畢業(yè)設計--hcb991沖件彎曲成型工藝與多工位級進模設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要 3</b></p><p><b>　　關鍵詞 3</b></p><p>　　Abstract 3</p><p>　　Key words 3</p><p>　

2、　第一章 緒論 4</p><p>　　1.1 級進模的概述 4</p><p>　　1.2 級進模特點及其現(xiàn)狀 4</p><p>　　1.2.1 多工位級進模特點 4</p><p>　　1.2.2 多工位級進模在我國的發(fā)展現(xiàn)狀 5</p><p>　　1.3 級進沖模的設計要點與步驟 5</

3、p><p>　　第二章 產品的工藝性分析 5</p><p>　　第三章 方案及排樣圖設計 6</p><p>　　3.1 沖裁方案的設計 6</p><p>　　3.2 毛坯展開尺寸計算 6</p><p>　　3.3 排樣圖的設計 7</p><p>　　3.3.1 排樣圖的設計

4、7</p><p>　　3.3.2 排樣圖的設計方案與比較 8</p><p>　　3.4 步距與步距精度 9</p><p>　　3.4.1 步距基本尺寸的確定 9</p><p>　　3.4.2 步距精度 10</p><p>　　第四章 模具工藝計算 11</p><p>　　

5、4.1 凸、凹模間隙值的確定 11</p><p>　　4.2 公稱壓力的計算 11</p><p>　　4.3 壓力設備的選擇 11</p><p>　　4.4壓力中心的確定 11</p><p>　　第五章 模具結構 12</p><p>　　5.1 模架結構 12</p><p&

6、gt;　　5.2凸模、凹模結構設計 12</p><p>　　5.2.1 凸模結構設計 13</p><p>　　5.2.2 凹模的結構設計 13</p><p>　　5.3 卸料裝置結構的設計 14</p><p>　　第六章 主要零、部件的設計與選用 14</p><p>　　6.1 工藝零件

7、14</p><p>　　6.1.1 各工位凸、凹模刃口尺寸計算及長度的確定 14</p><p>　　6.1.2 定位裝置 18</p><p>　　6.2 結構零件的選用 19</p><p>　　6.2.1 導向零件的選用 19</p><p>　　6.2.2 模柄的選用 19</p>&

8、lt;p>　　6.2.3 緊固零件的選用 19</p><p>　　6.2.4彈性元件的選用 19</p><p>　　第七章 主要零件的制造工藝 19</p><p>　　7.1 凸模的加工工藝 19</p><p>　　7.1.1 直通式異形凸模 19</p><p>　　7.1.2 圓凸模、長圓

9、凸模 19</p><p>　　7.2 凹模的加工工藝及Pro/E數(shù)控加工 19</p><p>　　7.3 其他零件的加工工藝 22</p><p>　　7.3.1 卸料板的制造工藝 22</p><p>　　7.3.2 凸固定板的加工工藝 22</p><p>　　第八章 總結 22</p>

10、;<p><b>　　致謝 22</b></p><p><b>　　參考文獻 23</b></p><p>　　HCB991沖件彎曲成型工藝與多工位級進模設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設計為一彎曲沖裁多工位級進模，根據(jù)

11、設計零件的尺寸、材料、批量生產等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結構方案，然后通過工藝設計技術，確定排樣，計算沖壓力和壓力中心，初選壓力機，計算凸、凹模尺寸和公差，最后設計選用零、部件，對壓力機進行校核，繪制模具總裝草圖以及三維實體圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程。其中在結構設計中，主要對凸模、凹模、定位零件、卸料裝置等進行了設計，對于部分零件選用的標準件，本文就沒深入設計，并且在結構設計的同時，對部分零部件進行了

12、加工工藝分析，最終才完成本畢業(yè)設計。</p><p><b>　　關鍵詞</b></p><p>　　多工位級進模；工藝性分析；總裝圖；凸模</p><p>　　The forming process and multi-position progressive die design of HCB991 metal stamping</p

13、><p>　　Student majoring in material formating and control engineering Peng Min</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper designs a bent and punched multi-position prog

14、ressive die. According to the measurement, material and requirements of batch production of the indispensable components, manufacturability of the components is carefully analysed in the first place to determine the stru

15、cture of the dies and how to punch them. Afterwards, process design method was employed to decide layout and calculate stamping pressure and pressure center with which pressing machines can be chosen. At the same time, t

16、he </p><p><b>　　Key words</b></p><p>　　multi-position progressive die；manufacturability analysis；assembly drawing;terrace die</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p&g

17、t;<p>　　1.1 級進模的概述</p><p>　　一個沖壓零件，如用簡易模具沖制，一般來說，沒項沖壓工序，如沖模（沖孔、沖切或落料）、彎曲、拉深、成型等，就需要一副模具。這對于一個比較復雜的沖壓零件來說，則需要幾副模具才能完成。因此這種簡易模具的生產效率，相對來說仍是較低的。對于大批量生產的定性產品，用簡易模具進行生產是極不適應的。</p><p>　　多工位級進模是

18、冷沖模的一種。級進模又稱跳步模，它是在一副模具內，按所加工的零件分為若干個等距離工位，在每個工位上設置一定的沖壓工序，完成沖壓零件的某部分加工。被加工材料（一般為條料或帶料）在控制送進距離機構的控制下，經逐個工位沖制后，便得到一個完整的沖壓零件（或半成品）。這樣，一個比較復雜的沖壓零件，用一副多工位級進模即可沖制完成。在一副多工位級進模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深、成型等工序。一般地說，無論沖壓零件的形狀怎樣復雜，沖壓工序怎樣多，均

