蓋板級進沖壓模設計-說明書

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1、 蓋板級進沖壓模設計I專 業(yè)： 學 號： 學生姓名： 指導教師： I摘 要多工位級進模已被廣大用戶認識并優(yōu)先考慮使用的一種精密、高效、高速、長壽命的實用模具。本文針對蓋板零件設計為多工位級進模，根據沖孔、拉深、翻孔、彎曲等工藝要求來確定設計的基本思路，在分析沖壓變形過程及沖壓件質量影響的基礎上，經過方案的比較，確定了零件的排樣。并對模具進行結構設計。設計過程中利用UG軟件進行模具零件的三維造型及裝配，然后導出二維圖利用CAD軟件修改。模具總體方案合理，能高效的生產出完整的零件。關鍵詞：級進模；沖裁；拉深；彎曲Design of Progressive DieAbstractMulti-stat

2、ion progressive die have been used by the masses of users know and give priority to a precision, high efficiency, high speed and long life of practical mold. In this paper cover parts for multiple work position progressive die design, According to the punching and deep drawing, the double hole, bend

3、ing and other technical requirements to determine the design basic idea. Based on the analysis of punching deformation process and stamping on the basis of quality impact. After scheme comparison, determine the layout of the parts. And the mould structure design. The design process of using UG softw

4、are to mold parts 3 d modeling and assembly, and then to the two-dimensional figure by using CAD software to modify. On the overall scheme is reasonable, the structure of the mould, the efficient production of the complete parts.Keywords: progressive die;blank;punch;bendV目錄摘 要1AbstractII第一章 緒論31.1沖壓

5、技術的發(fā)展31.2多工位級進模的發(fā)展與作用41.3模具在國民經濟中的地位6第二章工藝分析82.1零件的工藝分析82.2材料分析92.2.1Cr18Ni992.2.2化學成份92.2.3力學性能9第三章尺寸計算103.1板料尺寸的計算103.1.1零件的長度計算103.1.2零件的寬的計算113.1.3搭邊尺寸計算113.1.4定位方式獨立式導正銷113.1.5導正孔D的確定123.1.6導正銷的工作直徑伸出段長度與其他凸模的關系123.1.7步距確定123.1.8料寬的確定133.2排樣的確定143.2.1排樣是應該考慮的問題143.2.2排樣方式153.2.3步距精度的計算15第四章模具力的

6、計算174.1材料的力學性能174.2沖裁力的計算174.2.1沖導正銷孔所需的沖裁力174.1.2工件上工藝切槽184.1.3拉深力計算184.1.4翻孔計算194.1.5底孔孔沖裁204.1.6翻孔計算204.1.7修邊計算214.1.8彎曲力計算214.1.9切除沖裁214.1.10廢料切除224.1.11壓力中心計算224.1.12壓力機的選擇23第五章.工作零件的計算245.1凸凹模分開加工的方法。245.1.1落料計算245.1.2沖孔計算245.2凸模和凹模配合制加工255.3計算265.3.1工序一沖定位孔265.3.2工序二切工藝槽265.3.3工步三拉深275.3.4工步四

7、沖底孔275.3.5第五步彎曲285.3.6工步六修邊295.3.7工步十切斷305.3.8工步十一廢料切除30第六章模具結構的設計與強度校核316.1凸模的設計與校核。316.1.1 6mm的凸模強度計算316.1.2 2.69326.1.37.29mm的凸模強度計算336.1.4異形凸模的設計336.1.5彎曲凸模的設計346.2凹模的設計與校核346.3緊固件尺寸的計算356.4模架的的選用356.5導柱的選用356.6卸料裝置366.7彈性元件的選取376.7.1.卸料彈簧的選取376.7.2卸料螺釘的選取386.7限位裝置386.8自動保護裝置39第七章總結41參考文獻42附一:43

8、附二:55謝辭66 第一章 緒論1.1沖壓技術的發(fā)展 現今沖壓技術是一門比較成熟的技術，其主要用來生成鈑金類金屬制品，因為沖壓模具生產出來的零件具有其他的加工方法所不具有的特點。因此,沖壓制品在日常生活中有不可被替代的作用。 沖壓制品的主要特點：(1) 模具沖壓出來的制品質量比較輕，沒有其他方法加工出來的零件的笨重。(2) 沖壓模具生產出來的制品，由于沖壓過程中零件的形狀，塑性發(fā)生變化，使得制件有了更高的剛度。(3) 模具生產制品的成本低，在批量生產中，模具沖壓生產出來的零件成本很低，沖壓速度快，單件成型時間短，所以生產效率極高。(4) 零件的互換性好，沖壓模具生產的制品，都是來自一副模具的工

9、作面生產下來的，所以具有很高的互換性。(5) 模具生產不需要鉗工加工，所以便于機械自動化生產管理。這樣可以更好的提高模具制件的生產效率。新中國成立以來，我們生活中的沖壓制品從起初簡單的杯子、盆、瓢。在過去的十幾年里，沖壓成型技術發(fā)展飛速，不僅表現在很多先進工藝技術的使用，而且表現在產品的多樣性。現在的汽車覆蓋件、電子線路板的引腳甚至到航天航空領域，我們都可以找的沖壓制品。由此可見沖壓制品的普遍性、廣泛性以及龐大的市場需求，都在預示著沖壓模具是一個基礎工業(yè)，同時也是一個高新產業(yè)。沖壓制品將來發(fā)展會隨著新材料的發(fā)現，以及新型壓力機的發(fā)明，變的更加技術集中，對設計者的要求也會越來越高，所以作為一個模

