I / 27 文檔可自由編輯打印連接板級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)連接板級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)I / 27 文檔可自由編輯打印摘摘 要要本文綜合運(yùn)用了沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行了連接板零件的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。從材料、形狀尺寸、精度要求等方面分析了該零件的沖壓成形性；在綜合考慮工序要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、精度要求等問題的基礎(chǔ)上，制定了零件的成形工藝方案；計(jì)算了零件展開尺寸，進(jìn)行了零件排樣，確定了條料寬度；在綜合考慮工序順序、模具強(qiáng)度、定位方式等問題的基礎(chǔ)上，完成了級(jí)進(jìn)模工步設(shè)計(jì)；計(jì)算了各工步的沖壓力，確定了模具的壓力中心；進(jìn)行了級(jí)進(jìn)模總體結(jié)構(gòu)和主要零部件設(shè)計(jì)，繪制了模具裝配圖及模具主要零件的零件圖；根據(jù)沖壓力和模具裝配尺寸選擇成形設(shè)備。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：連接板；沖壓工藝；級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)；模具裝配圖II / 27 文檔可自由編輯打印AbstractIn this paper, the author applying the related knowledge about punching craft together with the mold design, design the connect board and the mold. And then the author analyzed the performance of the component when punching-forming in view of material, size, and precision requirement. Afterwards, the author made the plan of shaping after considering the working procedure requirement, the produce batch, the produce efficiency, the precision requirement. Then the author worked the size of the unfold part out, designed the layout of the part, determined the width of the strip. And then the author accomplished the design of the progressive die steps on basis of considering the order of the working procedure, the intension of the die, the way of orientation. After that, the author worked the force of punching in every step out, determined the center of pressure, designed the structure of the progressive die in the whole and the main parts, and painted the drawing of the assembly and the main parts. The facility of forming can be chose by the force of punching and the assembling size of the die. Keywords: Connect board; Stamping process; Progressive die design; Mold assembly drawing1 / 27 文檔可自由編輯打印目目 錄錄第 1 章 緒 論11.1 沖壓模概述11.2 沖壓模的發(fā)展21.3 現(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展趨勢21.4 精密多工位級(jí)進(jìn)模的發(fā)展41.5 課程研究任務(wù)5第 2 章 工藝性分析與工藝方案制定62.1 零件圖62.2 工藝性分析62.3 工藝方案制定62.4 毛坯尺寸計(jì)算72.4.1 零件排樣設(shè)計(jì)7第 3 章 級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)93.1 成形力計(jì)算93.1.1 沖孔落料力計(jì)算93.1.2 彎曲力計(jì)算103.2 沖壓設(shè)備的選擇103.3 凹模外形尺寸確定103.4 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算103.4.1 沖孔凸、凹模刃口尺寸113.4.2 落料凸、凹模刃口尺寸123.5 模具的總體設(shè)計(jì)133.5.1 模架的選取143.5.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定位方式選擇143.5.3 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163.5.4 凸模固定板設(shè)計(jì)163.5.5 定位裝置設(shè)計(jì)173.5.6 卸料板的設(shè)計(jì)183.5.7 模柄的選用183.5.8 墊板的選用183.5.9 模具的閉合高度18第 4 章 模具裝配圖204.1 裝配圖20結(jié) 論21參 考 文 獻(xiàn)222 / 27 文檔可自由編輯打印致 謝231 / 27 文檔可自由編輯打印第第 1 1 章章 緒緒 論論1.1 沖壓模沖壓模概述概述沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓模具的種類繁多，可以從以下方面分：根據(jù)工藝性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模。