19、可用一副多工位級進模沖制完成。</p><p>　　多工位級進模的結構比較復雜，模具制造精度高，這對模具設計者來說需要考慮的內容很多，尤其是級進模條料排樣圖的設計，模具各部分結構的考慮等都是十分重要的。</p><p>　　級進模，尤其是多工位級進模，配合高速沖床，實現(xiàn)高速自動化作業(yè)，能使沖壓生產率大幅度提高。它在提高生產效率、降低成本、提高質量和實現(xiàn)沖壓自動化等方面有著非常現(xiàn)實的意義。多

20、工位級進模可以對于一些形狀十分復雜的沖壓件進行沖裁、彎曲、拉深、成形加工。對大批量生產的沖壓零件尤其應當采用多工位級進模進行沖制。</p><p>　　1.2 級進模特點及其現(xiàn)狀</p><p>　　級進模是在壓力機一次行程中完成多個工序的模具，它具有操作安全的顯著特點，模具強度較高，壽命較長。使用級進模便于沖壓生產自動化，可以采用高速壓力機生產。級進模較難保證內、外形相對為位置的一致性。

21、</p><p>　　多工位級進模沖壓工藝具有生產效率高，材料利用率高，沖壓設備比較簡單，對操作工人技術等級要求不高等優(yōu)點，所以在工業(yè)生產中，應用廣泛，并已成為不可缺少的重要加工手段之一。</p><p>　　1.2.1 多工位級進模特點</p><p>　　多工位級進模精度高、壽命長，其工作元件常采用高速鋼或硬質合金制造。用硬質合金制造的模具壽命一般可達到1億次，

22、最高可達到3億次。模具加工的位置精度為±（0.002~0.005）mm，尺寸精度一般為0.005mm，高的可達0.0025mm。特別對一些小凸模而言，其壽命顯得更為重要。在多工位級進模中，通常凸模都很細小，因此，它需要精確的導向和保護，常常將卸料板上的凸模相配的孔做得很精確，其尺寸及相互位置也做得正確無誤。在沖壓過程中凸模平穩(wěn)、精確，就需要卸料板對凸模導向和保護作用，而卸料板也大多采用導柱導向。</p><

23、p>　　多工位級進模有自動送料裝置，送料精度高，送料布局能精確調整。目前生產中常采用夾持式、滾動式、有離合器和琨式、凸模琨是、擺動琨式等送料裝置，送料誤差可控制在±（0.002~0.005）mm。另外，在一些沖裁速度較慢、不要場合也采用手工進料的方式。</p><p>　　總的來說，多工位級進模有以下特點：</p><p>　　適用于制件的大批量生產。</p>

24、<p>　　沖制件質量可靠、穩(wěn)定，即制件尺寸的一次性好。</p><p>　　由于自動送料和自動出件等裝置，尤其是多工位級進模，適用于高速沖床上進行自動化沖制，也最適宜卷、帶料供料。</p><p>　　級進?？梢酝瓿蓻_裁、彎曲、拉深、成形等多道工序，效率比復合模更高，且在級進模上工序可以分散，任意留出空工位（當然要在滿足制件的沖制要求前提下），故不存在復合模的最小壁厚問題，因

25、而保證了模具的強度，延長了模具的使用壽命。</p><p>　　模具主要零件具有互換性，使模具維修方便，更換迅速、可靠。</p><p>　　多工位級進模結構復雜，制造精度高，調試、維修困難，價格昂貴；</p><p>　　多工位級進模對沖壓設備、板料要求高。</p><p>　　1.2.2 多工位級進模在我國的發(fā)展現(xiàn)狀</p>

26、<p>　　由于種種原因，我國模具工業(yè)與當前工業(yè)發(fā)展還很不適應，無論是在設計制造技術和生產能力方面，還是在管理水平方面，模具共均遠遠不能滿足需求，它嚴重影響了工業(yè)產品的品種、質量和生產周期，削弱了其在國際市場上的競爭能力。今年來，我國模具進口量呈大幅度下降之勢，并有超億元出口額。大型、復雜、精密、高效和長壽命模具也逐年上新的臺階，提醒高水平制造技術的多工位級進模也越來越多，沖壓自動線、自動沖床技術也得到了廣泛應用。我國模具行

27、業(yè)技術水平迅速提高，模具國產化已經取得了十分可喜的成績，這將對我國在國際市場上的競爭力和綜合國力的提高起到有力的促進作用。</p><p>　　1.3 級進沖模的設計要點與步驟</p><p>　　對沖件進行科學、合理的工藝性分析是模具設計的機床，正確的排樣設計是關鍵，模具的結構總成是實現(xiàn)自動或半自動沖壓生產合格零件的具體體現(xiàn)。</p><p>　　沖件的工藝性分

28、析 級進沖模是集分離工序和成形工序的多工藝、多工序沖壓加工于一體的模具。所需沖制零件的工藝性分析較普通沖模要求高。必須全面了解、掌握沖件的材料狀態(tài)、形狀結構、公差等級、展開尺寸、尺寸基準、沖裁面的毛刺方向、生產批量等信息。</p><p>　　排樣圖設計是在掌握全部正確的工藝書記后進行的一項關鍵工作，排樣的設計基準必須遵循基準同意的原則，工序的分解與排列順序、定距方式要合理，載體的選擇與重建的工序連接形式要恰當

29、，結合模具的強度與模具工作零件及輔助機構的設計應避免干擾有效空間，最大限度地提高沖件材料的利用率等。</p><p>　　在排樣圖設計后，模具中工作零件、結構零件、輔助零件的設計與標準零件的選用要結合總體結構要求進行，先設計結構總圖在繪制模具零件圖，并提出相應的使用、保養(yǎng)與維護要求。</p><p><b>　　產品的工藝性分析</b></p><

30、p>　　本設計任務為HCB991沖件彎曲成型工藝與多工位級進模設計，其材料為08鋼，該零件結構較復雜，有向上向下兩個相反方向的彎曲（此處是本設計的難點），同時，在彎曲面上有較多孔，主要保證安裝孔的位置尺寸。</p><p>　　從技術要求和使用條件來看，該制件有較高的強度和剛度，因為未標注尺寸公差，故制件制造公差按IT14技術。制件圖形如下：</p><p>　　圖2-1 零件二維圖