10、具設計者必須懂得更多的材料的機械性能，金屬材料科學，而且可以靈活的應用自動化管理學，機械原理以及是計算機技術等各方面的知識，并且在此基礎上加以創(chuàng)新，才能設計出符合將來沖壓模具的發(fā)展需求。這不僅僅是對于模具設計者的挑戰(zhàn)，也是對整個沖壓模具行業(yè)的挑戰(zhàn)。沖壓成型產品龐大的使用數量，在日常生活用品中是龍頭。但是隨著人們的生活水平的提高，對生活用品的外形要求，使用性能以及耐用性提出更高的要求，同時給沖壓模具設計也提出了跟高的要求?，F如今只有以沖壓模具為中心，加以結合當今的先進科學技術，才能滿足更多人對沖壓件的各種需求，為沖壓件的多樣化提供更多的可行性方案。沖壓模具實現現代化生產，對改善人民的生活水平，提

11、高人民的生活質量在不久的將來將會起到越來越重要的作用。沖壓模具在將來發(fā)展前景會更加光明。1.2多工位級進模的發(fā)展與作用 什么是多工位級進模？他與普通模具有什么不同？多工位級進模是指：在一副模具上，沿著料帶的送料方向，具有兩個或者更多的距離相等的工位，在壓力機上進行一次沖壓過程中，在模具的不同工位，進行不同的沖壓成型工藝的工序。通過一副模具在不同的步距的地方進行不同的成型工藝的方式設計出來的模具，我們就將它稱之為多工位級進模，也稱之為連續(xù)模。而普通的模具自能進行單工序生產或者是復合模的生產，他比普通的模具有更高的生產效率。多工位級進?？梢酝ㄟ^模具的工序數量來命名，比如說有七個工位的級進?？梢苑Q之

12、為七工位級進模;同時也可以根據級進模的功能進行命名,比如說沖孔、拉深級進模，沖孔、拉深、彎曲級進模等等。多工位級進模的命名具有多樣性。多工位級進模的發(fā)展。隨著科學技術的發(fā)展，普通的單工序沖壓模具越來越不能滿足人們對模具生產效率高，生產自動化高的要求，人們就開始想，假如可以在一副模具上進行多個工序的生產，那么就可以實現生產效率高，便于自動化管理的這些要求了。于是多工位級進模，就在單工序模具的基礎上發(fā)展起來了。所以多工序級進模是沖壓模具發(fā)展的必然產物，也是將來沖壓模具發(fā)展的方向。多工位級進模是技術密集型的模具代表，也是將來沖壓模具發(fā)展的重要方向之一。這種模具可以根據零件自身的結構特點和零件的成型質

13、量要求，將沖孔，落料，拉深，彎曲的工序有機的結合在一起，使模具在一次沖壓里面實現多個工序。多工位級進模與普通的單工序模具相比有一下特點：(1) 在一個模具中，可以完成多個工序，比如彎曲，沖裁，拉深等等，減少了零件生產過程中在多幅模具上的沖壓，以及在多幅模具上的重復定位，對設備的利用率，和生產效率都有明顯的提高。(2) 在多工位級進模上，每一個工序完成工序內的工作，互不干涉。應為模具的工位是分散開來的。因此，簡單的單工序模具對板料的“最小壁厚”要求會下降，這樣就提高材料的利用率，降低了成本。但是與普通模具不同的是，分散的工序會讓模具的強度下降，因此在模具上設置空位用以保證模具具有足夠的強度和裝配

14、空間。(3) 多工位級進模沖壓件具有高精度等要求，所以模具常常具有內外導向裝置來確保沖壓過程中的沖壓精度。而且多工位級進模還有精確的定距系統(tǒng)，以保證送料的步距。從而保證零件的精度。(4) 由于多工位級進模上有多個工序，所以模具的結果十分的復雜，鑲塊很多。這對模具的制造精度提出了更高的要求。同時這對模具的制造，模具的調試以及模具的維修帶來了很高的難度。同時對模具工作部分的零件的互換性也提出了更高的要求。當模具的零件損壞或者模具模具磨損的情況下，要求快速的更換，更換以后使用性能可靠。故在多工位模具設計過程中模具的設計以及模具零件的材料選用有更高的要求。通常多工位級進模的工作部件都選用強度高硬度大的

15、材料，比如選用高合金工具鋼、高速鋼，以及硬質合金材料作為模具的工作部件，這些工作部件由于材料強度高硬度大等特點通常用慢走絲，成型磨削等先進的現代加工技術來制造。(5) 在多工位級進模對沖壓材料材料的要求上，一般使用較薄（一般小于2mm）的長條狀板材，在多工位級進模上生產不來的制件的形狀可以比較復雜，精度要高，在多工位級進模上生產出來的零件精度可以達到IT10級。(6) 多工位級進模一般具有制造周期長，制造成本高的特點。對于不同工位的級進模價格也不一樣，一般是級進模上的工位越多，模具制造的成本就高；模具材料越好，模具制造的成本就越高，模具的價格也和相應的增加。 多工位級進模是在單工序模具的基礎上

16、發(fā)展而來。在多工位級進模上的不同工位上可以完成沖裁，彎曲，拉深，翻孔等多種沖壓工序。多工位級進模上分散了很多的工序，每個工序都可以看出是一副簡單的單工序模具，所以它的使用范圍是其他的單工序模具無法辦到的。 多工位級進模上少數是人工送料的，絕大多數是自動送料。這樣的模具可以在告訴壓力機上工作，不僅提高了生產效率而且為自動化管理提供了條件。在多工位級進模上，設計者都會設置安全監(jiān)測裝置，這是避免在送料工程中發(fā)生誤送料而導致模具損毀；同時以實現了，模具的無人檢測條件下的高速高效生產。 多工位級進模的工作部分一般采用鑲塊的結構，高強超硬的硬質合金材料。因此，在工作零件的加工上一般采用先進的數控加工技術，

