弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计——毕业设计

重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计目录摘要IABSTRACTII1绪论111级进模简介112国内级进模与国际先进水平的主要差距主要表现在以下方面12多工位级进模概述321多工位级进模的实质和特点322多工位级进模的分类323多工位级进模应用的必要条件424多工位级进模的应用623多工位级进模的发展63弹簧抱挎模具设计与计算931冲压件的工艺分析1032工艺方案确定1033排样图设计1234冲压力的计算1435冲压刃口尺寸计算174级进模零部件设计1941冲孔凸模与凹模结构尺寸设计1942落料、切断凸模和凹模结构尺寸设计2243弯曲凸模和凹模结构尺寸设计2544导料装置3045侧压装置3146定距机构设计3347卸料装置3448自动检测保护装置3549非标准件36410标准件的选取42重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计5模具总装图446弹簧抱挎冲压工艺与模具设计的综合分析49结束语50参考文献51重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计I摘要级进模在过去因技术水平的限制，工位数相对较少，常为35个工位，10个工位以上就算多了，所以多工位这个词过去很少听到。近年来模具设计与制造技术有了进步，工位数已不再是限制模具设计与制造的关键。本文分析了弹簧抱挎多工位级进模设计的工艺性，详细介绍了其成形的排样方案和多工位级进模零部件的设计。确定了合理的成形步骤和多工位级进模的结构，该模具凹模采用镶块式从一定程度上降低了成本，且易损部位更换方便。模具结构灵活可靠、卸料方便，能保证产品质量，对此类零件的级进模设计有参考价值。关键词级进模成形结构重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计IIABSTRACTINTHEPAST,PROGRESSIVEDIERELATIVELYSMALLNUMBEROFBITSWORK,GENERALLY3TO5STATIONS,10STATIONSOVEREVENMOREBECAUSEOFTECHNICALLIMITATIONS,SOTHEMULTIBITWORDSELDOMHEARDINTHEPASTMOLDDESIGNANDMANUFACTURINGTECHNOLOGYMADEPROGRESSINRECENTYEARS,THEMEDIANISNOLONGERTHELIMITWORKERSDIEDESIGNANDMANUFACTUREOFTHEKEYTHISPAPERANALYZESTHESPRINGDESTROYEDHOLDMULTIPOSITIONPROGRESSIVEDIEDESIGNPROCESSOFDETAILINGTHELAYOUTOFITSPROGRAMSANDFORMINGMULTIPOSITIONDESIGNOFPROGRESSIVEDIECOMPONENTSREASONABLESTEPSTODETERMINETHESHAPEANDMULTIPOSITIONPROGRESSIVEDIESTRUCTURE,THEMOLDINSERTBLOCKDIEBYACERTAINEXTENT,REDUCETHECOST,ANDEASYREPLACEMENTOFWEARINGPARTSMOLDSTRUCTUREFLEXIBLEANDRELIABLE,EASYTODISCHARGE,TOENSUREPRODUCTQUALITY,OFSUCHPARTOFTHEPROGRESSIVEDIEDESIGNAVALUABLEREFERENCEKEYWORDSPROGRESSIVEDIEFORMINGSTRUCTURE重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计11绪论11级进模简介多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。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形性质，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。12国内级进模与国际先进水平的主要差距主要表现在以下方面（1）模具制造精度方面与国际先进水平相比，在模具的精细化制造程度上低一级。重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计2（2）模具使用寿命方面与国际先进水平相比，低30以上。特别是刃磨一次寿命低，导致模具维护次数增加，降低了冲压生产效率。还有模具在高速冲床上使用的冲次速度低150次/MIN左右。