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车床手柄座夹具设计,设计

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十堰职业技术学院车床手柄座加工夹具设计班级05644学号05644023姓名十堰职业技术学院机械加工工艺卡片工件名称钻工序号零件名称CA6140车床手柄座零件号零件重量073KG同时加工件数材料毛坯牌号硬度型号重量HT200HBS151229铸件072KG设备夹具辅助工具名称型号立式钻床Z525专用夹具安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度MM走刀次数切削深度MM进给量MM/R主轴转速R/MIN切削速度M/MIN基本工时MIN1钻圆锥孔5高速钢麻花钻1036272111036设计者指导老师梁式共1页第1页零件号零件名称十堰职业技术学院机械加工工艺过程卡片CA6140车床手柄座设备夹具刀具量具工序号工序名称名称型号名称规格名称规格名称规格工时（MIN）铣，半精铣凸台45M端面立式铣床X51专用夹具高速钢端铣刀25108铣，半精铣大端面立式铣床X51专用夹具高速钢端铣刀25游标卡尺163钻，扩，铰内258H孔立式钻床Z535专用夹具高速钢锥柄麻花钻扩孔钻铰刀游标卡尺239钻，粗铰，精铰孔107M立式钻床Z525专用夹具高速钢锥柄麻花钻，铰刀游标卡尺08铣槽234卧式铣床X63专用夹具高速钢圆柱形铣刀游标卡尺188钻粗铰精铰孔H立式钻床Z525专用夹具高速钢锥柄麻花钻，铰刀卡盘107钻底孔，攻螺纹M10MM立式钻床Z525专用夹具高速钢锥柄麻花钻,丝锥卡盘05钻圆锥孔5M立式钻床Z525专用夹具高速钢麻花钻036拉键槽6H9MM专用夹具042钻槽底通孔立式钻床Z525高速钢麻花钻101终检无锡职业技术学院毕业设计说明书第1页共27页引言一我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质量好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。具体表现在以下几个方面1、模具产品发展将大型化精密化2、多功能复合模具将进一步发展3、热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高4、气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展5、快速经济模具的前景十分广阔6、模具标准件的应用将日渐广泛7、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视8、在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术9、快速原型制造RPM技术得到更好的发展10、高速铣削加工将得到更广泛的应用11、模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用12、模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展13、模具自动加工系统的研制和发展无锡职业技术学院毕业设计说明书第2页共27页二由于本次设计为冲压模具设计在此特别列出冲压模的发展方向冲压工艺与模具的发展方向1成形性工艺与理论的研究近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压见件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为58MM以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25MM的厚板实现精密冲裁，并可对B900MPA的高强度合金材料进行精冲。由于引入了CAE，冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。2冲压加工自动化与柔性化为了适应大批量、高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构。