17、以滿足零件精度高，使用壽命長的特點。現在多工位級進模為實現大批量生產、提高生產效率，降低生產成本的最佳選擇。因此，人們將多工位級進模稱為三高模具，即精度高、生產效率高、模具壽命成。 在過去，多工位級進模因為制造水平低下（主要是了模具的零件制造精度要求高、模具工作部件的材料限制）多工位級進模的工位數相對于現在的級進模來說較少，常見的工位一般是三到五個工位，十個工位的就是比較多了，十個以上的工位的級進模就很少見，因此，在過去我們很少聽到多工位級進模。 而近年來，隨著數控加工技術的發(fā)展，以及材料科學的發(fā)展，工作零件的精度和強度都得到了解決。人們對多工位級進模的要求也越來越高，對自動化要求更高，對模具

18、生產要求提出更高的要求，對多工位級進模生產效率要求更高，模具生產的零件精度要求也更高。以前制約多工位級進模發(fā)展的工位數，在現在已經不是先知的關鍵所在了。 根據現在的了解，多工位級進模的步距精度可以控制在3um，工位數也從原來的幾個提高到現在的幾十個，多的甚至可以到到上百個。隨著精密高速壓力機的不斷推向市場，沖壓次數也不斷的提高。在過去模具沖壓速度每分鐘幾十次，但是在科技飛速發(fā)展的今天已經提高到現在的每分鐘可以沖壓幾百次。而只是對于單純的沖裁高于每分鐘一千五百次。級進模沖壓的制件也有原來的幾十克增加到幾百克，幾千，甚至上噸。沖壓方式由早起速度低下的人工送料，發(fā)展的現在的自動，高速的安全送料方式，

19、為安全生產提供了環(huán)境。經過調整好的多工位級進模，可以實現無人監(jiān)測條件下的自動化生產。大量的新型材料在多工位級進模上的使用，讓模具的工作零件的強度、耐磨性等都用了顯著的提高；先進的加工技術讓模具零件的精度也有了明顯的提高，原先幾十萬次的沖壓，在現在可以達到上千萬次的沖壓，有的甚至可以到達上億次的沖壓。據相關資料顯示，現在大型的多工位級進模的長度已經超過6m，單個模具的重量超過一百噸。在電子工業(yè)配套的高速多工位級進模精度達到了2um級別，沖壓的壽命2億次以上。多工位級進模的價格與其他模具相比，制造難度高，成本高，所以售價也會高很多，但是在總體沖裁成本上計算，模具的成本還是很少的。 因此，多工位級進

20、模在現代沖壓行業(yè)里面越來越受到廣大用戶的親睞，是企業(yè)降低生產成本，提高生產效率，實現現代化生產的最好選擇。 現階段，多工位級進模在工件市場的競爭十分的激烈，客戶主要從生產出零件的質量和生產一個制件的成本出發(fā)，選擇級進模的廠家。因此，級進模的設計創(chuàng)新和降低單個零件的生產成本是模具設計者的關鍵。模具工業(yè)的進步關鍵在于先進的模具技術在什么工業(yè)上的使用,如今模具工業(yè)的發(fā)展涉及到的學科也越來越對,各學科之間的交叉,給每一個模具的設計者提出來更高的要求.同時模具產品的附加值也不斷的提高，目前模具技術已經成為衡量一個國家生產制造水平的重要標志。在工業(yè)發(fā)達的國家，模具制造技術十分重視，每個國家都大力的發(fā)展模具

21、制造，采用先進的生產制造設備去提高模具的制造水平。目前，已經取得了很高的經濟效益，刺激了模具的創(chuàng)新發(fā)展。冷沖壓模具是一種基本的產品制造裝備，同時先進的多工位級進模是一種高新的科學技術產品。模具作為一種基礎工業(yè)，模具質量的好壞，精度的高度，對其他工藝技術有十分巨大的作用。多工位級進模作為現代模具工業(yè)先進的代表者，是沖冷沖壓的基礎上發(fā)展而來的，同時也是冷沖壓模具將來的發(fā)展方向。多工位級進模在國民經濟中的作用越來越大，越來越重要。1.3模具在國民經濟中的地位模具作為一種基本的工藝設備，模具通過控制和限制材料流動的方法，來使材料形成我們所需要的形體。冷沖壓模具生產出來的產品，與其他方法生產不來的產品相

22、比，模具制造零件的優(yōu)勢不僅僅體現在生產零件的效率高，產品質量好，而且還表現在零件具有很好的互換性，材料利用率高，生產成本低的特點。所以沖壓模具被廣泛的應用于各個方面的生產制造中。模具制造在國際上被公認為國民經濟的基礎工業(yè)，關鍵工業(yè)。通過模具制造水平的高低，可以看出一個國家的生產制造水平的高度。模具生產制造的精度的高低，決定了模具生產出來產品的精度的高低。模具的開發(fā)能力，可以看出制造能力，所以振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)是迫不及待的，也是勢在必行的。早在1989年，我過就將模具制造列為技術改造第一位。模具制造工業(yè)是一種高新的技術產業(yè)，也是高新技術產業(yè)化的重要媒介。模具在電子工業(yè)，汽車制造業(yè)，航天航空

23、領域，越來越多的使用先進的模具，模具生產承擔了這些領域零件制造，加工的60%90%。市場對產品的巨大需求，體現了模具制造的重要性，以汽車制造業(yè)的模具市場為例。在汽車制造中，模具的制造占了汽車生產成本的一般以上。汽車工業(yè)作為我過國民經濟的五大支柱之一。為了適應汽車市場的不斷發(fā)展，新的車型不斷的出現，汽車模具的技術要求也不斷的提高，這對模具制造業(yè)不斷的提出更高的要求。現在世界對模具的需求是供不應求的，模具重要出口國是美帝，日本，法國等。中國模具出口占極少數。因此，提高我過模具設計制造水平迫不及待。 第二章工藝分析2.1零件的工藝分析圖2.1(1)零件的公差等級為IT11.(2)零件上包含了沖孔，落

