模具毕业设计38电位器接线片冲压工艺与模具设计
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模具毕业设计38电位器接线片冲压工艺与模具设计,机械毕业设计论文
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毕业设计说明书 (论文 ) 作 者： 学 号： 系 部： 材料工程学院 专 业： 材料成型及控制工程（模具设计） 题 目： 电位器接线片冲压工艺 与模具设计 指导者： 评阅者： 年 6 月 南 京 nts毕业设计说明书（论文） 中文摘要 摘要 本文分析了电位器接线片的 成型工艺特点，其中包括利用 对 工件展开图的尺寸计算、工件的工艺分析、冲裁力与拉深力的计算、模具设计的难点，确定了级进模的排样方案和模具总体结构。该级进模有冲裁、拉深、整形、胀形等 7 个工位。详细介绍了凸模、凹模、固定板、卸料装置等零部件的设计和制造，以及压力机的选择。同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性、以及凸模和凹模镶块的装配间隙，并制定典型零件的加工工艺。 关键词 电位器接线片 拉深模 级进模 模具设计 nts毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Design of the Stamping Process and the Progressive Die for the telegraphese connection (i) Abstract This paper analyzes the technical characteristics of the telegraphese connection product stamping， including the size calculation of the part technical analysis, the calculation of the punching force and drawing force, the difficulties of die design, making sure the layout project and the die general structure. The progressive die could complete seven processes that include punching, drawing, shaping and so on. The high-speed punching machine has been used during the process of producing. It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details. And it also expatiates the working process of the die, the coordination about each motion of figurations, the assemble clearance of the punch and die, even including the way to establish the manufacture process of the typical parts. Keywords telegraphese connection progressive-die technical analysis die design nts前言 . 1 第一章 工艺设计 . 2 1.1 工艺分析 .2 1.2 零件工艺分析 .3 1.3 毛坯的确定 .3 第二章 工艺计算 . 4 2.1 工艺计算 .4 2.2 毛坯排样设计 .5 2.3 冲切刃口设计 .7 2.4工序排样 .7 第三章 级进模具设计 . 10 3.1 级进模结构设计方法 . 10 3.2 本次模具总体结构 . 11 3.3 模具工作过程 . 11 3.4 工艺计算 . 12 3.5 级进模具的零件设计 . 16 3.6 冲裁刃口尺寸计算 . 21 3.7 卸料板的设计 . 22 第 四章 级进模压力机的选用 . 24 4.1 压力机选用原则 . 24 4.2 压力机的校核 . 25 第五章 辅助装置 . 27 5.1 固定板 . 27 5.2 垫板 . 27 5.3 模架 . 27 5.4 标准件的选用 . 