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护板级进模冲压模具设计【7张CAD图纸和说明书】

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关键词：: 护板级进模冲压模具设计 cad 图纸以及说明书仿单

资源描述：

摘要

本论文介绍了级进模相关知识，分析了护板的冲压工艺性，介绍了护板级进模的总体结构与排样方案，并介绍了其工艺、模具结构及冲孔模工作过程，使该模具提高了生产效率，满足了产品的质量要求。通过对护板模具的设计让我们对模具的认识更深一层次，可以对冷冲压级进模进行更多的理解，通过对护板模具的设计，让我们更透彻了解其结构与作用。

关键词：护板；级进模；模具设计

Abstract

This theory introduces the related knowledge of progressive die, the punching process of the guard plate,it introduces the overall structure of the progressive die supporting plate and the layout scheme, and introduces the process, the mold structure and the mold punching die, it improves us production efficiency, to meet the quality requirements of products. Through the design offender mold,we have a deeper understanding of mold, and have a better understanding of cold stamping die, through the design of panel die,we have more understanding of its structure and function.

Key words:retaining plate; progressive die; the molding tool designs

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1选题的目的和意义 1

1.2模具工业的地位和作用 1

1.3级进模的发展趋势 1

1.4本章小结 3

第二章冲压工艺性分析及参数计算 4

2.1零件工艺性分析 4

2.1.1零件分析 4

2.1.2工艺方案分析 6

2.1.3工艺方案确定 7

2.2材料的工艺性分析 7

2.2.1材料表面 8

2.2.2冲压用材料的规格 8

2.2.3材料选择工艺 8

2.3零件结构工艺性 10

2.3.1冲裁件的结构工艺性 10

2.3.2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度 10

2.4零件结构工艺性 11

2.4.1零件展开尺寸计算 11

2.4.2搭边值确定 12

2.4.3料宽计算 12

2.4.4确定条料宽 12

2.5确定排样及材料利用率 12

2.5.1 排样分类 12

2.5.2排样图 14

2.6冲压力的计算 15

2.6.1冲裁力计算 15

2.6.2卸料力、推件力的计算 16

2.6.3压力机公称压力的确定 17

2.6.4弯曲力计算 17

2.6.5压力机的确定 18

2.7压力中心的确定及相关计算 20

2.7.1压力中心确定 20

2.7.2压力中心相关计算 20

2.8本章小结 20

第三章凹凸模尺寸设计 22

3.1 凸、凹模刃口尺寸确定 22

3.2卸料橡胶的计算 29

3.3凹模周界的确定 30

3.4本章小结 32

第四章模具主要零部件设计 33

4.1模具总体结构设计 33

4.2模具主要零件及结构设计 33

4.3. 冲裁凸凹模结构设计 33

4.3.1凹凸模结构设计 33

4.4弯曲凸、凹模结构设计 38

4.5小导柱结构设计 39

4.5.1模柄结构设计 39

4.5.2导柱导套结构设计 40

4.5.3模架结构设计 40

4.5.4螺钉销钉结构设计 42

4.6定位零件、卸料、出件方式的选择 42

4.7其它模具零件结构尺寸列表 43

4.7.1模具材料的选用 44

4.8本章小结 45

第五章模具的装配 46

5.1零件技术要求 46

5.2装配技术要求 46

5.3主要组件的装配 47

5.3.1模柄的装配 47

5.3.2凹模和凸模固定板的装配 47

5.3.3导柱与导套的技术要求及装配 48

5.4本章小结 48

结论 49

致谢 50

参考文献 51

第一章绪论

1.1选题的目的和意义

通过该课题的毕业设计可以使学生掌握冲压模具设计的基本原理和方法，综合运用本专业所学的专业基础理论和专业知识分析和解决冲压工艺和模具设计中的问题，着重培养学生的工程设计能力（主要包括设计、计算，绘图及三维CAD软件应用能力）以及独立解决和分析问题的能力。

