补强板级进模设计

第页摘 要本 文 分 析 了 补 强 板 的 工 艺 特 点 ， 确 定 了 补 强 板 的 成 形 工 艺 方 案 。 其 中 包括 利 用 CAD 软 件 进 行 工 件 展 开 图 的 尺 寸 计 算 、 工 件 的 工 艺 分 析 、 冲 裁 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 、空 位 、 弯 曲 、 卷 圆 、 起 伏 成 形 、 落 料 等 17 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 ： 级 进 模 工 艺 分 析 模 具 设 计 冲 裁 弯 曲 卷 圆 起 伏 成 形第页ABSTRACTThis paper analyzes the characteristics of the reinforcement plate technique to determine the reinforcement plate forming process. Including the use of CAD software to calculate the size of the workpiece expansion plan, parts of the process analysis, punching force calculation, mold design, the difficulty to determine the progressive die and mold layout the overall structure of the program. The progressive die with punching, space, bending, rolling, rolling forming, blanking and other 17 stations. Details of the punch, die, fixed panels, unloading equipment and other parts of the design and manufacture, and press option. It illustrates the working process of the mold, the forming the coordination of movement, as well as punch and die inserts the assembly space, and to develop a typical machining process.Keywords ： progressive-die technical analysis mold design punching technical analysis目 录前 言 .1绪 论 .3第 一 章 课 题 任 务 介 绍 .51.1 零 件 介 绍 .51.2 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 的 内 容 和 要 求 .61.3 课 题 研 究 进 度 计 划 .61.4 研 究 成 果 及 其 鉴 定 方 式 .6第 二 章 模 具 工 艺 分 析 .72.1 零 件 工 艺 性 分 析 .72.2 工 件 展 开 尺 寸 计 算 .72.3 排 样 设 计 分 析 .82.4 冲 切 刃 口 设 计 原 则 .92.5 工 序 排 样 .10第 三 章 级 进 模 具 设 计 .133.1 级 进 模 结 构 设 计 方 法 .133.2 本 次 模 具 总 体 结 构 .143.3 模 具 工 作 原 理 .143.4 工 艺 计 算 .143.5 级 进 模 具 的 零 件 设 计 .163.5.1 凸模和凹模设计原则 .163.5.2 凸模的设计 .173.5.3 凹模的设计 .173.6 冲 裁 刃 口 尺 寸 计 算 .183.6.1 冲裁刃口尺寸计算原则 .183.6.2 冲裁工作尺寸的计算 .183.7 弯 曲 模 具 的 设 计 .223.8 卸 料 板 的 设 计 .22第 四 章 级 进 模 压 力 机 的 选 用 .244.1 压 力 机 选 用 原 则 .244.2 压 力 机 的 校 核 .25第 五 章 辅 助 装 置 .265.1 固 定 板 .265.2 垫 板 .265.3 模 架 .26第 六 章 标 准 件 的 选 用 .276.1 螺 钉 和 销 钉 的 选 用 .276.2 模 具 材 料 的 选 用 .27第 七 章 安 装 与 配 合 .287.1 凸 、 凹 模 的 安 装 .287.2 卸 料 装 置 .287.3 装 配 采 用 H7/m6 的 部 分 .29结 论 .30参 考 文 献 .31致 谢 .32前 言冲 压 工 艺 应 用 范 围 十 分 广 泛 ， 在 国 民 经 济 各 个 部 门 中 ， 几 乎 都 有 冲 压 加 工 产品 ， 如 汽 车 、 飞 机 、 拖 拉 机 、 电 机 、 电 器 、 仪 表 、 铁 道 、 邮 电 、 化 工 、 以 及 轻工 利 用 产 品 中 均 占 有 相 当 大 的 比 重 。