冲压模具及工艺设计侧弯支座冲压模具及工艺设计概述

可修改欢迎下载精品Word可修改欢迎下载精品Word可修改欢迎下载精品Word上海电机学院毕业设计任务书课题侧弯支座冲压模具及工艺设计2010年3月1日专业材料成型及控制工程专业年级06级姓名郑鑫学号BJ06634学院〔系〕院长〔签字〕指导教师〔签字〕2009年12月注：本任务书由上海电机学院教务处印制。课题来源工厂实际生产零件。课题的目的、意义课题目的是使学生通过毕业设计完成之后，能掌握冲压模具设计的方法和步骤，能设计一般的冲压模具，能够熟悉模具行业的标准，能够借助工具翻译相关英文资料等。学生通过数月毕业设计对冲压模的具体设计及工艺确定可以使知识进一步深化，并可以熟悉通用三维造型软件等。要求本课题要求学生在查阅、翻译相关文献，分析塑件结构特点、材料特性的根底上完成一副完整的成型模具的设计及关键零件加工工艺的制定。具体包括：查阅相关文献至少10篇，翻译专业文献2万字，绘制模具装配图和零件图，图纸折合为两张A0图，编写说明书1.5万字左右。课题主要内容及进度图示零件为侧弯支座，材料为2A12M，厚度为1mm，生产批量为120万件。对制件技术要求是外表不得有划痕，无毛刺等，而2A12M材料外表容易划痕，因此要求冲件间隙合理，工作面进度安排：工艺分析和相关计算：4周；模具结构设计：4周；三维和二维造型：4周；工艺过程确定：4周。以上各项由指导教师填写〔请用钢笔填写〕摘要本次设计生产的是侧弯支座，零件外形虽然比拟简单，但成形工艺复杂，包括冲裁和屡次弯曲。而且精度要求比拟高，形状比拟复杂，生产批量大。通过工艺性分析，工序为落料、冲孔和弯曲。为了适应大批量生产的要求，采用级进模制造，能很好的解决上述问题。原料为2A12M，采用自动送料器和自动送料装置送料。模架采用四导柱四导套结构和弹性卸料板，并在卸料板和固定板之间设置辅助导向机构的小导柱和小导套，保证卸料板有足够的运动精度。关键词：侧弯支座，级进模、落料，冲孔，弯曲

ABSTRACTWhatthisdesignproducesisalateralsupport,theaccuracyhashigherrequest,theshapeismorecomplicated,producebatchquantitybig,passcraftanalysis,workprefaceallforfalltoanticipatewithbluntboreandbending.Adoptingtheclassentersamoldmanufacturing,canbegoodtoresolvetheseproblems.Therawmaterialselectsthe2A12Mmaterial,theadoptionsendstoanticipateamachineautomaticallyandsendstoanticipatedevicetosendtoanticipateautomatically.ThemoldadoptsfourleadpillarandFoursetsofleadandflexibilityofthebead,andbeunloadingtoanticipateplankandfixplankoftheconstitutionlendsupporttodirectionorganization-smallleadpillarwithsmallleadaset,assuranceunloadstoanticipatetheplankcontainenoughsportaccuracy.Keywords:lateralsupport，progressivedie，falltoanticipate，bluntbore，bending

目录1绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11.1冲压加工与模具设计简介-----------------------------------------------------------------------------1冷冲压与模具技术国内外开展现状----------------------------------------------------------------2选题的意义--------------------------------------------------------------------------------------------------32工艺分析、排样设计及方案比照确定-------------------------------------------------------------42.1冲裁件工艺性分析----------------------------------------------------------------------------------------4分析工件的技术要求-------------------------------------------------------------------------------5零件材料的选用--------------------------------------------------------------------------------------5零件的结构工艺性分析-----------------------------------------------------------------------------52.2冲裁工艺方案的比照与确定--------------------------------------------------------------------------6冲裁工序的组合--------------------------------------------------------------------------------------6冲裁顺序的安排--------------------------------------------------------------------------------------7工艺方案的比拟--------------------------------------------------------------------------------------72.3冲裁件排样设计-------------------------------------------------------------------------------------------8.1排样方法-----------------------------------------------------------------------------------------------8.2搭边值的选用-----------------------------------------------------------------------------------------9条料宽度确实定-------------------------------------------------------------------------------------10步距确实定-------------------------------------------------------------------