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电极片冲孔落料弯曲连续模设计【冲压模】【15张CAD图纸】

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电极片冲孔落料弯曲连续模设计开题报告.doc---(点击预览)

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关键词：: 电极片冲孔落料弯曲连续模设计 cad图纸

资源描述：

电极片冲孔落料弯曲连续模设计

51页 19000字数+说明书+任务书+开题报告+15张CAD图纸【详情如下】

4中期检查表.doc

5指导教师评阅表.doc

6答辩资格审查表.doc

7资格审查.doc

8最终成绩评定表.doc

A0装配图.dwg

A1凸模固定板.dwg

A1凹模.dwg

A2压料板.dwg

A3垫板.dwg

A4凸模1.dwg

A4凸模2.dwg

A4凸模3.dwg

A4凸模4.dwg

A4定位板.dwg

A4导料板.dwg

A4导正销.dwg

A4托料板.dwg

A4模柄.dwg

A4浮料杆.dwg

中期检查表.doc

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电极片冲孔落料弯曲连续模设计开题报告.doc

电极片冲孔落料弯曲连续模设计论文.doc

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A0装配图.gif

A1凹模.gif

A2压料板.gif

A4导料板.gif

A4导正销.gif

A4定位板.gif

A4浮料杆.gif

A4模柄.gif

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A4凸模2.gif

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A4凸模4.gif

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摘要

本次设计是在冲压模具设计过程中结合生产实际，首先研究冲压成形的基本理论,然后运用基本理论对该制件的基本工序的特点、性质、规律进行了分析、研究和探讨。以冲孔、落料、弯曲工序为重点确定冲压工艺方案, 在工艺分析的基础上提出几种可行的工艺方案，用技术经济分析方法确定了最佳工艺方案，进行了工序的组合。在制件的整体结构的设计中，还要进行模具中各个零件的设计及选择和某些零件相关尺寸的计算及校核，如确定凹模尺寸、凸模尺寸，确定凸、凹模的结构形式，并对其进行强度校核。然后是模具的零件设计，主要是导柱、导套的设计选择，卸料板的选择及其厚度的确定，固定板的尺寸确定。确定模具上下模座的形式及其厚度。

在冲孔、落料、弯曲级进模具的设计过程中，我收集了大量的材料去研究冲模的设计过程，参考了大量的关于冲压模设计及冲压工艺的书籍和技术资料，研究本冲压模设计的每一个要点，对每一个零件的设计都验证了其合理性，刻苦钻研复合模设计的过程，及时发现问题并找指导老师解决。在设计本模具的过程中我对模架的强度，需加的垫板，弹簧的力与卸料力的比较都进行了相应的计算选择和校核。另外在生产条件下进行了验证，保证了该工艺的可行性，为缩短产品生产周期、节省原材料及大批量生产创造了条件。对此次设计的设计要点，本文进行了以下几方面研究：

1.应用绘图软件AutoCAD进行零部件设计，减少了试模次数，提高了生产效率，节省成本；

2.本次设计的模具采用了冲孔落料弯曲级进模，节省人力，节省了工序，从真正意义上实现高效率的生产；

3.本次的设计结果是可行的，可以在具体生产中应用；

4.通过计算，凸模要加上垫板增加其强度

5.考虑了刃口的增减性，在进行冲压时，凸模刃口尺寸减小，凹模刃口尺寸增大。冲裁间隙选用最小合理间隙

关键词：电极片，冲孔，弯曲，落料，连续模设计

Abstract

The stamping design is combined with producing reality ,I resesrched the process with the fundamental theory first,then studied working procedure with priority while ascertaining the stamping scheme on the industrial analysis basis, used technical analysis method to ascertain the best scheme, carried out the combination with working procedure. After that, I selected the pulling deep forming ,designed entire structure. And then the mould part design,including guide pin.I ascertained the material board and their thickness, the dead plate dimension , the person fixes about unnatural thickness , model seat form and their thickness.

In the design process of pulling depths ,I searched large amount of books and technical data of designing and stamping a model ,collected large amount of material and references. I have studied every essential part in this compound stamping model design , verified the rationality to every part design , dug into the process of the compound model design assiduously , discovered every problem in time and looked for a teacher explain that.In this process I studied the intensity of the mould designing capital to the model , the need of adding backing board,how to choose spring force and proofread with removing the calculation, expected that the force comparison has all carried out with more advantages.I have carried out verification under producing condition , ensured the handicraft feasibility's turn to shorten the production cycle , to make full use of raw material . Several aspects of designing that essential main body has carried out and the main part of designing are following:

1. I applied the designing software AutoCAD into the progress of designing components,this has decreased the number of times of experimenting model , improved efficiency, minimized cost;

2. The mould design has economized manpower , working procedure , realized high efficiency with high significance;

3. The design result is feasible , can be applied into real production;

4. Increased whose intensity by adding protruding model with backing board 5. When stamping are carried out ,the adding or subtracting of a cutting edge dimension should be considered. I selected and used the minimal rational gap according to cutting a gap.

Key words: Electrode piece, punching, bending，blanking，Continuous mold design

第一章引言1

1.1 多工位级进模的含义1

1.2 多工位级进模的特点2

1.3 多工位级进模的分类3

1.3.1按冲压的特点分类3

1.3.2按被冲压的制件名称分类3

1.4 多工位级进模的应用4

1.4.1多工位级进模的使用条件4

1.4.2多工位级进模的应用5

1.5 冲压技术的现状及发展方向5

1.5.1 步距与定距方式8

1.5.2 排样图设计9

1.6级进模的发展状况10

第二章零件工艺性分析12

2．1 工件结构形状分析12

2.2 工件尺寸精度、粗糙度、断面质量分析13

2．2.1 尺寸精度13

2.2.2 冲裁件断面质量分析13

2.2.3 产品材料分析13

第三章排样分析与设计14

3.1 排样分析14

3.1.1 冲压件的尺寸精度14

3.1.2 考虑冲压件的生产批量14

3.1.3 提高原材料利用率14

3.1.4 模具形式14

3 .2 排样设计15

3.2.1 竖排15

3.2.2 对头双排18

第四章电极片冲压工艺计算20

4.1 冲压力的计算20

4.2 初选压力机21

4.3 校核压力机21

4.4 凸、凹模刃口尺寸的计算22

4.4.1 凸、凹模刃口尺寸的计算原则22

4.4.2 计算22

4.5 模具压力中心的设计计算24

第五章模具工作过程27

第六章模具总体结构设计28

6.1 模具的形式28

6.2 定位装置28

6.3 卸料装置28

6.4 导向零件29

6.5 模架形式30

第七章主要零部件的设计31

7.1 凸、凹模设计31

7.1.1 凸模设计31

7.1.2 ?凹模设计33

7.2 主要零部件设计34

7.2.1模架34

7.2.2 模柄35

7.2.3 支撑零件36

总结42

参考文献43

致谢44

第一章引言

1.1 多工位级进模的含义

冲模按其功能和模具结构，有单工序模、复合模和级进模之别。它们都是借助压力机，将被冲的材料放入凸、凹模之间，在压力机的作用下使材料产生变形或分离，完成冲压工作。

①单工序模指在压力机的次行程中，完成一道冲压工序的冲模。

②复合模指模具只有一个工位，并在压力机的一次行程中，完成两个或两个以上的冲压工序的冲模。

③级进模又称跳步模，连续模和多工位级进模，指模具上沿被冲原材料的直线送进方向，具有至少两个或两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或两个以上冲压工序的冲模。常见的冲压工序有冲孔（圆孔和异形孔、窄缝、窄槽等）、压弯（一次压弯和多次压弯）、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。

