铰链垫片级进模毕业设计-说明

1、. . . .中文摘要钣金冲压是工业生产中应用广泛的一种加工方法。随着现代工业的快速发展，金属零件结构复杂、精度高、要求高。此外，对生产安全性、操作便利性、加工经济性的要求也越来越高。单工位模具已经不能满足生产需要，很多厂家采用多工位级进模具进行生产。因此，多工位级进模越来越多地用于国外模具制造行业。多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种模具。它是当代所有模具中冲压功能最多、结构最复杂、生产效率最高、自动化程度最高的一种模具。在设计多工位级进模结构的过程中，必须先设计级进模的总装结构，然后再在此基础上设计模具的其他零件。本文分析了铰链垫片的工艺，介绍了铰链垫片多工位级进模的整体结构设

2、计，进行了工件的膨胀计算，确定了工件成型的工艺方案和布置方案 工艺计算，根据根据计算结果，对冲头、冲模、垫板、导板、脱料板、镶件等主要零件进行了设计，模具中使用的其他标准件，如模具，也按根据各种标准选择和设计框架、导柱、导套等。实践证明，该模具结构合理可靠，能保证产品质量，对此类零件的级进模设计具有参考价值。关键词：级进模；铰链垫片；版图设计摘 要钣金冲压是工业生产中广泛使用的一种方法。随着现代企业的快速发展，金属件的结构也越来越复杂。金属件也需要具有高精度。同时，对生产安全性、操作简便性、加工经济性的要求也越来越高。单级模具不能满足生产需要。许多制造商在生产中使用多工位级进模。因此，多工位级

3、进模在国内外模具制造中的应用越来越广泛。多工位级进模是在一般级进模的基础上发展起来的。它具有最紧迫的功能、最复杂的结构、生产率和最高的自动化程度。在设计多工位级进模时，必须设计级进模的装配结构。然后，我们设计它的其他组件。在本页中，我分析了铰链垫片的制造能力，以及整体结构的设计。我还做了工件的计算，确定了工件的成型工艺和套料程序，并做了模具工艺的计算。之后，我设计了模具工艺。在各个方面。应用表明，该模具结构可行、可靠，能保证产品质量。关键词：级进模；铰链垫片片；版图设计.目录TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc231722608 第 1 章 引言 PAGEREF _

4、Toc231722608 h 1 HYPERLINK l _Toc231722609 1.1简介 PAGEREF _Toc231722609 h 1 HYPERLINK l _Toc231722610 1.2多工位级进模 PAGEREF _Toc231722610 h 2的现状与发展 HYPERLINK l _Toc231722611 1.3主要研究内容 PAGEREF _Toc231722611 h 3 HYPERLINK l _Toc231722612 第二章模具工艺计算 PAGEREF _Toc231722612 h 5 HYPERLINK l _Toc231722613 第1节设计产品

5、图 PAGEREF _Toc231722613 h 5 HYPERLINK l _Toc231722614 第二节 零件工艺分析 PAGEREF _Toc231722614 h 5 HYPERLINK l _Toc231722615 2.2.1产品扩展计算 PAGEREF _Toc231722615 h 5 HYPERLINK l _Toc231722616 2.2.2过程分析 PAGEREF _Toc231722616 h 7 HYPERLINK l _Toc231722617 2.2.3确定工艺方案和版图设计 PAGEREF _Toc231722617 h 7 HYPERLINK l _T

6、oc231722618 第 3 节 过程计算 PAGEREF _Toc231722618 h 10 HYPERLINK l _Toc231722619 2.3.1凸凹模间隙值得确定 PAGEREF _Toc231722619 h 10 HYPERLINK l _Toc231722620 2.3.2凸凹模边缘尺寸的确定 PAGEREF _Toc231722620 h 10 HYPERLINK l _Toc231722621 确定凸凹模刃口尺寸的原则 PAGEREF _Toc231722621 h 10 HYPERLINK l _Toc231722622 切削刃尺寸的计算 PAGEREF _Toc

7、231722622 h 11 HYPERLINK l _Toc231722623 2.3.3过程力的计算 PAGEREF _Toc231722623 h 13 HYPERLINK l _Toc231722624 冲裁力 PAGEREF _Toc231722624 h 13 HYPERLINK l _Toc231722625 降低冲压力的方法 PAGEREF _Toc231722625 h 14 HYPERLINK l _Toc231722626 卸荷力、推力和顶出力 PAGEREF _Toc231722626 h 15 HYPERLINK l _Toc231722627 弯曲力的计算 PAGE

8、REF _Toc231722627 h 17 HYPERLINK l _Toc231722628 总过程力 PAGEREF _Toc231722628 h 18 HYPERLINK l _Toc231722629 2.3.4冲压设备的选择 PAGEREF _Toc231722629 h 18 HYPERLINK l _Toc231722630 2.3.5模压中心的确定 PAGEREF _Toc231722630 h 19 HYPERLINK l _Toc231722631 2.3.6模具闭合高度 PAGEREF _Toc231722631 h 22 HYPERLINK l _Toc231722

9、632 第 3 章 模具设计 PAGEREF _Toc231722632 h 24 HYPERLINK l _Toc231722633 第1节铰链垫片级进模整体结构示意图 PAGEREF _Toc231722633 h 24 HYPERLINK l _Toc231722634 第二节 模具主要部件结构设计 PAGEREF _Toc231722634 h 25 HYPERLINK l _Toc231722635 3.2.1凸模结构设计 PAGEREF _Toc231722635 h 25 HYPERLINK l _Toc231722636 凸模设计原则 PAGEREF _Toc231722636