（1） 沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。（2） 彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。（3） 拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。（4） 成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等1。根據(jù)工序組合程度可分為單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模。（1） 單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。（2） 復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。（3） 級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具2。一套模具一般都有固定和活動(dòng)兩部分組成。固定部分是用壓鐵、螺栓等緊固件固定在沖床的工作臺(tái)上，稱為下模；活動(dòng)部分是緊固在沖床的滑塊上，稱為上模。上模隨著滑塊作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)板料進(jìn)行沖壓。一套模具根據(jù)其復(fù)雜程度不同，可由幾個(gè)或幾十個(gè)零件組成，根據(jù)模具零件的作用，可分成以下五種類型的零件：（1） 工作零件工作零件是直接完成沖裁工作的零件，如凹模、凸模、凸凹模等，這是模具中不可缺少的部分。（2） 定位零件定位零件是確定條料或坯料在模具中的正確位置的零件，如擋料銷、導(dǎo)料銷、導(dǎo)正銷、定位板、側(cè)刃、導(dǎo)尺、側(cè)壓板等等。（3） 卸料、推件零件卸料、推件零件是沖裁后，將工件和廢料排除，以保證下一次沖裁順利進(jìn)行的零件。如卸料板、推件塊、廢料切刀等等。（4） 導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件是保證上、下模之間有準(zhǔn)確相對(duì)位置的零件，如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板等。2 / 27 文檔可自由編輯打印（5） 聯(lián)接固定零件聯(lián)接固定零件是將凸、凹模固定于上、下模座上，以及將上、下模固定在壓力機(jī)上的零件，如上、下模座、模柄、固定板、墊板、螺釘、銷釘?shù)取ｋS著我國制造業(yè)的高速發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，沖壓模具呈現(xiàn)出復(fù)雜化、大型化、精密化的發(fā)展趨勢，級(jí)進(jìn)模的應(yīng)用比例不斷增加。這主要因?yàn)榧?jí)進(jìn)模相對(duì)于其它的沖壓模具，如單沖模、復(fù)合模等具有生產(chǎn)率高，產(chǎn)品精度高的特點(diǎn)。級(jí)進(jìn)模是一種精密、高效、復(fù)雜的沖壓模具，它是一種在壓機(jī)的一次行程中可以在一副模具上的不同區(qū)域完成多道沖壓成形的工序，從而提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)保證了零件的高定位精度。目前，在自動(dòng)沖床上用級(jí)進(jìn)沖裁?；蚪M合沖模加工轉(zhuǎn)子、定子板，或者應(yīng)用于插接件作業(yè)，已是眾所周知的沖壓技術(shù)；級(jí)進(jìn)模在車身制造中也開始得到越來越廣泛的應(yīng)用，級(jí)進(jìn)組合沖模以其生產(chǎn)率高、材料利用率高、綜合生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)在美國汽車工業(yè)中得到了普遍應(yīng)用。用級(jí)進(jìn)模直接把卷材加工為成型零件，省去了用多工位壓力機(jī)和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運(yùn)輸?shù)群罄m(xù)工序。它不需要預(yù)先進(jìn)行板料剪切，與多工位壓力機(jī)上使用的階梯模相比，可節(jié)約成本約 30%。1.2 沖壓模的發(fā)展沖壓模的發(fā)展塑性成形技術(shù)具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗等顯著特點(diǎn)，已成為當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測，21世紀(jì)，機(jī)械制造工業(yè)零件粗加工的75%和精加工的50%都采用塑性成形的方式實(shí)現(xiàn)。工業(yè)部門的廣泛需求為塑性成形新工藝新設(shè)備的發(fā)展提供了強(qiáng)大的原動(dòng)力和空前的機(jī)遇。金屬及非金屬材料的塑性成形過程都是在模具型腔中來完成的。因此，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)。新世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)面臨著巨大的變革。通過與計(jì)算機(jī)的緊密結(jié)合，數(shù)控加工、激光成型、人工智能、材料科學(xué)和集成制造等一系列與塑性成形相關(guān)聯(lián)的技術(shù)發(fā)展速度之快，學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣泛是過去任何時(shí)無法比擬的，塑性成形新工藝和新設(shè)備不斷地涌現(xiàn)，掌握塑性成形技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，有助于及時(shí)研究、推廣和應(yīng)用高新技術(shù)，推動(dòng)塑性成形技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。實(shí)施塑性成形技術(shù)的最終形式就是模具產(chǎn)品，而模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)進(jìn)步，模具技術(shù)又涉及到多學(xué)科的交叉。