级进模在过去，因技术水平的限制（主要是制造高精度困难），工位数相对较少，3～5个常见，10个工位的就算多了，10个工位以上的就很少见了，所以多工位这个词过去很少听到。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高要求，模具设计与制造高新技术的应用与进步，工位数已不再是限制模具设计与制造的关键，从目前了解到的情况，工位间步距精度可控制在之内，工位数已达几十个，多的已有70多个。冲压次数也大大提高，由原来的每分钟冲几十次，提高到每分钟冲几百次，对于纯冲裁高达1500次/min（带弯曲的加工500～600次/min），级进模的重量也由过去的几十公斤增加到几百公斤，直至上吨。冲压方式由早期的手工送料、手工低速操作，发展到如今的自动、高速、安全生产。调整好后的模具在有自动检测的情况下实现无人操作。模具的总寿命由于新材料的应用和加工精度的提高，也不是早先的几十万次，而是几千万次、上亿冲次。当然级进模的价格和其他模具相比要高一些，但在冲件总成本中，模具费用所占的比例还是很少。

由此可见，多工位级进模是当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多地被广大用户认识并使用的一种高效、高速、高质、长寿的实用模具

多工位级进模的应用，反映在模具结构设计方面，它代表了对材料冲压工艺和变形规律的全面认识，以及对该方面实践经验综合应用的水平高低。反映在模具制造方面，集中体现了当代最先进的精密模具加工技术的发展与实践。例如精密电火花切割、精密成形磨、坐标磨、光学曲线磨等工艺的成熟应用。

因此，多工位级进模的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。近几年来，随着模具技术的迅速发展，模具设计制造已成为一个行业越来越引起人们的重视。为此，金属板料冷冲压是一种在工业中应用广泛的加嵥方法。随着市唺竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安?性、操作的方便?等要求也日益提高。模具作为冲压生产皀垺本要素，其设计制造技术受到普遍重视，模具工业被认为昮哽民经济的基础工业，国际模具协会认为：模具是进入富裕礞会的原动力。

参考文献

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[16] Afzal T M，Abe T. Diffusion in potato Duing Far Infrared Radiation Drying[J]. Journal of Food Engineering，1998，37（4）：353~365.