10、 h 26 HYPERLINK l _Toc231722637 冲头结构设计 PAGEREF _Toc231722637 h 27 HYPERLINK l _Toc231722638 模具结构设计 PAGEREF _Toc231722638 h 28 HYPERLINK l _Toc231722639 3.2.2导料系统设计 PAGEREF _Toc231722639 h 29 HYPERLINK l _Toc231722640 导向板 PAGEREF _Toc231722640 h 30 HYPERLINK l _Toc231722641 定位装置设计 PAGEREF _Toc2317226

11、41 h 32 HYPERLINK l _Toc231722642 3.2.3限位装置设计 PAGEREF _Toc231722642 h 34 HYPERLINK l _Toc231722643 3.2.4刀片设计 PAGEREF _Toc231722643 h 34 HYPERLINK l _Toc231722644 3.2.5顶出装置的设计 PAGEREF _Toc231722644 h 35 HYPERLINK l _Toc231722645 3.2.6卸料装置的设计 PAGEREF _Toc231722645 h 35 HYPERLINK l _Toc231722646 3.2.7辅

12、助装置设计 PAGEREF _Toc231722646 h 40 HYPERLINK l _Toc231722647 固定板 PAGEREF _Toc231722647 h 40 HYPERLINK l _Toc231722648 背板 PAGEREF _Toc231722648 h 41 HYPERLINK l _Toc231722649 3.2.8送料机构及送料方式 PAGEREF _Toc231722649 h 42 HYPERLINK l _Toc231722650 3.2.9其他标准件的选择 PAGEREF _Toc231722650 h 42 HYPERLINK l _Toc231

13、722651 模 PAGEREF _Toc231722651 h 架 42 HYPERLINK l _Toc231722652 模柄 PAGEREF _Toc231722652 h 44 HYPERLINK l _Toc231722653 紧固件及其安装要求 PAGEREF _Toc231722653 h 45 HYPERLINK l _Toc231722654 第 3 节 模具装配图 PAGEREF _Toc231722654 h 47 HYPERLINK l _Toc231722655 第四节弯曲反弹控制 PAGEREF _Toc231722655 h 47 HYPERLINK l _To

14、c231722656 第五节 模具材料的选择 PAGEREF _Toc231722656 h 47 HYPERLINK l _Toc231722657 第 6 节 模具制造工艺设计 PAGEREF _Toc231722657 h 49 HYPERLINK l _Toc231722658 结论 PAGEREF _Toc231722658 h 51 HYPERLINK l _Toc231722659 至 PAGEREF _Toc231722659 h 52 HYPERLINK l _Toc231722660 参考文献 PAGEREF _Toc231722660 h 53.第一章介绍1.1 简介钣金

15、冷冲压是工业生产中应用广泛的一种加工方法。随着市场竞争的加剧。随着产品质量的不断提高，对生产安全性和操作便利性的要求也与日俱增。作为冲压生产的基本要素，模具的设计和制造技术受到广泛的重视。模具工业被视为国民经济的基础产业。国际模具协会认为，模具是进入富裕社会的动力。级进模作为现代冲压生产的先进模具，可以在一个模具中完成复杂零件的落料、翻边、折弯、探伤、三维成型和装配等复杂工艺。它具有生产效率高、运行安全可靠、可加工复杂零件等特点而受到广泛关注，应用日益广泛1 。冲压模具是冷冲压工艺不可缺少的工艺设备。冲压模具设计的质量和水平将直接影响产品质量、成本、生产效率和操作人员的安全。多工位级进模是冲压

16、模具的一种。它是根据需要在一对模具中加工零件的冲压工艺。它分为几个等距的工位，在每个工位上设置一定的冲压工序，完成零件某一部分的冲压。待加工材料（带材或带材）一一冲压后，即可得到所需的冲压件。这样，更复杂的冲压件只需一个多工位级进模即可完成冲压。一般来说，多工位级进模可以连续完成落料、折弯、拉深等工序。因此，无论冲压件的形状多么复杂，冲压工序有多少，都可以用一对多工位级进模冲压。尤其是大批量生产的冲压件，应采用多工位级工艺进行冲压。对提高生产效率、降低成本、提高质量、实现冲压自动化具有非常现实的意义。多工位级进模结构比较复杂，制造工艺要求高，成本也比较高。同时，冲压设备和板材也有相应的要求，因

17、此其使用受到一定的限制，其中模具结构的合理设计也很重要。一个重要原因。因此，模具设计者需要考虑很多，尤其是级进模部分布局图的设计，对模具各部分结构的考虑等非常重要。模具设计者在设计前必须对冲压件进行综合分析，然后结合模具的结构特点和加工工艺确定冲压件的冲压变形工艺。设计前后结合用户部门和制造部门对设计方案进行分析研究，确保设计基本成功。多工位级进模一般比较适合材料厚度薄、生产批量充足的中小型冲压件。对于大尺寸或厚料，由于冲压设备条件的限制和厚料的变形，很难把握各个步骤之间的相互作用，因此冲压件的精度难以保证。1.2 多工位级进模的现状与发展在工业生产中，很多机械零件普遍采用模具冲压工艺，有效地

18、保证了产品质量，提高了劳动生产率，简化了操作工艺，节约了材料和能源，可以获得显着的经济效益。 .据不完全统计2 ，冲压件在电子产品中占80%85%，在汽车和农机产品中占75%80%，在轻工产品中占90%以上。也占很大比重。尤其是在人类生活越来越丰富的今天，工厂自动化、办公自动化、家庭自动化已经成为现实，更需要推动新工业革命发展到更深更高的阶段。冲压成型工艺和模具是不可或缺的驱动力之一。可见冲压成形工艺和模具在国民经济中的作用和意义是非常重要的。由于种种历史原因，我国的模具行业仍然不适合当前的产业发展。无论是设计制造技术和生产能力，还是管理水平方向，模具行业都远远不能满足需求。严重影响工业产品的