（3）模具可靠性和稳定性方面与国际先进水平相比，在试模和模具使用中的调整及维修时间增加30以上。国内模具可靠性和稳定性方面的差距较国际先进水平低，是直接影响国内模具的市场竞争力要素。（4）模具制造周期方面与国际先进水平相比，差距不断缩小，并有一部分模具品类的制造周期已和国际先进水平同步。但是在接单多，而制造周期集中的情况下，导致模具不能如期交货。从总体来看，模具规模化生产的能力和交货期的实现率较国际先进水平低10以上。除模具综合水平量化在指标上的差距外，国内在研发能力、人员素质和对模具设计制造的基础理论与技术的研究等方面与国外先进模具企业相比，也存在一定的差距。重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计32多工位级进模概述21多工位级进模的实质和特点211多工位级进模实质冲压加工中，如果冲件有落料、冲孔、翻遍、弯曲、成形、整形六个工序，用一般普通冲压工艺加工需要六副模具，因而冲件在加工中重复定位，质量不稳定，生产率低，生产成本高，而难以适应大批量、多品种冲件的生产。级进模技术源自跳步模（连续模）的延伸与拓展，是在跳步模基础上发展起来的一种更多工艺加工、更多工序组合的冲压模具。在压力机的一次行程中，级进模在依次分布于条料送进方向的几个工序上分别完成一系列冲裁工序，条料冲第一工位到最后工位相继成形，因此压力机每动作一次即可获得一个完整的工件或工序件。级进模可在一副模具上完成一个冲件的全部冲压加工。冲件无论其形状的复杂程度，只要科学、合理地进行工艺分析与工序组合，均可用一副模具冲压出来。级进模可把冲件进行工序分解后，按一定顺序、规律，划分成若干个等距离的冲压加工工位，设置在模具内。带料（或条料）由配备或附设的送料机构送入模具，经连续。等距离的送进冲压，完成冲件所需的全部冲压工序后得到所需的成品零件。级进模改进了一般跳步模冲裁毛刺面可能不在一个平面，有的冲件在弯曲、成形后仍需二次加工，有的冲件尺寸不稳定，精度难以达到要求的缺陷。级进模配合高速冲压设备，附加自动送料机构，实现了高速自动化冲压生产，大大提高了生产率。综上所述，级进模是一种较为先进的、有更多发展空间和使用价值的工艺装备。22多工位级进模的分类级进模分类主要有221按冲压工序性质及其排列顺序分类冲裁级进模落料级进模、剪切级进模冲裁、弯曲级进模冲裁拉深级进模冲裁、成形级进模222按排样的方式不同分类1）封闭型孔连续式级进模这种级进模的各个型孔（出定距侧任型孔外）与被冲零件的各个孔及制件外形（弯曲件指展开外形）的形状一致，并把它们分别设置在一定的工位上，材料沿各工位经过连续冲压，最后获得所需的冲件。封型孔连续式级进模的特点结构较简单、制造容易，一般用于冲制形状简单、精度较低的零件。适合手工送料和冲制半成品。重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计42）分断切除多段式级进模这种级进模对冲压零件的复杂异形孔和零件的整个外形采用切除多余废料的方式进行。即在前一工位先切除一部分废料，在以后工位再切出一部分废料，经过逐个工位的连续冲制，就能获得一个完整的零件或半成品。对于零件上的简单型孔，模具上相应的型孔可与零件上的型孔做成一样。223按工位和制件名称分类主要有32工位电刷支架精密级进模、25工位簧片级进模、50工位刷片级进模224按冲压的制件名称分类如28L集成电路引线框级进模、传真机左右支架级进模、动簧片多工位级进模、端子接片多工位级进模等，这些多工位级进模目前用得最多。225按模具的结构分类按模具的结构分为独立式级进模和分段组装式级进模。独立式级进模，工位数不论多少，各工位都在同一块凹模上完成；分段组装式级进模，按拍样冲压工序特点将相同或相近冲压性质的工位组成一个独立的分级进模单元，然后将它固定到总模架上，成为一副完整的多工位级进模。分段组装式级进模简化了制模难度，故在大型、多工位、加工较困难的级进模中常用。226按模具使用的特征分类主要有带自动挡料销级进模、带定长切断装置的级进模、自动送料冲孔分断冲切级进模等。23多工位级进模应用的必要条件多工位级进模具有很多优点，但是结构复杂，制造技术要求高，同时还受压力机、板料、生产批量等限制。所以，设计使用多工位级进模还需符合下列条件1）级进模的设计、制作和维修多工位级进模的结构相当复杂，制造精度比一般模具要求高得多。每次批量生产以后都不需经过一次检修、刃磨，并经过试冲合格后方可入库待用。一些细小凸模，镶件磨损或损坏后须及时更换。弯曲、拉深、成形的多工位级进模，刃磨凸模、凹模的刃口时，同时要修正其他部分的相对高度。弯曲、拉深、成形的多工位级进模，其凸模、凹模的高度也往往不相同。因此，刃磨后必须保持原设计要求的相对差量，必须要有一定技术水平的维修工人和比较精密的通用和必要的专用设备。必须有会凋整、维修、保养、刃磨修理的技术能力多工位级进模在使用过程中，刃磨损或局部可能出现故障，这是常见的事。例如小凸模的折断，冲压过程中发现毛刺过大，刃变钝了，凸、凹模镶件要更换或进行修理等。关键易损的工作零件应有一定量的备件。