毕业设计冲压模具设计极爪板CAD级进模的设计

1、极爪板级进模设计及其制造工艺毕业设计(论文)课 题 名 称 冲压模具设计 极爪板级进模设计 学 生 姓 名 冲压模具CAD,三维模型 学 号 院(系)、专业 指 导 教 师 职 称 2006年 6 月 1 日摘要多工位级进模的结构比较复杂，模具设计和制造技术要求较高，同时对冲压设备、原材料也有相应的要求，模具的成本高。因此，在模具设计前必须对工件进行全面分析，然后合理确定该工件的冲压成形工艺方案，正确设计模具结构和模具零件的加工工艺规程，以获得最佳的技术经济效益。显然，采用多工位级进模进行冲压成形与采用普通冲模进行冲压成形在冲压成形工艺、模具结构设计及模具加工等方面存在许多不同。本模具模架采用

2、四导柱导向结构及弹性卸料装置，并在卸料板、凹模和固定板之间设置由小导柱和小导套组成的辅助导向机构，保证卸料板有足够的运动精度，对凹模有导向和保护作用。关键词：级进模，落料，冲孔，冲压，工艺ABSTRACTMulti-position progressive die structure is complicated, mold design and manufacturing techniques are required. Stamping equipment and raw materials also have a corresponding request. Manufacture of

3、 molds need a lot of money. Therefore. Before the mold design, We must conduct a comprehensive analysis of the workpiece. And then determine the reasonable parts of the stamping process plan. The correct design mold structure and mold machining process planning. In order to get the best technical an

4、d economic benefits. Clearly. Multi-position progressive die for stamping die for stamping and forming the ordinary in the stamping process. Mold design and mold the structure there are many different processing.The mold adopts four lead pillar and Four sets of lead and flexibility of the bead. And

5、be unloading to anticipate plank and fix plank of the constitution lend support to direction organization-small lead pillar with small lead a set. Assurance unloads to anticipate the plank contain enough sport accuracy.Key words: Progressive die，Fall to anticipate，Blunt bore，Stamping，Crafts目录1 绪论11.

6、1 冷冲压简介11.2 多工位级进模简介11.3 模具行业现状21.4 我国冲压模具制造技术发展趋势31.5 选题背景及意义42 总体设计52.1 制件的工艺分析52.2 冲裁工艺方案的对比及确定62.3 冲裁件排样设计82.4 冲裁力123 模具工作零件的设计163.1 凸、凹模的设计原则163.2 凹模设计163.3 凸模组件及其结构设计173.4 凸、凹模刃口尺寸计算194 各种相关机构的设计214.1 送料方式的确定214.2 定位方式的选择及定位装置214.3 卸料方式的选择214.4 导料装置234.5 模架的选择254.6 顶出装置264.7 其他结构件275模具总装配图285.

7、1装配图的绘制285.2模具零件图的绘制285.3 编写说明书286模具制造工艺296.1 凸模固定板加工工艺296.2 凸模加工工艺296.3 凹模板加工工艺307 模具工作原理318结束语329 参考文献3310 致谢34第一章V极爪板级进模设计及其制造工艺 171 绪论QQ:1084755093 专业全套包满意 CAD总装配图 三维建模 说明书1.1 冷冲压简介冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。冷冲压工艺与其他的加工方法相比，有以下的特点：(1) 用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其他加工

8、方法难以加工的工件，冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。(2) 材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。因此，工件的成本较低。(3) 操作简单劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产率高。(4) 冲压工艺中所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高。因此，在单件、小批量生产中采用冲压工艺受到一定的限制1。冲压加工主要应用2：由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都

9、直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益的。当然，冲压加工也存在着一些问

10、题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快二完善的得到解决2。随着冲压技术的不断进步和冲压生产的迅速发展，对冲压设计工作提出了愈来愈高的要求。冲压设计是一项技术性很强的工作，其设计过程实质上是再创造的劳动过程。冲压设计质量的优劣，不仅直接影响冲压产品的质量、成本及生产效率，而且也影响着冲压生产的组织与管理3。 1.2 多工位级进模简介冲模按其功能和模具结构，