内容简介：: 湖南工学院毕业设计(论文)工作中期检查表题目电极片冲孔落料弯曲连续模设计学生姓名曾威班级学号2132070328专业材料成型及控制工程指导教师填写学生开题情况已开题学生调研及查阅文献情况已进行毕业设计（论文）原计划有无调整无学生是否按计划执行工作进度是学生是否能独立完成工作任务能学生的英文翻译情况较好学生每周接受指导的次数及时间3次，6小时毕业设计（论文）过程检查记录情况较好学生的工作态度在相应选项划“”认真一般较差尚存在的问题及采取的措施：1 专业知识还不够好，还有待提高；2 在设计过程中所犯的错误比较多；3 专业英语水平有待提高措施：多于同学和老师交流，多查阅参考资料。指导教师签字：年月日系部意见：负责人签字：年月日湖南工学院2011 届毕业设计（论文）指导教师评阅表系：机械工程系专业：材料成型学生姓名曾威学号212070328班级成型0703专业材料成型及控制工程指导教师姓名杨国辉课题名称电极片冲孔落料弯曲连续模设计评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩：是否指导教师评定成绩分值：指导教师签字：年月日湖南工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表题目电极片冲孔落料弯曲连续模设计学生姓名曾威学号212070328专业材料成型指导教师杨国辉内容综述（对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请）：申请人签名：曾威日期：资格审查项目是否01工作量是否达到所规定要求02文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等）03是否完成任务书规定的任务04完成的成果是否达到验收要求05是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）指导教师签名：毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见：符合答辩资格，同意答辩不符合答辩资格，不同意答辩审查小组成员签名：年月日注：此表中内容综述由学生填写，资格审查项目由指导教师填写。湖南工学院2011届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表系：机械工程系专业：材料成型学生姓名曾威学号212070328班级成型0703答辩日期课题名称电极片冲孔落料弯曲连续模设计指导教师杨国辉成绩评定分值评定小计课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入,知识面宽。必答题40自由提问30合计100答辩评分分值：答辩小组长签名：答辩成绩a： 40指导教师评分分值：指导教师评定成绩b： 40评阅教师评分分值：评阅教师评定成绩c： 20最终评定成绩：分数：等级：答辩委员会主任签名：年月日说明：最终评定成绩a+b+c，三个成绩的百分比由各系自己确定，但应控制在给定标准的10左右。湖南工学院毕业设计(论文)工作中期检查表题目电极板冲孔模设计学生姓名张亮班级学号212070352专业材料成型及控制工程指导教师填写学生开题情况学生调研及查阅文献情况毕业设计（论文）原计划有无调整学生是否按计划执行工作进度学生是否能独立完成工作任务学生的英文翻译情况学生每周接受指导的次数及时间毕业设计（论文）过程检查记录情况学生的工作态度在相应选项划“”认真一般较差尚存在的问题及采取的措施：指导教师签字：年月日系部意见：负责人签字：年月日湖南工学院20 11 届毕业设计（论文）课题任务书系：机械工程系专业：材料成型及控制工程指导教师杨国辉学生姓名曾威课题名称电极片冲孔落料弯曲连续模设计内容及任务根据所给定的零件产品（如下图所示），设计出冲孔落料弯曲连续模1、绘制产品零件图。2、绘制模具装配图。3、绘制整套模具零件图，标准件除外。4、编写设计说明书。5、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并编制加工工艺卡和工序卡。拟达到的要求或技术指标按照“湖南工学院毕业设计（论文）工作管理规定”，本课题设计要求及技术指标如下：（一）模具1、保证规定的生产率和高质量产品的同时，力求成本低、寿命长。2、模具结构设计合理，工艺性好，具有一定的创新性。3、操作安全、方便，易于维修，便于管理。4、在保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。（二）设计图纸1、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合标准要求。2、设计图纸应符合学校的要求，不少于3张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的1号图纸，同时至少有折合1号图幅以上的图纸用手工绘制。（三）设计说明书1、资料数据充分，并标明数据出处。2、计算过程详细、完全。3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。4、内容条理清楚，按步骤书写。5、说明书按照学校的有关规定，编写不少于12000字的设计说明书，同时上交电子文档。（四）其他要求1、查阅到10篇以上与题目相关的文献1. 2、翻译一篇本专业外文文献（10000个以上印刷符号），并附译文。进度安排2011年3月21日 3月27日3月28日4月5日4月6日4月25日4月26日5月8日5月9日5月12日5月13日5月30日6月1日6月10日完成毕业设计的选题和开题报告；进行毕业实习及调研；进行工艺及结构设计；绘制装配图和零件图；对整个设计进行合理性检查；撰写设计说明书及毕业答辩的准备；毕业设计答辩。主要参考资料1万战胜冲压工艺及模具设计北京：中国铁道出版社，1995年1月2王新华冲模结构图册北京：机械工业出版社，2003年4月3邱永成多工位级进模设计国防工业出版社，1987年4月4夏琴香冲压成型工艺及模具设计华南理工大学出版社，2004年5月5国家标准总局. GB 28512857-81. 中华人民共和国国家标准. 北京：中国标准出版社，1984-01-016李天佑冲模图册北京：机械工业出版社，1988年11月7周斌兴冲压模具设计与制造北京：国防工业出版社，2006年4月8欧阳波仪现代冷冲模设计基础实例北京：化学工业出版社，2006年4月9冲模设计手册编写组冲模设计手册机械工业出版社10 虞传宝冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料机械工业出版社11丁松聚冷冲模设计机械工业出版社12王伯平互换性与测量技术基础第二版机械工业出版社13陈炎嗣多工位级进模设计与制造机械工业出版社12肖景容冲压工艺学北京：机械工业出版社，1988年7月14 Sharma，G. P，Verma，P. C，et al. Thin-layer Infrared Radiation Drying of Onion SlicesJ. Journal of Food Engineering，2005，67（2）：361-366.15 Mongpreneet，S，Abe，T，et al. Accelerated Drying of Welsh Onion by Far Infrared Radiation under Vacuum ConditionsJ. Journal of Food Engineering，2002，55（2）：147-156.16 Afzal T M，Abe T. Diffusion in potato Duing Far Infrared Radiation DryingJ. Journal of Food Engineering，1998，37（4）：353365. 教研室意见年月日系主管领导意见年月日湖南工学院毕业设计(论文)开题报告题目电极板冲孔模设计学生姓名班级学号专业材料成型及控制工程一、课题的目的和意义：冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工行业中占有重要地位。根据统计，冲压件在各个行业中均占有相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家电等方面所占比重更大。采用冲压模具生产零部件，具有生产效益高，质量好，成本低，节约能源和原料等一系列优点，它已成为当代工业生产中的重要手段和工艺发展方向。模具工业已被我国正式确定为基础产业，早在“十五”期间就被列为重点扶持产业。从1997年开始，我国模具工业产值超过了机床工业产值。因此模具对国民经济和社会发展起着举足轻重的作用。冷挤压是一种先进的少无切削加工工艺之一。