对于大型冲压件，例如汽车覆盖件，专门配置了机械手或机器人，这不仅大大提高了冲压件的生制件质和生产率，而且也增加了冲压工作和冲压工人的安全性。在中小件的大批量生产方面，现已广泛应用多工位级进模、多工位压力机或高速压力机。在小批量多品种生产方面，正在发展柔性制造系统（FMS），为了适应多品种生产时不断更换模具的需要，已经成功地发展了一种快速换模系统，现在，换一副大型的冲压模具，仅需68分钟即可完成。此外，近年来，集成制造系统（CIMS）也正被引入冲压加工系统，出现了冲压加工中心，并且使设计、冲压生产、零件运输、仓储、品质检验以无锡职业技术学院毕业设计说明书第3页共27页及生产管理等全面实现自动化。3为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势发展了一些新的成形工艺如高能成形和旋压等、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。4不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果例如，研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度无锡职业技术学院毕业设计说明书第4页共27页第1章零件的工艺性分析及排样图设计手柄多工位级进模设计摘要分析了文件夹手柄多工位级进模的冲压工艺,设计了排样图及模具结构说明了模具结构的特点该模具的上下模固定板具有高精度的长寿命,可快速更换凸模和凹模镶块,逐步形且重复装配精度高,可快速定位导料板,卸料板上安装了弯曲上模,卸料板既可弹性压料又可刚性卸料关键词文件夹手柄多工位级进模工艺分析ABSTRACTTHESTAMPINGTECHNOLOHYOFMULTIPOSITIONPROGRESSSIVEDIEOFHANDLEOFFILECLIPWASANALYZEDTHELAYOUTANDMOULDSTRUCTUREWEREDESIGNEDTHEFEATURESOFMOULDSTRUCTUREWEREEXPLAINEDTHEFIXEDBOARDSOFMOULDWEREPROVIDEDWITHHIGHPRECISIONANDLONGLIVESTHEPUNCHANDDIEPIECESCANBEREPLACEDRAPIDLYANDHAVEHIGHREPEATEDASSEMBLINGPRECISIONTHELEADINGBOARDSCANBEFASTPOSITIONEDTWOBENDINGPUNCHESAREINSTALLEDONTHESTRIPPINGBOARDANDTHESTRIPPINGBOARDCANPRESSWORKPIECESMATERIALFLEXIBLYANDSTRIPBLANKMATERIALFROMPUNCHESRIGIDLYKEYWORDSHANDLEOFFILECLIPMULTIPOSITIONPROGRESSIVEDIETECHNICALANALYSIS该手柄是文件夹上的一个零件，安装在文件夹的两端，用于打开或关闭文件夹。文件夹是一种办公用品，市场需求量大，所以这种手柄的生产批量很大，其产品图如图L所示。图1文件夹手柄无锡职业技术学院毕业设计说明书第5页共27页11工艺分析此手柄冲压件为小型零件，生产量很大，为了提高生产率，降低生产成本，故采用多工位级进模用厚度为O8MM,宽度为660MM的10钢带料，在配有自动送料机械的高速冲床上冲压生产这种手柄。从图L可知，手柄有一个头部和一个尾部，头部需要拉深成形，尾部需要弯曲冲孔的工艺性该冲压件上有两个导正孔待冲最后被连同载体一起切掉,孔径为3MM，孔尺寸精度要求一般，可采用冲孔。弯曲工艺性图示零件包含2个弯曲部位。各弯角处的弯曲圆角半径均为08MM，根据弯曲工艺性数据知，各弯角均可弯成。展开展开的目的是为是确定毛胚形状及尺寸，是下料，排样，以及相关刃口设计的依据展开方法手柄头部拉深部分，按面积相等原则计算头部各处直径得R758MM，R697MM弯曲部分按应变中性层长度不变原则计算相应毛胚尺寸计算公式如下理论计算公式LL1L2/2RXT（X为中性层位移系数）计算得其展开图2如所示。