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1、上海理工大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 第一章 概 論 1.1 級(jí)進(jìn)模概述 一個(gè)沖壓零件，如用簡(jiǎn)易模具沖制，一般來(lái)說(shuō)，每項(xiàng)沖壓工序，如沖裁（沖孔、沖切或落料）、彎曲、拉深、成型等，就需要一副模具。這對(duì)于一個(gè)比較復(fù)雜的沖壓零件來(lái)說(shuō)，則需要幾副模具才能完成。因此這種簡(jiǎn)易模具的生產(chǎn)效率，相對(duì)來(lái)說(shuō)仍是較低的。對(duì)于大批料生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，用簡(jiǎn)易模具進(jìn)行生產(chǎn)是極不適應(yīng)的。 多工位級(jí)進(jìn)模是冷沖模的一種。級(jí)進(jìn)模又稱跳步模，它是在一副模具內(nèi)，按所加工的零件分為若干個(gè)等距離工位，在每個(gè)工位上設(shè)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(jìn)距離機(jī)構(gòu)的控制下，經(jīng)逐個(gè)工位沖制

2、后，便得到一個(gè)完整的沖壓零件（或半成品）。這樣，一個(gè)比較復(fù)雜的沖壓零件，用一副多工位級(jí)進(jìn)模即可沖制完成。在一副多工位級(jí)進(jìn)模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深、成型等工序。一般地說(shuō)，無(wú)論沖壓零件的形狀怎樣復(fù)雜，沖壓工序怎樣多，均可用一副多工位級(jí)進(jìn)模沖制完成。 多工位級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度高，這對(duì)模具設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)需要考慮的內(nèi)容很多，尤其是級(jí)進(jìn)模條料排樣圖的設(shè)計(jì)，模具各部分結(jié)構(gòu)的考慮等都是十分重要的。 級(jí)進(jìn)模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，配合高速?zèng)_床，實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化作業(yè)，能使沖壓生產(chǎn)料率大幅度提高。它在提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化等方面有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。多工位級(jí)進(jìn)模可以對(duì)于

3、一些形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深、成形加工。對(duì)大批量生產(chǎn)的沖壓零件尤其應(yīng)當(dāng)采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖制。 1.2 級(jí)進(jìn)模特點(diǎn)及其現(xiàn)狀 級(jí)進(jìn)模是在壓力機(jī)一次行程中完成多個(gè)工序的模具，它具有操作安全的顯著特點(diǎn)，模具強(qiáng)度較高，壽命較長(zhǎng)。使用級(jí)進(jìn)模便于沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化，可以采用高速壓力機(jī)生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模較難保證內(nèi)、外形相對(duì)位置的一致性。 多工位級(jí)進(jìn)模沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高，材料利用率高，沖壓設(shè)備比較簡(jiǎn)單，對(duì)操作工人技術(shù)等級(jí)要求不高等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)用廣泛，并已成為不可缺少的重要加工手段之一。 多工位級(jí)進(jìn)模特點(diǎn) 多工位級(jí)進(jìn)模精度高、壽命長(zhǎng)，其工作元件常采用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。

4、用硬質(zhì)合金制造的模具壽命一般可達(dá)到1億次，最高可達(dá)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(dá)0.0025mm。特別對(duì)一些小凸模而言，其壽命顯得更為重要，如某長(zhǎng)用成形模削方法加工的凸模和凹模寬度為0.2mm。沖制0.25mm厚的板料，其沖壓速度為1000次/min，模具的使用壽命高達(dá)1億次。在多工位級(jí)進(jìn)模中，通常凸模都很細(xì)小，因此，它具有精確的導(dǎo)向和保護(hù)。常常將卸料板上的凸模相配的孔做的很精確，其尺寸及相互位置也做的正確無(wú)誤。在沖壓過(guò)程中凸模平穩(wěn)、精確，就需要卸料板對(duì)凸模器導(dǎo)向和保護(hù)作用，而卸料板也大多采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。 多工位級(jí)進(jìn)模有自動(dòng)