它是在常温下，使固态的金属在巨大压力和一定的速度下，通过模腔产生塑性变形而获得一定形状零件的一种加工方法。冷挤压的工艺过程是：先将经处理过的毛坯料放在凹模内，借助凸模的压力使金属处于三向受压应力状态下产生塑性变形，通过凹模的下通孔或凸模与凹模的环形间隙将金属挤出。它是一种在许多行业广泛使用的金属压力加工工艺方法。冷挤压过程的关键问题是想法降低材料的变形抗力，提高模具的承载能力。本次毕业设计，指导老师给我安排的是万向节轴套反挤压模设计。经过回顾大学所学的专业知识，参考相关文献资料，以及指导老师指导之后，我初步理清了本次设计的基本思路，掌握了有关毕业设计的基本方法。希望通过完成本次设计，我能更好地了解模具设计过程，进一步的掌握模具的相关结构，为今后步入模具行业打好坚实基础。二、文献综述1、中国冲压模具的发展现状中国冲压模具的发展现状改革开放带了我国的经济进入高速发展的时期，模具的市场的需求量也进一步的增加。模具行业也一直以15%左右的增速再发展。因此带来的模具工业企业的所有制成分的巨大变化，一些国有专业模具厂也如雨后春笋般的建立起来，同时也带来了以集体、独资、私营和合资等形式的快速发展。赋有“模具之乡”的浙江宁波和黄岩地区是现今我国规模最大的两个地方；广东地区也渐渐掀起了开建模具厂的浪潮；其中科龙、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资或是外商独资形式的模具企业现也有几千家。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。2、中国冲压模具的发展方向模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。我国冲压模具与发达国家企业之间的差距不小，因此要发挥整体优势和综合竞争力，要加强统筹协调、完善合作机制，创造性地工作。也需要加大对模具相关专业人才的综合素质培训投入。三、设计任务书1、课题名称课题名称为万电极板冲孔模设计，电极板如上图所示；材料为10钢，料厚5mm,小批量生产。2、设计内容与步骤（1）冲压零件的工艺性分析：材料的挤压性能分析、结构形状工艺性分析、尺寸的工艺性分析、精度的工艺性分析等。（2）冲压工艺的总体方案的分析和确定：单工序模方案、复合模方案、级进模方案的对比，最终确定的方案；（3）基于所确定的总体方案，进行排样设计：拟定工位数、各工位的冲压性质和冲压顺序，绘制板料的排样图；（4）基于总体方案和排样方案，进行工艺计算，如：凸凹模尺寸及偏差、间隙、变形力、压力中心、卸料力等计算；（5）模具关键结构的方案设计：凸凹模结构形式、导向、导料、定位、卸料等；（6）模具总体结构设计与确定：基于上述内容，设计并确定模具总体结构，描述模具的工作原理和工艺动作，并绘制二维装配图和相应的三维图；（7）选择合理的冲压设备（考虑设备吨位与变形力的吻合、冲压封闭高度与设备装模高度的吻合、模具的平面尺寸与设备工作台面尺寸的吻合等）；（8）进行模具零件的详细设计：确定模具中的标准件（联结零件：螺钉、销钉、弹性元件等）的型号和数量，对模具中的非标准件进行详细的结构尺寸设计，绘制相应的二维零件图；（9）编制模具中主要零件的制造工艺方案和加工方法；（10）撰写设计说明书；（11）所有设计文档、资料的整理、收尾、答辩。3、绘图任务（1）模具总装配图（2）模具零件图（3）模具总成三维图（可选）（4）模具主要零件三维图（可选）四、设计过程进度计划（1）第五周（2011-3-212011-3-27）：完成以下航设计内容中的“1-2”（2）第六周（3-284-3）：完成以上设计内容的“3-5”（3）第七八周（4-44-17）：完成以上设计内容的“6-7”（4）第九十周（4-185-1）：完成以上设计内容的“8”（5）第十一、十二周（5-25-15）：完成以上设计内容中的“9”（6）第十三、十四周（5-165-29）：完成以上设计内容中的“10”（7）第十五周（5-306-5）：完成以上设计内容中的“11”指导教师批阅意见指导教师(签名)：年月日 2011届毕业设计（论文）电极片冲孔、落料、弯曲连续模设计系、部：机械工程系学生姓名：指导教师：职称：教授专业：材料成型及控制工程班级：完成时间： 2011年6月摘要本次设计是在冲压模具设计过程中结合生产实际，首先研究冲压成形的基本理论,然后运用基本理论对该制件的基本工序的特点、性质、规律进行了分析、研究和探讨。以冲孔、落料、弯曲工序为重点确定冲压工艺方案, 在工艺分析的基础上提出几种可行的工艺方案，用技术经济分析方法确定了最佳工艺方案，进行了工序的组合。在制件的整体结构的设计中，还要进行模具中各个零件的设计及选择和某些零件相关尺寸的计算及校核，如确定凹模尺寸、凸模尺寸，确定凸、凹模的结构形式，并对其进行强度校核。然后是模具的零件设计，主要是导柱、导套的设计选择，卸料板的选择及其厚度的确定，固定板的尺寸确定。确定模具上下模座的形式及其厚度。在冲孔、落料、弯曲级进模具的设计过程中，我收集了大量的材料去研究冲模的设计过程，参考了大量的关于冲压模设计及冲压工艺的书籍和技术资料，研究本冲压模设计的每一个要点，对每一个零件的设计都验证了其合理性，刻苦钻研复合模设计的过程，及时发现问题并找指导老师解决。在设计本模具的过程中我对模架的强度，需加的垫板，弹簧的力与卸料力的比较都进行了相应的计算选择和校核。另外在生产条件下进行了验证，保证了该工艺的可行性，为缩短产品生产周期、节省原材料及大批量生产创造了条件。对此次设计的设计要点，本文进行了以下几方面研究：1.应用绘图软件AutoCAD进行零部件设计，减少了试模次数，提高了生产效率，节省成本；2.本次设计的模具采用了冲孔落料弯曲级进模，节省人力，节省了工序，从真正意义上实现高效率的生产；3.本次的设计结果是可行的，可以在具体生产中应用；4.通过计算，凸模要加上垫板增加其强度5.考虑了刃口的增减性，在进行冲压时，凸模刃口尺寸减小，凹模刃口尺寸增大。冲裁间隙选用最小合理间隙关键词：电极片，冲孔，弯曲，落料，连续模设计AbstractThe stamping design is combined with producing reality ,I resesrched the process with the fundamental theory first,then studied working procedure with priority while ascertaining the stamping scheme on the industrial analysis basis, used technical analysis method to ascertain the best scheme, carried out the combination with working procedure. After that, I selected the pulling deep forming ,designed entire structure. And then the mould part design,including guide pin.I ascertained the material board and their thickness, the dead plate dimension , the person fixes about unnatural thickness , model seat form and their thickness. In the design process of pulling depths ,I searched large amount of books and technical data of designing and stamping a model ,collected large amount of material and references. I have studied every essential part in this compound stamping model design , verified the rationality to every part design , dug into the process of the compound model design assiduously , discovered every problem in time and looked for a teacher explain that.In this process I studied the intensity of the mould designing capital to the model , the need of adding backing board,how to