某接线片级进模设计说明书.docx

1、某接线片级进模设计说明书摘要本次毕业设计的任务是某接线片零件冲压工艺分析和模具的具体结构设计。通关查阅相关文献资料，对接线片零件工艺分析，选择并确定符合于给定条件的最优方案，及进行了工艺与设计的有关计算。介绍了主要零部件的设计理念，详细剖析了设计过程中的一些思路，以及某些非标准零件的使用特点。阐述了工位级进模的设计要点，使产品达到设计要求。然后以此为基础，设计出冲压零件的主要零件的结构。并在设计中介绍了零件的排样图，定位设计，冲裁力的计算和压力中心的计算。分析冲模模架的基本类型，讨论了冲模模架的基本要求，介绍了标准模架的装配工艺。 关键词：接线片 级进模 模具设计Abstract The gr

2、aduation design task is a connection parts of stamping process analysis and the concrete structure design of the mould. Customs clearance access relevant literature material, the analysis of the technology of connection parts, the choice and determined in a given the conditions with the optimal sche

3、me, and the technology and design about calculation. Introduced the main parts of the design concept, detailed in the process of design analyzed some ideas, and some of the standard parts use characteristic. Expounds the location of progressive die the main points of design, make the products to mee

4、t the design requirements. Then based on this, the design of the main parts stamping parts of the structure. In the design and introduction to blank layout diagram, locate design, cutting force and of the calculation of the pressure of the calculation of the center. Analysis of the basic types of st

5、amping formwork, discussed the basic requirement of stamping mould frame is introduced, and the standard of the formwork assembly process. And points out the formwork attention in the assembly.Keywords: wiring unit；progressive die and mold design1绪 论改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造

6、业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制

7、品,容易实现生产的自动化的特点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。 为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以

8、下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍

9、有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、

10、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。2. 冲裁弯曲件的工艺分析 图2-1材料: H62生产批量：大批量;冲压件的材料H62（具有较好的可冲压性能）。查表未经退火的H62的力学性能如表2-1： 表2-1 材料牌号材料状态抗拉强度N/mm2断后伸长率（%）维氏硬度（HV）H62软290352090130H62硬41063010125165H62特硬5852.5155 本弯曲件采用2mm普通H62板料冲压而成，可保证足够的强度和刚度。另外，此

11、零件上表面要求不高，不须经过切边工序。尺寸精度：零件图上的尺寸除了两个孔的定位尺寸标有偏差外，其他的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安IT14级确定工件的公差。工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证模具的复杂程度和模具的寿命。3 确定工艺方案3.1工艺分析方案一：一套复合模，一套单工序模：冲孔-落料（切断弯曲部位周边废料）同时进行的复合模； 弯曲。方案二：一套级进模：自动送料对排多工位级进模。方案比较：产品是大批量生产，自动送料的级进模最适合大批量生产，且此零件尺寸外形小，加工安全性和壳操

12、作性均较差，也需使用级进模。还有方案一两套模具制造成本高，综上所述，方案二是最适合的。方案二中采用对排，是因为零件时L型非对称弯曲，采用双排对称弯曲使压力机中心恰好在工件中心，不产生滑移。 根据分析采用方案（2）.3.2模具总体结构设计3.2.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，模具类型为级进模。3.2.2定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用导正销定距。3.2.3卸料方式的选择因为工件料厚为0.4mm，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。4 排样图的设计4.1毛坯的计算如图2-1零件图计算毛坯展开图: 零件长度 L=23+10+（/2）

13、=35mm 零件最大宽度 B=11mm 圆角半径 r=1mm 零件厚度 h=0.4mm经过计算，该弯曲件的毛胚尺寸为35110.4mm毛坯的3D视图如图4-1： 图4-14.2排样及材料利用率4.2.1 排样设计工序、工步的设计涉及多方面的技术问题，这里需要考虑的主要问题有：选择毛坯的排样方式；冲裁和弯曲的工艺性分析；定位方式的选择；凹模的选择；卸料板的设计等。（1）采用分段切除方法。从展开的零件图上可以以看出，冲切的部分可以分几部分完成，如果采用一步冲出，则凸、凹模的形状过于复杂，并且凹模的强度很难保证，给加工带来难度，并且制件的精度也很难保证，因此只能采取分段切除冲切余料的方法。（2）条料