5、送料裝置，送料精度高，送料步距能精確調(diào)整。目前生產(chǎn)中常用夾持式、滾動(dòng)式、有離合器和琨式、凸輪琨式、擺動(dòng)琨式等送料裝置，送料誤差可控制在（0.002～0.005）mm。我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的精密多工位級(jí)進(jìn)模步距精度達(dá)到0.002～0.003mm，模具主要零件的制造精度已達(dá)到2μm～5μm，模具壽命1億次以上，已經(jīng)達(dá)到目前的國(guó)際水平。送料誤差和不能及時(shí)從凸模上卸料，是造成沖模損壞的主要原因，為保證沖壓工作順利進(jìn)行，模具不被破壞，它還是需要具有高精度的誤差檢測(cè)裝置，如果沒(méi)有檢測(cè)裝置，出現(xiàn)工作誤差又不能使沖床快速剎車停止沖壓工作，后果就很難想象了。 多工位級(jí)進(jìn)模對(duì)沖床的要求高，要求沖床的運(yùn)動(dòng)精度高、剛性

6、好、震動(dòng)小、熱變形小、自動(dòng)剎車快、防止沖床的彈性變形、熱變形及運(yùn)動(dòng)精度差帶來(lái)不良誤差，造成惡劣后果。 總的來(lái)說(shuō)，多工位級(jí)進(jìn)模有以下特點(diǎn)： 1） 適用于制件的大批量生產(chǎn)。 2） 沖制件質(zhì)量可靠、穩(wěn)定，即制件尺寸的一致性好。 3） 由于自動(dòng)送料和自動(dòng)出件等裝置，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，適合于高速?zèng)_床上進(jìn)行自動(dòng)化沖制。也最適宜卷、帶料供料。 4） 級(jí)進(jìn)?？梢酝瓿蓻_裁、彎曲、拉深、成形等多道工序，效率比復(fù)合模更高，且在級(jí)進(jìn)模上工序可以分散，任意留出空位，故不存在符合模的最小壁厚問(wèn)題，因而保證了模具的強(qiáng)度，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。 5） 模具的主要零件具有互換性，使模具維修方便，更換迅速、可靠。

7、 6） 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，調(diào)試、維修困難，價(jià)格昂貴。 7） 多工位級(jí)進(jìn)模對(duì)沖壓設(shè)備、板料要求高。 多工位級(jí)進(jìn)模在我們國(guó)家的發(fā)展現(xiàn)狀 由于種種歷史原因，我國(guó)模具工業(yè)與當(dāng)前工業(yè)發(fā)展還很不適應(yīng)，無(wú)論是在設(shè)計(jì)制造技術(shù)和生產(chǎn)能力方面，還是在管理水平方面，模具工業(yè)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，它嚴(yán)重影響了工業(yè)產(chǎn)品的品種、質(zhì)量和生產(chǎn)周期，削弱了其在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。近年來(lái)，我國(guó)模具進(jìn)口幅度呈大幅度下降之勢(shì)，并有超億元出口額。大型、復(fù)雜、精密、高效和長(zhǎng)壽命模具也逐年上新的臺(tái)階，體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模也越來(lái)越多，沖壓自動(dòng)線、自動(dòng)沖壓技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)模具行技術(shù)水平迅速提高

8、，模具國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)取得了十分可喜的成績(jī)，這將對(duì)我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力和綜合國(guó)力的提高起到有力的促進(jìn)作用。 第二章 產(chǎn)品工藝性分析 2.1產(chǎn)品工藝性分析 該任務(wù)中設(shè)計(jì)的零件是相機(jī)膠卷的壓簧。壓簧是相機(jī)上的一個(gè)用來(lái)定位膠卷在相機(jī)中位置的零件，材料為不銹鋼1Cr13（已退火的馬氏體不銹鋼），板料厚度為0.8mm。零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，彎曲次數(shù)多，側(cè)邊有孔，要保證其同心度，成形困難，生產(chǎn)批量又大。 從技術(shù)要求和使用條件來(lái)看，零件要求具有較高的剛度和強(qiáng)度。因?yàn)榱慵礃?biāo)注尺寸，取其公差為IT10級(jí)。外形最大尺寸為95.96，屬于中型零件。 零件三維造型如圖2-1所示