11、有单工序模、复合模和级进模之别。它们都是借助压力机，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。而这其中多工位级进模也代表了冲压模具的发展方向。级进模，又称连续模、多工位级进模等，指模具上沿被冲原材料的直线送进方向，具有至少两个或两个以上工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或两个以上冲压工序的冲模。与其他冲模相比，其主要有以下特点1：(1) 所使用的材料主要为黑色或有色金属，材料的形状多为具有一定宽度的长条料、带料或卷料。(2) 所用压力机刚性要足够，精度好，而且滑块要能长期承受较大的侧向力。(3) 送料方式为按“步距”间歇或直线连续送给。

12、(4) 冲压的全过程在未完成成品件前的毛坯件始终不离开条料和载体。(5) 在一副模具的不同工位上，可以完成多种性质的冲压工序。(6) 适合大批量中小型定型产品零件的生产，冲压精度高，生产率高，可以实现自动化生产。(7) 模具综合技术含量高，制造周期较长、成本高1。1.3模具行业的现状1.3.1模具行业总体现状：模具是工业生产的基础工艺装备，是工业之母。现代工业的发展离不开模具，它是国民经济的支柱产业，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。根据国际生产技术协会的预测，本世纪机械制造工业零件粗加工的75%、精加工的50%都需要通过模具来完成

13、。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法不能比拟的4。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定把模具列为机械工业改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。由于我国模具工业发展迅速，前景

14、广阔，国内外模具及模具加工设备厂商普遍看好中国市场4。近年来，我国模具行业快速发展，继在“九五”期间取得良好成绩后，今后几年将拥有更为广阔的市场前景。“九五”期间，我国模具行业产值的年均增幅约为13，模具行业产业结构也有了较大的改善，模具商业化程度提高了近10，并且中高档模具和塑料模具占总量比例明显提高。模具行业的进出口比例逐步趋向合理，进口量现在是市场总量的20，金额近10亿美元，而出口额已提前一年达到1亿美元的规划指标。以2005年全国模具产值600亿元为基础，按“十一五”期间年均增速12%15%测算，总量目标为：按年均速12%推算，2010年约1000亿元，2020年约2600亿元。按年

15、均速12%推算，2010年约1200亿元，2020年约3100亿元。经过“十一五”努力，使我国模具水平到2010年时进入亚洲先进水平的行列，再经过10年的努力，2020年时基本达到国际水平，使我国不但成为模具生产大国，而且进入世界模具生产制造强国之列1。我国模具行业的生产一直小而散乱，跨行业、投资密集、专业化、商品化和技术管理水平都比较低。现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快，对模具的需求量加大。改革开放20多年来，国民经济的高速发展，我国的模具工业获得了飞速的发展，设计、制造加工能力和水平、产品档次都有了很大的提高；大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，模具质量及寿命明显提

16、高，模具交货期大大缩短。模具CAD/CAE/CAM技术广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE/CAM软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展中发挥了重要作用。近年来，模具工业以每年10%15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。从业人员约60万，年模具总产值突破300亿人民币（排名跃升世界第四），并以平均17%的速度增长，高于我国GDP的平均增长值一倍多。但是我国模具工业无论是在数量上还是在质量上，与工业发达国家都存在很大差距，满足不了工业高速发展的需要。我国大部分模具企业自产自用，真正

17、作为商品流通的模具仅占1/3。所产模具基本上以中低档为主，而国内需要的大形、精密、复杂和长寿命的模具还主要依靠进口5。1.3.2我国模具的现状：按照我国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中冲压模和塑料成形模两大类占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占50%左右，塑料成形模占20%，拉丝模（工具）约占10%1。我国冲压模大多为简单模、单工序模和复合模等，大型多工位级进模、精冲模、精密级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到3到5 m，有50个以上的级进共位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比，处于20世纪80年代中期

18、至90年代初期的国际先进水平1。1.4 我国冲压模具制造技术发展趋势近年来，我国模具标准件的生产和销售形势是“产销两旺”，主要是因为汽车工业的发展和国家“十一五”规划确定要以重化工业为重点的拉动。根据对部分模具标准件企业的书面调查，2007 年与2004 年相比，产量平均增长37.6%，销售额平均增长39.66%。重视技术改造, 加大对新设备的投资，增强市场竞争的“硬件”实力。根据对部分单位的调查，近3 年来每个单位平均投资为1326.27 万元，主要增添了加工中心、数控设备等。在引进、消化的基础上开展自主创新，使新型模具标准件品种增多，特别是出现了不少与汽车模具配套的新产品。国外模具标准件快