多工位级进模的刃磨与一般模具不同，它不是简单地将某个凸模或凹模磨去多少就完事，对于那些有弯曲、拉深成形的多工位级进模，在刃磨凸、凹模刃口时，还要相应地修理其他部分的相对高度，使刃磨或修理后的各凸、凹模之间仍保持原设计应有的原理差量。对于这种刃磨和修理，重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计5必须要求修理人员，具有较高的专业理论和实践技能维修人员在拆卸模具前要了解模具的结构原理和凸、凹模相互间尺寸关系等。用户也应为之配置供刃磨、维修使用的精密磨削加工和检测用的必备设备。2）适用的压力机级进模使用的压力机应当具有足够的强度、刚度、功率、精度、较大的工作台面和可靠的制动系统。压力计行程不宜过大，以保证级进模模架导向系统工作时不脱开。一般应在压力机公称压力的80以下工作。多工位级进模中应设置条料送进故障检出机构，检出机构发出信号后制动系统必须能够使压力机立即停车，以免损坏模具或机床。拥有能满足多工位级进模连续冲压生产要求的冲压设备这种冲压设备与普通压力机相比，要求精度、刚性更好一些，功率、台面尺寸更大一些，冲次更高一些且可调，制动系统可靠稳定。还应具备行程可调一般都使用行程可调的偏心压力机等功能，便于级进模的调试。用多工位级进模进行冲压时，选取压力机的行程是不大的，一般以保证冲压能顺利进行和送料能正常为原则。因此，不同的级进模，由于制件的不同，所取行程大小虽不完全相同，但总的来说都是一个较小的范围。多工位级进模取小行程冲压，可以保持模架的导柱、导套工作过程始终不脱开，这样有利于保证冲压精度。而采用较小行程对实现高速冲压，也是十分有利的。冲压设备还应附有高精度的自动送料装置和安全保护装置，这在自动冲压无人看管的情况下，保持连续安全工作十分重要。3）良好的被加工材料级进模冲制过程中，不能进行中间退火，不便于在加工中增加润滑，因此要求冲压材料的力学性能必须相当稳定，对于进厂的每批材料必须按规定化验、检查；级进模冲压对所用带料的宽度和厚度公差以及料边平直度有较高的要求，因为它们将直接影响冲制效果和条料的送进。4）冲压件应适合于多工位级进模冲制被加工零件的产量和批量要足够大，通常批量在515万件以上者，总产量在300万件以上者才采用多工位级进模冲制。对于一些冲压件中的标准件、通用件等也可采用级进模冲制。多工位级进模在材料利用率上比其他模具都要低。贵重材料的零件采用级进模加工时应慎重考虑经济性。由于送料精度和各工步之间的累积误差，不致使零件精度精度降低。多工位级进模采用措施可使累积误差限制在很小范围。IT10级精度以下的零件（零件外形部分），只要多工位级进模设计得当，制造良好，是完全能够保证的。零件的形状复杂且经过冲制后不便于定位的零件，采用多工位级进模最为理想，如椭圆形的零件、小型和超小型零件、有些软质材料的零件以及难以检出方向性的零件。某些使用简易冲模或或复合模都无法冲压的形状特殊的零件采用多工位级进模却能解决问题。重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计6材质、料厚完全相同且尺寸间有相互关系甚至有配合关系的两个冲压件，可将两个冲压件合并在一副多工位级进模上同时冲制，有配合关系的位置由同一图凹模进行冲裁，可以保证零件的配合要求，以分段切除的方式设计模具可提高材料利用率。24多工位级进模的应用尽管多工位级进模有许多特点，但是由于制造周期相对长些，成本相对高的原因，应用时必须慎重考虑，合理选用多工位级进模，应符合如下条件1）制件应该是定型产品，而且需要量确实比较大。2）不适合采用单工序冲制。某些形状异常复杂的制件，如弹簧插头、接线端子、需要多次冲压才能完成制件的形状和尺寸要求，若采用单工序冲压是无法定位和冲压的，而只能采用多工位级进模在一副模具内完成连续冲压，才能获得所需制件。3）不适合采用复合模冲制。某些形状特殊的制件，如集成电路引线框、电表铁芯等使用复合模是无法设计和制造模具的，而用多工位级进模能解决。4）冲压用的材料长短、厚薄比较适宜。多工位级进模用的冲件材料，一般都是条料，料不能太短，以免冲压过程中换料次数太多，生产率低。料太薄，送料导向定位困难；料太厚，无法矫直，且太厚的料一般较短，不适合用于级进模，自动送料也困难。5）冲件的形状与尺寸大小相当。当冲件的料厚大于5MM，外形尺寸大于250MM时，不仅冲压力大，而且模具的结构尺寸大，故不宜采用级进模。6）模具的总尺寸和冲压力适用于生产车间现有的压力机大小，必须和压力机的相关参数匹配。23多工位级进模的发展231我国级进模发展趋势标志着冲模技术先进水平的精密多工位级进模，具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长和生产效率高等特点，是我国重点发展的精密冲模。从精密多工位级进模的冲制件来看，包括电机铁芯片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。可以说，冲制件覆盖了电子、汽车、通讯、机械、电机电器、仪器仪表和家电等产品范畴。