级进模课程设计说明书

桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸编号：课程设计说明书题目：TIPTOP—QDT53型调整垫片级进模设计院（系）：机电工程学院专业：机械设计及其自动化学生姓名：学号：0901120513指导教师：职称：讲师题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发2012年6桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸第页共30页引言模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇模具企业的发展也相当迅速。冷冲压模具在现代工业中具有很重要的作用，其在机械制造、电子、电器等各行各业中都有广泛的应用。用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其它加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。冷冲压的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。冲压是利用压力机和冲模对材料施加压力，使其分离或产生塑性变形，以获得一定形状和尺寸的制品的一种少、无切削加工工艺。通常该加工方法在常温下进行，主要用于金属板料成型加工，故又称冲压或者板料成型。冲压按其功能和模具结构，有单工序模、复合模和级进模之别。它们在压力机的压力下，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。冲压技术在机械、航空、汽车、电子、轻工、仪表和家电等工业部门生产中应用十分广泛。级进模是冲压模具的一种，它是在单工序冲压模具基础上发展起来的多工序集成模具。它又称为跳步模、连续模和多工位级进模。被冲材料在模具上沿直线方向送料，在压力机一次行程中，在多个不同工位完成不同的加工工序。级进模在过去，由于技术水平的限制（主要是制造精度的限制），工位相对很少，一般为3至5个工位，10个工位就算很多了，而且也比较少见。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和进步。多工位级进模的工位数量可以达到几十个，多的以有70多个。多工位级进模作为现代冲压生产的先进模具，它具有冲压生产效率高；操作安全，自动化程度高；冲件质量高；模具寿命长；设计制作难度大，但冲压生产的总成本较低。多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的精密、高效、高寿命的先进模具。多工位级进模在不同的工位可以连续完成复杂零件的冲裁、弯曲、拉深、翻孔、翻边及其它成形等工序。主要用于生产批量大、材料厚度较薄、形状复杂、精度要求较高的中小型冲压件的生产。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、长寿的先进模具。它的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。1绪论1.1国内模具行业发展现状中国模具行业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区。南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。广东是中国现在最主要的模具市场，而且还是中国最大的模具出口与进口省。2004年，广东省模具业稳居全国模具行业的头把交椅，产值达185亿元，模具制造业产值和销售额约占全国的40％以上。目前在全国排序前10名的企业中，广东占有5家，世界最大的模架供应商和亚洲最大的模具制造厂都在广东。深圳模具业发展迅猛，已具规模优势，年产值超过100亿元，占广东省模具业的近60％，占全国模具业的近25％，已成为国内模具制造中心。模具行业的发展同时也存在以下几个问题：（1）产品质量不高；

（2）标准化水平不高；（3）缺迁相关人才；

（4）受到外资企业的挑战；

（5）缺乏自有品牌。所以应采取措施大力促进模具行业的发展，具体如下：(1)促进产品结构调整：近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂商数量及能力增加较快。中国汽车模具公司今后的发展方向，应该注重产品结构的调整和定位，进一步提升模具的制造技术水平，占领结构复杂、精密度高、技术含量高的高档模具市场。(2)

加大设备投入,积极鼓励企业与大专院校进行技术合作，广泛采用计算机辅助技术、人工智能技术等进行设计决策、模拟分析和估化设计，增强企业技术创新能力。(3)

