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XXXX 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)
作 者： XXX 學(xué) 號(hào)： XXX
學(xué)院（系、部）： XXXX
專 業(yè)： XXXX
題 目： 金屬鈕扣多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
指導(dǎo)者：
評(píng)閱者：
20013 年 XX月 XX
第II頁
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要
本文闡述了采用多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)的可能性，分析了金屬鈕扣多工位級(jí)進(jìn)模的成形工藝及特點(diǎn)。詳細(xì)對(duì)比了零件的幾種排樣方案和沖切刃口的設(shè)計(jì)，列舉了利用軟件對(duì)零件的毛坯進(jìn)行展開、沖壓工藝的計(jì)算以及凸模強(qiáng)度的校核等過程；本文所介紹的級(jí)進(jìn)模共有13個(gè)工位，是一副集多個(gè)工序?yàn)橐惑w的模具，其成形的工序主要包括沖裁、彎曲等；為了保證模具在工作時(shí)不干涉，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以綜合考慮；在文章的最后簡(jiǎn)單的介紹了級(jí)進(jìn)模材料的選用及熱處理并且詳細(xì)列出了壓力中心的計(jì)算過程。
關(guān)鍵詞 級(jí)進(jìn)模 排樣 模具設(shè)計(jì)
Title Progressive Die Design of Frame Cover
Abstract
This paper described the feasibility using progressive die and analysed the forming process and characteristic of the progressive die . Some kinds of stock layout and the design of cutting edge were compared in detail about this part . Blank expanding by software , process calculation and verifying the punch strength were introduced.The progressive die had ten stations . The forming process contained blanking , bulging , bent and so on , In order to ensure nonintervention of the die in working , the forming process must be considered synthetically. Finally, the selection and heat treatment of die material and the computational process of pressure center were discussed in detail.
Keywords progressive die stock layout die design
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）
目 錄
前 言 1
第一章金屬鈕扣介紹及沖壓工藝性分析 3
1.1金屬鈕扣零件圖的繪制 3
1.1.1金屬鈕扣二維零件圖 3
1.2金屬鈕扣工藝設(shè)計(jì) 4
1.2.1 工藝分析 4
第二章 排樣設(shè)計(jì) 8
2.1 概述 8
2.2 毛坯排樣 8
2.2.1 毛坯排樣 8
2.2.2 搭邊 9
2.2.3 步距 10
2.2.4 條料的寬度 10
2.2.5 材料利用率 11
2.3 沖切刃口設(shè)計(jì) 11
2.4 輪廓分解時(shí)分段搭接頭應(yīng)注意的問題 12
2.5 工序排樣 12
2.5.1 工序排樣類型 12
2.5.2 載體設(shè)計(jì) 12
2.5.3 條料定位方式 12
2.6 工序排樣 13
2.7 條料尺寸及步距精度 15
第三章 工藝計(jì)算和設(shè)備選擇 16
3.1沖壓力的計(jì)算 16
3.1.1 沖裁力的計(jì)算 16
3.2 彎曲力的計(jì)算 18
3.3 總沖裁力的計(jì)算 18
3.4 卸料力的計(jì)算 18
3.5 卸料樹脂的選用 19
3.6 確定壓力中心 20
3.7 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 21
3.7.1 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算原則 21
3.7.2 刃口尺寸計(jì)算方法 21
3.8 彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
3.9 設(shè)備的選擇 28
3.9.1 完成各種工序所需的壓力 28
3.9.2 壓力機(jī)的校核 28
第四章 模具設(shè)計(jì) 30
4.1 模具結(jié)構(gòu)概要設(shè)計(jì) 30
4.1.1 模具基本結(jié)構(gòu)形式 30
4.1.2模具基本尺寸 31
4.1.3 模架的選定 31
4.2 模具工作零件設(shè)計(jì) 31
4.2.1模具零件的連接 31
4.2.2 模板類零件的連接 32
4.3 卸料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 32
4.3.1 卸料板的安裝形式 32
4.3.2 小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套 33
4.4導(dǎo)料與定距機(jī)構(gòu) 34
4.4.1導(dǎo)料裝置 34
4.4.2定距裝置 34
4.5 安全機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 35
4.6金屬鈕扣模具非成型零件的設(shè)計(jì) 35
4.7 模具零件選材 36
4.8金屬鈕扣模具裝配圖 37
4.8.1 模具的工作原理 37
4.8.2 模具閉合狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)圖 38
第五章 級(jí)進(jìn)模制造 40
5.1 級(jí)進(jìn)模零件加工工藝 40
5.2 級(jí)進(jìn)模裝配技術(shù) 41
第六章 結(jié)論 42
致 謝 43
參考文獻(xiàn) 44
第45頁
前 言