19、品种、质量和生产周期，削弱其在国际市场上的竞争力。近年来，我国模具进口呈大幅下降趋势，出口额已超亿元。大型、复杂、精密、高效、长寿命模具也逐年迈上新台阶，体现高水平制造技术的多工位级进模具越来越多。自动冲压线和自动冲压技术也被广泛使用。我国模具工业技术水平迅速提高，模具国产化取得了非常可喜的成绩，将对我国在国际市场上的竞争力和综合国力的提升起到强有力的推动作用。多工位级进模是当代所有模具中冲压功能最多、结构最复杂、生产效率最高、自动化程度最高的一种模具。由于采用高硬度硬质合金等材料制造模具，并采用先进的精密加工技术，多工位级进模也是使用寿命最长、模具精度高的精密模具。随着现代工业的快速发展，铰

20、链垫片等小型金属零件的需求量大、结构复杂、精度高。单工位模具已不能满足生产需要。许多制造商使用多工位级进模具。在生产中。因此，多工位级进模越来越多地应用于国外模具制造行业，受到模具设计者和制造商的重视。长期以来，我国多工位级进模的制造和使用与其他行业一样，取得了长足的进步，但与先进国家相比，仍有较大差距。许多精密复杂的级进模必须进口。因此，优先发展多工位级进模被列为“十一五”规划的重点之一3 。多工位级进模发展的背景主要是由于：(1)电子技术的发展和发展，特别是集成电路的出现，使产品趋于小型化。它的大部分零件由薄金属板组成，在大批量生产中，多工位级进模是合适的。(2)精密加工机床的发展，如坐标

21、磨床、精密线切割机床等，赋予了多工位级进模加工可靠的手段。(3)随着高速精密冲床的出现，多工位级进模的使用可以充分发挥冲压产品的优势。与普通冲模相比，多工位级进模更为复杂，具有以下特点：（1）一副模具即可完成下料、折弯、拉深、成型等多道冲压工序，显着提高了劳动生产率和设备利用率。(2)级进模不存在复合模的“最小壁厚”问题。设计时可根据模具的强度和模具的装配要求预留空工位，以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、外导（除了对模架的导向精度要求高，小冲头必须实施导向保护）和精确的间距系统，以确保产品零件的加工。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

22、用自动送料、自动出料、安全检测等自动化装置，操作安全，生产效率高。(5)多工位级进模结构复杂，镶件多，模具制造精度很高，给模具的制造、调试和维修带来一定的困难。同时，要求模具零件可互换。模具零件磨损或损坏后，要求快速、方便、可靠地更换。(6)多工位级进模主要用于冲制厚度薄（一般不超过2mm）、产量大、形状复杂、精度要求高的中小型零件。该模具冲制的零件可以达到IT10级。1.3 主要研究内容多工位级进模结构较复杂，成本高，制造周期长，因此在设计多工位级进模时应采取重的态度。根据设计任务书的要求和零件图的分析，确定主要研究内容如下：1.产品扩展计算阅读产品图纸后，首先计算零件的膨胀量。冲压件的平面

23、几何膨胀主要是确定工件的冲压、外形和冲压尺寸。在零件的尺寸中，有总则自由尺寸，也应注意匹配尺寸或有公差要求的临界尺寸。因此，在计算展开尺寸时，不能直接使用公称尺寸进行计算。必须根据工件上标注的公差带方向，结合工件折弯或拉伸时材料厚度的偏差，以及上下模之间的间隙来匹配折弯或拉伸。模具的最终弯曲或拉伸尺寸由方法产生的伸长率等决定。2. 铰链垫片级进模布局设计在对零件进行工艺分析后，进行布局。设计布局图的过程就是确定模具结构的过程。在布局设计中，要从细节上考虑全局，不拘泥于局部结构，更注重细节。在保证带钢送料顺畅和生产稳定的前提下，应尽量减小宽度和步距，以降低成本。3.过程计算通过模具的工艺计算，确

24、定模具中主要部件的尺寸参数，选择压力机，确定压力中心，为以后的设计做准备。4、铰链垫片多工位级进模结构设计1）模具整体结构设计：在设计模具时，首先根据确定的加工工艺和版面设计设计模具的装配图，然后设计各零件图。2）镶件设计：根据垫片的要求和前期工艺计算，设计冲头、凹模、镶件等。3）模板设计：标准级进模模板包括：脱料板、固定板、凹模板、上模座、下模座。其中卸料板、定板和凹模板是三大关键模板，也是级进模不可缺少的。固定板起到固定冲头的作用；卸料板主要起卸料、导向、压料三种功能；凹模可作为凹模的边缘，也可在其上镶嵌凹模镶片。4）其他零件的设计：在级进模中，一些辅助零件对模具的顺利工作也起着重要作用。

25、如：导销、浮动进料钉、起重块和顶杆等。5、弯曲回弹的控制控制弯曲回弹的方法常用的有补偿法和镦粗法。补偿的方法是在模具的相应位置开一定的坡度，使工件从模具中顶出后刚好符合规定的角度。镦粗法是将工件的弯曲带镦粗，改变其应力应变状态，达到控制弯曲回弹的目的。工件90直角折弯的镦粗方法可达到控制折弯回弹的目的，45折弯应先补偿后镦粗，效果更佳。.第二章模具工艺计算第一节 设计产品图图1-1所示铰链垫片材质为10F，厚度0.5mm，生产批量100万只。其外形尺寸的回弹在级进模中难以控制。成型工艺包括冲压、折弯等工序。在设计中，需要重点关注铰链垫片的弯曲成型。图 2-1 铰链垫片第二部分流程分析2.2.1