choose spring force and proofread with removing the calculation, expected that the force comparison has all carried out with more advantages.I have carried out verification under producing condition , ensured the handicraft feasibilitys turn to shorten the production cycle , to make full use of raw material . Several aspects of designing that essential main body has carried out and the main part of designing are following:1. I applied the designing software AutoCAD into the progress of designing components,this has decreased the number of times of experimenting model , improved efficiency, minimized cost; 2. The mould design has economized manpower , working procedure , realized high efficiency with high significance; 3. The design result is feasible , can be applied into real production;4. Increased whose intensity by adding protruding model with backing board 5. When stamping are carried out ,the adding or subtracting of a cutting edge dimension should be considered. I selected and used the minimal rational gap according to cutting a gap.Key words: Electrode piece, punching, bending，blanking，Continuous mold design目录第一章引言11.1 多工位级进模的含义11.2 多工位级进模的特点21.3 多工位级进模的分类31.3.1按冲压的特点分类31.3.2按被冲压的制件名称分类31.4 多工位级进模的应用41.4.1多工位级进模的使用条件41.4.2多工位级进模的应用51.5 冲压技术的现状及发展方向51.5.1 步距与定距方式81.5.2 排样图设计91.6级进模的发展状况10第二章零件工艺性分析1221 工件结构形状分析122.2 工件尺寸精度、粗糙度、断面质量分析1322.1 尺寸精度132.2.2 冲裁件断面质量分析132.2.3 产品材料分析13第三章排样分析与设计143.1 排样分析143.1.1 冲压件的尺寸精度143.1.2 考虑冲压件的生产批量143.1.3 提高原材料利用率143.1.4 模具形式143 .2 排样设计153.2.1 竖排153.2.2 对头双排18第四章电极片冲压工艺计算204.1 冲压力的计算204.2 初选压力机214.3 校核压力机214.4 凸、凹模刃口尺寸的计算224.4.1 凸、凹模刃口尺寸的计算原则224.4.2 计算224.5 模具压力中心的设计计算24第五章模具工作过程27第六章模具总体结构设计286.1 模具的形式286.2 定位装置286.3 卸料装置286.4 导向零件296.5 模架形式30第七章主要零部件的设计317.1 凸、凹模设计317.1.1 凸模设计317.1.2 凹模设计337.2 主要零部件设计347.2.1模架347.2.2 模柄357.2.3 支撑零件36总结42参考文献43致谢44第一章引言1.1 多工位级进模的含义冲模按其功能和模具结构，有单工序模、复合模和级进模之别。它们都是借助压力机，将被冲的材料放入凸、凹模之间，在压力机的作用下使材料产生变形或分离，完成冲压工作。单工序模指在压力机的次行程中，完成一道冲压工序的冲模。复合模指模具只有一个工位，并在压力机的一次行程中，完成两个或两个以上的冲压工序的冲模。级进模又称跳步模，连续模和多工位级进模，指模具上沿被冲原材料的直线送进方向，具有至少两个或两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或两个以上冲压工序的冲模。常见的冲压工序有冲孔（圆孔和异形孔、窄缝、窄槽等）、压弯（一次压弯和多次压弯）、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。级进模在过去，因技术水平的限制（主要是制造高精度困难），工位数相对较少，35个常见，10个工位的就算多了，10个工位以上的就很少见了，所以多工位这个词过去很少听到。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高要求，模具设计与制造高新技术的应用与进步，工位数已不再是限制模具设计与制造的关键，从目前了解到的情况，工位间步距精度可控制在之内，工位数已达几十个，多的已有70多个。冲压次数也大大提高，由原来的每分钟冲几十次，提高到每分钟冲几百次，对于纯冲裁高达1500次/min（带弯曲的加工500600次/min），级进模的重量也由过去的几十公斤增加到几百公斤，直至上吨。冲压方式由早期的手工送料、手工低速操作，发展到如今的自动、高速、安全生产。调整好后的模具在有自动检测的情况下实现无人操作。模具的总寿命由于新材料的应用和加工精度的提高，也不是早先的几十万次，而是几千万次、上亿冲次。当然级进模的价格和其他模具相比要高一些，但在冲件总成本中，模具费用所占的比例还是很少。由此可见，多工位级进模是当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多地被广大用户认识并使用的一种高效、高速、高质、长寿的实用模具多工位级进模的应用，反映在模具结构设计方面，它代表了对材料冲压工艺和变形规律的全面认识，以及对该方面实践经验综合应用的水平高低。反映在模具制造方面，集中体现了当代最先进的精密模具加工技术的发展与实践。例如精密电火花切割、精密成形磨、坐标磨、光学曲线磨等工艺的成熟应用。因此，多工位级进模的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。近几年来，随着模具技术的迅速发展，模具设计制造已成为一个行业越来越引起人们的重视。为此，金属板料冷冲压是一种在工业中应用广泛的加嵥方法。随着市唺竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安性、操作的方便等要求也日益提高。模具作为冲压生产皀垺本要素，其设计制造技术受到普遍重视，模具工业被认为昮哽民经济的基础工业，国际模具协会认为：模具是进入富裕礞会的原动力。1.2 多工位级进模的特点就其冲压而言，多工位纇进模和其他冲模相比，其主要特点如下。所使用的材料主要是黑色或有色金属，材料的形状多为具攉一定宽度的长条斉、带料或卷料。因为它是在连续的几乎不间断的情况下进行冲压工佐，所以要求使用的条料应趂长越好。为了能保证制件在尺寸和形状误差方面有较好的一致性，要求材料有较高的厚度精度和较为均匀的力学性能。尤其对于有压弯和成形的制件，如果材料厚度误差大，材料的软硬状态从料头至料尾，边缘和中间都不均匀，相对轧制方向的各向异性较大，则弯曲后角度误差、弯曲边长度误差等都会很大。料宽根据制件的排样决定，太宽了，影响送料通畅；宽度太小，影响定位。所用的压力机刚度要足够，精度好，而且滑块要能长期承受较大的侧向力。一旦发生故障，压力机有急停功能。压力机的行程相对较小（因冲压过程中模具的导柱导套一般不能脱开），最适宜使用可调行程的压力机，在模具工位相对较少、冲压力较小和冲压次数较低的情况下，开式压力机用得较多；而在模具工位数较多、冲压力较大和冲次较高的情况下，使用闭式压力机比较合适。一般都配有自动送料器，对于厚料，还要有相应的开卷、较平机。送料方式为按“步距”间歇或直线连续送给。多工位级进模“步距”精度的控制是由压力机上的送料装置和模具上的用于定位的导向装置等共同精度定位得到保证的。模具的“步距”精度可以控制在小于。“步距”等于前后两工位间距，在同一副模具，要求这个距离加工成绝对一致。