27 5.5 模具材料的选用： . 28 5.6 安装与配合 . 28 nts5.7 卸料装置 . 28 5.8 装配采用 H7/M6 的部分： . 29 小结 . 30 致谢 . 31 参考文献 . 32 nts 第 1页 前言 我们日常生活中所用器具几乎均需用模具来成型实现，模具对人们而言将不再陌生。如 在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60% 80%的零部件都要依靠模具 成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是 “效益放大器 ”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模，是我国重点发展的精密模具品种。 级进模能够在一副模具内完成复杂零件的冲裁，弯曲，拉深，立体成型以及装配等复杂工艺，具有生产效率高，操作安全可靠，可以加工复杂零件等特点而受到普遍的重视，应用也日益广泛。 有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模具，已达到国际水平。其他如 48、 54、 68 条腿集成电路柜架多工位级进模、电子枪硬质合金多工 位 级进模、别克轿车安全带座式 多 工位级进模、空调器散热片多工位级进模，均达到国外同类产品水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 本文将对电位器接线片冲压工艺与多工位级进模设计作一个系统、详细的介绍。毕业设计的意义在于，综合运用所学课程的理论和生产实际知识，进行多工位级进模设计工作的实际训练，培养个人独立工作能力和 创新能力 ，树立理论联系实际和严谨求实的工作作风 。巩固、扩充模具专业课程所学内容，掌握 多工位级进模的设计方法和步骤。掌握多工位级进模设计的基本技能，如计算分析、计算机绘图、查阅设计资料和撰写设计说明书，熟悉标准和规范。 通过 毕业设计 ， 提高 了自我 分析 、 解决问题的能力，对学过的基础知识进行复习和运用，对专业知识做到更 深 一 步 的掌握 和 拓展 ， 了解模具专业前沿技术，提高自己的动手能力，为进入工作岗位打好基础。 毕业设计的设计面较广，有一定难度。设计是按学习、消化、吸收、创新的思路进行的 。整个设计是由个人独立完成， 所以 设计内容可能会有一些漏洞和错误 ，殷切希望各位老师及领导予以批评和指正。 在 毕业设计 过程中 ，得 到了 柯旭贵教授 等 老师 的悉心指导 和 帮助，在此一并致以衷心的感谢 ！ nts 第 2页 第一章 工艺设计 1.1 工艺分析 1 零件介绍 本课题零件见图 1 所示，材料为厚 0.3mm 的 Al1060,要求生 产 批 量 ：大 量。该零件用到了 冲裁、拉深 ，胀形，翻边，侧冲孔，弯曲，落料等 工艺。 图 1-1 零件二维图 图 1-2 零件 3D 图 nts 第 3页 1.2 零件工艺分析 如 图 1 所示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸，取为 IT14 级 。 冲裁工艺性：零件材料为 Al1060， 属软铝， 有良好的塑性，料厚为 0.3mm属 薄料，该冲压件上 有个侧孔，直径为 2mm，孔尺寸精度要求一般，冲压性能好。 拉深 的工艺性： 该 零件 的材料适合拉深，图示零件包含 只有 一 个拉深圆筒。在拉深普通的单圆筒制件时，圆筒侧壁是依靠周围凸缘的金属不断流入侧壁而成形的，侧壁的变形条件在圆周上 各处都一样，所以变形比较均匀。 因为拉深件的两侧还有料，所以拉深件需要加个凸缘，提高工件的拉深工艺性能。 1.3 毛坯的确定 进行多工位级进模设计时，要根据零件图计算，并绘制出零件的产 品图 。由于该零件形状虽然较为简单 但需要的工步较多！ ， 1.3.1 零件毛坯尺寸的求解 通过 Pro/E 三维造型，导出 iges 文件。 (图 2-2) 图 1-3-1 毛坯三维 图 图 1-3-2 毛坯 二维 图 nts 第 4页 第二 章 工艺 计 算 2.1 工艺计算 在进行多工位级进模设计时，首先要设计条料排样图，条 料排样图的设计是 多工位级进模设计时的重要依据。多工位级进模条料排样图设计的好坏，对模具设计的影响是很大的，排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一旦确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、模具的工 位数、零件的排样方式、模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。