1.2模具工业的地位和作用

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。

1.3级进模的发展趋势

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。

全部文件.jpg

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内容简介：: 4311流体动力润滑流体动力润滑指通过液体的运动来实现润滑的。就径向滑动轴承而言，它已经被用来作为一个例子，该轴的旋转使润滑剂进入装载区。被加载的区域将在该轴和轴承表面彼此最接近的那个点上，进入这个区域，像一个弯曲的楔形，是逐渐变细的。由于油是被迫进入楔形狭窄的部分，其压力的增加，正是这种流体动压力来支撑轴的载荷。载荷的增加降低了油膜厚度的增加，而增加的流体动压来润滑油膜厚度。反过来，流体动压力是由原油粘度和在它被压缩成楔形入口区的速度来决定的。类似的压力楔，它依赖于流体动力润滑，在几乎所有的系统中都是必要的。举个例子，在一个直线滑动轴承中的楔形可以由一个倾斜的滑块产生，如FIG44所示。FIG44在直线滑动的轴承压力楔另外一种小型楔，可以通过倒圆角，倒角或除去滑块的前沿部分来得到。在某些情况下，一个楔形块可能会由一个表面完全平滑的滑块而产生，因为滑动面中心温度升高和膨胀，会产生极高的热量。任意或所有这些类型的楔形都是存在的，比如说在一个垫式的推力轴承，但某些类型的楔对于流体动压润滑是必不可少的。一个例外是两个表面之间的润滑剂，受到挤压，被迫从他们之间的空间离开而移向另一个轴承表面。润滑剂的粘度，有着防止润滑油被挤出的作用。润滑油的粘度越高，其被挤出需要的承载力是更大的，因此对轴承表面损伤有着更大的保护作用。这就是所谓的挤压膜效应。流体动力润滑是对雷诺兹方程的数学描述，但对于大多数使用者来说记住油膜厚度取决于轴承表面的速度和油的粘度是足够的。粘度是油的唯一性，这在流体动力润滑上是重要的。流体动力润滑在高速提供了更好的润滑，在非常低的速度可能会导致润滑失效。理想情况下流体动力润滑油膜应该是足够厚的，以确保在两个曲面上的凸起之间没有联系。换句话说，油膜厚度应大于表面粗糙高度的总和。在FIG43这理想点是B，但由于速度和载荷的轴承，和温度（由此情况下的粘度）的油，不能保持绝对恒定，通常只是被用来针对那个点B这里的H是润滑油膜厚度，P是压力，X和Z是坐标，U和V在X和Z方向的速度。术语和描述的是该油被挤入楔形块的速率，而是油的粘度。这能保证不仅摩擦会非常接近最小值的可能，而且磨损也将会保持在最低限度。在实践中，新的轴承表面粗糙比通常是可取的，少量的接触也是可以允许的。这将允许磨损发生在表面粗糙度减少的地方，或表面运行的地方。设计轴承系统的目的应该是一旦它达到运行条件，油膜厚度大于表面粗糙高度的总和。一种特殊类型的流体动力润滑可以发生在特定的负载很大的接触中，比如球或滚子轴承和许多类型的齿轮传动中。如果几何形状和运动类型是合适的，润滑油可以被困在入口区，并变成受到很高的压力的部分，因为它是挤进狭小的空间里大多数高负载的部分的接触。这些压力有两个重要的作用。他们使润滑剂的粘度大大增加，从而提高其承载能力。同时他们以这样的方式引起的装载表面弹性变形来扩展到更大的面积的负载。由于承载能力的控制。FIG45给了一个弹流润滑的如何发生的现象。FIG45弹流润滑的气缸在平坦的表面虽然技术上流体动力润滑是润滑液的一种形式，它也可以被应用到通过气体的润滑，提供那些负载和速度条件都合适的粘度极低的气体。4311边界润滑当油膜厚度变得太小而不能给表面的流体膜分离时，粗糙的表面开始彼此接触，润滑剂的性能除了体积粘性开始变得重要。在FIG43，区域1，油膜已变得非常薄，没有水动力作用而只有边界润滑是有效的。这儿的在入口区润滑油的粘度R有效半径E杨氏模量Q赫兹接触压力粘度随压力增加的程度在大多数正常情况下表面微凸体最初是由涂有薄膜的氧化物，铁氧化物在铁或钢，铝氧化物（氧化铝）覆盖在铝上等等形成的。当这些表面相互摩擦，他们吸附物是比较温和的。然而，如果氧化物薄膜通过大力摩擦去除，暴露的金属表面有一个非常大的倾向去吸附。因此，如果轴承表面保留有氧化物薄膜，粗糙表面之间的接触会给予适度的摩擦和磨损。如果他们失去了那层氧化物薄膜，将会有较高的摩擦或严重的磨损。在这两种情况下的边界润滑的目的是减少摩擦和磨损，对此有多种方法可以这样去做。（1）吸附作用所有的固体表面会有一种从他们周围的环境吸引一层薄膜物质的倾向。这样的薄膜可能是只有一个或几个分子厚，并且被认为是表面上的吸附。较厚或更强的吸附膜的支承表面可以提供更大的保护。吸附是一种可逆的过程，并且吸附物是可以解吸的，如果加热到临界温度，或通过某种物质被移走，将会受到更强的吸附力，这最明显的效果是体现在边界润滑上，因为在润滑剂存在下，吸附性强的物质将被优先吸附。在制定润滑剂时会有更有效的边界润滑添加剂。吸附的一个有用的副产物是力学性能的降低，特别是，在一个吸附膜的存在下金属的屈服应力，由于这种效果，较低的应力是在凹凸碰撞时产生的。在新的轴承表面运行时，去除过度粗糙后效果会更好。（2）表面上的化学吸附吸附到金属表面后，一些物质会与金属或氧化物表面反应生成新的化合物。这种物质称为化学吸附。化学吸附材料比金属表面的吸附材料能更好结合起来，而且化学吸附过程是不可逆的。这种薄膜可以有非常有效的边界润滑。（3）化学反应在光或适度的摩擦下，吸附和化学吸附膜在减少摩擦和磨损是非常有效的。他们在剧烈摩擦条件下很容易被机械去除，因此不能有效地阻止严重的磨损或被抵消。自然氧化层减少严重磨损和抵消，但一旦通过摩擦被去除，表面的再氧化可能太慢而是有效的。要处理这样的情况，更多的活性化学物质可以被添加到润滑油和轴承的表面来产生这种物质的反应，将产生有效的保护膜。问题是活性化学物质如磷酸是否会继续反应，从而侵蚀金属表面。解决的办法是使用含硫磺的，磷，氯的有机化合物，这可以在氧化的金属表面产生吸附或化学吸附，但将与重新暴露的已被移除氧化膜的金属表面快速作出反应。对于润滑和腐蚀的控制，在这种方式下轴承表面的化学制品的反应可以限制到最小程度的必要。尽管如此，一些更强大的极压添加剂会慢慢地腐蚀某些金属，应该只是被用于在摩擦条件非常严重的地方，比如用在金属切削上。4314静压润滑在上面的部分解释了压力给全流体膜分离的负载轴承表面是由表面的运动产生的。同样的效果可以通过强制润滑的轴承外部施加的压力下得到，这将使全油膜分离来实现到粘度或速度将不足以支撑负载的输出的地方。外压的基本理论（有时称为静压）润滑是很简单的。所需的平均压力等于负载除以有效承载面积。在实践中，液体静压轴承的设计还必须考虑到保持稳定的需要和控制润滑油流量。外部加压可用于液体润滑剂或润滑脂，但也被用来作为常用的气，它可以抵消那些与粘度非常低的气体相关问题的偏移。4315干燥或固体润滑一种固体润滑剂基本上是可被放置在两个轴承表面的任何固体物质，在给定载荷下比轴承材料本身的摩擦将更容易剪切。在干摩擦系数对剪切力和轴承负荷相关剪切力/负载在实践中，某些特定的属性都需要一种优良的固体润滑剂，如化学稳定性，粘附一个轴承表面的能力，等等。毕业设计（论文）前期工作材料学生姓名学号专业设计（论文）题目护板级进模设计指导老师材料目录序号名称数量备注1毕业设计（论文）选题、审题表12毕业设计（论文）任务书13毕业设计（论文）实习调研报告14毕业设计（论文）开题报告（含文献综述）15毕业设计（论文）外文资料翻译（含原文）16毕业设计（论文）中期检查表12014年2月17日本科生毕业设计（论文）选题、审题表学院姓名专业选题教师专业技术职务副教授申报课题名称护板级进模设计ABCDEABCD课题性质课题来源课题简介根据给定冷冲压件零件，设计一套级进模。使学生初步学会借助设计资料设计冲压模具，掌握冲压模具的设计步骤，模具设计资料的使用。设计（论文）要求（包括应具备的条件）该课题主要完成冲压件冷冲压加工工艺设计、模具结构设计、主要零件三维造型及虚拟装配。学生的要求具有模具设计的基础知识及三维CAD软件应用。大适中小难一般易课题预计工作量大小课题预计难易程度所在专业审定意见负责人（签名）年月日院主管领导意见签名年月日说明1、该表作为本科学生毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，经所在专业有关人员讨论，负责人签名后生效；2、有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏打“”课题一旦被学生选定，此表须放在“毕业设计（论文）资料袋”中存档。填表说明1、该表的填写只针对1名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由2名及2名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题），并且在“设计（论文）要求”一栏上加以体现。2“课题性质”一栏A、工程设计；B、实验研究；C、软件工程（如CAI课题等）；D、理论探讨；E、其它。