19、速进入我国，使市场竞争日趋激烈，促使国内标准件企业采取了诸多新的应对举措5。比如，加速新型模具标准件的研制；根据企业自身的实力和市场不同层次的需求，有针对性地拓展市场，向相关行业发展，保证了以“标准件为主”向“多种经营”发展，以筹措集累资金，保证模具标准件专业的稳步发展；积极开拓国际市场，我国的模具标准件已开始远销国外，有的企业出口销售额已占总销售额的30% 以上；采取先进的销售经营措施。我国模具标准件从改革开放以前的“自产自销，自我配套”，到近年来的“委托经销”向“网络销售”发展，为此，标准件委员会经过3年的努力已建成“中国模标商务网”，实现了与中国模协“信息网”的链接，现已开通为用户服务；

20、加大了标准件委员会主办的“模标商情”杂志的信息量，设立了“专题论述”、“协会信息”、“技术交流”、“经验交流”、“专题论述”、“企业采风”等栏目，加大了对标准件企业的宣传力度。冲模CAD/CAM技术已成为冲压工艺与模具的主要发展方向之一。我国在冲压模具的CAD/CAM方面也取得了重大的发展。上海交通大学在80年代初期开展了打规模的CAD/CAM研究开发工作，采用交互设计方法进行条料排样，模具结构及零件设计方面采用了典型结构及标准零件的自动调用和交互设计相结合的方法，开发了智能化数据库，贮存了各种冲模的典型结构、标准零件、设计经验 、设计方法和步骤，并向用户开放，目前在上海交通大学已建立了模具C

21、AD/CAM国家工程中心6。现代冲压加工的发展趋势，可以概括为以下几个方面6：深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理论、失稳理论与极限变形程度等；应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压工艺方案。深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理论、失稳理论与极限变形程度等；应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压工艺方案，使塑性变形理论逐步起到对生产过程的直接指导作用。 制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板

22、、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料所替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点金模具等）制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统（FMS）、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，

23、某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济1。1.5 选题背景及意义1.5.1选题背景和简介：该模具用于大批量生产某汽车集团下属公司的电器产品中冲件，冲件材料为厚度0.5mm的T2铜带。冲件形状较复杂，冲件的冲压内容包括落料、冲孔、压形等，一般需要安排多个工位才能冲压成形。该冲件年产量300万件。在对该级进模设计时，要认真分析冲件的特点，合理确立冲压加工的先后顺序。模具的结构设计，需要确保本方案的正确实施。1.5.2选题目的和意义：通过对本课题的设计实践，能够培养学生结合生产实际，运用所学到的基础课程及专业课程知识，充分发挥个人积极性，从而提高学生模具设计的实战能力

24、。通过对本课题的设计实践，实现学生四年学习生涯的总练习。可以锻炼、检验、考核学生，使学生在亲身体会之后，明确了今后努力的方向。通过对本课题的设计实践，使学生将理论与生产实践紧密结合，拉近了学校与工厂企业的距离。2总体设计2.1 制件的工艺分析2.1.1 已知条件本课题来源于某家用电器制造厂生产需要，形状与手相似，故称之为极爪板。(1) 零件的材料： T2铜。(2) 零件厚度： t=0.5mm。(3) 生产批量：年产量大于300万件，属于大批量。(4) 零件尺寸： 如图2.1所示图2-1 零件图2.1.2 零件的结构工艺性分析制件为一近似手爪形状，在手爪中间有一翻边，两边有拉伸深度为0.5mm孔

25、，对制件技术要求是表面不得有划痕，无毛刺等，因此要求冲件间隙合理，工作面表面粗糙度值要小。采用级进模生产，以适应大批量生产的需求。零件结构简单对称、形状复杂，但成形工艺复杂，包括冲裁、拉伸和翻边，但没有违反冲裁的工艺性原则，零件能满足冲压工艺相关要求，可以进行下一步的设计。冲裁件的形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状，以减少废料，本零件外轮廓曲线有点复杂，达不到无废料排样要求。冲裁件各直线或曲线的连接处，尽量避免锐角，严禁有尖角。除在少、无废料排样或采用镶拼模结构时，都应有适当的圆角相连，以利于模具的制造和提高模具的寿命。冲孔件上孔和孔

