【冲压模具设计】侧板扣件弹片多工位级进模设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】
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【冲压模具设计】侧板扣件弹片多工位级进模设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】,冲压,模具设计,扣件,弹片,多工位级进模,设计,全套,cad,图纸,毕业论文,说明书,仿单,开题,报告,讲演,呈文,优秀,优良,毕业设计,论文
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毕业设计（论文）任务书 题目： 侧板扣件弹片 成形工艺与级进模设计 学生 姓名： 学号： 专业： 材料成型及控制工程 任务起至日期： 2013 年 3 月 11 日 至 2013 年 6 月 28 日 共 16 周 一、 课题的任务内容： 该 制件 侧板扣件弹片 , 其 结构较为复杂 , 属大批量生产的产品。 若采用单工序模生产 , 所需模具数量多 , 生产效率低并且难以精确定位。 若采用多工位级进模生产 , 原材料由自动送料器送入 , 零件产品一次成形 ,将大大提高生产效率和零件质量的稳定性 , 降低生产成 本。因此，要求 根据制件的结构特点，分析采用不同成形工艺的优缺点，确定采用级进模设计，设计出结构合理，使用可靠方便的级进模具，该模具 能生产出达到图纸所要求的尺寸、公差和其它技术指标零件。 二、原始条件及数据 ： 文献 三 、设计的技术要求（论文的研究 要求 ）： 献 绘制 侧板扣件弹片 的三维模型，分析比较不同的 冲压 工艺方案，确定理想的排样图。 成 侧板扣件弹片 级进 模具的总体设计以及冲压设备的选型。 成必要的工艺分析、计算和校核。 零件图。 四、 毕业设计（论文）应完成的具体工作： 字数在 3000 4000） ； 5000 个汉字以上或 20000 个外文印刷符号） ； 型工艺及模具结构设计； 字数不少于 15000） 。 另外每周须（网上）填写毕业设计进程状况汇报及设计过程中的疑问（ 2 次 /周）。 软硬件名称、内容及主要的技术指标（可按以下类型选择）： 计算机软件 纸 装配图、零件图合计不少于 3 张 纸 电 路 板 机 电 装 置 新材料制剂 结 构 模 型 其 他 五 、 查阅文献要求及主要的参考文献： 根据设计课题的内容和要求，结合本专业的最新发展动态，查阅至少 10 篇 中、外文文献资料，其中外文文献资料至少 2 篇，并将外文文献资料译成中文（译文不得少于 5000 汉字或 20000 外文印刷符号）。 本专业主要期刊： 模具工业、模具技术、模具制造、电加工与模具、 金属塑性加工 等。 其它主要参考资料： 1 冲模设计手册编写组， 冲模设计手册， 北京： 机械工业出版社， 2004 2 杨玉英，实用冲压工艺及模具设计手册 , 北京：机械工业出版社， 2004 3 张正修，冲模结构设计方法、要点及实例 ，北京： 机械工业出版社 ， 2007 4 陈炎嗣，多工位级进模设计与制造， 北京： 机械工业出版社， 2006 5 段来根，多工位级进模与冲压自动化， 北京：机械工业出版社， 2001 6 欧阳波仪 ， 多工位级进模设计标准教程 ， 北京 ： 化学工业出版社 ， 2008 7 余学文等， 进模设计培训教程，北京：清华大学出版社， 2009 六 、进度安排：（设计或论文各阶段的要求，时间安排）： 前： 根据设计课题“ 侧板扣件弹片 成形工艺与级进模设计 ”要求； 查阅 中、外文文献资料，作好毕业设计前期准备工作。 结合毕业实习在工厂看到的模具与查找的文献相结合，初步拟定零件的成形工艺及模具基本结构。 制定模具结构设计方案，并进行方案分析、比较，确定设计方案。与指导教师进行开题交流，填写开题交流讨论记录表，上传提交开题报告。 成外文文献翻译并上传。 行模具结构设计，绘制模具结构装配草图，并进行有 关工程计算校核；绘制模具结构装配图；填写并上传毕业设计中期自检表。 完成模具零件图的绘制工作。 撰写毕业设计说明书，完成毕业设计全部内容。 接受指导教师的审核、评阅，修改、完善毕业设计，并上传提交全部毕业设计资料。 根据评阅教师的审核意见，进一步修改、完善毕业设计；打印设计图纸和说明书；准备毕业设计答辩。 参加毕业设计答辩； 上传提交最终修改好的毕业设计全部资料和光盘。 