3、“课题来源”一栏A、自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B、企、事业单位委托课题；C、校、院（系）级基金课题；D、自拟课题。4、“课题简介”一栏主要指研究设计该课题的背景介绍及目的、意义。5、“设计（论文）要求（包括应具备的条件）”一栏主要指本课题技术方面的要求，而“条件”指从事课题必须具备的基本条件（如仪器设备、场地、文献资料等）。毕业设计（论文）任务书专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号毕业（论文）题目护板级进模设计起迄日期设计（论文）地点指导老师专业负责人发任务书日期2014年2月17日任务书填写要求1、毕业设计（论文）任务书由指导老师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、学院分管领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生；2、任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式（可在本学院网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3、任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业的教科部及学院主管领导审批后方可重新填写；4、任务书内有关“教科部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号，不能只写最后2位或1位数字；5、任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；6、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2005年3月21日”或“20050321”。毕业设计（论文）任务书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的通过该课题的毕业设计可以使学生掌握冲压模具设计的基本原理和方法，综合运用本专业所学的专业基础理论和专业知识分析和解决冲压工艺和模具设计中的问题，着重培养学生的工程设计能力（主要包括设计、计算，绘图及三维CAD软件应用能力）以及独立解决和分析问题的能力。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）1）查阅文献资料15篇以上、翻译不少于五千印刷符的英文资料；2）冲压件零件的工艺分析及冲压工艺设计；3）冲压件阶进模设计；4）阶进模主要零件设计；5）完成模具零件三维造型；6）加工工艺及模具设计说明书。毕业设计（论文）任务书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求（包括毕业设计论文、图表、实物样品等）1）零件冲压工艺规程；一套2）阶进模装配图一套3）阶进模主要零件的零件图，零件三维图；一套4）冲压工艺规程及模具结构设计说明书；一份5）翻译不少于5000印刷符的英文资料。一份4主要参考文献1）机械制造工艺装备设计手册李庆寿宁夏人民出版社2）UG范例教程黄贵东清华大学出版社3）PRO/ENGINEER2001机械设计实例教程卫朝富中国铁道出版社4）模具设计与制造简明手册冯炳尧上海科学技术出版社5）机械制造工艺标准手册张纪真机械工业出版社6）中国模具设计大典中国机械工程协会江西科学技术出版社7）冲压模具结构与设计图解（日）太田哲国防工业出版社8）冲模结构图册9）冲压工艺学李硕本机械工业出版社10）汽车覆盖件冲压成形技术崔令江机械工业出版社毕业设计（论文）任务书5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划起止日期工作内容217323332332441341442742857585161）资料收集、翻译2周2）编制冷冲压零件的冲压工艺规程3周包括冲压件的工艺性分析，确定工序性质、工序数目、工序顺序及工序间半成品的尺寸，确定冲模结构形式，选定冲压设备，进行必要的工艺计算并对冲压设备进行校核等。3）阶进模总体设计3周绘制冲模（总体）草图，初步确定冲模外形尺寸。4）完成装配总图（必须手工绘图）2周5）主要零部件设计15周设计各零部件具体结构，绘零件图；并完成零件三维造型及模拟装配。6）整理设计说明书。15周所在专业审核意见负责人年月日学院意见院长年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名学号专业设计（论文）题目护板级进模设计指导老师2014年月日开题报告填写要求1、开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审核的依据材料之一。此报告应在指导老师的指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业的教科部审核后生效；2、开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式（可从本学院网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3、“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2005年3月21日”或“20050321”。毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文献综述护板级进模设计摘要本综述主要从模具的行业背景、地位、发展状况和规模来介绍模具制造在工业生产中的地位，以及中外模具行业的差距，并扼要介绍了我国多工位级进模的研究现状及发展趋势，以此来谈谈对课题的研究和对方案的确定。关键词模具行业；多工位级进模；发展趋势11引言模具是工业生产中重要的工艺设备，是国民经济各部门发展的重要基础之一，而作为冷冲模中一种的级进模，更是在当今模具生产中起到了极其重要的作用。级进模由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后，由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一副模具上就可以完成多个工序，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等等。多工位级进模具有高效、高精度、长寿命的特点，它已成为实现大生产，降低生产成本的最佳选择，是当代先进模具的代表。12模具行业模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在每年600亿至650亿美元,同时,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近10年来，我国模具行业一直以每年15的增长速度快速发展。十五期间，我国模具行业年增长速度达到20。2005年模具销售额达610亿元，同比增长25，排在世界第三位；模具出口大幅增长，表明模具水平和竞争力提高。据海关统计，2005年模具出口74亿美元，同比增长50以上；模具产品结构更趋高档，复杂、精密、长寿命的模具份额提高到30。作为国民经济的基础行业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。目前,电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中,6080的零部件,都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。目前我国模具行业的生产企业和职工总数在世界上的排名已跃居第一,生产销量排名世界第三，模具生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德、美等国家落后许多，也比韩国、新加坡等国落后而且国内模具市场过早陷入了价格战的误区，还缺乏自主创新的能力，尤其缺乏诚信可靠的市场体系。鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业,以及电工电器、电子及信息行业的支持产业,在发展先进生产力当中,处于非常关键并服务全行业的地位,其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。13多工位级进模的研究现状多工位级进模，又称为连续模、跳步模，它是在一副模具内，按所加工的工件分为若干等距离的工位，在每个工位上设置一个或几个基本冲压工序，来完成冲压工件的加工。具有精密、高效、长寿命的特点，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。