24、料，拉深，沖孔，翻孔，折彎，修邊的等工藝。(3)沖孔、落料主要存在的問題：沖裁件質量包括斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。其具體要求：沖裁件斷面狀況盡量垂直、光潔，毛刺小。沖裁尺寸精度保證在圖樣規(guī)定的公差范圍內；沖裁件外形應該滿足圖樣要求；表面盡可能平直，避免拱彎。(4)拉深存在的重要問題。 拉深過程中出現的只要的問題有拉裂，以及拉深邊緣起皺。拉裂的原因很多，其中拉深模具上凸凹模圓角小是主要原因，增大圓角可以減小拉裂。起皺是由于拉深是材料流動過快引起的，增大壓邊力是一種改變方法。 (5)翻孔問題。 翻孔主要存在豎直邊壁薄，尤其是翻孔的邊緣特別顯著，所以翻孔成型主要的障礙是孔的邊緣拉裂，而破壞的條件

25、取決于翻孔材料變形程度的大小。(6)彎曲問題在實際生產中，彎曲存在很多問題，主要原因有彎曲是開裂，彎曲后會談，已經彎曲是發(fā)生偏移等等，這些可以通過加大彎曲角度，防止開裂，增加預彎折來減小回彈。2.2材料分析2.2.1Cr18Ni9中國牌號：1Cr18Ni9（新牌號為：12Cr18Ni9） 對應美國牌號(ASTM A276-96)：302標準：GB/T 1220-19922.2.2化學成份圖2.21Cr18Ni9碳 C ：0.15硅 Si：1.00錳 Mn：2.00硫 S ：0.030磷 P ：0.045鉻 Cr：17.0019.00%鎳 Ni：8.0010.002.2.3力學性能抗拉強度 b

26、(MPa)：520條件屈服強度 0.2 (MPa)：205伸長率 5 (%)：40斷面收縮率 (%)：60硬度 ：187HB;90HRB;200HV熱處理規(guī)范及金相組織：熱處理規(guī)范：固溶10101150快冷金相組織：組織特征為奧氏體型。第三章尺寸計算3.1板料尺寸的計算圖3.1表面積相等的原則：在拉深過程中雖然半路的厚度有的變薄，有的變厚，但是總體上可以是認為平均厚度是不變的。拉深是塑性變形，塑性變形的特點是前后體積不變。因此，按照坯料面積等于拉深的表面積的原則來確定坯料的大小。但是用理論就計算的方法來確定的坯料尺寸不是絕對準確的。（3.1）式中： S為環(huán)形切面的表面積；t為料厚；A為中性層長

27、度。3.1.1零件的長度計算根據試3.1這個方法我們可以近似的算出零件展開尺寸的長度。mmmm3.1.2零件的寬的計算由于拉深過程中周圍的料片會流動，為了不影響周圍料的形狀，根據上面的計算方法，所以料片的寬度為：零件最寬的部位的大小為.零件展開長（mm）零件展開寬（mm）152.779.413.1.3搭邊尺寸計算如圖3.2材料厚度為1mm工件的形狀類似于矩形，選擇自動送料，根據沖壓工藝與模具結構表2-14中的值a=3，b=2.既設計的搭邊值大于a、b的值即可。3.1.4定位方式獨立式導正銷獨立式導正銷，應與普通凸模一樣獨立固定在固定板上，故又稱為凸模式導正銷。其基本形狀與沖導正孔的凸模形狀相似

28、，不同點只是頭部是導正部分，利用它，對條料上的工藝孔進行導正定位。導正銷的直徑d與條料導正孔D的關系如表3.1。料厚t（mm）導正銷直徑d（mm）0.51.0D-(0.040.08)表3. 13.1.5導正孔D的確定在條料的排樣允許的條件下，導正孔的直徑D宜采用大值，根據條料的大小，D可以采用6mm。則導正銷的直徑d= D-(0.040.08)=6-0.08=5.992mm.導正銷直徑d與凹模上的讓位孔之間的關系凹模上需加工成通孔，即讓位孔一般=d+Z，Z=（0.120.2）t=5.992+0.2=6.192mm3.1.6導正銷的工作直徑伸出段長度與其他凸模的關系長度h和料厚t與料的軟硬有關，

29、材料越硬導正孔的剪切面變小，h值可適當減小，一般h=（0.81.5）t。至于其他凸模如彎曲、拉深凸模應縮進卸料板平面11.5mm，這樣可以保證條料彎曲（拉深）開始前，被卸料板壓的比較服帖，從而獲得良好的成型質量。圖3.3算得數據如表3.2.導正孔D（mm）讓位孔D1（mm）d（mm）66.195.9表3.2它與凸模固定板一般按H6/m6或者H7/m6的過渡配合固定，其結構簡單精度高，定位準確。3.1.7步距確定材料在拉深過程中，材料均要受到約束，相互牽連。有工藝切槽的料帶拉深，相似于單個零件拉深，不會對料板的形狀發(fā)生牽連性的變化，影響后面的沖壓。所以在本次設計中，在料帶上設置了工藝切口，防止拉

30、深料帶變形，影響零件的生產。圖3.5工藝切口的寬為5mm。因此步距A為88.5mm。3.1.8料寬的確定料寬B=垂直于送料方向的制件外形尺寸+兩側的載體（搭邊）導正孔的直徑6mm，是以兩邊搭邊18mm。得到：B=152.7+18=171mm。根據上面的計算工件的坯料長為寬為171mm，工件每一個工步的距離為88.5mm.7.材料利用率的計算（3.1）式中的F-制件面積（）n-步距內的制件數B-板料寬度（）A-排樣步距（）3.2排樣的確定排樣是多工位級進模的思想指導，是多工位級進模的靈魂所在。多工位級進模的排樣是指零件在條料上分成幾個相應的沖裁工序，分布在模具的不的不同工位上進行加工的分布形式稱