冲 压 加 工 的 优 点 是 生 产 率 高 、 质 量 稳 定 、 耗 费 低 ， 特 别 适 宜 大 批 量 生 产 ， 易于 机 械 化 和 自 动 化 。 为 了 充 分 发 挥 冲 压 加 工 的 优 越 性 ， 扩 大 其 应 用 范 围 ， 近 年来 ， 国 内 外 都 在 研 究 如 何 把 冲 压 加 工 用 于 多 种 品 、 小 批 量 生 产 ， 比 如 简 易 模 具的 采 用 、 生 产 线 的 合 理 化 、 以 及 数 控 冲 床 和 冲 压 中 心 等 ， 就 是 在 这 方 面 的 具 体应 用 。冲 压 是 利 用 冲 模 在 压 力 机 上 对 金 属 （ 或 非 金 属 ） 板 料 施 加 压 力 使 其 产 生 分 离或 塑 性 变 形 ， 从 而 得 到 一 定 形 状 ， 并 且 满 足 一 定 使 用 要 求 的 零 件 的 加 工 方 法 。由 于 通 常 是 在 常 温 （ 冷 态 ） 下 进 行 的 ， 所 以 又 称 为 冷 冲 压 。 又 由 于 它 主 要 用 于加 工 板 料 零 件 ， 所 以 有 时 也 叫 做 板 料 冲 压 。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 。与 普 通 冲 模 相 比 ， 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 。级 进 模 在 过 去 ， 因 为 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 以 上 的 就 很 少 见 了 ， 所以 多 工 位 这 个 词 过 去 就 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 的 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 限制 模 具 设 计 与 制 造 的 关 键 ， 从 目 前 了 解 到 的 情 况 ， 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 ， 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 所 占 比 例 还 是 很 少 很 少 。本 文 以 补 强 板 模 具 的 设 计 为 主 线 ， 依 据 模 具 的 基 本 组 成 部 分 ， 采 取 基 础 和 设计 技 巧 相 结 合 ， 理 论 与 实 践 相 结 合 ， 图 例 与 剖 析 相 结 合 ， 模 具 设 计 与 加 工 工 艺相 结 合 的 方 式 ， 对 模 具 结 构 设 计 中 的 关 键 之 处 以 及 可 能 出 现 的 问 题 和 处 理 方 式进 行 详 细 地 剖 析 。 同 时 ， 从 模 具 的 加 工 工 艺 的 角 度 出 发 ， 分 析 并 提 供 便 于 加 工的 模 具 结 构 形 式 ， 使 模 具 设 计 和 加 工 更 加 紧 密 的 结 合 在 一 起 。毕 业 设 计 是 按 检 阅 资 料 、 学 习 、 消 化 、 吸 收 、 创 新 的 思 路 进 行 的 。 整 个 设 计是 在 老 师 的 辅 导 下 以 及 和 同 学 的 相 互 探 讨 下 完 成 ， 由 于 知 识 经 验 的 局 限 性 ， 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 这 次 毕 业 设 计 中 ， 我 的 指 导 老 师 王 鑫 给 了 我 很 大 的 帮 助 ， 在 此 表 示 衷 心 的感 谢 ！绪 论冲 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 者 分 离 ， 完 成 冲 压 工 序 作 用 。单 工 序 模 ， 指 在 压 力 机 的 一 次 行 程 中 ， 完 成 一 道 冲 压 工 序 的 模 具 。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 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 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 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 板 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 的 综 合 应 用 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 。因 此 ， 多 工 位 级 进 模 的 广 泛 应 用 ， 展 示 了 现 代 冲 压 水 平 的 标 志 。