模具作為一種高附加值產(chǎn)品和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。1.3 現(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展趨勢現(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展趨勢傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)，主要是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，用仿型加工，成形磨削以及電火花加工方法來制造模具。而現(xiàn)代模具不同，它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且技術(shù)要求更高，用傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用先進(jìn)制造技術(shù)，才能達(dá)到它的技術(shù)要求，當(dāng)前，3 / 27 文檔可自由編輯打印整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場競爭劇烈。為了適應(yīng)市場對(duì)模具制造的短交貨期，高精度、低成本的迫切要求，模具將有如下發(fā)展趨勢:(1) 愈來愈高的模具精度。10 年前，精密模具的精度一般為5m，現(xiàn)在已達(dá)2 3m，不久1m 精度的模具即將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1m以內(nèi)，這就要求發(fā)展超精加工。(2) 日趨大型化模具。這一方面是由于用模具成形的零件日漸大型化，另一方面也是由于高生產(chǎn)率要求的一模多腔(現(xiàn)在有的已達(dá)一模幾百腔) 所致。(3) 擴(kuò)大應(yīng)用熱流道技術(shù)。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展較快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具50%以上采用了熱流道技術(shù)，甚至達(dá)到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在國內(nèi)也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%30%。(4) 進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具。一副多功能模具除了沖壓成形零件外，還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，這種多功能復(fù)合模具生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件，可大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)及裝配周期，對(duì)模具材料的性能要求也越來越高。(5) 日益增多高擋次模具。大致可分三個(gè)層次，一是用于汽車、飛機(jī)、精密機(jī)械的微米級(jí)(m)精密加工;二是用于磁盤、磁鼓制造的亞微米級(jí)(0.01m) 精密加工;三是用于超精密電子器件的毫微米級(jí)(0.001m)精密加工。目前，超精密加工已進(jìn)入納米級(jí)(011100nm)精度階段。這將使模具的技術(shù)含量不斷提高，使中、高檔模具比例將不斷增大。(6) 進(jìn)一步增多氣輔模具及高壓注射成型模具。隨著塑料成形工藝的不斷改進(jìn)和發(fā)展，為了提高注塑件質(zhì)量，氣輔模具及高壓注射成型模具將隨之發(fā)展。(7) 增大塑料模具比例。隨著塑料原材料的性能不斷提高，各行業(yè)的零件將以塑代鋼，以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，使塑料模具的比例日趨增大。同時(shí)，由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的逐漸提高，對(duì)塑料模具的制造要求也越來越高。(8) 增多擠壓模及粉末鍛模。由于汽車、車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，如以鋁代鋼，非全密度成形，高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料成形和加工。新型材料的采用，不僅改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能而且使生產(chǎn)工藝發(fā)生了根本變革，相應(yīng)地出現(xiàn)了液態(tài)(半固態(tài)) 擠壓模具及粉末鍛模。對(duì)這些模具的制造精度要求是高的。(9) 日漸推廣應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)化。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影4 / 27 文檔可自由編輯打印響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在“十五”期間必將得到較大的發(fā)展。(10) 大力發(fā)展快速制造模具。目前是多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代，21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到75 %以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此，開發(fā)快速成型模具將越來越引起人們的重視和關(guān)注。1.4 精密多工位級(jí)進(jìn)模的發(fā)展精密多工位級(jí)進(jìn)模的發(fā)展標(biāo)志著沖模技術(shù)先進(jìn)水平的高精度多工位級(jí)進(jìn)模具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、精度高、壽命長及生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精沖模具品種。