31、為排樣。排樣不同，材料的利用率也不盡相同，零件的尺寸精度、位置精度也不相同，生產效率，模具的制造難度以及模具的使用壽命也不相同。因此，在多工位級進模中，排樣圖對多工位級進模的生產制造是指導作用，好的排樣方式可以增加模具的使用壽命，提高模具的生產效率。3.2.1排樣是應該考慮的問題排樣是多工位級進模設計的重要依據，所以在設計時，應該全面的考慮一些問題，使排樣力求完善和具有指導性。類別考慮問題沖壓工藝與沖壓生產1. 生產批量和生產能力2. 送料方式與送料通暢3. 制件的形狀尺寸難點和加工精度4. 材料利用率5. 各工位材料的變形和分離6. 載體形式7. 毛刺方向原材料供應1. 材料的力學性能與狀態(tài)

32、2. 供料方式與供料條件3. 材料的碾壓紋向模具結構與加工工藝1. 沖壓力的平衡2. 定距方式和定距位置的安排3. 凹模應有足夠強度4. 實用性和加工工藝簡便5. 廢料和制件的順利排出本模具采用自動送料和導正銷的混合使用，它在多工位級進模中，尤其是在高速、自動化的沖壓生產中是比較常用的一種送料定位方法。自動送料裝置一般設在模具外，與壓力機配套，作為壓力機的一種輔助機構而獨立儲存在，其動作常依賴于壓力機滑塊的上下往復運動，經一定機構件的傳動，使條料作定時、定量的沿著一定的方向送進，到達自動送料的目的。在多工位級進模中，目前廣泛采用自動送裝置，它主要適用于薄長的帶料，小步距的送料兼預定位，與導正銷

33、作精定位。3.2.2排樣方式排樣一.橫向排樣如果橫向排樣，模具會變得窄，很長。不僅加大了壓力機工作臺的大小，而且使得模具變得很不協(xié)調，模具的沖壓力中心嚴重偏移，對模具的壽命影響很大。所以排出橫向排樣。排樣二.縱向排樣第一工位沖導正銷孔。第二工位開工藝槽，為了保證拉深工程中，不影響到導正銷孔的位置和形狀，因此要在料帶上開工藝槽。第三工位拉深。第四工位沖預置孔，在翻孔前要在才料帶上沖出預置孔，便于后面的翻孔。第五工位翻孔。第六工位修邊，在彎折前將工件多余的邊料去除，便于后面的彎曲。第七工位空位，為了讓模具的結果更加的緊湊，機構更加的穩(wěn)定，在此處選擇一個空位。第八工位預彎折，由于零件彎折角度為90，

34、屬于大角度彎折，為了減小彎折后零件的回彈，在這里設定一個預彎折的工位。第九工位彎折，此處為90的大角度彎折，所以在這之前選擇了一個預彎折的工位。第十工位去除載體，次工序完成，零件將會從模具的孔中掉小，得到完成的零件。第十一工位切斷載體，為了保證生產過程中的安全和料帶的順利輸送，將載體切成小段廢料排出。圖3.63.2.3步距精度的計算影響步距精度的因素很多，歸納起來主要有：沖件的精度的等級、形狀復雜程度、沖件材質和厚度，模具的工位數；沖制時條料的送進方式和定距形式等。據實踐得經驗公式：(3.2)式中：多工位級進模步距對稱偏差差值；沖件沿件條料送進方向最大輪廓基本尺寸（展開后）精度提高三級后的實際

35、公差值，；n模具設計的工位數，n=11；k修正系數，k=1.03。所以步距精度為0.023mm第四章模具力的計算4.1材料的力學性能中國牌號：1Cr18Ni9（新牌號為：12Cr18Ni9） 對應美國牌號(ASTM A276-96)：302標準：GB/T 1220-1992抗拉強度 (MPa)：520屈服強度4.2沖裁力的計算4.2.1沖導正銷孔所需的沖裁力沖導正銷孔所需的沖裁力計算如下：(4.1)式中：沖裁力（N）；L工件內輪廓周長（mm）；L=2R=18.84mmt材料厚度（mm）；t=1mm；材料抗剪強度（Mpa）， Mpa根據式(4.1)得到:卸料力 (4.2)推件力 (4.3)P沖裁

36、力，推件力和卸料系數，其值可查沖壓工藝及模具設計中的表4.1料厚0.52.50.0550.040.05表4.1根據式(4.2)、（4.3）的到：卸料力 推件力 4.1.2工件上工藝切槽（1）.豎直切槽根據式（4.1）得到：卸料力 推件力 （2）.橫向切槽根據式（4.1）得到：卸料力 推件力 4.1.3拉深力計算（4.4）式中：P拉伸力（N）;K系數，可取0.50.8;t為料厚（mm）-材料的強度極限（Mpa）L拉深斷面周長根據式4.4得到：壓料力計算壓料力可以按經驗公式計算（4.5）式中A為壓料圈坯料的投影面積()P單位面積壓料力（Mpa）根據沖壓工藝及模具結構中的表4-15，軟鋼2.5-3M

37、pa。得到4.1.4翻孔計算內孔翻遍的工藝計算平板坯料翻邊的工藝計算，當翻邊系數k大于板極限系數時，可采用平板坯料沖孔翻邊成形工藝。（4.6）式中：d為預沖孔直徑D為翻邊后孔徑 (1).的孔，mm計算的d=2.29可以選擇平板坯料沖孔工藝。凸模為球形(2).同理的孔也是符合平板沖孔工藝。經計算求得底孔如表4.1.孔直徑（mm）底孔直徑（mm）表4.14.1.5底孔孔沖裁(1). 的底孔：根據式(4.1)得到：卸料力 推件力 (2). 的底孔：卸料力 推件力 4.1.6翻孔計算 (4.7)式中:F翻孔力（N）; t材料厚度（mm）;s材料屈服強度;D翻孔直徑(mm)d毛坯預制孔直徑(mm).通過