31、</p><p>　　圖2-2 零件三維圖</p><p>　　第三章 方案及排樣圖設計</p><p>　　3.1 沖裁方案的設計</p><p>　　如圖2-2所示，零件形狀較怪異，而且孔多，再者制件有向上向下兩個相反方向的彎曲。綜合考慮，該制件在沖裁時必須先沖孔再彎曲。同時，材料必須先切斷再彎曲，而且采用上出料方式，人工取料。用回帶式

32、擋料裝置定距，初定四個工位：工位一，沖定距切口；工位二，沖切余料；工位三，沖孔；工位四，切斷制件、完成兩個彎曲。</p><p>　　本設計課題要求：材料為厚1mm的08鋼，要求產量為大量。該零件屬于典型的沖裁、彎曲復合件。與普通的彎曲件相比，形狀更為復雜，對工藝與模具的要求更高。</p><p>　　3.2 毛坯展開尺寸計算</p><p><b>　　

33、圖3-1 展開圖</b></p><p>　　板厚t=1mm，彎曲半徑r=R=1mm，，查《沖壓工藝及沖壓模具設計》P137表4-3得，應變中性層位移系數(shù)K=0.32。彎曲件展開尺寸公式。</p><p>　　尺寸A由沖件總長加上高度為18mm的彎曲部分展開得來，所以由公式得，，</p><p><b>　　，</b></p

34、><p><b>　　。 </b></p><p>　　3.3 排樣圖的設計</p><p>　　設計多工位級進模時，首先要設計條料排樣圖，這是設計多工位級進模的重要依據(jù)。條料排樣圖一旦確定，也就確定了一下幾方面：</p><p>　　被沖制零件各部分在模具中的沖制順序；</p><p>　　模具的工

35、位數(shù)，及其作業(yè)內容；</p><p>　　確定了被沖零件排列式樣（單排、雙排、多排），方位（正排、斜排）等。并反應出材料利用的高低；</p><p>　　確定了模具步距的公稱尺寸和定距方式；</p><p>　　條料的寬度、條料紋向與送料方向的關系；</p><p>　　條料載體的設計形式；</p><p>　　基本上

36、確定了模具的結構；</p><p>　　多工位級進模條料排樣圖設計得好壞，對模具設計的影響是很大的。排樣圖設計錯誤會導致制造出來的模具無法沖制零件。</p><p>　　一般在設計多工位級進模條料排樣圖時，要拿出多種排樣方案，加以比較、歸納、綜合，最后得出一個最佳方案。多工位級進模條料排樣圖設計是否最佳方案，首先要看工位分布是否合理、條料能否在連續(xù)沖壓過程中通暢無阻；是否便于使用、制造、維

37、修和刃磨；是否經濟合理。</p><p>　　3.3.1 排樣圖的設計</p><p>　　條料排樣圖直接關系到級進模設計，因此在設計排樣圖時，主要需考慮到以下幾個因素。</p><p>　　送料方式：高速沖壓的多工位級進模，用自動送料機構送料，用導正釘精確定距；手工送料則多用側刃定距，用導正釘精確定距。</p><p>　　沖壓零件形狀分析

38、：每一個沖壓零件都有它的一些特點，因而在設計條料排樣時，必須對這些特點加以分析、研究。</p><p>　　模具的具體結構和加工工藝性：在設計條料排樣圖的同時，必須考慮模具的具體結構，要把每一個環(huán)節(jié)，沒一個具體部分的裝配關系，裝配順序，以至對沒部分的加工方案等都要考慮全面。這樣，設計出來的條料排樣圖才能夠指導模具設計。</p><p>　　被加工材料：多工位級進模對被加工材料的要求都是很嚴

39、格的。在設計排樣圖時，對材料的供料狀態(tài)、被加工材料的機械性能、材料厚度、條料寬度與材料紋向、材料利用率等都要給予全面考慮。</p><p>　　正確安排側刃孔與導正釘孔：導正釘孔與導正釘?shù)奈恢冒才艑τ诙喙の患夁M模的精確定位時很關鍵的。</p><p>　　分段切除過程零件形狀連接方式的選擇：多工位級進模的分段切除的排樣圖，其連接方式基本上可以分為三種：即搭接、平接和切接。搭接最有利于保證沖

40、件的連接質量，因此在分段切除過程中絕大部分都采用搭接連接方式。</p><p>　　載體：條料載體是條料在送進過程中，經過不斷地沖切余料，條料內連接沖壓零件運載前進的這部分材料稱為條料載體。條料載體分為：雙側載體、單側載體和中間載體三個基本形式。</p><p>　　工位的確定與空位工位：在劃分工位時，對零件要求精度比較高的部位，應盡量集中在一個工位一次沖壓完成為好，以避免步距誤差影響精度

41、要求。對于一個零件的兩個彎曲部分有尺寸精度要求時，則彎曲部分也應當在同一工位一次加工成形。這樣不僅保證了尺寸精度，并且能夠準確地保持成批零件加工后的一致性。在排樣圖中，增設空位工位的目的是為了保證模具有足夠的強度，確保模具的使用壽命，或是為了便于模具設置特殊結構。</p><p>　　各種沖壓工序在條料排樣圖設計中的順序原則：在一般沖冷模設計中，各種沖壓工序之間的順序關系已形成一定規(guī)律。但是在多工位級進模連續(xù)沖壓

42、時，常有一些不同之處，如果在設計條料排樣圖時，沒有很好的掌握這些特點和內在關系，會使模具的設計與制造走彎路，甚至影響模具順利沖制和沖壓零件的質量。在本設計屬于沖裁彎曲多工位級進模，應沖切掉孔和彎曲部分的外形余料，再進行彎曲。</p><p>　　沖裁力的平衡：力求壓力中心與模具中心重合，其最大偏移量不超過模具長度的1/6（或寬度的1/6）；同時要分析多工位級進模在沖壓過程中可能產生的側向力的部位，大小和方向，力求