图2手柄毛胚无锡职业技术学院毕业设计说明书第6页共27页12排样设计排样设计的基本内容排样设计主要解决以下三问题1产品零件的毛坯如何从条料上截取2构成产品零件的级进冲压工序有哪些3各工序如何组合如何排序具体内容有1毛胚排样，以确定毛胚在条料上的截取方式，设计搭边，载体等并定出步距2设计冲切刃口，合理分解刃口刃口分解应遵循以下原则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，要有足够的强度，要便于加工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连接应平直或圆滑。4分段搭接点应尽量少，搭接点位置要避开产品零件的薄弱部位和外形的重要部位，放在不注目的位置。5有公差要求的溢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复杂外形以及有窄槽或细长臂的部位最好分解，复杂内形最好分解。7外轮廓各段毛刺方向有不同要求时应分解。8刃口分解应考虑加工设备条件和加工方法，便于加工。3）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；对序组排序，确定工位数和每一工位的加工工序。4确定裁体形式与毛坯定位方式。5）设计导正孔直径，数量及布置本设计中排样相关设计为了提高材料利用率和生产效率，可将手柄的尾部相互嵌入，采取双出排样，查得搭边值AMIN200MM,根据毛胚的外形尺寸,以及步距长度圆整数要求,最终确定送料步距为290MM无锡职业技术学院毕业设计说明书第7页共27页通过对制件的分析，反复比较，最终的排样设计如图3所示。图3排样设计第1工步在废料搭边上冲出精确定位的工艺孔。第2工步冲切手柄的头部废料，并可利用侧刃进行送料的初定位。为了保证冲裁凹模的强度，第1工步和第2工步不能同时冲裁。第3工步拉深成形手柄的头部。第4工步冲切手柄尾部的废料。冲切尾部废料时，应在双出两手柄的柄翼之间留有搭边。否则在切除尾部废料后，片料会分成相互独立的两部分，使以后的弯曲和切断工步极可能产生单边缺陷双出两手柄的尺寸不一样，影响产品质量的稳定性。为了保证冲切尾部废料凹模的强度，因此在第3工步和第4工步之间、第4工步、第4工步和第5工步之间分开来冲切尾部废料。很显然，冲切尾部废料必须在弯曲尾部之前进行。因为拉深头部需要较大的力，且拉深力是指向片料两侧的拉应力；如果在冲切尾部废料之后再拉深头部，会使柄翼之间留有的搭边拉长，影响后续工步的精度，因此第4工步必须安排在第3工步之后。第5工步为空步，便于布置冲切尾部废料凹模和弯曲下模。因为尾部为倾斜的“U”形弯，需要分几个工步进行，第6工步弯曲尾部的小端，弯曲角度为90。第7工步预弯，预弯角度为40。第8工步才最终完成倾斜的“U”形弯曲。因为第8工步的弯曲上模为悬臂状态，且强度不好，如果没有第7工步的预弯，则第8工步的弯曲变形力较大，弯曲上模容易断、寿命不长，因此在第8工步之前必须增加一道预弯工步。第9工步为空步，便于布置弯曲下模和切断凹模。第10工步为最后的切断工步，用来切断双出两手柄的柄翼之间留下的搭边、切无锡职业技术学院毕业设计说明书第8页共27页断前后两工步之间的搭边。第2章模具结构设计及零件设计2级进模的功能结构根据级进模备部分的功能，其结构也可以划分为工作单元和辅助单元，工作单元完成冲压作业主要内凸模扣凹模组成。辅助单元是指保证模具精度、零件连接关系等的部分。图4,表1是级进模中从功能上考虑的主要结构图4级进模功能结构关系级进模工作单元辅助单元凸模凹模导向卸料定位固定上模座导套下模座导柱固定卸料板弹压卸料板卸料螺钉粗定位精定位凸模固定凹模固定固定板垫板挡料销侧刃导正销导料板无锡职业技术学院毕业设计说明书第9页共27页表1级进模功能结构表单元功能主要零件工作单元成形加工凸模、凹模卸料卸料板、卸料螺钉、弹簧X向挡料销、侧刃Y向导料板、侧压装置Z向浮顶销定位精定位导正销外导向模架、导柱、导套导向内导向小导柱、小导套固定凸模固定板、上下模座、模柄、螺钉、销钉器辅助单元其它承料板、限位板、安全检测2级进模结构设计原则1尽量选用成熟的模具结构或标准结构。2模具要有足够的刚性，以满足寿命和精度的要求3结构应尽量简单、实用、耍具有合双的经济性。无锡职业技术学院毕业设计说明书第10页共27页4能方便地送料操作要简便安全，出件容易。5要考虑废科的处理。6模具零件之间定位要准确可靠连接要牢靠。