26、、孔与边缘之间的距离不能过小，以避免工件变形、模壁过薄或因材料易被拉入凹模而影响模具寿命，本零件上的相关距离满足要求。2.1.3 分析工件的技术要求课题要求用一副模具制成零件，存在许多困难，主要有：翻边和拉深孔如何形成的，即极爪板零件中间的工艺采用什么方式加工而成？并且其成型的先后顺序是怎样的？如果先进行翻边工序，在进行拉伸，那么在拉伸进行时将会对翻边造成误差。由于零件外轮廓复杂，落料凹模的加工工艺怎样？精度如何保证？（1）加工表面的尺寸精度及尺寸基准：工件中对标有尺寸精度的尺寸按照零件图精度进行相关设计，对其他未标尺寸按相关国标进行精度设计，即按国标对非圆形工件精度等级取IT14级设计，对圆

27、形工件精度等级取IT10级设计。零件的尺寸基准应尽可能和制模时的定位基准重合，防止避免产生基准不重合误差。孔位尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上，不能与参加变形的部分有关联。（2）主要加工表面的形位公差精度：通过分析零件图，零件的主要形位公差精度未标注，形位公差精度按一般的精度要求处理即可满足相关工艺要求。（3）表面质量要求：工件表面没有标相关质量精度要求，按照一般要求处理即可满足其工艺要求，即表面粗糙度。2.2 冲裁工艺方案的对比及确定2.2.1 冲裁工序的组合冲裁工序按工序的组合程度可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。复合冲裁是在压力机一次行程中，在模具的同一位置同时

28、完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序排列成一定顺序，组成级进模，在压力机的一次行程中，在模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几个冲程外，每次冲程都可完成一个冲裁件。冲裁组合方式的选择由以下几个方面来综合考虑8：（1）生产批量：模具费用在制件成本中占很大比例，因此生产批量在很大程度上决定所用模具结构。一般说来，新产品试制与小批量生产，模具结构简单，力求制造快，成本低，采用单工序冲裁，对于中批和大批量生产，模具结构要求完善，要求效率高、寿命长，采用复合冲裁或级进冲裁。（2）冲裁件尺寸精度：复合冲裁所得的工件公差等级高，内、外形同轴度一般可达，因为它避免了多次冲压

29、的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整、不翘曲。级进冲裁所得的工件的尺寸公差等级较复合冲裁低，工件有拱弯、不够平整。单工序冲裁的工件精度最底。（3）对工件尺寸、形状的适应性 复合冲裁可用于各种尺寸的工件。材料厚度一般在3mm以下。但工件上孔与孔间和孔与边缘之间的距离不能过小。孔边距小于最小合理值时。若采用复合冲裁，则该部位的凸凹模的壁厚因小于最小极限值，易因强度不足而破裂。此时也不宜采用单工序冲裁，因孔边距过小，落料后冲孔时，这些部位会发生外胀和歪扭变形，得不到合格的产品，这时宜采用级进冲裁，这样可避免这些缺陷。级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小的异形零件，且可冲裁的材料厚度比复

30、合冲裁要大。但级进冲裁受压力机台面尺寸与工序数的限制，冲裁工件一般为中、小型件。为提高生产效率和材料利用率常采用多排冲压。级进冲裁时广泛采用多排冲压，但复合冲裁则很少使用。（4）模具制造、安装调整和成本 对复杂形状的工件，采用复合冲裁与采用连续冲裁相比，模具制造，安装调整较易，成本较底。尺寸中等的工件，由于制造多副单工序比复合模昂贵、也宜采用复合冲裁。对简单形状、精度要求不高的零件，采用级进冲裁，模具结构较之复合模简单，易于制造。（5）操作方便与安全 复合冲裁工件不能漏下，出件或清除废料较困难，工作安全性较差，级进模冲裁时操作者不必将手伸入模具的危险区域。对大量生产，还采用自动送料机构，模具内

31、装有安全检测装置8。表2.1 模具种类比较模具种类比较项目单 工 序 模复 合 模级 进 模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好2.2.2工艺方案的比较根据以上情况，结合工件的外形尺寸和形状，确定工件包括落料、冲孔、弯曲等工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：单工序模冲裁对本制件冲压生产而言单工序模具结构单一，生产效率低，生产精度不高，而且钣金零件不能过于复杂，否则就需要多副单工序模具才能实现。而