它适用于冲压小尺寸、薄料、形状复杂和大批量生产的冲压零件。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成型性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经过冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂，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效率和设备利用率。（2）由于在级进模中工序可以分散，不必集中在一个工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，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多达50多个，冲压速度达1000次每分以上。（5）级进模结构复杂，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。（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。（7）采用级进模也受到一些限制，比如工位数较多，不太适合太大的工件，要考虑模具与冲床工作台的匹配性，其二是对其材料要求较高，要求必须是规则的条料或卷料，对于边角余料不可利用，且由于要保证要保证连续冲压与可靠的送进步距，导致工艺废料较多，材料利用率低，同时模具造价昂贵，仅适用于大批量生产。（8）由于级进模连续地进行各种冲压，必然会引起条料载体和工件的变形，由于冲压分多工位进行，必然引起一定的送进的积累误差，一般来说，与复合模相比级进模生产的工件精度略低。14多工位级进模的发展趋势在国内多工位级进模的不断发展的行情下，市场对多工位级进模的功能要求也越来越复杂。实现了由以往的单排级进模技术向双排大跨越。以电机铁芯多工位级进模为例，已经从原来的普通叠片发展成双排交换叠片，多排交换叠片。因此，在结构的精密度上有一定的制造难度。精密加工的要求不断提升，推动了多工位级进模向更高层次的进步与发展。总体来说，多工位级进模技术含量在模具行业已高难度新型产品。但从国外的技术指标分析，它可以分为三个层次，分别为最高级，高级，和中级三层。在最高级的多工位级进模系统中，多工位的自动穿丝技术基础上，进一步实现了产品的自动交交换功能，在自动完成全程工作中，通过减少了人员的干扰，达到了预定的指标。而代表着高层次发展方向的多工位级进模发展中，为了达到预定的工艺指标。因此，企业在高端产品的发展中。自动化、信息化已成为未来多工位级进模的发展方向。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，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、IDEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了MOLDF随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，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、IDEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了MOLDFLOW等CAE软件，并成功应用于多工位级进模的设计中。目前，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，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步。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。而多工位级进模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。专家认为，未来多工位级进模具制造技术有以下几大发展趋势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。15主要参考文献1）机械制造工艺装备设计手册李庆寿宁夏人民出版社2）UG范例教程黄贵东清华大学出版社3）PRO/ENGINEER2001机械设计实例教程卫朝富中国铁道出版社4）模具设计与制造简明手册冯炳尧上海科学技术出版社5）机械制造工艺标准手册张纪真机械工业出版社6）中国模具设计大典中国机械工程协会江西科学技术出版社7）冲压模具结构与设计图解（日）太田哲国防工业出版社8）冲模结构图册9）冲压工艺学李硕本机械工业出版社10）汽车覆盖件冲压成形技术崔令江机械工业出版社11）冲压工艺及模具刘华刚化学工业出版社12）多工位级进模设计标准教程欧阳波仪化学工业出版社13）冲压成形工艺与模具设计李启涵科学出版社14）冷冲压工艺及模具设计康俊远北京理工大学出版社15）冲压工艺及模具设计吴诗淳西北工业大学出版社毕业设计（论文）开题报告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）21选题的背景本次课程设计的题目是的级进模设计，根据以前所学过的机械专业知识，结合生产中的实际问题和对多工位级进模的认识设计出符合零件要求的模具。学习和研究冲压模具设计的一般方法，综合运用所学的理论知识、方法和技能，进行研究分析与设计，使专业知识能得到进一步巩固和深化，同时，也培养了独立分析的能力和创新进的精神，为本人日后的实际工作奠定知识基础。主要内容分析、确定、计算冲压件工艺方案，确定模具的结构形式，模具总体的设计，计算凹凸模刃口尺寸，确定拉伸次数，模具主要零部件的设计与选用等等。22研究方案利用三维绘图软件PRO/ENGINEER软件对模具进行设计，设计出模具各个零件的形状和大小，然后把这些零件装配到一起，组成一个完整的模具，再对各个零件进行干涉检查，防止加工模具时出现问题，造成经济损失。模具整个装配体设计过程如下1对零件进行工艺性分析；2利用PRO/ENGINEER软件分别对各个部分的零件进行设计；3继续对各个部分的零部件进行详细的设计；4利PRO/ENGINEER的装配功能对各部分零件进行虚拟装配，并对整个模具进行干涉检查，以验证设计的正确性。采用这样的设计方法可以减少了设计、计算、制图所需要的时间，缩短了设计周期，从多种方案中进行分析、比较，选出最优的方案，实现设计方案的优化，缩短了模具设计到生产的周期，提高了产品质量。23拟可能遇到的问题和解决办法首先应根据实际冲压件图样分析，分析该冲压件工艺过程设计的可能方案，情况综合分析后确定具体方案，最后选择方式，采用CAD/CAE/CAM软件进行整个设计的三维模拟分析是尤为必要。零件坯料的各部分尺寸计算和各工艺参数比较复杂，必要时使用SOLIDWORKS软件来进行辅助计算。24预期结果（1）掌握模具设计的流程，熟知模具设计的基本原理和设计方法，熟练应用二维软件进行模具设计绘图；（2）完成模具设计；（3）完成所需零件图绘制和工序所用的模具图绘制。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见1对“文献综述”的评语2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测指导老师年月日所在专业审查意见负责人年月日毕业设计（论文）外文资料翻译教科部专业机械设计制造及其自动化姓名学号外文出处（用外文写）附件指导老师评语签名年月日注请将该封面与附件装订成册。毕业设计（论文）中期检查表学生姓名学号指导教师课题名称难易程度偏难适中偏易选题情况工作量较大合理较小任务书有无开题报告有无符合规范化的要求外文翻译质量优良中差学习态度出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定所在专业意见负责人年月日本科生毕业设计毕业设计题目护板级进模摘要本论文介绍了级进模相关知识，分析了护板的冲压工艺性，介绍了护板级进模的总体结构与排样方案，并介绍了其工艺、模具结构及冲孔模工作过程，使该模具提高了生产效率，满足了产品的质量要求。通过对护板模具的设计让我们对模具的认识更深一层次，可以对冷冲压级进模进行更多的理解，通过对护板模具的设计，让我们更透彻了解其结构与作用。