2013 年 1 月 7 日 模具技术2o6 15 文章编号：10014934(2010)06001504 0 侧板扣件弹片多工位级进模设计 欧阳波仪 (株洲职业技术学院 机械工程系，湖南 株洲412001) 摘 要：针对侧板扣件弹片冲裁、弯曲和起伏多道工序复合的结构特点，分析了冲压 工艺性，确定了级进模冲压生产的工艺方案。比较了直排和斜排2种排样形式，设计 了合理的排样方案，提高了材料利用率。为了配合企业压力机闭合高度，设计了可靠 的模具结构，应用了精确的导向装置和支撑结构、螺钉与弹簧分离的卸料装置以及精 确的定位装置，保证了模具工作的稳定性和可靠性。同时，工作零件设计时充分考虑 了企业线切割加工的优势，优化凸模和凹模结构，提高了生产效率。 关键词：排样设计；级进模；结构设计；斜排 中图分类号：献标识码：B he is a n of is y is y it，is of is of a n to of 言 侧板扣件弹片是电子产品中的一个零件， 如图1所示，料厚为08 形特征多而复 杂，在复合模中难以实现。若用简单的落料、冲 孔、拉深、弯曲和翻边等单工序模也可达到冲压 要求，这样模具虽然简单了，但是冲压所用设备 和人员较多，冲压工序中的定位也较麻烦，加上 零件较小，装料时易产生不安全现象，而且工序 较多、效率较低，故不被推广。为减少零件在生 收稿日期：20100604 作者简介：欧阳波仪(1978一)，男，讲师。 产中的多次定位对其精度和生产率的影响，经 过反复比较，采用较为复杂的多工位级进模。 图1立体图 16 1 工艺分析 该零件材料为厚o8 电解亚铅镀锌钢板，是一种典型的冲压材料， 具有很好的抗拉性能和屈服性能，适合进行弯 曲和浅拉深。 如图2所示，该零件属于典型的多工序复 合件，零件结构对称，外形复杂。零件的9o。曲部位在弯曲前需先冲裁 出裂槽”； 特别注意冲裁与起伏的顺序安排；的起伏，虽然成形难度不大，但是在排样顺序 和后续工位让位中需要特别注意。零件前端1 个砂6 方面排 样时要考虑分布冲裁，另一方面对应的凸模和 凹模设计时需要注意互换性。 总之，零件结构虽然复杂，尺寸精度要求也 较高，但材料冲压性能较好，采用多工位级进模 冲压加工具有可行性。 图2 尺寸图 2 排样设计 根据零件结构特征设计了图3所示的直排 和斜排2种排样形式，其中直排形式中为保证 导正孑须增大零件 与条料的搭边，导致条料宽度达到838 斜排巧妙的布局达到减小了条料宽度。所以， 斜排比直排利用率高27 。 一 ： (a)直排 (b)斜排 图3排样形式 因零件两处有起伏特征，为防止成形时因 材料流动影响冲裁尺寸，如图4所示，将图2中 。图2中臂”冲压， 所以，在进行弯曲之前必须将相应的载体切断， 从而形成了单边载体。 另外，根据零件使用要求，两侧断面毛刺不 能太高，需安排压毛边工序。 所以，图4所示的工步中各工位分别为：(1) 冲导正孔；(2)冲孔；(3)起伏；(4)冲妒55 (5)冲妒50 外形；(6)冲 妒55 7)冲妒6 毛边；(8)向下 弯曲；(9)空位；(10)45。弯曲；(11)空位；(12)压 平；(13)空位；(14)弯曲；(15)空位；(16)分离。 图4冲压工步 模具技术20o6 17 3 模具设计 31 模架设计 如图5所示为提高模具的稳定性和刚度， 所以既设计了外导装置，又对称布置了4个内 导，能有效保证凸模、卸料和凹模的定位精度。 为了配合企业压力机闭合高度，上模增加了多 块顶块，下模增加了模脚，这样既降低了模具成 本，也减轻了模具质量，使模具安装、使用和维 护操作方便。上、下模均采用压板压紧安装于 压力机滑块或工作台面上。 32 卸料装置 本卸料装置不仅要满足卸料功能，还要完 成压平板料达到整形目的。所以，卸料弹簧尽 1O 】 】2 】3 】4 15 】6 量对称布置，保证卸料装置平衡。如图5所示， 卸料螺钉与卸料弹簧分离安装，利于提高拆装 效率。 33 定位装置 该模具采用了2种导料装置，即前段采用 导料板4，进入模具后通过浮顶两用销3料和浮料2种功能，浮料高度必须满足向下 弯曲高度要求。因料带较宽，仅靠浮顶销还不 够，不能保证条料浮顶平衡，所以在条料中间适 当部位设置了浮顶块。 多工位级进模采用普通的挡料销，既不能 实现连续送料，也无法达到精确送料的要求，所 以本模具设置导正销进行定位。同时，为准确 检测送料精度，在模具中还设置了误送监测器。 19 20 2l 22 1底板2下模座3下垫板4导料板5凹模固定板6卸料板7卸科背板8凸模固定板9上垫板1O上模 座料弹簧正孔凸模伏凹模14导正销料螺钉垫块17起伏让位块18弯曲凸 模19内导柱20内导套21浮料销22模脚23、24让位块25顶销26弯曲凹模27浮顶块28带导正孔的 浮顶销29起伏凹模镶块3O浮顶两用销 图5模具结构 18 o6 2010 34工作零件 该模具的设计充分考虑了厂方线切割加工 的优势，工作零件的安装基本上是采用挂台或 挂耳方式。