------------------------11材料利用率确实定----------------------------------------------------------------------------------113冲压力及压力中心确实定------------------------------------------------------------------------------133.1冲压力的计算---------------------------------------------------------------------------------------------13压力中心的计算------------------------------------------------------------------------------------------153.3压力机的选择---------------------------------------------------------------------------------------------16冲压设备类型的选择-------------------------------------------------------------------------------16确定压力机设备的规格----------------------------------------------------------------------------174模具结构设计--------------------------------------------------------------------------------------------------184.1冲裁间隙---------------------------------------------------------------------------------------------------18冲裁间隙的影响-------------------------------------------------------------------------------------18冲裁间隙的选用-------------------------------------------------------------------------------------194.2模具刃口尺寸的计算-----------------------------------------------------------------------------------21计算原那么----------------------------------------------------------------------------------------------21计算方法----------------------------------------------------------------------------------------------21各工位凸凹模刃口尺寸计算----------------------------------------------------------------------224.3送料方式确实定------------------------------------------------------------------------------------------254.4定位方式的选择及定位装置------------------------------------------------------------------------254.5卸料方式的选择------------------------------------------------------------------------------------------254.6模架的选择------------------------------------------------------------------------------------------------25卸料板及其配套设施的选择------------------------------------------------------------------------264.8导料装置----------------------------------------------------------------------------------------------------275模具总装配图--------------------------------------------------------------------------------------------------285.1装配图的绘制--------------------------------------------------------------------------------------------285.2模具零件图的绘制------------------------------------------------------------------------------------285.3编写说明书-----------------------------------------------------------------------------------------------286模具零件设计及强度校核------------------------------------------------------------------------------296.1工作零件设计---------------------------------------------------------------------------------------------29小凸模设计-------------------------------------------------------------------------------------------29落料凸模设计---------------------------------------------------------------------------------------29异型孔冲模设计------------------------------------------------------------------------------------29切断模设计------------------------------------------------------------------------------------------296.2垫板、凸模固定板设计---------------------------------------------------------------------------------307模具制造工艺--------------------------------------------------------