模具作為特殊的工藝裝備，在現(xiàn)代制造業(yè)中越來越重要。有了模具，企業(yè)有可能向社會(huì)提供品種繁多、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的商品，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的多方面的消費(fèi)需要。有了模具，人們的衣、食、住、行，可直接或間接地變得豐富多彩。說得具體一點(diǎn)，人們?nèi)粘＝佑|到的如：汽車、手表、手機(jī)、電話、電腦、空調(diào)傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、彩電、冰箱、照相機(jī)、兒童玩具等，可以說一切用品，大到飛機(jī)、輪船、火車、火箭，小到一根縫衣針，都離不開模具加工或生產(chǎn)其中某個(gè)零件。模具的廣泛應(yīng)用，不僅得到了人們普遍的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，模具水平的高低，關(guān)系到現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的速度。大力提高制造模具水平，是提升模具技術(shù)檔次的關(guān)鍵。
沖模按其功能和模具結(jié)構(gòu)，有單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模之別。它們都是借助壓力機(jī)，將被沖的材料放入凸、凹模之間，在壓力機(jī)的作用下使材料產(chǎn)生變形或分離，完成沖壓工作。
單工序模，指在壓力機(jī)的一次行程中，完成一道沖壓工序的沖模。
復(fù)合模，指模具只有一個(gè)工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工序的沖模。
級(jí)進(jìn)模，又稱跳步模、連續(xù)模和多工位級(jí)進(jìn)模。指模具上沿被沖原材料的直線送進(jìn)方向，具有至少兩個(gè)或兩個(gè)以上工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖模。常見的沖壓工序有（圓孔和異形孔、窄縫、窄槽等）、壓彎（一次壓彎和多次壓彎）、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。由于沖件各不相同，所完成的沖壓工序和工位數(shù)也各不相同，內(nèi)容非常豐富。其所用的模具在統(tǒng)稱級(jí)進(jìn)模的前提先，一般用制件名稱或多少工位加制件名稱冠在級(jí)進(jìn)模的前面，以此稱呼其不同的級(jí)進(jìn)模，如簧片級(jí)進(jìn)模、10工位簧片級(jí)進(jìn)模等。
級(jí)進(jìn)模在過去，因技術(shù)水平的限制，工位數(shù)相對(duì)較少，3～5個(gè)常見，10個(gè)工位就算多了，10個(gè)工位以上的就很少見了，所以多工位這個(gè)詞過去很少聽到。近年來由于對(duì)沖壓自動(dòng)化、高精度、長(zhǎng)壽命提出了更高的要求，模具設(shè)計(jì)與制造高新技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)步，工位數(shù)已不再是限制模具設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵，從目前了解到的情況，工位間步距精度可控制在±3μm之內(nèi)，工位數(shù)已達(dá)幾十個(gè)，多的已有70多個(gè)。沖壓次數(shù)也大大提高，有原來的每分鐘沖幾十次，提高到每分鐘沖幾百次，對(duì)于純沖裁高達(dá)1500次/min（帶彎曲的加工500～600次/min），級(jí)進(jìn)模的重量亦有過去的幾十公斤增加到幾百公斤，直至上噸。沖壓方式有早期的手工送料、手工低速操作，發(fā)展到如今的自動(dòng)、高速、安全生產(chǎn)。調(diào)整好后的模具在有自動(dòng)檢測(cè)的情況下實(shí)現(xiàn)無人操作。模具的總壽命由于新材料的應(yīng)用和加工精度的提高，也不是早先的幾十萬次，而是幾千萬次，上億沖次。當(dāng)然級(jí)進(jìn)模的價(jià)格和其它模具相比要高一些，但在沖件總成本中，模具費(fèi)所占的比例還是很少很少。
由此可見，多工位級(jí)進(jìn)模是當(dāng)代沖壓模具中生產(chǎn)效率最高、最適合大量生產(chǎn)應(yīng)用，已越來越多地被廣大用戶認(rèn)識(shí)并使用的一種高效、高速、高質(zhì)、長(zhǎng)壽的實(shí)用模具。
第一章 金屬鈕扣介紹及沖壓工藝性分析
1.1 金屬鈕扣零件圖的繪制
1.1.1 金屬鈕扣二維零件圖
利用AutoCAD繪圖軟件繪制如圖1.1所示的二維零件圖。
圖1.1 零件二維圖
1.2 金屬鈕扣工藝設(shè)計(jì)
1.2.1 工藝分析
1.零件的簡(jiǎn)單介紹
金屬鈕扣是大眾系列轎車零部件的一個(gè)護(hù)罩，尺寸精度要求較高，所用材料為45鋼,材料厚度為0.7mm。零件的主體形狀為圓形，切邊以后單邊彎曲，根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，零件需要切邊、沖孔、彎曲等工序才能完成。零件的技術(shù)要求為沖裁斷面整齊、邊緣無毛刺和倒圓、允許外輪廓上的接刀口存在，，為典型的180°彎曲件，該零件生產(chǎn)批量適中，要求設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)。
2.確定零件的基本沖壓工序
圖1.1所示零件為一圓形帶孔彎曲件，其沖壓工序分析如下：
(1) 毛坯落料
(2) 沖孔及切邊
(3) 彎曲
3.毛坯展開
按照彎曲毛坯展開的原則進(jìn)行計(jì)算，圖1.3a為該零件毛坯展開的二維圖。
圖1.3 展開毛坯圖
該零件的主要成形工序有：沖裁、彎曲，沖裁和在零件的毛坯展開中可不予考慮，故毛坯展開時(shí)只須考慮彎曲部分，該零件的彎曲部分圓角半徑滿足，這類彎曲件的展開長(zhǎng)度是根據(jù)彎曲前、后中性層長(zhǎng)度不變的原則進(jìn)行計(jì)算的。其展開長(zhǎng)度等于直線部分的長(zhǎng)度和彎曲部分中性層展開長(zhǎng)度之和。具體計(jì)算步驟如下：
(1)計(jì)算出各直線段的長(zhǎng)度。
(2)根據(jù)，查出中性層位移系數(shù)X的值。
(3)計(jì)算中性層彎曲半徑。
(4)根據(jù)、…與彎曲中心角、…計(jì)算、…弧的展開長(zhǎng)度：
(1.1)
(1.2)
(5)計(jì)算毛坯總長(zhǎng)度
考慮到采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行沖壓工藝的計(jì)算耗時(shí)耗力，特別是查表的過程比較煩瑣，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中將借助軟件來完成沖壓工藝的計(jì)算，圖1.4為用軟件計(jì)算該零件彎曲內(nèi)側(cè)半徑為0.8mm過程：
圖1.4 r=0.7mm的彎曲部分展開總長(zhǎng)度
圖1.5 r=0.8mm的彎曲部分和直邊長(zhǎng)度為16.1mm的展開總長(zhǎng)度
經(jīng)計(jì)算，彎曲部分展開的總長(zhǎng)度=19.6mm
3. 分析零件沖壓工藝性
