一致；将上模座上的导套装配孔径同轴扩大0.81.0，用环氧树脂粘结导套。4）组装后的导柱与下模座支承面垂直度为0.005/100。5）组装后的模架，其下模座下平面与上模座上平面的平行度为0.012/100。（5）如模具的上模部分重量过大，例如上模与上模座的合计重量大于压力机滑块的重量时，宜采用比重小的铝合金或塑料作上模座材料。（6）注意采用装拆快捷并保证重复装卸精度的结构设计。此级进模上模座250*180*30mm 下模座250*180*35mm4.3.2 凸凹模设计凸模和凹模的设计原则：凸模和凹模直接担负着冲压和弯曲。由于加工性质的不同，凸模和凹模的形状、结构也不同。凸模和凹模设计原则如下：(1) 凸模和凹模要有足够的刚性与强度。由于在高速作业的条件下，振动极大，凸模、凹模的磨损也比一般的单工序模具大的多；并且在复合模中许多凸模、凹模的受力状态是不均匀、不对称、不垂直的，模具的损坏可能性也较大，所以在允许的条件下，应适当增大其强度。(2) 凸模和凹模必须便于稳定安装和更换。凸模、凹模必须要求安装后具有稳定性，这不仅能保证冲制精度，还可以提高冲压次数，从而扩大了经济效果；对于各种不同冲压工序的凸模、凹模之间都要保持稳定的间隙，而且间隙应均匀一致。(3) 复合模的凸模、凹模要有统一的基准，各种不同冲压、拉深性质的凸模、凹模必须协调一致。(4)余料排除方便及时。复合模的冲制过程中，绝不允许把余料带在凸模上，或留在凹模工作面上，以免损坏模具。(5)便于制造、测量和组装。1. 凸模的设计凸模的高度根据凸模固定板、卸料板和卸料板垫板的厚度以及凸模在模具闭合状态下进入凹模的深度和料厚来决定,由此可以计算得出冲裁凸模的长度。如图4.32. 凹模的设计在本模具中，凹模采用整体式，且有小倒角过渡，这样加工方便，无需将所有面的加工达成一致精度。凹模外形基本是圆形，均用小台阶固定，外形和内形孔相对位置要求较严。最后切边工序时，用上出件方式。刃口高度为1mm ,此刃口强度较好，孔口尺寸不随刃磨而增大，但推件力大。凹模则按照简易原则，基本都为易加工的圆形。中间由于要安装推件板，因此要铣空，根据零件半成品的外形来确定其内部尺寸。4.3.3 固定板的设计 模具中的固定板，有称安装板，它的主要任务是对凸模固定，并通过它安装在模座上。在两副模具中，凸模固定板采用整体式结构，安装大多数的凸模，凹模固定板亦采用镶块结构。固定板由慢走丝线切割加工，制造比较简单，容易达到精度要求。固定板为了使安装之零件能正常稳定工作，就要求有足够的强度和刚度即可，参照经济性，选用45钢制造，与凸、凹模的配合采用,厚度20mm无热处理要求。4.3.5 卸料板的设计在本副模具中，将卸料板做成一整块，将进料的支撑板也与其做成一体，此时卸料板就兼起支撑板的作用，这种结构条料总在卸料板上，可以使搭边不易拉断，卸料板与凸模间采用小间隙配合，而用四个小导柱、套筒导向，使其上下平稳准确运行，避免卸料板与凸模相抵触。在整体卸料板的前端上安装有一对浮顶销，送料之时既起顶料的作用又起托料的作用。在每个工序中，整体卸料板在工作完之后，在橡胶的作用下，将零件半成品从凸模上推出，起到了卸料作用。其上升的最大高度为零件半成品的最大高度，用卸料螺钉限制行程。如图4.4所示： 4.3.6 定位装置设计为了控制送料步距，级进模必须有较好的定位装置。常用的定位装置有初始挡料板，定位销，挡料销，侧刃，导销，定位板，导向槽等。为了提高定位精度，可由两种定位方式或三种定位方式联合使用。定位销定位是一种通用方法，其定位精度不高，且不易进行高速冲裁，故只适合于中小批量精度不高的级进模使用，或用于和其他定位方法联合定位。导正销是一种精密的定位方法，尤其是和其他装置联合使用时更能发挥其优点。导正销数目在送料方向超过2个或2对时，定位的效果更好。在本次设计中，采用共采用了8个导正销来保证送料方向的精确定位。由于带料太薄，特别是在单侧导向送料过程中，很容易出现挠度变形，影响送料通畅，所以导料杆的导料槽槽宽不能设计得太宽，本来导料间隙取1mm,后来改为0.5mm，因为导电片料很薄，才0.1mm。这样才能防止折断与卡死。