从当前国内制造的精密多工位级进模的水平分析在模具的技术含量、制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。其中部分高档优质模具的总体水平与国际同类模具水平相当。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随着与国际重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计7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7。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10。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11。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电火花铣削加工重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计8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。重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计93弹簧抱挎模具设计与计算工件名称弹簧抱挎生产批量大批量材料65MN材料厚度08MM重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计10技术要求1表面处理镀军绿FE/EPZN12C2D，去氢脆。镀锌质量按Q/ZSJG12004摩托车零部件镀锌通用技术条件执行；2安装在135芯轴上，保持12小时不发生断裂；3压缩最大内经10次后，内径尺寸变化不得大于13以上；4未注圆角R05；5热处理HRC424631冲压件的工艺分析该零件为环形弯曲零件，尺寸相对较小，设计工序多，若采用单工序模或复合模，模具数量多，定位困难，误差大，生产效率要求高且大批量生产，故采用多工位级进模生产。该工件上有一个带圆角的长方形孔和两个对称的带圆角的三角形孔，且三个孔的精度位置要求不高。与工件边缘的距离为2MM。查表得相当于IT14级精度（互换性与技术测量表124表18）。在冲孔与落料工序次序安排时，应先安排冲孔后安排落料，以便于先充好的孔作为导正定位孔。由于该零件上没有圆形孔，为了提高送料步距精度，所以在首次工序中预先冲出两个圆孔用于导正销定重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计11位。对于冲裁、弯曲的多工位级进模，应先冲孔和冲去部分外形余料，再进行弯曲，然后再冲去其余余料。32工艺方案确定根据以上设计要点确定第一步应该冲工件上的三个孔和定位孔。第二步冲工件弯曲外形余料。第三步弯曲成形。第四步切断。由于工件尺寸较小所以冲外形余料分两次进行2最后将被弯成一个圆形，弯曲幅度较大。所以弯曲部分要分五步完成第一步，弯曲工件两端圆弧以外部分端进一步弯圆；第四步，初步挤圆；第五步，挤圆。如下图所示；第二步，工件两端初步弯圆弧；第三步，工件两第一步重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计12第二步第三步第四步重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计13完成33排样图设计方案一有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。通过上述两种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排。331料宽和步距的确定零件外形尺寸长61MM宽8MM，采用带料生产。工件根据落料工序设计，考虑操作方便和零件的成形工艺故采用直排单排沿边与搭边组合排样设计。定步距为13MM,跟据材料厚度T08MM，查冲压手册表218，工件间搭边值1MM，沿边A12MM工件需要冲定位孔孔的尺寸为24，且工件尺寸较小，所以取工件间搭边值5MM，沿边A5MM且两边留15MM的废料条料的宽度B612571MM条料的步距S8513MM冲裁单件的材料利用率A/BS100（4481715）/71131003798332排样图确定根据计算，绘制排样图重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计14重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计1534冲压力的计算冲孔力的计算KLTK13冲孔力（N）；L工件外轮廓周长（MM）；T材料厚度T08MM材料抗剪强度（MPA），查得600MPA；13T；工件内轮廓周长，2（314）2053714MM13T133714MM08MM600MPA2318KN13T工件内轮廓周长,