圖中零件尺寸未注公差的按慣例取為IT12級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)進(jìn)度要求。材料為45鋼，該鋼種具有低碳（絕大多數(shù)鋼）、高鉻（17%～25%）和較高鎳（8%～29%）的成分特點(diǎn)。此類鋼具有最佳的耐蝕性，但相應(yīng)地價(jià)格也較高。Ni的存在使得鋼在室溫下為單相奧氏體組織，這不僅可以進(jìn)一步改善鋼的耐蝕性，而且還賦予了優(yōu)良的低溫韌性、高的加工硬化能力、耐熱性和無磁性等特性，其冷塑性加工性和焊接性能較好。外形落料形狀不太復(fù)雜，屬中小尺寸零件，料厚0.7mm，尺寸精度要求一般，因此可用沖裁落料工藝；所沖孔徑分別為2mm、8X3.95mm、滿足的要求，所沖裁的圓角半徑R的最小值也滿足要求，且孔邊距離較大，因此可用普通沖孔方法得到，，彎曲內(nèi)0.7mm，經(jīng)查表該種材料在退火或正火后的最小彎曲半徑為1t，均大于最小彎曲半徑，每個(gè)彎角都可以一次彎曲成功；綜上所述，該零件主要沖壓工序的工藝性良好。
4.擬訂沖壓工藝方案
該零件所需要的基本沖壓工序?yàn)榍羞叀_孔、彎曲，可擬訂出如下三種工藝方案：
方案一：用簡(jiǎn)單模進(jìn)行加工，即落料—沖孔——切邊—彎曲內(nèi)側(cè)—彎曲外側(cè)；
方案二：用復(fù)合模進(jìn)行加工，即首次沖孔落料復(fù)合，
方案三：采用級(jí)進(jìn)模沖制。
采用方案一，生產(chǎn)率低，工件尺寸的積累誤差大，操作不方便，不安全。因此該方案不適合。
采用方案二，生產(chǎn)效率較方案一有所提高，但仍需多副模具，分多次加工且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此這種方案不是最佳方案。
采用方案三，既可以得到較高的生產(chǎn)效率，又避免了操作不便、不安全，同時(shí)又能保證工件的精度要求，因此方案三是本零件成形的最佳方案。
第二章 排樣設(shè)計(jì)
2.1 概述
排樣是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，排樣圖的好壞，直接關(guān)系到模具設(shè)計(jì)。排樣圖設(shè)計(jì)有錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致制造出來來的模具無法沖出合格制件而將整副模具報(bào)廢，對(duì)于初次實(shí)踐多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)人員來說，這種體會(huì)往往是非常深刻的，永遠(yuǎn)不會(huì)忘記。因此，在進(jìn)行多工位級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì)時(shí)，一定要仔細(xì)、反復(fù)思考后，可以確定幾種不同方案，進(jìn)行分析比較，與有經(jīng)驗(yàn)的模具工作者多研討，得出一個(gè)最優(yōu)化的方案才能使用。
多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì)，與單工序模的排樣設(shè)計(jì)相比要復(fù)雜得多。
在一副級(jí)進(jìn)模里，因沖的制件不同，各工位就有不同的沖壓工序，如沖切、一次壓彎、二次壓彎、再次壓彎、壓包、等，每個(gè)工位的沖壓性質(zhì)都須遵守一定的規(guī)則，合理分布，違背了就沖不出合格制件，所以必須要求具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較高沖壓理論知識(shí)的設(shè)計(jì)人員，才能設(shè)計(jì)好排樣。排樣的設(shè)計(jì)過程中，還要善于與模具制造和模具用戶隨時(shí)交流，保持緊密合作。這樣，即使是一副工位數(shù)較多，排樣又較為復(fù)雜的級(jí)進(jìn)模，但由于考慮周密，各工位安排合理，使沖壓過程通暢無阻，模具的制造、操作使用與維護(hù)都很方便，對(duì)于這樣的排樣設(shè)計(jì)就是最成功的。
2.2 毛坯排樣
毛坯排樣就是確定沖壓件毛坯外形在條料上的截取方位及與相鄰毛坯的關(guān)系。毛坯排樣方案對(duì)材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在沖壓件的成本中，材料費(fèi)所占比例在60%以上。因此，合理排樣對(duì)提高材料利用率、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。
2.2.1 毛坯排樣
(a)
坯排樣如下，如圖2.1所示。
圖 2.1 毛坯排樣
本案為直排，產(chǎn)品與產(chǎn)品的答辯為1mm這樣可以提供材料的利用率。
2.2.2 搭邊
搭邊是指排樣時(shí)毛坯外形與條料側(cè)邊及相鄰毛坯外形之間設(shè)置的工藝余料。搭邊的作用是保證毛坯從條料上分離，補(bǔ)償由于定位誤差使條料在送進(jìn)過程中產(chǎn)生的偏移所需要的工藝余料。搭邊分為側(cè)搭邊和中心搭邊。搭邊的基本要求是要有足夠的強(qiáng)度，而搭邊的強(qiáng)度主要由搭邊寬度決定。
根據(jù)本排樣方案，初步選用單側(cè)載體進(jìn)行運(yùn)載條料，。單載體尺寸如圖2.2所示。
圖2.2 單、單載體尺寸
根據(jù)上表所提供的數(shù)據(jù)選取B=3mm，初定整副模具定位方式為送料機(jī)與導(dǎo)正銷混合使用，；綜上所述，該種排樣的側(cè)搭邊一側(cè)為5mm，一側(cè)為5mm。
2.2.3 步距
步距指沖壓過程中條料每次向前送進(jìn)的距離，其值為排樣時(shí)沿送進(jìn)方向兩毛坯之間的最小距離值。步距可定義為:
(2.1)
S=L+a
s—沖裁步距
L—沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形的最大寬度值
a—沿送進(jìn)方向的搭邊值
如排樣時(shí)方案三所述，即使沖裁步距等于毛坯外形輪廓的最大寬度值即61mm；由于彎曲部分切邊量比較大，兩彎曲對(duì)頭部分仍有較大的搭邊值，最終確定沖裁步距S=61mm。
2.2.4 條料的寬度
條料寬度指根據(jù)排樣結(jié)果確定的毛坯所需條料寬度方向的最小尺寸。理論上條料寬度可按下式計(jì)算：
(2.2)
B—條料寬度的理論值
D—垂直于送進(jìn)方向毛坯的最大輪廓尺寸，它隨毛坯排樣方位變化
B—側(cè)搭邊值
本設(shè)計(jì)中B=10+5+5=20mm。
2.2.5 材料利用率
材料利用率定義為
(2.3)
A—代表產(chǎn)品毛坯外形所包容面積；
B—代表?xiàng)l料寬度；
S—代表沖裁步距；
2.3 沖切刃口設(shè)計(jì)
在級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的沖壓或簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，一般總是將復(fù)雜的外形和內(nèi)形孔分幾次沖切。沖切刃口外形的設(shè)計(jì)就是把復(fù)雜的外形輪廓和內(nèi)形輪廓分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單幾何單元，各單元又通過組合和補(bǔ)缺等構(gòu)成新的沖切輪廓的工藝設(shè)計(jì)過程。
