下载文档原格式
存档编号华北水利水电学院North China Institute of Water Conservancy andHydroel ectric Power毕业设计题目学院专业姓名学号指导教师完成时间独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。
文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名：签字日期：签字日期：毕业设计（论文）版权使用授权书本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。
特授权华北水利水电学院可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。
毕业设计（论文）作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：随着现代工业的发展，模具行业也得到了长足的发展，模具尤其是冲压模具在国民经济中的地位也更加重要。
经过对角垫的生产批量、零件质量以及零件结构的分析研究，确定用冲压的方法完成生产。
针对角垫的冲裁工艺性和弯曲工艺性，分析比较了单工序模、复合工序模和级进模的优缺点，并最终确定使用级进模完成生产。
进行了压力中心、工艺力及模具工作部分尺寸与公差的计算以及冲压设备的选用。
具体分析了模具的主要零部件的设计与制造，编制了重要零件的加工工艺过程。
列出了模具所需零件的详单，并给出了合理的模具装配图。
总体来说，该模具是一副典型的多工位级进模，包括了冲孔、弯曲、落料等工艺，共用了九个工位完成了全部冲压工艺，其中有三个空工位，保证了凹模板的强度要求。
多工位级进模设计多工位级进模的特点是生产效率高，生产周期短，占用的操作人员少，非常适合大批量生产。
主要介绍了多工位级进模有别于普通冲模的工作特点和设计特点。
标签：模具；多工位级进模；冲压模具1 多工位级进模定义及特点1.1 多工位级进模定义多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、高寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。
这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。
1.2 多工位级进模特点冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。
为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。
所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：其特点概括起来有以下几条：（1）可以完成多道冲压工序，局部分离与连续成形结合。
（2）具有高精度的导向和准确的定距系统。
（3）配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。
（4）模具结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，制造和装调难度大。
（5）多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm）、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。
用这种模具冲制的零件，精度可达IT10级。
2 多工位级进模的排样设计2.1 排样设计应遵循的原则排样设计是在零件冲压工艺分析和必要的工艺试验的基础之上进行的。
多工位级进模的排样，除了遵守普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点：（1）利于成形，后工序不能影响前已成形工序。
（2）载体形式选择：多工位冲压时条料上连接工序件，并使工序件在模具上稳定送进的部分材料。
其中，载体的基本形式分为双边载体、单边载体、中间载体等几种载体。
摘要多工位级进模是在普通模具的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具。