26、产品扩展计算确定折弯毛坯尺寸的方法主要有两种4 ： 1）圆角半径（R0.5t）折弯； 2）无圆角半径或小圆角半径（R0.5t）的折弯，应按下式计算：图 2-2 有圆角半径的折弯 图 2-3 没有圆角半径或非常小的折弯= (R+Kt)=1.57(R+Kt) (1)式中： R弯曲部分表面圆角的半径（mm）；K中性层系数，见表2-1；t材料厚度（mm） 。表 2-1 应变中性层系数转/吨01.01.52.03.04.05.07.50.300.340.380.420.440.450.470.4750.480.50查表，K=0.475，工件厚度为0.5mm，将该值代入上式得=3.51mm。工件头的两个折

27、弯属于无圆角半径或圆角半径很小（R0.5t）时的折弯，可按式（1）计算。 90弯曲和45弯曲分别根据公式（2）和（3）计算：L=a+b+0.4t (2)L=a+b+ / 0.5t (3)毛坯的总尺寸计算如下：图 2-4 空白尺寸2.2.2过程分析图2-1所示铰链垫片材质为10F，厚度0.5mm，生产批量100万只。其外形尺寸的回弹在级进模中难以控制。成型工艺包括冲压、折弯、切割等工序。设计时应注意以下几点5-7 ：1）重点解决铰链垫片的弯曲成型。经计算，材料与轧制方向垂直和平行轧制方向的最小弯曲半径均能满足要求。2）孔壁与3孔周边距离只有2mm，设计模具时应注意。3）工件头的45折弯和90直角

28、折弯为非对称折弯。为了控制回弹，需要通过试模调整最终弯曲。4）工件小，生产批量大。考虑到安全因素和生产效率，采用掉件的方式。5）如果批量较大，要注意模具材料和结构的选择，以保证模具的使用寿命。6）应保证各工位凸、凹模的运动行程平稳连贯，工件定位准确。2.2.3确定工艺计划和版图设计版面设计是多工位级进模设计的关键之一。布局图的优化不仅关系到材料的利用率、工件的精度、模具制造的难度和使用寿命等，还关系到各个模具工位的协调性和稳定性。钢带上冲压件的布置必须保证每道冲压工序的完成，准确的送料，渐进式冲压；同时，还应便于模具的加工、装配和维修。根据工件的工艺分析，基本工艺为冲压、折弯和切割。根据各工序

29、的顺序组合，可以得到多种组合。为了简化级进模的结构，降低制造成本，保证带材进给的刚性和稳定性，减小级进模的工作面积，降低级进模的故障和返修概率，初步选择了2个方案：1）冲正销孔、侧刃孔-冲孔-冲孔-冲孔-冲孔-折弯-折弯-切断； 2）冲正销孔、侧刃孔-冲孔-冲切-折弯-折弯-切工件的布局设计是按照两种初选方案进行的，有以下两种布局方案9-14 ：（1）单排和水平排排列，单侧承载，共8个工位：冲正销孔和侧边孔； 打孔； 冲孔； 冲孔； 打孔； 弯曲； 弯曲； 切割，如图2-5所示，材料利用率约为48.4%。因为工件是单面弯曲的，所以采用单面载体；工件在带材上水平排列，减少了模具的步距和工作面积。

30、因为冲孔的设计比较分散，所以不会有问题。干扰是由于步距的减小而发生的。图2-5 铰链垫片单排、横排、单面载体布局（2）采用单排、竖排、横向连接的双面承载排列，共6工位：冲正销孔和侧边孔； 打孔； 冲孔； 弯曲； 弯曲； 切割，如图2-6所示，材料利用率约为31.7%。降低。由于该方案增加了步距，不利于稳定进料。工件向下弯曲两次。如果提料送料，折弯高度高，设计难度大；图2-6 单排垂直排水平连接单侧承载铰链垫片布置图但在终站分离零件没有基准面，该方案材料利用率低，采用这种串联方案是不合理的。最后选择单排、横排、单面的载板排列方案，即方案1。确定布局设计方案后，计算并选择钢板规格15-17 。由于

31、10F钢是优质碳素结构钢，所以业内有直接生产的钢带。 3的定位孔用在单面载体上。根据表格， 3孔的最小重叠值为1.3mm。因此定位孔与带材边缘与工件边缘的距离暂定为1.5mm。条带总长56.7mm，条带宽度至少L=56.7+3+1.5+1.5=62.7mm从表中可以看出，0.5mm厚的优质碳素结构钢冷轧钢带宽度尺寸为65mm，最接近62.7mm。因此选用65mm宽的优质碳素结构钢冷轧钢带。具体布局尺寸如图2-7所示：图 2-7 设计的铰链垫片布局此时，为了准确计算材料的利用率，建议截取一站的材料进行计算，如图2-8所示：图2-8 布置图上的A站从上图中，图中阴影部分为下料部分的区域A。材料宽度

32、B=65mm，步距h=20mm。计算可得：A=672.79 mm 673mm材料利用率为15 ： = =673/(65x20)100%51.75%第三节 过程计算2.3.1凸凹模的间隙值得确定凸凹模的间隙对冲切断面的质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推力等都有很大的影响，所以必须选择合理的间隙。落料间隙值的选择主要是根据工件的质量要求，根据经验值进行选择。根据表15 ，对于厚度为0.5mm的10F钢，落料模的初始双边间隙Z分别取为：=0.040 毫米， =0.060 毫米。2.3.2凸凹模切边尺寸的测定 确定凸凹模刃口尺寸的原则(1)考虑落料和冲孔的区别，落料部分的大小取决于模具，所