43、抵消側向力。</p><p>　　3.3.2 排樣圖的設計方案與比較</p><p><b>　　1）繪制排樣圖</b></p><p><b>　　繪制排樣圖過程：</b></p><p>　　首先根據(jù)已繪制的零件圖、零件展開圖的形狀、特點，初定采用單排。</p><p>

44、　　零件的排樣方式有兩種，直排和斜排。</p><p>　　初步估計工位數(shù)，以排樣基準線為準畫一排零件的展開圖。</p><p>　　按零件圖的形狀，考慮對彎曲、成形部分分解加工工序。</p><p>　　綜合考慮產品各內孔外形和各分解加工成新的內容，共分多少工位，以及各工位加工</p><p><b>　　內容。</b>

45、;</p><p><b>　　2）兩種方案的比較</b></p><p>　　直排：雖然這種排樣方式比較簡單，但是經計算，其材料利用率不足30%，所以不可取。</p><p>　　斜排：排樣結構緊湊，經計算，除去料頭料尾，其材料利用率可超過70%（詳見3.5），而且方案可行，故采用斜排的方式。如下圖：</p><p>

46、<b>　　圖3-2 排樣圖</b></p><p>　　工位：沖定距側刃槽；</p><p><b>　　工位：沖周邊余料；</b></p><p><b>　　工位：空工位；</b></p><p>　　工位：沖制件上的孔；</p><p>　　工

47、位：切斷制件、彎曲成型。</p><p>　　該方案較好的解決了最后一個工位的動作，即切斷制件，同時利用兩個彎曲凸模不同高度進行向上彎曲以及向下彎曲；另外，也較好的解決了各凸模之間的干澀問題，又使各凹模壁厚比較合理。</p><p>　　3.4 步距與步距精度</p><p>　　級進模的步距是確定條料在模具中每送進一次，所需要向前移動的固定距離。步距的精度直接影響

48、沖件的精度。</p><p>　　3.4.1 步距基本尺寸的確定</p><p>　　圖3-3 沖件步距與條料寬度</p><p>　　查《多工位級進模設計與制造》P44表3-2得，工件間的搭邊值a=1.5mm，工件與條料間的搭沿值a1=1.8mm。</p><p><b>　　條料寬度</b></p>

49、<p>　　其中a1——條料與工件間的搭沿值，為1.8mm。</p><p><b>　　所以mm。</b></p><p><b>　　步距的基本尺寸 。</b></p><p>　　3.4.2 步距精度 </p><p>　　步距的精度直接影響沖件的精度。由于步距的誤差，不僅影響分段

50、切除余料，導致外形尺寸的誤差，還影響沖件內、外形的相對位置。也就是說，步距精度愈高，沖件精度也愈高，但步距精度過高，模具制造也就愈困難。所以步距精度的確定必須根據(jù)沖件的具體情況而定。</p><p>　　影響步距精度的因素很多，但歸納起來主要有制件的精度等級、制件形狀復雜程度、制件的材質和厚度、模具的工位數(shù)，以及沖壓時條料的送進方式和走距方式等。</p><p>　　由實踐經驗總結出多工位

51、級進模的步距精度可由下式確定：</p><p>　　式中 δ——多工位級進模步距對稱偏差值；</p><p>　　β——制件沿條料送進方向最大輪廓基本尺寸（指展開后）精度提高三級后的實際公差值；</p><p>　　n——模具設計的工位數(shù)；</p><p>　　k——修正系數(shù)，查《多工位級進模設計與制造》P127表5-1，取k=1。<

52、/p><p>　　如圖3-3所示，排樣圖中沿送料方向的最大輪廓尺寸為13.77mm，共分為5個工位。尺寸13.77的IT14級公差值為0.43mm。模具的雙面沖裁間隙為[0.1,0.14]mm。所以式中</p><p>　　β=0.43mm，n=5，k=1， 帶入公式計算得</p><p>　　所以這副多工位級進模的步距公差為±0.125mm。</p&g

53、t;<p>　　3.5 材料的利用率</p><p>　　排樣的材料利用率（除去料頭料尾）：</p><p>　　第四章 模具工藝計算</p><p>　　4.1 凸、凹模間隙值的確定</p><p>　　材料為08鋼，厚度為1mm。</p><p>　　對沖裁，其凸、凹模間隙值可查《沖壓工藝及沖模設計

54、》P41表3-4得沖裁模初始雙面間隙Z=[0.1mm,0.14mm]。</p><p>　　對彎曲，其凸模和凹模之間的間隙值可由下式來決定：</p><p>　　式中 Z——彎曲凸模與凹模的單面間隙（mm）；</p><p>　　tmax、tmin——材料厚度的最大尺寸和最小尺寸（mm）；</p><p>　　n——間隙系數(shù)。查《

55、沖壓工藝及沖模設計》P155表4-10得，n=0.05。</p><p>　　計算得，單面間隙為Z=1.3mm。</p><p>　　4.2 公稱壓力的計算</p><p>　　壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。計算總沖壓力F時，原則上要計算同時發(fā)生的所有的力，但由于彎曲力、卸料力、推件力、頂件力與沖裁力相比較小，所以計算公稱壓力的時候，可只計算沖裁力，而忽略其

56、他三種力，并相應的提高。</p><p><b>　　沖裁力計算公式：</b></p><p>　　式中 L——沖裁輪廓線總長度（mm）；</p><p>　　t——板料厚度（mm），此處t=1mm；</p><p>　　τ——材料抗剪強度（MPa），查表08鋼τ=310MPa。</p><p>