275MM2473MM278MM288MM1675MM；13T131675MM08MM600MPA1045KN；13T；重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计16工件内轮廓周长,D31425MM785MM13T13785MM08MM600MPA49KN落料力的计算13T；落料外轮廓周长,2（295MM3MM2MM）157MM471MM7528MM13T137528MM08600MPA4697KN13T；落料外轮廓周长，2MM3MM471MM2MM105M157MM154MM1459MM231MM6972MM13T136972MM08MM600MPA435KN13T；落料外轮廓长，2MM2MM4MM；13T134MM08MM600MPA25KN2318210452492469724352523732KN0042373294928KN弯曲力的计算V形件；重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计17U形件；式中材料在冲压行程结束时的自由弯曲力N；B弯曲件宽度MM；T弯曲件厚度，08MM；R弯曲件的内弯曲半径MM；材料的强度，800MPA；K安全系数，一般取K13。第一弯曲工位为V形件弯曲5705N（B4MM，R2MM）4278N（B3MM，R2MM）第二、三弯曲工位为U形件弯曲27407N（B4MM，R6MM）54814N（B8MM，R6MM）总弯曲力18KN；总冲裁力F2486KN根据零件排样图尺寸、工位数以及各方面参数选用公称压力为450KN的开式压力机。其技术参数为公称压力450KN滑块行程60MM最大装模高度250MM行程次数200次/MIN装模高度调节量60MM工作台尺寸（前后左右）480820MM重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计18机身工作台孔尺寸（前后左右）150270MM模柄孔尺寸（直径深度）4075MM由于工件成形工艺排样特殊，所以压力中心偏移冲裁方向较多。但总冲压力不是很大，所以不考虑压力中心偏移。35冲压刃口尺寸计算351冲孔刃口尺寸计算冲孔部分以冲孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。既以冲孔凸模为基准，凹模按间隙值配制。由于冲裁尺寸较小、冲裁间隙小、形状较复杂，故采用配合加工方法。以凸模为基准件，凸模磨损后刃口部分尺寸都减小，因此均属于B类尺寸，以下的尺寸都属于B类，查冲压手册X075则由公式得由以上公式代入数字可得到以下相应的数据该零件凹模刃口各部分尺寸按上述凸模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值ZMINZMAX00640092MM352落料刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算，冲孔凸模按间隙值配制。既以冲孔凹模为基准，凸模按间隙值配制。由于落料形状较复杂，故采用配合加工方法。以凹模为基准件，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸，以下的尺寸都属于A类，查冲压手册X075则由公式得由以上公式代入数字可得到以下相应的数据该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值ZMINZMAX00640092MM重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计19353弯曲尺寸计算对于V形件的弯曲间隙靠调整压床挤压闭合高度来控制，不需要在设计时和制造模具时来确定。而且该工件需要进行整形工艺，由于工件成品为圆形所以必须在切断工序后单独整形。所以在这里不设计弯曲模具的间隙。4级进模零部件设计该工件生产批量大，采用镶拼结构当凹模损坏时更换较方便。镶块与凹模板采用H7/N6配合，模具凸模尺寸较小与固定板采用铆接41冲孔凸模与凹模结构尺寸设计凸模长度L201420458MM其中,HL凸模固定板厚度MM；H2卸料板垫板厚度MM；H3卸料板厚度MM凸模进入凹模深度MM由于凸模截面较小所以与卸料板局部导向以H7/H6配合凸模压应力校核凸模最小直径，MM；重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计20T材料厚度，MM；抗剪抗剪强度，600MPA；凸模材料的许用应力，1800MPA24MM大于D107MM故设计合理冲孔凸模1重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计21冲孔凸模2冲孔凸模3凹模外形尺寸重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计22查冲压手册表239，凹模壁厚为26MM，高度为20MM因为凹模是以镶块的形式镶入凹模板中，且排样步距为13MM，凹模板中涉及到弯曲部分让位孔的深度，所以凹模板的厚度取32MM。