冲压的全过程在未完成成品件前的毛坯件始终不离开（区别于多工位传递模）条料和载体。在级进模中，所有工位上的冲裁，那些被冲掉的部分都是无用的工艺或设计废料，而留下的部分被送到模具的下一工位上继续被冲压，完成后面的工序。各工位上的冲压工序虽独立进行，但制件与条料始终连接在一起，直到最后那个工位需要落料时，合格制件才被分离条料冲落下来（一般由凹模落料孔中下落，也有冲落后的制件又被顶入到条料的原位，在后面的工位再顶出。适合大批量中小型定型产品零件的生产，冲压精度高，相当于IT10IT13。尺寸一致性好，冲件均具有很好的互换性。生产率高。在一副模具的不同的工位上，可以完成多种性质的冲压工序。例如冲孔、冲窄槽、落料、压弯、压包、压筋、翻边、翻孔、镦压、拉深、切边、叠压、压铆、攻螺纹、锁紧等。所以多工位级进模是集各种冲压于一体，功能最多的高效模具，它只需用一台压力机，而单工序模则需用多副模具、多台压力机完成同类的加工。模具综合技术含量高。可以实现自动化生产。模具制造周期长、成本高。工作零件采用超硬材料制造，模具寿命长。级进模的缺点是结构复杂，制造精度高，周期长，成本高。因为级进冲模是将工件的内、外形逐次冲出的，每次冲压都有定位误差，较难稳定保持工件内、外形相对位置的一次性。但精度高的零件，并非全部轮廓的所有内、外形相对位置要求都高，可以在冲内形的同一工位上，把相对位置要求高的这部分轮廓同时冲出，从而保证零件的精度要求。1.3 多工位级进模的分类级进模的分类与名称因前提不同而不同，大致有如下几种。1.3.1按冲压的特点分类如以冲裁为主的有冲孔落料级进模；以弯曲为主的冲废料压弯切断级进模；以拉深为主的多工位连续拉深模和冲窄缝拉深多次拉深整形落料级进模；以成形为主的冲孔翻边压包落料级进模等。1.3.2按被冲压的制件名称分类28L集成电路引线框级进模、传真机左右支架级进模、动簧片多工位级进模、端子接片多工位级进模等。按工位数制件名称分类32工位电刷支架精密级进模、25工位簧片级进模、如上位刷片级进模等。（1）按被冲压的制件名称模具工作零件所采用特殊材料分类电池极板硬质合金级进模、极片钢结合金级进模、定转子铁心自动叠装硬质合金级进模等。（2）按模具使用特征分类带自动挡料销级进模、带定长切断装置的级进模、自动送料冲分段冲切级进模等。（3）按级进模排样的方式不同分类可分为封闭形孔连续式级进模和分段切片除多段式级进模。（4）按模具的结构分类分为独立式级进模和分段组装式级进模。1.4 多工位级进模的应用如前所述，多工位级进模有许多特点与功能，但它的结构比较复杂，加工制造比一般模具要求高，而且使用条件也并非太简单。因此，对它的应用要从技术和经济方面慎重考虑。1.4.1多工位级进模的使用条件必须有一副合格的多工位级进模所谓合格，应该是具有一定精度、一定功能并能实现稳定、连续、正常生产。必须有会调整、维修、保养、刃磨修理的技术能力。多工位级进模的刃磨与一般磨具不同，它不是简单的将某个凸模或凹模磨去多少就完事。对于那些有弯曲、拉深成形的多工位级进模，在刃磨凸、凹模刃口时，还要相应修正其他部分的相对高度，使刃磨或修理后的各凸、凹模之间仍保持原设计应有的原始差量。对于这种刃磨和修理，必须要求修理人员，具有较高的专业理论和实践技能。必须拥有能满足多工位级进模连续冲压生产要求的冲压设备这种冲压设备与普通压力机相比，要求精度、刚度更好一些，功率、冲次、台面尺寸更大一些，制动系统可靠稳定。还应具备行程可调（一般都使用行程可调的偏心压力机）等功能，便于级进模的调试。必须有稳定的高质量的适合多工位级进模生产的冲压用料用多工位级进模冲压生产，属于高效率大生产，所以对冲压用料是比较严的。冲压过程中，不会因为料有质量问题而影响生产。制件应具备适合多工位级进模冲制的条件a.制件的产量比较大，一般不少于5万件。b.制件的精度适中，一般大于IT10级，近几年随着模具加工技术的进步，多工位级进模的制造精度有了提高，从而使制件精度也提高，有的达IT8级以内。c.用单工序模不经济，用复合模又难以冲压加工的情况下，只能用多工位级进模。d.用单工序模不便定位和冲压加工，只能用多工位级进模生产的某些小而复杂的微型或超小型件。1.4.2多工位级进模的应用制件应该是定型产品，而且需要量确实比较大。不适合采用单工序模冲制。不适合采用复合模冲制。冲压用的材料长短、厚薄比较适宜。制件的形状与尺寸大小适当。模具的总尺寸和冲压力适用于生产车间现有的压力机大小，必须和压力机相关参数匹配。1.5 冲压技术的现状及发展方向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。研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT1617级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。(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1500040000r/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（工件只升高3摄氏度）、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，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达1.5微米，表面粗糙度达Ra=010.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;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。如清华大学开发研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂儲模应用在国产轿车试制小批量生产开辟了新的途径。(3)冲压设和冲匋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精度高、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备囸匹配。为满足大批量生产需求，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、高速和数控方向发屑，总之机械乃至机器人的大量应用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲厃自动线和高速臨动压力机纷纷投入使用。如数控四边折机中送杽料毛坯后，在计算机程序控制七便依次完成四边弯曲，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。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的410倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。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，夣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薊丌定期越高，分工越杤越细，如目前有模架厂、顶杆厂、处理厂等，甚至某些模具厂仅专丒化制造某类产品的冲裁模或弯擲模，这更有倩二制造水平的提高和制造周期的缩短。我嚽冲模标准化丆专业化生产近来有较大发展，除反在标准件专丘化生厂宖有较多增加外，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），标准件的品种和覄格较少，大多数标円件家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。1.5.1 步距与定距方式步距的垺本尺寸就是两邻的工位中心距禫、级进模任何两相邻的中心距离必须相等。对于简剕的单排列的排样，步趝等于冲件的外轮廓尺寸搭边余量之和。搭边值的大小可参照冰裁排样的搭边数值。媚距的方式有以下几种持料销定距挡料销定距多使用于手工送料的简单级进模，利用工件落料后的废料孔于凹模上嚄定位钉实玠的定位。一次冲压后，用手条斘上冲裁的废料孔顶在挡料销上定位，再进行下一次冲压，这种定位常用于冲床的单次工作。不适于连续工作。以上的定距是粗定距，模具上必须设有导正销将料导正，实现精确定位。挡料销的形状可结合废料型孔的形状设计称圆形、扇形、钩形等。侧刃定距侧人定距在级进模中是常用的定距形式，适用于0.1-1.5 mm厚的板料。太薄的板料用挡块定位时因板料易产生变形而影响定位精度；太厚的料则不适用于侧刃冲切。自动送料器定距自动送料器有定型产品可供选择，它配合冲床的冲压动作，使条料能按时、定量地送进高速冲床。自动冲压必须采用自动送料器送料。