促进联合重组和积极开拓国外市场1.2国际模具行业发展现状当今世界正进行着新一轮的产业调整．一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。日本的模具产能约占全球的40%，居世界第一位，每年向国外出口大量模具。现在模具市场竞争日趋激烈，因此日本模具业也在努力降低生产成本。模具行业是人力成本较高的行业，日本的人力成本是中国及东南亚地区的十几倍，而人力成本中有70%以上是非核心技术人员。因此，现在日本模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的地区生产，只在本国生产技术含量较高的产品。其次是日本使用模具的主要企业有加快向国外转移的趋势，这使日本本国模具使用量减少。随着模具工业全球化布局的发展，模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现出不断下降的态势，但是美国模具在全球模具的高端产品仍然占据着重要地位。德国主要世界上主要的制造大国之一，在模具制造方面具有领先的技术。德国拥有世界领先的汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响，德国模具在世界上具有较为重要的地位。由于德国将将技术含量较高的制造业作为其立国之本，预计未来德国不会放弃模具制造领域，相反会加强技术含量较高的模具的研究和开发。1.3模具行业发展前景分析(1)中国模具市场前景广阔模具应用领域的不断扩大、已应用领域对模具提出的更多和更高要求，使模具工业发展速度快于其他制造业的发展速度已成为普遍规律，目前世界模具市场供不应求，随着经济全球化发展趋势日趋明显，模具制造业逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向日趋明显，外资和民营资本继续看好我国模具行业，我国模具行业机遇大于挑战，未来国际模具市场前景广阔，我国模具仍有较大发展空间。(2)模具产品市场竞争力不断提升当前，我国面临发达国家的技术优势和发展中国家价格优势的双重压力。罗百辉指出，中国模具企业必须在技术、管理和人才培训方面下功夫，积极引进国外先进的模具制造技术，提升高端模具产品开发能力，调整模具产品结构，不断提高我国模具产品的国际竞争力。(3)模具行业发展速度持续增长我国国民经济在“十二五”期间将继续保持较快的发展速度，给模具行业的发展提供了可靠的宏观支持。模具行业机遇和挑战并存。1.4模具行业发展趋势分析（1）模具市场全球化，模具生产周期进一步缩短模具市场全球化是当今模具工业最主要的特征之一，模具的购买者和生产商遍布全世界，模具工业的全球化发展使生产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产率较低的国家迁移，发达国家的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，同时模具生产厂家不得不千方百计地加快生产进度，努力简化和废除不必要的生产工序，模具的生产周期将进一步缩短。（2）模具CAD/CAM向集成化、智能化和网络化发展软件的功能模块越来越齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，实现信息的综合管理与共享，支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程。（3）模具技术向高速加工、硬铣削和复合加工方向发展随着模具向精密化和大型化方向发展，加工精度超过1μm的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工在今后的模具制造中将有广阔的前景。(4)模具产品将向大型、精密、标准化方向发展一方面模具成型零件日渐大型化和为提高生产效率开发的“一模多腔”造成了模具日趋大型化，另一方面电子信息产业、医学的迅猛发展带来了零件微型化及精密化，国外发达国家模具标准件使用覆盖率一般为80％左右，随着我国模具工业的发展，模具标准化工作必将加强，模具标准化程度将进一步提高，模具标准件的应用和生产在“十一五”期间必将得到较大的发展。(5)快速经济模具前景十分广阔多品种小批量生产时代的到来，人们要求模具的生产周期越短越好，因此快速经济模具将有广阔的发展前景。(6)优质模具材料及先进表面处理技术受到重视因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45％以上，因此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显得十分重要。2冲裁件的工艺分析和冲压工艺方案冲裁件的工艺性分析是指冲裁件对冲裁工艺的适用性，即冲裁加工的难易程度。