嵌件板级进模设计论文【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 近年来，随着我国汽车、家电工业的高速发展，对于模具工业，尤其是冷冲模具提出了越来越高、越来越科学的要求。 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。 一副级进模在一次冲压动作中可在模具不同工位进行不同的冲压操作。 这些在通过模具的带料上同时进行的冲压动作制造出零件。每个工位可进行一个或多个操作，但要生产出完整的零件条料必须经过每一个工位。而零件依靠零件之间的载体输送到各个工位，并在最后一个工位进行切除。 本设计对嵌件板 进行的级进模设计，通过对级进模冲压成型的工作原理，以及根据级进模定位零件的特征对铁片进行加工。同时利用 件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算。并绘制了模具的装配图和零件图。 关键词： 级进模；冲压； 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n s of ie in on of a of is an of is of a of at or in a a of or to a of or of of to in of of on of AD to of of of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I . 录 . 绪论 . 1 课题的研究意义 . 1 国级进模的发展现状 . 1 2 冲压工件的工艺分析及排样图设计 . 2 艺分析 . 2 样图设计 . 2 力中心的计算 . 4 3 设计过程中的主要计算 . 6 距及条料标称宽度的计算 . 6 孔 . 6 裁力，卸料力，推件力计算 . 6 裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 . 7 两个 的孔导正切边 . 8 裁力，卸料力，推件力计算 . 8 裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 . 9 导正孔导正压锥角 . 10 印力，卸料力，推件力计算 . 10 模，凸模刃口尺寸公差计算 . 11 外型、落料 . 11 裁力，卸料力，推件力计算 . 11 裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 . 12 刃 . 13 裁力，卸料力，推件力计算 . 13 正销尺寸 . 14 正销工作部分直径 . 14 位 . 14 4 模具结构总体设计 . 15 5 模具主要零件设计 . 16 位装置 . 16 料装置： . 16 性元件 . 16 料 板 . 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 卸料螺钉 . 18 定机构的设计 . 19 类零件的定位连接 . 19 ,凹模的设计 . 19 模 . 19 模 . 22 定零件 . 28 柄 . 28 定板与垫板 . 28 架 . 28 向零件 . 29 力机的选择 . 29 6 模具材料的选取 . 31 凹模材料的选择 . 31 它主要零件材料的选取见下表 . 31 设计总结 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 课题的研究意义 在工业生产中许多机器零件 都 普遍 地 采用 了 模具冲压成形的工艺方法， 这 就 有效的保证了 所得 产品的质量和劳动生产率， 不但 使操作技术 更 简单化，还能省料，节能， 从而 获得 更 显著的经济效益 。 据不完全统计，在汽车、农业机械产品中 冲压件 占 75 80， 在电子产品中冲压件占 80 85， 在轻工业产品中 冲压件 占 90以上， 而在 航天航空工业中冲压件 也占 很大的比例。 尤其 是人类生活越来越富裕的今天，工厂自动化、办公自动化、 家庭自动化已走 进我们的生活。想要 推动新的产业革命 往 更深入、更高阶段发展 ，那 冲压成形工艺 和 模具 就 是不可缺少的 极 重要的推动力之一。由此可 知 ，冲压成形 工艺 和 模具在国民经济中 所具有 的作用和意义是 非常 重要的。级进模得到了 很 广泛的应用，在各类 的 冷冲模具中，级进模所占 的 比例为 27 1。 级进 模的概念：级进模又称连续模或跳步模。级进模有两个或两个以上的工位，在冲床的一次行程中，在模具的各个工位上同时完成两个或两个以上不同的加工。