33、以落料模首先要确定模具的尺寸，并减小凸模的尺寸以保证合理的间隙；冲压件的尺寸取决于冲压件的大小，因此冲压模具首先要确定凸模的尺寸，并加大模具的尺寸以保证合理的间隙。(2)考虑刃口磨损对冲件尺寸的影响：刃口磨损后尺寸变大，刃口基本尺寸应接近或等于最小值冲裁件的限制尺寸；或等于冲件的最大限制尺寸。(3)考虑冲压精度与模具精度的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲压件的精度要求，又要保证合理的间隙值。通常，模具铸造的精度比工件的精度高 2 到 3 个等级15 。对于我设计的铰链垫片多工位级进模，工件精度为IT8，模具精度为IT6IT7 17 。 切削刃尺寸的计算计算凸凹模边缘尺寸的方法有两种15

34、：a，凸模和凹模分开加工，b，凸模和凹模一起加工。对于这种铰链垫片的加工，涉及到的模具很多，所以凸凹模边缘尺寸的计算是通过凸模和凹模的加工来计算的。图 2-9。该方法将工件上的尺寸分为三类：第一类是模具磨损后尺寸增加（图2-9中的A类）；第二类是模具磨损后尺寸减小（图2-9中的B型）；第三类是模具磨损后不增减的尺寸（图2-9中的C类）。图2-9 零件尺寸分类图对于这三种尺寸，它们是根据以下三个公式计算的：A 类： =(- x ) (3)B 类： =( +x ) (4)C 类： =( +0.5 ) (5)式中， ， 基准件尺寸（mm）；, , 相应的工件极限尺寸（mm）； 工件公差（mm）； 参

35、考零件的制造偏差（mm），当切削刃尺寸为+ （或- ）时， = ，当尺寸为时， = 。由于工件精度等级为IT8，公式中x的值为x=1。上面确定的落料模的初始双边间隙值：=0.040mm ， =0.060mm 。各尺寸的公差值可通过查表得到。将各尺寸和求出的工件公差值代入式(3)、(4)、(5)计算：然后是第一个班级规模：= (2-10.014)毫米=1.986毫米= ;= (3-10.014)毫米=2.986毫米= ;= (7-10.022)毫米=6.978毫米。二级规模：=(18+10.027)毫米=18.027毫米= ;= (56.7+10.046)毫米=56.746毫米；= (5+10.

36、018)毫米=5.018毫米= (3+10.014)毫米=3.014毫米；= (7+10.022)毫米=7.022毫米。第三种尺寸：C =(17+0.50.027)1/80.027mm=17.01350.003375mm。根据上述凹模尺寸准备工件冲头边缘各部分尺寸，保证双面间隙为 =0.0400.060mm。2.3.3工艺计算 冲裁力设计模具时，为了选择合适的压力机，合理设计模具。必须计算冲裁力，压力机吨位必须大于计算的冲裁力才能满足冲裁要求。冲切一般切削刃模具时，其理论冲切力 (N) 可按下式计算4, 15, 19 ：F = Lt (6)式中，L下料周长（mm）。t材料厚度（mm）；材料剪切

37、强度（Mpa）。在选择设备吨位时，考虑到切削刃的磨损以及材料厚度和力学性能的波动，实际冲裁力可能会增大，所以F = 1.3F =1.3Lt Lt (7)式中，F最大可能的冲压力（称为冲压力）（N）；材料抗拉强度（Mpa）。根据布局图和零件图给出的各种尺寸，可以进行下料部分周长的计算。由于此模具不是直接冲出工件，而是采用每工位冲出一部分废料的方法，最后剩下的就是工件，所以我们要计算冲出废料的周长每个车站。 （只计算废品的下料面，不涉及下料的面不计算）。经计算，洗出的废物周长之和约为276mm。查阅资料（模具设计指南）后，10F钢的性能参数如下： =216333Mpa， =275410Mpa， =

38、186Mpa将每个值代入上式计算：既然 = 216333Mpa，你不妨去这个圆的平均值计算，取 = 280Mpa，那么F = 1.3F=1.3Lt =1.32760.5280(N)=50232(N) 降低冲压力的方法当冲裁力过大时，可采用以下方法减少15-18 ：材料加热冲切，可大大降低材料的剪切强度 ，从而降低冲切力。但材料受热时，会形成氧化皮，冲压时会出现拉深现象。这种方法一般只适用于材料厚度大、表面质量和精度要求不高的零件。在多冲头冲孔中，冲头被制成不同的高度，使每个冲头的冲切力具有不同的峰值。出现，结构如图2-10所示。图2-10 梯型排列冲头对于薄材料，H一般取材料厚度t，对于厚材料

39、，取材料厚度的一半。切削刃有一定的坡度。为了获得平坦的零件，下料时使凹模具有一定的斜度，使凸模平整，冲孔时使凸模具有一定的斜度，使凹模具有平坦的边缘。结构如图2-11所示。一般斜边值列于表 2-2 中。斜边模具虽然降低了落料力，但增加了模具制造和磨削的难度，而且刃口也容易磨损，所以一般尽量不用，只用在下料的时候。大型工件和厚板冲压。a) 冲压 b) 下料 c) 切割图 2-11 斜边落料模表 2-2 常用斜边值材料厚度t/mm斜面高度 H/mm斜角 / ()33 到 102吨t2t56.50.020.030.0250.03式中，F为推杆的力（N）；K推力系数（见表2-3 ）F冲裁力（N）。n模