就 其 冲 压 而 言 ， 多 工 位 级 进 模 和 其 它 冲 模 相 比 ， 其 主 要 特 点 如 下 ：(1)所 用 的 材 料 主 要 是 黑 色 或 有 色 金 属 ， 材 料 的 形 状 多 为 具 有 一 定 宽 度 的 长条 料 ， 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 作 ， 所以 要 求 使 用 的 条 料 应 越 长 越 好 ， 对 于 薄 料 长 达 几 百 米 以 上 ， 中 间 不 允 许 有 接 头 ，料 厚 为 0.16mm， 多 数 使 用 0.151.5mm 的 材 料 ， 而 且 有 色 金 属 居 多 。 料 宽 的尺 寸 要 求 必 须 一 致 ， 应 在 规 定 的 公 差 范 围 内 ， 且 不 能 有 明 显 的 毛 刺 ， 不 允 许 有扭 曲 ， 波 浪 和 锈 斑 等 影 响 送 料 和 冲 压 精 度 方 面 的 缺 陷 存 在 。(2)所 用 的 压 力 机 刚 性 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 数 较 小 ， 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 距 工 位 数 较 多 ， 冲 压 力 较 大 和 冲 压次 数 较 高 的 情 况 下 ， 使 用 闭 式 压 力 机 比 较 合 适 。(3)送 料 方 式 按 “步 距 ”间 歇 或 直 线 连 续 送 给 。 不 同 的 级 进 模 “步 距 ”的大 小 是 不 相 等 的 ， 具 体 数 值 在 设 计 排 样 时 确 定 ， 但 送 料 过 程 中 “步 距 ”精 度必 须 严 格 控 制 才 能 保 证 冲 件 的 精 度 与 质 量 。(4)冲 压 的 全 过 程 在 未 完 成 成 品 件 前 的 毛 胚 件 始 终 离 不 开 条 料 和 载 体 ， 在 级进 模 中 ， 所 有 工 位 上 的 冲 裁 ， 那 些 被 冲 掉 下 来 的 部 分 都 是 无 用 的 工 艺 或 者 费 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 始 终 与 条 料 连 在 一 起 ， 知 道 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 。(5)适 合 大 批 量 中 小 型 产 品 零 件 的 生 产 ， 冲 压 精 度 高 ， 尺 寸 一 致 性 好 ， 冲 件均 具 有 很 好 的 互 换 性 。(6)生 产 效 率 高 。 由 于 排 样 采 用 多 排 ， 一 次 冲 压 可 以 出 多 件 。 采 用 高 速 冲 压 ，每 分 钟 冲 次 比 普 通 冲 压 高 出 十 几 倍 ， 生 产 效 率 高 。(7)在 一 副 模 具 的 不 同 工 位 上 ， 可 以 完 成 多 种 性 质 的 冲 压 工 序 。 多 工 位 级 进模 是 集 各 种 冲 压 为 一 体 ， 功 能 最 多 的 高 效 模 具 ， 它 只 需 一 台 压 力 机 ， 而 单 工 序模 需 用 多 副 模 具 ， 多 台 压 力 机 完 成 同 类 的 加 工 。(8)模 具 综 合 技 术 含 量 高 ， 模 具 结 构 比 较 复 杂 ， 加 工 精 度 和 制 造 技 术 要 求 高 。没 有 较 先 进 的 精 加 工 社 别 和 熟 练 而 有 经 验 的 模 具 钳 工 ， 加 工 ， 装 配 ， 调 试 和 维修 均 难 于 获 得 完 满 效 果 。(9)可 以 实 现 自 动 化 生 产 。 当 模 具 调 整 好 后 ， 可 以 不 用 人 在 设 备 旁 长 期 守 着 ，一 旦 冲 压 过 程 异 常 ， 由 于 模 具 上 装 有 安 全 保 护 装 置 ， 设 备 会 自 动 停 机 ， 故 能 实现 冲 压 自 动 生 产 。(10)模 具 制 造 周 期 较 长 ， 成 本 高 。 多 工 位 级 进 模 随 着 工 位 数 的 增 加 ， 相 应要 加 工 的 模 具 零 件 数 也 多 了 ， 其 中 工 件 零 件 除 采 用 常 规 方 法 加 工 外 ， 精 加 工 都要 采 用 高 精 度 的 精 密 设 备 ， 不 仅 加 工 周 期 长 ， 而 且 工 时 费 比 普 通 加 工 高 许 多 ，所 以 成 本 比 普 通 冲 模 高 。(11)工 作 零 件 采 用 超 硬 材 料 制 造 ， 模 具 寿 命 长 。 由 于 多 工 位 级 进 模 可 以 将复 杂 的 内 外 型 分 解 成 由 若 干 个 工 位 冲 成 ， 每 个 工 位 的 冲 压 复 杂 性 相 对 比 较 简 单 。工 作 零 件 采 用 硬 质 合 金 或 钢 结 硬 质 合 金 ， 不 但 制 造 比 较 容 易 ， 也 便 于 维 修 更 换 ，使 模 具 的 使 用 寿 命 大 大 延 长 ， 寿 命 最 长 的 达 亿 次 以 上 。第一章 课题任务介绍1.1 零件介绍本 课 题 零 件 见 图 1 所 示 ， 材 料 为 厚 1mm 的 45 钢 ,要 求 大 批 量 生 产 。 该 零 件属 于 冲 裁 、 弯 曲 ， 对 工 艺 与 模 具 的 要 求 高 。图 1.1 零件二维工程图1.2 毕业设计（论文）的内容和要求本 课 题 来 源 于 工 程 实 际 ， 需 多 副 模 具 完 成 ， 有 一 定 难 度 。 