9、 圖2-1 相機(jī)膠卷壓簧Pro/E三維造型 2.2材料成型性能分析 本設(shè)計(jì)中所采用材料為不銹鋼1Cr13。含碳量為C%=0.08-0.15%,Cr%=12-14%。該材料抗剪強(qiáng)度為τ=32-38㎏/c㎡,取為35㎏/ m㎡；屈服強(qiáng)度為σs=42㎏/ m㎡，彈性模量為E=21000㎏/ m㎡，抗拉強(qiáng)度為σb=40-47㎏/ m㎡，取為45㎏/ m㎡。一般該材料用來(lái)制作能抗弱腐蝕性介質(zhì)，能承受一定的沖擊載荷的零件，如汽輪機(jī)的葉片，水壓機(jī)閥，結(jié)構(gòu)架，螺栓，螺帽等，具有良好的機(jī)械性能。 在本設(shè)計(jì)中用來(lái)制作彈簧元件，一般要進(jìn)行熱處理工藝為1000-1050℃油淬或水淬，然

10、后進(jìn)行700-790℃中溫回火。 第三章 沖模工藝計(jì)算 3.1毛坯展開(kāi)尺寸計(jì)算 圖3-1 毛坯展開(kāi)尺寸計(jì)算示意圖 如圖3-1所示，箭頭表示材料在模具中的進(jìn)料方向。 毛坯的展開(kāi)尺寸計(jì)算分成兩個(gè)方向： 材料的進(jìn)料方向： L1=l1+l2+l3+0.4t+0.4t 其中： l1，l2，l3分別為進(jìn)料方向上三個(gè)直邊的長(zhǎng)度； t為板料的厚度； 進(jìn)料方向展開(kāi)尺寸的計(jì)算按照兩個(gè)直角分別彎處計(jì)算 按公式計(jì)算可得： L1=60+10+10+0.8*0.8=80.64mm 與進(jìn)料方向垂直的方向： L2=2*l4+2*l5+l6+0.

11、6t+0.6t 其中：l4，l5，l6分別為該方向上三個(gè)直邊的長(zhǎng)度； t為材料的厚度； 與進(jìn)料方向垂直的方向上展開(kāi)尺寸的計(jì)算按照兩邊同時(shí)彎出計(jì)算； 根據(jù)公式計(jì)算可得： L2=2*3+2*21+47+1.2*0.8=95.96mm。 搭邊值：查閱資料，對(duì)于料厚度t≤1，自動(dòng)送料方式的情況，取進(jìn)料方向與垂直方向的搭邊值分別為a1=2mm，a=2.5mm。 故料寬B=95.96+2*a=95.96+5=100.96mm 步距為h=L1+a1=80.64+2=82.64mm 3.2凸、凹模間隙值的確定 該材料為不銹鋼1Cr13，屬于軟鋼（0.08-0.2%C） 料厚0

12、.8mm，查資料取沖裁模初始雙面間隙z=（5-7%）t=0.040-0.056mm 3.3沖裁力計(jì)算 按照公式 其中：σb為材料的屈服強(qiáng)度 t為板材的厚度 L為沖裁邊的總周長(zhǎng) σb＝45kg/mm2 t=0.8mm L≈919.15mm 計(jì)算可得 查表可得材料的卸料力系數(shù)＝0.045 推料力系數(shù)＝0.055 ＝* ＝0.045*324276＝14592N n＝h/t=5/0.8=6 =**n=0.055*324276*6=107010N ++=324276+14592+107010=445878N 3.4彎