而且要求槽宽、槽深形状尺寸加工后一致性要非常好，槽底做到清角。此外，除模架有导向装置外，凸模固定板、卸料板和凹模之间叉设置4个导柱滑动导向，使模具处在复式导向下工作，总体上提高丁模具的导向精度和相对位置精度。4.3.7 安全检测装置现代化的冲压生产，必须在各个环节采用监视和检测装置，以便在冲压过程中出现如人的饿身体进入冲压危险区域、冲压定位不准、制件或半成品重叠、制件未被顶出、材料弯曲、模具上带有异物、料宽超过导板或导料杆尺寸以及卷料用完等情况时，能够自动发出信号，使压力机自动停车。对于复合模的各种故障进行自动检测自动保护，避免发生事故。目前的自动检测保护装置应用在以下这些方面：1）原材料尺寸形状，即材料厚度、宽度、材料的翘曲、横向弯曲等误差，材料的输送结束检测。2）材料的误送检测 3）半成品定位及运送中的误差检测4）叠片检测 5）出件与余料排除检测6）模具零件的损坏检测4.3.8 紧固与安装模具各零部件都是用螺钉和销钉紧固在一起的。在高速连续冲压下，所有零部件的装配必须牢固可靠。螺钉必须能够承受冲击振动的最大拉、压负荷和各种扭矩。紧固常用内六角螺钉（GB7085），螺钉拧入模体的深度不要太深；销钉常用圆柱销（GB11986），其直径与螺钉直径相近，每个模具上只需两个销钉，其长度不要太长。4.3.10 模具零件选材复合模产品零件精度高、批量大，模具要求高精度、长寿命。因此对模具材料有更高的要求。模具材料选择是否合理，直接影响着模具的寿命、精度、效率。模具工作零件的材料选择是整个模具材料选择中最为重要的。其选择的依据就是被冲压材料的各项性能。模具工作零件的材料必须具备如下的性能：(1) 比较高的耐磨性、硬度和强度(2) 具备一定的冲击韧性(3) 小的热处理变形(4) 良好的加工性能4.3.11 装配工艺说明 复合模是在送料方向上设有一道工序，在不同的工序上进行不同的冲压或弯曲，压力机每次行程完成一部分加工。复合模对步距精度和定位精度要求比较高，装配难度大，对零件的加工要求也比较高。4.3.12 总的装配步骤：1、装配基准件，以凹模组件为基准，首先安装固定凹模组件。凹模上个型腔孔的位置尺寸和步距，要求加工正确，装配正确。拼装凹模的每一个凹模拼块虽然在零件加工阶段已经很精确了。但是装配成凹模组件后，各型孔的孔径尺寸和型孔位置尺寸不一定符合规定的要求。必须在凹模组件上对孔径和孔距尺寸重新检查、修配和调整。将凹模压入凹模固定板后，要检查实际装配过盈量，不当之处进行修整，直至达到图样规定要求。2、安装固定凸模组件，以凹模组件为基准安装固定凸模组件。将凸模压入凸模固定板后，与凹模进行实配，保证凸、凹模的间隙均匀一致。检查实际装配的过盈量，不当之处进行修整，直至达到图样规定要求。3、安装上、下模座和弹压卸料装置、导正销。将上模的弹性卸料装置和导正销安装固定，同时安装固定板、垫板和模座。固定板和模座三者的型腔孔位置尺寸必须一致，即安装后的型腔孔的中心线一致。并需符合配合要求。装入模架的每对导柱和导套装配前需经选择配合，导套孔轴心线对模座上平面的垂直度要求为0.02mm,导柱轴心线对下模座下平面的垂直度要求为0.02mm。导柱固定端端面应低于下模座底面2-5mm，导套固定端端面应低于模座上表面2-5mm。铆合在钢球保持圈上的钢球应在孔内自由转动而不脱落。4、安装下模卸料装置和压边装置将小导柱固定，同时安装聚胺酯橡胶体，将卸料板和压边装置上导套和小导柱进行配合，通过改变聚胺酯橡胶体的大小使卸料板和压边装置在同一高度上。装配后，卸料板和压边装置应沿导柱上、下平稳移动并且无滞住现象。凸模和卸料板、压边机构的间隙要均匀，不当之处进行修整。5、模座装配将上、下模座安装起来，需保证上模座上平面对下模座下平面的平行度不大于0.25mm。装配后的模架，其上模座沿导柱上、下移动要平稳且无滞住现象。6、钳工以纸片试冲，观察毛刺以判断间隙是否均匀，滑块寸动。7、用规定材料试冲若干件，检查冲件质量。材料由人工逐步送入。8、安装，调试送料和出料装置。9、再次试冲。10、试冲合格后，安装安全装置。