电脑连接器冲压模具设计说明书

1、南京工程学院毕业设计说明书（论文）作者：学号：学院（系、部）：材料工程学院专 业： 材料成型及控制工程（模具设计）题目：电脑连接器冲压模具设计指导者：评阅者：2010年4月 南京毕业设计说明书（论文）中文摘要本文分析了电脑连接片冲压及弯曲的工艺特点，其中包括工件展开图 的尺寸计算、工件的工艺分析、冲裁力与弯曲力的计算、模具设计的难点， 确定了级进模的排样方案和模具总体结构。该级进模有冲裁，弯曲等20个 工位，采用高速冲床进行冲压，自动送料机构作粗定位，侧刃和导正销作 精定位。详细介绍了凸模、凹模、卸料装置、导料系统、滑块等零部件的 设计和制造。同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性、以及

2、凸 模和凹模镶块的装配间隙；并制定典型零件的加工工艺。关键词级进模工艺分析模具设讣冲压工艺毕业设计说明书（论文）外文摘要Title: Design of the stamping mould for the connecter of the computer Abstract: This paper analyzed the technological characteristics of the connecter of the computer, including the size calculation of the part blank development, technical

3、analyzes, the calculation of the punching force and bending force, the difficulty of die design, then the layout project and the die general structure were decisided The progressive die could complete twenty processes that include punching, bending, and so on. The high-speed punching machine in adop

4、tion proceeds to press, the automatic feeding system fixed position imprecisely, the edge knife and the leading pin fixed position accurately. It detailly introduced the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the guiding system, and slippery piece And it expatiated the w

5、ork process of the die, the coordination of each figuration motion, and the assemble cleft of the punch and die Also it established the manufacture process of the typical partsKeyword: progressive die technical analysis die designstamping process目录刖弓1绪论3第一章工艺分析51.1零件介绍51.2工艺分析及工艺方案的确定6第二章 工艺计算82.1弯曲

6、部分长度的计算82.2工艺力的计算92.3压力中心的确定112.4压力机的选择12第三章排样图设计133.1零件毛融样133.2工位掰羊143.3相关参数的确定16第四章级进模设计194.1级进模的应用及特点194.2级进模结构设计204.3模具总、体结构214.4模具的基本尺寸244.5模具工作单元254.6卸料机构354.7弹性元件364.8模具非成形零件的设计384.9模具零件材料的选择38第五章模具的加工40第六章结论41致谢4243参考文献刖B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、质量好、价格低。因 此，模

7、具工业的发展的趋势是非常明显的。模具产品发展将大型化精密化，多 工位级进模具将进一步发展，模具标准件的应用将日渐广泛，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，在模具设讣制造中将全面推广 CAD/CAM./CAE技术，高速冲床及自动送料技术将得到更广泛的应用，模具自动 加工系统的研制和发展等等。标志冲模技术先进水平的多工位级进模，是我国重点发展的精密模具品 种。级进模，它是在一副模具内，按所加工的工件分为若干等距离的工位，在 每个工位上设置一个或儿个基本冲压工序，来完成冲压工件某部分的加工。被 加工材料，事先加工成一定宽度的条料，釆用某种送进方法，每次送进一个步 距。经逐个工位

8、冲制后，便得到一个完整的冲压工件。在一副级进模中，可以 连续完成冲裁、弯曲、压印、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完 成装配工序。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模具，已 达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、 模具结构和功能上，仍存在一定差距。本文将对电脑连接片多工位级进模设计作一个系统、详细的介绍。与普通 的冲压级进模相比，本次毕业设计对零件的工艺研究与模具设计的要求更高， 除了冲裁与落料等工序，还增加了弯曲部分，难度有进一步的提高。因此，需 要更多的运用忖前较为先进模具设计及制造技术。为了保证加工时能准确定 位，提高加工精度和生产效率

9、，宜采用多工位级进模，应用自动送料技术在高 速冲床上进行加工。毕业设计是按检阅资料、学习、消化、吸收、创新的思路进行的，整个设 计的过程是在老师的辅导下以及和同学的相互探讨下完成的。其意义在于，综 合运用所学课程的理论和生产实际知识，进行多工位级进模设计工作的实际训 练，培养个人独立工作能力和创新能力，树立理论联系实际和严谨求实的工作 作风，进一步巩固、扩充模具专业课程所学内容，掌握多工位级进模的设计方 法和步骤，掌握多工位级进模设计的基本技能，如计算分析、计算机绘图、查 阅设计资料和撰写设计说明书，熟悉标准和规范，举一反三，领会模具设计的 一般思路，勤于思考在实际设计制造中出现的问题，并且解