在本模具中，排样设计总的原则是先 进行拉深，胀形，冲预制孔，翻边，侧冲孔，切边，弯曲，最后落料 。 并要考虑模具的强度、刚度，结构的合理性。 带料拉深工艺计算 1 切边余量的确定 有文献 1 p127 表 4-2， Df/d=20/9.3=1.78,得切边余量为 1.6mm ,放大为 2mm 。 故 凸缘直径 选用 Df=20mm 。 2 计算毛坯直径 D 由文献 1p128 式 4-22 得 D=（ df2+4dh-3.44dr） 1/ D=（ df2+4dh-3.44dr） 1/2=(202+4 9.3 6-3.44 9.3 0.5)1/2=24.669mm 所以毛坯直径选 D=25mm 由文献 1 p94 式 3-25 得 L 弯 =1.57（ r+x0t） 毛坯长 L=（ 2-0.2） +（ 23/2-9/2） -0.2-0.5+（ 6-0.5-0.5） +（ 9/2+0.3-0.5）+（ L 弯 1） =0.5024+（ 3 L 弯 2） =3 0.9875+（ 3.14 0.5-1） 2=42.8698=43 所以毛坯总长 =毛坯长 +搭边 +修边余量 =43+3.5+2=48.5 毛坯宽 B=D=25 3 步 距 S 的确定 由文献（ 2） p33 得 S=L+a S=L+a=25+1.4=26.5 4 判断 （ 1）拉深 nts 第 5页 根据宽凸缘拉深系数的定义：宽凸缘件总拉深系数m=d/D=9.3/20=0.465（由文献（ 1） P136 式 4-23 得） 依据 文献（ 1） 表 4-6， 得 dt/d=0.53 0.465，所以该拉深可以一次拉深好 。 （ 2）冲预制孔 由文献 1 P176 式 5-3 得 d=D1-3.14 （ r+t0/2） +2h1=dm-2 （ h-0.43r+0.72t0） =3.8-2（ 1-0.43 0.5-0.72 0.3） =2.016 所以 d 取 2 （ 3）翻边 由文献 1 P176 式 5-6 得 h=dm/2 （ 1-k） 0.43r+0.43r+0.57r =3.8/2 （ 1-0.53） +0.43 0.5+0.57 0.5 =1.3221 则 h 取 2 而实际翻边高度 h=1，所以只需要一次翻边。 2.2 毛坯排样 设计 1 毛坯排样 毛坯在板料上可截取的方位很多，这也就决定了毛坯排样方案的多样性。典型毛坯排样：单排、斜 排、对排、无费料排样、多排、混合排。 毛坯排样的原则： 1）材料利用率要尽量高； 2）满足产品零件冲裁及后工序的要求。 该零件呈圆形且外形比较规则，同时考虑到工序排样要求，毛坯采用单排方案，如图 3-1 所示： nts 第 6页 图 2-1 毛坯排样图 2 搭边 由 文献 1 P43 表 2-6 查得搭边系数 c=1.4 由文献 1 P42 表 2-5 查得 工件间搭边 a=2.2 侧边搭边 b=2.5 则 搭边尺寸 ；工件间 a=2.2 1.4=2.8 侧边 b=2.5 1.4=3.5. 步距 步距是 冲压过程种条料每次向前送进的距离，其值为排样是沿送进方向两相邻毛坯之间的最小距离值。 步距可定义为： S = L + a（由文献 2 P33 式 3-1 得） 式中 S-冲裁步距 L-沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值 a-沿送进方向的搭边值 该零件的步距确定为： S=25+2.8 =27.8=28 3 条料宽度 由文献 2 P33 查得 条料宽度指根据排样的结果确定的毛坯所需条料的宽度方向的最小尺寸，条料宽度为： B- = D + 2（ a+） - 式中 B-条料宽度的理论值。 nts 第 7页 D-垂直于送料方向毛坯的最大轮廓尺寸。 a-侧搭边值。 -条料宽度的单向极限偏差。 该零件条料宽度的确定： B-=25+2（ 3.5+0.3） =33-0.3mm 2.3 冲切刃口设计 1、 刃口分解与重组应有利于简化模具结构，分解阶段应尽量少，重组后成形的凸模和凹模外形要简单、规则，要有足够的强度，要便与加工； 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阶段间的连接应平直或圆滑； 4、 分段搭接点应尽量少，搭接点要避开产品薄弱部位和 外形重要部位； 5、 有公差要求的直边和使用中有滑动配合的边应一次冲切，不宜分段； 6、 复杂外形以及有窄槽或细长的部位最好分解，复杂内形最好分解； 7、 外轮廓各段毛刺方向有不同时应分解。 