7要有利于模具零件的加工。8模具结构与现有的冲压设备要协调。9模具容易安装，易损件更换方便。设计中各考虑要素23本模具结构设计及零件设计231概要设计初定模具的基本结构如图下图所示项目内容要求冲压过程毛胚材料加工方法及工艺问题产品材料，种类，特性，形状，精度加工方法与过程，加工极限，工艺条件，材料的运动，成形工序，成形障碍，排样，尺寸精度，外观，性能材料定位毛胚材料在X,Y,Z方向的运动及与模具之间相对位置的保持导正销，导向，切边，挡料销，浮料销，浮顶器，推板，打板，误动作检测模具结构与加工单元的关系与毛胚材料运动的关系凸凹模关系的保持确保模具刚性的方法挡料销模具类型，模板类型，模板结构，卸料螺钉的使用方法，挡料销安装与安全模具再冲床上的安装与送料机构的关系与模具维护的关系搬运，保养，安全对策行程，送料线高度，夹持方法，模具的起吊，模具的大小，外形，模具的装配，分解，调整及防止危险的对策无锡职业技术学院毕业设计说明书第11页共27页图5模具的基本结构使用弹性卸料形式的卸料板，但不同普通的弹性卸料板，该卸料板在压力机下行程中用上模的压料弹钉压下，上模退回时在下模边的卸料板弹钉作用下上行，卸料行程在如上图所示的刚性限位装置限制这内导向机构外导向机构用滚动导向机构，内导向机构用滑动方式各模板厚度初定如下上模座50MM上模垫板15MM凸模固定板25MM凸模盖板15MM卸料板固定板30MM卸料板20MM凹模固定板30MM下模垫板15MM下模座50MM模具的闭合高度为2508MM无锡职业技术学院毕业设计说明书第12页共27页232工作机构设计凸凹模设计冲裁1冲裁凸凹模的设计原则模具的刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证。从生产实践中可以发现1）由于凸凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都是带有锥度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小段端尺寸等于凸模尺寸。2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。3）冲裁时，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，需考虑下述原则1）落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔件的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。2）考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内较小的尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔的尺寸公差范围较大的尺寸。这样，在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格零件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙值。确定冲裁刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。如果对刃口精度要求过高，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果刃口精度要求过低，则生产出来的零件可能不合格，或是使模具的寿命降低。若零件没有标注公差，则对于非圆形件可按IT14级精度来处理，冲模则可以按IT11级精度制造；对于圆形件，一般可按IT67精度来制造模具2冲裁间隙的选取冲裁间隙对总裁件的质量的影响当间隙大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，无锡职业技术学院毕业设计说明书第13页共27页冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺寸；当间隙小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凸、凹模挤压力大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。