從制品來看，有引線框架多工位級(jí)進(jìn)模、彩管電子槍零件多工位級(jí)進(jìn)模、空洞器翅片多工位級(jí)進(jìn)模、電子零件多工位級(jí)進(jìn)模、接插件多工位級(jí)進(jìn)模、電器芯片多工位級(jí)進(jìn)模、微型殼片多工位級(jí)進(jìn)模、電機(jī)鐵芯自動(dòng)疊片多工位級(jí)進(jìn)模等。從制品和模具水平來分析， 模具的復(fù)雜程度、制造精度、使用壽命和性能、制品質(zhì)量及外觀等，均有較大進(jìn)步，已達(dá)到或接近國際水平3。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:（1） 模具CAD/CAM技術(shù)得到普遍采用，提高了模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短了模具設(shè)計(jì)時(shí)間，結(jié)構(gòu)上形成規(guī)范化、典型化、標(biāo)準(zhǔn)化。模具制造技術(shù)已基本實(shí)現(xiàn)數(shù)控化，應(yīng)用數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心、數(shù)控低速走絲線切割機(jī)、數(shù)控坐標(biāo)磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床等精密數(shù)控設(shè)備和精密制造技術(shù)，已成為加工凸模、凹模及高精度零件的主要手段，保證了精度和質(zhì)量，并加快了制造周期。（2） 模具的綜合性能已達(dá)到較高水平，有代表性的是集機(jī)電技術(shù)一體化的電機(jī)鐵芯自動(dòng)疊片硬質(zhì)合金級(jí)進(jìn)模，主要零件制造精度達(dá)2m，步距精度在3m內(nèi)，拼塊精度1m，雙回轉(zhuǎn)精度1，表面粗糙度Ra0.100.40m。模具在高速?zèng)_床上使用，具有自動(dòng)沖壓、疊片、扭槽、分組、回轉(zhuǎn)等功能，沖制出成批的鐵芯組合件，替代了單片零件。模具總壽命可達(dá)1 億沖次以上。（3） 模具的制造周期逐步縮短，現(xiàn)代模具制造技術(shù)進(jìn)一步得到推廣應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化程度逐步提高，使高精度多工位級(jí)進(jìn)模的制造周期逐步縮短，大型模具的制造周期4個(gè)月、中型的3個(gè)月、小型的2個(gè)月。制造周期已達(dá)到國外同類模具的水準(zhǔn)。（4） 我國設(shè)計(jì)制造的精密多工位級(jí)進(jìn)模與國外同類模具相比，從模具結(jié)構(gòu)、制造精度、制造周期、使用壽命等指標(biāo)來衡量，水平已相當(dāng)或接近，而價(jià)格則為進(jìn)口模具的1/3 左右，完全可以替代進(jìn)口，具有很強(qiáng)的市場競爭力。5 / 27 文檔可自由編輯打印精密多工位級(jí)進(jìn)模的發(fā)展趨勢與市場的發(fā)展要求密切相關(guān)。近幾年，從電機(jī)鐵芯自動(dòng)疊片硬質(zhì)合金級(jí)進(jìn)模的發(fā)展趨勢來看，主要特點(diǎn)如下:（1） 模具向大型化發(fā)展。這一方面是由于用單排級(jí)進(jìn)模成形的制品要求向雙排級(jí)進(jìn)模發(fā)展，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和材料利用率，另一方面是用模具成形的制品日漸大型化所致。模具也日趨大型化，市場需求份額的比例將逐步增大。（2） 模具技術(shù)向更高層次發(fā)展。單排多工位級(jí)進(jìn)模技術(shù)向大型雙排多工位級(jí)進(jìn)模技術(shù)發(fā)展，這在模具結(jié)構(gòu)、制造精度、制造難度及總體技術(shù)水平等方面都有一定的難度。大型雙排多工位級(jí)進(jìn)模技術(shù)水平將向更高層次發(fā)展和提升。（3） 模具功能向全方位發(fā)展，雙排扭槽疊片、雙排直槽疊片，大回轉(zhuǎn)疊片、雙回轉(zhuǎn)疊片等功能，將隨著市場的發(fā)展，得到廣泛應(yīng)用，制品精度將進(jìn)一步提高。（4） 模具的電子監(jiān)視及控制技術(shù)向?qū)嵱煤喴装l(fā)展，以監(jiān)控制品生產(chǎn)有序進(jìn)行。精密多工位級(jí)進(jìn)模與國外模具的差距:（1） 模具使用壽命與國外先進(jìn)水平相比，約低一個(gè)檔次。（2） 模具在高速運(yùn)行生產(chǎn)中的可靠性與國外模具相比，有一定差距。（3） 模具材料品質(zhì)、表面處理手段和標(biāo)準(zhǔn)化程度方面，也存在著較大的差距。1.5 課程研究任務(wù)課程研究任務(wù)本論文主要運(yùn)用Cad繪圖軟件進(jìn)行連接板的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。通過工藝分析、排樣方案設(shè)計(jì)、沖孔落料、彎曲等工位的計(jì)算，設(shè)計(jì)出一套模具，繪制總的裝配圖。6 / 27 文檔可自由編輯打印第第 2 2 章章 工藝性分析與工藝方案制定工藝性分析與工藝方案制定2.1 零件圖零件圖圖2-1零件為一電器整件的連接板零件圖。圖 2-1 連接板零件圖Fig. 2-1 The part of connect board2.2 工藝性分析工藝性分析該零件材料為SECC- SV- 0.5mm鍍鋅鋼板。具有良好的力學(xué)性能，可以進(jìn)行沖裁、彎曲等成型工序。抗拉強(qiáng)度為270-380N/mm2，伸長率30。該零件厚度為0.5mm，長度和寬度都較小，屬于精密沖裁，要求尺寸精度比較高。零件圖上有些尺寸未標(biāo)注公差，按照IT14級(jí)處理，零件公差按IT10級(jí)計(jì)算。零件中間為Z字形彎曲，可以一次成形。綜上所述，該零件具有良好的沖壓成形工藝性，可以沖壓成形。2.3 工藝方案制定工藝方案制定該零件為Z字形彎曲成型件，沖件的三個(gè)R1.35mm孔及一長方形孔與中心基準(zhǔn)軸線的位置尺寸精度要求較高。而Z形彎曲只可采用一次成形的沖壓方法。為保證零件的孔距尺寸精度，兩個(gè)R1.35孔與長方形孔必須在沖件彎7 / 27 文檔可自由編輯打印曲成形后再一起沖出。如采用單工序的沖壓方式，無論工序排列還是工序間定位形式的選擇都較難達(dá)到在批量生產(chǎn)中沖件質(zhì)量的一致性。