由于零件的一端有彎曲，因此在彎曲之前必須將帶彎曲的部分與條料分離，而其余部分又必須與條料相連，以保證實(shí)現(xiàn)級(jí)進(jìn)沖壓，因此設(shè)計(jì)的外形沖切刃口如圖2.3所示。
圖2.3 外形沖切刃口設(shè)計(jì)
2.4 輪廓分解時(shí)分段搭接頭應(yīng)注意的問題
內(nèi)外輪廓分解后，各段之間必然要形成搭接頭，不恰當(dāng)?shù)姆纸鈺?huì)導(dǎo)致搭接頭處產(chǎn)生毛刺、錯(cuò)牙、尖角、塌角、不平直和不圓滑等質(zhì)量問題。
該零件在刃口分解時(shí)，有一部分直邊是分兩次沖切而成的，這就帶來一個(gè)問題，兩次沖切刃口平行、共線，但不重疊。平接在搭接頭容易產(chǎn)生毛刺、錯(cuò)牙、不平直等質(zhì)量問題，直邊分二次沖切時(shí)，為消除搭接頭處的毛刺，在第二次沖切的搭接頭處用退位槽，第一次先沖出退位槽，第二次在接頭處重疊沖切，即想辦法將平接轉(zhuǎn)化為交接，本次設(shè)計(jì)中，為了保證產(chǎn)品邊緣無毛刺和倒圓，產(chǎn)品直邊分兩次沖切的部分在第一次沖切的工位上均設(shè)計(jì)了用于沖切退位槽的刃口。
2.5 工序排樣
2.5.1 工序排樣類型
根據(jù)零件的沖壓要求，由于含有彎曲工序，所以本零件的沖壓不適用選落料型工序排樣?？紤]到零件最后沖壓完成后出件，選切型工序排樣。
2.5.2 載體設(shè)計(jì)
載體就是級(jí)進(jìn)模沖壓時(shí)條料上連接工序件并將工序件在模具上穩(wěn)定的送進(jìn)部分材料，載體與毛坯排樣時(shí)的搭邊有相似之處，但作用完全不同。搭邊是為滿足把工件從條料上沖切下來的工藝要求而設(shè)置的，而載體是為運(yùn)載條料上的工序件至后續(xù)工位而設(shè)計(jì)的。載體必須要有足夠的強(qiáng)度能平穩(wěn)的將工序件送進(jìn)。一旦載體發(fā)生變形，條料的送進(jìn)精度就無法保證，甚至阻礙條料送進(jìn)和造成事故，損壞模具。
為了保證彎曲過程中工序件的準(zhǔn)確位置，選擇單載體，載體寬度為3mm。
2.5.3 條料定位方式
由于多工位級(jí)進(jìn)模將產(chǎn)品的沖壓加工工序分布在多個(gè)工位上順次完成，要求前后工位上工序件的沖切刃口能準(zhǔn)確的銜接、匹配，這就要求工序件在每一工位都能準(zhǔn)確定位，因此級(jí)進(jìn)模必須有可靠準(zhǔn)確的手段用于工序件準(zhǔn)確位置的控制。
X向：條料送進(jìn)方向的送進(jìn)步距控制用進(jìn)行粗定位，導(dǎo)正銷進(jìn)行精定位。為了確保定位精度，選用帶有導(dǎo)向的。
Y向：本零件涉及的彎曲工序，采用的浮頂機(jī)構(gòu)工作可靠協(xié)調(diào)，所以直接采用槽式浮頂銷兼寬度方向的導(dǎo)料。
Z向：由于工序件在加工過程中有彎曲工序，所以本設(shè)計(jì)中零件沖壓過程采用雙側(cè)浮頂銷。
導(dǎo)正方式：為了保證零件上孔的精度，采用間接導(dǎo)正。導(dǎo)正孔布置在兩側(cè)的載體上。參考表2.1，導(dǎo)正孔直徑取2.0mm。
表2.1 導(dǎo)正孔直徑mm
2.6 工序排樣
在多工位級(jí)近模沖壓中，工序件在級(jí)進(jìn)模內(nèi)隨著沖床每沖一次就向前送進(jìn)一個(gè)步距，到達(dá)不同的工位。由于各工位的內(nèi)容各不相同，因此，在級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中要確定從毛坯板料到產(chǎn)品零件的轉(zhuǎn)化過程，即級(jí)進(jìn)模各工位所要進(jìn)行的加工工序內(nèi)容，這一設(shè)計(jì)過程就是工序排樣。工序排樣是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的靈魂，它決定了級(jí)進(jìn)模的基本形式。
(1)工序排樣應(yīng)遵循的原則
(2)工序排樣要保證產(chǎn)品零件的精度和使用要求。
(3)工序應(yīng)盡量分散，以提高模具壽命，簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。
(4)合理安排各工序，使壓力中心盡可能與模具幾何中心接近。
(5)同一工位各沖切凸模應(yīng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)為相同的高度，便于刃磨。
(6)沖孔在前，外形沖切和落料在后。
(7)為保證條料送進(jìn)步距精度，第一工位安排沖切導(dǎo)正孔， 第二位設(shè)導(dǎo)正銷，在其后的各工位上，優(yōu)先在易竄動(dòng)的工位上設(shè)導(dǎo)正銷。
(8)設(shè)置空位，可以提高凹模、卸料板和凸模的強(qiáng)度。
(9)工件和廢料應(yīng)順利排出。
(10)排樣方案要考慮模具加工設(shè)備條件。
經(jīng)過以上幾方面的設(shè)計(jì)，綜合比較分析后，可確定該零件的沖壓工序排樣圖如圖2.4，即零件的沖制用十工位級(jí)進(jìn)模。
第一工位 沖導(dǎo)正孔
第二工位 沖圓孔、沖腰圓孔
第三工位 沖圓孔、
第四工位 空位
第五工位 沖異形孔
第六工位 空位
第七工位 彎曲
第八工位 空位
第九工位 彎曲
第十工位 空位
第十一工位 彎曲
第十二工位 空位
第十三工位 斷料
圖2.4 工序排樣圖
2.7 條料尺寸及步距精度
條料寬度52.9mm
步距11mm
步距精度：
(2.4)
—步距精度；
—制件沿條料送進(jìn)方向最大輪廓尺寸精度提高3級(jí)后的實(shí)際公差值（mm）；
n—多工位級(jí)進(jìn)模的工位數(shù)；
K—因數(shù)，見表2.2。
表2.2 因數(shù)K
(取=±0.01mm)
所以該零件的步距的對(duì)稱偏差值為±0.01mm
第三章 工藝計(jì)算和設(shè)備選擇
3.1沖壓力的計(jì)算
3.1.1 沖裁力的計(jì)算
沖裁在理論上可以近似認(rèn)為是剪切斷裂，所以最大沖裁力可以按板料的抗剪強(qiáng)度來計(jì)算。平刃沖模的沖裁力可以按下式計(jì)算：
(3.1)
F—沖裁力(N)
L—零件剪切周長(zhǎng)(mm)
t—材料厚度(mm)
—材料抗剪切強(qiáng)度(Mpa)
K—系數(shù)?？紤]到模具間隙值的波動(dòng)及均勻性、刃口的磨損、材料力學(xué)性能及厚度的波動(dòng)潤(rùn)滑情況等因素對(duì)沖裁力的值都有影響，故一般取K=1.3
第一工位上的沖裁力：
F1 1.3*12.56*0.7*450=5.1KN(沖導(dǎo)正孔)
第二工位上的沖裁力：
F1 1.3*29.5*0.7*450=12.1KN （沖孔）
第三工位上的沖裁力：
F1 1.3*6.2*0.7*450=2.5KN
第四工位上的沖裁力：
F1 1.3*70.8*0.7*450=29.4KN第五工位上的沖裁力：
第六工位上的沖裁力：
F1 1.3*110*0.7*450=45.2KN (切邊落料)
3.2 彎曲力的計(jì)算
(3.4)