冲裁间隙对模具寿命的影响因为总裁过程中，模具端面受到很大的垂直压力与侧压力，而模具表面与材料的接触面限在刃口附近的狭小区域，这就意味即使整个模具和板材的接触面之间产生局部附着现象，当接触面发生相对滑动时，附着部分便发生剪切而引起磨损附着磨损，这是模具磨损的主要形式。当模具间隙减小时，接触压力会随之增大，摩擦距离也随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧，甚至使模具与材料之间产生粘着现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刀。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等勉强损坏，这些都是导致模具寿命大大降低。因此，适当增大模具间隙，可使凸、凹模侧面与材料间摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。但间隙过大时，板料的弯曲拉伸相应变大，使模具刃面上正压力增大，容易产生崩刃或产生塑性变形加剧，降低模具寿命。同时，间隙过大，卸料力会随之增大，也会加剧模具的磨损。所以选用合理的总裁间隙对于提高总裁制品的精度、模具寿命、减小冲裁力是至关重要的。本冲压件为办公用品，并无较高尺寸精度要求，但应尽量少毛刺，选用较小的间隙。根据我国冲裁隙指导性技术文件，对10钢在冲裁件断面质量、尺寸精度要求较高时，单面间隙C37，T08MM取C005MM冲切各处凸模均为切边型凸模，类似于简单模中的冲孔，以凸模为基准设计按级进模刃口设计原则，凸模基本尺寸以相应部分的名义尺寸为准凹模尺寸以各相应部分单边放大一冲裁间隙C005MM，刃口尺寸制造精度确定根据冲压件精度要求，以及考虑工件各部分在冲裁过程中的磨损情况，制造精度确定如下对于10的尺寸公差值选001拉深本模具有一个拉深工序以成形手柄头部沿圆周向下翻的边，以加强手柄工无锡职业技术学院毕业设计说明书第14页共27页作时的强度手柄工作时，头部分是用来按下文件夹的部分，拉深凸模开关及尺寸按手柄外部形状及尺寸设计，凹模按内部形状及尺寸设计弯曲本模具设计中，为保证弯曲形状的精度，减少回弹，用校正弯曲弯曲上下模结构示意图如图图5弯曲上下模结构查得较正直边长度L2MM,取弯曲下模高3MM,（高于冲压下死点时，带料帖合下模的平面3MM）此模具最后一弯曲工序后，成型了一勾状物，为防止上模在上行程时带着带料上行，不利于带料沿送料方向送进经设计，将最后一道弯曲工序的上模装于卸料板上，卸料板装在下模上，弯曲时在弹钉作用下，弯曲下模下行，对毛胚先作自由弯曲变形，直到在卸料板作用下使板料帖合下模上表面，些时卸料板不再下行上模其它部分继续下行，在压力机下死点时，上模下表面（凸模盖板下表面）压到卸料板上，提供校正弯曲力，对工件进行较正弯曲各凸模长度设计各冲裁凸模入模深度定为28MM，拉深凸模入模深为30MM根据模具结构，定得各冲裁凸模长度为936MM拉深凸模长度为938MM压料钉长度主要考虑保证压力机带动上模各部分（主要是指凸模）模具上行后，压料钉还能在一较长行程内压住卸料板，以防止凸模带出凹模镶无锡职业技术学院毕业设计说明书第15页共27页块经计算定压料钉长度为50MM导正钉长度导正钉长度设计主要考虑，导正钉必须先模具任何一分离或变形工序对带料进行导正,由模具的结构可知，本模具最先变形为弯曲，压料钉压下卸料板使带料开始与弯曲下模接触的那部分自由弯曲经计算导正钉长度为101MM可保证先于弯曲变形对条料进行导正233导料与定距机构设计级进模冲压要经多个工位逐步完成，工序件必须在各工位准确定位。级进模工位数多，模具尺寸大，产品精度要求高，所以工序的定位要求也高。工序件在级进冲压过程中的定位包括三个要素，即X向、Y向和Z向1X向定位工序件沿条料送进方向的定位，主要是定距，2Y向定位工序件沿条料宽度方向的定位，主要是导料。3Z向定位工序件沿冲压方向的定位，主要是浮顶。此外，从定位的精度来看又可分为粗定位和精定位,粗定位指的是定距,导料,浮顶。精定位指的是导正。