57、;　　據(jù)排樣圖，工位一中沖裁力為</p><p><b>　　工位二：</b></p><p><b>　　工位三：空工位；</b></p><p><b>　　工位四：</b></p><p><b>　　工位五：。</b></p><

58、;p><b>　　。</b></p><p>　　4.3 壓力設備的選擇</p><p>　　根據(jù)以上計算，查《簡明沖壓模具設計手冊》P452表9-2，選壓力機型號為J23-40，其參數(shù)為：公稱力=400KN，滑塊行程：100mm，模柄尺寸：Φ50mmx70mm。</p><p>　　4.4壓力中心的確定</p><p

59、>　　沖裁時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，成為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機滑塊中心不一致的話，在沖壓過程中就會產生偏載，導致模具以及滑塊與導軌的急劇磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。通常利用求平行力系合力作用點方法確定模具的壓力中心。</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p>　　壓力中心的計算公式：</p&

60、gt;<p><b>　　，</b></p><p>　　分段計算，分工位計算，由于公式繁瑣，故在這里就省略，最后計算得x=102.44mm，y=102.4mm。</p><p><b>　　第五章 模具結構</b></p><p><b>　　5.1 模架結構</b></p&g

61、t;<p>　　沖模模架有鑄鐵模架和鋼鐵模架，其中鋼鐵強度高、加工工藝性較好，但比鑄鐵模架稍貴，在精密模具中使用較多。因本設計精度要求不算高，所以本設計選用鑄鐵模架。本設計中凹模周界范圍為220mm×220mm，且精度要求不高，故選用后側導柱模架。根據(jù)模具各零件厚度初稿，選用模具型號為220×220×190~230 I GB/T 2851.3-1990，技術條件按JB/T 8050-1999的

62、規(guī)定。</p><p>　　該模架為后側導柱模架，其凹模周界尺寸為220mm×220mm，模架高度為190mm~230mm，導柱為Φ35mm×180mm，導套Φ53mm×115mm。</p><p>　　5.2凸模、凹模結構設計</p><p>　　凸模和凹模直接擔負著沖壓工作。由于加工性質的不同，凸模與凹模的形狀、結構也不同。多工位級

63、進模一般都含有兩種或兩種以上的沖壓工藝，凸模和凹模數(shù)量之多是可想而知的。要使之能夠適應高速連續(xù)沖壓，必須滿足各種特定的技術條件，而絕不能用一般凸模、凹模的方法進行設計。凸、凹模的設計要遵循以下幾點原則：</p><p>　　1）凸、凹模要有足夠的強度和剛度。設計凸、凹模應選擇強度較好的材料，選擇合理的熱處理工藝和規(guī)范：在條件許可時可減少凸模長度，增加凹模厚度，在結構上增加他們的強度和剛度。</p>

64、<p>　　2）凸、凹模必須安裝牢固，便于維修和更換，保證沖件的精度。</p><p>　　3）多工位自動級進模的凸、凹模要有統(tǒng)一的標準，這樣既便于加工，又不會出現(xiàn)位置上的誤差。</p><p>　　4）余料排除方便及時。為了避免損壞模具，應采取及時的措施來清除余料，一般在凸模上設置余料頂針，凹模上設置高壓氣孔等措施。</p><p>　　5.2.1 凸

65、模結構設計</p><p>　　在凸模安裝結構中，在1、4、5工位上，考慮到凸模需要便于更換及力求結構的簡單的原則，采用了直接插入式的固定安裝結構，如圖1-5，是靠凸模與固定板的摩擦力固定，一般采用過渡配合，同時用粘合劑粘粘凸模，以便防止凸模旋轉。本設計中的材料為08剛1mm，沖壓過程中卸料力也比較小。綜上分析，使用該凸模安裝結構可滿足實際要求。</p><p>　　在工位2中，凸模形狀較

66、大，又是直通式異形凸模，本設計使用了在多工位級進模中常用的一種異形凸模安裝結構。直通式非圓形凸模又稱等截面凸模，生產中常用成型磨、坐標磨或線切割加工而成。凸模與凸模固定板的配合一般選用H7/m6,H7/h6配合。</p><p>　　圖4-3 圓形凸模及長圓形凸模安裝結構示意圖</p><p>　　5.2.2 凹模的結構設計</p><p>　　多工位級進模的凹

67、模設計是比較復雜的。要考慮各工位工作形孔的形狀、精度，又要考慮各形孔的相對位置，確定各形孔的基準和相互間的坐標關系；又要考慮加工方便和使用壽命等因素，所以多工位級進模凹模機構的種類較多。</p><p>　　凹模的分類：整體凹模、鑲套式凹模、拼合形孔凹模、分段拼合凹模。</p><p>　　分析各凹模的使用場合及優(yōu)缺點：</p><p>　　整體式凹模：對于多工位級

68、進模，不論其凹模的形孔多少，復雜程度如何，凹模設計為一個整體的稱為整體凹模。它具有如下的優(yōu)點：凹模只是一塊板狀零件，比較完整，使模具的結構比較緊湊，設計和加工簡單，制造裝配比較方便，成本比較低；缺點是局部損壞后，不便于修理，對大一些的級進模不利于加工，因此只適用于外形尺寸不能太大的（一般小于400mm）的場合。</p><p>　　鑲套式凹模：對于某些小圓孔和小的異形孔，為了便于加工、刃磨和更換，可在整體凹模上或

69、凹模固定板上采用鑲套式結構。鑲套式凹模的鑲件除整體結構外，還有拼合的。外面有圓形、方形、直通式鑲件。</p><p>　　拼合形孔凹模：對于某些不易加工的異形凹模形孔，變內形加工為外形加工，這樣較易滿足高精度的質量要求，此時可以采用拼合形孔凹模。</p><p>　　分段拼合凹模：在多工位級進模中，對于大一點的凹模，為便于加工，也為了提高個工位孔形位置精度，常采用分段拼合凹模結構。它是將凹