条料在模具内向前送进过程中，经各工位逐步冲切，至最终工位形成产品零件。在压力机的每次冲程中，级进模至少冲出一个零件 2。 级进模的功能：一般零件的成形由多个工序组成，级进模设计中首先应将零件的成形工序分解，然后对工序内容进行组合排序，分别将确定的加工内容安排在若干个等距离的工位上，每个工位完成零件的一部分加工，从而将一个复杂零件的加工变为多个简单工序组的合成。冲压加工过 程中，随着冲床的连续工作，被加工材料（一般为条料或带料）在级进模内逐次向前送进，经过多个工位逐步冲切后获得一个完整的冲压产品。一个复杂的零件用一副级进模即可完成冲制。在冲床的每次行程中，要从模具中冲出一个或数个产品零件（或半成品），模具是实现冲压加工的载体。模具完成冲压任务所必需的功能分为基本功能和辅助功能 3。 国级进模的发展现状 由于种种原因，我国模具工业和当前工业发展还很不适应。无论是在设计制造技术和生产能力方面，还是在管理 水平 方面，模具工业都远远不能满足需求，它严重影响工业产品品种，质量 和生产周期，削弱了其在国际市场上的竞争力。今年来，我国模具进口幅度呈大幅下降的趋势，并有超亿元的出口额。大型，复杂，精密，高效和长寿命模具也逐渐上了新的台阶，体现高 水平 制造技术的多工位级进模也越来越多，冲压自动线，自动 冲压技术也得到广泛应用。我国模具行业的技术 水平 迅速提高，模具国产化已经取得十分可喜的成绩，这将对我国在国际市场的竞争能力和综合国力的提高起到有力的促进作用 5。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 2 冲压工件的工艺分析及排样图设计 艺分析 图 品图 图 件板 是 电度表上的一个 冲压 件。该零件的材料为纯铁 于其表上的特殊性，该零件的设计特点是压窝 120 度后，平面度要求高，底孔不能变形而且尺寸精度高。该件原 工艺 采用单工序冲裁与压 120 度锥窝分开 加工 ，结果零件外形胀，尺寸超差大，卸料困难， 与形不对称而且产效率低。基于以上问题，决定用级进模生产该零件，采用冲孔 导正 切边 导正 修孔 空位 落外形兼校形等工序， 这 样既保证了零件质量又提高生产效率。 样图设计 多工位级进模设计中，排样图的合理正确与否，直接影响到制件精度及能否顺利进行冲压生产，并且关系到材料的利用率。因此，排样图是多工位级进模设计的依据，也是关键工作之一。在确 定排样方案时，要综合分析工件的冲压方向，变形次序与相应的变形程度，并保证冲压的可能性与加工工艺性。 设计排样图时需注意的一些问题 6： （ 1） 尽可能的减少工位数目，避免累积定位误差； （ 2） 排样图上增设空位是解决模具强度和要求有一定空间设置装置的好方法； （ 3） 包含的切边，冲孔，切外形，切舌 ,弯曲，切断弯曲等工序时，切断弯曲工序应放在最后。其余应遵循先冲平面形状后冲立体形状的原则，这样对冲压时的进距有利； （ 4） 排样时应注意增设工艺孔，例如切外形方孔先冲圆孔定位，切断弯曲前先校形等均有利于成形； （ 5） 防止小凸模早期损坏或变钝； （ 6） 设计排样图时应注意模具中心与压力中心相一致； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 （ 7） 推杆位置应对称布置，注意防止材料变形引起导正销孔的位置变化，这点对薄料尤为重要。 基于上述原则，对此工 件的排样图作如下分析： 零件属于中心型冲压件。根据毛坯的形状和尺寸，毛坯的排样采用双列排，这样可以提高生产效率和材料利用率，模具体积也不会太大，采用标准模架。同时在正常情况下，即使采用手工送料，一副模具每日一班也足够满足生产的需要。 材料利用率： 模具的定距方式采用侧刃和导正钉配合 定距 ，因此在调料两边要有一定宽度的载体来满足侧刃的冲切。 通过实用模具技术手册， 中心搭边值取 搭边值取 2侧载体的单侧宽度取 4样条料宽度为 压步距为 经分析得出以下排样图设计的方案： 方案一：排样图如图 示，共有 5 个工位。图 样图 第 1 工位：冲 4 个 的孔。 第 2 工位：用 2 个 的孔做导正孔导正冲外型。 第 3 工位：用两个导正孔导正压 120 度锥角并修孔。 第 4 工位：空工位。 第 5 工位：冲外型兼落料。 方案二：排样图如图 示，一共 6 个工位 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 图 样图 第 1 工位：冲 4 个 的孔。 第 2 工位：用 2 个 的孔做导正孔导正切边。 第 3 工位：用两个导正孔导正压 120 度锥角。 第 4 工位：由于压角引起孔径边小，因此用导正孔导正修孔。 第 5 工位：空工位。 