则镶块的高度也为32MM。则凹模镶块的壁厚尺寸如下所示凹模镶块1凹模镶块242落料、切断凸模和凹模结构尺寸设计凸模长度与冲孔凸模长度一样，便于加工。重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计23落料凸模2落料凸模1重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计24切断凸模重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计25凹模镶块3、4凹模镶块543弯曲凸模和凹模结构尺寸设计首次弯曲时，为便于在挤圆时弹簧抱挎小的那一端易伸入方孔中，所以小的那一端弯曲角度为20，带方孔一端弯曲40。弯曲半径为R2MM。第二、三步弯曲弯曲凸模半径均为6MM，外径为7MM。弯曲部分凸凹模结构尺寸如下所示重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计26弯曲凸模1弯曲凸模2重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计27弯曲凹模1弯曲凹模2重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计28弯曲凹模3弯曲凹模4重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计29弯曲凹模镶块1弯曲凹模镶块2重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计30弯曲凸模镶块1弯曲凸模镶块244导料装置多工位级进模与普通冲裁模一样，也用导料板对条料沿着送进方向进行导向，它安装在凹模上平面的两侧，并平行于模具的中心线。本多工位级进模的导料板，为适应高速、自动冲压以及零件的工艺性，采用带槽式浮顶销的导料装置。槽式浮顶销带有导向槽，因它兼有导料板对条料导向的功能，可省去导料板。采用这种装置导料时，需在弹压卸料板的对应位置开出让位孔，工作时由让位孔的重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计31底面压住槽式浮顶销的顶面。其结构如右图所示其尺寸结构计算HT0612MM18MMC1530MM30MMAC0815MM40MMH1335MM25MMDD610T32MM式中H导向槽高度；C带槽式浮顶销头部高度；A卸料板让位孔高度；H浮顶销活动量D槽内直径浮顶销45侧压装置工件需要弯曲成圆形需要设计带斜楔的弯曲模，如下图所示重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计32带斜楔弯曲模部分工作原理压力机滑块向下运动完成合模动作时，卸料板先压料向下运动且压下模芯47向下运动。斜楔44再侧向挤压滑滑楔48，侧相对工件挤压。完成挤圆工序。压力机滑块向上运动，滑楔失去斜楔对它的压力在弹簧的作用下回到原位。斜楔尺寸、角度计算滑动模块为水平运动且滑楔行程不大，斜楔角度取30则S/S105573S滑楔的行程；S1斜楔的行程；得到斜楔和滑斜楔的的结构以及尺寸分别如下图所示重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计33斜楔滑楔重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计34下模芯46定距机构设计级进模冲压要经过多个工位逐步完成，工序件必须在各工位准确的定位。本级进模采用自动送料装置与导正销联合定距。导正销工作直径与冲导正孔凸模材料相同，导正销工作直径D和冲导正孔的凸模直径D按TI6级精度制造。05T10MM时导正孔直径为20到25MM，导正孔直径为24MM。定距装置和导正销如下所示导正销47卸料装置该工件卸料采用弹压式卸料装置，卸料板还可以起到压料的作用。结构如下重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计35螺钉套重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计36采用这种带套筒的螺钉来卸料，可以保证每颗螺钉处卸料板的活动高度相同，卸料板不倾斜。弹簧安在垫板与固定板间而不套在卸料螺钉外在，是因为没有足够的位置安装卸料螺钉，同时也可以减少螺钉的数量。活动量为8MM，则弹簧压缩量为15MM。选用弹簧DL20502根DM205012根卸料力39752735937512962622N大于94928N为使卸料板对凸模起到导向和保护作用，在固定板与卸料板之间增设小导柱和小导套。48自动检测保护装置导正检测，当浮动检测销1由于送料失误，不能进入条料的导正孔时，便由条料推动检测销1向上移动，同时推动接触销2使微动开关闭合，因为微动开关与压力机电磁离合器是同步的，所以电磁离合器脱开，压力机滑块停止运动。