2.4工序排样 在多工位级进模冲压中，工序件在级进模内随着冲床一次就向前送一个步距，到达不同的工序。由于各工位的加工内容互不相同，因此，在级进模设计中，要确定从毛坯板料到产品零件的转化过程，既级进模各工位的所要进行的加工工序内容，这一设计过程就是工序排样。 1工序排样遵循的原则： （ 1）工件 排样要保证产品零件的精度和适 用要求； （ 2）工序应尽量的分散，以提高模具寿命，简化模具结构； （ 3）合理安排各 工序，使压力中心尽可能与模具几何中心接近； （ 4）同一工位个冲切凸模应尽量设计为同一高度； （ 5）冲孔在前，外形冲切和落料在后； （ 6）为保证条料送进的步距精度，第一工位安排冲导正孔，第二工位设导正销，在其后的各工位上，优先在易窜动的工位设置导正销； （ 7）设置空位，可以提高凹模，卸料板和凸模固定板的强度； （ 8）工件和废料应能顺利排出； nts 第 8页 （ 9）排样方案考虑模具加工设备的条 件。 2空工位的设置 空工位指工序经过时，不作任何的 冲切加工的工位。在级进模设置的空工位时为了提高模具的强度，保证模具的寿命和产品的质量以及模具中特殊机构的设置等，空工位的设置非常普遍。在该零件中，无须设置空工位。 3载体的设置 级进模由多个工位组成，冲压过程中各个工位的加工内容不同，因此，把工序件从第一工位运送到最末工位是级进模的基本条件之一。载体要求必须由足够的强度，能平稳的将工序送进。 4 侧刃 设置 侧刃是级进模用得最广的定距机构。其工作原理是在条料侧边上冲出与送进步距相等的缺口，利用侧刃挡块对条料缺口处台肩的阻挡实现定距。用侧刃定距精度可靠 ,生产率 高，因而 ,是级进模常用的定距方式。由于它以切去条料边缘少量材料形成的台肩定位，所以增加了材料的消耗和冲压力。一般用于生产率要求高、步距较小、材料较薄的级进模。 本设计中用第一个冲切刃，作侧刃，后带一台阶，称侧刃挡块，和侧刃一起工作，带料每送进，只能送到被侧刃切除的地方实现对带料的 X 向定位。 5导料板设置 导料是工序件 Y 向定位机构，对条料横向（宽度方向）定位，从而使条料沿直线送进。否则，条料摆动会影向产品精度。该产品存在拉深浮顶，因此采用导料浮顶销进行导料。该模具采用无侧压导料板。 导料间距和浮顶高度计算 ： 导料间距： W=B+(0.050.2)= 33+0.1=33。 1mm； 浮顶高度： H=h（最大成型高度） +（ 15） =6+1=7mm。 6工序排样 多工位级进模的工序排样设计是多工位级进模设计的关键，是决定级进模优劣的主要因素之一。根据该零件的要求以及上述工艺特点的分析 ,设计多工位连续工序排样方案。如图 2-2 所示： nts 第 9页 图 2-2 工序排样图 具体工位安排如下： 拉深 -胀形，冲预制孔 -翻边 -侧冲孔 -切边 -弯曲 -落料。 nts 第 10页 第三 章 级进模具设计 3.1 级进模结构设计方法 级进模是用多个零件按照一定关系装配而成的有机整体，结构是模具的“形”。模具的优劣很大程度上体现在模具结构上，因此级进模的结构对模具的工作性能、加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。 1级进模结构设计原则 级进模结构设计是要遵从以下原则： a尽量选用成熟的模具结构或标准结构。 b模具要有足够的刚性，以满足寿命和精度的要求。 c结构应尽量简单、实用，要具有合理的经济性。 d能方便的送料，操作要安全简便，出件容易。 e要考虑废料的处理。 f模具零件之间定位要准确可靠，连接要 牢固。 g要有利于模具零件的加工。 h模具结构要与现有的冲压设备相协调。 i模具容易安装，易损件更换方便。 2 结构设计内容 结构设计大体可以分为两步：第一步根据工序排样的结果确定模具的基本结构框架，确定组成级进模的主要结构单元及形式，对模具制造和使用提出要求；第二步确定各结构单元的组成零件及零件间的连接关系。结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。 3结构概要设计内容 概要设计是级进模结构设计的开始，它以工序排样图为基础，根据产品零件要求，确定级进模的基本结构框架。结构概要设计包括： （ 1）模 具基本结构：倒装关系的确定 ;导向方式确定 ;卸料方式确定； （ 2）模具基本尺寸：模具平面尺寸、模板厚度、模具闭合高度。 （ 3）模架基本结构：模架的外形与尺寸 ;导柱与导套；模座形式；模柄。 （ 4）压力机的选择：压力机的类型；压力机规格。 （ 5）模具价格与加工周期（毕业设计可以省略）。 