------------------------------------------328结论------------------------------------------------------------------------------------------------------------------349参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------------------3510致谢----------------------------------------------------------------------------------------------------------------361绪论1.1冲压加工与模具设计简介冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属塑性加工〔或压力加工〕的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术[1]。冲压模具--在冷冲压加工中，将材料〔金属或非金属〕加工成零件〔或半成品〕的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具〔俗称冷冲模〕。冲压--是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生别离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点[2]。主要表现如下：〔1〕冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。〔2〕冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的外表质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样〞的特征。〔3〕冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。〔4〕冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的本钱较低。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产本钱等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的上下，是衡量一个国家产品制造水平上下的重要标志之一，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[3]。冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：根据工艺性质分类：〔1〕冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生别离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。〔2〕弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线〔弯曲线〕产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。〔3〕拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。〔4〕成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。根据工序组合程度分类：〔1〕单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。〔2〕复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。〔3〕级进模〔也称连续模〕在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。冲压加工主要应用[4]：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表达，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，而且操作者的平安事故时有发生。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开展，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。1.2冷冲压与模具技术国内外开展现状冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产本钱等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的上下，是衡量一个国家产品制造水平上下的重要标志之一，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。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开展和国家“十一五〞规划确定要以重化工业为重点的拉动。根据对局部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。根据对局部单位的调查，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、消化的根底上开展自主创新，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。国外模具标准件快速进入我国，使市场竞争日趋剧烈，促使国内标准件企业采取了诸多新的应对举措[5]。比方，①加速新型模具标准件的研制；②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，向相关行业开展，保证了以“标准件为主〞向“多种经营〞开展，以筹措集累资金，保证模具标准件专业的稳步开展；③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；④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〞开展，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，现已开通为用户效劳；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开展方向之一。我国在冲压模具的CAD/CAM方面也取得了重大的开展。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CAD/CAM国家工程中心[6]。现代冲压加工的开展趋势，可以概括为以下几个方面：〔1〕深入研究冲压变形的根本规律、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，使塑性现代冲压加工的开展趋势，可以概括为以下几个方面：