1.5.2 排样图设计设计级进模首选要设计条料排样图，这是级进模设计的重要的依据。条料排样图设计完成，也就确定了一下内容：1）模具的工位数和各工位的工序内容。2）被冲裁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）基本上确定了模具的结构。排样图设计的好坏，对模具设计的影响很大，因此要反复思考，并设计出多种方案进行比较，以定出最合理的方案。设计排样图时要考虑以下问题：（1）工序安排各工序的顺序关系除一些常考虑之外，级进模的工序安排还要注意以下内容。1）冲裁工序尽量避免一次完成复杂形状的冲裁，复杂工件的外形可通过多次局部冲裁，最后完成工件的外形要求。对于冲孔落料件，应先冲孔，再逐步完成外形的冲裁。2）对于冲裁弯曲类工件，应在切除弯曲部位周边的废料后进行弯曲，然后再切除余废料。对于有孔的弯曲件，弯曲工序可能影响孔的位置精度，应先考虑弯曲后冲孔。3）对于有拉伸又有弯曲和其他工序的工件，应当先进行拉伸，再安排其他工序。这是由于在拉伸过程中必然有材料的流动，若先安排其他工序，拉伸过程中将使已经定型的部位产生变形。4）有严格要求的局部内、外形及成组的孔，应考虑在同一工位上冲出，以保证位置精度。5）对于复杂的弯曲件，为了保证弯曲角度，有利于消除回弹，可以分成几次进行弯曲。（2）侧刃与导正孔的安排侧刃常安排再第一工位，也可安排在第二工位。如果侧刃靠后，将打乱条料的冲压顺序，使冲压无法进行。侧刃必须靠后时，在前几步可以安装始用定位销定位。由于侧刃安排在后边有利于将最后的条料尾部冲压完成，而减少废料，因此在一些模具上常采用双侧刃结构，即在第一工位和最后工位上，条料的两侧各设一侧刃，这样安排的缺点是侧刃废料增大，冲裁力增大，应综合考虑。导正销是各种定距模具中普遍采用的精确定位方法。采用自动送料器的级进模，在条料拍样的第一工位就冲出工艺性的导正销孔，在第二工位以及以后没相隔2-4个工位的相应位置设导正销。如果借用工件本身的孔作为导正孔，应注意控制导正孔和导正销之间的配合精度，以满足定位的要求。同时也应注意，被借用的孔经导正销导正后，会损坏导正孔的精度，甚至使孔有所变形。对于见到级进模上体积比较大的凸模，常在凸模上安装导正销，在凸模工作之前自行导正，所用的导正销可设专用的，也可把工件自身的孔用作导正孔。对于某些圆形拉伸件的级进模，可以不设导正销，因为各工件的拉伸凸模本身就有导正作用。（3）载体在级进模内，条料送进过程中，不断的被切除余料，但是各工件之间达到最后工位以前，总要保留一些材料将其连接起来，这部分材料称为载体。限于被加工工件的形状和工序的要求，其载体的形式也各不相同。理想的载体是双侧载体，即到最后一个工位前条料的两侧仍保持有完整的外形，对于一些有弯曲工序的工件，很难形成双侧载体，往往只能保持条料的一侧有完整的外形，这样的载体称为单侧载体。此时导正销放在单侧载体上，对条料导正和定位都造成困难，对此在设计中应予认眝考虑。载体的强度很重要，载体发生变形将使冲压无法进行，甚至损坏模具，因此在排样中，在工件憒列形式和选择条料度以及其他方面等，都要使载伒有足够的强度。（4）分断切除中的搭接级进模冲压过稃中，各工步分憭切除余料后，形成工件完整的外形，此时一个重要的问题就是如何使各段冲裁连接部位平直或圆滑，免出现毛刺、错位、尖角等。搭接料法叧为搭接和平接。（5）其仔因素对于有弫曲工序的工件还要考蘑材料纤维的方向。对于倒冲或切断、切口的部位，应注意殛刺的方向。1.6级进模的发展状况级进模设讠往往包含多种机构，甚至需要几个方向的运动由数百个零件装配在一起，其模具的体积有限，所以考虑必须全面、细致。多工位级进模设计流程可以分为四个阶段，即工艺分析、设置排样、结构设计、结构计算、零件选用。工艺设计就是对产品零件所包括的成形工序进行分析，以确定产品零件的加工工艺方案。工艺设计前应充分了解产品零件的要求及实际的生产条件。排样与概要设计以工艺设计可行为提前，具体确定级进模加工产品零件时的工序方案和模具的基本结构形式，初步给出模具的估价和制造周期，确定是否继续开展模具详细的设计和制造。结构设计及计算和零件设计就是为级进模正式投入生产而具体地开展的设计，在这一阶段部分模具零件的加工也将同期展开。结构与零件设计的主要结果是模具装配图需加工的模具零件的工程图。在模具概要设计完成后，设计部门继续设计，生产开始备料、联系外协加工和外购件订货等。随着模具零件设计的进行，加工逐步开展，待零件加工完成时，外购件和外协件也到齐，即可开始模具的装配。随着计算机技术的发展，CAD/CAM和NC加工技术等为模具设计制造提供了全新的手段，以往需要设计人员完成的计算、制图和编程等工作，可以由计算机完成，从而提高了设计效率和质量。由此，不仅促进了模具设计手段、方法的变化，而且设计结果的表达方式等也在发生着变化。采用CAD/CAM技术，不仅可使生产准备时间缩短，产品更新换代加快，产品在市场地竞争力增强，而且计算机地高速运算和绘图机的自动化大大节省了劳动力，节省了原材料；提高了模具设计质量，减轻了设计人员地繁重劳动。随着科学技术地不断进步和工业地迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断地涌现，促进了冲压技术地革新与发展。目前国内外相继涌现了精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高质量地有效方法，它扩大了冲压加工的范围，目前精密冲件地厚度可达25mm，精度可达IT6-IT7；用液体、橡胶，聚氨酯等作柔性凸模或凹模来代替刚性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工地材料和复杂形状地零件，在特定地生产条件下具有明显的经济效果；采用精爆炸等高能高效成形方法对于加工各种尺寸大、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高地板料零件，具有很重要地实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑性成形，可以一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型钣料零件具有突出地优越性。第二章零件工艺性分析21 工件结构形状分析技术要求：工件名称：插片材料：10钢料厚：0.381mm批量：小批量图1 工件图由工件图1-1可知，工件属于R弯曲件，形状比较简单、无狭槽、尖角，外形尺寸较小，不适合单工序加工，即落料，弯曲工序。因为若采用单工序，制件在转序过程中工人操作难度大，且在下道工序制件定位较复杂，所以考虑上述因素，最后确定采用级进模加工此件。弯曲件的圆角半径不宜小于最小弯曲半径，以免产生裂纹。但也不宜过大，因为过大时，受到回弹的影响，弯曲角度与圆角半径的精度都不易保证。弯曲件的弯边长度不宜过小，其值应为hR+2t。当h较小时，弯边在模具上支持的长度过小，不容易得到形状准确的零件。弯曲线不应位于零件宽度突变处，以避免撕裂。2.2 工件尺寸精度、粗糙度、断面质量分析22.1 尺寸精度要求普通冲裁尺寸精度低于IT13级，现在产品的设计精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求2.2.2 冲裁件断面质量分析因为一般用普通冲裁方式冲2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.53.2 ，毛刺允许高度为0.010.05mm；本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。2.2.3 产品材料分析对于冲压件材料一般要求得力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的工件材料是10钢，属于优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经退火后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。第三章排样分析与设计级进校的排样是指制件（一个或多个）在条撙上分个工位冲刺的布置方法。排样论证的目的是为了画出正确的模具排样图。个较佳的排样方案必须儼顾冲压件的公差等级、冲压件的生产批量、模具练构和材料利用率等方面的因素。 3.! 排栵分析3.1.1 冲压件的尺寸精度图1-1所示冲厃件，材料为10钢板，料厚0.300mm，側未注公差尺寸精度等级IT13，属一般冲裁模能达到的公差等级不蜀采用精冲或整修等特殊冲裁方式。从该冲压件的形状来看，完全可以实现少、无废料排样法。但该冲压件的尺寸精度等级决定了应采用有废料排样法。3.1.2 考虑冲压件的生产批量该冲压件属于小批量的生产类型，因此优先考虑多排、或一模多件的方案。 