為適應(yīng)批量生產(chǎn)及保證沖件尺寸精度的一致性，采用級(jí)進(jìn)模的生產(chǎn)方式更為合理。因沖件材料較薄， 而沖件中間部位為非封閉輪廓型孔， 在其外側(cè)部分已沖切后再采用一次沖切中間型孔易產(chǎn)生沖裁后的局部外形變形。經(jīng)分析，應(yīng)采用在前面工序中先預(yù)沖出一個(gè)4mm 圓孔， 然后再在后面工序中沖切中間部位異形孔。2.4 毛坯尺寸計(jì)算毛坯尺寸計(jì)算2.4.1 零件排樣設(shè)計(jì)零件排樣設(shè)計(jì)沖裁件在條料、帶料或料板上的布置方法叫做排樣。排樣合理就能用同樣的材料沖出更多的零件來，降低材料消耗。大批量生產(chǎn)時(shí)，材料費(fèi)用一般占沖裁件的成本60%以上。因此，材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個(gè)重要問題，特別對(duì)貴重的有色金屬。排樣的合理與否將影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用、沖裁質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命、生產(chǎn)操作方便與安全等4。確定排樣方案時(shí)，進(jìn)行了沖件展開后的直排排列與偏轉(zhuǎn)8后的排列形式的比較。如圖2-2所示，條料的寬度為46.5mm，一個(gè)間距為31mm，材料利用率為58%。圖2-2 直排排列Fig. 2-2 Straight chart圖2-3 偏轉(zhuǎn)8后排列 Fig. 2-3 The chart slanting 8另一種排樣方案如圖2-3所示，條料的寬度為45mm，一個(gè)進(jìn)距為27mm，料寬45mm，材料利用率為8121212=67%。比圖2-2的利用率提高了9%。所以采用斜排 8后的排樣方式。針對(duì)沖件Z形彎曲成形的特點(diǎn)，結(jié)合考慮到中間部位型孔需分解成2個(gè)工位沖切，而在沖件下端又有一小彎曲成形，沖件上半部分外形與小彎曲部分外形必須先沖切出來。條料在進(jìn)行連續(xù)不斷的局部外形沖裁后與條料的連8 / 27 文檔可自由編輯打印接逐步減少，為使條料在浮離凹模平面后的連續(xù)向前送進(jìn)過程中有較好的連接強(qiáng)度和送進(jìn)的平穩(wěn)性，排樣方案采用了以沖件本體為單側(cè)載體的形式。小彎曲部位的外形沖裁采用局部“沖型孔”的沖切方式。保證了載體的強(qiáng)度不受到影響。為不使材料利用率降低太多，而又要確保條料連續(xù)送進(jìn)的定位精度要求，精定位導(dǎo)正釘孔一排設(shè)置在單側(cè)載體部位，另一排導(dǎo)正釘孔設(shè)置在靠近沖件沖切局部外形的邊緣，導(dǎo)正釘直徑確定為3mm。排樣設(shè)計(jì)時(shí)，在沖出兩導(dǎo)正釘孔的同時(shí)，各工序間的排列順序是:先沖出精度要求高的1個(gè)2.7mm孔和需彎曲成形部位的局部外形沖切。中間部位異型孔與局部外形沖切分解在三個(gè)工位中沖裁，以保證凸、凹模等模具主要工作零件的強(qiáng)度與剛度。為減少工序，沖件下端的向上彎曲成形與Z形彎曲在同一工序部位沖壓成形。排樣時(shí)為避免工序間、模具成形零件間安裝位置的干涉，在第5工位設(shè)置了一空工位。在第6工位進(jìn)行Z形大彎曲的同時(shí)進(jìn)行右下端的小彎曲成形。為使模具沖壓工位間的間距更為緊湊，在緊鄰成形工位后即設(shè)置了載體與沖件的分離工序。綜上具體工位安排如下：第一步?jīng)_導(dǎo)正釘孔、預(yù)沖孔、局部外形沖切； 第二步?jīng)_型孔、局部外形沖切； 第三步?jīng)_型孔、局部外形沖切；第四步局部外形沖切；第五步設(shè)為空工位；第六步Z 形彎曲；第七步?jīng)_3個(gè)孔、零件外形與載體沖切分離。綜上，可以得到零件的排樣如圖2-4所示圖2-4 排樣圖Fig. 2-4 Layout drawing9 / 27 文檔可自由編輯打印第第 3 3 章章 級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模是這樣一種模具，在其模座上按工序設(shè)計(jì)設(shè)置了所需的多個(gè)工位，最少為兩工位，可以是落料、沖孔、彎曲、拉深等各種功能。工作時(shí)從第一工位開始，壓力機(jī)在有送料配合的情況下，每行程一次只完成一個(gè)中間沖壓工序，待逐一輪完成全部工位后，才得到一個(gè)完整的沖壓制件，并從此開始進(jìn)入穩(wěn)定生產(chǎn)，壓力機(jī)每行程一次，即獲得一個(gè)成品制件，直至整卷?xiàng)l料用完。級(jí)進(jìn)模也稱連續(xù)?；蛱侥?。級(jí)進(jìn)模有如下特點(diǎn)：（1） 級(jí)進(jìn)模是連續(xù)沖壓的多工序沖模。在一副模具內(nèi)可以包括沖裁、彎曲、成形、拉深等多道工序內(nèi)容。（2）由于級(jí)進(jìn)模是將工序分散開來，而不是集中在一個(gè)工位上，所以不存在類似復(fù)合模的“最小壁厚”問題，一般，模具強(qiáng)度相對(duì)較高，壽命較長。（3）在級(jí)進(jìn)模上所產(chǎn)生的沖壓制件和廢料，多數(shù)都取下漏方式排出，從而為安裝在高速壓力機(jī)上使用提供了必要條件。（4）級(jí)進(jìn)模是以卷料或帶料為原材料的，可方便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料、自動(dòng)出料、自動(dòng)疊片等功能，從而實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)。（5）從生產(chǎn)投入和管理的角度看，采用級(jí)進(jìn)模沖壓，可減少設(shè)備和模具的數(shù)量，從而減小車間的占地面積，省取半制品的運(yùn)輸和存儲(chǔ)。（6）從安全生產(chǎn)的角度看，由于級(jí)進(jìn)模必定配有自動(dòng)送、出料裝置，先進(jìn)一些的級(jí)進(jìn)模還配有故障監(jiān)測等安保裝置，一般不需人手進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)工作，因而大大提高了安全性。（7）級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)制造精度要求高，一般生產(chǎn)周期長，成本較高，維護(hù)也比較困難5。