第 6 工位：冲外型兼落料。 分析比较方案一，方案二，可以看出方案一与方案二，方案二 将方案一的公位分解了，考虑到模具尺寸的设计大小，在满足设计要求的情况下应选择较小的尺寸设计，所以此模具的排样图采用方案一较佳。 力中心的计算 由于该零件是轴对称零件，所以其重心在对称中心线上。计算压力中心时，仅考虑图 9 示 方向的值。以条料边缘与冲外型边缘的延长线交线为坐标的原点。以下式中 分别表示压力中心距离原点的坐标，单工序中图形的轮廓线，工序中轮廓线的长度的总和。 由冲模设计与制造实用计算手册可得各种冲压力的压力中心为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 设计过程中的主要计算 距及条料标称宽度的计算 由冲压工艺与模具设计中的公式可计算步距及条料宽度 7。 步距： 式中 L零件的总长度 b延送进方向的搭边值 条料宽度： 式中 D零件的最大宽度 (a侧搭边 ( 孔 裁力，卸料力，推件力计算 由实用模具 技术手册表 1得电工用纯铁 =177 式中： L冲裁件周边长度 (D冲裁件的直径 (由实用模具设计手册表 3算冲裁力为 式中： K系数，一般取 材料抗剪强度 t 材料厚度 =1.5(买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 卸料力： 由实用模具设计手册表 3得 则 推件力：由实用模具设计手册表 3得 ， n=1 总冲压力： 裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 由冲模设计应用实例附录 D 查得冲裁件未注公差尺寸的极限偏差为 9： 由实用模具技术手册表 3得， 由实用模具技术手册表 3得， 满足： 故凸，凹模采取分开加工的方法制造 冲 的孔： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 由实用模具技术手册表 3得， 两个 的孔导正切边 裁力，卸料力，推件力计算 由实用模具技术手册表 1得电工用纯铁 由实用模具设计手册表 3算冲裁力为 卸料力： 由实用模具设计手册表 3得 则 推件力：由实用模具设计手册表 3得 总冲压力： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 =17499+2100+848 =20447N 裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 由于凸凹模形状复杂，因此凸凹模采用配合加工，先加工好凸模作为基准件，根据凸模的实际尺寸配合加工凹模。使它们保持一定间隙。 由实用模具技术手册表 3得，非圆形 凸模 1 磨损后，刃口尺寸 小，其中 G， K； 刃口尺寸 G=A 和 F=L 变大。由此 以凸模为基准件配做凹 模，对应凹模尺寸为 凸模 2 磨损后，刃口尺寸 小； A， H 尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 以凸模为基准配作凹模，对应凹模尺寸为 导正孔导正压锥角 印力，卸料力，推件力计算 由模具设计与制造实用计算手册表 1得，纯铁的单位挤压力为 p=1400P/N)。 压角边延长可以得到两个圆锥，因此压角部分的面积 。 式中 R 压角后孔的半径 r 压角前孔的半径 L大圆锥的母线长 l小圆锥的母线长 经计算， R=r= L=l= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 总压力 推件力：由实用模具设计手册表 3得 总冲压力： 模，凸模刃口尺寸公差计算 由于有导正钉对条料进行精定位，因此会使第一个工序冲孔变形，而且压角会使孔距变小，因此凸模刃口段是对冲孔 进行修正并导正，尺寸和冲孔一样，刃口段上方设计 120度的锥角对孔进行压塌。凹模刃口尺寸和冲孔凹模尺寸一样。 外型、落料 裁力，卸料力，推件力计算 由实用模具技术手册表 1得电工用纯铁 L=实用模具设计手册表 3算冲裁力为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 卸料力： 由实用模具设计手册表 3得 则 推件力：由实用模具设计手册表 3得 总冲压力： 裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 由实用模具技术手册表 3得， 由实用模具技术手册表 3得， 满足 ： 故凸，凹模采取分开加工的方法制造 ： 由实用模具技术手册表 3得，非圆形 。由于是落料件，因此应根据凹模尺寸来确定凸模的尺寸。