本设计用到的导向与定距机构侧刃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、步距铰小、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初定位由于本模具用导正钉精确定位，故侧刃切除长度应稍大于送料的步距本模具设计步距为29MM，最终设计侧刃长为292MM2导正销导正是级进模的精定位方式。它通过装于上模的导正销插入条料上的导正孔，矫正条料及工序件位置，从而起到准确定位作用。无锡职业技术学院毕业设计说明书第16页共27页本模具使用图6所示形式的导正销此结构适用于高速精密冲，适合于本模具为保证导正销的刚度，做成如图7所示导正孔布置在两侧载体上查相关数据得导正孔直径为300MM图6导正销图7导正销局部尺寸3导料板导料使用导料板导向，导料板高度110MM,由于带料在冲压过程中宽度有变化，两导料板间距离也是变化的，具体尺寸见导料板零件图抬料钉设计抬料钉作用是将带料抬高到一定高度，使带料在这一高度上能沿送料方向送进，即Z方向上的定位本模具中为保证带料的送进，取抬料高为3MM234固定机构的设计模板类零件的固定模板类零件包括凸模固定板、凹模板、导料板等，一般采用销钉定位，内六角螺钉连接当模板层少于三层时，可用一个螺钉连接，超过三层,应分层连接本模具设计中，因使用快速换凸模机构故将上模座，上模垫板，上模固定板，用一螺钉连接，它们间用销钉定位凸模盖板只起固定凸模上下方向作用，只需用螺钉固定在凸模固定板上，无需销钉定位凸模的固定凸模的台阶设计得与凸模固定板的厚度一样高，在凸模的后面、即在上模垫板和上模座的对应位置上钻一个小孔，然后用凸模盖板盖住凸模，再利用螺无锡职业技术学院毕业设计说明书第17页共27页钉将凸模盖板与凸模固定板联接。如图8示图8凸模盖板与凸模固定板的连接图9凸模因为凸模尤其是冲裁凸模是易损件，需经常更换，如果按图所示设计凸模，更换凸模时，需将联接凸模固定板与上模座的螺钉和销钉拆掉，才能将凸模固定板卸下，然后将凸模从固定板中打出，不仅费时费力，更换速度慢，而且上模座上的销钉孔易变形和磨损，影响凸模固定板的重复装配精度，从而影响模具的寿命。而按图8所示设计，更换凸模时，只需将凸模盖板上的螺钉拆掉，然后用螺钉拧入凸模盖板上的工艺螺钉孔，将凸模盖板卸下，再从凸模后面的小孔用一个销钉将凸模从固定板内顶出，不必松动联接固定板与上模座的螺钉和销钉。这样，更换凸模速度快，而且不会影响固定板的装配精度，从而保证模具的重复装配精度，延长模具的使用寿命。凹模镶块的固定本设计为快速更换冲裁凹模镶块,因为凹模尤其冲裁凹模是易损件，需经常更换。该级进模按图10所示设计凹模镶块，凹模镶块外侧不带台阶。更换凹模时，用一个销钉从下模垫板的废料漏孔将凹模镶块从固定板内顶出，不必拆卸联接固定板的螺钉和销钉，有时还无需将模具从高速冲床上卸下，因此更换凹模速度快，而且可保证模具的重复装配精度，提高模具的使用寿命。因为卸料板能弹性压料，所以在生产过程中不带台阶的凹模镶块不会从下模固定板中形跳出。无锡职业技术学院毕业设计说明书第18页共27页图10凹模镶块235安全机构设计防送错料装置在送料的过程中，有时步进电动机送料不准，送进距离不为一个工位,在这种情况下模具继续工作，就会造成严重的不良后果。为此在第5步空工步上设计防送错料的安全装置，保证当条料的位置不正确时，冲床自动停止冲压工作。常用的这种装置有很多类型，但工作原理均差不多。下面就本套模具中采用的防送错料装置如图11所示的工作原理如以下叙述图11防送错料装置防送错料装置安装在上模，并且顶杆1与相邻导正销的间距为一个步距，顶杆1超出卸料板的长度比导正销超出卸料板的长度要长。当上模下行到一定高度时，顶杆1先进入条料上的导正孔中，模具就能顺利工作。当条料送偏时，顶杆1就不能进入条料上的导正孔中，而是顶在条料的其它实体部分，上模继续下行，顶杆1就会上行，迫使顶杆2向左移动，气囊3压缩到一定量时就会使内部两触点接触，接通回路，继电器工作使控制冲床滑块下行的回路断开，上模就不能继续下行了，这样起到保护作用。无锡职业技术学院毕业设计说明书第19页共27页第3章冲压设备的选择31冲裁力的计算1计算冲裁力的目的是为了合理地选用冲床和设计模具，冲床的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。