是技术密集型模具的总要代表，是冲模的发展方向之一。
在模具设计前必须对工件进行全面的分析，然后确定工件的冲压成型方案，正确设计模具的结构和模具零件的加工工艺规程，以获得最佳的技术经济效益。
本次设计的零件为板料冲裁弯曲件—衔铁，衔铁采用的材料为电工纯铁，厚度1.8mm 保证了足够的强度和硬度。
该零件的外形简单，利于合理排样、减小废料。
此材料具有良好的塑性及较高的弹性、较高的冲裁性和良好的弯曲性。
关键词：级进模；冲裁；弯曲；排样；设计AbstractMulti-position progressive which is developed on the basis of the general mold is a mold of high precision, high efficiency, and high durability. Multi-position progressive that is the development of mold is the present of technology-intensive mol. A comprehensive analysis of the workpiece must be made before the mold design. Making a workpiece program and designing the structure correctly after the analysis.The parts of the design is bengding sheet metal parts-the armature iron that is made by electrical iron.The thickness of the iron is 1.8mm which can ensure the strength and the hardness. The parts is of simple shape that conducive to a layout and reducing waste. The blanking of the material is good and it has good plasticity.Key words:progressive die; punching; bending; layout; design目录1 概述 01.1 毕业设计目的 01.2 毕业设计任务 (1)2 制件的结构及工艺性分析 (1)2.1 产品设计要求 (1)2.2 对工件冲裁部分进行工艺性分析 (2)2.3 对工件弯曲部分进行工艺性分析 (2)3 工艺方案的确定 (3)3.1 工艺方案的分析 (3)3.2 各个方案优缺点的分析 (3)4 模具的工艺计算 (4)4.1 毛坯尺寸的计算 (4)4.1.1 制件的中性层半径 (4)4.2.2 制件坯料的展开长度 (4)4.2 排样的设计计算 (5)4.2.1 初拟排样方案 (5)4.2.2 比较各方案的优缺点 (5)4.2.3 初定条料的宽和步距 (5)4.2.4 选取条料 (5)4.2.5 根据所选条料规格，计算所需再加工的板料尺寸 (6)4.2.6 材料利用率 (6)4.2.7 设计冲裁顺序及冲裁工序的组合 (6)4.2.8 排样图 (7)4.3 冲裁力及弯曲力的计算 (7)4.3.1 冲压力 (7)4.3.2 弯曲力 (9)4.3.3 模具所需要的合力 (10)4.4 冲压设备的选择 (10)4.5 模具压力中心的计算 (10)4.6 凸凹模刃口尺寸计算 (11)4.6.1 冲孔落料的凸、凹模尺寸计算 (12)4.6.2 弯曲模工作部分尺寸计算 (15)4.7 弹性原件的选择与计算 (15)5 多工位级进模主要零部件设计 (16)5.1 模架及其组成零件 (16)5.2 凸、凹模结构设计 (17)5.2.1 凹模结构设计 (17)5.2.2 凹模外形尺寸 (19)5.3 凸模结构设计 (20)5.3.1 凸模固定结构形式 (20)5.3.2 凸模结构组成 (20)5.3.3 凸模强度的校核 (20)5.4 模具闭合高度的确定 (21)5.5 辅助零件的设计 (21)5.5.1 导向零件的设计 (21)5.5.2 导柱、导套的设计 (22)5.5.3 固定与联接零件的设计与选取 (22)6 模具材料的选择和加工 (24)6.1 模具材料的选择 (24)6.1.1 选取模具材料的一般原则 (24)6.1.1 模具零件材料的选取和热处理要求 (24)6.2 模具零件的加工 (25)6.2.1 凹模的机构特点和技术要求 (25)6.2.2 凹模的加工要求 (25)6.2.3 冲裁模凸模的制造工艺过程 (25)6.2.3 冲裁模凹模的制造工艺过程 (25)6.3 材料热处理 (26)6.3.1 模具热处理基本要求 (26)6.3.2 模具用刚的处理过程及硬度要求 (26)7 模具的装配与调试 (27)7.1 模具装配的概述 (27)7.2 模具零件的固定方法 (27)7.3 冷冲模的装配 (27)7.3.1 组件装配 (28)7.3.2 级进模的装配方法 (28)结束语 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1 概述冷冲压工艺操作简单，便于实现机械化和自动化，适合于较大批量零件的生产，其制品一般都不需要进一步的机械加工，尺寸精度和互换性也都比较好。
第一章概论1.1 级进模概述一个冲压零件，如用简易模具冲制，一般来说，每项冲压工序，如冲裁〔冲孔、冲切或落料〕、弯曲、拉深、成型等，就需要一副模具。
这对于一个比拟复杂的冲压零件来说，如此需要几副模具才能完成。
因此这种简易模具的生产效率，相对来说仍是较低的。
对于大批料生产的定型产品，用简易模具进展生产是极不适应的。
多工位级进模是冷冲模的一种。
级进模又称跳步模，它是在一副模具，按所加工的零件分为假如干个等距离工位，在每个工位上设置一定的冲压工序，完成冲压零件的某局部加工。
被加工材料〔一般为条料或带料〕在控制送进距离机构的控制下，经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压零件〔或半成品〕。
这样，一个比拟复杂的冲压零件，用一副多工位级进模即可冲制完成。
在一副多工位级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成型等工序。
一般地说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位级进模冲制完成。
多工位级进模的结构比拟复杂，模具制造精度高，这对模具设计者来说需要考虑的容很多，尤其是级进模条料排样图的设计，模具各局部结构的考虑等都是十分重要的。
级进模，尤其是多工位级进模，配合高速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压生产料率大幅度提高。
它在提高生产效率、降低本钱、提高质量和实现冲压自动化等方面有着非常现实的意义。
多工位级进模可以对于一些形状十分复杂的冲压件进展冲裁、弯曲、拉深、成形加工。
对大批量生产的冲压零件尤其应当采用多工位级进模进展冲制。
级进模特点与其现状级进模是在压力机一次行程中完成多个工序的模具，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高，寿命较长。
使用级进模便于冲压生产自动化，可以采用高速压力机生产。
级进模较难保证、外形相对位置的一致性。
多工位级进模冲压工艺具有生产效率高，材料利用率高，冲压设备比拟简单，对操作工人技术等级要求不高等优点，所以在工业生产中，应用广泛，并已成为不可缺少的重要加工手段之一。
多工位级进模特点多工位级进模精度高、寿命长，其工作元件常采用高速钢或硬质合金制造。
1. 2. 1# 大 中 小 发表于 2007-5-1 09:45 只看该作者3. 多工位级进模设计4.5. 一. 冲件成形工艺性能分析针对冲件成形的形状，尺寸精度、组装要求、材料的滚轧方向、毛刺方向等各方面要求进行冲压工艺性能分析，必要时会同产品工程设计人员进行成形工艺的检讨，视情形予以纠正。
二. 冲件产能的达成、冲压机的选择分析冲件成形的可能状况，结合冲件订单量需求，预设模具冲速（SPM ）及每模生产数（XPW ）。
并视状况进行冲床吨位的选择及安装尺寸的设计 。
三. 排样的设计原则:a. 保持模具受力的整体平衡，由于受到成型工艺要求的局限，如模具压力中心与冲床中心不一致（相差较大）时，可修正模具安装尺寸予以调节。