本 题 目 要 求 学 生有 一 定 的 模 具 设 计 能 力 并 熟 练 运 用 计 算 机 进 行 绘 图 及 造 型 ， 会 查 阅 相 关 设 计 资料 及 手 册 。1.3 课题研究进度计划 第 一 周 查 找 相 关 资 料 ， 完 成 外 文 翻 译第 二 周 熟 悉 软 件 的 应 用 ， 完 成 产 品 三 维 实 体 造 型第 三 四 周 确 定 成 型 方 案 ， 完 成 开 题 报 告第 五 七 周 完 成 模 具 总 图 的 设 计第 八 十 周 进 行 模 具 零 件 图 的 结 构 设 计第 十 一 周 完 成 零 件 加 工 程 序 的 编 制第 十 二 十 三 周 撰 写 毕 业 设 计 说 明 书第 十 四 周 整 理 资 料 ， 准 备 答 辩1.4 研究成果及其鉴定方式 研 究 成 果 的 形 式 ： (a)开 题 报 告 和 英 文 译 文 ；(b)文 献 检 索 结 果 ；(c)产 品 三 维 图 与 二 维 工 程 图 ；(d)模 具 结 构 草 图 、 模 具 工 程 图 纸 、 零 件 图 ； 毕 业 设 计 图 纸 不 少 于 三 张A0 图 纸 ， 论 文 不 少 于 15000。第 二 章 模 具 工 艺 分 析2.1 零件工艺性分析冲 压 件 的 工 艺 性 是 指 冲 压 件 对 冲 压 加 工 的 适 应 性 ， 即 是 否 能 用 最 简 单 的 模 具结 构 、 最 少 的 工 序 、 最 低 的 成 本 加 工 出 符 合 要 求 的 工 件 。 着 重 从 产 品 的 几 何 形状 、 尺 寸 大 小 、 精 度 高 低 、 原 材 料 性 能 等 多 个 方 面 进 行 考 虑 。(1)冲 压 材 料 ： 该 冲 压 件 的 材 料 45 钢 ， 45 钢 为 优 质 碳 素 结 构 钢 ， 具 有 较好 的 可 冲 压 性 能 。(2)零 件 结 构 ： 该 冲 压 件 结 构 简 单 ， 比 较 适 合 冲 裁 。(3)尺 寸 精 度 ： 零 件 图 上 所 有 未 注 公 差 的 尺 寸 属 于 自 由 尺 寸 ， 可 按 IT14 级确 定 工 件 尺 寸 的 公 差 。(4)综 上 所 述 ： 该 工 件 适 合 冲 压 。2.2 工件展开尺寸计算多 工 位 级 进 模 设 计 时 ， 要 根 据 零 件 图 计 算 ， 并 绘 制 出 零 件 的 工 程 图 。零 件 毛 坯 尺 寸 的 求 解 如 图 所 示 ：A=64.1mm2图 2.1 零件二维工程图2.3 排样设计分析冲 裁 件 在 条 料 ， 带 料 或 板 料 上 的 布 置 叫 排 样 。 排 样 合 理 就 能 用 同 样 的 材 料 冲出 更 多 的 零 件 来 ， 降 低 材 料 的 消 耗 。 大 批 量 生 产 时 ， 材 料 费 用 一 般 占 冲 裁 件 的成 本 百 分 只 六 十 以 上 。 因 此 ， 材 料 的 经 济 利 用 ， 冲 裁 质 量 ， 生 产 率 ， 模 具 结 构与 寿 命 ， 生 产 操 作 方 便 与 安 全 等 。排 样 的 意 义 就 在 于 保 证 最 低 的 材 料 消 耗 和 最 高 的 劳 动 生 产 率 得 到 合 格 的 零 件 。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 续 要 求考 虑 到 工 序 排 样 要 求 ， 毛 坯 采 用 单 排 方 案 ， 如 图 3.1 所 示 ：图 2.2 毛 坯 排 样 图2. 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 ： A=c+a式 中 A-冲 裁 步 距c-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 ： A=24mm3. 条 料 宽 度条 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 。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-=72-0.6mm （ 查 表 P36 表 2-3）4 材 料 利 用 率材 料 利 用 率 定 义 为 ： = nF/(BA) 100%式 中 -材 料 利 用 率F-产 品 毛 坯 外 形 所 包 容 的 面 积B-条 料 宽 度A-冲 裁 步 距n-一 个 步 距 里 冲 件 数 目该 零 件 材 料 利 用 率 为 ： =956.65/(75 22) 100% =57.9%2.4 冲 切 刃 口 设 计 原 则在 级 进 模 设 计 中 ， 为 了 实 现 复 杂 零 件 （ 如 含 有 弯 曲 、 拉 深 、 成 形 等 多 种 工序 的 冲 压 件 ） 的 冲 压 或 简 化 模 具 结 构 ， 一 般 总 是 将 复 杂 外 形 和 内 形 孔 分 解 为 若干 个 简 单 几 何 单 元 ， 逐 步 冲 切 ， 因 此 就 需 要 设 计 每 次 冲 切 时 的 凸 模 和 凹 模 刃 口外 形 。 