2一般情况下，冲裁力按以下公式计算F13TLK其中F冲裁力（N）T加工材料厚度（MM）L冲裁轮廓的周长（MM）K材料的抗剪强度（MPA）冲裁轮廓周长的计算L1128MML21886MML316804MML454MMLL1L2L3L4369MM各L长由AUTOCAD的二次开发软件计算出来F1336908K115KN压料力的计算压料力的计算式FUFK14545086013590861KG3推件力和卸料力的计算一般情况下,冲裁件从板料切下后,径向因弹性变形而扩张,板料上的孔则沿径向发生弹性收缩。同时，冲下的零件与余料还要力图恢复弹性弯曲。这两种弹性恢复的结果，会使落料梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。无锡职业技术学院毕业设计说明书第20页共27页因此，须要计算卸料力和推件力卸料力从凸模上将零件或废料卸下所需的力称卸料力。推件力从凹模内顺着冲裁方向把零件或废料从凹模腔顶出的力称推件力推件力F1NK2F卸料力F2K3F其中F冲裁力；N同时梗塞在凹模内的零件数；K2、K3推件力、卸料力系数；对于连续模具结构，为了使条料能顺利通过，废料采用下出料方式。所以采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲裁力的计算方式为F0FF1F2F100511500058KNF201611500018KNF0140KN4校正弯曲力计算板料经自由弯曲阶段后,开始与凸、凹模表面全面接触，此时，如果凸模继续下行，零件受到模具挤压继续弯曲，弯曲力急剧增大，称为校正弯曲。由于弯曲冲头折弯部分的半径为13T,校正弯曲后材料会变薄校正弯曲的目的在于减少材料回弹，提高弯曲质量。校正弯曲计算式F校AP其中A弯曲件校正部分在受力方向上的投影面积，单位为MM2P单位校正力P取100MPAA1A2A3F校6031NF拉深314D1TOBK1得F拉深14195N得F172KN5关于压力中心由于级进模在安装时，用的是装夹槽装夹，而不需要用模柄，故一般不需要计算压力中心，只是在排样设计时，尽量使冲裁力和弯曲力分布均匀无锡职业技术学院毕业设计说明书第21页共27页32冲压设备的选用冲压设备的选用原则（1）压力机的行程大小，应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进，例如拉深所用压力机的行程，至少应大于成品零件高度的两倍以上。（2）压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸，且还须留有安装固定的余地，但是过大的工作平面上安装小尺寸的冲模对工作台的受力是不利的。压力机工作台面的尺寸大于压力机滑块底面积,压力机滑块底面积必须大于模具的尺寸,所以只须考虑压力机滑块底面积的大小（3）所选的压力机的封闭高度应与冲模的封闭高度相适用。模具的闭合高度H0是指上模在最低的工作位置时，下模板的底面到上模板的顶面的距离。压力机的闭合高度H是指滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。大多数压力机，其连杆长短能调节，也即压力机的闭合高度可以调整，故压力机有最大闭合高度HMAX和最小闭合高度HMIN。设计模具时，模具闭合高度H0得数值应满足下式HMAX5MMH0HMIN10MM无特殊情况H0应取上限值，即最好取在H0HMIN1/3L，这是为了连杆调节过长，螺纹接触面积过小而被压坏。如果模具闭合高度实在太小，可以在压床台面上加垫板。5）冲压设备的吨位必须大于所计算的冲压力；公称压力400KN发生公称压力时滑块离下死点距离7MM滑块行程100MM标准行程次数80/MIN最大封闭高度300MM封闭高度调节量80MM工作台尺寸（左右）630MM工作台尺寸（前后）420MM滑块底面尺寸（左右）240MM滑块底面尺寸（前后）185MM无锡职业技术学院毕业设计说明书第22页共27页第4章本模具的工作过程及特点1工作过程1准备工作将条料顺着浮升销导向槽全部拉入浮升销中,再将条料定位装夹好,然后把条料拖出一步一步手工送料手工送料到全部工位后让其在步进电动机的带动下自动送料2冲床滑块带动上模从最高点开始向下运动3上模继续下行,外导柱进入导套对上模导向起粗定位作用4防送错位装置接触条料进行安全检测,如果防送错位装置下对应的条