38、計算得到:4.1.7修邊計算通過計算得到L=276mm,通過式（4.1）得到：L=237mm4.1.8彎曲力計算(1).預彎折彎曲力： (4.8)式中：自由彎曲力；B彎曲件的寬度 B=62mm； t彎曲件的厚度 t=1mm； R彎曲件的內彎圓角半徑 R=1mm；材料的抗拉強度=520Mpa； K為安全系數 一般取K=1.3(2).彎折4.1.9切除沖裁通過計算得到L=72，帶入式（4.1）中得到：卸料力 推件力 4.1.10廢料切除每序的總壓力和每序的壓力中心如表4.2工序每一序總壓力（N）壓力中心坐標第一序13028(0,0)第二序148693(87.2,0)第三序36540(175,0)第

39、四序30750(245,0)第五序26332(315,0)第六序177394(380,0)第七序14669(455,0)第八序14669(525,0)第九序0(595,0)第十序24897(665,0)第十一序4841(700,0)表4.24.1.11壓力中心計算根據公式：根據表計算模具總壓力中心為（278，0），如圖4.1所示：圖4.110.總沖壓力的計算及壓力機選擇10.1總沖壓力計算4.1.12壓力機的選擇選用開式固定壓力機JH21-80，主要參數如下表4.3。型號JH21-80公稱壓力/KN800滑塊行程/mm160滑塊行程次數/(次/min)40-75最大閉合高度/mm320封閉高度

40、調節(jié)量/mm80深喉/mm310工作臺尺寸/mm前后600左右950模柄孔尺寸/mm直徑50深度60表4.3第五章.工作零件的計算由于模具加工方法不同，凸凹模刃口尺寸的計算公式與制造公差的標注也不同。本模具選擇凸模與凹模分開加工的方法計算模具的刃口尺寸。分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣要求加工至尺寸。設計時，需要圖樣上分別標注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙，分開加工時需要滿足下列條件。即新制造的模具應該是，否則制造的模具間隙超過允許變動范圍-。5.1凸凹模分開加工的方法。5.1.1落料計算（5.1）（5.2）5.1.2沖孔計算（5.3）(5.4)孔中心距孔中

41、心距是屬于磨損后工件尺寸基本不變的尺寸，在同一工步中，在工件沖孔距為時，其凸模型孔中心距為(5.5)式中：為落料凹?；境叽纾粸槁淞贤鼓；境叽纾粸槁淞霞畲髽O限尺寸；為沖孔凸?；境叽?；沖孔凸?；境叽纾粸闆_孔件的最小極限尺寸；為凹模孔距基本尺寸；為工件孔距尺寸；沖件公差凸模下偏差，可按IT6選用凹模上偏差，可按IT7選用凸、凹模最小初始雙面間隙X磨損系數。5.2凸模和凹模配合制加工為了更好的保證凸凹模的間隙值，所以必須嚴格的去控制沖模的制造公差，通常采用的凸凹模分開的加工方法。用凸凹模分開加工方法通常使模具的制造難度加到，有的甚至是無法制造。凸凹模分開加工的方法，在薄板沖裁中應與的差值很小

42、，單件的生產十分困難，采用配合加工方法就不會出現這樣的情況了。配合加工方法的原理：首先制造出模具的凸?；蛘甙寄?，一事先制造好的凸模或者凹模作為模具的基準件，然后根據這個基準件，按照實際尺寸的最小間隙去加工相對應的凹?；蛘咄鼓?。這種制造模具的方法只需要保證模具的最小配合間隙，他與模具制造的精度無關。這樣就可以放大基準模具的制造公差，一般取，降低模具的制造難度，減少模具的制造成本。 但是，基準模具的刃口尺寸必須按照制造公差詳細標準標注、加工。而配合加工件，只要標注基本尺寸。但是在圖紙上必須有“與凹模（凸模）刃口配合加工，保證模具的最小雙面間隙值。采用配合加工可以根據刃口初尺寸的特點將模具刃口尺寸分

43、為三種：(1) 磨損后，刃口尺寸變小。(2) 磨損后刃口尺寸不變的。(3)磨損后刃口尺寸變大的。根據不同的情況，按不同的尺寸計算公式進行加工。(1) 第一類A， 凸?；蛘甙寄Ｄp后尺寸會增大。落料凹?；蛘咄鼓Ｔ谑褂媚p以后，尺寸會變大?？梢园凑招螤詈唵蔚穆淞习寄３叽邕M行計算。所以它的基本尺寸已經制造公差可以按照下面的公式進行計算。(5.6)(2) 第二類尺寸B，凸?；蛘甙寄Ｄp后會減小的尺寸。沖孔凸?；蛘呗淞习寄Ｄp后尺寸將變小，相當于簡單的形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定按試計算。(5.7)(3)第三類尺寸C，凸模或者凹模磨損尺寸基本不變。凸?；蛘甙寄Ｔ谀p后基本尺寸，不

44、必考慮磨損的影響，相當于形狀簡單的孔的中心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定按試計算。（5.8）式中：，基準基本尺寸；工件極限尺寸；工件公差。5.3計算5.3.1工序一沖定位孔圖5.1查表模具設計與制造表2-2可知，5.3.2工序二切工藝槽工藝切槽選用配合制加工方法加工凹模（1）.豎直工藝切槽第一類尺寸，磨損變大尺寸：5mm，4mm，106mm通過式（5.6）得到：圖5.2橫向工藝切槽5.3.3工步三拉深凹模圓角半徑當較小時，材料經過凹模圓角部分變形阻力大，使危險斷面材料嚴重變薄甚至拉裂，還會使拉深件表面劃傷，過大是材料容易進入凹模，但是容易起皺，因此在材料不起皺的前提下，宜取大一些。根