10、决问题。通过此次毕业设计，提高了自我分析、解决问题的能力，对学过的基础知 识进行复习和运用，对专业知识做到更深一步的掌握和拓展，了解模具专业前 沿技术，提高自己的动手能力，为进入工作岗位打下了基础。毕业设计的涉及面较广，有一定难度，乂由于自身知识水平和经验的局限, 所以设计过程及内容难免会有一些漏洞和错误，殷切希望各位老师及领导予以 批评和指正。冲压成形工艺近儿年来有很多新的发展，精密冲压的范围越来越广，由平 板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲，拉深及立体精密成形等。此外，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 标志着冲压成形已从原来的经验，实验分析阶段开始

11、走上由冲压理论指导的科 学阶段。为了适应大批量、高效生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种 自动化的进、出料机构。在中、小冲压件的大批量生产方面，现已广泛应用多 工位级进模，多工位压力机或高速压力机。随着我国工业的发展，冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求， 手工送料的冲压加工生产由于存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列 问题，冲压生产的手工送料已逐步由自动送料机构所取代，从而进一步满足了 冲压生产自动化，大幅度提高生产节拍、生产质量等的要求。冲压生产自动化主要是指包括材料供给、制品及废料的排出、模具更换、 冲床的调整与运转、冲压过程异常状况的监视等作业过程自动化，将这些技

12、术 应用到冲压生产流水线的相应环节从而实现冲压生产过程的自动化。自动送料 机构作为冲压加工生产实现自动化的最基本的要求，是在一套模具上实现多工 位冲压的根本保证，它的自动化程度高低，直接影响着冲压生产效率、生产节 拍以及冲压生产整体自动化水平。级进模中使用自动送料装置的LI的，是将原 材料（钢带或线材）按所需要的步距，将材料正确地送入模具工作位置，在各 个不同的冲压工位完成预先设定的冲压工序。级进模中常用的自动送料装置 有：钩式送料装置、轨式送料装置、夹持式送料装置等。LI前轨式送料装置和 夹持式送料装置已经成为了一种标准化的冲压自动化的周边设备。前冲压生产线的配置中应用较为广泛的是开式单点压

13、力机加装轨轮送 料机（或气动送料机），这种生产线可以做单工序或多工序的连续冲压，操作 性良好；另一种开式双点压力机加装多工位送料装置，搭配开卷装置、校平装 置等组成的用于多工位连续冲压的生产线，由于占地面积和工序间的搬运都明 显减少，在生产中应用呈现逐渐增多的趋势；而电机厂应用最多的专门冲制电 机硅钢片的生产线则是山高速压力机加装凸轮分割型送料机，配装开卷机、校 平装置等组成。山此可见，送料机构的性能高低直接影响着生产线的推广应用， 因此，针对冲压制件的工艺要求、生产的实际情况等的不同来选择不同的送料 机构是十分必要的。多工位送料系统是一个类似移动臂的装置，主要作用是把冲压件从一个工 位移到另

14、一个工位。一组模具内的每一副模具的冲压工作都在同一台压力机内 完成。多工位送料移动杆沿着模区移动，它们是主要结构件，移动冲压件的端 拾器就安装在这些结构件上。在汽车车身冲压厂，根据送料的传动方式，多工 位送料系统主要有：机械送料、电子送料和组合式送料。近年来，111于电力电子技术及其相关技术的发展进步，交流伺服技术越来 越多的应用到生产领域尤其是冲压生产中，从而大大提高了冲压生产的自动 化、智能化、柔性化水平。送料机构作为实现冲压生产自动化的关键，只有其 自动化程度与冲压设备相匹配甚至高于冲压设备，才能够实现冲压生产的完全 自动化。因此，在发展冲压成形设备的同时，给予送料机构足够的重视是十分