14、的送进方式和定位方法。由于该产品的需求量很大，采用人工送料提高不了生产效率，故采用带自动送料机构的装置来满足生产需求；利用自动送料机进行粗定位，导正销作为精定位。（3）工序的排布顺序。采用双排多工位级进模，冲压、弯曲在一副模具中完成。采用双排样可以抵消制件的侧向力、提高材料的利用率、保证制件的精度，在同一副模具中能够完成自动冲压、自动弯曲、自故障动报警、自动停机等自动化无人生产，有利于现场管理，保证产品质量的稳定性，提高加工效率。模具采用优质的合金工具钢材料制造，设计正常情况下可达到300万次的寿命，最终可降低单个产品的成本、保证质量，使产品具有良好的市场竞争力。（4）载体的形式。载体的基本形

15、式有双侧载体、单侧载体、中间载体、边料载体、原载体以及载体的其他形式。这副模具中既用到了双侧载体，也用到了中间载体。（5）载体的切留方式。制件在条料上获取的冲压方法有4种：冲切制件留载体；冲切载体留制件；切载体也切制件；留载体也留制件。制件的生产批量很大，考虑制件是漏料方式下落，故本模具中采用第种切载体也切制件，切断后零件和载体分别采用漏料形式离开模具而且在自动冲压生产中非常普遍。最终排样如图4-2所示。综合考虑共需要11个工位，其中工作工位有9个，空工位2个。查简明冲压模具设计手册P38 表2-27可知两边搭边a1=1.2mm 中间搭边a=1.0mm取中间搭载为 4.4mm 排样图中的送料进

16、距A=11+1=12mm则总的条料宽度 b=76mm毛坯排样图如图4-2所示 图4-24.2.2材料利用率 在大批量的生产中，原材料费用占生产成本的60%-80%。节省材料对降低成本有这重要的作用。生产中通常用材料利用率作为衡量材料经济利用程度的指标。根据原材料供应情况及生产实际的不同需求，材料利用率有着不同的含义和计算方法。单个零件利用率、条料利用率的计算公式如下（查简明冲压模具设计手册） 单个材料的利用率1： 1=(n1A）/(Bh) 100%条料的材料的利用率2： 2=(n2A）/(LB) 100%板料的材料的利用率3： 3=(n3A）/(LB0) 100% 式中，A为冲裁件面积； B为

17、条料宽度，mm ； h为送料进距，mm ； n1为一个进距内的冲件数； n2为一条料上冲件总数； n3为一张板料上冲件总数； L为条料长度，mm ； L0为料板宽度，mm ； B0为料板宽度，mm 。 取一个步距计算： 1=(n1A）/(Bh) 100% =（194.54）/（7612） 100% =85.3%由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。5、凸、凹模的刃口尺寸计算5.1 刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也

18、要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则：1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间

19、隙去在凹模上。2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形工件可按IT17I

20、T9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。5.2刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或波板工件的模具。对于该工件厚度为0.4mm，属于薄板零件，并且一个孔有位置公差要求，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注

21、明配做所留的间隙值。这p与d就不再受间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取=/4（精密模具的制造公差可选46m）。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙值很小。而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸，这时需要区别对待。第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸；第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸；第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸；5.3计算凸、凹模刃口的尺寸 凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。1、凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模公式计算，即Aa=（Am

22、ax-x） 公式（5-1）2、凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即Ba=(Bmax+x) 公式（5-2）3、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为Ca=(Cmax+0.5)0.5A为了方便使用，随工件尺寸的标注方法不同，将其分为三种情况：工件尺寸为C时Ca=(C+0.5) 0.5A 公式（5-3）工件尺寸为C时Ca=(C-0.5) 0.5A 公式（5-4）工件尺寸为C时Ca=CA 公式（5-5）式中 Aa、Ba、Ca相应的凹模刃口尺寸；Amax工件的最大极限尺寸；Bmin工件的最小极限尺寸；C工件的基本尺寸；工件公差；工件偏差；x系数，为了避免冲裁

23、件尺寸偏向极限尺寸（落料时偏向最小尺寸，冲孔时偏向最大尺寸），x值在0.51之间，与工件精度有关可查表5-7或按下面关系选取。工件精度IT10以上 x=1工件精度IT11IT13 x=0.75工件精度IT14 x=0.5A、0.5A、A凹模制造偏差，通常取A=/4。 按排样图可知，安国家标准IT14级公差要求处理，查公差表得： 12 0 +0。43 6 0 +0。30 0.5 0 +0。25 4 0 +0。30 5.40 +0。30 32.40 +0。62 1.20 +0。25 R2 0 +0。25 R11 0 +0。43 考虑到零件形状比较复杂，采用配作法加工凸、凹模。凹模磨损后其尺寸变化有