32、且此零件要大批量生产故用单工序模无法达到生产的要求。方案二：复合模冲裁复合模可以克服单工序模生产精度和生产效率的问题但是复合模有最小壁厚的限制无法冲裁零件中的孔,故不适合。方案三：级进模冲裁级进模的特点是生产效率高，生产周期短，占用的操作人员少，非常适合大批量生产。若采用方案一，需四副模具才能完成，一副拉伸，一副落料，一副冲孔，一副翻边。生产效率低，生产过程复杂，浪费了人力、物力、财力，从经济性的角度考虑，难以满足工件要求的大批量生产的生产要求（年产量大于300万件）。同时由于采用L了多副模具，生产过程中零件在不同模具中的精确定位问题很难得到保证，除此之外设备和人员的增加在所难免，占地面积也会

33、相应扩大。若采用方案二，由于有拉伸，冲孔，翻边，不可能在一副模具中完成，需要多副模具才能完成。根据复合模的特点，制件的精度和批量都能满足，但用三副以上模具，使生产效率大大下降，且提高了生产成本，因此对于定位产生的误差和生产效率上的提高还是有限的，同时关于定位、设备、人员、占地等问题依然存在。若采用方案三，只需一副模具即可成型，能满足生产所需的精度和批量，操作安全方便，且生产效率高。虽然级进模结构复杂、周期长、模具成本及模具制造周期较之前两个方案都高，但在其他方面对于方案一和方案二都有所进步，总的成本也比单工序模和复合模低，只采用一副模具和一台压力机，定位、设备、人员、占地、精度要求等问题也得到

34、改善。通过上述三种方案的分析比较，冲压方法采用方案三为佳，即采用级进模生产。由于工件的成型内容，在级进模的结构设计和加工制造上都有一定的困难，且级进模是单件生产，试模失败后很难修改，因此要精心设计，各种问题都应该考虑周全，确保模具合格。2.3 冲裁件排样设计2.3.1 排样方法根据材料的利用情况，排样的方法分三种：（1）有废料排样沿工件的全部外形冲裁工件与工件之间，工件与条料侧边之间都有工艺余料（搭边）存在，冲裁后搭边成为废料。（2）少废料排样沿工件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在工件之间或是工件与条料侧边之间有搭边存在。（3）无废料排样工件与工件之间，工件与条料侧边之间均无搭边存在，条料沿直线

35、或曲线切断而得到工件所示。有废料排样法的材料利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于工件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。少、无废料排样法的材料利用率较高，同时，少、无废料排样法有利于一次冲裁多个工件，可以提高生产率。由于这两种排样法冲切周边减少，所以还可以简化模具结构，降低冲裁力。但它们的应用范围有一定局限性，受工件形状的限制，且由于条料本身的宽度公差，条料导向与定位所产生的误差，会直接影响工件尺寸而使工件精度降低。同时也会降低冲模的寿命，并会影响到工件的断面质量，所以少、无废料排样常用于精度要求不高的工件排样。成形此零件包括拉伸、翻边、冲孔等工序。为使材料很好定位，在最初安排了侧刃和

36、冲导正销孔，在每一成形工位前，应先冲掉周围妨碍成形的废料。在拉伸和冲孔工位中，为了使成型不发生干涉及简化模具设计及制造成本，选择具体工位如下：图2-2 排样图1：冲预制孔和工艺定位孔。2：导正精定位和拉伸。3：导正精定位和翻边。4：导正、落料当排样图确定之后，也就确定了：（1） 制件在模具中冲制顺序 （2） 模具上共有几个工位（3） 模具的每个工位工序性质是什么（4） 冲压一次能出几件（5） 制件的排样方式（6） 排样的裁体形式与送料方向的设定（7） 导料方式、浮顶器和导正销的设置（8） 材料利用率的高低（9） 工位间步距大小（10） 步距的定位方式（11） 冲压用材料的宽度、厚度、供料形式及