良好的冲裁工艺性，是指满足冲裁件使用要求的前提下，能以最简单的、最经济的冲裁方式加工出来。因此，在编制冲压工艺规程和设计模具之前，应从工艺性角度分析冲件设计得是否合理，是否符合冲裁的工艺性要求。2.1冲裁件的工艺分析冲裁件图样：图2-1TIPTOP—QDT53型调整垫片2.1.1冲裁件的结构尺寸分析（1）冲裁件的内、外形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的磨损，保证模具的强度，延长寿命。（2）冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，如果太小，则要采用护套。因为冲裁件中冲孔的基本尺寸为10.4㎜，经查表，分析知冲裁件中冲孔的基本尺寸比表的值大，所以凸模不需要采用护套。（3）冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质量的制约，其值不应过小，一般要求C﹙1～1.5﹚t，由题知孔与边缘之间的距离为6.4～19.49㎜。它们均符合C﹙1～1.5﹚t的要求。2.1.2冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔公差等级最好低于IT9级。由于此零件为调整垫片，可确定冲裁件的经济公差等级为IT12级，则查表2-1可知凸模、凹模分别按IT7和IT8加工制造。则查《冲裁件外形、内孔及孔中心距一般精度的公差值》表确定零件尺寸公差值。表2-1模具精度与冲裁件精度关系表2-2冲裁件外形、内孔及孔中心距一般精度的公差值mm表2-3未注公差成形圆角半径线性尺寸的极限偏差mm（1）落料尺寸37.6查表2-2可知其尺寸公差值为0.2㎜，其为外形尺寸则取37.6（）。尺寸32查表2-2可知其尺寸公差值为0.2mm，其为外形尺寸则取32（）。尺寸27.25查表2-2可知其尺寸公差值为0.2mm，其为外形尺寸则取27.25（）。尺寸21.4查表2-2可知其尺寸公差值为0.14mm，其为外形尺寸则取21.4（）。尺寸R4查表2-3可知其尺寸公差值为2mm，其为外形尺寸则取R4（）。可确定冲裁件的经济公差等级为IT12级。（2）冲孔尺寸10.4查查表2-2可知其尺寸公差值为0.14mm，此尺寸为内孔尺寸，则取10.4（）。可确定冲裁件的经济公差等级为IT12级。（3）查《普通冲裁件断面的表面粗糙度》表可知：表2-4普通冲裁件断面的表面粗糙度表用普通冲裁方式冲裁厚度为1～2㎜的金属板料时其断面粗糙度Ra一般可达6.3（4）查《冲裁件断面允许毛刺的高度》表可知：表2-5冲裁件断面允许毛刺的高度mm冲裁件新模试冲时允许的毛刺高度≤0.05；冲裁件生产时允许的毛刺高度≤0.15。2.1.3冲裁件的材料选用Q235；查表2-6知，材料状态未经退火的，抗剪强度304～373MPa,伸长率21～25%，抗拉强度432～461MPa，屈服强度235MPa。根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。表2-6部分常用冲压材料的力学性能2.2冲裁工艺方案在分析了冲裁件的工艺性之后，通常在对工艺性质、工序数目、工序顺序组合方式的分析基础上，制定几种不同的冲压工艺方案。从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面，进行综合分析、比较，确定适合于工厂具体生产条件的最经济合理该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以用以下3种工艺方案方案一：先落料、后冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合膜生产。方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。方案一：模具结构简单，但需要两道工序两套模具，生产效率较低，难以满足该零件的年产量要求。方案二：用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外边缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案三：采用级进模加工。级进模比单工序模生产效率高，减少了模具和设备的数量，工件精度要求高，一般适用于大批量生产小型冲压件。根据以上的分析采用的冲裁工艺方案为方案三，冲孔—落料连续冲压工艺方案。2.3模架及其零件的选择标准冲裁模架主要有两大类：一类是由上、下模座和导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座和导柱、导套组成的导柱模模架。