为了提高加工效率圆形凹模镶块的 外形尺寸尽量设计一致，如冲 6 孑高了加工 配磨效率，也提高了零件的互换性。 4 结论 根据产品的材料、结构特点、性能、批量等 因素合理设计了侧板扣件弹片多工位级进模， 同时根据企业设备和技术现状反复论证排样方 案和模具结构，经生产检验能保证产品质量，成 本低，达到了预期效果。 参考文献： 1冲模设计手册编写组冲模设计手册M北京： 机械工业出版社，1999 2田嘉生冲模设计基础M北京：航空工业出版 社，1994 3薛启翔冲压模具设计制造难点与窍门M北 京：机械工业出版社，2003 (上接第5页) 参考文献： 1R一A冷成形 与精冲：冷成形工艺、材料性能、零件没计手册 M赵震，向华，庄新村，译北京：机械工业出 版社，2008 2周开华简明精冲手册(2版)M北京：国防工 业出版社，2006 3向华，赵震，庄新村基于知识的精冲工艺设计系 统的研究和实现J塑性工程学报，2009，16 (2)：53 56 4王波，宋长新，程敬之自动特征识别的新方法 J西安交通大学学报，2002，36(8)：806809 5杨道庄，王华昌，李志刚基于图的特征识别方法 在注塑模加工中的应用J模具技术，2005(3)： 4一7 (上接第8页) 参考文献： 图5普通淬火组织400X 1张洁，许晓静冷作模具用高速钢热处理性能和 变形研究J模具工业，2003(2)：54 58 图6脉冲淬火组织400X 22曹丽云，袁工建，曹力生脉冲电场作用下球化退火新工艺J新技术新工艺，2002(6)： 2829 润兰，喻胜华应用概率统计北京：科学 出版社， 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 摘要： 本 文阐述了采用多工位级进模生产的可能性，分析了 细对比了零件的几种排样方案和冲切刃口的设计，列举了利用软件对零件的毛坯进行展开、冲压工艺的计算以及凸模强度的校核等过程；本文所介绍的级进模共有 10 个工位，是一副集多个工序为一体的模具，其成形的工序主要包括冲裁、成型、弯曲等；为了保证模具在工作时不干涉，在设计时应予以综合考虑；在文章的最后简单的介绍了级进模材料的选用及热处理并且详细列出了压力中心的计算过程。 关键词 ： 级进模 ； 排 样 ； 模具设计 of of of of of of in ie 0is a of a of as of of in to is of in be of a of in of of 目 录 前 言 . 1 1 侧板扣件弹片介绍及冲压工艺性分析 . 3 板扣件弹片零件图的绘制 . 3 板扣件弹片工艺设计 . 3 2 排样设计 . 7 述 . 7 坯排样 . 7 坯排样 . 7 边 . 8 距 . 9 料的宽度 . 9 料利用率 . 10 切刃口设计 . 10 廓分解时分段搭接头应注意的问题 . 10 序排样 . 11 序排样类型 . 11 体设计 . 11 料定位方式 . 11 序排样 . 12 料尺寸及步距精度 . 13 3 工艺计算和设备选择 . 15 . 15 型力的计算 . 16 曲力的计算 . 17 冲裁力的计算 . 17 料力的计算 . 17 料树脂的选用 . 18 定压力中心 . 19 、凹模刃口尺寸的计算 . 19 、凹模刃口尺寸的计算原则 . 19 口尺寸计算方法 . 19 曲模的结构设计 . 21 备的选择 . 22 成各种工序所需的压力 . 22 力机的校核 . 22 4 模具设计 . 24 具结构概要设计 . 24 具基本结构形式 . 24 . 24 架的选定 . 25 具工作零件设计 . 25 . 25 板类零件的连接 . 25 料机构的设计 . 26 料板的安装形式 . 26 导柱、小导套 . 26 . 27 料装置 . 27 . 28 全机构设计 . 28 板扣件弹片模具非成型零件的设计 . 29 具零件选材 . 29 板扣件弹片模具装配图 . 31 具的工作原理 . 31 具闭合状态时的结 构图 . 32 5 级进模制造 . 33 进模零件加工工艺 . 33 进模装配技术 . 34 结论 . 35 致 谢 . 36 参考文献 . 37 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 1 前 言 模具作为特殊的工艺装备，在现代制造业中越 来越重要。