第五章 成形模具设计5.1模具总体结构图5.1模具总装配图本模具是一套成形模，采用定位销定位的形式，完成成形；大批量生产，模具长250mm，宽180mm。模具结构见图4.1，采用后侧导柱导套模架，凸模固定板用于安装所有凸模；凹模固定板用于安装全部凹模。卸料板为一整块，弹簧为弹性装置。凸、凹模形状均较为简单，且磨损不大，采用整体式结构，方便加工，保证精度，台阶用以直接固定。卸料板与凸模固定板之间的最大距离为8mm,模具的闭合高度218mm5.2模具俯视图5.2模具工作过程这里所设计的是一个成形模，模具的工作原理阐述如下：合模时，冲裁零件由人工放入。上模下行时，各工序同时进行。随着上模的下行，凹模抵住卸料板，卸料板逐渐下行，凸模逐渐进入凹模，进行工作。上模的下行对整体卸料板施加压力，整体卸料板在弹簧作用力下平稳下行至下死点，在卸料板下行的同时，条料在板上平稳随行，成形完成。开模时，上模向上运动，下模保持原位，卸料板在弹簧的作用下，平稳回程。卸料板运动至工件成型的最大高度15mm，卸料螺钉将限制其继续下行；开模行程终了。5.3成形模的零件设计3 模具零件的分类：板类零件，柱类零件，块类零件。4 成形模零件设计原则：（1）凸凹模要有足够的强度和刚度（2）除螺钉，销等紧固件定位件是选用标准外，本铰链级进模均采用非标准零件。（3）各零件的配合关系，尺寸要协调。（4）尺寸基准要统一（5）定位可靠，连接牢固。（6）要满足模具使用寿命要求。（7）便于制造测量更换修补和刃磨。5.3.1模架结构设计模架是模具的主体结构，它是连接冲模主要工作零件的部件。模架的结构形式，按导柱在零件上固定位置的不同，可分为对角导柱模架，后导柱模架，中间导柱模架，四导柱模架。（1）成形模应满足刚性高和精度高的要求。在工作状态下，复合模模架即便只有微量的变形，都应该是不许可的，因为那样会使模具精度与使用寿命下降，所以，对成形模必须严格进行模架刚度的考核。为了避免高速冲压时的振动，上下模座的材料以铸铁为好，如HT200；钢模架则选45钢，调质处理后为2630HRC。（2）为保证模架的强度，其上下模板的厚度要足够，通常比普通冲模模座厚约30%。（3）模架要有精确的导向，基本上都采用四根两组的滚珠滚动导向，导柱直径应在许可范围内取大，并考虑防装错措施。导柱选用25160mm，导套选用2510038mm.（4）加工，装配中，应保证以下技术条件：1）上模座对下模座的平行度为0.003/100。2）导柱，导套固定部分对滑动部分圆柱面的同轴度，不大于0.003。3）上模座与下模座安装导柱，导套的孔，分别加工时，其孔距误差应0.003；在坐标镗床上一并加工，以保证孔距一致；将上模座上的导套装配孔径同轴扩大0.81.0，用环氧树脂粘结导套。4）组装后的导柱与下模座支承面垂直度为0.005/100。5）组装后的模架，其下模座下平面与上模座上平面的平行度为0.012/100。（5）如模具的上模部分重量过大，例如上模与上模座的合计重量大于压力机滑块的重量时，宜采用比重小的铝合金或塑料作上模座材料。（6）注意采用装拆快捷并保证重复装卸精度的结构设计。此级进模上模座250*180*30mm 下模座250*180*35mm5.3.2 凸凹模设计凸模和凹模的设计原则：凸模和凹模直接担负着成形。由于加工性质的不同，凸模和凹模的形状、结构也不同。凸模和凹模设计原则如下：(1) 凸模和凹模要有足够的刚性与强度。由于在高速作业的条件下，振动极大，凸模、凹模的磨损也比一般的单工序模具大的多；并且在复合模中许多凸模、凹模的受力状态是不均匀、不对称、不垂直的，模具的损坏可能性也较大，所以在允许的条件下，应适当增大其强度。(2) 凸模和凹模必须便于稳定安装和更换。凸模、凹模必须要求安装后具有稳定性，这不仅能保证冲制精度，还可以提高冲压次数，从而扩大了经济效果；对于各种不同冲压工序的凸模、凹模之间都要保持稳定的间隙，而且间隙应均匀一致。(3) 复合模的凸模、凹模要有统一的基准，各种不同冲压、拉深性质的凸模、凹模必须协调一致。(4)余料排除方便及时。复合模的冲制过程中，绝不允许把余料带在凸模上，或留在凹模工作面上，以免损坏模具。(5)便于制造、测量和组装。1. 