导柱模模架的特点是安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。导柱模架按其导向结构形式分滑动导向模架和滚动导向模架两种。因滑动导向模架中导柱和导套通过小间隙或无间隙滑动配合，导柱、导套结构简单，加工与装配方便，故应用广泛。采用对角导柱模架的特点是便于横向或纵向送料，由于导柱安装在模具中心对称位置，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。分析可知采用对角导柱模架。查国标知对角导柱模架的标准号为GB/T2853.1-81，导柱的标准号为GB/T2861.1-81，其规格为22×130；导套的标准号为GB/T2861.7-81，其规格为22×55×27；上模座与下模座的标准由凹模的周界（凹模的周界由凹模的外形尺寸计算可知），查冷冲模国标可知上模座为GB/T2860.1-81，其规格为125×100×24；下模座为GB/T2855.4-81，其规格为125×100×35。2.4操作与定位方式2.4因为本产品是一个由TIPTOP公司生产的工装元件——QDT53型调整垫片,则此产品为大批量生产，且此零件的尺寸比较小，则为了提高生产效益，降低成本，采用自动化操作,在每一次冲压后采用机械手将已冲裁好的零件取出，此操作能更好地控制制件的质量和精度要求。2.4.2定位方式定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置，根据坯料或工序件的形状、尺寸、精度及模具的结构形状与生产率要求等选用相应的标准。用于对条料进行定位的定位零件有挡料销、导料销，导料板、侧压装置、导正销、侧刃等；用于对工序件进行定位的定位零件有定位销、定位板等。此课程设计为级进模设计且采用自动送料装置，则采用固定挡料销与导正销配合使用控制送料步矩且使用初始挡料销作为初次冲裁定位，从而达到快速且准确定位的目的。2.5卸料装置与出件方式根据冲裁件材料的性质，工件的尺寸和形状特点确定卸料和出料的结构类型。如：是采用弹卸料还是固定卸料；顶件出料还是漏料出料的形式。在确定卸料、出料的形式时一般是：（1）冲裁件料厚在1.5mm以下时选用弹压卸料形式。（2）冲裁件要求平整时选用弹压卸料和顶料的形式。（3）多工位级进模冲裁时宜选用弹压卸料形式。冲裁件料厚为2mm，材料Q235，故选用弹压卸料下出料形式以获得平整制件，使零件从下模座板取出。2.6冲裁件的排样（1）参数确定查表知，排样的搭边参数为：a1=3㎜；a=3.5㎜（2）排样图选择图样①直排的排样图图2-2直排一个进距内冲裁件的实际面积A1=999.78㎜2，条料的宽度B1=44.6㎜，进距S1=35㎜。②斜排的排样图图2-3斜排一个进距内冲裁件的实际面积A2=999.78㎜2，条料的宽度B2=48.13㎜，进距S2=42.12㎜。③直对排的排样图图2-4直对排一个进距内冲裁件的实际面积A2=999.78×2㎜2，条料的宽度B2=85.7㎜，进距S2=35㎜。（3上述排样图利用率的计算直排：=A1/B1S1×100﹪=斜排：=A2/B2S2×100﹪=直对排：=A2/B2S2×100﹪=计算得直对排的利用率最高，但是考虑到定位问题，采用斜排、直对排定位困难，模具结构复杂，比较斜排、直排与直对排，按模具的结构制造和加工来说，直排易于加工，并能提高生产效率，综上所述采用直排的排样方式。2.7冲裁力计算、选择压力机2.7普通平刃冲裁模取KP=1.3。冲裁件材料Q235；查表知，材料状态未经退火的，抗剪强度304～373MPa,则取冲裁力=343MPa；计算冲裁轮廓长度可得L=135.76mm，则冲裁力：F=（N）2.7多工位级进模冲裁时宜选用弹压卸料形式，且冲裁件料厚为2mm，材料Q235，故选用弹压卸料顶料出料形式以获得平整制件。表2-7卸料力、推料力和顶件力系数板料厚度t/mmK卸K推K顶钢40.1>0.1—0.5>0.5—2.5>2.5—6.5>6.50.06-0.090.04-0.070.025—0.060.02-0.050.015-0.040.100.0650.050.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金0.03-0.080.03—0.070.03—0.07纯铜、黄铜0.02-0.060.03—0.090.03—0.09则查表2-7得K推=0.05,卸料力K卸=0.04推料力:F推=nK推F=（4/2）×12107N卸料力:F卸=K卸F=N2.7(1)冲压力之和冲压总力:=F+F推+F卸=(N)≈138(2)压力机公称压力的确定：选择压力机要求压力机公称压力大于所有冲压力之和，T>。则查表2-7得T=160>=132则压力机的初选为J23-16。表2-8型号J23系列压力机参数基本参数名称