37、有关要求（12） 磨具基本结构的组成与特点2.3.2 搭边值的选用搭边的作用是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。此外，还应保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而提高制件质量，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件断面质量。另外，还可以防止冲裁时条料边缘的毛刺拉入模具中损坏模具。搭边值要合理确定。如果搭边值过大，那么材料利用率低；如果搭边值过小，那么材料利用率高，但是过小时不能发挥搭边的作用，在冲裁过程中会被拉断，造成送料困难，使工件产生毛刺，有时还会被拉入凸模和凹模之间，损坏模具刃口，降低模具寿命

38、。影响搭边值大小的因素主要有：（1）材料力学性能：塑性好的材料，搭边值要大些，硬度高，强度大的材料，搭边值小一些。（2）材料的厚度：材料越厚，搭边值也越大。（3）工件的形状和尺寸：工件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越大。（4）排样的形式：对排的搭边值大于直排的搭边。（5）送料及档料方式：用手工送料，有侧压板导向的搭边值可小一些。确定搭边值 、的确定：根据材料厚度，查文献 2 P49 表2-14最小工艺搭边值，取 ，2.3.3条料宽度的确定图2-3 条料宽度图2-4 最小间隙图2-5 极限偏差由于采用自动送料装置来定距送给，条料宽度便无须考虑侧刃切去的宽度，所以条料的宽度为： (2.1) 式中

39、：冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸； 冲裁件与条料侧边之间的搭边； 板料剪裁时的下偏差。查文献3表3-11，查得= 0.5调整得。2.3.4 步距的确定由于采用直排布置，其送料步距基本尺寸为：(2.2) 式中：平行于送料方向的冲裁件宽度； 冲裁件之间的搭边值。考虑到制件形状较复杂、距离也都较接近，适量放大搭边值可以提高材料的刚度，以满足材料在模具中顺利送进，因此选取。2.3.5 材料利用率的确定由计算机CAD软件分析图形得：面积: 1416.2460周长: 302.3950边界框: X: -27.5700 - 27.5700 Y: -23.2100 - 33.0600质心: X: 0.0000

40、Y: 3.7493惯性矩: X: 298056.0839 Y: 337585.7567惯性积: XY: 0.0000旋转半径: X: 14.5071 Y: 15.4391主力矩与质心的 X-Y 方向: I: 278148.0879 沿 1.0000 0.0000 J: 337585.7567 沿 0.0000 1.0000用制件的面积与所用板料面积的百分比，作为衡量排样合理性的指标，称为材料的利用率。用表示：= (S1/S0)100% = (S1/AB)100% (2.3)式中：S1一个步距内零件的实际面积； S0一个步距内所需毛坯面积； A 送料步距； B 条料宽度。由上数据得冲裁板料时，所

41、产生的废料分为工艺废料与设计废料两种。工艺废料指制件之间和制件与条料侧边之间有搭边存在，还有因不可避免的料头和料尾而产生的废料，它主要决定于冲压方法和排样形式；设计废料指由于制件有内孔的存在而产生的废料，这是由于制件本身的形状结构要求所决定的。这里所计算的材料利用率为去除工艺废料后制件面积与一个步距内所需毛坯面积之比7。2.4 冲裁力2.4.1 冲裁力的计算冲压力是选择压力机的主要依据,也是设计模具所必需的数据。对于普通平刃口的冲裁，其冲裁力为： (2.4) 对于拉伸 (2.5) 对于翻边 (2.6) 式中：冲裁力；冲裁件周长； 板料厚度；材料的抗剪强度；系数。考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料

42、力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数，常取=1.3。本材料，定位孔：预制孔：工件外轮廓：翻边工艺：拉深工艺:预制孔直径：最大翻边高度： 因为故而一次直接翻边就可以，所以以上计算成立。2.4.2 卸料力、推件力由于材料的回弹作用，在冲裁时，弯曲的制件常常会被梗塞在凹模中，而穹弯的废料则会金箍在凹模上，克服由于材料的回弹和塑性变形而使制件（或废料）约束于凹模中的里成为推件力；而将废料（或制件）从凸模上退下来时所需的力称为卸料力。卸料力不仅仅是设计卸料板时候的一个重要参数，同时还是冲小孔时候影响模具寿命的一个主要因素，合理的确定推件力和卸料力可使模具的结构紧凑和保证冲裁的生产过程的稳定16。卸料力、推件力和冲轮廓的形状，冲裁间隙，材料种类和厚度，润滑情况，凹模洞口形状等因素有关。在汽车吸气阀片级进模中，我设计的是