凸模的设计凸模的高度根据凸模固定板、卸料板和卸料板垫板的厚度以及凸模在模具闭合状态下进入凹模的深度和料厚来决定,由此可以计算得出冲裁凸模的长度。2. 凹模的设计在本模具中，凹模采用整体式，且有小倒角过渡，这样加工方便，无需将所有面的加工达成一致精度。凹模外形基本是圆形，均用小台阶固定，外形和内形孔相对位置要求较严。最后切边工序时，用上出件方式。刃口高度为1mm ,此刃口强度较好，孔口尺寸不随刃磨而增大，但推件力大。凹模则按照简易原则，基本都为易加工的圆形。中间由于要安装推件板，因此要割空，根据零件半成品的外形来确定其内部尺寸。5.3.3 固定板的设计 模具中的固定板，有称安装板，它的主要任务是对凸模固定，并通过它安装在模座上。在两副模具中，凸模固定板采用整体式结构，安装大多数的凸模，凹模固定板亦采用镶块结构。固定板由慢走丝线切割加工，制造比较简单，容易达到精度要求。固定板为了使安装之零件能正常稳定工作，就要求有足够的强度和刚度即可，参照经济性，选用45钢制造，与凸、凹模的配合采用,厚度20mm无热处理要求。5.3.4卸料板的设计在本副模具中，卸料板与凸模间采用小间隙配合，而用四个小导柱、套筒导向，使其上下平稳准确运行，避免卸料板与凸模相抵触。在这个工序中，整体卸料板在工作完之后，在弹簧的作用下，将零件半成品从凸模上推出，起到了卸料作用。其上升的最大高度为零件半成品的最大高度，用卸料螺钉限制行程。5.3.5 定位装置设计为了控制产品稳定，成形模必须有较好的定位装置。常用的定位装置有初始挡料板，定位销，挡料销，侧刃，导销，定位板，导向槽等。为了提高定位精度，可由两种定位方式或三种定位方式联合使用。定位销定位是一种通用方法，适合于中小批量精度不高的成形模使用，或用于和其他定位方法联合定位。导正销是一种精密的定位方法，尤其是和其他装置联合使用时更能发挥其优点。导正销数目在送料方向超过2个或2对时，定位的效果更好。在本次设计中，我们选用定位销，因为定位销可以借位。此外，除模架有导向装置外，凸模固定板、卸料板和凹模之间叉设置4个导柱滑动导向，使模具处在复式导向下工作，总体上提高丁模具的导向精度和相对位置精度。5.3.6 安全检测装置现代化的冲压生产，必须在各个环节采用监视和检测装置，以便在冲压过程中出现如人的饿身体进入冲压危险区域、冲压定位不准、制件或半成品重叠、制件未被顶出、材料弯曲、模具上带有异物、料宽超过导板或导料杆尺寸以及卷料用完等情况时，能够自动发出信号，使压力机自动停车。对于复合模的各种故障进行自动检测自动保护，避免发生事故。目前的自动检测保护装置应用在以下这些方面：1）原材料尺寸形状，即材料厚度、宽度、材料的翘曲、横向弯曲等误差，材料的输送结束检测。2）材料的误送检测 3）半成品定位及运送中的误差检测4）叠片检测 5）出件与余料排除检测6）模具零件的损坏检测5.3.7 紧固与安装模具各零部件都是用螺钉和销钉紧固在一起的。在高速连续冲压下，所有零部件的装配必须牢固可靠。螺钉必须能够承受冲击振动的最大拉、压负荷和各种扭矩。紧固常用内六角螺钉（GB7085），螺钉拧入模体的深度不要太深；销钉常用圆柱销（GB11986），其直径与螺钉直径相近，每个模具上只需两个销钉，其长度不要太长。5.3.8 模具零件选材复合模产品零件精度高、批量大，模具要求高精度、长寿命。因此对模具材料有更高的要求。模具材料选择是否合理，直接影响着模具的寿命、精度、效率。模具工作零件的材料选择是整个模具材料选择中最为重要的。其选择的依据就是被冲压材料的各项性能。模具工作零件的材料必须具备如下的性能：(1) 比较高的耐磨性、硬度和强度(2) 具备一定的冲击韧性(3) 小的热处理变形(4) 良好的加工性能5.3.9 装配工艺说明 成形模是在送料方向上设有一道工序，在不同的工序上进行不同的弯曲，压力机每次行程完成一部分加工。成形模对步距精度和定位精度要求比较高，装配难度大，对零件的加工要求也比较高。5.3.10 总的装配步骤：1、装配基准件，以凹模组件为基准，首先安装固定凹模组件。凹模上个型腔孔的位置尺寸和步距，要求加工正确，装配正确。拼装凹模的每一个凹模