单位

Unit型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-20J23-25J23-35J23-40J23-63J21-80J21-125公称力KN31.563100160200250350400630800125滑块行程S

Mm253545557065100100100120130行程次数

快速

time200170145125125低速min5550450404038封闭高度Maxmm120150180220250260250280380380480连杆调节量

mm25303545455566608080100滑块中心至机身距离(深喉)

mm90110130160160200210210310310380滑块底面尺寸

左右mm100140170200200250242242400400430前后

mm90120150180180220220220360360370模柄孔尺寸

直径

mm2530304040405050505050深度mm4055556060607070707070工作台板厚度h3

mm30303540405060608080100倾斜角Maxdeg252525303015151530工作台离地面距离

mm7007507307507508008008508750850850外形尺寸

前后

mm67078090011501150134515501550195819202320左右

mm53462066584784795011401140150015001735高

mm13101503165819101940213022802310286826503110电动机功率KW0.55-60.75-61.1-61.5-61.5-62.2-43-44-47.5-47.5-411-4重量KG194400576105511501800245026005500520098002.8压力中心计算为了保证精冲模，在受力情况下能平稳工作，模具的压力中心必须与压力机滑块的中心线相重合，这样能提高模具寿命，减少模具和压力机导轨的磨损，避免出现冲压事故，模具的压力中心是冲裁合力的中心，也就是精冲剪轮廓线的重心。由冲件图可知，该图形为规矩对称的冲件，压力中心位于其轮廓图形的几何中心。3冲裁模零部件的设计与选用3.1模具间隙冲裁间隙：冲裁模的凸模和凹模之间的双面间隙。由于冲裁间隙对断面质量、制件尺寸精度、模具寿命、冲裁力等的影响规律并非一致，并不存在一个能同时满足断面质量、模具寿命、尺寸精度及冲裁力的要求的绝对合理的间隙值。较小间隙有利于提高冲裁件的断面质量和尺寸精度，较大的间隙值则有利于提高模具寿命、降低冲裁力。各行业甚至各工厂所认为的合理间隙值并不一致。表3-1汽车拖拉机行业冲裁模初始双面间隙表由于冲裁件材料为Q235且材料厚度为2mm，则可以查表3-1可知冲裁模的凸模和凹模之间的双面间隙最大值为=0.36,最小值为=0.246。3.2模具凸凹模尺寸及公差的计算查表3-1可知冲裁模的凸模和凹模之间的双面间隙最大值为=0.36,最小值为=0.246。则-=0.36-0.246=0.114mm3.2.1冲孔模凸凹模尺寸计算表3-2规则形状冲裁模凹凸模制造公差mm查表3-2得=+0.02mm=-0.02mm因为0.04mm<0.114mm故能满足分别加工法的要求。此冲裁件的经济公差等级在IT10级至IT12级，则取系数x=0.75。冲裁的孔尺寸为10.4（），则△=0.14凸模尺寸：凹模尺寸：3.2.2落料模凸、凹模尺寸计算查表3-2得=+0.025mm=-0.02mm因为0.045mm<0.114mm故能满足分别加工法的要求。此冲裁件的经济公差等级在IT10级至IT12级，则取系数x=0.75。磨损后增大的A类尺寸有：37.6（）、32（）、27.25（）、21.4（）、R4（）凹模尺寸：凸模尺寸：磨损后不变的A类尺寸有：R4（）查表3-2得=+0.02mm=-0.02mm因为0.04mm<0.114mm故能满足分别加工法的要求。凸凹模尺寸：3.3凹模结构尺寸与固定方式3.3.1凹模结构形式凹模的结构形式有三种，分别为整体式、镶拼组合式和预应力组合式。整体式适用于小型凸、凹模；镶拼组合式主要用于较大的凸、凹模；预应力组合式主要用于挤压模和料厚件冲裁模。根据以上分析应采用整体式。3.凹模的固定方式有三种：第一种是螺钉紧固，销钉定位；第二种是低熔点合金，环氧树脂浇注及无机粘接；第三种是热套和冷压。采用第一种的紧固力大，定位可靠，通用性较强，装拆方便，适用于各种类型的模具；采用第二种时，其紧固力较小，不易装拆；采用第三种时，不易装拆，主要用于冷挤压预应力凹模。