有了模具，企业有可能向社会提供品种繁多、质优价廉的商品，满足人们日益增长的多方面的消费需要。有了模具，人们的衣、食、住、行，可直接或间接地变得丰富多彩。说得具体一点，人们日常接触到的如：汽车、手表、手机、电话、电脑、空调传真机、复印机、彩电、冰箱、照相机、儿童玩具等，可以说一切用品，大到飞机、轮船、火车、火箭，小到一根缝衣针，都离不开模具加工或生产其中某个零件。模具的广泛应用，不仅得到了人们普遍的认识，同时，模具水平的高低，关系到现代制造业的发展与进步，关系到经济建设的速度。大力提高制造模具水平， 是提升模具技术档次的关键。 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，指在压力机的一次行程中，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（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。由于冲件各不相同，所完成的冲压工序和工位数也各不相同，内容非常丰富。其所用的模具在统称级进模的前提先，一般用制件名称或多少工位加制件名称冠在级进模的前面，以此称呼其不同的级进模，如簧片级进模、 10 工位簧片级进模等。 级进模在过去，因技术水平的限制，工位数相对较少， 3 5 个常见， 10 个工位就算多了， 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 3 m 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，有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 /弯曲的加工 500 600 次 /级进模的重量亦有过去的几十公斤增加到几百公斤，直至上吨。冲压方式有早期的手工送料、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 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 2 万次，而是几千万次，上亿冲次。当然级进模的价格和其它模具相比要高一些，但在冲件总成本中，模具费所占的比例还是很少很少。 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。 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 3 1 侧板扣件弹片介绍及冲压工艺性分析 板扣件弹片零件图的绘制 侧板扣件弹片二维零件图 利用 图软件绘制如图 示的二维零件图。 图 件二维图 板扣件弹片工艺设计 侧板扣件弹片是大众系列轿车零部件的一个护罩，尺寸精度要求较高，所用材料为 料厚度为 件的主体形状为长方形形，切边以后一边成对不称弯曲，根据零件的形状特点，零件需要切边、冲孔、成型、弯曲等工序才能完成。零件的技术要求为冲裁断面整齐、边缘无毛刺和倒圆、允许外轮廓上的接刀口存在，特别是成形后要求角度为 90，为典型的 90弯曲件，该零件生产批量适中，要求设计级进模结构。 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 4 180l图 示零件为一圆形带孔弯曲件，其冲压工序分析 如下： (1) 毛坯落料 (2) 冲孔及切边 (3) 弯曲 按照弯曲毛坯展开的原则进行计算，图 该零件毛坯展开的二维图 图 开毛坯图 该零件的主要成形工序有：冲裁、成型、弯曲，冲裁和成型在零件的毛坯展开中可不予考虑，故毛坯展开时只须考虑弯曲部分，该零件的弯曲部分圆角半径满足/2，这类弯曲件的展开长度是根据弯曲前、后中性层长度不变的原则进行计算的。其展开长度等于直线部分的长度和弯曲部分中性层展开长度之和。具体计算步骤如下： (1)计算出各直线段的长度。 (2)根据 /出中性层位移系数 X 的值。 (3)计算中性层弯曲半径。 (4)根据1、2与弯曲中心角1、2计算1l、2l 弧的展开长度： (5)计算毛坯总长度 12 nl a b l l l ( 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 5 考虑到采用传统的方法进行冲压工艺的计算耗时耗力，特别是查表的过程比较烦琐，本次毕业设计中将借助软件来完成冲压工艺的计算，图 图 别为用软件计算该零件弯曲内侧半径为 过程： 图 1.4 r=弯曲部分和直边长度为 展开总长度 图 1.5 r=弯曲部分和直边长度为 展开总长度 经计算，弯曲部分展开的总长度 L L L 总 直 边 弯 曲= 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 6 3. 