普通簧片冲孔弯曲级进模具设计-弹簧片【12张CAD图纸和说明书】

摘  要

设计是对我们大学学习的一个重要的总结。在本设计中，我的题目是弯曲片的冲压模具设计。通过分析我们发现，弯曲片是一个落料冲孔弯曲相结合的弯曲件，上面有1个圆孔孔和窄形槽孔。外形依靠落料完成，冲孔依靠冲孔工序来完成，还有1次弯曲工序。通过这个模具的设计，将是对我大学学习的一个重要的考核。

设计过程中，首先我们要对弯曲片的结构性、材料进行分析，选择合适的方式进行生产。材料的分析来确定工件是否适合生产。之后要通过工件的厚度来确定工件排样图的搭边，然后计算排样图的材料利用率。

接下来就是进行冲压力的计算，通过计算冲压力选择合适的冲压设备。模具刃口的计算也有其的重要，只有选择合适的刃口才能够确保模具的寿命，提高模具的使用率。

模具刃口计算后，就是模具的结构设计，先进行凹模外形尺寸的计算的通过凹模的外形尺寸来得到模具中其他固定板 卸料板等的尺寸，最后选择模架等一系列标准件，最终完成模具的设计。

关键词：级进模，冲压工艺，模具设

目  录

1 绪论 1

1.1 冲压工艺与模具的发展方向 1

1.2 我国模具技术的发展趋势 1

2 弯曲片工艺分析 5

2.1 材料分析 5

2.2 零件结构 5

2.3 尺寸精度 6

2.4 毛坯尺寸展开 6

3 冲裁方案的确定 8

3.1 冲裁工艺方案的确定 8

3.2 冲裁工艺方法的选择 8

4 模具总体结构的确定 10

4.1  模具类型的选择 10

4.2  送料方式的选择 10

4.3  定位方式的选择 10

4.4  卸料、出件方式的选择 10

4.5 导向方式的选择 11

5 工艺参数计算 12

5.1 排样方式的选择 12

5.1.1 排样及搭边值的计算 13

5.1.2 步距的计算 14

5.1.3 条料宽度的确定 14

5.1.4 材料利用率的计算 14

5.2 冲压力的计算 15

5.2.1冲裁力的计算 15

5.2.2 弯曲力的计算 16

5.2.3 卸料力与推件力的计算 16

5.2.4 总冲压力的计算 17

5.3 压力机吨位选择 17

6 刃口尺寸计算 18

6.1 冲裁间隙的确定 18

6.2 刃口尺寸的计算及依据与法则 18

6.3 弯曲刃口尺寸计算 19

7 模具主要零部件设计 21

7.1 凹模设计 21

7.1.1 凹模外形的确定 21

7.1.2 凹模刃口结构形式的选择 22

7.1.3 凹模精度与材料的确定 22

7.2 凸模的设计 23

7.2.1 凸模结构的确定 23

7.2.2 凸模高度的确定 23

7.2.3 凸模材料的确定 23

7.2.4 凸模精度的确定 23

7.2.5 凸模的强度校核 25

7.3 卸料板的设计 26

7.3.1 卸料板外型设计 26

7.3.2 卸料板材料的选择 27

7.3.3 卸料板整体精度的确定 27

7.4 固定板的设计 27

7.5 垫板的设计 28

7.6 上下模座、模柄的选用 29

7.6.1 上下模座的选用 29

7.6.2 模柄的选用 30

8 冲压设备的校核与选定 31

8.1 冲压设备的校核 31

8.2 冲压设备的选用 31

结论 32

参考文献 33

致谢 34

1 绪论

1.1 冲压工艺与模具的发展方向

(1) 成形工艺与理论的研究

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市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5~8mm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σb >900MPa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) 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。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。

1.2 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、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。 

(1) 模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化

模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。

随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位复合模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下，这就要求发展超精加工。

(2) 多功能复合模具将进一步发展 

新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。 

(3) 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高 

由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体 还达不到10%，个别企业已达到20%-30%。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高 质量的元器件，是发展热流道模具的关键。 

(4) 模具标准件的应用将日渐广泛 

使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 

(5) 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 

在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣 重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。 

模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。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普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 

(6) 在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术

模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件 价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普 及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋 简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。 

加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大CAE技术的应用范围。对于已普及了 模具CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM技术的深化 应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPP,PDM、CIMS,VR，逐步深化和提高。

(7) 快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展 

快速原型制造(RPM)技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和 新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材料累加)成形思想，根据零件CAD模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。RPM技术是集精密机械制造、计算机、NC技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继NC技术之后的一次技术革命。

RPM技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(SLA)叠层实体制造(LOM) 激光选区烧结(SLS)、三维打印(3D-P)熔融沉积成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射(热喷涂)等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。

RPM技术还可以解决石墨电极压力振动(研磨)成形法中母模(电极研具)制造困难问题，使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于RE(逆向工程技术)/RPM的模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。