3.1 成形力計(jì)算成形力計(jì)算3.1.1 沖孔落料力計(jì)算沖孔落料力計(jì)算根據(jù)二維 Autocad 得知，L=108.044mm厚度 t=0.5mm抗拉強(qiáng)度b=300MPaF沖孔=L沖孔tb=108.0440.5300=16206.6NF落料=L落料tb=151.8270.5300=22774.05N總的沖裁力為 F沖=F沖孔+F落料=16206.6+22774.05=38980.65N6F推=K推F=0.06338980.65=2455.78N10 / 27 文檔可自由編輯打印F卸=K卸F=0.05538980.65=2143.9N所以總的沖壓力為：F總=F沖+F推+F卸=38980.65+2455.78+2143.9=43580.33N3.1.2 彎曲力計(jì)算彎曲力計(jì)算該零件是 Z 形彎曲模，彎曲力計(jì)算公式為：210.6/bFKb trt 式中：F1材料在沖壓行程結(jié)束時(shí)的自由彎曲力。b彎曲件的寬度。t彎曲件的厚度。r彎曲件的內(nèi)彎曲半徑。b材料的抗拉強(qiáng)度。K安全系數(shù)，一般取 K=1.3。210.6 1.37.547.5 10.5300/ 0.1 0.51563.9FN因帶有頂件裝置，故頂件力：10.40.4 1563.9625.56QFN12189.46FFQN所以總的成形力為：43580.332189.4645769.79FN3.2 沖壓設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇根據(jù)沖壓力 F=43580.33N，選定壓力機(jī)型號(hào)為：J23-6.3。其基本參數(shù)如下：公稱壓力： 63KN公稱壓力行程： 3.5mm工作臺(tái)尺寸(前后)： 315mm工作臺(tái)尺寸(左右)： 200mm模柄孔尺寸： 3050(mm)3.3 凹模外形尺寸確定凹模外形尺寸確定根據(jù)手冊得， 凹模高： 22HKbmm凹模壁厚：(1.52)33cHmm所以凹模周界： 1802 33246Lmm 452 33105Bmm 11 / 27 文檔可自由編輯打印所以，L=250mm，B=160mm3.4 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算凸、凹模刃口尺寸計(jì)算對(duì)于此類薄料沖裁件的沖裁，為保證凸、凹模之間一定的間隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好其中的一件作為基準(zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。這種加工方法的特點(diǎn)是：(1) 模具間距是在配制中保證的，因此不需要校核，所以加工基準(zhǔn)件時(shí)可以適當(dāng)放寬公差，使其加工容maxminpdZZ易。(2) 尺寸標(biāo)注簡單，只需要在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，配制件僅標(biāo)注基本尺寸并注明配做所留間隙值。由于形狀復(fù)雜工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損情況也不同，有變大的、變小的、不變的，必須對(duì)有關(guān)尺寸進(jìn)行具體分析后，按前述尺寸計(jì)算原則區(qū)別對(duì)待。3.4.1 沖孔凸、凹模刃口尺寸沖孔凸、凹模刃口尺寸對(duì)零件圖上公差按 IT10 級(jí)選取8。(1) 變小的尺寸、0.0802.70.075060.07504.40.07505R0.0600.5R0.0602.5R0.07504R、0.07503.0513.60.050()ppAAx 0010.020.02(2.70.75 0.08)2.76pAmm0.75x 0020.020.02(60.075 1)6.075pAmm1x 0030.020.02(4.40.075 1)4.475pAmm1x 0040.020.02(50.75 0.075)5.056pAmm0.75x 0050.0150.015(0.50.75 0.06)0.545pAmm0.75x 0060.0150.015(2.50.75 0.06)2.545pAmm0.75x 12 / 27 文檔可自由編輯打印 0070.020.02(40.75 0.075)4.056pAmm0.75x 0080.020.02(3.05 1 0.075)3.125pAmm 1x 0090.010.01(13.6 1 0.1)13.1pAmm 1x (2) 變大的尺寸、0.07504R70.050()ppBBx 0.020.02100(40.75 0.075)3.944pBmm0.75x 0.010.01200(7 1 0.1)6.9pBmm 1x (3) 不變的尺寸、250.0570.0560.05140.05180.050.0907、15.20.0518.40.05當(dāng)制件的尺寸為時(shí) 0C(0.5 )/2ddCC 當(dāng)制件的尺寸為時(shí) 0C(0.5 )/2dCC 當(dāng)制件的尺寸為時(shí)時(shí) C/2ddCC1250.006ddCCmm270.012/270.006dCmm360.012/260.006dCmm4140.012/2140.006dCmm5180.012/2180.006dCmm6(70.5 0.09)0.017.0450.011dCmm715.20.012/215.20.006dCmm818.40.012/218.40.006dCmm13 / 27 文檔可自由編輯打印3.4.2 落料凸、凹模刃口尺寸落料凸、凹模刃口尺寸(1) 變小的尺寸00.063R0000.020.02()(30.75 0.06)3.045ddAAxmm (2) 變大的尺寸、00.075600.063R00.097R00.062.6R00.0753.5R00.1324R0()ddBBx 0.020.02100(6 1 0.075)5.925dBmm 1x 0.0150.015200(30.75 0.06)2.955dBmm0.75x 0.0250.025300(70.75 0.09)6.933dBmm0.75x 0.0150.015400(2.60.75 0.06)2.555dBmm0.75x 0.020.02500(3.50.75 0.075)3.444dBmm0.75x 0.030.03600(240.75 0.13)23.903dBmm0.75x 3.5 模具的總體設(shè)計(jì)模具的總體設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)及總裝設(shè)計(jì)如圖3-1所示。