13、曲力計(jì)算 彎曲力的計(jì)算采用公式 其中C——與彎曲有關(guān)的系數(shù)，對(duì)于U形件，C取0.7 K——安裝系數(shù)，一般取1.3 B——料寬 t為板料的厚度 r為彎曲半徑 σb——材料強(qiáng)度極限 計(jì)算可得4558N 3.5沖壓設(shè)備的選用 根據(jù)以上計(jì)算可知，本設(shè)計(jì)中所需要的總的壓力為F＝445878+4558＝450436N 查閱壓力機(jī)的規(guī)格，可知選用J31-630（閉式單點(diǎn)壓力機(jī)）壓力機(jī)即可滿足要求，該壓力機(jī)的公稱壓力為630頓，滿足要求。 3.6壓力中心的確定 沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊

14、中心不一致的話，在沖壓過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。通常利用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法（解析法或圖解法）確定模具的壓力中心。 本設(shè)計(jì)中采用解析法。 如圖3-2所示。以第一工位的中心孔作為參考坐標(biāo)系。 圖3-2 模具壓力中心計(jì)算示意圖 根據(jù)公式：（y方向計(jì)算方法相同） 計(jì)算可得：≈392mm，≈0（相對(duì)于模具整體尺寸可以忽略為0） 模具的壓力作用范圍為869，壓力中心與模具中心的誤差為（869-392*2）/869＝9.78％ 符合模具壓力中心與模具中心誤差不超過(guò)1/6的要求。 第四章

15、 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選用 4.1 條料排樣圖 設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖，這是設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模的重要依據(jù)。條料排樣圖一旦確定，也就確定了以下幾方面： 1） 被沖制零件各部分在模具中的沖制順序； 2） 模具的工位數(shù)，及其作業(yè)內(nèi)容； 3） 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(yīng)出材料利用的高低； 4） 確定了模具步距的公稱尺寸和定距方式； 5） 條料的寬度，條料紋向與送料方向的關(guān)系； 6） 條料載體的設(shè)計(jì)形式； 7） 基本上確定了模具的結(jié)構(gòu)。 多工位級(jí)進(jìn)模條料排樣圖設(shè)計(jì)得好壞，對(duì)模具設(shè)計(jì)的影響是很大的。排樣圖設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致制造出來(lái)的

16、模具無(wú)法沖制零件。 一般在設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模條料排樣圖時(shí)，要拿出多種排樣方案，加以比較、歸納、綜合，最后得出一個(gè)最佳方案。多工位級(jí)進(jìn)模條料排樣圖設(shè)計(jì)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(guò)程中通暢無(wú)阻；是否便于使用、制造、維修和刃磨；是否經(jīng)濟(jì)合理。 4.1.1 排樣圖的設(shè)計(jì) 條料排樣圖直接關(guān)系到級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，因此在設(shè)計(jì)排樣圖時(shí)，主要需考慮到以下幾個(gè)因素。 1) 送料方式：高速?zèng)_壓的多工位級(jí)進(jìn)模，用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送料，用導(dǎo)正釘精確定距；手工送料則多用側(cè)刃粗定距，用導(dǎo)正釘進(jìn)確定距。 2) 沖壓零件形狀分析：每一個(gè)沖壓零件都有它的一些特點(diǎn)，因而在設(shè)計(jì)條料排樣時(shí)，必須對(duì)這些特點(diǎn)