70、模分為若干段，分別將每一段加工成一定尺寸要求，，然后再將各段凹模的結合面研合后組合在一起固定到下模內，并在下面加上淬硬的墊板，組成一個完整的凹模。這種固定方法比較穩(wěn)定可靠，強度也好，承載力比較大，但裝拆不方便。</p><p>　　綜合分析之后，本設計采用整體式凹模，該結構能更好的解決各凸模的位置，模具的結構比較緊湊，設計和加工叫簡單，制造裝配比較方便，成本也較低。</p><p>　　5

71、.3 卸料裝置結構的設計</p><p>　　卸料裝置在級進模中是個很重要的組成部分，常用的有固定卸料和彈壓卸料兩種形式。本設計采用彈壓卸料裝置，其作用是：在多工位級進模工作前，彈壓卸料裝置把條料壓住，防止條料在沖壓過程產生位移和塑性變形；卸料裝置必須對各凸模起導向和保護作用。</p><p>　　在級進模中，彈壓卸料板都要設計成反凸臺形。沖壓時，突出部分正好進入兩導料板之間。凸臺和導板

72、之間應有適當?shù)拈g隙。同時應滿足下例注意事項：</p><p>　　1）卸料板各工作形孔應當與凹模形孔同心。這種要求要從模具設計及工藝上加以保證。另外，卸料板的各形孔與對應凸模的配合間隙只有凸模與凹模沖裁間隙的1/3~1/4,這樣才能起到對凸模的導向和保護作用。</p><p>　　2）卸料板各工作形孔應有良好的粗糙度，應適應高速沖壓導向和保護作用。卸料板各工作形孔的粗糙度應控制在Ra0.1

73、~Ra0.4um</p><p>　　3）多工位級進模的卸料板應具有耐磨性，對于沖壓速度不高的卸料板選用中碳鋼以上或碳素工具鋼材料制作，淬火硬度HRC40~45。</p><p>　　4）卸料板對凸模要有一定的導向高度，越是細小凸模其導向高度也越高。</p><p>　　5）為了保持卸料力平衡，卸料螺釘孔應當布置在全部工作形孔的外圍，使得卸料螺釘受力均勻。</

74、p><p>　　6）卸料螺釘?shù)墓ぷ鏖L度在一副模具勒內應嚴格一致，否則安裝以后卸料板不能平穩(wěn)，形成不平衡卸料，容易損傷凸模。在本次多工位級進模設計中用了如圖所示的安裝結構，可以保證卸料螺釘工作長度一致性。</p><p>　　7）卸料螺釘沉孔深度要有足夠的活動量，否則，當凸模經過多次刃磨后，卸料螺釘帽頭在重頭道德最低位置時會高出上模座的上平面，從而損壞模具或者設備。</p><

75、;p>　　在本次多工位級進模中采用彈壓卸料裝置，很重要的一個環(huán)節(jié)是卸料要平穩(wěn)，有足夠大的卸料力，以保持順利卸料。</p><p>　　第六章 主要零、部件的設計與選用</p><p><b>　　6.1 工藝零件</b></p><p>　　6.1.1 各工位凸、凹模刃口尺寸計算及長度的確定</p><p>&l

76、t;b>　　工位一：沖側刃</b></p><p>　　刃口工作部分尺寸如圖6-1：</p><p>　　圖6-1 刃口工作尺寸</p><p>　　公差等級為IT14，查表得尺寸2.5mm→mm。凹、凸模采用分別加工法，計算得：</p><p><b>　??；</b></p><p

77、><b>　　。</b></p><p>　　考慮到刃口在模具中的定位以及分布，在刃口下端增加1mm。</p><p>　　考慮到該凸模在模具中的位置以及工作內容，初定凸模長度為55mm，材料為Cr12。經校核，其凸模最小截面的壓應力。</p><p><b>　　工位二：沖裁余料</b></p>&l

78、t;p>　　邊料凸模II需沖切部分尺寸如圖6-2：</p><p><b>　　圖6-2 </b></p><p>　　公差等級為IT14，各尺寸查表后添加上公差，2→，2.2→，2.3→，8.8→，37→,74.4→。該部分應當是沖孔所得，采用配合加工法進行加工，帶入公式，各尺寸計算得：</p><p>　　邊料凸模I需沖切部分尺寸如圖

79、6-3：</p><p><b>　　圖6-3</b></p><p>　　公差等級為IT14，尺寸2.2mm、1.8mm、74.4mm如邊料凸模II中尺寸一樣，其凸、凹模工作尺寸亦一樣。各尺寸查表后添加上公差，1.99→,3→, 1.5→，28.68→，5.3→,9.5→,10.7→。該部分是沖孔加工完成，其凸、凹模采用配合加工法完成，各尺寸帶入公式，計算之后得：&

80、lt;/p><p>　　該兩個凸模長度與工位一凸模長度一致，為55mm。經校核，其承壓能力符合要求。</p><p>　　工位三：空工位，無刃口尺寸計算。</p><p><b>　　工位四：沖孔。</b></p><p>　　有直徑Φ3、直徑Φ2，以及1xΦ2長圓孔。該工位凸、凹模采用分別加工法，采用沖孔方法得到，其凸、凹

81、模工作部分尺寸如下表：</p><p>　　各孔的孔心距按公式。</p><p>　　該工位凸模長度與工位一、二相等，亦為55mm。</p><p>　　工位五：彎曲I、彎曲II、切斷。</p><p>　　凸模與凹模的圓角半徑和凹模深度</p><p>　　1）凸模圓角半徑 查《沖壓工藝及沖模設計》P129表4-2

82、得rmin=0.4mm，而本設計中，彎曲件圓角半徑大于rmin，所以。</p><p>　　2）凹模圓角半徑 t=1mm，所以，取4mm。</p><p>　　3）彎曲件凹模深度L0。</p><p>　　查《沖壓工藝及沖模設計》P154表4-9得，L0=15mm。</p><p>　　凸模與凹模之間的間隙</p><p