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 凹模尺寸 mm 凸模尺寸 mm 刃 裁力，卸料力，推件力计算 由实用模具技术手册表 1得电工用纯铁 L=2+ =11实用模具设计手册表 3算冲裁力为 卸料力： 由实用模具设计手册表 3得 则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 推件力：由实用模具设计手册表 3得 总冲压力： 正销尺寸 正销工作部分直径 根据 实 用模具技术手册， 导正销的制造偏差 为 （按 造） 导正销直壁部分进入条料长度 M=H+(t (其中 H 为卸料板活动量， H=L+t ( L 为凸模工作长度， L= H=4 带入公式 M=H+(t ( M=位 为了保证模具有足够的强度，确保模具的使用寿命和产品质量，在级进模中适当的增加空工位。 设置空工位是应考虑以下几条原则 10： 1步距较大时不应多设空工位。 2精度高，形状复杂的零件冲压不应多设置空工位，以减少总工位数。 3用导正销精定位时可以适当多设置空位。 根据以上原则，该模具在第四工位设置空工位。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 4 模具结构总体设计 通过上述的工艺分析和一些初步的计算，采用了正装式上模弹性卸料的五工位级进模具。考虑到对角导柱模架可以两方向送料，导柱与导套滑动平稳，角导程标准模架 11，其模具结构如下图所示。 图 具结构图 板料采用自动送料装置送进，用导料板导向，先用侧刃粗定位，后用导正销进行精确定位，在第 1 工位冲出导正孔后 ,在第 2 至第 5 工位间设置 2 对导正销导正，从根本上保证了冲压工件的稳定性和精确性 12。 模具上部分由上模座，垫板，凸模固定板，卸料板和各个凸模组成。各板料之间采用圆柱头内六角螺钉连接。为了对卸料板精确导向，使用了 4 个 的小导柱，采用 4 个滑动导向的导柱。导柱固定在凹模上，导套固定在卸料板上，导柱与导套采用 小间隙配合。在上模座和卸料板之间采用 6 个 的卸料螺钉连接。 模具下模部分由凹模、垫板和导料板等组成。考虑到节约材料和便于维修，凹模采用整体加部分镶件结构。在压窝处，由于成型力大，凸模采用高韧性合金工具钢。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 5 模具主要零件设计 模具的结构图如后所附的模具装配图所示，主要由上下模座，各工位的凸 凹模，卸料装置，固定装置，定位装置，斜锲机构等等 13。 位装置 条料在初始时采用了导料板导向，保证送进方向。导料板与卸料板分开制造，导料板用内六 角螺钉固定在整体凹模上面。为了使条料顺利通过，导料板相互之间的距离应该等于条料的最大宽度加上双边间隙值。一般导料板的间距和厚度为： W=B+（ 式中 W导料板间距 B条料宽度 h工件最大成型高度 t 条料厚度 经计算，取导料板间距为 据经验 公式导料板厚度取 度和宽度按凹模尺寸配合制造。导料板的外形尺寸按 取。 由于该模具用侧刃定距，第一个工位需要在调料边缘冲切一个与步距相同尺寸的定位槽，因此在导料板上需留出侧刃的位置。考虑到凹式侧刃的定位精度比较高，因此模具选用凹式侧刃。侧刃的尺寸参照冷冲模国家标准。 条料在第一工位冲出导正销孔后，在其后的工位中用导正销精确定位。导正销导正销共设4 个，分别在第 2， 3 工位，考虑到步距比较小，凸模固定板上孔的间距较小，因此直接把导正销装在卸料板上，与卸料板的配合公差为 ，与凹模的配合公差为 ，其长度总长为15造卸料板时，与导正销的位置偏差不应大于 料装置 ： 性元件 卸料装置初定 6 根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为： 这样每根弹簧分担的卸料力比较大，在弹簧的选取上有困难，因此考虑用承受负荷较大的橡胶进行卸料。橡胶卸料还有安装调整方便，价格不贵等优点。 橡胶所能产生的压力为： F=中 F橡胶所能产生的压力（ N） A橡胶的横 截面积（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 P与橡胶压缩量有关的单位压力（ 由于卸料总力为 990+2100+5048+456=8594N，所以橡胶产生的压力 F=8594N，根据使用冲压技术手册中表 11取橡胶压缩量为 35%，所产生的单位压力为 橡胶的断面面积为 4092 为了保证橡胶的正常使用，不至于过早损坏，应控制其最大的压缩量 为自由高度 的 35%45%。而橡胶的预压缩量 ，一般取 的 10%15%。