分析零件冲压工艺性 图中零件尺寸未注公差的按惯例取为 ，符合一般级进冲压的经济进度要求。材料为 钢种具有低碳（绝大多数钢 c ）、高铬（17%25%）和较高镍（8% 29%）的成分特点。此类钢具有最佳的耐蚀性，但相应地价格也较高。 存在使得钢在室温下为单相奥氏 体组织，这不仅可以进一步改善钢的耐蚀性，而且还赋予了优良的低温韧性、高的加工硬化能力、耐热性和无磁性等特性，其冷塑性加工性和焊接性能较好。外形落料形状不太复杂，属中小尺寸零件，料厚 寸精度要求一般，因此可用冲裁落料工艺；所冲孔径分别为56足 的要求，所冲裁的圆角半径 R 的最小值也满足要求，且孔边距离较大，因此可用普通冲孔方法得到，亦可安排在弯曲前冲；图示有两个弯角，两边呈不对称弯曲，弯曲内侧半径分都是 查表该种 材料在退火或正火后的最小弯曲半径为 1t，均大于最小弯曲半径，每个弯角都可以一次弯曲成功；综上所述，该零件主要冲压工序的工艺性良好。 该零件所需要的基本冲压工序为切边、冲孔、成型、弯曲，可拟订出如下三种工艺方案： 方案一：用简单模进行加工，即落料 冲孔 成型 切边 弯曲内侧 弯曲外侧； 方案二：用复合模进行加工，即首次冲孔落料复合，成型与切边复合，四个角一起弯曲； 方案三：采用级进模冲制。 采用方案一，生产率低，工件尺寸的积累误差大，操作不方便，不安全。因此该方案不适合。 采用方案二，生 产效率较方案一有所提高，但仍需多副模具，分多次加工且模具结构复杂，因此这种方案不是最佳方案。 采用方案三，既可以得到较高的生产效率，又避免了操作不便、不安全，同时又能保证工件的精度要求，因此方案三是本零件成形的最佳方案。 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 7 2 排样设计 述 排样是模具结构设计的主要依据，排样图的好坏，直接关系到模具设计。排样图设计有错误，会导致制造出来来的模具无法冲出合格制件而将整副模具报废，对于初次实践多工位级进模的设计人员来说，这种体会往往是非常深刻的，永远不会忘记。因此，在进行多工位级进模排样设计时， 一定要仔细、反复思考后，可以确定几种不同方案，进行分析比较，与有经验的模具工作者多研讨，得出一个最优化的方案才能使用。 多工位级进模的排样设计，与单工序模的排样设计相比要复杂得多。 在一副级进模里，因冲的制件不同，各工位就有不同的冲压工序，如冲切、一次压弯、二次压弯、再次压弯、压包、成型等，每个工位的冲压性质都须遵守一定的规则，合理分布，违背了就冲不出合格制件，所以必须要求具有丰富实践经验和较高冲压理论知识的设计人员，才能设计好排样。排样的设计过程中，还要善于与模具制造和模具用户随时交流，保持紧密合作。这样 ，即使是一副工位数较多，排样又较为复杂的级进模，但由于考虑周密，各工位安排合理，使冲压过程通畅无阻，模具的制造、操作使用与维护都很方便，对于这样的排样设计就是最成功的。 坯排样 毛坯排样就是确定冲压件毛坯外形在条料上的截取方位及与相邻毛坯的关系。毛坯排样方案对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具结构和寿命等有着显著的影响。据统计，在冲压件的成本中，材料费所占比例在 60%以上。因此，合理排样对提高材料利用率、降低产品成本具有重要意义。 坯排样 典型的毛坯排样有如下三种，如图 示。 (a) 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 8 (c) 图 坯排样 第一种方案要求的条料宽度较小，模具宽度也小，但模具长度会较长，弯曲部分在弯曲前的切边量也比较大，由于该制件的成形高度比较大，初步拟定采用导料杆进行导料，该方案弯曲部分两边切边量比较大，条料两侧变形比较严重，由于导料杆对条料的送料导向属于点接触间断性的，所以对条料的宽度精度和两侧的平直度要求较高且导料杆易和冲裁凸模具发生干涉。 第二种方案较第一种方案更易于实现复杂弯曲工序，而且送进步距小，有利于提高生产效率，但该种方案是以毛坯的最大轮廓为横向排样的 ，条料比较宽，此方案材料浪费较严重，不能做到经济生产。 第三种方案为斜排，将制件旋转一定的角度，是材料的利用率达到最大化，送进步距相对一、二两种方案来得更少，条料宽度也较小，经综合考虑，拟选用第三种方案。 边 搭边是指排样时毛坯外形与条料侧边及相邻毛坯外形之间设置的工艺余料。