nts 第 11页 3.2 本次模具总体结构 图 3-1 模具图 （ 2D） 本模具是一套 7 工位带料连续拉深级进模 （图 4-1） ，采用无 切口的形式，完成拉深、胀形、冲孔、切边 ，翻边 和落料 ；采用手工送料，大批量生产时加上条料自动送料装 。 步距 28mm，模具长 400mm，宽 300mm。模具结构见图 C，采用滑动导套模架，凸模固定板用于安装所有拉深凸模、冲孔落料凸模和一胀形凹模；凹模固定板用于安装所有拉深凹模、冲孔落料凹模和一胀形凸模。卸料板 两 块，由 六 个弹簧，这种结构可以使搭边不易拉断。 各个工位都 装有单独的顶件器，减小了拉深锥度的起皱趋向，建立了拉深变形的有利条件。为便于制造和修模，拉深的凸模尽量采用标准件追加工。 凹模形状均较为简单，且拉深磨损不大，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距离为 13。 2mm，模具闭合高度为 192。 5mm。 3.3 模具工作过程 这里所设计的是一个冲裁拉深多工位级进模，模具的工作原理阐述如下： 合模时，条料送入后借助始用挡料装置行进首次定位 ,在第一个工位进 拉深。在第二工位冲出预制孔和胀形的 。 冲预制孔是为下一工位的翻边做准备。第三工位是翻边， 第四 工位进行 侧孔的冲孔 ,第五工位是切边，为下一工位弯nts 第 12页 曲准备。第六工位是弯曲，第七工位是落料！ 可以依靠尾料定位销（件 51）来定位。 在拉深结束后，进行整形，然后冲底孔，最后落料 ，成型零件与条料分离。上模下行时，各工序同时进行。随着上模的下行， 凹模 固定板抵住卸料板，这时卸料板起来压料作用，减少条料起皱的可能性。凸模逐渐进入凹模，各工序的顶杆碰到工件，其下的弹簧被压缩，推杆下 行。在 上模座 下行的同时，冲裁、拉深等各工序同时完成，模具闭合时冲裁工位上板料分离，工件叠加到通一定高度通过出件槽工件将从斜面上滑下去。 开模时，上模向上运动，下模保持原位，卸料板在 6 个弹簧的作用下，平稳回程。同时，卸料板将工件从凸模往下 推出。卸料板上升浮动至工件成型的最大高度 5mm，卸料螺钉将限制其继续上行； 下模座中弹顶结构的弹簧 在上模上行过成型最大高度 5mm 的时候弹簧都恢复其 预压缩的高度，顶杆则处于最高位置 ，成型部位全部顶出 。而上模继续上行至最高位时，开模行程终了，工人将条料抬起，向前送进一个步距，进行下一次的冲裁拉深。 3.4 工艺计算 工艺计算是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。 1 冲裁力的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力，它是随凸模行程而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。平刃冲模的冲裁力可按下式计算： F=KLt (由文献 1 P189 式 5-29 得 ) 式中 F 冲裁力（ N）； L 零件剪切周长（ mm）； t 材料厚度（ mm）； 材料抗剪强度（ MPa） 。 K 系数 ,一般取 K=1.3。 为简便计算，可用材料的抗拉强度 来计算（ MPa），按下式估算冲裁力： F=Lt 已知零件材料是 Al1060,取 =110Mpa， （由文献 1 P17 表 1-4 得）， 材nts 第 13页 料厚度 t=0.3mm,L 值由全部冲裁线即冲裁零件周长尺寸组成 , 通过三维造型分析计算得到各冲裁的周长分别如下： 工位 2 冲预制孔 L=3.14 2=6.28 ， 工位 4 侧冲孔 L=3.14 2=6.28 , 工位 5 切边 L=2 （ 23.3+5 2+4 3+9.7 2） =129.4mm 工位 7 落料 L=57。 7mm, 冲预制孔 冲裁力： F2=Lt =6.28 0.3 110=207.24 N， 侧冲孔冲裁力： F4= Lt = 6.28 0.3 110=207.24 N， 切边冲裁力： F5= Lt =129.4 0.3 110=4270.2 N， 落料冲裁力： F7=Lt =57.7 0.3 110=1904.1N， 2 拉深力的计算： 已知零件 材料是 Al1060,取 =110Mpa，材料厚度 t=0.3mm，各工序 力计算如下： 首先，判断 拉深是否需要压边圈： t/D0 100=0.3/25 100=1.22,故 需要使用压边圈； 压边力 由文献 1 P154 查表 4-13 得单位压边力 q=1.0（ p154） Q= Aq=544 10.