83、>　　生產中，凸模和凹模之間的間隙值可由下式來決定：</p><p>　　式中 Z——彎曲凸模與凹模的單面間隙（mm）；</p><p>　　tmax、tmin——材料厚度的最大尺寸和最小尺寸（mm）；</p><p>　　n——間隙系數(shù)。查《沖壓工藝及沖模設計》P155表4-10得，n=0.05。</p><p>　　計算

84、得，單面間隙為Z=1.3mm。</p><p>　　彎曲凸模I彎曲部分尺寸如圖6-4：</p><p><b>　　圖6-4</b></p><p><b>　　，帶入公式得，。</b></p><p>　　其中該彎曲部分帶有沖切刃口，工作尺寸為：，采用分別加工法，落料完成。帶入公式得凸、凹模工作尺

85、寸為：，。</p><p>　　該工位動作比前四個工位都要提前，所以該工位凸模要長。由于U形彎曲中，制件需要進入凹模的長度已查出，為15mm，故此工位凸模要長15mm，取70mm。但彎曲凸模I為工位五的第一個動作，故比另外兩個彎曲凸模要長，設定為75mm。</p><p>　　彎曲凸模II彎曲部分尺寸如圖6-5</p><p><b>　　圖6-5<

86、/b></p><p>　　尺寸，帶入公式計算得，。</p><p><b>　　尺寸，，。</b></p><p>　　切斷沖模凸、凹模工作尺寸</p><p><b>　　落料沖模，，。</b></p><p>　　6.1.2 定位裝置</p><

87、;p>　　本設計中采用回帶式擋料裝置進行定位，使用人工送料。在凹模與導料板之間安裝一個擋料塊，送料時，由搭邊撞擊擋料塊端頭斜面，使擋料塊往導料板中運動，壓縮彈簧。及時回來條料，彈簧回彈，推動擋料塊運動，嵌入條料的切槽里，便可定距。如圖</p><p><b>　　圖6-6 定位裝置</b></p><p>　　6.2 結構零件的選用</p><

88、;p>　　6.2.1 導向零件的選用</p><p>　　導柱、導套由選擇的模架一同選定，如5.1中所述，導柱為Φ35mm×180mm，導套Φ53mm×115mm。安裝方法亦按具體要求進行安裝。</p><p>　　6.2.2 模柄的選用</p><p>　　模柄尺寸根據(jù)壓力機中模柄尺寸要求進行選定，規(guī)格為Φ50mm×70mm。選

89、用凸緣模柄，上模座的沉孔與凸緣為H7/h6配合，并用三個內六角螺釘進行固定。</p><p>　　6.2.3 緊固零件的選用</p><p>　　螺釘?shù)倪x用按裝配圖中明細欄的要求選定。</p><p>　　6.2.4彈性元件的選用</p><p><b>　　卸料彈簧的選用</b></p><p>

90、;　　卸料力，其中為卸料力系數(shù)，查《沖壓工藝及沖模設計》P57表3-11得，取0.05，F(xiàn)為沖裁力，由前面計算得F=288KN，所以卸料力F=14.4KN。卸料彈簧為4根，故每根彈簧的預壓力，選用蝶形彈簧5，其內徑為18.3mm，允許符合Pmax=5180N。</p><p><b>　　頂件彈簧的選用</b></p><p>　　頂件彈簧只需頂件，零件的重量不大，綜

91、合考慮選用直徑為Φ2mm的彈簧即可。</p><p>　　第七章 主要零件的制造工藝</p><p>　　7.1 凸模的加工工藝</p><p>　　7.1.1 直通式異形凸模</p><p>　　直通式異形凸模在本次設計的模具中占有非常重要的位置。他在模具中承載了所有的板料外形的切除工作。直通式異形凸模利用一般的加工方法難以加工。在生產中

92、通常采用電火花線切割來完成加工。電火花線切割不需要制作復雜的成形電極，而是利用不斷移動的電極絲作為工具，工件則按照預定的軌跡運動從而“切割”出所需要的復雜零件。</p><p><b>　　加工工藝過程為：</b></p><p><b>　　下料，粗加工毛坯；</b></p><p><b>　　磨安裝面和基準

93、面；</b></p><p><b>　　劃線加工穿絲孔；</b></p><p>　　淬硬后再磨安裝面和基準面；</p><p>　　電火花線切割機床上切割成型；</p><p><b>　　拋光、磨刃口；</b></p><p>　　7.1.2 圓凸模、長圓凸

94、模</p><p>　　1、下料、車削加工毛坯；</p><p><b>　　2、淬火；</b></p><p><b>　　3、精磨；</b></p><p>　　4、工件表面拋光和刃磨。</p><p>　　7.2 凹模的加工工藝及Pro/E數(shù)控加工</p>

95、<p>　　本設計中，因工件孔小，而且多，且要保證孔距精度。對于凹模上圓形孔系，采用坐標銑削的方法來加工，達到保證孔距精度的目的。</p><p><b>　　具體的加工工藝為：</b></p><p><b>　　下料；</b></p><p>　　粗精加工毛坯上下表面和凹模外形；</p>&l

96、t;p>　　磨上下表面和定位基準面；</p><p>　　劃線，坐標銑削型孔系列；</p><p>　　加工固定孔（螺紋孔或過孔）；</p><p>　　淬火后研磨拋光型孔。</p><p>　　對于在凹模上的非圓形孔，仍然采用與加工直通式異形凸模的方法，線切割的加工方法來加工，在凹模上圓形孔系加工好以后，在線切割機床上進行加工。<