搭边的作用是保证毛坯从条料上分离，补偿由于定位误差使条料在送进过程中产生的偏移所需要的工艺余料。搭边分为侧搭边和中心搭边。搭边的基本要求是要有足够的强度，而搭边的强度主要由搭边宽度决定。 根据第三种排样方案，初步选用单侧载 体进行运载条料，双载体又称标准载体，它是在条料两侧分别留出一定宽度的材料运载工序件，双载体比单载体更稳定，具有更高的定位精度。单载体尺寸如图 示。 (b) 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 9 图 、双载体尺寸 根据上表所提供的数据选取 B=3定整副模具定位方式为送料机与导正销混合使用，经查表可以得出送料机切去的余料宽度 ,根据条料厚度查得送料机切边量为 2上所述，该种排样的侧搭边一侧为 3。 7侧为 距 步距指冲压过程中条料每次向前送进的距离，其值为排样时沿送进方向两毛坯之间的最小距离值。 步距可定义为 : S=L+a s 冲裁步距 L 沿条料送进方向，毛坯外形的最大宽度值 a 沿送进方向的搭边值 如排样时方案三所述，于弯曲部分切边量比较大，两弯曲对头部分仍有较大的搭边值，最终确定冲裁步距 S=37 料的宽度 条料宽度指根据排样结果确定的毛坯所需条料宽度方向的最小尺寸。理论上条料宽度可按下式计算： 2B D b B 条料宽度的理论值 ( 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 10 D 垂直于送进方向毛坯的最大轮廓尺寸，它 随毛坯排样方位变化 B 侧搭边值 本设计中 B= 料利用率 材料利用率定义为 A 代表产品毛坯外形所包容面积 ； B 代表条料宽度 ； S 代表冲裁步距 ； 切刃口设计 在级进模设计中，为了实现复杂零件的冲压或简化模具结构，一般总是将复杂的外形和内形孔分几次冲切。冲切刃口外形的设计就是把复杂的外形轮廓和内形轮廓分解为若干个简单几何单元，各单元又通过组合和补缺等构成新的冲切轮廓的工艺设计过程。 由于零件的一端有弯曲，因此在弯曲之前必须将带弯曲的 部分与条料分离，而其余部分又必须与条料相连，以保证实现级进冲压，示。 图 形冲切刃口设计 廓分解时分段搭接头应注意的问题 内外轮廓分解后，各段之间必然要形成搭接头，不恰当的分解会导致搭接头处100%(3 2 1 5 . 3 61 0 0 % 1 0 0 % 7 3 . 2 %7 2 6 1 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 11 产生毛刺、错牙、尖角、塌角、不平直和不圆滑等质量问题。 该零件在刃口分解时，有一部分直边是分两次冲切而成的，这就带来一个问题，两次冲切刃口平行、共线，但不重叠。平接在搭接头容易产生毛刺、错牙、不平直等质量问题，直边分二次冲切时，为消除搭接头处的毛刺，在第二次冲切的 搭接头处用退位槽，第一次先冲出退位槽，第二次在接头处重叠冲切，即想办法将平接转化为交接，本次设计中，为了保证产品边缘无毛刺和倒圆，产品直边分两次冲切的部分在第一次冲切的工位上均设计了用于冲切退位槽的刃口。 序排样 序排样类型 根据零件的冲压要求，由于含有弯曲工序，所以本零件的冲压不适用选落料型工序排样。考虑到零件最后冲压完成后出件，选切型工序排样。 体设计 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的送进部分材料，载体与毛坯排样时的搭边有相似之处，但作用 完全不同。搭边是为满足把工件从条料上冲切下来的工艺要求而设置的，而载体是为运载条料上的工序件至后续工位而设计的。载体必须要有足够的强度能平稳的将工序件送进。一旦载体发生变形，条料的送进精度就无法保证，甚至阻碍条料送进和造成事故，损坏模具。 为了保证弯曲过程中工序件的准确位置，选择双载体，载体宽度为 3 料定位方式 由于多工位级进模将产品的冲压加工工序分布在多个工位上顺次完成，要求前后工位上工序件的冲切刃口能准确的衔接、匹配，这就要求工序件在每一工位都能准确定位，因此级进模必须有可靠准确的手 段用于工序件准确位置的控制。 X 向：条料送进方向的送进步距控制用送料机进行粗定位，导正销进行精定位。为了确保送料机定位精度，选用带有导向的送料机。 Y 向：本零件涉及的弯曲工序，采用的浮顶机构工作可靠协调，所以直接采用槽式浮顶销兼宽度方向的导料。 Z 向：由于工序件在加工过程中有弯曲工序，所以本设计中零件冲压过程采用单侧浮顶销。 导正方式：为了保证零件上孔的精度，采用间接导正。导正孔布置在两侧的载体上。