15、必要的。第一章工艺分析1.1零件介绍一、电脑连接器零件本课题所涉及的电脑连接器零件（图1.1）是一个高精密度，尺寸较小的 零件。零件材料SPCC镀银钢，是一种未退火，力学性能较好的材料，并具有 良好的防腐，防锈性能。零件形状复杂，窄槽、异形孔多，弯曲部分成形具有 一定难度，常规弯曲难以实现，弯曲后产品如何从模具中脱离也是设计的一个 难题。图1.1电脑连接器零件该零件料厚0.2 mm,要求大批量生产。从图1-1中分析其结构，该零件 是一个3边带有钩弯的弯曲件，零件的的端部弯曲为一回折弯，中间是一对小 冲点和一对窄长槽，零件外形还一对小的弯曲弹片，弯曲部分展开后形成两长 条边，和一对凹形的异形孔（

16、图1.2）o图1.2 零件展开图二、零件三维造型零件通过Pro/E三维造型如图1. 3所示。图13 零件三维图零件弯曲部分详细视图如图14所示。图1.4零件弯曲部分视图综合考虑，要完成该零件的生产预计需通过多次冲裁、落料、弯曲和切边 等工序。为提高生产效率，本课题拟釆用多工位级进冲压工艺完成零件的生产。1. 2工艺分析及工艺方案的确定1 工艺分析冲裁工艺性：零件材料为SPCC镀線钢，力学性能良好，料厚为0.2mm属 薄料。冲压部位主要是一些零件上的异形孔和外形余料，尺寸精度要求较高， 冲压性能好。弯曲的工艺性：影响弯曲件工艺性的主要因素有弯曲半径、直边高度和孔 边距等等。零件弯曲部位左右一致，

17、保证了弯曲时板料的摩擦力平衡，可以防 止产生偏移。材料的力学性能较好，弯曲工艺性好。综合考虑，此零件主要可以分为三道工艺：（1）冲孔；（2）落料；（3） 弯曲。其中每道工艺都有其特点和难度，主要体现在：冲孔工艺主要是冲一 些零件上的小异形孔，对凸模寿命的保证是关键，凸摸的强度如何保证，采用的 结构是否合理将直接影响到模具寿命；此零件对落料工艺的要求比较低，主 要在排样时要注意，不要发生干涉；弯曲工艺一共分七次进行，其中有两次 钩弯有很大的难度，弯曲时除了要考虑到其成形效果之外，还要充分考虑其回 弹及制件的取出问题。2. 工艺方案的确定综合以上工艺分析，拟订以下方案：方案一：采用单工序模；方案二

18、：复合模；方案三：采用级进模。该零件形状复杂，需通过多次冲裁、弯曲等工序才能完成，且要大批量生 产，故不用单工序模；复合模虽然生产效率高，但模具结构较复杂，制造精度 要求高，不利于生产制造且制造成本较高，所以不用复合模；级进模可减少模 具和设备的数量，生产率高操作方便，便于实现冲压自动化，在大批量生产中 效果显著。所以本次设计我选用了级进模。第二章工艺计算2. 1弯曲部分长度的计算(1) 第一次弯曲弯曲角90,由参考文献公式3-25可知=1. 57 (r+屁土)式中2弯曲件内表面的圆角半径(mm)；X。弯曲件中性层系数；t材料卑度(mm)r = 0. l,x0 = 0.38,f = 0.2”计

19、算可得：厶=1.57 x (0.1 + 0.38 x 0.2) = 0.28/m?(2) 第二次曲弯曲角90 ,由参考文献公式3-25可知 =1. 57 (r+屁土)r = 0. l,x0 = 0.38, f = 0.2”计算可得：L2 = 1.57x(0.1 + 0.38 x 0.2) = 0.28劲(3) 第三次弯曲弯曲角90 ,由参考文献公式3-25可知 Z=l. 57 (r+x北)r = 0.1, x0 = 0.38 J = 0.2mm计算可得：13 =1.57x(0.1 + 0.38 x 0.2) = 0.28mm(4) 弯曲两弹片弯曲角10 ,由参考文献公式3-24可知L=0. 1

20、7a(r+ xot式中a弯曲件中心角( ):1弯曲件内表面的圆角半径(mm)；x弯曲件中性层系数；t材料片度(mm)a = 10 , r = 0.1, x() = 03&f =计算可得：L4 = 0.17x10x(0.1 + 0.38 x 0.2) = 0.30/nm(2. 1)(2. 2)(5) 第四次弯曲弯曲角90。由参考文献x公式3-25可知Z=l. 57 (r+xot)r = 0.1, x() = 0.3&f = 0.2/?/?计算可得：厶=1.57 x (0.1 + 0.38 x 0.2) = 0.28mm(6) 前端弯曲弯曲角120 ,由参考文献工公式3-24可知Z=0. 17 a