根据以上分析应采用螺钉紧固，销钉定位。3.3.3凹模结构尺寸凹模采用矩形板料结构，凹模轮廓尺寸计算如下：凹模厚度H：查表可知K=0.35～0.5从排样图中可知垂直于送料方向的凹模壁间最大距离为：b=37.6㎜则H=K=(0.35～0.5)×37.6=13.16～18.8mm（2）从排样图中可知平行于送料方向度量的凹模洞孔间最大距离为:=51㎜（3）凹模板的孔壁至边缘的距离可查表得=30㎜，（4）送料凹模长度：L=+2=51+2×30=111㎜；（5）垂直于送料的长度：B=+(2.5～4)H=37.6+(2.5～4)×(2.5～4)=70.5～112.8㎜；根据计算的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模,凹模板的轮廓尺寸为L×B×H=125×100×16㎜。由于采用下出件形式取料，则采用直筒式且带有一定锥度的刃口凹模。为了保证螺孔间、螺孔与销钉孔之间的强度和模具的寿命，一般孔与孔之间的距离根据表可知销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5㎜，螺纹孔与凹模刃口间的距离大于14mm，螺纹孔与模板边界距离大于图3-1落料凹模3.4固定板的设计凸模固定板的作用是将凸模固定在下模座正确位置上,凸模固定板为矩形或圆形板件，固定板与凸模或凸凹模为H7/h6或H7/m6配合，安装后应将凸模端面与固定板一起磨平，其外形尺寸与凹模一致，其厚度为落料凹模的0.6～0.8倍，查国标GB/T2858.2-81得H=16㎜，则其规格为125×100×16。一般孔与孔之间的距离根据表可知销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5㎜，螺纹孔与凹模刃口间的距离大于14mm，螺纹孔与模板边界距离大于12mm。如下图所示：图3-2凸模固定板3.5垫板的设计垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座被压挤损伤，垫板的外形尺寸与凸模固定板和凹模板相同，厚度可以取3～10㎜，查国标GB/T2858.3-81知H=6㎜，则其规格为125×100×6。一般孔与孔之间的距离根据表可知销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5㎜，螺纹孔与凹模刃口间的距离大于14mm，螺纹孔与模板边界距离大于12mm。孔与孔之间的距离不能太近，这样会影响模具的寿命，并影响其刚度和强度。安装垫板的时候要考虑孔与孔之间的刃口配合。其结构如图所示图3-3垫板3.6卸料装置的设计3.6.1卸料板的设计卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍，即H=14㎜，卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定取0.15㎜查表3-3，其轮廓尺寸为=125×100×14，一般孔与孔之间的距离根据表可知销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5㎜，螺纹孔与凹模刃口间的距离大于14mm，螺纹孔与模板边界距离大于12mm。孔与孔之间的距离不能太近，这样会影响模具的寿命，并影响其刚度和强度。其结构如图所示 图3-4卸料板表3-3弹性卸料板与凸模的间隙值mm3.6.2弹性元件的设计=F=NF=4842.830724K=1210.707681.31574（N）（1）橡胶的选用与计算eq\o\ac(○,1)橡胶的形状及数量由于橡胶允许承受的载荷较大，安装灵活方便，因而是冲裁模中常见的弹性元件。然而弹性元件还有弹簧，但是使用弹簧时，其中径较大使得安装空间不足，则我在此选择使用橡胶元件而不用弹簧元件。在冲裁中用于卸料的橡胶有聚氨脂橡胶和合成橡胶，其中聚氨脂橡胶性能比合成橡胶优异，所以采用聚氨脂橡胶，形状为圆柱橡胶，数量为n=4。eq\o\ac(○,2)承受预压力为了保证卸料正常工作，应使用橡胶的预压力大于或等于卸料力即；每块橡胶承受的预压力为（N）eq\o\ac(○,3)确定橡胶的截面尺寸A取压缩量F=20%H=0.2H，查表得=3MPa，则由=A得A=/=1211（㎜2）eq\o\ac(○,4)确定橡胶的截面尺寸假如选用直径为8㎜的卸料螺钉，取橡胶上螺钉过孔的直径d=8.5㎜，则橡胶的外径D根据得D==（㎜）为了保证足够的卸料力，可取D=25㎜。eq\o\ac(○,5)橡胶的高度查国标GB2867.9-81可知外径D=25㎜，内径d=8.5mm的聚氨酯橡胶的高度H=20mm。