料上无导正孔,则感应器上电源被接通,上模停止下行如有导正孔则上模继续下行5压料弹钉与卸料板压板接触,压着卸料板下行,内导柱进入下模导套孔进行精确导向起精确定位作用6导正销进入条料上导正孔,卸料板接触条料,随着上模下行条料被压向下运动卸料板压着带料下行,碰到弯曲下模7条料接触凹模板时卸料板及卸料垫板停止运动,冲床滑块继续向下运动,上模压料弹钉弹簧开始压缩卸料板受弹簧压力压紧条料,经一定的行程,冲裁和拉深凸模开始工作8冲床滑块继续向下运动,在接近下死点闭模状态时,冲头完全进入下模孔内,完成冲孔拉深等工序此时上模的最下表面,与下模的最上表面接触,为后三步弯曲提供较大的校正弯曲力9冲孔废料从凹模板到凹模垫板到下模座落料孔落下10在冲床经过下死点后,冲床滑块带动上模开始回升,凸模退回一段距离后此时由于压料弹钉压力渐渐退去,在下模卸料弹钉弹簧力的作用下,卸料板带着已成型的带料U形弯曲部分挂住在弯曲凸模上上行到限位栓限制的最上点11冲床滑块带动上模继续上行,回到开模状态的最高点完成一次冲压过程12带料送进一个步距,U形挂勾通过后面的避让槽从弯曲上模下退出,带料掉下,至送料高度准备下一个工作循环2本模具下模结构特点该级进模的下模由下模座、下模垫板、下模固定板、凹模镶块、浮料钉、无锡职业技术学院毕业设计说明书第23页共27页导料板、卸料板、卸料板,导柱导套、卸料板弹钉、卸料板限位器等零部件组成，其中下模固定板、凹模镶块、导料板、卸料板等是关键零部件，下模的结构如图12所示。下模的结构特点。1下模固定板具有高精度、长寿命下模固定板与凸模固定板一样，选用淬透性好、淬火变形小的合金模具钢材料，热处理达HRC5055，线切割加工，以保证下模固定板的高精度和长寿命。2快速更换冲裁凹模镶块因为凹模尤其冲裁凹模是易损件，需经常更换。该级进模按图10所示设计凹模镶块，凹模镶块外侧不带台阶。更换凹模时，用一个销钉从下模垫板的废料漏孔将凹模镶块从固定板内顶出，不必拆卸联接固定板的螺钉和销钉，有时还无需将模具从高速冲床上卸下，因此更换凹模速度快，而且可保证模具的重复装配精度，提高模具的使用寿命。因为卸料板能弹性压料，所以在生产过程中不带台阶的凹模镶块不会从下模固定板中跳出。弯曲工步为倾斜的“U”形弯曲，送料时，片料会挂在该弯曲工步的上模上，因此该工步的弯曲上模必须设计在卸料板上，而且卸料板必须安装在下模边，如图12所示。弯曲之前需要压料，所以卸料板又需作压料板使用，因此在上模设计了压料弹钉。在弯曲之前，压料弹钉将卸料板压住，从而使卸料板将片料压住。冲床完成一次工作行程后，压料弹钉随上模一起上行；送料时，下模的卸料板弹钉将卸料板抬起，但卸料板弹钉的弹力必须远小于上模压料弹钉的弹力。在下模座上设计刚性的卸料板限位器，既可控制卸料板的抬起高度，又可承受很大的卸料力。因此卸料板既可弹性压料，又可刚性卸料。为了保证卸料板上弯曲上模的位置精度、同时保证卸料板与各凸模之间的间隙，卸料板上设计了导柱导套。因为凹模镶块需经常更换，卸料板需经常拆卸，因此在卸料板限位器上设计了限位栓和止退销；每次更换凹模镶块时，只需拉掉或插人止退销和限位栓，即可快速拆装卸料板。无锡职业技术学院毕业设计说明书第24页共27页图12下模结构此下模的结构简单,动作可靠,避免了结构复杂的侧冲机构的设计,可大大降低模的成本,以及调试,维护难度。3结束语该级进模采用双出排样，有10个工位，上、下模固定板具有高精度、长寿命。可快速更换凸模和凹模镶块，并且重复装配精度高，可延长模具的使用寿命。在侧刃凹模镶块上设计一个与导料板一样高的限位刃凸台，既可初定位送料的步距，又可快速定位导料板。为了便于送料，在下模的卸料板上安装弯曲凸模，并且在卸料板上设计导柱导套，同时在下模座上设计刚性的卸料板限位器，卸料板既可弹性压料又可刚性卸料。第5章装配图与零件图的绘制详情请见附图。无锡职业技术学院毕业设计说明书第25页共27页毕业设计小结大学三年的学习即将结束，毕业设计是学校考核我们的最后一关，也是我在接受系统教育阶段展现自己能力的最后机会。通过三年的专业学习，我熟悉的掌握了机械制图，机械原理和设计。在这两月的设计中，我利用前面学的基础知识，加上我对模具的兴趣，完成了手柄多工位级进模的设计，希望这次设计为我的大学生涯有个圆满的交代。经过此次设计，我对以前学的知识有了进一步的认识。特别对模具的设计和制造过程有更全