97、;/p><p>　　凹模板中除了凹模孔采用線切割加工外，其余面可采用數(shù)控加工。本設計中凹模板厚為220mm×220mm×30mm，故設定毛坯尺寸為220mm×220×35mm?？紤]到凹模板上有落料孔，所以反過來加工，參照模型為下圖：</p><p><b>　　圖7-1</b></p><p>　　裝配上工件

98、之后，進行制造設置，其中有工作機床定義、刀具定義、操作設置、參數(shù)設置等，如圖7-2，點擊“刀具設置”，進行刀具定義，刀具定義完之后點擊“操作”，彈出如圖7-3所示界面，進行加工零點定義，退刀面定義等，操作完成點擊“確定”。</p><p>　　圖7-2 圖7-3</p><p>　　然后進行體積塊的定義

99、。體積塊的定義有兩種，一種是繪制，一種是根據(jù)提示定義。本設計中凹模板的數(shù)控加工分為兩個步驟，第一個步驟銑平面以及大落料槽，第二個銑削步驟為銑小槽和小孔。定義完以上步驟之后，進行NC序列設置，有參數(shù)設置、體積設置、刀具設置等，設置完相關參數(shù)之后，進行軌跡演示，如圖7-4所示</p><p><b>　　圖7-4</b></p><p>　　最后進行后處理。進行后處理首先

100、進行NC檢測，計算CL，然后返回，點擊“CL數(shù)據(jù)”，選取“NC序列”，選中剛定義的銑削加工序列，然后點擊后置處理，輸出“.tap”格式的文件，即數(shù)控加工程序，部分程序如下：</p><p><b>　　N5 G71</b></p><p>　　N10 ( / MFG0001)</p><p>　　N15 G0 G17 G99</p>

101、;<p>　　N20 G90 G94</p><p>　　N25 G0 G49</p><p>　　N30 T2 M06</p><p>　　N35 S800 M03</p><p>　　N40 G0 G43 Z5. M08 H2</p><p>　　N45 X-107. Y-107.</p&g

102、t;<p><b>　　N50 Z2.</b></p><p>　　N55 G1 Z-3. F500.</p><p><b>　　N60 X107.</b></p><p>　　N65 Y-104.028</p><p>　　N70 X-107.</p><p&g

103、t;　　N75 Y-101.056</p><p><b>　　N80 X107.</b></p><p>　　N85 Y-98.083</p><p>　　N90 X-107.</p><p>　　N95 Y-95.111</p><p>　　N100 X107.</p><

104、p>　　N105 Y-92.139</p><p>　　N110 X-107.</p><p>　　N115 Y-89.167</p><p>　　N120 X107.</p><p>　　N125 Y-86.194</p><p>　　N130 X-107.</p><p>　　N135

105、 Y-83.222</p><p>　　N140 X107.</p><p>　　N145 Y-80.25</p><p>　　N150 X-107.</p><p>　　N155 Y-77.278</p><p>　　N160 X107.</p><p>　　N165 Y-74.306<

106、/p><p>　　N170 X-107.</p><p>　　N175 Y-71.333</p><p>　　N180 X107.</p><p>　　N185 Y-68.361</p><p>　　N190 X-107.</p><p>　　N195 Y-65.389</p><

107、;p>　　N200 X107.</p><p>　　N205 Y-62.417</p><p>　　N210 X-107.</p><p>　　N215 Y-59.444</p><p>　　N220 X107.</p><p>　　N225 Y-56.472</p><p>　　N230

108、 X-107.</p><p>　　N235 Y-53.5</p><p>　　N240 X107.</p><p>　　N245 Y-50.528</p><p>　　N250 X-107.</p><p>　　N255 Y-47.556</p><p>　　N260 X107.</p&

109、gt;<p>　　N265 Y-44.583</p><p>　　N270 X-107.</p><p>　　N275 Y-41.611</p><p>　　N280 X107.</p><p>　　N285 Y-38.639</p><p>　　N290 X-107.</p><p&

110、gt;<b>　　……</b></p><p>　　同理，加工其它孔Pro/E銑削加工步驟一樣，只是刀具定義和參數(shù)設置不一樣。</p><p>　　7.3 其他零件的加工工藝</p><p>　　7.3.1 卸料板的制造工藝</p><p>　　卸料板加工工藝與凹模板十分類似，主要根據(jù)型孔形狀和精度要求來確定具體的加工方

111、法。對于圓孔可采用車削；矩形和異型孔可采用銑削或者線切割；對于圓形孔系，為了保證孔距精度，一般采用坐標銑削加工。</p><p>　　7.3.2 凸固定板的加工工藝</p><p>　　固定板的加工工藝與凹模板也十分類似。此處省略。</p><p><b>　　第八章 總結</b></p><p>　　經過幾個月的忙活

112、，終于完成了本次畢業(yè)設計。經過此次設計，鞏固了所學的知識，同時將其運用到實際工作中。在設計過程中，我查閱了大量有關資料，與同學交流，并向老師請教，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同意巨大。本次畢業(yè)設計，使我大大提高了動手的能力，充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然設計有缺陷，沒有多大考慮實際生產中的問題，但是在設計過程中所學到的東西才是最重要的，使我終生獲益。</p><p>&l

113、t;b>　　致謝</b></p><p>　　感謝指導教師夏榮霞老師的指導，同時感謝在設計過程中給予幫助的同學、老師。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]洪慎章，金龍建.多工位級進模設計實用技術[M].1版.北京：機械工業(yè)出版社，2010-9.</p><p>　　

114、[2]姜伯軍.級進沖模結構設計與模具結構實例[M].1版.北京：機械工業(yè)出版社，2008-1.</p><p>　　[3]陳炎嗣.多工位級進模設計與制造[M].1版.北京：機械工業(yè)出版社，2006-10.</p><p>　　[4]翁其金，徐新成.沖壓工藝及沖模設計[M].1版.北京：機械工業(yè)出版社，2008-1.</p><p>　　[5]齊衛(wèi)東.簡明沖壓模具設計