关键词护板；级进模；模具设计ABSTRACTTHISTHEORYINTRODUCESTHERELATEDKNOWLEDGEOFPROGRESSIVEDIE,THEPUNCHINGPROCESSOFTHEGUARDPLATE,ITINTRODUCESTHEOVERALLSTRUCTUREOFTHEPROGRESSIVEDIESUPPORTINGPLATEANDTHELAYOUTSCHEME,ANDINTRODUCESTHEPROCESS,THEMOLDSTRUCTUREANDTHEMOLDPUNCHINGDIE,ITIMPROVESUSPRODUCTIONEFFICIENCY,TOMEETTHEQUALITYREQUIREMENTSOFPRODUCTSTHROUGHTHEDESIGNOFFENDERMOLD,WEHAVEADEEPERUNDERSTANDINGOFMOLD,ANDHAVEABETTERUNDERSTANDINGOFCOLDSTAMPINGDIE,THROUGHTHEDESIGNOFPANELDIE,WEHAVEMOREUNDERSTANDINGOFITSSTRUCTUREANDFUNCTIONKEYWORDSRETAININGPLATEPROGRESSIVEDIETHEMOLDINGTOOLDESIGNS目录摘要IABSTRACTII第一章绪论111选题的目的和意义112模具工业的地位和作用113级进模的发展趋势114本章小结3第二章冲压工艺性分析及参数计算421零件工艺性分析4211零件分析4212工艺方案分析6213工艺方案确定722材料的工艺性分析7221材料表面8222冲压用材料的规格8223材料选择工艺823零件结构工艺性10231冲裁件的结构工艺性10232冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度1024零件结构工艺性11241零件展开尺寸计算11242搭边值确定12243料宽计算12244确定条料宽1225确定排样及材料利用率12251排样分类12252排样图1426冲压力的计算15261冲裁力计算15262卸料力、推件力的计算16263压力机公称压力的确定17264弯曲力计算17265压力机的确定1827压力中心的确定及相关计算20271压力中心确定20272压力中心相关计算2028本章小结20第三章凹凸模尺寸设计2231凸、凹模刃口尺寸确定2232卸料橡胶的计算2933凹模周界的确定3034本章小结32第四章模具主要零部件设计3341模具总体结构设计3342模具主要零件及结构设计3343冲裁凸凹模结构设计33431凹凸模结构设计3344弯曲凸、凹模结构设计3845小导柱结构设计39451模柄结构设计39452导柱导套结构设计40453模架结构设计40454螺钉销钉结构设计4246定位零件、卸料、出件方式的选择4247其它模具零件结构尺寸列表43471模具材料的选用4448本章小结45第五章模具的装配4651零件技术要求4652装配技术要求4653主要组件的装配47531模柄的装配47532凹模和凸模固定板的装配47533导柱与导套的技术要求及装配4854本章小结48结论49致谢50参考文献51于程护板级进模0第一章绪论11选题的目的和意义通过该课题的毕业设计可以使学生掌握冲压模具设计的基本原理和方法，综合运用本专业所学的专业基础理论和专业知识分析和解决冲压工艺和模具设计中的问题，着重培养学生的工程设计能力（主要包括设计、计算，绘图及三维CAD软件应用能力）以及独立解决和分析问题的能力。12模具工业的地位和作用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。13级进模的发展趋势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于程护板级进模1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，35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3M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/MIN（带弯曲的加工500600次/MIN），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。在国内多工位级进模的不断发展的行情下，市场对多工位级进模的功能要求也越来越复杂。实现了由以往的单排级进模技术向双排大跨越。以电机铁芯多工位级进模为例，已经从原来的普通叠片发展成双排交换叠片，多排交换叠片。因此，在于程护板级进模2结构的精密度上有一定的制造难度。精密加工的要求不断提升，推动了多工位级进模向更高层次的进步与发展。总体来说，多工位级进模技术含量在模具行业已高难度新型产品。但从国外的技术指标分析，它可以分为三个层次，分别为最高级，高级，和中级三层。在最高级的多工位级进模系统中，多工位的自动穿丝技术基础上，进一步实现了产品的自动交交换功能，在自动完成全程工作中，通过减少了人员的干扰，达到了预定的指标。而代表着高层次发展方向的多工位级进模发展中，为了达到预定的工艺指标。因此，企业在高端产品的发展中。自动化、信息化已成为未来多工位级进模的发展方向。14本章小结本章节主要从模具的行业地位、发展状况来介绍模具制造在工业生产中的地位，以及并扼要介绍了多工位级进模的现状及发展趋势，以此来谈谈对课题的研究和对方案的确定。于程护板级进模3第二章冲压工艺性分析及参数计算21零件工艺性分析211零件分析图21工件二维零件图名称护板技术要求1零件材料08钢，大批量生产。2厚度05MM，未注圆角R05于程护板级进模4图22工件三维实体图图23工件三维展平实体图1、审图该工件图外形简单，只需1次冲裁、1次胀型、1次翻边，1次U型弯曲即可。该工件图尺寸标注齐全，有四次弯曲，未注圆角。该工件图上未标50R注公差等级，所以采用经济精度，查表，取精度为IT14级，冲裁加工简单，表面平整，光滑，无毛刺。2、工件图尺寸齐全，无精度要求，选用经济精度IT14级，该冲件材料为08号优质碳素结构钢，材料状态为已退火，抗剪强度为26060MPA,抗拉强度为于程护板级进模5280420MPA,伸长率为32，屈服强度为200MPA。该工件精度要求不高，所以可大批量生产。3、该工件图上要切掉直径为4的两个孔废料,距离料的边宽度为75,据弯曲线距离比较远,所以加工过程中不会造成料的变形,所以综上,该工件适于冲裁工艺加工。4、该工件图上内部要切掉45，55的两个废料,料的边宽度为36,据弯曲线距离比较远,加工过程中不会造成料的变形,所以,该工件适于冲裁工艺加工。5、该工件材料为08号优质碳素结构钢，已退火，具有较好的抗剪，抗拉强度，冲件有4处弯曲，可以看做是4次U型弯曲。可以用一个大的弯曲凸模直接弯曲成形。6、该工件形状对称,适合采用对称弯曲。7、该工件表面光滑平整,无毛刺,不易断裂,有较高的塑性,适于弯曲工艺加工。212工艺方案分析2121工序分析该零件结构简单，分析满足普通冲裁要求，可采取冲孔、胀形、翻边、弯曲来完成。2122可行性工艺方案1）单工序工艺即用冲孔、翻边、胀型、弯曲四副模具分别完成四种工序。2）级进工艺即冲孔、胀型、翻边、弯曲四个工位。3）复合工艺即采用一副复合模一次冲裁完成。分析比较1）单工序工艺模具结构简单，制造成本较低，但制件内外形的位置精度难以得到保证，且所占用设备及工人较多，生产效率低。于程护板级进模62）级进工序工艺制件内外形位置精度较易得到保证，易于实现自动化生产，生产效率高，但模具结构较复杂，制造成本较高。3）复合工序工艺制件内外形位置精度高，生产效率高，但模具结构复杂，制造困难。213工艺方案确定选择方案2），因为该零件需要冲裁和弯曲等工序来完成，需要大批量生产，分析零件图，尺寸也不大，采用级进模加工，能大大提高生产效率。2131模具结构初步确定确定工艺方案以后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使它尽可能满足以下要求1）能冲出符合技术要求的工件；2）能提高生产效率；3）模具制造和修模方便；4）模具有足够的寿命；5）模具易于安装调整，而且操作方便、安全。该冲压件采用冲孔胀形翻边弯曲连续冲压的级进模。卸料方式为弹压卸料，出件方式为废料从凹模表面落下，工件从凹模表面推出，送料方式为横向自动送料，导向为滚动方式。在模具上装顶杆、导正销。模架选择对角导向模架。2132可行性分析此工件有冲孔胀型翻边弯曲四道工序。材料为08优质碳素结构钢，材料状态为已退火，抗拉强度为375460MPA。具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构简单。有两个孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离通过最小壁厚满足要求。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT12级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。于程护板级进模722材料的工艺性分析221材料表面材料表面应光洁无裂纹、麻点、划痕、结疤、气泡等缺陷，这将直接影响制件的外观性。在冲压过程中，还容易在缺陷部位产生应力集中而引起破裂。材料表面若不平，会影响剪切和冲压时的定位精度，以及由于定位不稳而造成废品，或因冲裁过程中材料变形时的展开作用而损坏冲头。