因采用沖件的本體為載體，沖件間的連接強(qiáng)度較好。導(dǎo)料系統(tǒng)采用雙排對(duì)稱設(shè)置的6mm帶槽浮頂導(dǎo)料柱。凹模采用整體結(jié)構(gòu)的形式，在Z形成形凹模及最后沖制三型孔的凹模部位，均采用了鑲塊的結(jié)構(gòu)形式，以便于模具成形尺寸的調(diào)整和模具磨損后的修理與更換。沖件的Z形彎曲與右下端的向上小彎曲合用同一成形頂塊，沖壓時(shí)卸料板首先與成形頂塊把條料需成形的部位壓緊，Z形彎曲與向上小彎曲同時(shí)向卸料板內(nèi)成形。14 / 27 文檔可自由編輯打印圖 3-1 級(jí)進(jìn)模裝配圖Fig. 3-1 The assembly drawing of progressive die3.5.1 模架的選取模架的選取沖模模架由上、下模座及導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱與導(dǎo)套）組成。根據(jù)上、下模座材料性質(zhì)分為鑄鐵模架與鋼板模架兩種；根據(jù)導(dǎo)向裝置中導(dǎo)柱與導(dǎo)套間的摩擦性質(zhì)，模架又可分為滑動(dòng)與滾動(dòng)導(dǎo)向模架兩大類。每類模架中又可由導(dǎo)柱的安裝位置及導(dǎo)柱數(shù)分為多種。選取模架應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1) 多工位級(jí)進(jìn)模應(yīng)滿足剛性高和精度高的要求。(2) 為保證模架強(qiáng)度，其上下模板的厚度要足夠，通常比普通沖模模座厚約30%。(3) 模架要有精確的導(dǎo)向，基本上都采用滾珠滾動(dòng)導(dǎo)向，導(dǎo)柱直徑應(yīng)在許可范圍內(nèi)取大，并考慮防裝錯(cuò)措施。(4) 注意采用拆裝快捷并保證重復(fù)裝卸精度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于此模具為精密模具，所以此模具選用對(duì)角導(dǎo)柱滾動(dòng)導(dǎo)向鋼結(jié)構(gòu)模架。根據(jù)凹模周界確定模架的尺寸為9：上模座尺寸為：36027045(mm) 材料為：ZG45 下模座尺寸為：36027050(mm) 材料為：ZG45導(dǎo)柱尺寸為： 32160(mm) 材料為：GCr15導(dǎo)套尺寸為： 325595(mm) 材料為：20鋼15 / 27 文檔可自由編輯打印3.5.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定位方式選擇凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定位方式選擇對(duì)于沖小孔凸模，通常采用加大固定部分直徑，縮小刃口部分長度的措施來保證小凸模的強(qiáng)度和剛度。當(dāng)工作部分和固定部分的直徑差太大時(shí)，可設(shè)計(jì)多臺(tái)階結(jié)構(gòu)。各臺(tái)階過渡部分必須用圓弧光滑連接，不允許有刀痕。特別小的凸?？梢圆捎帽Ｗo(hù)套結(jié)構(gòu)。卸料板能起到對(duì)凸模的導(dǎo)向保護(hù)作用，以消除側(cè)壓力對(duì)凸模的作用而影響其強(qiáng)度。沖孔后的廢料若隨著凸?；爻藤N在凸模端面上帶出模具，并掉在凹模表面，若不及時(shí)清除將會(huì)使模具損壞。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采取一些措施，防止廢料隨凸模上竄。也可在凸模中心加通氣孔，減小沖孔廢料與沖孔凸模端面上的“真空區(qū)壓力”，使廢料易于脫落。除了沖孔凸模外，級(jí)進(jìn)模中有許多分解沖裁的制件輪廓沖裁凸模。這些凸模的加工大都采用線切割結(jié)合成型磨削的加工方法。此模具由于沖切外形凸模形狀比較復(fù)雜，加工比較困難，故凸模與固定板采用過盈配合，并用圓柱銷鉚接。一些沖孔凸模，采用臺(tái)階式的凸模。由于材料較薄，沖壓力比較小，不需要對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校核10。圖 3-2 沖孔凸模Fig. 3-2 Punch male die16 / 27 文檔可自由編輯打印3.5.3 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 3-3 凹模圖Fig. 3-3 Cavity drawing凹模采用整體結(jié)構(gòu)的形式，前面工序的全部圓孔沖切均采用凹模鑲套的形式，在 Z 形成形凹模及最后沖制三型孔的凹模部位，均采用鑲塊的形式，以便于模具成形尺寸的調(diào)整和模具磨損后的修理和更換。3.5.4 凸模固定板設(shè)計(jì)凸模固定板設(shè)計(jì)凸模固定板如圖 3-4 所示，根據(jù)凹模周界，查表得凸模固定板尺寸為：25016022(mm)，凸模固定板與凸模采用 H7/H6 配合，材料為 45 號(hào)鋼12。17 / 27 文檔可自由編輯打印圖 3-4 凸模固定板Fig. 3-4 Punch plate3.5.5 定位裝置設(shè)計(jì)定位裝置設(shè)計(jì)本模具用導(dǎo)正銷做定位，把導(dǎo)正銷裝在第二工位及以后的工位上，沖裁時(shí)把它們插進(jìn)已沖好的導(dǎo)正孔中，使孔與外形的相對(duì)位置對(duì)準(zhǔn)，然后進(jìn)行沖裁，這樣就消除了送料步距的誤差，起精確定位作用。為了便于進(jìn)入導(dǎo)正孔內(nèi)，導(dǎo)正銷頭部一般做成尖形的，如圖 3-5 所示。選用直徑為 3mm 的導(dǎo)正銷。則導(dǎo)正銷孔的直徑為 D=3mm。圖 3-5 導(dǎo)正銷Fig. 3-5 Pilot18 / 27 文檔可自由編輯打印3.5.6 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的設(shè)計(jì)圖 3-6 卸料板零件圖Fig. 3-6 Stripper parts drawing卸料板如圖 3-6 所示，本模具采用彈性卸料，卸料力 F落料=22774.05N，采用四支重載矩形截面彈簧卸料。卸料板不僅起卸料的作用，還起凸模導(dǎo)向作用。卸料板的外形尺寸和厚度為：長度，寬度和厚度：25016020（mm） ，材料為 45 鋼。凸模與卸料板孔的配合按 H7/h6 配合。