40、具材料中梗塞的数量，n=h/t，h为模具模具壁垂直部分的高度（mm），t为材料厚度（mm）。由于工件的厚度为0.5mm，从上表可以查到：K =0.0450.055（此处中间值为0.050）； K =0.08； K = 0.065。由于材料的厚度为0.5mm，因此模边壁垂直部分的高度取为h=4mm，则n=h/t=4/0.8=8。冲力 F = 50232 (N) 由前面的计算得出。将这些值代入上述公式得到：F =K F=0.05050232=2511.6(N)；F =K F=0.0850232=4018.56(N)；F =nK F=80.06550232=26120.64(N)。则总冲力 F =

41、F + F + F + F=50232+2511.6+4018.56+26120.64=82882.9（N）。请注意，有时 F 、 F和 F不会与 F同时出现。在计算总力 F时，只能将与 F 同时出现的力相加。 弯曲力的计算由于模具中有折弯工位，因此还应进行折弯力计算。弯曲力的计算主要分为自由弯曲力和修正弯曲力。由于工件在冲压行程结束时由模具修正，因此按修正后的弯曲力计算。修正弯曲力的计算公式为：F = pA (11)其中 F 是校正的弯曲力 (N)；A修正部分的投影面积（mm ）；P 单位修正力（Mpa），其值见表 2-4。表2-4 单位修正力P值（Mpa）材料材料厚度t/mm11到33 到

42、 66到10铝黄铜10、15、20钢25、30钢15202030304040502030304040605070304040606080701004050608080100100120经过计算，可以得到每个折弯工位的工件校正部分的投影面积：A1=44 毫米； A2=12 毫米； A3=211.6 毫米。查表得P =3040（Mpa），不妨取中间值P =35Mpa，代入式（11）：F =pA=p(A1+A2+A3)=35(44+12+211.6)=9366(N)这个修正的弯曲力是弯曲工件所需的最小弯曲力，即 F = F 总工艺将计算出的总冲裁力 F和弯曲力 F 相加得到总加工力 F ，即：F =

43、F +F =82882.9+9366=92248.9(N)2.3.4冲压设备的选择新闻界的选择有以下原则15-18 ：冲床的吨位应等于或大于落料时的合力。F F (12)其中 F是所选压力机的吨位；F总制作力根据模具结构选择压力机类型和冲程数（冲程）。如果复合模具工件需要从模具中间顶出，最好使用倾压机。根据模具大小、安装、进出料等选择压力机台面尺寸，如有推片，应考虑台面孔大小，使相关零件冲裁后能自由通过.选择压力机的闭合高度是否与模具相匹配。 模柄的直径和长度是否与压力机滑块的模柄孔的直径和深度相当。压力机滑块行程应为拉深的2-2.5倍。 冲床的冲程数应保证最高的生产效率。压机应使用方便、安全

44、。根据这些原则，最初选择了印刷机。由于使用一般冲压件，所以选用可倾压明矾。冲压力要求按前面计算。 J23-16压力机初选，规格见表2-5：表 2-5 选定的压力机参数按类型开放式双柱倾斜压力机工作台尺寸/mm之前和之后300模型J23-16关于450公称压力/KN160工作台孔尺寸/mm：之前和之后160滑块行程/mm55关于240滑块行程次数/(次/分钟)120直径210最大闭合高度/mm220垫板厚度尺寸/mm40闭合高度调整/mm45模柄孔尺寸/mm深度40滑块中心线到床身距离/mm160直径60柱距/mm220床身最大倾角352.3.5模压中心的确定冲裁力合力的作用点称为模压中心。模具

45、的压力中心应尽可能靠近模具手柄的轴线与压力机滑块的中心线重合，这样模具才能顺利工作，减少导向件的磨损，提高寿命模具和压力机。寻找模具压力中心的方法采用寻找平行力系合力作用点的方法。由于大部分冲裁零件沿冲裁轮廓线的截面厚度是恒定的，因此轮廓各部分的冲裁力与轮廓长度成正比，因此合力作用点可以转化为冲裁的重心。等高线。具体方法如下5,15 ：1）按比例绘制下料轮廓。选择笛卡尔坐标xy；2）将图形的轮廓分成几部分，计算各部分的长度L1,L2,.,Ln，得到各部分中心位置的坐标值(x1,y1),(x2,y2 ), ., (xn, yn);3) 根据下式计算冲击压力中心的坐标值(x0,y0)（见图2-12

46、）x0= (13)y0= (14)图 2-12 模压中心落料零件的轮廓多由线段和圆弧组成，线段的重心就是线段的中心。圆弧的重心可以如下求出：年=R (15)其中R是圆弧的半径（mm）；圆弧的圆心角（）；yr圆弧重心到圆心的距离（mm）。对于具有多个冲头的模具，可以先确定冲头的压力中心，然后再根据上述原理得到模具的压力中心。让我们开始确定铰链垫片多工位级进模的压力中心。画出每条落料轮廓线，并标出各部分的长度和各部分中心位置的坐标，如图2-13和图2-14所示：图2-13 模具各冲压轮廓线的长度图2-14 模具各冲压轮廓中心位置坐标将图中数值代入计算公式，最终计算出压力中心的坐标值：(0, 30.