导正孔直径取 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 12 序排样 在多工位级近模冲压中，工序件在级进模内随着冲床每冲一次就向前送进一 个步距，到达不同的工位。由于各工位的内容各不相同，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，即级进模各工位所要进行的加工工序内容，这一设计过程就是工序排样。工序排样是级进模设计的灵魂，它决定了级进模的基本形式。 (1)工序排样应遵循的原则 (2)工序排样要保证产品零件的精度和使用要求。 (3)工序应尽量分散，以提高模具寿命，简化模具结构。 (4)合理安排各工序，使压力中心尽可能与模具几何中心接近。 (5)同一工位各冲切凸模应设计应尽量设计为相同的高度，便于刃磨。 (6)冲孔在前，外形冲切和落 料在后。 (7)为保证条料送进步距精度，第一工位安排冲切导正孔， 第二位设导正销，在其后的各工位上，优先在易窜动的工位上设导正销。 (8)设置空位，可以提高凹模、卸料板和凸模的强度。 (9)工件和废料应顺利排出。 (10)排样方案要考虑模具加工设备条件。 经过以上几方面的设计，综合比较分析后，可确定该零件的冲压工序排样图如图 零件的冲制用十工位级进模。 第一工位 冲导正孔 第二工位 空位 第三工位 冲圆孔 第四工位 冲圆孔 第五工位 成型 第六工位 且废料 第七工位 空位 第八工位 弯曲 第九工位 弯曲 第十工位 切边 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 13 图 序排样图 料尺寸及步距精度 条料宽度 距 37距精度： 步距精度； 制件沿条料送进方向最大轮廓尺寸精度提高 3 级后的实际公差值（ n多工位级进模的工位数； 32 ( 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 14 K 因数，见表 表 数 K 330 . 9 5 0 . 0 4 6 0 . 0 4 3 7 0 . 0 1 0 1 4 1 8 7 14 . 3 0 8 8 6 9 3 82 2 1 0 (取 = 所以该零件的步距的对称偏差值为 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 15 3 工艺计算和设备选择 压力的计算 冲裁力的计算 冲裁在理论上可以近似认为是剪切断裂，所以最大冲裁力可以按板料的抗剪强度来计算。平刃冲模的冲裁力可以按下式计算： F F 冲裁力 (N) L 零件剪切周长 (t 材料厚度 ( 材料抗剪切强 度 (K 系数。考虑到模具间隙值的波动及均匀性、刃口的磨损、材料力学性能及厚度的波动润滑情况等因素对冲裁力的值都有影响，故一般取 K=一工位上的冲裁力： 3 1 . 3 1 8 . 8 4 0 . 5 4 8 0 5 8 1 8 . 0 8F K L t N (冲切导正孔 ) 4 1 . 3 1 8 . 8 4 0 . 5 4 8 0 5 8 1 8 . 0 8F K L t N (冲切导正孔 ) 第二工位上的冲裁力： 1 1 . 3 5 6 . 5 6 0 . 5 4 8 0 1 7 6 4 6 . 7 2F K L t N (冲制条形孔 ) 3 1 . 3 1 2 . 8 7 4 0 . 5 4 8 0 4 0 1 6 . 6 8 8F K L t N (冲切 孔 ) 第三工位上的冲裁力： 1 1 . 3 1 2 . 8 7 4 0 . 5 4 8 0 4 0 1 6 . 6 8 8F K L t N (冲切 5孔 ) 第四工位上的冲裁力： 1 1 . 3 7 4 . 7 0 . 5 4 8 0 2 3 3 0 6 . 4F K L t N (冲切孔 ) 第六工位上的冲裁力： 1 1 . 3 9 0 . 1 8 5 3 8 8 8 9 0 . 5 4 8 0 2 8 1 3 7 . 8 4 1 3 3F K L t N (切边 ) 第十工位上的冲裁力： 1 1 . 3 7 4 . 6 0 8 4 6 6 6 7 0 . 5 4 8 0 2 3 2 7 7 . 8 4 1 6F K L t N (切边落料 ) ( 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 16 型力的计算 判断加强筋是否能够一次成形 根据零件形状和材料性质，局部成型可以由一次或多次工序完成。对于压强筋等成形，材料一次成形极限用断面变形程度p表示： p=( 0l 成形前的原始长度 (l 成形后加强筋的曲线轮廓长度 ( 材料伸长率 由 件计算得出 l =l=图 示： 图 件下测绘零件的相关尺寸 所以可以得出： ( 0 . 