=544N （文献 1 P154 得） 因此选用 压边圈拉深圆筒形零件所需的拉深力求解公式： 由文献 1 157 公式 4-38 和表 4-14， K1=1.0 由文献 1 P157 式（ 4-39）得 F= d1 t b K1 拉深力 ： F= d1 t b K1=3.14 9.3 0.3 110 1.0=963.666 N； 式中 F 拉深力（ N）； t 毛坯厚度（ mm）； b 材料抗拉强度（ MPa）； 3 胀形力的计算： 由文献 1 P189 式 5-29 所需要的力 P=L t b K 式中 P 胀形力； t 板料厚度； nts 第 14页 b 材料 的抗拉强度； K 系数，与肋的宽度及深度有关，在 0.71 之间； L 加强肋的周长。 L=3.14 1=3.14mm P=3.14 0.3 110 0.9=93.258N 4 卸料力的计算： 冲裁时 ,工件或者废料从凸模上取下来的力叫卸料力。 由文献 1 P47 式（ 2-31）得 卸料力 FX=KX F KX 卸料力系数， 由文献 1 P48 查表 2-11 KX=0.065-0.075，取 K 卸 =0.07, F 冲裁力。 Fpx= Kx F1 =0.07 93.258=6.52806N， F2X= Kx F1 =0.07 207.24=14.5068N， F3x= Kx F2 =0.07 207.24=14.5068N， F4x= Kx F3=0.07 4270.2=298.914N， F5x= Kx F4=0.07 1904.1=133.287N， F7x= Kx F6= 0.07 963.666=67.45662N 5 推件力的计算： 从凹模内将工件或者废料顺着冲裁的方向推出的力叫推件力。 由文献 1 P47 式（ 2-32）得 推件力 FT=n KT F FT 卸料力系数， 由文献 1 P48 查表 2-11 KT=0.1， n 同时卡在凹模里的工件数目 n=h/t（ h 圆柱形凹模腔口高度； t 材料厚度）； F 冲裁力或拉深力。 F2=n K F2=（ 7/0.3） 0.1 207.24=483.56N， F4=n K F4=（ 7/0.3） 0.1 207.24=483.56N， nts 第 15页 F5=n K F5=（ 7/0.3） 0.1 4270.2=9963.8N， F7=n K F7=1 1904.1=1904.1N。 6 顶件力的计算： 从凹模内将工件或者材料逆冲裁方向顶出的力叫顶件力。 由文献 1 P47 式（ 2-33） 顶件力 FD=KD F FD 卸料力 系数， 由文献 1 P48 查表 2-11 KD=0.14， F 冲裁力或拉深力。 F2D=KD F4 =0.14 207.24=29.0136N， F4D=KD F5 =0.14 207.24=29.0136N， F5D=KD F6 =0.14 4270.2=589.008N， F7D=KD F7 =0.14 1904.1=266.574 N， 7.模具压力中心的确定： 由文献 1 P76 可知 冲压力合力的作用点称为压力中心。冲模压力中心尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳工作，减 少导向件的磨损，提高模具以及压力机的寿命。冲模压力中心的求法 ,采用求平行力系合力作用点的方法。具体方法如下： 确定直角坐标系 x y； 计算出级进模各工序的力，如冲裁力、拉深力等，并求出各部分的重心位置的坐标数值 (x1， y1)、 (x2， y2)、 (xn， yn)； 各部分中心位置的坐标分别为： (0， 0)， (16， 0)， (32， 0)， (56， 0)， (72， 0)， (88， 0)， (104， 0)， (120， 0) ，（ 136， 0），（ 152， 0）。 按下列公式求冲模压力中心的坐标数值 (x0， y0)； x0=(L1x1+L2x2+L3x3+L4x4+L5x5+L6x6+L7x7+L8x8+L9x9)/(F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9) y0=(L1y1+L2y2+L3y3+L4y4+L5y5+L6y6+L7y7+L8y8+L9y9)/(F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+nts 第 16页 F9) x、 y 坐标数值， L 工件轮廓， F 各工序压力。 