彎曲內(nèi)圓角半徑R=0.8mm所需要的彎曲力F=292.5N
3.3 總沖裁力的計(jì)算
=222402.83734+46531.8048=268934.64214N
3.4 卸料力的計(jì)算
第一段卸料所需要的卸料力
==
第二段卸料所需要的卸料力
==
鋼的厚度在0.1mm～0.8mm之間時(shí)，卸料系數(shù)為0.045～0.055，上式中取K=0.05。
3.5 卸料樹脂的選用
第一段卸料樹脂的選用
(1)根據(jù)模具的安裝位置，擬選用10根樹脂，則每根樹脂的負(fù)荷為：
(3.5)
這里需要說明一下，按的要求選用樹脂是比較保守的，特別是當(dāng)卸料力很大時(shí)，所選用的樹脂數(shù)量過多，這樣使模具結(jié)構(gòu)龐大或受模具結(jié)構(gòu)空間限制而使樹脂無法布置。因此在實(shí)踐中按，或使來選用樹脂也能滿足要求。
(2)查參考文獻(xiàn)[1]，并考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選樹脂參數(shù)為：=22mm，d=4mm，t=7.12mm，=670N，=60mm(規(guī)格標(biāo)記為：樹脂)
(3) 樹脂的基本特性：
4.檢查樹脂最大壓縮量是否滿足上述要求：
>20.8mm
故所選樹脂是合適的。
第二段卸料樹脂的選用
第二段安裝與第一段相同規(guī)格、相同數(shù)量的樹脂，以保證條料所受卸料力均衡。
3.7 確定壓力中心
成形力的合力中心稱為壓力中心.對(duì)于中心模具,壓力中心應(yīng)于模柄中心線大體重合,以保證壓力過程中模具各零件受力均衡和工作平穩(wěn).如果壓力中心不與模柄中心線一致,就會(huì)產(chǎn)生偏心力矩,使壓力機(jī)滑塊、導(dǎo)軌、模具的導(dǎo)柱與導(dǎo)套、模具刃口之間發(fā)生嚴(yán)重磨損甚至啃傷，使模具過早失效。
模具的壓力中心坐標(biāo)值（x，y）
(3.6)
(3.7)
經(jīng)求解得：x0=290mm，y0=43mm。
詳細(xì)壓力中心的求解見附錄。
3.8 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
凸、凹模刃口尺寸精度是否合理，直接影響沖裁件的尺寸精度及合理間隙值是否保證，也關(guān)系模具的加工成本和壽命。
3.8.1 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算原則
計(jì)算沖裁凸、凹模刃口尺寸的依據(jù)為：（1）沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相等。（2）零件的尺寸精度。（3）合理的間隙值。（4）磨損規(guī)律，如圓形件凹模尺寸磨損后變大，凸模磨損后變小，間隙磨損后變大。（5）沖模的加工制造方法。
因而計(jì)算刃口尺寸時(shí)應(yīng)按下述原則進(jìn)行。
（1）保證沖出合格的零件
（2）保證模具有一定的使用壽命
（3）考慮沖模制造修理方便、降低成本
3.8.2 刃口尺寸計(jì)算方法
制造沖模的關(guān)鍵主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其間隙合理。由于模具加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算和公差標(biāo)注也不同。凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法基本上可分為兩類。
(一)凸模與凹模分別加工
這種加工方法適用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的沖裁件。
沖孔：零件孔的尺寸，根據(jù)上述原則，首先確定基準(zhǔn)件凸模刃口尺寸，再加上便是凹模刃口尺寸。
(3.8)
落料：零件外徑尺寸，根據(jù)上述原則，先確定基準(zhǔn)見凹模刃口尺寸，再減去便是凸模刃口尺寸。
(3. 9)
、—沖孔凸、凹模刃口尺寸(mm)；
、—落料凸、凹模刃口尺寸(mm)；
d—零件孔徑公稱尺寸(mm)；
D—落料件外徑公稱尺寸(mm)；
—零件公差(mm)；
—最小合理間隙(mm)；
、—凸、凹模制造公差(mm)，通常按模具的制造精度來定；
—磨損量，磨損系數(shù)x是為了使零件的實(shí)際尺寸盡量接近零件公差帶的中間。x值在0.5～1之間，與零件制造精度有關(guān)。零件精度為IT10以上時(shí)，x=1；零件精度為IT11～I(xiàn)T13時(shí)，x=0.75；零件精度為IT14時(shí)，x=0.5。
采用凸、凹模分別加工法，采用分別標(biāo)注凸、凹模刃口尺寸及公差，為了保證合理的間隙，必須滿足下列條件：｜｜＋｜｜。若出現(xiàn)｜｜＋｜｜的情況，但大得不多時(shí)，凸、凹模公差按公式和適當(dāng)調(diào)整，以滿足上述條件。如果｜｜＋｜｜時(shí)，則應(yīng)采用凸、凹模配做。
本次設(shè)計(jì)中，用于沖制2mm的結(jié)構(gòu)孔和2mm的導(dǎo)正孔凸模和凹模采用分別加工的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：
a.沖制2mm的孔，孔的精度為IT12級(jí)，公差為0.1mm，x=0.75
（2+0.75*0.12）0.02 =2.090.02
=（2.09+0.05）0.02=2.140.02
驗(yàn)算是否滿足條件：
｜｜＋｜｜=0.02+0.02=0.04mm
滿足｜｜＋｜｜≤的條件。
。
3.9 彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該零件的彎曲部分需要三次彎曲才能成形，工序安排如下：彎曲時(shí)應(yīng)先成形90度，而后成45度最后達(dá)到180度 滿足要求。
彎曲件的回彈：
在外力作用下板料產(chǎn)生的彎曲總變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。外力去掉后，板料中的塑性變形保留下來，彈性變形則完全消失。當(dāng)彎曲件從模具中取出后，發(fā)生了彎曲角和彎曲半徑與模具不一致的現(xiàn)象，稱為彎曲回彈。該零件的前兩個(gè)彎曲角度的基本尺寸分別為90°和45°，所允許回彈的角度分別為10°和在彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，我們可以采用補(bǔ)償法來減少回彈，根據(jù)彎曲件的回彈趨勢(shì)（和的值是增大還是減少），進(jìn)行修正彎曲凸?；虬寄９ぷ鞑糠值某叽?，從而使工件的回彈量得到補(bǔ)償。以彎曲90°的角為例，產(chǎn)品圖上允許此成形部分的彎曲角度在86°～96°之間，首先利用軟件算出該零件的回彈系數(shù)，如圖3.5所示。
圖3.5 零件回彈系數(shù)的計(jì)算過程
經(jīng)過計(jì)算，該種材料的回彈系數(shù)K=0.959，根據(jù)此種材料的回彈系數(shù)，算出成形角度為91度部位的回彈角，如圖3.6a所示，由軟件可以計(jì)算得出工件回彈前圓弧所對(duì)中心角，相當(dāng)于凸模圓弧所對(duì)中心角度。。
同理可以得到下面的兩個(gè)角度
(a)
圖3.6 回彈角度的計(jì)算過程一