47、3)。由于点 (0, 30.3) 与采样图上的一个特殊点 (0, 30) 非常接近，考虑到计算过程中可能存在的误差，我们不妨取采样图上的点 (0, 30)作为压力中心，是布置图上第五站顶部小圆圈的中心点，如图2-15所示：图 2-15 压力中心点2.3.6模具闭合高度模具闭合高度是指滑块在下死点，即模具处于最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H .模具的闭合高度必须与压力机的模具高度相适应。压力机的模具高度是指滑块在下死点位置时滑块下端面与垫板平面的距离。连杆调至最短时为压力机最大模高Hmax：；连杆调至最长时，为最小模高Hmin。图 2-16 闭合高度M连杆调节模具闭合高度H

48、应在压力机最大模具高度Hmax和最小模具高度Hmin之间，其关系为Hmax-5mmHHmin+10mm (16)如果模具的闭合高度大于压力机的最大模具高度，则该模具不能在压力机上使用。反之，当它小于压力机的最小模具高度时，可以加一个压平的垫板。冲模的其他尺寸也必须与压力机相适应，如模具外形尺寸和压垫平面尺寸、滑块底面尺寸、模柄尺寸和冲头孔尺寸等。模具手柄，下模具缓冲器的平面尺寸和压力机的垫。必须对孔的大小等进行调整，才能正确安装模具并正常使用。对于我选择的压力机，根据上面提供的参数，闭合高度范围可以计算为：185mH215mm.第三章模具设计第一节 铰链垫片级进模整体结构示意图对于这种铰链垫片

49、，使用多工位级进模进行生产。结合前面确定的工艺方案：冲正销孔、侧边孔-冲孔-冲孔-冲孔-冲孔-折弯-折弯-切断，可初步设计模具的工作流程：采用单边刀片粗和固定的。当冲头滑块下移带动上模座合模时，第一工位，带材由侧刃冲头冲出，冲头冲出导销孔、零件形状孔、导销.起到精确间距的作用；在第2、3、4、5工位，冲模依次进入模具冲出异形孔；在第6和第7工位，折弯冲头进入折弯模，依次折弯零件侧壁；最后一个工位，成品零件最后由切割冲头分割。级进模采用弹性卸料板，保证各工位卸料和细长冲头的保护。根据以上分析，进行模具的整体草图设计：（一）基本结构形式；1）形式结构：根据以上分析，这部分的冲压包括冲孔、折弯等工序

50、。并且已经确定使用级进模冲压，所以选择了形式结构。2）导向方式：由于该零件的生产是大批量生产，为了保证零件的质量和稳定性，选用了外导向模。这部分的冲压精度要求一般，所以只选用外导轨。由于选择了手动送料，为了提高开口度，选择了后导柱模组。3）卸料方式：该零件在冲压过程中有冲孔，应有卸料机构。又因为零件的冲压有折弯工序，所以选用弹性脱模器。(2) 基本尺寸：1）模板尺寸：根据布局图，模具工作区的尺寸基本在65mm160mm左右。考虑其他因素后取为125mm250mm。其他模板的尺寸取与凹模板的平面尺寸一致。2）根据合拢高度和经验，确定每个模板的厚度20-26 ：模模板厚度：25mm；剥线器厚度：2

51、5mm；冲头固定板厚度：25mm；焊盘厚度：10mm。设计草图结构如图3-1所示：图 3-1 铰链垫片多工位级进模第二节 模具主要部件结构设计3.2.1冲模结构设计冲床和模具直接负责冲压工作。由于加工性能不同，冲头和凹模的形状和结构也不同。多工位级进模一般包含两个或两个以上的冲压工序，冲头和冲模的数量是可想而知的。使其适用于高速连续冲压，必须满足各种特定的技术条件，不能采用设计通用冲头和冲模的方法来设计。 冲头和模具的设计原则冲头和模具的设计应遵循以下设计原则8,15,24,25,26 ：1、冲头和模具要有足够的刚度和强度由于在高速连续运转的情况下振动很大，即使在普通冲头上冲压，由于连续运转，

52、冲头和模具的磨损也比普通模具大得多；多工位级进模中的许多凸模和凹模受力状态不均匀、不对称、不垂直，损坏模具的可能性也很高。因此，在内容的条件下，应适当增加其强度。在多工位级进模设计中，一般采用强度较好的合金工具钢，并应选择合适的硬度，合理安排热处理（如局部淬火）。条件内容时，适当降低凸模高度，增加凹模厚度。此外，凸凹模结构设计的合理性也是提高模具刚度和强度的一个非常重要的途径。2.冲头和模具必须易于安装和更换稳定多工位级进模的冲头和冲模安装后必须稳定，既能保证冲裁精度，又能增加冲头数量，扩大经济效果。各种冲压工序的凸模和模具之间应保持稳定的间隙，间隙要均匀。3、多工位级进模的凸模和凹模必须有统

53、一的基准，各种冲压性能的凸模和凹模必须协调一致。一般在设计多工位级进模时，这种关系是根据模具各个孔之间的坐标位置来确定的，坐标原点由第一个工位确定，对每个工位形孔确定坐标关系. .凸模的安装位置和脱料板各孔的位置应与模具一致，不可混淆。冲头的工作形状还应与相应凹孔的形状（包括出料板的形状）相对应。这很容易处理并且不易出错。4.去除多余材料方便及时多工位级进模在连续冲压过程中，不内容在凸模上或模具工作面上取多余的材料，以免损坏模具。因此，需要在冲头上设置残料顶针和高压气孔，便于同时清除残料。5. 易于制造、测量和组装 冲头的结构设计1.小圆冲一般粗短冲头可按标准选用或按套路设计。在多工位级进模中

