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弹簧座多工位级进模设计
专业班级： 学生姓名：
指导教师： 职 称：
摘 要
冲压模具在实际工业生产中应用广泛。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。在这次设计中，首先运用PRO/E软件的三维造型功能，对零件进行三维造型。对零件进行工艺性分析，大大简化计算并得到精确结果，在此基础上应用AutoCAD绘制零件的二维图纸，以加深对冲裁件、拉深件和成形件结构的工艺性的理解。设定零件的工艺方案，比较工艺方案并确定工艺方案。计算毛坯的尺寸，计算冲裁次数，设定各步半成品的尺寸并绘出工序简图。计算各个工序的工作压力，设计并绘出模具简图，选取各个合适的零件。了解落料模、拉深模、整形模、切边模和冲孔模的特点和需要注意的问题，在模具简图的基础上进行模具结构工艺性分析，进行模具结构设计并选择冲压设备。
关键词：级进模；模具设计；工艺设计；结构设计；
Abstract
Punching die has been widely used in industry. More Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficiencies of production and could alleviate the work burden，so it has significant meaning in technologic progress and economic value. In this design, first we use the 3D software function of PRO/E to create 3D model of the part. During the procedure, the work piece’s craftwork character is analyzed, and the work piece’s 2D drawings are made by AutoCAD, so that the work piece can be better comprehended. Learn the structural craftwork character of the work piece, so does the drawing and forming craftwork character. Make sure the work piece’s craft project, compare them and make the final decision. Calculate the size of the roughcast and select its shape. Calculate the times of the drawings, make sure the size of the semi-manufactured work piece of every steps, and draw the working procedure’s sketch. Calculate the every working pressure, design and draw die’s sketch, select every appropriate parts. Comprehend every needed dies’ character and the issues that is needed to be played more attention. On the base of the dies’ sketch ，the dies’ structure is analyzed, and then go on designing their structures and selecting punch equipments.
Keywords: progressive die; Craft project; manufacture; structure design
目 录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1冲压技术的发展及应用 1
1.2模具发展现状 2
1.3本课题的主要内容与意义 3
2 工艺分析及冲压方案确定 5
2.1冲压件的工艺分析 6
2.2工艺方案的分析和确定 6
2.2.1 工艺方案分析 6
2.2.2 冲压工艺方案的确定 7
2.3 冲压排样图设计 7
2.3.1排样原则 7
2.3.2排样图 11
2.3.3压力中心计算 12
3 模具主要工艺参数计算 13
3.1 模具冲裁间隙选择 13
3.2 模具刃口尺寸计算 13
3.2.1 刃口尺寸计算的基本原则 13
3.2.2 刃口尺寸的计算 14
4 模具总体设计 17
4.1 送料方式的选择 17
4.2 卸料方式的选择 18
4.3 模具定位与紧固件的选择 18
4.4 模具导向零件的选择 19
5 模具主要零部件设计 21
5.1 主要模板的设计 21
5.2 凸模设计 21
5.2.1 凸模设计原则 21
5.2.2 凸模固定方式 22
5.2.3 凸模长度的计算 22
5.2.4 凸模结构设计 22
5.2.5 凸模的材料和技术要求 25
5.3 凹模结构设计 25
5.3.1 凹模设计原则 25
5.3.2 凹模结构形式 25
5.3.3 凹模刃口形式确定 25
5.3.4 凹模外形尺寸的确定 26
5.3.5 凹模的材料和技术要求 27
5.4 模具材料的选用 27
6 模具装配 29
6.1 模具装配精度要求 29
6.2 级进模装配 29
6.2.1 连续冲裁模装配精度要点 29
6.2.2 组件装配 29
6.2.3 总装配 30
6.2.4 检验及试模 30
6.3模具工作过程 31
6.4模具更换安装操作流程 32
6.4.1 卸模操作流程 32
6.4.2 装模操作流程 32
7 冲压设备的选择 35
7.1 冲裁力的计算 35
7.2 压力机选用 35
7.2.1 冲压设备规格的选择 35
7.2.2 公称压力（吨位） 35
7.2.3 滑块行程和行程次数 35
7.2.4 装模高度 36
7.2.5 模具冲压设备的选择及参数 36
结论 37
参考文献 38
致 谢 39
1 绪论
1.1冲压技术的发展及应用
冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。
在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。
进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。
现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向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2~5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Ra≤1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。
1.2模具发展现状
现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为60
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