45、據產品的特點，凸模半徑為 凹模半徑為。5.3.4工步四沖底孔（1）.直徑為2.69mm的孔圖5.3通過式（5.3）、（5.4）得到：（2）.直徑為7.29mm的孔圖5.4通過式（5.3）、（5.4）得到：5.3.5第五步彎曲生產中凹模圓角半徑大小對彎曲力、彎曲模結構和制件質量均有較大的影響。凹模圓角半徑過小，坯料拉入凹模的滑動阻力大，使制件表面容易擦傷，甚至出現壓痕；凹模圓角半徑過大，影響坯料定位的準確性，生產中根據材料的厚度選擇凹模圓角半徑。根據產品特點凹模圓角半徑取5.3.6工步六修邊圖5.5選用配合制加工方法第一類尺寸，磨損變大尺寸144mm，63mm，20.45mm，26.75mm,2

46、2mm。第二類尺寸，磨損變小的尺寸19mm。5.3.7工步十切斷圖5.6第一類尺寸，磨損變大尺寸139mm，66mm，2mm.5.3.8工步十一廢料切除最小間隙保證在間隙極限之間就可以。第六章模具結構的設計與強度校核6.1凸模的設計與校核。6.1.1 6mm的凸模強度計算(1).沖孔的尺寸為mm，為了增加凸模強度，凸模的非工作部分的直徑做成直徑較大的多級形式，刃口部分的尺寸已經確定其余尺寸見零件圖，固定方式采用H7/m6配合，這種形式穩(wěn)定可靠。(2).材料選擇：沖裁形狀簡單，但生產批量大，所以選擇，淬硬HRC5862。(3).凸模的長度確定，屈服應力校核：a.凸模的長度確定：L=(6.1)式中

47、：固定板高度（mm），取mm卸料板高度（mm），取mm工作行程（mm），取mmh 彈簧壓縮后的高度，取40mm 。故L=35+40+2+40=117mmb.核算凸模強度的公式如下：壓應力校核：mm3mm (6.2)式中：凸模最小直徑（mm） t料厚（mm），取t=1mm抗剪強度（Mpa），取Mpa凸模材料的許用應力（Mpa），查表6.1取=2100Mpa所以凸模的強度滿足要求。表6. 1常用凸模材料許用壓應力凸模材料T10A9Mn2V9CrSiCrWMnCr12Cr12MoVYG15/YG20許用壓應力1800200021001800200020002100190020002000220030

48、00表6.16.1.2 2.69mm的 凸模強度計算(1).沖孔的尺寸為mm，為了增加凸模強度，凸模的非工作部分的直徑做成直徑較大的多級形式，刃口部分的尺寸已經確定其余尺寸見零件圖，固定方式采用H7/m6配合，這種形式穩(wěn)定可靠。(2).材料選擇：沖裁形狀簡單，但生產批量大，所以選擇，淬硬HRC5862。(3).凸模的長度確定：L=(6.1)式中：固定板高度（mm），取mm卸料板高度（mm），取mm工作行程（mm），取mmh 彈簧壓縮后的高度，取40mm 。故L=35+40+2+40=117mma.核算凸模強度的公式如下：壓應力校核：mm1.2mm式中：凸模最小直徑（mm）t料厚（mm），取t=

49、1mm抗剪強度（Mpa），取Mpa凸模材料的許用應力（Mpa），查表6.1取=2100Mpa 6.1.37.29mm的凸模強度計算(1).沖孔的尺寸為，為了增加凸模強度，凸模的非工作部分的直徑做成直徑較大的多級形式，刃口部分的尺寸已經確定其余尺寸見零件圖，固定方式采用H7/m6配合，這種形式穩(wěn)定可靠。(2).材料選擇：沖裁形狀簡單，但生產批量大，所以選擇，淬硬HRC5862。(3).凸模的長度確定：L=(6.1)式中：固定板高度（mm），取mm卸料板高度（mm），取mm工作行程（mm），取mmh 彈簧壓縮后的高度，取40mm 。故L=35+40+2+40=117mma.核算凸模強度的公式如下：

50、壓應力校核：mm1.2mm式中：凸模最小直徑（mm）t料厚（mm），取t=1mm抗剪強度（Mpa），取Mpa凸模材料的許用應力（Mpa），查表6.1取=2100Mpa所以凸模的強度滿足要求。6.1.4異形凸模的設計(1).異形凸模（包括矩形凸模）均采用直通式，其工作形狀與安裝部分形狀基本相同，這樣的異形凸模工藝性好加工精度高，裝卸方便，只是面積太小的形孔凸模采用臺階式，以保證工作部分的強度。凸模與凸模固定板采取H7/m6配合，大面積異形凸模采用銷釘固定在凸模固定板上。其中切邊工位凸模是三面沖裁。具體結構見裝配圖及零件圖。(2).材料選擇，因為沖裁形狀較復雜，生產量較大，所以采用，淬硬HRC58

51、62。(3).凸模的長度確定，與圓形凸模一致，都為117mm6.1.5彎曲凸模的設計八九工步為彎曲工位，因為彎曲形狀簡單，彎曲力不大，凸模材料選用Cr12MoV，淬硬HRC5862。在凹模對應位置開躲避槽，以防止彎曲后的制件被重新壓回。由于彎曲力較小，所以不必校核。具體尺寸和結構見裝配圖及相關零件圖。6.2凹模的設計與校核對于多工位級進模，凹模型孔優(yōu)先選用鑲塊形式，更換方便，也不會因為形孔局部制造誤差而導致整個凹模板的報廢。所以在這里選擇小塊的形式。由于沖裁形狀復雜，批量大，t=1mm，故選凹模板材料為Cr12MoV，HRC5862。沖模設計時，對于凹模的強度，一般只核算其受彎曲應力時的最小厚