54、，用于冲小孔的冲头、用于缩窄长槽的冲头和用于分解冲孔的冲头有很多。这些冲头在高速连续作业中经常损坏，所以除了要更换方便外，还应根据具体的冲裁要求、被冲裁材料的厚度、冲切速度、冲切间隙和冲床加工。方法等因素要考虑冲头的结构及其固定方法、保护措施等，力求做到无损伤或损伤少15-19 。对于冲小冲头，通常采取加大固定部分直径和减小刃口部分长度的措施，以保证小冲头的强度和刚度。当工作部分与固定部分直径差过大时，可设计多级结构。每一步的过渡部分必须用光滑的圆弧连接，不内容有刀痕。特别小的冲头可以采用保护套结构。还应考虑卸料板对冲头起导向和保护作用，以消除侧压对冲头的影响，影响其强度。设计结构如图3-2所

55、示：2.异形冲头在多工位级进模中，除了有很多小孔的冲头外，还有很多形状不规则的冲头。这些冲头称为异形冲头。异形冲头的设计比较灵活，可以根据需要设计成异形压入冲头、异形翻边冲头、异形直通冲头等15-19 。设计结果如图3-3所示：图 3-2 小圆冲头 图 3-3 异形冲头凸模的长度应根据模具的具体结构来确定。应有磨削余量，合模时卸料板与凸模固定板之间应有安全距离，以免压手。冲头一般不需要进行强度校核，但对于特别细长的冲头或横截面尺寸小、板厚较大的冲头，应进行强度校核15,18 。因为模具采用弹性出料方式，出料板对凸模有导向作用，而且材料比较薄，所以不需要检查凸模的强度。 模具的结构设计多工位级进

56、横模的设计比较复杂。需要考虑各工位工作形孔的形状和精度，还要考虑各种形孔的相对位置，确定各个形孔的基准面和它们之间的坐标关系；还要考虑加工便利性和使用寿命等因素。级进模结构的种类很多，典型的有：整体模、套组模、对开孔模、分段模、整体模等15-25 。各种类型的凹模在各工位工作孔的形状和精度、孔的相对位置、孔的参考和相互之间的坐标关系等方面各有优缺点。考虑到铰链垫片多工位级进模工位不多，设计制造比较简单，落料工位多，所以采用整体凹模的形式。凹模形状确定后，开始凹模边孔形状的设计。考虑到模具加工的方便性、使用寿命以及刃口强度和刃口尺寸随磨刃的变化，选用如图3-4所示的刃口孔型：图 3-4 切削刃孔

57、类型根据孔型和组合件的布置图，设计模具的结构，设计结果如图3-5所示：图 3-5 模具3.2.2导料系统设计由于多工位级进模除纯冲裁件冲压外属于平面加工，因此具有折弯、成型、拉深的冲压件都是三维加工。因此，在对带材进行分段切割和坡口加工的过程中，带材不会受到任何障碍物的阻碍。带材的进料必须浮离下模平面并严格控制。导向系统不得影响侧冲和反冲机构的工作14-19 。多工位级进模的进料系统一般包括：左右摇板；材料承载板；料条侧压机构；料条浮顶机构；除尘装置和障碍物检测机构等。多工位级进模的导料系统直接影响冲模的效率和精度。因此，在设计多工位级进模导向系统时，必须根据以下因素来考虑各种机构的选择6-8

58、 ：1、根据冲孔件的特点和布置图上各工位的布置，确定导板的款式、长度和高度，确定浮顶的款式、类型和高度。2、根据冲切速度，选择合适的导料系统。3、根据上料方式，对上料系统无要求。供料系统手动供料相对简单，不需要障碍物检测机制。自动上料时，障碍物检测机构和除尘装置必不可少。4、结合确定的模具结构考虑导料系统的选择。5、卸坡装置和导料系统必须一并考虑。 导向板导向板是对带材进行导向的装置之一。沿带材进给方向安装在模孔两侧，与模具中心线平行。导向板的作用是引导物料的进料方向。导板有时也靠着一侧定位以进给带材。导板具有与出料板分离和一体的两种结构。为了使条带顺利通过。导板之间的距离应等于带材的最大宽度

59、加上一个间隙值（一般大于0.5mm）。导板高度H取决于材料厚度t和限位销高度h，见表3-1 。使用固定限位销时，导板高度较大，限位销上方应留有适当的空间，以便纸币顺利通过。在进料不受阻碍的情况下，导板的高度可以小一些。表 3-1 导板高度（mm）材料厚度吨/毫米量规销高度唔挡板高度 H/mm固定止动销自动停止销或侧边0.32.02.03.03.04.04.06.06.010.0344586到88到101012121515254到86到86到108到101015结合模具和侧边的形状和尺寸设计导板的结构。设计结果如图3-6和图3-7所示：图 3-6 导料板图 3-7 导板 II导板需要淬火。对于未

60、淬火的导板，采用边距定位板条，边距块或挡板可分别插入导板的挡块和定距部分，如图3-8所示。侧边块和挡板必须淬火，硬度为HBC5256。图 3-8 侧刀挡板和侧刀挡板在导板上的位置 定位装置的设计模具的定位装置用于保证材料的正确进给和模具中的正确位置。使用条带时。除了保证带材进给的导向导向板外，零件还必须有一个止动销，以保证带材的进给距离，侧边具有固定距离，以保证坯料的准确定位，等15,19,25 。1. 侧边侧边用于限制带材在级进模中的进给间距。这种定位方式准确可靠，保证了较高的进给精度和生产率。缺点是增加了材料消耗和冲裁力。因此，一般用于以下情况11 ；无法使用挡料销进行挡料时；冲薄材料（t