3.1.3 提高原材料利用率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。排样图上搭边值设计是否合理，直接影响到原材料的利用率和模具制造的难易程度。总是采用最小许用搭边值，往往人为地提高了模具的制造难度，而在通常情况下却并不能提高原材料的利用率。除使用卷料进行冲压外，一般搭边值均应在的基础上圆整(料宽尺寸也须圆整)，以降低模具制造难度。3.1.4 模具形式在保证产品尺寸公差等级的前提下，应尽量简化模具结构复杂程度，降低模具制造费用，这是设计模具的铁则。从零件图1.1可知此件外形尺寸小，不适合单工序加工，即落料，弯曲工序，因为若采用单工序，制件在转序过程中工人操作难度大，且在下道工序制件定位较复杂，所以考虑上述因素，最后确定采用级进模加工此件。3 .2 排样设计设计多工位级进模，首先要设计条料排样，因为条料排样图是设计多工位级进模的重要依据，因此在设计排样图时要设计多个方案进行比较，归纳、综合得出最佳方案。3.2.1 竖排图1 竖排a.搭边。查冲模设计手册，确定搭边值a、b。当0.25tH(Hmin-Hd)+10330-5H265+10325H275此设计中模具的闭合高度为180mm，满足要求。4.4 凸、凹模刃口尺寸的计算4.4.1 凸、凹模刃口尺寸的计算原则设计准则：落料以凹模为设计准则，间隙取在凸模上；冲孔以凸模为设计准则，间隙取在凹模上。设计时间隙一律采用最小合理间隙值Zmin=0.04mm。刃口尺寸的制造偏差方向：单向注入实体内部。即磨损后，凸、凹模刃口尺寸变大的取；磨损后凸、凹模刃口尺寸变小的取。刃口尺寸制造偏差的大小：凸、凹模的制造公差与制件精度的形状有关，一般比制件精度提高23级，此工件精度为IT13，所以凸、凹模的制造公差为IT10。加工方法：简单形状，分别加工；复杂形状，配合加工。4.4.2 计算采用配制加工，工艺简单、制造容易。（1）工位1 冲裁落料a) 工件尺寸 b) 凹模尺寸图1 落料凹模1落料凹模1：13.62， =0.27，X=0.75 落料凹模1：3，=0.14，X=1落料凹模1：6.8， =0.22落料凹模1：3.81，=0.18，X=0.75落料用的凸模刃口尺寸，按凹模实际尺寸配制，并保证最小间隙Zmin=0.04mm。（2）工位5 冲裁落料凹模a）工件尺寸 b）凹模尺寸图2 落料凹模3落料凹模3：13.208，=0.27，X=0.75落料凹模3：3.810，=0.18，X=0.75落料凹模3：1.905，=0.14，X=1落料凹模3：1.143，=0.14，X=1 凸模刃口尺寸，按凹模实际尺寸配制，并保证最小间隙Zmin=0.04mm 4.5 模具压力中心的设计计算图3 压力中心计算如图所示，确定坐标原点。第一工位，冲裁表4-2 压力中心线段名称力作用点线段名称力作用点L1（60.54，13.48）L8（48.42，-13.48）L2（59.79，16.350）L9（48.17，-16.350）L3（55.98，16.350）L10（52.98，-16.350）L4（54.48，13.48）L11（54.48，-13.48）L5（52.98，16.350）L12（55.98，-16.350）L6（49.17，16.350）L13（59.79，-16.350）L7（48.42，13.48）L14（60.54，-13.48）（x01，y01）=（54.48，0）第三工位，弯曲，（x03，y03）=（27.24，0）第五工位，落料，（x05，y05）=（0，0）压力中心：在确定模具压力中心时，考虑到加工此制件所需的压力很小，且第一工位与第五工位都用冲裁，第二工位、第四工位是空工位，第三工位是弯曲工位，通过冲裁力的计算，在第一工位上所需的冲裁力与第五工位所需的冲裁力相差不大，故把压力中心设计在弯曲工位。因为此模具安装在25t冲床上，考虑到偏裁会对模具具有一定的影响，所以在凹模、凸模固定板、卸料板之间增加了四支小导柱导向，所以这样就可以避免偏裁对模具的影响，故略去压力中心的计算。第五章模具工作过程送料采用手工送料，模具工作前靠导尺导向，定位板定位，滑块下行，卸料板先把条料压住，导正销进入导向孔里导向，弯曲凸模导向部位首先工作进入弯曲凹模洞口，当进入凹模5mm时，其他凸模开始工作，再进入凹模1.4mm时，所有工作结束。滑块达到下止点，滑块回程，卸料板首先工作，把包在凸模上的废料卸掉，滑块达到上止点，工作结束。第六章模具总体结构设计6.1 模具的形式通过第四章分析，采用多工位级进模，一工位四件。6.2 定位装置确定合适的定距、定位方式不仅有利于提高冲压件的质量，而且便于操作和确保冲压安全生产。此设计中采用定位板进行粗定位，导正销导正精确定位。6.3 卸料装置模具是采用弹压卸料板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动作，且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件表面，因此实际设计中尽量采弹压卸料板，而只有在弹压卸料板卸料力不足时，才改用固定卸料板。随着模具用弹性元件弹力的增强(如采用矩形弹簧)，弹压卸料板的卸料力大大增强。根据目前情况，当材料料厚约在2mm以下时采用弹压卸料板，大于2mm时采用固定卸料板较为贴近实际。本模具所冲材料的料厚为0.381mm，因此可采用弹压卸料板。卸料装置在级进模中是个很重要的组成部分，常用的有固定卸料和弹压卸料两种形式。由于其结构不同，功能也不一样，固定卸料装置就是起卸料作用；弹压卸料装置不仅冲压完后起卸料作用，冲压开始前还起压料作用，防止冲压过程中材料的滑移或扭曲，同时对销凸模还有导向保护等作用，因此，模具的精度和使用寿命与卸料装置的结构、精度和强度有着直接的关系。选用弹压卸料装置，简单的弹压卸料装置是由卸料板通过卸料螺钉和弹性元件（弹簧等）等装在模具上组成的。弹簧的设计计算弹簧预压力弹簧极限工件压力FjFy，一般可取Fj=（1.52）Fy，所以Fj=2249=498（N）初选弹簧的规格为：d=4mm；Fj=670N；hj=12.6mm；H0=38mm弹簧预压缩量校核所选弹簧是否合适卸料板工作行程hx=0.381+1=1.3811.4（mm）凸模刃磨量hm=4（mm）故弹簧工作时的总压缩量h为所选弹簧满足工件要求。弹簧规格为：弹簧42238 GB2089-806.4 导向零件导向零件有许多，如用导板导向，则在模具上安装不便，而且阻挡操作者视线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且模具在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可降低成本。导柱图1 导柱导套图2 导套6.5 模架形式如采用纵向送料方式，适宜采用中间导柱导套模架(对角导柱导套模架也可)；横向送料适宜采用对角导柱导套模架：而后侧导柱导套模架有利于送料(纵横向均可且送料较顺畅)，但工作时受力均衡性和对称性比中间导柱导套模架及对角导柱导套模架差一些；四角导柱导套模架则常用于大型模具；而精密模具还须采用滚珠导柱导套。本模具采用对角导柱导套模架，一是对横向送料方式较适宜，二是对角导柱导套模架工作时受力比较均衡、对称。综上所述，模具采用对角导柱标准模架，模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模固定板及卸料板主成。卸料方式采用弹性卸料，以弹簧为弹性元件。下模部分由下模板、凹模、定位板、导件板等组成。模具工作时除导柱导套导向外，工作部分设四个小导柱导向，保证模具工作平稳。冲孔废料和成品均从凹模漏料口漏出。第七章主要零部件的设计7.1 凸、凹模设计凸、凹模是模具的工作零件，不仅在于它是直接担负着冲压工作，而且是在模具上直接决定制件形状、尺寸大小和精度的最为关键的零件。设计时，依据以下原则：凸、凹模必须有足够的强度、刚度和硬度；结构要简单可靠、制造方便；便于调整、维修和保养；要考虑刃磨后的凸、凹模相对位置对其他工位凸、凹模相对位置的影响；要考虑排件的及时畅通和防止浮料。7.1.1 凸模设计冲模中的凸模结构，不论其断面形状如何，其基本结构都是由工作部分和安装固定两大部分组成。凸模包括落弯曲部位外形凸模即第一工步侧刃、冲导正孔凸模、弯曲凸模和落料凸模。除导正孔凸模，其余凸模均采用线切割机床加工，与凸模固定板的配合按H7/m6。为了防止凸模从固定板中脱落，采用了横销（见模具装配图），长度根据模具结构需要而确定。凸模材料为Cr12MoV。技术要求：5860HRC。图1 凸模1图2 凸模2图3 凸模3图4 凸模47.1.2 凹模设计凹模采用整体式凹模，凹模上各刃口及形孔均采用线切割机床加工，材料为Cr12MoV。凹模厚度HH=Ks 式中s垂直送料方向

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