52、度，計算公式如下：=294Mpa (6.3)式中：F沖裁力（N），F=140732.995N；h凹模厚度（mm），h=10mm；許用彎曲應力（Mpa），查表6.2得Mpa表6. 2 沖模主要材料的許用應力材料名稱及牌號許用應力拉伸壓縮彎曲剪切Q195、Q235、2510814711815712715798137Q275、45、50127157137167167177118147鑄鋼ZG270500ZG31057010814711814788118鑄鐵HT200、HT2508813734442534T7A、T8A硬度5458HRC539785353490T10A、Cr12MoV、GCr15硬度5

53、260HRC2459811569294490Q275硬度5260HRC29439219627520（表面滲碳）硬度8692HB24529465Mn硬度4348HRC490785表6.2通過計算得出結論：凹模強度符合要求。6.3緊固件尺寸的計算緊固件直徑：由此螺釘選用M16，GB70-76；緊固件最小長度：L1.5d=18mm。緊固件位置及數量：距邊尺寸，取1.5d=24mm，螺紋孔離邊界大于24就是安全的。螺孔間距：固定板長為1000mm，一排用8個螺釘。由于螺孔間距過大，螺孔間距為125mm。固定板與模座、固定板與頂板用定位銷定位。mm的圓柱銷長度為40mm,配合為H7/k6，GB/T 11

54、9 .6.4模架的的選用由于級進模的模架很大，沒有合適的標準模具調用，所以選用自制的模架。上模座尺寸為；墊板尺寸為；凸模固定板尺寸為；卸料板尺寸為；浮料板尺寸為；凹模固定板尺寸為；下模座尺寸為；材料為45號鋼。6.5導柱的選用獨立式導柱又稱獨立導柱或者可拆卸導向部件。這種導向部件常用于大型的非標準模架上，或模架上需要補充導向副時使用。由于不必在模座上用精密的機床加工要求很高的固定導柱、導套孔和可以在模座的任意位置根據模具結構和使用需要隨意設置而被日益廣泛應用。導柱選用D=50mm，L=300mm的B型導柱。GB/T 2861.1-2008導套選用D=50mm，L=160mm的B型導套。GB/T

55、 2861.3-2008圖6.16.6卸料裝置卸料裝置是用簡單的彈壓方式，卸料板和上模座通過卸料螺釘和彈簧（彈性元件）等裝置連接組成。當模具閉合的時候，彈簧被壓縮，當模具開模的時候，卸料板在彈簧彈力的作用下，將包在凸模上的料板卸下，達到卸料的目的。因此，在自由狀態(tài)下卸料板的高度，總是比凸模高，這樣的目的是保護凸模的同時在沖壓開始之前可以講板料先壓住，然后在沖壓，當沖壓結束以后，開模時料板被卸下。在多工位級進模中，會出現很對形狀很小的凸模，如果在沖壓過程中凸模與凸?？椎奈恢冒l(fā)生了偏差，輕則導致產品的精度下降，嚴重的會導致凸模損毀，甚至整個模具損壞。所以在凸模固定板與卸料板之間添加一個輔助的導向裝

56、置，本設計采用的是內導柱、內導套的形式改進的。組成完善的彈性卸料裝置。下模浮料板也采用內導柱、內導套的形式組成完善的彈性卸料方式。圖6.2圖6.36.7彈性元件的選取6.7.1.卸料彈簧的選取由前面的計算可知卸料力的大小為：考慮到級進模的卸料力比較大以及空間結構等因素，擬選14根強力彈簧。選用強力彈簧的具體步驟如下：根據彈簧的位置擬選用14個彈簧，每個彈簧的負荷值為：(6.5)初選彈簧。根據的大小，確定彈簧的最大工作負荷，并結合已知的初步條件，在強力彈簧標準中初步選一規(guī)格使。然后根據彈簧的壓縮量和做出彈簧特性曲線。由標準初步選用中等載荷彈簧。外徑內徑自由高度彈簧剛度變形量負荷31.5mm16.

57、5mm63mm102.0（N/mm）171800N表6.3校核彈簧的壓縮總量符合要求。 6.7.2卸料螺釘的選取材料選取45鋼，頭部淬火熱處理3540HRC。螺釘選取M12，螺釘長度L=170mm。6.7限位裝置模具閉閉合時，為了防止合模過頭，一般會采取限制裝置來控制模具的閉合高度，本設成采用的是限位柱的來實現的，當模具工作的時候，模具閉合到一定的高度的時候，限位柱就會擋住上模繼續(xù)合模，從而實現限位的目的。圖6.46.8自動保護裝置在本設計中，模具采用的是自動送料的機構，沖速很高，在沖壓過程中，如果發(fā)生材料的誤送，送進到位，材料拱起，或者材料的厚度寬度不一樣，零件沒有頂出，等故障的時候，模具就

58、不能正常工作，輕則零件損壞，重則模具損毀刃口崩裂。安全保護裝置就是一個可以代替人工監(jiān)視沖壓過程的裝置（其中包括原材料監(jiān)視、進給監(jiān)視、出件監(jiān)視），當發(fā)現送料錯誤的時候，發(fā)出信號，壓力機停止工作，一保證模具或者壓力機傷。本設計選用導正孔檢測，在正常情況下，浮動檢測銷的頭部縮入卸料板平面，當送料到位的時候，導正銷頭部可以順利的插入跳了的導正孔里面，當條料發(fā)生錯誤送進的時候檢測銷頭部無法進入條料的導正孔，而是碰到了聊了的料面上，導正銷后退的同時迫使接觸桿向外移動，這時在固定板的外側的微動開關發(fā)出信號，壓力機停止工作，此時此刻，固定板中的凸模沒有進入凹模，這樣就可以防止錯誤沖，進而保護模具的同時，防止了大量廢品的產生。圖6.5第七章總結經過這近四個月的努力，畢業(yè)設計業(yè)即將結束。在這四個月里面，經過我的奮斗，將平時學的東西運用到畢業(yè)設計中來，終于將畢業(yè)設計完成了。在沒有做畢業(yè)設計之前覺