则压缩量F=20%H=mm橡胶的安装高度：（㎜）其结构如图所示：图3-5橡胶则选用M8的内六角卸料螺栓。3.7凸模的设计凸模的固定方式有台肩固定、铆接固定、粘结剂浇注固定、螺钉与销钉固定得。台肩固定结构简单，便于装拆，而且能承受较大的冲力；铆接固定与台肩固定的作用差不多，但其不易装拆，准确更换不方便；粘结剂浇注固定主要用语直通式非圆形凸模；根据以上分析应采用台肩固定。直通式(铆接固定)凸模;台阶式固定凸模，(凸模与固定板配合选用H7/m6)。凸模长度一般根据模具结构需要而定，如图3-6所示为冲裁凸模结构，采用了固定卸料板时凸模长度按下式计算：L=+++Y式中：——凸模固定板的厚度：——卸料板的厚度；——导料板的厚度；Y——附加的长度，包括凸模刃口的修磨量、凸模进入凹模深度(0.5～1)mm和凸模固定板与采用弹压卸料板时，应考虑弹性元件的安装空间距离A=(15～20)等。=16㎜；=14㎜；H3=6mm弹性元件的安装空间距离A即卸料板与凸模固定板之间的高度为16mm则L=16+14+6+（16+1）=53㎜取国标L=55㎜。3.7.1冲孔凸模结构（1）冲孔凸模的结构尺寸已算出冲孔凸模的尺寸为冲孔凸模为圆形则采用台阶式凸模，凸模与固定板配合选用H7/m6。查国标GB/T2863.2-81画凸模。其结构如图：图3-6冲孔凸模凸模强度校核压应力校核：凸模最小直径mm，料厚=2mm。经查表可知材料的抗剪强度=294MPa,凸模材料的许用应力=981MPa。则弯曲应力校核：凸模允许的最大自由度mm，凸模最小直径mm，冲裁力为F=（N）。则综合压应力和弯曲应力的校核可得此凸模的结构设计符合技术要求。3.7.2落料凸模结构（1）落料凸模的结构尺寸已算出落料凸模的尺寸为;;;;落料凸模为非圆形则采用直通式凸模。其长度和冲孔凸模一致L=55mm。其结构如图：图3-7落料凸模凸模强度校核压应力校核：凸模最小截面的面积,冲裁力为F=（N），经查表可知凸模材料的许用应力=981MPa。则弯曲应力校核：凸模允许的最大自由度mm，由工程力学计算可得凸模最小横截面的惯性矩mm，冲裁力为F=（N）。则综合压应力和弯曲应力的校核可得此凸模的结构设计符合技术要求。3.8压力机闭合高度的校核初选的压力机为J23-16，校核压力机的强度：计算得模具的闭合高度为133㎜，选择压力机时，必须使模具介于压力机的最大的装模高度与最小的装模高度之间，一般应满足（H-H）-5H（H-H）+10，M为闭合高度调节量为M=45mm，为最大闭合高度，为最小闭合高度，查表知=55㎜，=220㎜，=220-45=175㎜；（H-H）-5=（220-55）-5=165㎜；（H-H）+10=（175-55）+10=120㎜；因为165㎜>133㎜>120㎜,所以所选的压力机符合要求。3.9模柄的选择因模架上模座较厚且是小中型的冲模，生产中最为常见，所以采用压入式模柄，它与上模座孔以H7/m6配合并加螺钉防转。由所选的压力机知道可知压力机滑块上模柄孔的尺寸为40㎜，查冲压模标准为A40×90GB2862.1-81。其结构如图所示：图3-8模柄3.10紧固件3.10.1螺钉承料板固定螺钉（数量：2）查国家标准得：M6×10GB70.1—2000凸模板固定螺钉（数量：4）查国家标准得：M8×40GB70.1—2000卸料螺钉（数量：4）查国家标准得：M8×42GB/T2855.6—81导料板固定螺钉（数量：4）查国家标准得：M8×20GB70.1—2000凹模板固定螺钉（数量：4）查国家标准得：M8×40GB70.1—20003.10.2销钉①上模固定销钉（数量：2）查国家标准得：8×40GB/T119.1②导料板固定销钉（数量：2）查国家标准得：6×20GB/T119.1③下模固定销钉（数量：2）查国家标准得：8×40GB/T119.1④模柄止转销（数量：1）查国家标准得：4×10GB/T119.13.11上、下模座的设计上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，并分别与压力机的滑块和工作台连接，以传递压力。因此，上、下模座的强度和刚度是主要考虑的问题。模座的外形尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求确定。上模座与下模座的标准由凹模的周界（凹模的周界由凹模的外形尺寸计算可知），查冷冲模国标可知上模座为GB/T2860.1-81，其规格为125×100×24；下模座为GB/T2855.4-81，其规格为125×100×35。其结构如图所示：图3-9下模座4模具总装图草图图5-12所示是一副零件比较齐全的级进冲裁模。工作时，条料沿导料板送料至初始挡料销送处定位，开动压力机，（再次冲压时使用固定挡料销与导正销进行定位）。