在变形工序中，材料表面的平面度也会影响材料的流向，引起局部起皱或破裂。材料表面有锈，不但影响冲压性能，损伤模具，而且还会影响后续焊接和涂漆等工序的正常进行。222冲压用材料的规格条板料是冲压生产中应用最广的材料，适合成批生产。其尺寸规格按国家标准规定，采用标准规格板料可能会增加余料，使材料利用率降低，但如采用合理的套裁排样，则可弥补这一缺点。在大量生产中，也可以根据工艺要求，用最佳的排样方案确定其规格尺寸。这样可提高材料的利用率。本冲压件为大批量则选取条料。223材料选择工艺（1）对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关。不同冲压工序对板材性能具体要求如表21所示。表21不同冲压工序对板材性能工序名称性能要求冲裁具有足够的塑性，在进行冲裁时板料不开裂；材料的硬度一般不低于冲模工作部分的硬度。弯曲具有足够的塑性，较低的屈服极限和较高的弹性模量。于程护板级进模8拉深具有高塑性，屈服极限低和板厚方向性系数大。板料屈服强度较小，板平面方向性系数小。（2）对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。（3）常用冲压材料冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。表22常用碳素结构钢的机械性能。力学性能材料名称牌号材料状态抗剪强度/MPA抗拉强度屈服点伸长率08F2303102753801802730082603602154102002710F2203402754101902710260340295430210261527038033547023025202804003355002502435400520490625320194544056053068536015碳素结构钢50已退火44058054071538013表22常用碳素结构钢的机械性能冷冲压常用材料有于程护板级进模9（1）黑色金属普通碳素结构钢、优质碳素钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。（2）有色金属铜及铜合金、铝及铝合金、镁合金、钛合金等。（3）非金属材料纸板、胶木板、塑料板、纤维板和云母等。23零件结构工艺性231冲裁件的结构工艺性1冲裁件的形状冲裁件的形状应力简单、对称，有利于材料的合理利用。2冲裁件内形及外形的转角冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。圆角半径R的最小值，参照表23所示零件种类黄铜铝合金铜软钢备注/MM018T035T025T025落料交角9090035T070T05T0502T045T03T03冲孔交角909004T09T06T06表23冲裁最小圆角半径232冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度用普通冲裁方法所能得到的冲裁件，其尺寸精度与断面质量都不太高，金属冲裁件所能达到的经济精度为IT14IT10，要求高的可达到IT10IT8级。厚料比薄料更差。若要进一步提高冲裁件的质量要求，则要在冲裁后加整修工序或采用精密冲裁法。表24为冲模制造精度与冲裁件精度。1冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。2冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2MM以下的金属板料时，其断面粗糙度RA一般可达于程护板级进模1012532M。冲裁件精度材料厚度T/MM冲模制造精度10152345681012IT6IT7IT7IT8IT9IT9IT10IT10IT10IT12IT10IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14表24冲模制造精度与冲裁件精度冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度T等有关，自由凸模冲孔的直径D或方孔边长、长方形孔边宽B列于表25。表25自由凸模冲孔的最小尺寸孔型材料圆孔（直径D）方孔（边长B）长方孔（边宽B）硬钢D13TD12TD11T软钢、黄铜D10TD09TD07T铝、锌D08TD07TD06T注1、T为板料厚度（MM）。2、若采用带保护套凸模冲孔，其最小尺寸可为板料厚度T的一半左右。冲孔最小尺寸公式如下D10T21008因此符合要求，适合冲裁。3冲裁件孔分别为孔与孔之间，孔与孔边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质量的限制，其值不能过小，宜取A2T,并不得小于34MM,该冲裁件A3MM,因此符合要求，适合冲裁。于程护板级进模1124零件结构工艺性241零件展开尺寸计算72MMLM832712140COS36242搭边值确定搭边值确定,工件间距离沿边MT505083271LA21MA52243料宽计算002BDAC0578371244确定条料宽条料宽度0MAX02DB导料板间距Z0式中条料宽度方向冲件的最大尺寸，MM；MAX侧搭边值，MM；条料宽度的单向（负向偏差），MM，查新编实用冲压模具设计手册表232条料宽度偏差，查得015；导料扳与最宽条料之间的间隙，MM，查新编实用冲压模具设计Z手册表233查得05MM。Z0MAX0DB150365012ZB0563M2于程护板级进模1225确定排样及材料利用率251排样分类该零件的形状宜采用直对排无废料排样的排样方案，以保证冲裁件的质量。如图所示方案一图24直排竖排有废料排样条料宽度尺寸的确定有侧压装置BL2B无侧压装置BL2BC采用侧刃BL15BNF式中L制件垂直于送料方向的基本尺寸；N侧刃数；F侧刃裁切宽度；条料的宽度公差；B侧面搭边值；C送料保证间隙B100，C0510；B100，C1015。计算冲压件毛坯面积1010ASS式中A在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离；M于程护板级进模13B条料宽度；MS一个步距内制件的实际面积；2MS0一个步距所需毛坯的面积。221403250454138247M进距MH6一个步距的材料利用率1010BASS268345方案二图25直排横排有废料排样计算冲压件毛坯面积221403250454138247MS条料宽度MB进距H9一个步距的材料利用率1010BASS6387924经比较方案一的利用率较高，二方案利用率相对较低，而且是大批量生产，采用级进模加工，尺寸不大，综合来看，所以应该选择方案一。252排样图如图26所示于程护板级进模14图26排样图26冲压力的计算261冲裁力计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度凸模行程而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算BFKLT式中F冲裁力，N；L冲裁周边长度，MM；T材料厚度，MM；材料抗剪强度，MPA；BK系数，一般取13。但选择设备时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取13FLT于程护板级进模15冲裁件周长290LM材料厚度T5材料抗剪强度MPA31故LTFN659702262卸料力、推件力的计算影响这些力的因素很多，主要有材料的力学性能与厚度、冲件形状与尺寸、冲模间隙与模孔口结构、排样的搭边大小及润滑情况等。在实际计算时，常用到下列经验公式FKXNTT式中分别为卸料力、推件力系数，可查表236；新编实用冲压TX、K模具设计手册F冲裁力，N；分别为卸料力、推件力，N；TXN同时卡在凹模孔内（或废料）数，NH/T，H为凹模刃部直壁洞口高度，MM，T为料厚，MM。查表得065,K顶8FKX004659752639KNTT12005565975435435冲裁工艺总力总F于程护板级进模16NFTX512743526957总263压力机公称压力的确定对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的1113倍，即FP31式中P压力机的公称压力，N；冲裁时的总冲压力，N。FFP311311215751458KN采用弹性卸料装置和下出料方式的冲模时TXF6579526394354351121575N264弯曲力计算分析该工件，为了保持弯曲力的平衡，我们可以看做是四次U型弯曲，且在一个工位同时完成，查书P113可得，280420MPA,取350MPABBU型件自由弯曲TRKBF/702K，,BM7231MT5BMPA350MR50弯总N72F总F冲F卸F推F总弯11789K于程护板级进模17根据总冲压力初选压力机为JC2316。（查压力机规格表）,开式双柱可倾压力机，最大闭合高度调节量，在之间。