21、(r+ Xot)计算可得:4 =0.17x60x(0.1 + 0.38 x 0.2) = 1.8/wn(7) 第五次弯曲弯曲角90。，由参考文献公式3-25可知Z=l. 57 (jrXot)r = 0.1, x() = 0.3&f = 0.2nun计算可得：Lj =1.57 x(0.1 + 0.38 x 0.2) = 0.28 呦2. 2丄艺力的计算1.冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力，它是随凸模行程而变化的。通常 说的冲裁力是指冲裁力的最大值。冲裁力是选用压力机、模具设计以及强度校 核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而破坏压力机，冲裁 力的计算是非常必要的。冲裁

22、的理论上可以近似认为是剪切断裂，所以最大冲裁力可按板料的抗剪 强度来计算。由参考文献公式2-27可知，平刃冲模的冲裁力可按下式计算：F=KLt t(2. 3)式中尸一一冲裁力(N)；L零件剪切周长(mm)；t材料片度(mm)；r材料抗剪强度(HPG;K-系数，一般取用1.3。零件材料是SPCC镀傑钢，取r=360Mpa,材料厚度t=0. 2mm, L值由全部冲 裁线即冲裁零件周长尺寸组成，通过分析计算得到各冲裁力分别如下： 2 导正孔：P. =473.51 (N)侧刃：P.)112 = 2305 .73 (N)凹形孔：N) 窄槽：PI(14 =1335.48 (N) 异形孔1： P冲 =310

23、21 (N) 异形孔 2： “6 =2270.37 (N) 异形孔 3：= 3560.77 (N)01.5 导正孔：丹屮& =710.27 (N) 异形孔4： P冲厂口$2 (N) 落料：巳肌=974.17 (N) 所以(2. 4)式中尸一一弯曲力(N)；b弯曲部分宽度(mm)；t材料片度(mm)；6,材料抗拉强度(MPa)；K-系数，一般取用1.3。零件材料是SPCC镀傑钢，取o =290Mpa,材料厚度t=0. 2mm, L值山全部冲裁线即 冲裁零件周长尺寸组成，通过分析计算得到各冲裁力分别如下：第一次弯曲：為=164.74 (N)第二次弯曲：心2 =174.23 (N)第三次弯曲：=34

24、9.11 (N)弯曲两弹片和米点：F. = 287.47 (N)第四次弯曲：他 =112.32 (N) 前端弯曲：厲6 =396.33 (N) 第五次弯曲：=464.26 (N) 所以F驾=F弯i + F弯2 + F驾3 + F廿4 + F弯 5 + F驾& + F朝=1948.46(N)3. 卸料力的计算，由参考文献工公式2-31可知心=心片(2.4)式中 Kw = 0.05 ；Pi s = 0.05 x 17132 .04 = 856.60 (N)拟用高度为70mm的弹簧四根，弹簧所提供的力要比所需卸料力稍大些。4总冲裁力的计算，由参考文献公式2-35可知攵中总=片中+ F弯+ P卸(2.

25、 5)% = 17132 .04 +1948 .56 + 856.60 = 19937 .20 (N)2. 3 压力中心的确定冲压力合力的作用点称为压力中心。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以 及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳工作，减少导向件的磨损，提高模具 以及压力机的寿命。冲模压力中心的求法,采用解析法。具体方法如下： 确定直角坐标系xy； 计算出级进模各单一工序的压力中心到坐标轴的距离品、上、払和 y八、； 计算单一图形的轮廓周长厶八厶2、5按下列公式求冲模压力中心的坐标数值(血，2),由参考文献工公式2-47可知 厶/X/+ 厶2X2 +厶3X3+ LnXn 丿/(厶/ + 厶2 +

26、厶3+ Ln )(2 6)yo= (L/%/+ 厶2兀2+厶3兀3+ LnXn 丿/(厶/+厶2+厶s+ Ln )( 2. 7)式中龙、y坐标数值，L工件轮廓。由此可以计算出：X尸98 8mm；y尸 Omm模具中心为(112.5mm, Omm),由参考文献：6：3. 2. 3模具结构与加工工艺中1.冲压力的平衡可知在排样时应注意冲压加工的压力中心与模具中心尽可能 一致，即最好在同一点上。但事实情况不可能完全吻合，往往有偏差。一般悄 况下，模具中心与冲压压力中心的偏移越小越好，最大偏移不超过月/6(或方/6),式中月、万分别为凹模板长宽尺寸。月二320mm,160mm,因此24/6=105. 3