〔2〕深入研究冲压变形的根本规律、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、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。随着材料科学的开展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断开展和改善冲压成形技术。

〔3〕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〕，开展高精度、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。

〔4〕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。

〔5〕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开展和应用，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。1.3选题的意义冲压工艺及模具设计在制造行业中占有十分重要的地位，在机械、电子、汽车、航空以及轻工业等领域有广泛的应用。由于冲压加工具有生产率高、生产本钱低、操作简单、适合大批量生产等优点，在制造业中有着广阔的开展前景，因而需要大量的工程技术人员去从事和研究冲压工艺和模具设计方面的内容。国外兴旺国家对冲压加工技术的应用、研究和开发都比拟重视，我国也非常重视冲压技术人才的培养[7]。通过对所给零件的冲压模具设计，可以促进我们专业知识的稳固，增长见识，拓宽知识面，稳固和加强机械制图、机械设计、冲压模具设计与制造等专业理论知识在实际生产中的应用，培养我们综合运用所学过的知识分析、解决实际工程问题的能力，为今后的学习和工作积累经验，奠定良好的根底。

2工艺分析、排样设计及方案比照确定冲裁工艺设计主要包括冲裁件的工艺分析和冲裁工艺方案确实定两方面的内容。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最小的材料消耗，最少的工序数量和工时，稳定地获得符合要求的优质产品，并使模具结构简单，寿命高，因而可以减少劳动量和冲裁本钱。本次设计工件图如图2-1，零件三维图如图2-2：图2-1零件图图2-2零件三维图2.1冲裁件工艺性分析冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，在冲裁加工中的难易程度。一般情况下，对冲裁工艺性影响最大的是制件的结构形状、精度要求、行为公差及技术要求等。冲裁件的工艺性合理与否，影响到冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗、生产效率等。分析工件的技术要求〔1〕加工外表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的精度进行设计，对其他未标尺寸按一般精度设计，即按国标对非圆形工件精度等级取IT14级设计，对圆形工件精度等级取IT10级设计。冲裁件的尺寸基准应尽可能和制模时的定位基准重合，以防止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，切不要与参加变形的局部联系起来。〔2〕主要加工外表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工艺要求。〔3〕外表质量要求工件未标有外表质量精度要求，按照一般要求处理即可满足工艺要求，即外表粗糙度。零件材料的选用工件材料为2A12M，即硬铝。硬铝〔含％Cu、％Mg、0.3—0.9%Mn、少量的硅，其余是铝〕，有良好的机械性能、强度大又便于加工，而且密度小，可作轻型结构材料。一般的硬铝中，镁不超过2%。锰可提高强度和耐蚀性，但一般限制锰小于1%，参加少量的钛可细化晶粒，铁与硅均限制在小于0.5-0.6%，并希望铁硅比值大于等于一。硬铝的缺点主要有：〔1〕耐蚀性不良，因此不得不在硬铝板材外表用轧制方法包一层工业纯铝〔纯铝厚度占板材厚度3-5%〕成为包铝硬铝。有包铝层时强度有所下降。〔2〕固溶处理温度范围窄，小于此温度不能发挥最大强化效果，而超出上限温度，又有产生晶界“过〞的可能使晶粒聚集受到破坏。〔3〕焊接裂纹倾向大，用熔焊法有困难。零件的结构工艺性分析此零件为侧弯支座，材料为2A12M，厚度为，生产批量为100万件。对制件技术要求是外表不得有划痕，无毛刺等，而2A12M材料外表容易划痕，因此要求冲件间隙合理，工作面外表粗糙度值要小。采用级进模生产，选用连续弯曲方式，以适应大批量生产的需求。零件结构对称，形状不复杂，但成形工艺复杂，包括冲裁和屡次弯曲，但没有违反冲裁的工艺性原那么，零件能满足冲压工艺要求，可以进行下一步的设计。冲裁件的形状应尽可能简单、对称、防止复杂形状的曲线，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。矩形孔两端宜用原弧连接，以利于模具加工。冲裁件各直线或曲线的连接处，尽量防止锐角，严禁尖角。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，以利于模具制造和提高模具寿命。冲孔件上孔和孔、孔与边缘之间的距离不能过小，以防止工件变形、模壁过薄或因材料易被拉入凹模而影响模具寿命。冲裁工艺方案的比照及确定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：〔1〕生产批量模具费用在制件本钱中占很大比例，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，本钱低，采用单工序冲裁，对于中批和大批量生产，模具结构力求完善，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±0.02~0.04mm,因为它防止了屡次冲压的定位误差，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。假设采用复合冲裁，那么该部位的凸凹模的壁厚因小于最小极限值，易因强度缺乏而破裂。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，这样可防止这些缺陷。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，但复合冲裁那么很少使用。〔4〕模具制造、安装调整和本钱对复杂形状的工件，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，本钱较底。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〕操作方便与平安复合冲裁工件不能漏下，出件或去除废料较困难，工作平安性较差，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，模具内装有平安检测装置。冲裁顺序的安排 级进冲裁和多工序冲裁的工序顺序安排可参考以下原那么：〔1〕级进冲裁的顺序安排先冲孔〔缺口或工件的结构废料〕，最后落料或切断，将工件与调料别离。首先冲出的孔一般作后续工序定位用。假设定位要求较高，那么要冲出专供定位用的工艺孔。〔2〕多工序工件用单工序冲裁时的顺序安排先落料使毛坯与条料别离，然后以外轮廓定位进行其他冲裁。后续各冲裁工序的定位基准要一致，以防止定位误差和尺寸链换算。冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲大孔，后冲小孔。工艺方案的比拟根据以上情况，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：采用单工序模生产。单工序模结构简单，制作周期短，制作本钱低廉；但生产效率低，冲出的制件精度不高，且工人劳动强度大，不适合大批量的生产。方案二：采用复合模生产。复合模结构紧凑，冲出的制件精度较高，适合大批量生产，特别是孔与制件外形的同心度容易保证。但模具结构复杂，模具制造较困难，制造本钱高，制造周期长等。方案三：采用级进模生产。在一副级进模上可对形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深成形等工序，故生产率高，便于实现机械化和自动化，适于大批量生产。由于采用条料〔或带料〕进行连续冲压，所以操作方便平安。级进模的主要缺点是结构复杂，制造精度高，周期较长，本钱高。假设采用方案一，需五副模具才能完成，一副冲外形，一副冲孔，三副弯曲。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。假设采用方案二，由于有3次弯曲，需三副以上模具才可完成。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，且提高了生产本钱。假设采用方案三，只需一副模具即可成型，能满足生产所需的精度和批量，操作平安方便，且生产效率高。虽然级进模结构复杂、周期长、本钱高，但只需一副模具，总的周期和本钱也比单工序模和复合模低。通过上述三种方案的分析比拟，冲压方法采用方案三为佳，即采用级进模生产。由于工件的弯曲较多，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。冲裁件排样设计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局部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。本设计采用单排直排方式，原因如下：〔1〕零件展开毛坯最大尺寸<60mm,属中尺寸零件，根本形状为矩形，多工位冲压时选用单排方式可大大降低模具的制造本钱。〔2〕零件在两个方向都有弯曲线，而铝合金材料的方向性不明显，采用直排方式不会影响两个不同方向的弯曲质量，还是模具加工难度大大降低。成形此零件包括冲裁、弯曲、冲孔等工序。为使材料很好定位，在最初安排了侧刃和冲导正销孔，在每一成形工位前，应先冲掉周围阻碍成形的废料。在弯曲工位中，为了使3次弯曲不发生干预及简化模具设计及制造本钱，选择具体工位如下：87654321〔1〕侧刃和冲导正销孔异型冲裁冲切分隔冲孔向下弯曲向上弯曲侧向弯曲〔8〕切断冲裁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。过大，材料利用率低；过小，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。影响搭边值大小的因素主要有：〔1〕材料的力学性能塑性好的材料，搭边值要大些，硬度高与强度大的材料，搭边值可小一些。〔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。图2-3搭边值冲压件展开长54mm，非圆形，查图2-3，搭边值~2.5mm,a1~mm取a=2mm,a1=2mm条料宽度确实定图2-4条料宽度图2-5最小间隙图2-6极限偏差无侧压装置的导料板之间送料条料宽度：B0-Δ=[D+2(a1+Δ)+bo]0-Δ=［54+2〔〕］00=600式中B——条料标称宽度〔mm〕；D——工件垂直于送料方向的最大尺寸〔mm〕；a1——侧搭边值〔mm〕；——条料宽度的公差〔mm〕；b0——条料与导料板间的间隙〔mm〕查以上两图得：＝0.6mm,b0步距确实定步距是指条料在模具上每次送进的距离，进距的计算与排样方式有关。本次设计排样中步距为。材料利用率确实定2-7零件展开图材料利用率式中A——冲裁件面积〔包括冲出的小孔在内〕〔mm2〕；B——条料宽度〔mm〕；S——步距〔mm〕；3冲压力及压力中心确实定3.1冲压力的计算图3-1材料强度表查图3-1得：=400MP〔1〕校正弯曲力的计算式中——校正弯曲时的弯曲力——单位面积上的校正力，其值见表3-1。第一次弯曲：第二次弯曲：第三次弯曲：〔2〕落料力共有3个工位中有落料力：工位1：冲侧刃和导正销孔工位2：异形冲裁工位3：冲孔工位1中：零件周长3-2推件力、卸料力查图3-2得：初步假设h=6，那么n=h/t=6/1=6工位2中：零件周长查图3-2得：工位3中：零件周长查图3-2得：压力中心的计算冲裁过程中，在凸模和凹模刃口附近所收到的力是相当复杂的。此时，在整个轮廓曲线上所受到冲裁力合力的作用点或多工序模各工序冲裁力的合力作用点称为冲模的压力中心。为使模具能平衡工作，在设计和加工模具时，必须根据冲压件的技术要求及冲压件的形状尺寸分析冲裁过程中的受力状态及其对模具的作用与影响，选取相适应的模具压力中心，并使之与压力机滑块中心〔即模具的模柄中心〕和模具导向局部的对称中心相重合。否那么在冲裁过程中要产生偏心力矩，从而使冲裁时模具的间隙变得不均匀，使得冲压件的外形发生歪扭，切口断面质量变坏，甚至会导致压力机滑块导轨和模具的严重磨损。零件展开图如下图，建立直角坐标系:压力中心计算公式：对于第一工位：；对于第二工位：对于第三工位：对于第四工位，；对于第五工位：对于第六工位：对于第七工位：对于第八工位：那么，对于整个零件的压力中心为：取取所以，离压力机压力中心〔相对于坐标系为，〕，偏移〔，〕偏离不大，符合要求。压力机的选择3．冲压设备类型的选择冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、平安、产品制造、模具寿命、生产效率和本钱等一系列重要的问题。冲压设备的类型应根据所要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择。对于中小型的冲裁件，弯曲件或拉深件的生产，主要应采用开式机械压力机。虽然开式冲床的刚度差，在冲压力的作用下床身的变形能够破坏冲裁模的间隙分布，降低模具的寿命或冲裁件的外表质量。可是，由于它提供了极为方便的操作条件和非常容易安装机械化附属装置的特点，使它成为目前中、小型冲压设备的主要形式。对于大中型冲压件的生产．多采用闭式结构形式的机械压力机，其中有一般用途的通用压力机，也有台面较小而刚度大的专用挤压压力机、精压机等。在大型拉深件的生产中，应尽量选用双动拉深压力机，因其可使所用模具结构简单，调整方便。在小批量生产当中，尤其是大型厚板冲压件的生产多采用液压机。液压机没有固定的行程，不会因为板料厚度变化而超载，而且在需要很大的施力行程加工时，与机械压力机相比具有明显的优点。但是，液压机的速度小，生产效率低，而且零件的尺寸精度有时因受到操作因素的影响而不十分稳定。摩擦压力机具有结构简单、造价低廉、不易发生超负荷损坏等特点，所以在小批量生产中常用来完成弯曲、成形等冲压工作。但是，摩擦压力机的行程次数较少，生产率低，而且操作也不太方便。结合以上所述和工件自身及生产状况，选用开式曲柄压力机。确定压力机设备的规格〔1〕压力机的行程大小，应能保证成型零件的取出和毛坯的放进，例如拉深所用的压力机行程，至少应大于成型零件的高度两倍以上。