冲 切 刃 口 设 计 原 则 ：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 。2.5 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 学 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 个 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 ；（ 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 补 强 板 级 进 模 模 具 设 计 中 ， ， 空 了 4 个工 位 。3 载 体 的 设 置级 进 冲 压 过 程 是 连 续 进 行 的 ， 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 就 是 级 进 模 冲 压 时 条 料 上 连 接 工 序 件 并 将 工 序 件 在模 具 上 稳 定 送 进 的 那 一 部 分 材 料 。 载 体 由 形 式 和 尺 寸 两 个 要 素 决 定 ， 它 们 与 产品 外 形 和 尺 寸 有 密 切 关 系 。 载 体 强 度 不 可 单 纯 依 靠 增 加 载 体 宽 度 来 补 救 ， 更 重要 的 是 靠 合 理 的 选 择 载 体 形 式 。 按 照 载 体 的 位 置 和 数 量 一 般 可 以 把 载 体 分 为 四类 ： 边 料 载 体 、 单 侧 载 体 、 双 侧 载 体 、 中 间 载 体 。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 。 条 料 载 体 基 本 上 有 三 种 形 式 ： 双 侧 载 体 、 中间 载 体 和 单 侧 载 体 。4 导 料 板 设 置导 料 是 工 序 件 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 ， 因 此 采 用 导 料 浮 顶 销 进 行 导 料 。 该模 具 采 用 无 侧 压 导 料 板 。5 工 序 排 样工 序 排 样 是 级 进 冲 压 排 样 中 的 最 后 一 步 ， 是 在 毛 坯 排 样 和 冲 切 刃 口 外 形 设 计的 基 础 上 进 行 的 。 其 内 容 主 要 有 ： 工 序 确 定 与 排 序 、 空 工 位 的 设 置 、 载 体 设 置 、定 距 形 式 选 择 与 进 距 精 度 。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 2.3 所 示图 2.3 工序排样图具 体 工 位 安 排 如 下 ：模 具 总 长 500mm， 宽 200mm， 闭 合 高 度 为 240mm。 整 副 模 具 共 有 17 道 工 序 ，其 中 含 4 个 空 位 。 介 绍 如 下 ： 第 一 道 工 序 冲 导 正 销 孔 。第 二 道 工 序 冲 凹 形 孔 。第 三 道 工 序 冲 凹 形 孔 。第 四 道 工 序 冲 L 形 孔 。第 五 道 工 序 空 工 位 。第 六 道 工 序 弯 曲 。第 七 道 工 序 空 位 。第 八 道 工 序 弯 曲 。第 九 道 工 序 弯 曲 。第 十 道 工 序 弯 曲 。第 十 一 道 工 序 空 工 位 。第 十 二 道 工 序 -折 u 形 弯第 十 三 道 工 序 -空 工 位第 十 四 道 工 序 -落 料第 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 。 （ 4） 压 力 机 的 选 择 ： 压 力 机 的 类 型 ； 压 力 机 规 格 。3.2 本 次 模 具 总 体 结 构图 3.1 模 具 图 （ 2D）本 模 具 是 一 套 14 个 工 位 带 料 级 进 模 （ 图 4.1） ， 完 成 冲 孔 、 弯 曲 、 空 位 、落 废 料 ； 采 用 手 工 送 料 ， 大 批 量 生 产 时 加 上 条 料 自 动 送 料 装 置 。 步 距24mm， 模 具 长 500mm， 宽 200mm。 模 具 结 构 见 图垫 板 与 凸 模 固 定 板 之 间 的 距 离 为 10mm， 模 具 闭 合 高 度 为 240mm。3.3 模 具 工 作 原 理本 模 具 是 一 套 17 工 位 级 进 模 （ 图 4.1） ， 采 用 手 工 送 料 ， 大 批 量 生 产 时 加上 条 料 自 动 送 料 装 置 。 步 距 24mm， 模 具 长 500mm， 宽 200mm。 模 具 结 构 见图 3.1， 采 用 滚 动 导 套 模 架 ， 凸 模 固 定 板 用 于 安 装 异 形 凸 模 、 冲 孔 、 落 料 、 弯 曲 、卷 圆 、 起 伏 成 形 凸 模 和 凹 模 固 定 板 用 于 安 装 所 有 凹 模 镶 块 。 4 个 空 工 位 ， 为 了提 高 模 具 强 度 、 避 免 干 涉 、 保 证 模 具 的 寿 命 和 产 品 质 量 。 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