M170M35M1704265压力机的确定2651压力机类型的选择（1）中、小型冲压件选用开式机械压力机；（2）大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机；（3）大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机；（4）校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机；（5）薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机；（6）大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机；（7）小批量生产中的大型厚板件的成形工序，多采用液压压力机。2652压力机规格的选择（1）公称压力压力机滑块下滑过程中的冲击力就是压力机的压力。压力的大小随滑块下滑的位置不同，也就是随曲柄旋转的角度不同而不同，如图27中曲线所示。图27压力机许用压力曲（2）滑块行程长度滑块行程长度是指曲柄旋转一周滑块所移动的距离，其值为曲柄半径的两倍。选择压力机时，滑块行程长度应保证毛坯能顺利地放入模具和冲压件能顺利地从模具中取出。于程护板级进模18（3）行程次数即滑块每分钟冲击次数。应根据材料的变形要求和生产率来考虑。（4）工作台面尺寸工作台面长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，并每边留出60100MM，以便于安装固定模具用的螺栓、垫铁和压板。当制件或废料需下落时，工作台面孔尺寸必须大于下落件的尺寸。（5）滑块模柄孔尺寸模柄孔直径要与模柄直径相符，模柄孔的深度应大于模柄的长度。2653压力机的初选压力机的闭合高度是指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离压力机的闭合高度可通过调节连杆长度在一定范围内变化。当连杆调至最短（对偏心压力机的行程应调到最小），滑块底面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最大闭合高度；当连杆调至最长（对偏心压力机的行程应调到最大），滑块处于下止点，滑块底面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最小闭合高度。压力机的装模高度，指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。没有垫板的压力机，其装模高度等于压力机的闭合高度。模具的闭合高度是指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。考虑到模具装模高度，故取16T压力机即选择压力机为J2316表26压力机中各参数名称型号名称型号公称力（KN）160左右（MM）450公称力行程（MM）2前后（MM）300滑块行程（MM）70工作台板尺寸厚度（MM）60行程次数（S、P、M）122左右（MM）200最大装模高度（MM）160滑块底面尺寸前后（MM）180于程护板级进模19装模高度调节量（MM）60直径（MM）40喉口深度（MM）160模柄孔尺寸深度（MM）60立柱间距离（MM）200前后（MM）1140电机功率（KW）15左右（MM）905总重量（KG）1090外形尺寸高（MM）1890工作台板孔直径（MM）11027压力中心的确定及相关计算271压力中心确定冲裁时压力中心的确定，要使模具能平衡地工作，须使冲裁时的压力中心与模具的模柄中心相重合，否则模柄发生歪斜，间隙不均匀，导向磨损，刃口迅速变钝和导致模具的损坏，确定压力中心的工作主要是针对复杂冲裁模，多凸模的冲孔级进模。求压力中心有两种方法（既解析法和图解法）。272压力中心相关计算NIIINLXLLXX13210NIIINYYY13210根据零件的几何分析，零件为完全对称，即X00Y0028本章小结本章主要对工件的工艺进行了分析，材料进行了选择，工艺方案进行了确定，得出此工件可以冲裁。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，于程护板级进模20要求冲压材料厚度精确、均匀。表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。对模具各个部分工作所受到的力进行了计算，计算了冲裁力，顶件力，推件力，压力中心等。本章主要是冲压设备的选择，根据压力机类型和规格，进行压力机出选。性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。使冲压生产效率得到大幅度提高，设备类型的选择要依据冲压件的生产批量，工艺方法与性质及冲压件的尺寸，形状与精度要求来进行。根据冲压件的大小进行选择，考虑精度与刚度，考虑生产现场的实际可能，考虑技术上的先进性。设备规格的选择应根据冲压件的形状大小，模具尺寸及工艺变形力等进行。从模具往设备上安装并能开始工作的顺序来考虑，其规格主要参数行程，装配模具的相关尺寸，闭合高度及设备吨位。于程护板级进模21第三章凹凸模尺寸设计31凸、凹模刃口尺寸确定凸、凹模分别加工时要求分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸、凹模的设计图样上。这种加工的优点是凸、凹模具有互换性，便于成批制造。但由于受冲裁间隙的限制，要求凸、凹模的制造公差较小，所以这种加工方法主要适用于简单规则形状（圆形、方形或矩形）的冲件。落料件外形尺寸为，冲孔件内孔尺寸为，根据刃口尺寸的计算原则，ODOD可得落料时（31）DXD0MA（32）0MINA0INPPZZP冲孔时（33）0MIPXP（34）DDD0MININ0IN式中落料时凸、凹模的刃口尺寸，MM；PD、D冲孔时凸、凹模的刃口尺寸，MM；落料件的最大极限尺寸，MM；MAX冲孔件的最大极限尺寸，MM；IND冲件的制造公差，MM；查表119标准公差数值（GB180079）画法几何及机械制图；最小合理间隙，MM；查表221冲裁模初始双面间隙Z（二）MINZ（MM）新编实用冲压模具设计手册；凸、凹模的制造公差，MM，按“入体”原则标注，即凸模按DP、于程护板级进模22单向负偏差标凸、凹模注，凹模按单向正偏差标注，可分别按IT6和IT7确DP、定，也可查表31,或取1/41/6；X磨损系数，X值在051之间，它与冲件精度有关，可查表32或按下列关系选取冲件精度为IT10以上时，X1；冲件精度为IT11IT13，X075；冲件精度为IT14以下时，X05。基本尺寸凸模偏差P凹模偏差D基本尺寸凸模偏差P凹模偏差D180020002018026000300045183000200025260360003500503080002000303605000040006080120002500351201800030004050000500070表31规则形状（圆形、方形）冲裁时凸、凹模的制造公差（MM）根据上述计算公式，可以将冲件与凸、凹模刃口尺寸及公差的分布状态如图31所示。从图中还可以看出，无论是冲孔还是落料，为了保证间隙值，凸、凹模的制造公差必须满足下列条件（35）MINAXZDP如果，可以取，。如MINAXZDPIA40PMINAX60ZD果，则采用其它配作方法。MINAXDP表32磨损系数X非圆形冲件圆形冲件10750507505料厚T（MM）冲件公差（MM）于程护板级进模2314320003020150103502201801204202802015050350240180604203022表33系数K值BH0352562897C（152）H（152）89713461782取凹模厚度H15MM，凹模壁厚C16MM凹模宽度BB2C25622165762凹模长度L202291625485根据新编实用冲模具设计手册表1029后侧导柱模架（MM），查得凹模周界L63B63闭合高度H120140上模座GB/T28555636325下模座GB/T28556636330导柱GB/T2861116110导柱GB/T2861116110导套GB/T28616166523上述方法适用于确定普通工具钢经过正常热处理，并在平面支撑条件下工于程护板级进模31作的凹模尺寸。冲裁件形状简单时，壁厚系数取偏小值，形状复杂时取用偏大值。用于大批量生产条件下的凹模，其高度应该在计算结果中增加总的修磨量。34本章小结本章主要是凸凹模刃口尺寸进行计算、确定压力卸料橡胶的计算及凹模周界的确定。所以为了减少凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。于程护板级进模32第四章模具主要零部件设计41模具总体结构设计本模具采用后侧导柱模架,利用凹模形状定位零件,模柄下行时带动自动送料装置,使滑块带动滚轮向上移动,凸模同时进行冲孔、落料。模柄上升时,滚轮沿斜楔向下移动，导柱回到原始位置。冲孔、落料工作结束。