b. 一般先冲工艺圆孔（导正销孔），第二部即设置导正销导正，以确实消除送距及材料送进的翘曲等引起的送料不准（且后续工位也难以矫正）。
切边及打凸等工序可安排在冲圆孔前面。
c. 工步以少为宜，但要充分考虑成型的可靠性及成型件的强度等。
d. 考虑产品设变的可能性及模具设计成型困难时进行模具设变的可行性，必要时预留空档位。
级进模排样的设计，需多参考一些类似产品设计成功的例子，通过对多套排样方案进分风析、检讨，从中选出最佳方案。
四. 下料尺寸的展开计算参照有关资料提供关于弯曲、拉伸等展开尺寸的计算方法进行下料尺寸的计算，结合实际经验进行修正。
形状复杂的冲件由于冲压中各方面因素的影响 ，要计算出准确的毛坯展开尺寸往往较难。
针对级进模中各冲余料工位的固定、卸料、凹模均可设计成镶块式结构，一方面试模中下料尺寸的修正（必要时）容易实现，且后续生产中也方便于维护作业。
五. 载体（LA YOUT ）形式的选择载体是冲件在模内稳定移动、顺序加工的传送带，料带上导正销孔大多设置在载体上。
载体的基本形式有：a. 单侧载体: 料带的一侧设置载体，多用于一侧有成型要求之冲压件。
b. 双侧载体：①. 适用于双排结构或对称制件的冲压加工，两侧设导正孔，在模内适当位置时将两排冲件分开。
②. 单排较长制件的冲压加工，其中一侧做为副载体（也可不设导正孔），至适当位置时将其切除或冲落冲件。
双侧载体形式在冲压中送料平稳，且成型稳定，并视情形可设计为双排对插形式，从而提升材料的有效利用率。
c.中间载体:①. 单排较长制件的冲压(两侧有各种成型要求)，导孔设于中间两冲件之间的余料上，至最后工位将中间载体（余料）切除，使冲件分离。
②. 双排冲件排列或两侧对称性冲件排列。
最后工位冲切(除)载体或冲落冲件，使冲件与载体分离。
或将载体从中间分切成两排带料形式（冲压完成，冲件仍附于载体上）。
中间载体成型时相对较不稳定，视情形可设双排孔导正或利用零件上冲孔（适于较厚材料）进行辅助导正。
d. 辅助载体：针对上提各种载体形式，当冲件较长时，可在许可部位设置辅助载体，以增加冲件与载体的连接强度，使成型更为稳定。
辅助载体于最终成型工位或该部位需弯曲等成型之前将其切除。
六. 冲压进给步距（PITCH）的确定PITCH的确定，需综合考虑两方面的因素：a. 装配作业的自动化要求，按装配作业要求的PIN（针）距设定模具PITCH。
（如电脑连接器常用PIN距为1.27mm；2.16mm；2.54mm；2.77mm等，PITCH可取相应数字或其整数倍。
）b. 模具成型件（下料、折弯等）的强度等。
PITCH取值小时，材料的有效利用率将提高。
七. 下料工序的设计在级进模中，采取切除余料的方法来形成冲件的外形。
余料的切除即下料工序的设计需注意：a. 考虑成型部位的强度及加工的难易，余料的切除常以分散工位来完成。
而下料顺序的安排有可影响到冲件成型的精度，必须加以注意。
应充分考虑冲切力对材料产生牵引而对冲件成型精度的影响。
而针对某些下料工序考虑可否安排至折弯等成型工序之后，或尽可减少折弯等成型工序前冲切之面积，以使冲压更为稳定、可靠。
b. 为抑制冲切时材料的滑移而产生冲件的翻转、扭曲等变形，针对冲件细小部的下料，其卸料板一定采用镶块结构，并对材料施以局部的强压（即卸料镶块高度局部加高0.03mm）。
许可时，可在卸料镶块上开设导料槽，对该局部施以导位后，再进行冲切。
c. 无法一次完成的下料工程，其冲切与冲切的交点应尽可选于冲件外形的线段转折处，且应交叉一段，以防冲切后产生交点毛刺或段差。
d. 冲裁间隙一般取单边C=3 %～5 % t，综合考虑选用材料性能等因素。
间隙的大小，对模具或成型件（凸、凹模）寿命产生影响。
间隙小时，屑料排除的阻力加大，因此针对细小突出部位的下料，间隙的取值常作适当的放大，以提升凸、凹模的使用寿命。
间隙的大小，对冲件的尺寸产生影响，间隙大时，落料尺寸小于凹模尺寸之趋向增大，冲孔尺寸大于凸模尺寸的趋向增大。
凸模与固定板（或镶块）的间隙取单边0.005，与卸料板（或镶块）的间隙取单边0.003，以保证模具的冲压精度。
e. 凸模的设计采用向上固定（压板式或侧顶）方式。