x0=(8304 0+5753 16+10414 32+9992 56+3412 72+1474 88+1008104+43776 120+3699 136+9595 152)/(8304+5753+10414+9992+3412 +1474+1008+43776+3699+9595) =8679680/97427 =89.09 ， y0=0。 3.5 级进模具的零件设计 1 凸模和凹模设计原则 凸模和凹模直接担负着冲压或拉深的工作。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： 凸模和凹模要有足够的刚性与强度。由于在高速连续作业的条件下，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 级进模中许多凸模、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。 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。 多工位级进模的凸模、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。 余料排除方便及时。级进模的连续冲制过程中，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。 便于制造、测量和组装。 2 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nts 第 17页 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。 在本模具中因外行相对简单 ,所以凸模均作成整体式采用小台阶固定。这样提高了模具制造的精度以及安装精度。 图 3-2 拉深 凸模 图 3-3 落 料 上 模 图 3-4 弯曲 凸模 nts 第 18页 图 3-5 切边 凸模 凸模的设计根据其外形，设计为直通式的，便于线切割加工。 图 3-7 翻边凸模具 图 3-6 冲预制孔凸模 nts 第 19页 图 3-8 胀形凸模 图 3-9 侧冲孔凸模 图 3-10 落料凸模 nts 第 20页 3 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。由于几个冲裁工序中冲裁形状均较复杂，故都采用 直 刃口，尤其是 在最后切边工序时，用上出件方式，更应选用。 刃口高度为 2mm,此刃口强度较好，孔口尺寸不随刃磨而增大，但推件力大 。 拉 深的凹模则按照简易原则，基本都为易加工的圆形。 图 3-11 冲预制孔凹模尺寸 图 3-12 翻边凹模 nts 第 21页 图 3-13 拉深凹模 3.6 冲裁刃口尺寸计算 1 冲裁刃口尺寸计算原则： a）落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸； b）考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后增大的，其刃口的公称尺寸应取工件公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减小的，其刃口尺寸应取工件尺寸公差范围内较大的数值； c）一般模具制造精度比工件精度高 3 4 级。 d）对于级进模的工艺尺寸不必计算其刃口尺寸。 2 冲裁工作尺寸的计算： 公式 变小的尺寸 A=4)( xA增大的尺寸 B=4)( xB无变化尺寸 C=2C公式中 A、 B、 C 凸模刃口尺寸， 模具公差，可取 = /4， 零件公差。 . 工位 2 冲 预制 孔凸模、凹模刃口尺寸，尺寸如图所示： Dp=4)( xA=(1+0.3 0.14)-0.035=0.042-0.035 nts 第 22页 Dd=(Dp+Zmin)+ d=(0.042+0.01)+0.035=0.052+0.035 . 工位 5 冲切边的凸模、凹模尺寸，尺寸如图所示： Dp=4)( xA=(129.4+0.3 0.14)-0.035=129.86-0.035 Dd=(Dp+Zmin)+ d=(129.86+0.01)+0.035=129.96+0.035 工 位 7 落料凸凹模尺寸，尺寸如图所示 Dp=4)( xA=(57.7+0.3 0.22)-0.055=3.8082-0.055 Dd=(Dp+Zmin)+ d=(3.8082+0.01)+0.055=3.9082+0.05 3 拉深模工作部分尺寸计算： 王新华冲模设计与制造实用计算手册 P132，零件尺寸按照外形表注，选凹模为基准，计算公式为： D 凹 =（ D-0.75） +凹 ； D 凸 =D-0.75 -2 Zmin； 各拉深凸凹模尺寸计算如下示： 凹模 1： =0.22， D1=9.3-0.75 0.22= 02.0135.9 ； 凸模 1： =0.22， d1=9.3-0.75 0.22-2 0.3=01.0535.8 ； 3.7 卸料板的设计 在本副模具中，将卸料板做成一整块，以后的每个工序中，整体卸料板在冲裁、拉深完结之后，在弹簧力的作用下，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 4-9 所示： nts 第 23页 图 3-11 卸料板 nts 第 24页 第 四 章 级进模压力机的选用 4.1 压力机选用原则 当拉深行程比较大，并且为落料、拉深等的级进工序时，不能简单地将落料力与拉深力迭加去选择压力机，因为压力机的公称压力是指在接近下死点时的压力机压力。因此，应该注意压力机的压力 -行程曲线。否则很可能由于过早地出现最大冲压力而使压力机超载损坏。一般可按下式作概略计算： 浅拉深： F =（ 0.7-0.8） F0 深拉深： F =（ 0.5-0.6） F0 公式中 , F 在这里是拉深力、压边力以及各冲裁力的总和。 F0 压力机 的公称压力。 各工序的所需力的总和分别为： F 冲裁 =F2 冲 +F4 冲 +F5 冲 +F7 冲 =207.24+207.24+4270.2+1904.1=6588.78N， F 卸料 =F2+F4+F5+F7 =6.52806+14.5068+14.5068+298.24+133.28+67.45662=534.42N， F 推 = F2+F4+F5+F7 =483.56+483.56+9963.8+1904.1=12835.02N F 顶 =F2+F4+F5+F7 =29.0136+29.0136+589.008+266.574=913.6092N， F 总 = F 冲裁 + F 拉深 + F 整形 + F 卸料 + F 推件 + F 顶件 + Q 压边 =6588.78+534.42+12835.02+913.6092=20871.8292N 由于 F =（ 0.7-0.8 ） F0，取系数 0.8，有 F0= F 总 /0.8=106298.75/0.8=132873N=26089.7865N=26.897865KN， 查 P23冲压手册 表 1-5(开式压力机规格 )，初选择 63KN 的开式压力机 J，其技术参数如下 : 公称压力： 63KN 公称力行程： 3.5mm 滑块行程： 50mm 行程次数： 200spm nts 第 25页 最大装模高度： -mm 装模高度调节量： -mm 工作台尺寸：前后 315mm、左右 200mm 4.2 压力机的校核 1.压力行程 : 拉深一般需要较大的行程 ,在拉深中为了便于安放毛坯和工件 ,其行程一般为拉深件高度 的 2.5 倍。 该零件的最大高度 h=7 ， 2.5h=2.5 7=17.5 70 ,所以满足。 压力机工作台面尺寸 : 由于模具外形尺寸为：前后 300 ，左右 400 ，而压力机工作台面尺寸为：前后 315mm、左右 200mm，所以 不 满足条件。 2.重 选压力机 查 P23冲压手册 表 1-5(开式压力机规格 )，初选择 160KN 的开式压力机 J，其技术参数如下 : 公称压力： 160KN 公称力行程： 5mm 滑块行程： 70mm 行程次数： 115spm 最大装模高度： 300mm 装模高度调节量： 60mm 工作台尺寸：前后 300mm、左右 450mm 3.压力机的再次校核 压力行程 : 拉深一般需要较大的行程 ,在拉深中为了便于安放毛坯和工件 ,其行程一般为拉深件高度的 2.5 倍。 该零件的最大高度 h=7 ， 2.5h=2.5 7=17.5 70 ,所以满足。 压力机工作台面尺寸 : nts 第 26页 由于模具外形尺 寸为：前后 300 ，左右 400 ，而压力机工作台面尺寸为：前后 300mm、左右 450mm，所以满足条件。 主要参数均符合条件，因此最终选用 160KN 的开式压力机。 nts 第 27页 第 五 章 辅助装置 5.1 固定板 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，凹模固定板亦采用整体结构。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，
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