42模具主要零件及结构设计43冲裁凸凹模结构设计431凹凸模结构设计详情见章节314311凸模1）冲孔凸模如下图因小凸模在试冲过程中易断，模具寿命不能满足要求，采用台阶式凸模，把小凸模设计成台阶式凸模形式，台阶凸模强度刚性较好，装配方便，稳定也好。外径由前面刃口尺寸计算得分别为2125415818。MM凸模长度L凸181516251式中H1凸模固定板厚度H2橡胶厚度H2卸料板厚度T陷入凹模的厚度于程护板级进模33图41冲孔凸模1图42冲孔凸模2于程护板级进模34图43冲孔凸模32）切废凸模图44切废凸模1于程护板级进模35图45切废凸模2图46切废凸模3于程护板级进模36图47切断凸模3）弯曲凸模图48弯曲凸模4312凹模凹模厚度HKBH02078156取凹模厚度为18MM于程护板级进模37凹壁厚度2736HC2511825M实取凹模壁厚32M凹模板宽度83232147BBC实取150凹模长度262取260L2605208ML则凹模轮廓尺寸为M186将凹模板作成簿型形式并凹模刃口形式选择刃口强度较高，修模后刃口尺寸不变。图49凹模带凹模尺寸与对应的凸模尺寸配作。对称的凹模刃口尺寸，只对单边加标注。44弯曲凸、凹模结构设计1）凸模圆角半径于程护板级进模38当工件R/T05/05/T,凸模圆角半径R05MINRPRM2）凹模圆角半径052,36取6TDRT5T60533）弯曲U型件时，凸凹模间隙用调整压力机闭合高度来控制。45小导柱结构设计小导柱材料选用20号钢，热处理渗碳深度0812MM，5862HRC。小导柱的主要作用是起保护细小、较长的凸模。使凸模能够更准确冲孔，不易受损、歪斜、折断等。增加凸模使用寿命。小导柱结构如图410所示图410小导柱451模柄结构设计中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠连接。模柄采用Q235制造。模柄结构形式如图411所示于程护板级进模39图411压入式模柄452导柱导套结构设计导向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。对生产批量较大、零件公差要求较高、寿命要求较长的模具，一般都采用导向装置。模具中应用最广泛的是导柱和导套。图412是标准的导套结构形式。GB/T286161990中国模具设计大典。材料20钢，热处理渗碳深度0812MM，5862HRC。图412导套结构A型导柱GB/T286111990中国模具设计大典，其结构简单，制造方便，但与模座为过盈配合，装拆麻烦。A型和B型可卸导柱与衬套为锥度配合并用螺钉和垫圈紧固；衬套又与模座以过渡配合并用压板和螺钉紧固，其结构复杂，制造麻烦，但可卸式的导柱或可卸式导套在磨损后，可以及时更换，便于模具维修和刃磨。453模架结构设计根据标准规定，模架主要有两大类一类是由上模座、下模座、导柱、导套组于程护板级进模40成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。模架及其组成零件已经标准化，并对其规定了一定的技术条件。导柱模模架导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都规定了一定的公差等级。这些技术条件保证了整个模架具有一定的精度，也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提，加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求，整个模具达到一定的精度就有了基本的保证。后侧导柱模架GB/T285131990,其的特点是铸铁模架，滑动导向，两导柱，两导套分别装置在上、下模座后侧，凹模面积导套前的有效区域，可用于冲压较宽条料，且可用边角料。送料及操作方便，可横向和纵向送料。主要适用于一般精度要求的冲模，不宜用于大型模具，因有弯曲力矩，上模座在导柱上运动不平移。但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损，从而影响模具寿命。此模架一般用于较小的冲模。此次设计中采用后侧导柱模架，结构如图413所示图413后侧导柱模架模座一般分为上、下模座，其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须十分重视上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏；如果刚度不足，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具的工作零件和导向零件迅速磨损，这是常于程护板级进模41见的却又往往不为人们所重视的现象。在选用和设计时应注意如下几点1尽量选用标准模架，而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。如果需要自行设计模座，则圆形模座的直径应比凹模板直径大3070MM，矩形模座的长度应比凹模板长度大4070MM，其宽度可以略大或等于凹模板的宽度。模座的厚度可参照标准模座确定，一般为凹模板厚度的1015倍，以保证有足够的强度和刚度。对于大型非标准模座，还必须根据实际需要，按铸件工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。2所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核。比如，下模座的最小轮廓尺寸，应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大4050MM。3模座材料一般选用HT200、HT250，也可选用Q235、Q255结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45。4模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为4级。5上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在002MM以下；模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为4级。6）模座的上、下表面粗糙度为RA1608M，在保证平行度的前提下，可允许降低为RA3216M，材料选用HT200。454螺钉销钉结构设计螺钉和销钉都是标准件，设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉。螺钉、销钉规格应根据冲压力大小、凹模厚度等确定。螺钉与凹模固定版，下模板与垫板，凹模固定版与导料板，均用M6的螺钉。GB/T7012000中国模具设计大典。46定位零件、卸料、出件方式的选择1）属于送进导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等；属于送料定距的定于程护板级进模42位零件有用挡料销、导正销、侧刃等；属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。选择定位方式及定位零件时应根据坯料形式、模具结构、冲件精度和生产率要求等。级进模常采用导正销与挡料销配合使用进行定位，挡料销起粗定位作用，导正销起精定位。因此挡料销的位置必须保证导正销在导正过程中条料少许活动的可能。导正销只用于级进模。2）卸料与出件装置作用是当冲模完成一次冲压后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。卸料装置按卸料的方式分为固定卸料、弹性卸料。固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件，故选择弹性卸料装置。3）出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把装在上模内的出件装置称为推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为05，相对较薄，卸M料力也比较小，故可采用弹性卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。47其它模具零件结构尺寸列表根据正装式级进模凹模板尺寸并查标准JB/T6743194，确定其它模具模板尺寸列于下表表2模具零件结构尺寸序号名称长宽高材料数量1垫板10526451于程护板级进模432凹模板185026CR1213卸料板454凸模固定板1850261471模具材料的选用1）冷冲模用钢应具有的力学性能应具有较高的变形抗力；应具有较高的断裂抗力；应具有较高的耐磨性及抗疲劳性能；应具有较高的冷热加工工艺性。2）冷冲模零件材料选用原则要选择能满足模具工作要求的最佳综合性能的材料；要针对模具失效形式选用钢材；要根据制品的批量大小，

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