27、mm5/6=26.7mm所以，本模具的压力中心符合设计要求。2.4 压力机的选择冲压设备的选择是设计中的一项重要内容。必须根据冲压工序的性质、冲 压力、模具结构及闭合高度，生产批量、成本等诸多因素进行选择，它直接关 系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率等一系列重要问 题。在本次设计中选用的设备为J21G系列开式高速精密压力机，具体型号为 J21G-25。这种采用钢板焊接机身结构，具有可鼎的强度和刚度,离合器采用干式摩擦 离合器，使离合器接合平稳，传动扭矩大，因而适用高速状态下工作，适用于大批量生 产，尤其是级进模冲压。J21G-25开式高速精密压力机的主要技术参数：标称压力：

28、250kN公称力行程1. 2-1. 6mm滑块行程30-40mm最大装模高度：230mm装模高度调节量：50mm工作台板尺寸：前后：400 mm左右：700 mm机身工作台孔：前后：125 mm左右：250 mm第三章排样图设计在进行多工位级进模设计时，首先要设计排样图，排样图的设计是多工位 级进模设计时的重要依据。多工位级进模排样图设计的好坏，对模具设计的影 响是很大的，排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。排样图 一旦确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、模具的工位数、 零件的排样方式、模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。3.1零件毛坯排样（1）由

29、于零件的搭肩弯曲，故排出典型排样方案如图3.1所示：图3.1零件排样图山零件形状可以看出，此零件侧边需多次弯曲，且考虑连续级进成形，零 件成形后需要连在一起，但是此排样方式材料利用率不高，且山于工件的弯曲 不方便送料，所以考虑采用中心搭肩载体排样方式，因为此种方式适用于工位 数大于15的级进模，它比单载体和双载体节省材料，此排样方式便于弯曲， 但毛坯排样时要使材料利用率尽量高，故此排样方式不宜釆用。（2）考虑零件的侧排方式，如图3. 2所示。这样毛坯排样时可以得到很高的材料利用率，由零件形状可以看出，此零 件则变为侧边弯曲的弯曲件，考虑连续级进成形，所以釆用边料搭肩载体排样 方式，所以它可以达

30、到双侧载体排样的要求，从而保证了零件的精度，且节省 了材料。此排样方式不便于弯曲，对此可以采用斜楔机构以达到弯曲目的，从 而顺利完成各工序要求。1JLJJof 图3. 2零件排样图这是最终确定的零件毛坯排样方案，其中解决了前面一种排样方式存在的 问题。3. 2工位排样多丄位级进模的丄序排样设计是多工位级进模设讣的关键，是决定级进模 优劣的主要因素之一。1工序排样遵循的原则（1）工序排样要保证产品零件的精度和适用要求；（2）工序应尽量的分散，以提高模具寿命，简化模具结构；（3）合理安排个工序，使压力中心尽可能与模具儿何中心接近；（4）同一工位个冲切凸模应尽量设计为同一高度，便于刃磨；（5）冲孔在

31、前，外形冲切和落料在后；（6）为保证条料送进的步距精度，第一工位安排冲导正孔，第二工位设 导正销，在其后的各工位上，优先在易窜动的工位设置导正销；（7）设置空位，可以提高凹模，卸料板和凸模固定板的强度；（8）工件和废料应能顺利排出；（9）排样方案考虑模具加工设备的条件。2 .冲切刃口设计原则（1）刃口分解与重组应有利于简化模具结构，分解阶段应尽量少，重组 后成形的凸模和凹模外形要简单、规则，要有足够的强度，要便与加工；（2）刃口分解应保证产品零件的形状、尺寸、精度和使用要求；（3）内外形轮廓分解后各阶段间的连接应平直或圆滑；（4）分段搭接点应尽量少，搭接点位置要避开产品零件的薄弱部位和外 形的

32、重要部位，放在不注目的位置；（5）有公差要求的直边和使用过程中有滑动配合要求的边应一次冲切， 不宜分段，以免误差积累；（6）复杂外形以及有窄槽或细长的部位最好分解，复杂内形最好分解；（7）外轮廓各段毛刺方向有不同时应分解；（8）刃口分解应考虑加工设备条件和加工方法，便于加工。根据该零件的要求以及上述工艺特点的分析，设计多工位连续工序排样方 案。如图3. 3所示：二二禹禺囤闻血冋巨閒苗哥丰濡濡押* 1 -44 奸甲卄卄 veiaa- 241 pl*-3ttwR tn 1【ftvA *E住 ?1 fift* nt*一肓H *OTIAyyt)H 1 3333a8SSsB3 r 图3.3工位二维排样图