〔2〕压力机工作台面的尺寸应大于冲模平面尺寸，且还需留有安装固定的余地，但过大的工作台面上安装小尺寸的冲模，工作台的受力条件也是不利的。〔3〕所用压力机的闭合高度应与冲模闭合高度相适应。模具闭合高度是指上模在最低工作位置时，下模板的底面到上模板顶面的距离。压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，工作台面到滑块的距离。大多数压力机，其连杆长度能调节，也即压力机的闭合高度可以调整，故压力机有最大的闭合高度，最小闭合高度。设计模具时，模具的闭合高度的数值应该满足下式如无特殊情况应取上限值，即最好取在，这是为了防止连杆调节过长，螺纹接触面积小而压坏。如果模具闭合高度实在太小，可以在压床下面加垫板。〔4〕冲压力与压力机能的配合关系：当进行冲裁等冲压加工时，由于其施力行程较小，近于板料的厚度，所以可按冲压过程中作用于压力机滑块上所有力的总和选取压力机。通常取压力机的名义吨位比大。本模具在冲裁过程中总压力F冲=t。为防止设备过载，按公称压力选择压力机。因为级进模水平长度较长，考虑安装等因素，选取J23-80型开式双柱可倾式压力机。标称压力为，最大装模高度，模柄孔尺寸为，所以模柄所选直径为。

4模具结构设计冲裁间隙冲裁间隙是冲裁模的凸模和凹模刃口之间的间隙。冲裁间隙分为单边间隙和双边间隙单边间隙用C表示,双边间隙用Z表示。间隙值的大小对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力的影响很大，是冲裁工艺与模具设计中一个极其重要的工艺参数。冲裁间隙的影响〔1〕对冲裁件质量的影响冲裁件的质量主要是指断面质量、尺寸精度、和形状误差。断面应平直、光滑；圆角小；无裂纹、撕裂、夹层和毛刺等缺陷。零件说明应尽可能平整。尺寸应在图样规定的公差范围内。影响冲裁件质量的因素有：凸、凹模间隙值的大小及其分布的均匀性，模具刃口锋利状态、模具结构与制造精度，材料性能等，其中，间隙值的大小与分布的均匀性是主要因素。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与标称尺寸的差值〔δ〕，差值越小，精度越高。这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差，二是模具本身的制造偏差。冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差，主要是由于冲裁过程中，材料受拉伸、挤压、弯曲等作用引起的变形，在加工结束后工件脱离模具时，会产生弹性恢复而造成的。偏差值可能是正的，也可能是负的。影响这一偏差值的因素主要是凸、凹模的间隙。当间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的尺寸那么大于凸模尺寸。当间隙较小时，凸模压入板料接近挤压状态，材料受凸、凹模挤压力大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径那么变小。此外，尺寸变化量的大小还与材料力学性能、厚度、轧制方向、冲裁件形状等因素有关。材料软，弹性变形量小，冲裁后弹性恢复量就小，零件的精度也就高。材料硬，弹性恢复就大。上述讨论的是模具在制造精度一定的前途下进行的，间隙对冲裁件精度的影响比模具本身制造精度的影响要小得多，假设模具刃口制造精度低，冲裁出的工件精度也就无法得到保证。模具的磨损及模具刃口在压力作用下产生的弹性变形也会影响到间隙及冲裁件应力状态的改变，对冲裁件的质量会产生综合性影响。〔2〕对模具寿命的影响冲裁模具的寿命以冲出合格制品的冲裁次数来衡量，分两次刃磨间的寿命与全部磨损后的总寿命。冲裁过程模具的损坏有磨损、崩刃、折断、啃坏等多种形式。影响模具寿命的因素很多，有模具间隙；模具制造材料和精度、外表粗糙度；被加工材料特性；冲裁件轮廓形状和润滑条件等。模具间隙是其中的一个主要因素。因为在冲裁过程中，模具端面受到很大的垂直压力和侧压力，而模具外表与材料的接触面仅局限在刃口附近的狭小区域，这就意味着即使整个模具在许用压应力下工作，但在模具刃口处所受的压力也非常大。这种高的压力会使冲裁模具和板材的接触面之间产生局部附着现象，当接触面发生相对滑动时，附着局部便发生剪切而引起磨损——附着磨损。其磨损量与接触压力、相对滑动距离成正比，与材料屈服强度成反比。它被认为是模具磨损的主要形式。当模具间隙减小时，接触应力〔垂直力、侧压力、摩擦力〕会随之增大，摩擦距离随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧〔如上图〕，甚至使模具与材料之间发生粘结现象。而接触压力的增大，还会引起刃口等异常损坏。这些都导致模具寿命大大降低。因此适当增大模具间隙，可使凸、凹模侧面与材料间的摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。但间隙过大，板料的弯曲拉伸相应增大，使模具刃口端面上的正压力增大，容易产生崩刃或产生塑性变形使磨损加剧，降低模具寿命。同时，间隙过大，卸料力会随之增大，也会增加模具的磨损。所以间隙是影响模具寿命的有一个重要因素。凹模端面的磨损比凸模大，这是由于凹模端面上材料的滑动比拟自由，而凸模下面的材料沿板面方向的移动受到限制的原因，而图中所看到凸模侧面的磨损最大，是因为从凸模上卸料，长距离，摩擦加剧了侧面的磨损，假设采用较大的间隙可使孔径在冲裁后因弹性回弹增大，卸料时减少与凸模的摩擦，从而减小凸模侧面的磨损。模具刃口的磨损，带来刃口的钝化和间隙的增加，使制件尺寸精度降低，冲裁能量增大，断面粗糙。刃口的钝化会使裂纹发生点由刃口端面向侧面移动，发生在刃口磨损局部终止处，从而产生大小和磨损量相当的毛刺〔凸模刃口磨钝，毛刺产生在落料件上，凹模刃口磨钝，毛刺产生在孔上〕，所以必须注意尽量减小模具磨损。为提高模具寿命，一般需要增大间隙，使2/t到达15%～25%，模具寿命可提高3～5倍，假设采用小间隙，就必须提高模具硬度与模具制造精度，在冲裁刃口进行充分的润滑，以减小磨损。〔3〕对冲裁力、卸料力的影响当间隙减小，凸模压入板材的情况接近挤压状态，材料所受拉应力减小，压应力增大，板料不易产生裂纹，因此最大冲裁力增大；当间隙增大，板料所受拉应力增大，材料容易产生裂纹，因此冲裁力减小。继续增大间隙值，凸、凹模刃口产生的裂纹不相重合，会发生二次断裂，冲裁力下降变缓。间隙增大时，而冲裁件光滑带窄，落料件尺寸偏差为负，冲孔件尺寸偏差为正，因此使卸料力、推件力或顶件力减小。间隙继续增大时，而毛刺增大，卸料力、顶件力迅速增大。4.．合理间隙的选用由以上分析可知，凸、凹模间隙是冲裁过程最重要的工艺参数，它对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力和卸料力等都有很大的影响。因此，设计模具时，一定要选择一个合理的间隙，使冲裁件的断面质量好，尺寸精度高，模具寿命长，所需冲裁力小。但严格来说，并不存在一个同时满足所有理想要求的合理间隙。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常是选择一个适当的范围，就可以根本满足以上各项要求，冲出合格制件。这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。考虑到模具在使用过程中的逐步磨损，设计和制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙的方法主要有理论计算法和查表选取法两种：〔1〕理论计算法确定间隙时理论计算的依据主要是：在合理间隙的情况冲裁时，材料在凸、凹模刃口处产生的裂纹成直线会合。