所以当调料误送时，压力机可以马上停止工作防止事故的发生。导正孔检测图1浮动检测销2接触销3微动开关重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计3749非标准件序号名称尺寸材料数量13上垫板2751681545114凸模固定板2751682045115卸料板垫板2751681445117卸料板2751682045119凹模板2751683245120下垫板27516814451其图如下491上垫板上垫板有防止模座损坏的作用，上面有安装卸料螺钉的孔、弹簧的孔、凸模固定板与上模座连接螺钉的孔以及销孔。上垫板热处理HRC5052。上垫板重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计38492凸模固定板凸模固定板起固定凸模的作用，上面除了与凸模配合的孔外，还有固定小导柱的孔、销孔、安装弹簧的孔、安装卸料螺钉的孔以及与上模座固定的螺钉孔。调质处理HRC2025。凸模固定板凸模固定板组合图重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计39493卸料板垫板卸料板垫板可以防止弹簧对卸料板的磨损，且可以防止小导套上滑。上面主要有凸模让位孔、安装小导套的孔、以及与卸料板固定的螺钉孔、安装卸料螺钉的孔。热处理HRC5052。卸料板垫板494卸料板卸料板除了卸料的作用外同时在冲裁时还起到压料的作用，上面主要有与凸模配合的孔还有安装导正销的孔、小导套的孔，卸料螺钉连接螺纹孔、卸料垫板和卸料板连接螺纹孔，浮顶销让位孔和零件弯曲部位让位孔。调质处理HRC2025。重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计40卸料板495凹模板作用为固定凹模镶块，上面主要有小导套安装孔、弯曲件让位孔、浮顶销让位孔、与模座连接螺钉孔、销孔、滑楔安装孔等，调质处理HRC2025。重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计41凹模板凹模组合重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计42496下垫板可以避免模座的损坏，上面主要有螺钉安装孔、排废料孔、浮顶销让位孔等。热处理HRC5052。下垫板410标准件的选取4101内六角螺钉GB7076模柄与上模座连接用螺钉数量4规格M830上模座和凸模固定板连接用螺钉重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计43数量6规格M850卸料用螺钉数量6规格M860卸料板和卸料板垫板连接用螺钉数量6规格M625凹模板和下模座连接用螺钉数量6规格M880侧压装置用螺钉数量6规格M6704102圆柱销GB11976上模座与凸模固定板用圆柱销数量2规格850下模座与凹模固定板用圆柱销数量2规格8804103模座根据凹模块和凸模固定板的尺寸选取滚动导向钢板模座四导柱上模座31520040JB/T71864材料，45四导柱下模座31520050JB/T71874材料,454104与模座配套零件41041导柱、导套导柱、导套材料为20钢，热处理并且做渗碳处理。数量4导柱，选取B30190型导柱JB/T71872数量4导套，选取B3012038型导套JB/T7187441042钢球保持圈数量4规格3037584JB/T7187541043弹簧数量4规格23385JB/T7187641044压板数量12规格1620GB/T28611641045螺钉数量12规格M616GB/T7041046模柄数量1规格B4078GB2862381重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计445模具总装图模具的闭合高度应为上模座、下模座、凸模固定板、凹模板、卸料板、垫板等等厚度总和。即H4050152020143214205MM前面所选压力机最大闭合高度为250MM，最小闭合高度为190MM。模具闭合高度满足HMAX5HHMIN10,故认为是合适的。故也可同时证实前面所选压力机是合适的。经分析级进模的总装图如下所示主视图1浮顶销，2凹模镶块2，3冲孔凸模3，4冲孔凹模1，5落料凸模1，6内六角螺钉，7落料凸模2，8弹簧，9模柄，10内六角螺钉，11弹簧，12切断凸模，13上垫板，14凸模固定板，15卸料板垫板，16内六角螺钉，17卸料板，18凹模镶块5，19凹模板，20下垫板，21弹簧，22导正销，23凹模镶块4，24凹模镶块3，25螺塞，26弹簧重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计45左视图弹簧抱垮级进模重庆理工大学弹簧抱挎冲压工艺及多工位级进模设计4627弹簧，28导柱，29导套，30圆柱销，31冲孔凸