33、其具体工位设定如下：工位1冲导正孔工位2冲一对侧刃工位3空工位工位4冲两凹形孔和两窄槽工位5导正销定位工位6冲两对异形孔1和2工位7空工位工位8冲异形孔3工位9导正销定位工位10第一次弯曲工位11笫二次弯曲工位12第三次弯曲工位13弯曲两弹片、冲两米点工位14第四次弯曲工位13冲一对导正空、导正销定位工位16冲异形孔4和前端弯曲工位17导正销定位工位18第五次弯曲工位19导正销定位工位20产品落料图3.4工位三维排样图3.3排样相关参数的确定(1) 载体的设置为了保证最后一个工位前条料的两侧仍保持有完整的外形，釆用双侧载 体，这对于送进，定位和导正都是十分有利的。(2) 步距步距是冲压过程种条

34、料每次向前送进的距离，其值为排样是沿送进方向 两相邻毛坯之间的最小距离值。根据参考文献公式4-38,步距可定义为：(3. 1)S=L + a式中s-冲裁步距L-一沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值a一一沿送进方向的搭边值由于此排样的特殊性，零件的材料得到有效的利用，Z并不是零件 的最大值，为计算方便，可取整数，最终该步距确定为：Z-10. 34mm, a-2. 5mm S=L + a= 10. 34+2. 5=12. 84mmS 取整,S=13mm(3) 条料宽度条料宽度指根据排样的结果确定的毛坯所需条料的宽度方向的最小尺 寸。根据参考文献公式2-22,条料宽度可按下式计算：B二D十2*

35、 各(3. 2)式中B一条料宽度的理论值沪一垂直于送料方向毛坯的最大轮廓尺寸，它随毛坯排样的方位变化b-一侧搭边值5-一条料与板料之间的间隙该零件条料宽度的确定：5=21. 4 + 2X4. 3 + 0. 01= 32. 01mm(4) 定距方式级进模的定距方式有定位钉定距、侧刃定距、导正钉定距和自动送料机构 定距等四种，各有不同的适用场合，它们可以单独使用，也可以互相配合使用， 相互配合使用定距效果更好。根据前面对该工件的成型工艺分析，确定在本模 具中采用自动送料机构作粗定距，侧刃定距和导正销作精定距，以实现在高速 冲床上连续自动作业。(5) 材料利用率材料利用率根据参考文献工公式2-19可

36、知H = A/(BS) x 100%(3. 3)式中 材料利用率A-一产品毛坯外形所包容的面积沪一条料宽度S冲裁步距该零件材料利用率为：4 =160/(32 x 13) x 100%二3&號第四章级进模设计多工位级进模是指在一副模具内，按所加工零件分为若干工位，在每个工 位上设置一定的冲压工序，完成工件的冲裁、弯曲、成形及拉伸等多种冲压工 序的一种精密、高效、高寿命的模具，它是在连续模基础上发展起来的一种结 构更为复杂，加工精度要求更高的先进模具之一。因其高生产力，高精密度和 生产每一产品的经济性而被广泛应用于金属成型的大批量生产。4. 1级进模的应用及特点1. 级进模的应用级进模在生产上虽然

37、效率教高，但其冲制工件时材料利用率不高，模具制 造、维护以及成本较高等特点也限制了它的应用。一般应用连续模生产时必须 具备冲压件本身的适用性、机床设备性能以及技术力量等条件。对于冲压件本 身来说，一是被加工的工件产量和批量要足够大，以便以较低的单件成本维持 稳定而持久的生产；二是工件形状复杂、凸模或凹模型腔难以加工或起加工结 构尺寸难以满足强度要求而需要将工序分解。对于机床设备来说，必须具有能 承受模具连续作业的足够刚性、功率和精度，具有较大的工作台面、良好可靠 的制动系统。因此级进模多用于生产批量大，精度要求不高，需要多工序冲裁 的小工件加工。2. 级进模具有以下特点：（1）在一副模具上可完