从几何关系可得出计算合理间隙的公式：式中——产生裂纹时的凸模压入深度〔mm〕；——料厚〔mm〕；——最大切应力方向与垂线间夹角〔即裂纹方向角〕。由上式可知，间隙Z一板材厚度、相对压入深度、裂纹方向角β有关。而、β又与材料性质有关由表中可以看到，影响间隙值的主要因素是板材力学性能及其厚度。板材越厚、越硬或塑性越差，值越小，合理间隙值越大。材料越软，值越大，合理间隙值越小。材料硬化后，之比值较表中值要小10%左右。式中，令，称为材料的品质系数。由于这种方法用起来不方便，所以目前生产上普遍使用的是查表选取法。〔2〕查表选取法如上所述，间隙的选取主要与材料的种类、厚度有关，但由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不同，以及生产条件的差异，在生产实践中就很难有一种统一的间隙数值，各种资料中给的间隙值并不相同，有的相差较大，选用时应按使用要求分别选取。对于断面质量和尺寸精度要求高的工件，应选用小的间隙值，而对于精度要求不高的工件，那么应尽可能采用大间隙，以利于提高模具寿命、降低冲裁力。同时还必须结合生产条件，根据冲裁件尺寸和形状、模具材料和加工方法、冲压方法及生产率等，灵活掌握、斟情增减。本模具设计冲裁间隙的选取，采用查表选取法。本模具所冲裁的材料为2A12M，材料厚度为1mm，查表得：5mm，7mm.模具刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，合理的间隙的数值也必须依靠模具刃口尺寸来保证。因此，正确确定模具刃口尺寸及其公差是设计冲裁模的主要任务之一。4.计算原那么由于凸、凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都是带有锥度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。在测量与使用过程中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件孔径是以小端尺寸为基准。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越用越大。因此，在确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循下述原那么：〔1〕落料模先确定凹模尺寸，其标称尺寸应取接近或者等于制件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格制件，凸模刃口的标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙。〔2〕冲裁模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应接近或者等于制件的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔。凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。〔3〕选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲裁件精度较工件精度高2～3级。假设零件没有标注意公差，那么对于非圆形件按国家标准非配合尺寸的IT14级精度来处理，圆形件一般可按IT10级精度来处理，工件尺寸公差应按“入体〞原那么标注为单向公差，所谓“入体〞原那么是指标注工件尺寸时应向材料实体方向单向标注，即：落料件正公差为零，只标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正公差。4.计算方法模具工作局部尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，根本上可分为两类。〔1〕凸模与凹模分开加工凸、凹模分开加工，是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。此种方法适用于圆形或形状简单的工件，为了保证凸、凹模间隙小于最大合理间隙，不仅凸、凹模分别标注公差〔凸模，凹模〕，而且要求有较高的制造精度，以满足如下条件或取也就是说，新制造的模具应该是。否那么制造的模具间隙已超过允许的变动范围~，影响模具的使用寿命。〔2〕凸模与凹模配合加工对于冲制件形状复杂或薄板制件的模具,其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模〔或凹模〕作为基准件，然后根据此基准件的实际尺寸，配作凹模〔或凸模〕，使他们保持一定距离。因此，只需在基准件上标注尺寸及公差，另一件只标注标称尺寸，并注明“××尺寸按凸模〔或凹模〕配作，保证双面间隙〞。这样。可放大基准件的制造公差。其公差不再受凸、凹模间隙大小的限制，制造容易，并容易保证凸、凹模间的间隙。由于复杂形状工件各局部尺寸性质不同，凸模和凹模磨损后，尺寸变化趋势不同，所以基准件的刃口尺寸计算方法也不相同。各工位凸凹模刃口尺寸计算工位1中：冲的导正销孔和侧刃图4-1磨损系数图4-2磨损系数，其余工位2中：异形冲裁图4-3磨损系数图4-4工位3中：冲切分隔图4-5工位4中：冲孔图4-6以上落料局部的凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值。冲孔局部的凹模尺寸按凸模的实际尺寸配制，保证双边间隙值。4.3送料方式确实定本模具为级进模，送料方式采用横向送料。又侧弯支座为大批量生产，采用2A12M，采用自动送料器和自动送料装置送料，其送料精度可达。4.4定位方式的选择及定位装置用以确定冲压加工中材料和毛坯正确位置的模具零件称为定位零件。属于这类零件的有挡料销、导正销、定位板、侧压板和定距侧刃等。在选择定位方式和确定定位零件的结构形式时，应根据坯料形式、模具结构、冲压件的精度和生产率的要求等来具体对待。本次设计中采用导正销和侧刃来定位。模具的步距精度为，采用的自动送料机构精度为，为此在模具内设置共7个工艺性导正销，分别设置在第2、3、4、5、6、7、8工位，呈直线布置。导正销和固定板、卸料板的配合均选用H7/h6，导正销直径为。4.5卸料方式的选择模具是采用弹压卸料板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动作，且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件外表，因此实际设计中尽量采弹压卸料板，而只有在弹压卸料板卸料力缺乏时，才改用固定卸料板。弹性卸料板是活动卸料板的一种。它既起卸料作用，又起压料作用，由于在工作前对板料有预压作用，所得冲裁零件的质量较好，平直度较高。所以本模具设计采用弹性卸料。4.6模架的选择模架包括上模座、下模座、导柱、导套、模柄等零件组成，它是模具的重要组成局部。因为凸、凹模及其固定板，是通过螺钉、销钉等固定方法与上模座、下模座连接在一起的，模柄是模具和压力机的连接件，所以，模架具有重要的作用：〔1〕实现上模局部的冲程和回程运动。〔2〕将压力机的压力和能量通过上模座直接或间接地传递绘装配在上模的凸模或凹模。〔3〕导柱与导套间的导向精度，能保证凸、凹模所设计的相对位置要求，从而不易磨损，延长寿命，并且能获得较高精度要求的冲压件。