(b)
圖3.6b 回彈角度的計(jì)算過程二
3.10 設(shè)備的選擇
沖壓設(shè)備的選擇是設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的一系列重要問題。
3.10.1 完成各種工序所需的壓力
各工序的所需力的總和分別為：
=22632.48+41808+5818.08+19545.48267+17646.72+19233.48267+4016.688+4016.688+23306.4+28137.84133+30422.89467+23277.8416+23253.9632=263116.56214N
==1318.002+1318.002=2636.004N
=2+=2292.5+178.287+251.272=1014.559N
=+=13446.732107N
=263116.56214+2636.004+1014.559+13446.732107=280213.857247N=280.21385724KN
初選型號(hào)為J75G-16閉式雙點(diǎn)高速精密壓力機(jī)，該壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：160KN
公稱力行程：2mm
滑塊行程：30mm
行程次數(shù)：150～400次/min
最大裝模高度：220mm
裝模高度調(diào)節(jié)量：50mm
工作臺(tái)尺寸(前后左右)：400mm550mm
模具孔尺寸(直徑深度)：40mm60mm
3.10.2 壓力機(jī)的校核
(一)行程和行程次數(shù)
該零件的最大高度為17.5mm，小于壓力機(jī)的滑塊行程，所以校核通過。
(二)最大裝模高度
所設(shè)計(jì)沖模的閉合高度(在最低工作位置時(shí)，上下模板二底面間的距離)，應(yīng)小于壓力機(jī)的最大裝模高度。
(3．11)
本設(shè)計(jì)中模具的閉模高度為185.7mm，該壓力機(jī)的裝模高度為220mm，模具的閉模高度相對(duì)與壓力機(jī)的裝模高度小得多，故得在壓力機(jī)臺(tái)面上放墊板。
(三)壓力機(jī)的臺(tái)面尺寸校核
模具的外形尺寸為360mm320mm，工作臺(tái)板尺寸為400mm550mm，滿足實(shí)際工作條件。
第四章 模具設(shè)計(jì)
4.1 模具結(jié)構(gòu)概要設(shè)計(jì)
概要設(shè)計(jì)是級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開始,它以工序排樣圖為基礎(chǔ),根據(jù)產(chǎn)品零件要求,確定級(jí)進(jìn)模的基本結(jié)構(gòu)框架。
4.1.1 模具基本結(jié)構(gòu)形式
(1)正倒裝關(guān)系的確定:根據(jù)上述分析，本零件的沖制包含落料、沖孔、彎曲等工序。而且已確定為采用級(jí)進(jìn)模沖壓。因此選正裝式結(jié)構(gòu)。
(2)導(dǎo)向方式確定：本零件的生產(chǎn)是大量生產(chǎn)，為了確保零件的質(zhì)量和穩(wěn)定性，選用外導(dǎo)向模架。本零件的精度要求比較高，所以在外導(dǎo)的基礎(chǔ)上再加上內(nèi)導(dǎo)向進(jìn)行精確的導(dǎo)向。為了更好的保證其精度，選擇四導(dǎo)柱式模架。
(3)卸料方式確定：本零件沖壓工序中包含落料和沖孔，所以應(yīng)選用卸料機(jī)構(gòu)。又由于零件沖壓過程中有彎曲工序，所以應(yīng)選用彈性卸料板。
(4)模具結(jié)構(gòu)示意圖：根據(jù)已確定的幾項(xiàng)結(jié)構(gòu)，本零件沖壓級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。
圖4.1 模具結(jié)構(gòu)概要
4.1.2模具基本尺寸
(1)模具的平面尺寸
模具平面尺寸是指模具輪廓最大尺寸，它依凹模外形尺寸為基礎(chǔ)，最終選擇的模架尺寸為準(zhǔn)，根據(jù)上面工序排樣圖，凹模的工作區(qū)域尺寸基本在635.91mm 150mm左右。圓整后，模具基本尺寸最終選擇為636mm 210mm。其它模板的尺寸取為與凹模板平面一致。
(2)模板規(guī)格
上模墊板：H=10mm，第一段的長(zhǎng)度=240mm，第二段的長(zhǎng)度=200mm；
上模固定扳：H=20mm，第一段的長(zhǎng)度=240mm，第二段的長(zhǎng)度=200mm；
卸料板：H=16mm，第一段的長(zhǎng)度=240mm，第二段的長(zhǎng)度=200mm；
凹模板：H=30mm，第一段的長(zhǎng)度=240mm，第二段的長(zhǎng)度=200mm；
下模墊板：H=10mm，第一段的長(zhǎng)度=240mm，第二段的長(zhǎng)度=200mm。
4.1.3 模架的選定
模架的基本作用是導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，連接上下模并使他們具有準(zhǔn)確位置關(guān)系。由于采用自動(dòng)送料，考慮到精度要求較高，選四導(dǎo)柱滑動(dòng)模架。根據(jù)板平面和工作區(qū)高度要求，
下模座：36032040
上模座（JB/T 7184.4）：360320350
導(dǎo)柱（JB/T 7187.2）：30 120
導(dǎo)套（JB/T 7187.4）：30 75040
4.2 模具工作零件設(shè)計(jì)
級(jí)進(jìn)模由多個(gè)零件組成，各零件通過一定的聯(lián)系方式相互聯(lián)系在一起，形成一個(gè)有機(jī)的整體，完成特定的沖壓加工任務(wù)。
4.2.1模具零件的連接
模具零件相互連接在一起時(shí)的基本要素是位置要正確，連接要可靠、穩(wěn)定。凸模等柱類零件采用孔與軸的過渡或過盈配合來定位，具有可靠性高，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。在本設(shè)計(jì)中絕大多數(shù)異形凸模采用吊裝式式固定，圓形凸模、異形凸模與凸模固定板之間分別采用H7/m6配合,對(duì)于保護(hù)凸模和凸模導(dǎo)向的卸料板,它與凸模之間的配合,采用單邊0.05mm，并使凸模工作過程中不離開卸料板,運(yùn)動(dòng)自如,使之工作壽命提高。
4.2.2 模板類零件的連接
模板類零件包括凸模固定板、凹模板等，一般采用銷釘定位，內(nèi)六角螺釘連接，當(dāng)模板層數(shù)超過三層時(shí)，應(yīng)分層連接。在本模具設(shè)計(jì)中在模板的四周采用六個(gè)螺釘連接，兩個(gè)銷釘定位，這樣連接比較可靠穩(wěn)定。
4.3 卸料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.3.1 卸料板的安裝形式
本次設(shè)計(jì)中，所采用的卸料方式為彈性卸料，通過卸料螺釘和彈性元件等安裝在模具上組成的，模具閉合時(shí)，樹脂被壓縮，當(dāng)上模開啟時(shí)，包在凸模上的料在樹脂回彈力的作用下推動(dòng)卸料板被卸下，因此自由狀態(tài)下的彈壓卸料板總是高出凸模底面一頂高度。這樣沖壓開始時(shí)先壓主料，然后再?zèng)_壓；沖壓結(jié)束后，料被順利卸下。卸料螺釘?shù)陌惭b形式如圖4.2所示。