38、成完整零件的加工；（2）冲裁，弯曲，拉深，和成型等多种，多道工序，具有比复合模更高的生产 效率；（3）可利用设置空工位保证模具强度，延长模具寿命；（4）一般采用自动送料，自动出件等自动化装置，操作安全，可采用高速冲 床进行加工；（5）因结构复杂，精度很高，给模具制造，调试及维修带来困难；（6）多工位级进模主要用于料较薄（t二0. 1 1. 2mm, 般不超过2 mm）产量 大，形状复杂，精度要求交高的中，小型冲压件的生产；（7）模具零件要求具有互换性，以保证模具磨损和损坏后更换迅速，方便, 可靠。4.2级进模结构设计级进模是用多个零件按照一定关系装配而成的有机整体，结构是模具的 “形”。模具的

39、优劣很大程度上体现在模具结构上，因此级进模的结构对模具 的工作性能、加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。1结构设计内容级进模结构设计大体可以分为两步：第一步根据工序排样的结果确定模具 的基本结构框架，确定组成级进模的主要结构单元及形式，对模具制造和使用 提出要求；第二步确定各结构单元的组成零件及零件间的连接关系。结构设计 的结果是模具装配图和零件明细表。2 级进模结构设计原则级进模结构设计是要遵从以下原则：（1）尽量选用成熟的模具结构或标准结构；（2）模具要有足够的刚性，以满足寿命和精度的要求；（3）结构应尽量简单、实用，要具有合理的经济性；（4）能方便的送料，操作要安全简便，出件容易；

40、（5）要考虑废料的处理；（6）模具零件之间定位要准确可靠，连接要牢固；（7）要有利于模具零件的加工；（8）模具结构要与现有的冲压设备相协调；（9）模具容易安装，易损件更换方便。3 结构概要设计内容概要设计是级进模结构设计的开始，它以工位排样图为基础，根据产品零 件要求，确定级进模的基本结构框架。结构概要设计包括：（1）模具基本结构：倒装关系的确定、导向方式确定和卸料方式确定；（2）模具基本尺寸：模具平面尺寸、模板厚度和模具闭合高度；（3）模架基本结构：模架的外形与尺寸、导柱与导套、模座形式和模柄；（4）压力机的选择：压力机的类型，压力机规格；（5）模具价格与加工周期（毕业设计可以省略）。4.

41、3模具总体结构0ZY/主视图E%i左视图俯视图剖视图图4.1模具总装图1 下模座2导料杆3下垫板4凹模固定板5卸料板6限高钉7卸料垫板9凸模固定板10上垫板11上模座14、15、16、19、21、 22、23、28、29、30、31、33、34、35、36、37、38凸模 17、75导正销 24、 25、26模柄 39、47、49、50、53、55、58、60凸模保护套43耐磨条 44、77滑块 45、76斜楔 46、48、54、56、57、59凹模52浮动芯块65侧刃挡块67、72导柱66、71导套78导轨 70小导柱73、74小导套1. 模具结构本模具是一套20工位的级进模（图4.1）,步

42、距13mm,模具长380mm, 宽300mm,闭合高度为183.2mm。模具结构采用双侧载体，通过自动送料装置 粗定位，侧刃定距和导正销精定位，利用20个浮动导料杆2完成送料，完成 冲孔、弯曲、落料等一系列工序。模具采用滚动四导柱钢板模架，模板内装 四个小导柱作为内导向。凸模固定板9用于安装所有弯曲凸模、冲孔落料凸 模；凹模固定板4用于安装所有弯曲凹模及凹模导轨、冲孔落料凹模镶块等； 卸料板5与凸模固定板9之间用小导柱进行导向；模具釆用弹性卸料，弹簧 和弹性卸料板7提供卸料力。2 .模具工作过程这里所设讣的是一个冲裁弯曲多工位级进模，模具的工作原理阐述如下：合模时，条料从左到右送进后借助侧刃挡

43、块装置行进首次定位，在第一个 工位进行冲孔，冲出中间导正孔。第二个工位侧刃对条料两侧进行冲裁。第三 个工位为空工位，从第四工位开始主要是外形余料的冲切，如一些异形槽，异 形孔，这一部分对凸凹模的尺寸要求都比较严格，对定位的要求也比较高，可 以依為中间定位销来定位。从第十个工位到第十二个工位进行前三次弯曲，三 次弯曲都是90的弯曲角，但由于第三次弯曲是一个钩形弯曲，所以我设计 了一个浮动的芯块，保证弯曲和送料的顺利进行。在第十三个工位通过斜楔机 构对工件两侧的弹片进行弯曲，同时将工件表面的两个米点冲出来。在第十四 工位时对工件前端的两侧进行弯曲。考虑到在之后的工位中要对中间的导正孔 位置进行冲裁