〔4〕导柱与导套间的导向，能克服或减少精度不高的压力机对模具的不利影响，提高其工作稳定性。〔5〕便于模具在压力机上的安装和调整，并具有较好的平安性。〔6〕使模具的维修和刃口重磨变得容易。〔7〕模具经屡次安装或长期保管，仍能保持原有精度。因此，精度要求较高、生产量大的冲压件，必须使用带有模架的模具。不同类型的模架具有不同的特点。模架类型按其导柱和导套之间的摩擦性质分为：滑动导向模架滑动导向指导柱和导套间具有空气隙(再无别的零件)的导向方式。导柱和导套为间隙配合。模架工作时，在间隙中加有润滑油滚动导向模架〔1〕滚珠导向模架由于滚珠导向的滚珠在导柱与导套之间没有间隙，采用过盈配合，所以，比滑动导向模架有更高的导向精度。但是，滚珠与导柱、导套为点接触，其抵抗偏心载荷的能力差。为了提高抵抗偏心载荷的能力，可利用两种导向方式的优点，组成混合导向模架(局部为滑动导向方式，局部为滚珠导向方式)。一般地，滚珠导向模架用于高精度冲裁模和高速冲模，如硬质合金级进模和复合模。〔2〕滚柱导向模架滚柱导向方式的横架为滚柱导向模架，与滑动导向、滚珠导向方式相比，有着不同的特点：与滚珠导向方式相比，导向精度更高，导向期间是线接触，从而提高了抵抗偏心载荷的能力。它是目前最受重视的模架。但是，它的导向结构复杂，滚柱及其保持圈的制造要求高、难度大。本级进模采用水平送料或进料的方式，采用四导柱四导套结构，上下模均为自制件，不宜购置。4.7卸料板及其配套设施的选择由于具有细小凸模，因此需要利用卸料板对小凸模进行保护。卸料板要具有足够的运动精度，为此在卸料板和固定板之间要设置辅助导向机构，俗称小导柱和小导套。小导柱和小导套的配合精度应当更小，一般为凸模与卸料板配合间隙的1/2。当冲裁间隙等于或小于时，模具中的辅助导向机构必须设计成滚珠过盈导向机构方能有导向效果。钢球保持圈属于标准件。本模具选用导柱直径为，在固定板和卸料板之间共设置4套。模具的卸料板装置不仅要有良好的稳定性、刚性，而且要有很好的工艺性。卸料板用制作，并要求淬火硬度为，具有较高的硬度、韧性及耐摩性。卸料板上均布2组每组4个的相同的弹簧作为弹压装置。此前计算卸料力，由于卸料力在2组弹簧上是均匀分布的，而弹力值取大一些没有多大影响，仅是增加一些压力机负荷。4.8导料装置模具安装了局部导料板和导料块，并安装了浮顶器，其作用是在导向的同时具有向上浮料的作用，使条料运行过程中从凹模板上浮起，以利于条料运行。采用自动送料模具的导料板，应设计为带台式导料板。5模具总装配图5.1装配图的绘制模具总装配图主要用来表达模具的主要结构形状、工作原理及零件的装配关系。装配图应用足够说明模具构造的投影图及必要的剖面图、剖视图，一般主视图和俯视图应对应绘制。还要注明必要尺寸，如封闭高度、轮廓尺寸、压力中心以及靠装配保证的有关尺寸和精度。画出工件图、排样图，填写详细的零件明细表和技术要求。5.2模具零件图的绘制按设计的零件总图，拆绘模具零件图。零件图也应有足够的投影和必要的剖面、剖视图，以便将将零件结构表达清楚。另外，还要标注出零件的详细尺寸、制造公差、形位公差、外表粗糙度、材料热处理、技术要求等。计算工作零件刃口尺寸及公差，标注在零件图上。图纸幅面运用AutoCAD软件，按照上述几章设计的尺寸，绘制模具装配总图及各零件图。总装配图按照0#图纸绘制，零件图那么按照3#图纸绘制。图样幅面应符合国家标准(GB4457.1-84)，根本幅面代号及尺寸采用规定的尺寸，其格式上图所示。先绘制装配草图，经指导老师认可，才进行正式图的绘制。绘图过程中严格按照国标制图标准绘制。5.3编写说明书按要求编写毕业设计说明书。6模具零件设计及强度校核模具，无论其结构形式如何，一般都是由固定和活动两局部组成。固定局部是用压铁、螺栓等紧固件固定在压力机工作台面上，称下模；活动局部一般固定在压力机的滑块上，称上模。上模随着滑块做上、下往复运动，从而进行冲压工作。一套模具根据其复杂程度不同，一般由数个、数十个甚至更多的零件组成。但无论其复杂程度如何，或是哪种形式，根据模具零件的作用情况，可以分成三种类型的零件：1、工艺零件这类零件直接参与完成冲压工序及与材料和冲压件相互接触，他们对完成工艺过程起主要作用，直接使板料金属产生流动、造成塑性变形或引起材料别离。其中包括：〔1〕工作零件直接完成工作要求的一定变形或造成材料别离的零件，如凸模、凹模、凸凹模等。〔2〕定位零件这些零件的作用是保证送料时有良好的导向和控制送料的进距，如挡料销、定距侧刀、导正销、定位板、导料板、侧压板等。〔3〕卸料、推料及压料零件这些零件的作用是保证在冲压工序完毕后将制件和废料排除，以保证下一次冲压工序顺利进行。如推件器、卸料板、废料切刀等。2、传动零件使板料进给送料或使模具工作局部产生某种特定的运动方向，使压力机的垂直上下运动变成工艺过程中所需运动方向的零件，如凸轮、斜楔、滑板、铰链接头等。但在本次设计中没有用到传动零件。3、辅助结构零件这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料直接发生作用。只是在模具结构中有安装夹持及装配的作用，对模具完成工艺过程起保证作用或对模具功能起完善与辅助作用。其中包括：〔1〕导向零件这些零件的作用是保证上模与下模相对运动时有精确的导向，使凸模、凹模间有均匀的间隙，提高冲压件的质量。如导柱、导套、导板等。〔3〕固定及其他零件这些零件的作用是使上述四局部零件联结成“整体〞，以保证各零件间的相对位置，并使模具能安装在压力机上。如上模板、下模板、模柄、固定板、垫板、螺钉、圆柱销等。6.1工作零件设计工作零件主要由凹模和凸模构成。级进模的凹模一般采用矩形长方形板状结构并通过螺钉,销与下模座固定。冲孔的凹模与落料刃口高度，刃口以下的漏料局部沿轮廓扩大2°左右。根据凹模型孔孔壁到边缘的距离为和厚度的原那么，这里选取凹模板的轮廓尺寸为：。如下图：凹模板小凸模设计第1工位需冲导正销孔，大小为，属于细小凸模，用销固定，工作局部穿过卸料板。卸料板由于装有精密的导向装置，对细小凸模具有有效的保护作用。落料凸模设计在第二工位和第三工位，冲外形落料及冲切分隔，落料凸模为分别为矩形凸模和异型凸模，用螺钉通过凸模固定板固定。异形孔冲模设计在第四工位冲侧弯支座的矩形倒圆角的孔。用螺钉通过凸模固定板固定。切断模设计第八工位为侧弯支座切断。单边切断凸模设计矩形截面，考虑到切料时用卸料板起压料作用，所以该凸模仍然装在卸料板中。为减少侧向力和减少振动，凸模底面设计为斜刃，倾斜角度为，切下的侧弯支座从模具底部滑出。垫板、凸模固定板设计垫板的作用是承受凸模所传递的压力，防止模座被压损伤，因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板，垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度可取。所以这里选取垫板的轮廓尺寸为：。上下垫板如下图：上垫板下垫板凸模固定板的作用是固定凸模，保护凸模。这里选取凸模固定板的轮廓尺寸为：。凸模固定板如下图：凸模固定板7模具制造工艺7.1凸模固定板加工工艺凸模固定板材料为Q235，其加工工艺过程如下表所示。表凸模固定板工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成700×250×40mm锻压设备2热处理退火热处理设备3铣铣六面，厚度留单边磨量～mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划各型孔、螺孔和异型孔的位置线划线工具等6钳工钻7－7mm，钻7－10mm，钻4