上模随滑块向下运动，具有锋利刃口冲孔凸模19、落料凸模17与凹模2一起穿过条料使冲件和冲孔废料与条料分离而完成冲裁工作。滑块带动上模回升时，卸料装置将箍在凸模上的条料卸下，将卡在凹模与凸模之间的冲件推出于凹模下面，而卡在凸模内的冲孔是在一次次冲裁过程中由凸模逐渐次向下推出的，而落料的废料处于条料上，随着送料的步进而送出去。将推出在凹模下面的冲件用机械手取走，又可同时进行下一次冲压循环。如下图所示：图4-1总装草图1-下模座；2-凹模；3-承料板；4-导料板；5-卸料板；6-凸模固定板；7-垫板；8-上模座板；9-转止销；10-模柄；11-销；12-卸料螺钉；13-橡胶；14-导套；15-导柱；16、20-螺钉；17-落料凸模；18-导正销；19-冲孔凸模5模具零件材料的选择及其加工工艺5.1模具零件材料的选择与热处理冲压模具零件材料的选用，主要是根据模具零件的工作情况来确定，另外，还要考虑冲压零件的材料性质、尺寸精度、几何性质的复杂性以及生产批量等因素。根据模具材料选用原则本设计中模具零件选用的材料及热处理要求.如表5.1所示：表5.1模具材料选用零件名称选用材料热处理硬度HRC上、下模座HT200调质62～64凹模T10A淬火60～64卸料板A3/43～48冲孔凸模T10A淬硬48～52落料凸模T10A淬火58～62导料板A3/43～48凸模固定板A3/28～32垫板45/43～48模柄Q235-A.F/43～48导柱20渗碳淬火58～62导套GCr15渗碳淬火62～66导正销T10A淬硬56～62螺钉、卸料螺钉45头部淬硬头部35～48销钉45淬硬43～48弹簧65Mn淬火44～505.2工艺过程卡工艺规程是指规定产品或零件的制造工艺过程和操作方法等内容的工艺技术文件，简称工艺规程。工艺规程的内容主要包括零件加工的工艺路线、各道工序的具体加工内容、切削用量、工时定额、所选用的设备与工艺装配，以及毛坯设计等。冲压工艺文件一般以工艺过程卡的形式表示，它综合地表达了冲压工艺设计的具体内容，包括工序序号、工序名称或工序说明、加工工序草图（半成品形状和寸）、模具的结构形式和类选定的冲压设备、工序检验要求、工时定额、板料的规格以及毛坯的形状尺寸等等。模具的精度高低，表面质量好坏，全取决于成型零件的制造工艺，因此编制出一个科学合理制造工艺是保证成型零件质量，进而保证产品质量的关键。冲压模主要有两类：凸模和凹模。简单的凸模和凹模以机械切削加工为主，再加抛光工序；复杂的凸模和凹模以机械切削进行粗加工，精加工以电加工为主，复杂的小型异形以电加工为主。机械切削加工基本上是数控化加工。冲孔凸模加工工艺卡加工工艺过程日期材料名称T10A下料规格审核零件图号零件名称冲孔凸模数量1批准序号工序名称工序内容设备及工具单件定额检验员检验日期1锻锻造12锻时效处理3车粗车外圆和右端面C61404车半精车外圆和右端面C61405车车断C61406车粗车左端面和外圆C61407车精车左端面和外圆C61408车精车、和右端面C61409磨粗磨、外圆磨床10磨半精磨、外圆磨床11磨精磨、外圆磨床12磨粗精磨又端面端面磨床13热处理淬火热处理14检验测量各项尺寸参数检验室落料凸模加工工艺卡加工工艺过程日期材料名称T10A下料规格审核零件图号零件名称凸凹模数量1批准序号工序名称工序内容设备及工具单件定额检验员检验日期1锻锻造12锻时效处理3线切割线切割加工至尺寸并磨上下表面至厚度55mm线切割磨床4划线划好需加工孔的位置线5钻孔沿着划好的位置孔线钻14孔深28mm钻床6线切割按图纸线切割加工出中间孔线切割机床7铣铣削出16深32的孔及倒角数控机床8热处理热处理将零件加工至60～64HRC硬度15检验测量各项尺寸参数数控加工中心冲压工艺规程卡6结论80年度以来，中国冲压模具工业发展十分迅速，国民经济的高速发展对冲压模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。本文针对一个由TIPTOP公司生产的工装元件——QDT53型调整垫片级进模关键技术问题，立足我国模具技术现状，在级进模设计技术领域展开研究工作，设计出了一个由TIPTOP公司生产的工装元件——QDT53型调整垫片级进模的具体实例，说明其设计流程，具体的工作如下：首先，以调整垫片冲压模具为对象进行相关尺寸计算，具体包括冲裁工艺概述、零件工艺分析、冲裁模间隙、凸模与凹模刃口尺寸的计算、冲裁排样与搭边的设计、冲裁工艺力和压力中心的计算和冲裁工艺设计。其次，则对调整垫片进行级进模具设计，具体分为对级进冲裁模的结构设计、级进模工作零部件的设计和级进模辅助零部件的设计，绘制出了总装配图。最后，对模具重要零部件设计时所选用的材料