卸料板上均布 4 組相同的彈簧作為彈壓裝置，卸料螺釘用 GB2867.681M12 圓柱頭卸料螺釘13。3.5.7 模柄的選用模柄的選用模柄是突出于上模座頂面的圓柱形零件，工作時(shí)深入壓力機(jī)滑塊孔中，并被夾緊固定。根據(jù)模架結(jié)構(gòu)，選用 M3095(mm)，材料為 A3 的 A 型壓入式。3.5.8 墊板的選用墊板的選用墊板是介于固定板（凹模）與模座間的淬硬板狀零件，作用是直接承受和分散凸模傳替的壓力，以降低模座承受的單位壓縮應(yīng)力，保護(hù)模座不被凸模端面壓陷。因?yàn)閴|板外形尺寸與凸模固定板相同，根據(jù)墊板外形尺寸，通過查文獻(xiàn)14表 2-40 可取墊板厚度為 8mm，材料為 45 鋼。19 / 27 文檔可自由編輯打印3.5.9 模具的閉合高度模具的閉合高度模具的閉合高度是指當(dāng)模具的上模在最低工作位置時(shí)，下模座底面上模座頂面的距離。根據(jù)上述確定的方案及各步計(jì)算結(jié)果可以算出模具閉合高度為：上模座、上墊板、凸模固定板、卸料板、卸料板墊板、凹模、下墊板、下模座之和，高度為 189mm。20 / 27 文檔可自由編輯打印第第 4 4 章章 模具裝配圖4.1 裝配圖裝配圖 圖 4-1 模具裝配圖 Fig. 4-1 The mold assembly drawing該模具結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示，凹模在下模上，條料經(jīng)開卷、校平從左側(cè)送進(jìn)，卸料采用彈性卸料方式，壓筋時(shí)抬料釘將卷料浮離凹模工作面，使得成形工序能順利進(jìn)行。工件和沖孔廢料及時(shí)下漏排出，載體搭邊用廢料切刀切斷。工作過程如下：先調(diào)整好送料機(jī)構(gòu)的送料步距，手工將材料從左側(cè)送入，沖導(dǎo)正孔的凸模沖出導(dǎo)正工藝孔。送進(jìn)一個(gè)步距，導(dǎo)正銷導(dǎo)正。再送進(jìn)一個(gè)步距，沖孔凸模沖孔，繼續(xù)送進(jìn)，完成沖孔、彎曲，落料凸模沖出工件。整個(gè)步距送完后，滑塊到達(dá)下死點(diǎn)。將送料機(jī)構(gòu)與壓力機(jī)連動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料沖壓15。21 / 27 文檔可自由編輯打印結(jié) 論本文綜合運(yùn)用了沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行了連接板零件的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，主要包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：(1)從零件材料、形狀尺寸、精度要求等方面說明了沖壓成形該零件的可行性。在綜合考慮工序要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、精度要求等問題的基礎(chǔ)上，制定了零件的成形工藝方案：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模彎曲(2)在綜合考慮工序順序、模具強(qiáng)度、定位方式等問題的基礎(chǔ)上，完成了級(jí)進(jìn)模工步設(shè)計(jì)：沖導(dǎo)正孔沖零件孔、外形沖切空工位切斷。(3)計(jì)算了各工步的沖壓力。根據(jù)沖壓力和模具裝配尺寸，選擇了成形設(shè)備 J23-6.3(4)進(jìn)行了級(jí)進(jìn)模總體結(jié)構(gòu)和主要零部件設(shè)計(jì)，繪制了模具裝配圖及模具主要零件的零件圖。22 / 27 文檔可自由編輯打印參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)1 王新華編. 沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2003:159-1602 馮炳堯，韓泰榮，殷振海等編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊. 上海科學(xué)技術(shù)出版 社. 1985:163-1683 高木六彌編. 模具制造技術(shù). 北京模具協(xié)會(huì)書刊編委會(huì). 1984:1-54 邱永成編. 多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì). 國防工業(yè)出版社. 1987:14-155 周大雋編. 沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)與范例. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2000:205-2066 韓英淳編. 簡明沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)手冊. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社. 2006:63-647 劉朝儒，彭福蔭，高政一編. 機(jī)械制圖. 高等教育出版社. 1999:640-6458 景旭文編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社. 2002:40-419 夏巨諶，李志鋼. 中國模具設(shè)計(jì)大典. 機(jī)械工程協(xié)會(huì). 2003:460-46610 王新華編. 沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2003:159-16011 高錦張編. 塑性成形工藝與模具設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社. 2002:36-3812 夏巨諶，李志鋼. 中國模具設(shè)計(jì)大典. 機(jī)械工程協(xié)會(huì). 2003:460-46613 楊玉英編. 實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2005:69-7214 鄭可主編. 實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊. 宇航出版社. 1990 15 鄭大中，房金妹等編. 模具結(jié)構(gòu)圖冊. 機(jī)械工業(yè)出版社. 1998:44-47