圖4.2 卸料螺釘安裝的形式
卸料螺釘?shù)拇朔N安裝方式考慮到了卸料板與各凸模的間隙是很小的，所以安裝卸料板是見非常麻煩的事。一般情況下，盡可能不把卸料板從凸模上卸下，考慮到凸模在刃磨時(shí)，既要不讓卸料板從凸模上卸下，又要使卸料板低于凸模平面，可考慮如上圖所示卸料板的安裝形式。即將樹脂安裝在上模座內(nèi)，然后用螺釘限位，只要旋出螺塞，樹脂即可從模座內(nèi)取出，不受樹脂作用的卸料板隨之可以自由移動(dòng)。
4.3.2 小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套
在精密級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中，卸料板要對(duì)凸模進(jìn)行導(dǎo)向。為了保證卸料板具有精確的導(dǎo)向精度，還必須要對(duì)卸料板進(jìn)行導(dǎo)向，對(duì)卸料板進(jìn)行導(dǎo)向稱著為內(nèi)導(dǎo)向，內(nèi)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套，小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套分別可以裝配于凸模固定板或凹?；蛐读习迳希瑘D4.3為本次設(shè)計(jì)中采用的內(nèi)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
圖4.3 內(nèi)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套之間的間隙要小（表4.1），一般為凸模和卸料板之間配合間隙的1/2，這樣才能起到卸料板的導(dǎo)向作用，小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套之間可以設(shè)計(jì)成間隙配合，一般為H6/h5。
表4.1 小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套之間的間隙(mm)
4.4導(dǎo)料與定距機(jī)構(gòu)
4.4.1導(dǎo)料裝置
本次設(shè)計(jì)中采用雙側(cè)導(dǎo)料桿進(jìn)行導(dǎo)料，它兼有浮料的功能，其工作原理如圖4.4所示。
圖4.4 導(dǎo)料桿的工作原理
4.4.2定距裝置
在多工位級(jí)進(jìn)模中，定距定位比較可靠，也是應(yīng)用最多的一種混合定距定位。這是由兩種定位方式或三種定位方式聯(lián)合在一起使用的。這種定位方法是在一瞬間內(nèi)先粗定位，后精定位，最終達(dá)到精度定位的要求。目前應(yīng)用比較普遍的幾種組合有：①擋料釘與導(dǎo)正銷；②與導(dǎo)正銷；③自動(dòng)送料器(裝置或機(jī)構(gòu))與導(dǎo)正銷或自動(dòng)送料器、與導(dǎo)正銷等。本次設(shè)計(jì)中所采用的定距裝置為與導(dǎo)正銷混合使用，導(dǎo)正孔在第一個(gè)工位上沖出，導(dǎo)正銷的設(shè)置緊挨在沖導(dǎo)正孔的第二工位；為導(dǎo)向式，該是在刃口后面多了一段起導(dǎo)向作用的尾巴，在沖裁前，這一部分先進(jìn)入凹模內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)向，如圖4.5所示，故克服了沖裁時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力，保持正確位置，定位效果較好。
圖4.5 導(dǎo)向式
4.5 安全機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
安全第一是沖壓生產(chǎn)的其本要求，在沖壓加工中除了要求沖壓工作時(shí)嚴(yán)格遵守車間所規(guī)定的各種制度、守則和操作規(guī)程外，更重要的是模具設(shè)計(jì)過程中就要充分考慮安全。級(jí)進(jìn)模常見的安全問題主要有：
(1)條料的誤送進(jìn)，工序件送不到位。
(2)操作者手進(jìn)入上下模之間。
(3)廢料與凸模粘連。
(4)小凸模折斷。
(5)凹模落料孔堵塞，使凹模脹裂。
4.6 金屬鈕扣模具非成型零件的設(shè)計(jì)
這部分是對(duì)模具成型零件以外的其他零件的設(shè)計(jì)，如板類零件，緊固件，定位零件，輔助零件，支撐零件等。
其中板類零件主要有：（1）上模座板；（2）上墊板；（3）凸模固定板；（4）卸料板；（5）凹模固定板；（6）下墊板；（7）下模座板。其設(shè)計(jì)要求都因結(jié)構(gòu)要求，強(qiáng)度要求和需要而定。其中凸模固定板,凹模固定板,卸料板要求相對(duì)要高一些.
緊固件,定位零件,輔助零件和一些支撐零件等都按需要而定.板類零件在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到各個(gè)模板的強(qiáng)度，因在該成型過程中，所需要的成型力小。板類零件的厚度一般均由經(jīng)驗(yàn)估算。
板類零件在連接時(shí)，一般采用銷釘定位，內(nèi)六角螺釘連接。模板層數(shù)少于三層時(shí)，可用螺釘連接，超過三層時(shí)，應(yīng)該分層連接。
取定螺釘數(shù)量和直徑時(shí)還要考慮能承受卸料力。緊固常用內(nèi)六角螺釘（GB70—76），螺釘擰入模體的深度不要太深；銷釘常用圓柱銷（GBT119.1），其直徑與螺釘直徑相近，每個(gè)模具上只需兩個(gè)銷釘，其長(zhǎng)度不要太長(zhǎng)。在選用銷釘和螺釘時(shí)，直徑最好一致，以便于加工。
板類零件的通孔現(xiàn)在一般用線切割加工。其制造的精度控制在IT4級(jí)精度內(nèi)。
4.7 模具零件選材
級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)是產(chǎn)品零件精度高、批量大，模具要求高精度、長(zhǎng)壽命。因此模具材料的要求比較高，模具材料選擇是否合理，直接影響到模具的使用壽命、精度、效率。
在沖壓過程中，級(jí)進(jìn)模受沖擊載荷作用，而且被加工材料的變形阻力較大，尤其是凸模和凹模的刃口部，在工作過程中受到強(qiáng)烈的沖擊、彎曲、剪切、磨檫和擠壓作用。因此對(duì)模具主要零件選用材料時(shí)，應(yīng)滿足：
(1)滿足模具的使用要求，尤其是細(xì)長(zhǎng)凸模，為了防止折彎和斷裂，因此必須選擇高的強(qiáng)度。
(2)良好的工藝性能，如優(yōu)良的機(jī)械加工性能、淬透性要好、熱敏感性小……
(3)適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)選擇價(jià)格便宜，資源豐富，容易獲得的材料。在可能的情況下應(yīng)選用好的材料。
表4.2和表4.3列出了級(jí)進(jìn)模主要零件常用的材料。
表4.2 凸模具和凹模常用材料
表4.3 冷沖模主要零件選材及熱處理要求
4.8 金屬鈕扣模具裝配圖
4.8.1 模具的工作原理