7 0 0 . 7 5 ) 0 . 7 0 0 . 7 5 0 . 7 0 0 . 3 5 0 . 7 5 0 . 3 5 0 . 2 4 5 0 . 2 6 2 5 经理论计算，计算结果满足上述条件，可以由一次工序完成。 第三工位上的成型力： (006 . 2 7 6 2 5 . 5 1 3 6 0 . 1 3 8 3 1 2 5 3 65 . 5 1 3 6 ( 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 17 F 变形力 (N)； K 系数，可取为 1，当加强筋形状窄而深时取较大值，宽而浅时取小值； L 加强筋周长 ( t毛坯厚度 ( b 材料抗拉强度 ( 第四工位上的成型力： 曲力的计算 弯曲 内圆角半径 R=需要的弯曲力 F=曲内圆角半径 R=3度 b=需要的弯曲力 F=曲内圆角半径 R=3度 b=需要的弯曲力 F=冲裁力的计算 F F F 第 一 段 第 二 段=料力的计算 第一段卸料所需要的卸料力 1F= 0 . 0 5 2 2 2 4 0 2 . 8 3 7 3 4 = 1 1 1 2 0 . 1 4 1 8 6 7 N 第二段卸料所需要的卸料力 2F= 0 . 0 5 4 6 5 3 1 . 8 0 4 8 = 2 3 2 6 . 5 9 0 2 4 N 钢的厚度在 料系数为 式中取 K= 0 . 7 6 . 2 7 6 2 0 . 5 ( 5 9 6 6 2 8 ) 6 0 00 . 7 6 . 2 7 6 2 0 . 5 6 0 0 1 3 1 8 . 0 0 2 l t M p 取即 ：0 . 7 6 . 2 7 6 2 0 . 5 ( 5 9 6 6 2 8 ) 6 0 00 . 7 6 . 2 7 6 2 0 . 5 6 0 0 1 3 1 8 . 0 0 2 l t M p 取即 ：(20 .6 bK b 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 18 6702 0 . 92 0 . 9 5 5 6 . 0 0 7 0 9 3 1 7 . 3670m m 预 料树脂的选用 第一段卸料树脂的选用 (1)根据模具的安装位置，拟选用 10 根树脂，则每根树脂的负荷为： 这里需要说明一下，按 卸的要求选用树脂是比较保守的，特别是当卸料力很大时，所选用的树脂数量过多，这样使模具结构庞大或受模具结构空间限制而使树脂无法布置。因此在实践中按 卸，或使 卸来选用树脂也能满足要求。 (2)查参考文献 1，并考虑到模具结构尺寸，初选树脂参数为：2D=22d=4mm，t=70N，0h=60格标记为：树脂 4 22 60 ) (3) 树脂的基本特性： 1 7 . 3 1 . 5 2 2 0 . 8h h h m m 预 工 作 修 模 m m 所选树脂是合适的。 第二段卸料树脂的选用 第二段安装与第一段相同规格、相同数量的树脂，以保证条料所受卸料力均衡。该种树脂的具体参数如图 0 . 5 5 5 6 0 . 0 7 0 9 3 5 5 6 . 0 0 7 0 9 310 卸预( 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 19 定压力中心 成形力的合力中心称为压力中心 压力中心应于模柄中心线大体重合 ,以保证压力过程中模具各零件受力均衡和工作平稳 就会产生偏心力矩 ,使压力机滑块、导轨、模具的导柱与导套、模具刃口之间发生严重磨损甚 至啃伤，使模具过早失效。 模具的压力中心坐标值（ x， y） 经求解得： 903 详细压力中心的求解见附录。 、凹模刃口尺寸的计算 凸、凹模刃口尺寸精度是否合理，直接影响冲裁件的尺寸精度及合理间隙值是否保证，也关系模具的加工成本和寿命。 、凹模刃口尺寸的计算原则 计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的依据为：（ 1）冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔尺寸与凸模刃口尺寸相等。（ 2）零件的尺寸精度。（ 3）合理的间隙值。（ 4）磨损规律，如圆形件凹模 尺寸磨损后变大，凸模磨损后变小，间隙磨损后变大。（ 5）冲模的加工制造方法。 因而计算刃口尺寸时应按下述原则进行。
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