44、，因此在第十五个工位是利用中间导正孔导正，冲两侧的小导正 孔，在之后的工位中进行导正。第十六个工位时冲出前端，在之后对前端进行 回折弯曲。第十七工位为空工位，在此利用导正销进行导正，在接下来的十八 工位上进行最后一次的弯曲，第十九工位为空工位，利用导正销进行导正，最 后一工位将产品落料。之后在弹簧力的作用下使凸凹模分离，在抬料销配合使 用下完成弯曲件的取出和进一步送进，此时由于考虑到干涉的问题，在适当的 位置加上空工位，并在空工位进行导正销的导正。特别是两次斜楔机构弯曲， 为了方便斜楔机构和凸凹模的安装，在前后都留有空工位。在弯曲结束后，进 行落料成形，成形零件与条料实现分离。上模下行时，各工

45、序同时进行。随着 上模的下行，凹模板抵住卸料板，这时卸料板起来压料作用，凸模逐渐进入凹 模，同时，冲裁、弯曲等各工序同时完成，模具闭合时冲裁工位上板料分离， 山下模座上的孔直接落下。开模时，上模向上运动，下模保持原位，弹性卸料 板在弹簧力的作用下，平稳回程。同时，卸料板将卡住的工件从凸模往下推出。 弹性卸料板上升浮动至工件成形的最大高度10mm,卸料螺钉将限制其继续上 行。下模座中抬料机构的弹簧在上模上行过成形最大高度时弹簧都恢复其预压 缩的高度，抬料钉处于最高位置，成形部位全部顶出。而上模继续上行至最高 位时，开模行程终了。4.4模具的基本尺寸1 模架模架的基本作用是导向机构，连接上下模并使

46、他们具有准确位置关系。本 模具平面尺寸较大，模架采用标准滚动钢板四导柱模架，尺寸如下：模架尺寸工作台面700X400导套孔距290X220上模座 380X300X40下模座 380X300X50在模柄的选用上，采用浮动式模柄，模柄的安装与位置应该与尽量模具的 压力中心位置一致。模柄的尺寸如下：直径 850. 05mm高度 A-86. 5mm模具采用正装方式，模板内装4个小导柱作为内导向，采用弹性卸料方式 进行卸料。2. 模具闭合高度为了保证模具能装在压力机上工作，模具闭合高度必须小于压力机闭合 高度，最好位于血力和Hmax之间，根据参考文献工公式2-49 -般应满足： H/nin+lO W H

47、W Hmax-5(4. 1)如果H90 ,所以可以不考虑变形 的分散效应。弯曲刃口尺寸即是弯曲模的宽度，弯曲模的刃口尺寸与产品零件尺寸标注 方式有关。由参考文献表21、2-2、2-3、2-4可知，具体计算公式如下：标注外形凹模Dd =(Dmax+75 + d(4.4)心=（唤一 0752-%(4.5)标注内形凸模dp =(min+4A)-%(4. 6)Dp=(%n+04A + 2C) + C(4. 7)第一次弯曲到第三次弯曲的弯曲角90 ,这三步弯曲相对比较简单,其模具结构如图4. 11所示。5耐磨条6浮动芯块 7弹簧这三次弯曲的的关键是在第三次弯曲的时候，第三次弯曲是在前两步弯 曲的基础上进

48、行的钩弯，要解决的关键是怎样把弯曲件从模具中脱开，保证条 料的顺利的送进，因此我把这三次弯曲放在一起，同时把三次弯曲的凹模做成 一体，并通过弹簧装置使其随着工件一起弹起，保证弹起的高度和导料杆抬起 的高度一致，这样在能完成弯曲的同时，乂能将条料顺利的送进。弯曲两弹片，弯曲角170模具结构如图4. 12所示：图4. 12弯曲两弹片模具结构1弯曲凸模 2卸料板 3螺钉 4导轨 5滑块 6斜楔7弹簧 8浮动芯块 9弹簧 10下垫板 11 耐磨条12凹模板此结构是整副模具设计中比较困难的部分，山于电脑连接片零件的两侧弹 片要求大于90以上弯曲，且零件弯曲部分小，因为此次弯曲是在前三次弯 曲的基础上进行的