條料由導(dǎo)料板導(dǎo)入置凹模板上，凹模表面兩側(cè)設(shè)有槽式浮頂器，中間增設(shè)浮料銷，板料的導(dǎo)向由槽式浮頂器完成，擋塊對(duì)第一個(gè)工位進(jìn)行粗定位，在第一個(gè)工位上分別完成導(dǎo)正孔的沖制和的沖切，在第二個(gè)工位上安排導(dǎo)正銷，在以后的各個(gè)工位上由進(jìn)行粗定位，導(dǎo)正銷進(jìn)行精定位；模具在閉合的時(shí)候先由導(dǎo)正銷進(jìn)入到導(dǎo)正孔內(nèi)進(jìn)行板料的定位，而后彈壓式卸料板進(jìn)行壓料，使條料在壓得比較服帖的情況下進(jìn)行工作；開模時(shí)，彈壓式卸料板在樹脂的作用下緊緊壓住條料，上模座、上模墊板、上模固定板以及固定在凸模固定板上沖裁凸模隨著壓力機(jī)滑塊而上行，由于條料被卸料板緊緊壓住，從而完成了沖裁卸料，當(dāng)滑塊繼續(xù)上行時(shí)，卸料板在卸料螺釘?shù)睦o作用下一同上升，條料在浮頂銷及導(dǎo)料桿的作用下被托離凹模表面，繼而將條料繼續(xù)向前送進(jìn)一個(gè)步距，對(duì)條料進(jìn)行再次成形，直至產(chǎn)品從模具右側(cè)落下，完成整個(gè)產(chǎn)品的加工。
4.8.2 模具閉合狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)圖
模具閉合時(shí)的結(jié)構(gòu)如圖4.6所示，a 主視圖，b 左視圖，c 俯視圖。
(a)
圖4.6 模具結(jié)構(gòu)圖
第五章 級(jí)進(jìn)模制造
級(jí)進(jìn)模的制造過程從總體上可分為零件的加工和裝配兩部分，具體加工過程如圖5.1所示。
圖5.1 模具加工過程
5.1 級(jí)進(jìn)模零件加工工藝
在這里列出凹模板的加工方案。凹模板即凹模，是模具上最為重要的零件，它的精度決定了模具的產(chǎn)品的精度、模具的壽命等一系列重要的參數(shù)。所以凹模的加工成為模具所有零件加工的重點(diǎn)，所以這里簡(jiǎn)略給出凹模板的加工過程。
此零件主要是采用線切割加工，其一般加工過程是：下料—鍛造—退火——機(jī)械粗加工—淬火與回火—磨加工—線切割加工—鉗修。
1.毛坯的預(yù)孔加工 先在毛坯的適當(dāng)位置進(jìn)行預(yù)孔加工，即穿絲孔加工。
2.熱處理，減少組織缺陷。
3.基準(zhǔn)面，以模具板的左面作為基準(zhǔn)，在機(jī)械粗加工時(shí)應(yīng)先加工這個(gè)面，后以這個(gè)面為參考，逐次加工。磨削時(shí)應(yīng)同樣先磨削左面，后在磨削其他形狀孔或面。
4.在編制線切割程序時(shí)，必須注意零件的標(biāo)注，要按照先根據(jù)左面加工出導(dǎo)正孔，然后以導(dǎo)正孔為基準(zhǔn)加工其它凹模型孔。
5.電火花加工落料孔，或在線切割時(shí)采用錐度切割，但此加工時(shí)必須保證其加工后凹模刃口厚度。
其他墊板則可根據(jù)間隙補(bǔ)償原理直接割制出外形。
5.2 級(jí)進(jìn)模裝配技術(shù)
級(jí)進(jìn)模裝配就是將全部合格的零件按設(shè)計(jì)要求組裝在一起的過程。多工位級(jí)進(jìn)模裝配的核心是凹模與凸模固定板和卸料板上的型孔尺寸和位置精度的協(xié)調(diào)，其關(guān)鍵就是保證多個(gè)凸凹模的工作間隙和位置要求。
多工位級(jí)進(jìn)模一般都采用精密導(dǎo)向裝置，如滾珠導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)模架或非標(biāo)準(zhǔn)模架，因此在裝配時(shí)，常利用導(dǎo)向裝置，以凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先將凹模固定在下模座上，再以凹模為基準(zhǔn)，調(diào)整好間隙，將多個(gè)凸模裝配在固定板上，同時(shí)將固定板與上模座相連接，然后完成其它零件的裝配。級(jí)進(jìn)模的一般裝配順序如圖5.2所示。
圖5.2 級(jí)進(jìn)模裝配過程
第六章 結(jié)論
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)可得出如下結(jié)論：
1.多工位級(jí)進(jìn)模沖壓用材料，大多是長(zhǎng)的帶料，常用分條機(jī)裁切成一定寬度，要求料寬的直線性好，絕不允許有“鐮刀”彎之類缺陷存在，否則將直接影響送料。
2.為了使沖壓一開始就應(yīng)按一定步距送料，定距用或?qū)дN孔必須安排在第一工位。
3.在模具設(shè)計(jì)中，導(dǎo)正孔一般在條料排樣的第一工位沖出，導(dǎo)正銷的設(shè)置都是緊挨沖導(dǎo)正孔的第二工位。
4.在選用卸料樹脂時(shí)，按F預(yù)>F卸的要求選用樹脂是比較保守的，特別是當(dāng)卸料力很大時(shí)，所選的樹脂數(shù)量過多，這樣使模具結(jié)構(gòu)龐大或受模具結(jié)構(gòu)空間限制而使樹脂無法布置。因此實(shí)踐中有按F1≥F預(yù)，或使F預(yù)>0.5F卸來選擇樹脂的也能滿足要求。
5.導(dǎo)料桿一般為多個(gè)使用，間距不宜過大，以免條料在送進(jìn)過程中呈波浪式前進(jìn)，送料不便。
6.條料的送進(jìn)高度必須嚴(yán)格保持一致，送進(jìn)高度一般為制件的最大高度加上1.3到3.5毫米左右。
由于本人尚無實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中仍存在許多不足之處，需要進(jìn)一步的修改和完善。
致 謝
大學(xué)四年生活即將結(jié)束，在此畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際，我僅以個(gè)人名義向曾經(jīng)關(guān)心過我，幫助過我的前輩、老師、同學(xué)、朋友們表示衷心的感謝和誠(chéng)摯的祝福！
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師的悉心指導(dǎo)下順利完成的，郝老師對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所采取的態(tài)度是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，?yán)格按照學(xué)校所規(guī)定的日程進(jìn)行指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)的過程中，郝老師給予了非常具體、非常有效的專業(yè)知識(shí)指導(dǎo)，在此對(duì)于郝老師這種認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍的敬業(yè)精神表崇高的敬意和誠(chéng)摯的謝意！
最后，對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)所提供的軟硬件設(shè)施表示深深的感激！
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