24、三种情况, 落料时应以凹模的实际尺寸按间隙要求来配作凸模，冲孔时应以凸模的实际尺寸按间隙要求来配制凹模。落料凹模的尺寸从排样图上可知，均属磨损后变D大的尺寸，属于第一类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax-x) (A=/4)查冷冲模设计表3-3可知得：Cmin=0.020mm,Cmax=0.028mm；X均取0.75 落料凹模的基本尺寸计算如下：a凹=(Bmax-x) =（12-0.430.75）-0.43/40 =11.680-0.11(mm) b凹=(Bmax-x) =（6-0.300.75）-0.30/40 =5.780-0.075(mm)c凹=(Bmax-x) =（0.5-0.250.7

25、5）-0.25/40 =0.310-0.060(mm)d凹=(Bmax-x) =（4-0.300.75）-0.30/40 =3.780-0.075(mm)e凹=(Bmax-x) =（5.4-0.300.75）-0.30/40 =5.180-0.075(mm)f凹=(Bmax-x) =（32.4-0.620.75）-0.62/40 = 31.940-0.155(mm)g凹=(Bmax-x) =（2-0.250.75）-0.25/40 = 1.820-0.060(mm)h凹=(Bmax-x) =（11-0.430.75）-0.43/40 = 10.680-0.11(mm)凸模按凹模尺寸配制，保证双

26、面间隙（0.0200.028）(mm).冲孔凸模的尺寸从图54上可知，四个冲孔凸模的尺寸在磨损过程中将变小，属于第二类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax+x) （A=/4)查冷冲模设计表3-3得：Cmin=0.020mm，Cmax=0.028mm；查表可知磨损系数X=0.5按排样图可知，安国家标准IT14级公差要求处理，查公差表得：40 +0。30 50 +0。30 3 0 +0。30 R30 +0。30 20 +0。25冲孔凸模的刃口尺寸计算如下： A凸=(Bmax+x) =（4+0.50.30）0-0.30/4 = 4.150-0.075(mm)B凸=(Bmax+x) =（5+0.50.3

27、0）0-0.30/4 = 5.150-0.075(mm)C凸=(Bmax+x) =（3+0.50.25）0-0.25/4 =3.1250-0.060(mm)D凸=(Bmax+x) =（2+0.50.25）0-0.30/4 =2.1250-0.060(mm)凹模按凸模尺寸配制，保证双面间隙（0.0200.028）(mm)6、压力计算及压力中心的计算 6.1冲裁力的计算在冲裁模设计中，冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。它是冲裁时选择压力机，进行模具设计、校核模具强度和刚度的重要依据。1.冲裁力的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料的压力，它是随凸模行程而变化的。对冲裁力有直接影响的因素

28、主要有板料的力学性能、厚度与冲裁件的轮廓周长。平刃口冲裁力可按下式计算： （公式6-1）式中 冲裁力（）； 冲裁件周边长度（）； 材料抗剪强度（） 材料厚度（）； 系数，通常。F冲=62kN6.2 卸料力、推件力及顶件力的计算 F卸=K卸F冲 根据简明冲压模具设计手册查表2-35可知K卸的范围0.02-0.06取K卸=0.04则可得 F卸=0.0462000=2480NF顶=K顶F冲根据简明冲压模具设计手册查表2-35可知K卸的范围0.03-0.09取K顶=0.06F顶=0.0662000=3720NF推= nK推F冲根据简明冲压模具设计手册查表2-35可知K卸的范围0.03-0.09取K顶=

29、0.08 F推=10.0862000=4960N6.3 压力机标称压力的确定F=F推+F顶+F卸F=62000+3720+4960=70680N一般按公称压力的80%要大于等于冲压总压力来选用压力机，即0.8F压F则可得F压=88350N因此查冲压手册 P543 表 9-3 根据总压力选择压力机综合考虑选用压力机的规格为J21G-25。其主要技术参数如下公称压力： 250KN滑块行程： 80mm最大封闭高度： 260mm封闭高度调节量： 70mm工作台尺寸： 560mm360mm 工作台孔尺寸： 130mm立柱间距离： 260mm模柄孔尺寸： 40mm60mm工作台板厚度： 70mm 垫板厚度

30、： 50mm6.4 压力中心的计算模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。模具的压力中心，可安以下原则来确定：1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3、各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。根据力学原理，各分力对某轴力矩之和等于某合力对同轴之矩，则可得压力中心坐标计算公式： （公式6-2） （公式6-3） 由此可得 X0=L1X1+L2X2+LnXn /L1+L2+Ln=78.3mm Y0=07、模具零件的选用、设计及必要的设计设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用