则橡胶的工作行程为： 所以橡胶的自由高度为： 式中 卸料板或推件块，压边圈等的工作行程与模具修磨量或调量（ 46和再加 1。 该模具卸料板的工作行程为 4 。 橡胶的自由高度为 =35橡胶的高度 H 与直径 D 之比必须在（ 范围内 根据 计算橡胶的装备高度 由实用冲压技术手册式（ 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 料板 图 料板 卸料板的设计如图所示 参照实用冲压技术手册中有关卸料板厚度的计算公式： 式中： H卸料板厚度 (凹模厚度 (则取 H = 20据结构选用 16012520标准模板。 因为用导料板导料，把卸 料板 14设计为凸台式，便于压料面把凹模上的条料压住。凸台的高度： H=h+(式中 h(导料板 板料厚度 )= 因此凸台高度取 外卸料板对凸模进行导向，取单边间隙 C=料板开口处的间隙取 料螺钉 按 1 选 d = 8圆柱头内六角卸料螺钉，螺柱长度根据窝深，凸模尺寸和卸料板的配合高度确定为 70，其它具体尺寸参照冷冲模国家标准。 卸料螺钉的窝深应满足： 卸料板行程 +螺钉头高度 +修磨量 +安全间隙 = 4 + 8 + 6 + 4 = 22料螺钉安装在上模座上，则： 卸料螺钉的窝深 h = 27满足要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 定机构的设计 类零件的定位连接 模座固定板和垫板之间采用销钉定位，内六角螺钉连接。销钉用两颗，直径为 D=6别用 8 颗直径为 6内六角螺钉连接上下模座和各模板。在上模座，上模固定板和垫板之间采用分层连接，在垫板和固定板之间采用直径为 4内六角螺钉连接。 ,凹模的设计 模 （ 1） 凹 模结构和固定形式 凹模的结构如图 示： 图 模 该模具采用了整体与镶件相结合的组合方式。冲空凸模，切边凸模和落料凸模通过凸台设计镶嵌与凹模固定板内，这样不仅方便维修而且也减少了昂贵的凹模制造成本。 冲孔凹模和落料凹模与凸模分开制造，因此凹模刃口尺寸根据公式求得，而切边凹模由于其外型复杂采用与凸模配合制造。 凹模采用台阶式落料孔，该形状的好处在于刃口强度较好，刃口尺寸不随修磨人口而增大，但是易积聚冲裁件或废料，孔壁磨损和压力较大，修磨 时刃口磨去的尺寸较多。因此应用与向下顶出零件或废料，形状复杂或精度较高的零件。如下图 示，查实用冲压技术手册表 11工作刃口高度 h=7m,台肩突出的宽度为 a= 凹模的外形尺寸的确定依据经验公式： 凹模高度： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 式中： b冲裁件最大外形尺寸 (K系数。考虑坯料厚度影响的系数，其值可参考实用冲压技术手册表 7上式计算，取 凹模的厚度为 。 由于该模具为级进模，且送料步距比较小，因此凹模的壁厚根据 具体情况而定。 （ 2） 凹模强度校核 1） 冲孔凹模强度校核 根据冲模设计与制造实用计算手册，矩形凹模强度计算公式： 式中 P冲裁力（ N） 凹模材料的许用弯曲应力（ 的弯曲应力为 294490） 故符合标准 。 2） 切边凹模强度校核 根据冲模设计与制造实用计算手册，矩形凹模强度计算公式： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 式中 P冲裁力（ N） 凹模材料的许用弯曲应力（ 的弯曲应力为 294490） 则 符合强度要求 3） 落料凹模强度校核 根据冲模设计与制造实用计算手册，矩形凹模强度计算公式： 式中 P冲裁力（ N） 凹模材料的许用弯曲应力（ 的弯曲应力为 294490） 则 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 满足强度要求。 模 (1) 凸模 的结构形式和固定方式 在设计凸模式结构形式和固定方式的时候一般要考虑以下问题： 异形凸模要有防转动措施； 有导向装置的凸模，稳定性好，可利用卸料板使凸模导向，但要注意他们的配合尺寸； 冲小孔，凸模必须导向和保护； 快速装换凸模机构可靠性好。 故在设计冲 孔凸模时采用了常见的圆形凸模的结构形式和固定方法。为了增加凸模的强度与刚度，凸模做成台阶式，用固定板固定，台阶处圆滑过渡，以避免应力集中。小端是工作部分，其尺寸和公差根据工件尺寸和制造方法确定。台阶与凸模固定板过渡配合 ( )。最大台阶是用其台肩保证凸模在卸料时不被拉出。 在设计切边凸模时，由于其刃口形状比较复杂，因此固定段的形状设计为方型，这样在装配和制造时都比较方便，而且强度也比较可靠，还能防止转动。 设计压窝凸模时，如果压窝和修