针对细小凸模可加大外形，而在冲切端将加出部分去除，以增加凸模整体强度，凸模的固定可采挂台式，挂于固定镶块上，再用压板将镶块压住。
凸模刃口的端部形状（直面、斜面及方向、圆弧状等）有可影响到下料尺寸的精度（冲裁力的变化影响所致。
参《级进模中冲压件产生翻料及扭曲的抑制方法》，〈模具制造〉1999.№6〉）、刃口部强度及屑料的排除（屑料上升、屑料阻塞）顺畅否，需视情形进行设计。
凹模的设计采镶块式向下固定方式（凹模镶块常分割为刀口部及垫块两部分），为防冲压时向上带出的情形，采用导料板将其局部压住，也可用侧顶式或压板等结构形式。
为预防凹模镶块在生产维修中频繁组合而产生的穴孔磨损问题（特别是研磨拼块式），可设计为侧加垫块式结构（二面或四面），如此也方便于解决冲裁间隙的偏移（必要时）问题。
f. 各工位镶块(固定、卸料及凹模）的设计，需注意是否可实施互换及组立的方向性（及有无防呆功能），即进行必要的防呆处理（镶块角部做C角，相似形状的下料工位镶块予以不同外形尺寸），以防止人为疏忽导致组立时发生错误而损坏模具。
八. 弯曲成形工位的设计不同的弯曲形状，需采用不同的弯曲技术，同时，材料的纹向会对一些弹性件造成缺陷，需加以考虑。
a. 弯曲方向不同，将改变模具结构。
向下弯曲，由于毛边在内，可获得外观光洁的制件，且有毛刺的一面处于受压状态，不易产生裂纹。
b. 弯曲的设计，尽可能分散工位进行，如此可减轻成型时材料的牵引、拉擦伤变形，使材料流动顺畅，且后续生产中尺寸稳定，维护方便。
C. 有效防止成型时材料的滑移。
即折弯位施以准确之导位导正（折弯前及折弯中先导位再折，视必要设置），以抑制成型之不稳定。
正确调整卸料板与凹模板接触尺寸（一般容料间隙为料厚t-0.03～0.05mm)，并在上模或下模于成型部（或尽可靠近成型部）设浮顶块，对冲件先实施预压，再完成成型，以抑制弯曲失稳现象。
在对排样的设计中就应尽可能考虑冲件对称排列、对称成型。
折弯凸模或折弯凹模设计为浮顶式，也是折弯时有效防止材料滑移的方式之一。
d. 视情形冲制折弯线，如此会使成型较为容易、稳定。
视必要于弯曲位设置顶卸料以避免料带的卡滞现象发生。
厚料弯曲后易发生粘合，薄料易发生变形，有严格外观要求的冲件，请注意顶卸料痕迹对冲件的影响。
九. 导正销的设计导正销是维持料带在模内准确位置的重要零件。
自动送料器的送料误差、材料宽度与导料板配合尺寸误差以及材料在模内产生局部变异所产生的误差都是由导正销来消除的。
设计时应考虑：a. 料带第一步冲制工艺圆孔，第二步必须施以导正。
b. 导正销以多为宜，且优先设于料带易于产生窜动及成型的关键部位，以防加工中心的偏移。
c. 导正销采用固定式装于卸料板上。
冲较厚材料时一般装于上模固定板上，且设计为弹顶式，以增加柔性。
而在卸料板上装弹顶式导正销套，以利于卸料。
d. 导正销尺寸取小于冲导孔凸模0.02～0.03mm加工，导正部分长度取材料厚度的2～3倍。
e. 较厚材料的冲压及成型复杂的冲压件考虑加设切边（侧刃）装置。
侧刃冲切时易产生跳屑，需施以冲切形状、尺寸及冲切工艺方面的改善。
（参：《级进模侧刃的设计》刊于《模具制造》2001.№9)十. 导料问题导料常见两种形式：a. 导料板导料，浮升导正销上设导正销孔，并顶起料带至下模板一个距离（此尺寸小时，冲压会相对稳定），以便于料带的送进。
针对一侧有弯曲等无法设导料板时，也应考虑在必要位置设档块挡料，以防冲压过程中载体的变异等因素导致料带斜出使导正销无法导正。
b. 浮升销兼顶导料。
此种设计多用于模具PITCH较大、材料较厚、要求浮起尺寸较大、单排较长制件、双侧载体的冲件设计。
设计时需注意相关尺寸（导料宽度、卸料板上浮销让孔深度）的设定。
另外模内各处设顶料销（块），以防料带浮起时有局部下沉而使送料不畅。
顶销（块）应注意避开料带上冲孔，以防送料过程中出现料带被挂住等情形。
十一. 载体镰刀弯的消除冲压过程中载体部位往往会产生变异，产生镰刀弯，应设整弯机构予以消除。
（载体镰刀弯可能使后续的冲压成型及装配作业不顺畅）。
一般整弯机构设于模板外侧，以方便于调整。
成型复杂的冲压件应考虑在模内适当位置设置，以免后段发生成型困难及成型件易损等情形。
十二. 最终工位的处理方式综合考虑冲件的电镀作业要求（散件或连续带料形式）、装配工艺要求、冲压工艺要求及包装作业等方面的问题，决定冲压工艺方案。