17、加以分析、研究。 3) 模具的具體結(jié)構(gòu)和加工工藝性：在設(shè)計(jì)條料排樣圖的同時(shí)，必須考慮模距的具體結(jié)構(gòu)，要把每一個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)具體部分的裝配關(guān)系，裝配順序，以至對(duì)每部分的加工方案等都要考慮全面。這樣，設(shè)計(jì)出來(lái)的條料排樣圖才能夠指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)。 4) 被加工材料：多工位級(jí)進(jìn)模對(duì)被加工材料的要求都是很嚴(yán)格的。在設(shè)計(jì)排樣圖時(shí)，對(duì)材料的供料狀態(tài)、被加工材料的機(jī)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。 5) 正確安排側(cè)刃孔與導(dǎo)正釘孔：導(dǎo)正釘孔與導(dǎo)正釘?shù)奈恢玫陌才艑?duì)于多工位級(jí)進(jìn)模的精確定位時(shí)很關(guān)鍵的。 6) 分段切除過(guò)程零件形狀連接方式的選擇：多工位級(jí)進(jìn)模的分段切除的排樣圖，

18、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件的連接質(zhì)量，因此在分段切除過(guò)程中絕大部分都采用搭接連接方式。 7) 載體：條料載體是條料在送進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)不斷地沖切余料，條料內(nèi)連接沖壓零件運(yùn)載前進(jìn)的這部分材料稱為條料載體。條料載體分為：雙側(cè)載體、單側(cè)載體和中間載體三個(gè)基本形式。 8) 工位的確定與空位工位：在劃分工位時(shí)，對(duì)零件要求精度比較高的部位，應(yīng)盡量集中在一個(gè)工位一次沖壓完成為好，以避免步距誤差影響精度要求。對(duì)于一個(gè)零件的兩個(gè)彎曲部分有尺寸精度要求時(shí)，則彎曲部分也應(yīng)當(dāng)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(zhǔn)確地保持成批零件加工后的一致性。在排樣圖

19、中，增設(shè)空位工位的目的是為了保證模具有足夠的強(qiáng)度，確保模具的使用壽命，或是為了便于模具設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)。 9) 各種沖壓工序在條料排樣圖設(shè)計(jì)中的順序原則：在一般冷沖模設(shè)計(jì)中，各種沖壓工序之間的順序關(guān)系已形成一定規(guī)律。但是在多工位級(jí)進(jìn)模連續(xù)沖壓時(shí)，常有一些不同之處，如果在設(shè)計(jì)條料排樣圖時(shí)，沒(méi)有很好地掌握這些特點(diǎn)和內(nèi)在關(guān)系，會(huì)使模具的設(shè)計(jì)與制造走彎路，甚至影響模具順利沖制和沖壓零件的質(zhì)量。在本設(shè)計(jì)屬于沖裁彎曲多工位級(jí)進(jìn)模，應(yīng)先沖切掉孔和彎曲部分的外形余料，再進(jìn)行彎曲。 10) 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(guò)模具長(zhǎng)度的1/6（或?qū)挾鹊?/6）；同時(shí)要分析多工位級(jí)進(jìn)模

20、在沖壓過(guò)程中可能產(chǎn)生的側(cè)向力的部位，大小和方向，力求抵消側(cè)向力。 4.1.2 排樣圖的具體設(shè)計(jì)方案與比較 1）繪制零件展開(kāi)圖 零件展開(kāi)圖示意圖如圖4-1所示 圖4-1 零件展開(kāi)圖 2）條料排樣圖方案比較 繪制過(guò)程：①首先根據(jù)已繪制的零件圖，零件展開(kāi)圖的形狀、特點(diǎn)采用單排。 ②按估計(jì)的工位數(shù)，以排樣基準(zhǔn)線為準(zhǔn)劃一排零件的展開(kāi)形狀圖， 初步預(yù)計(jì)每?jī)蓚€(gè)零件的間距為82.64mm。 ③按零件圖的形狀，考慮對(duì)彎曲、成形部分分解加工工序。 ④綜合考慮產(chǎn)品各內(nèi)孔外形和各分解加工成新的內(nèi)容，共分

21、多少工 位，以及各工位加工內(nèi)容。 初始的條料排樣圖如圖4-2所示 圖4-2 條料排樣圖初步設(shè)計(jì) 第1工位：沖導(dǎo)正孔 第2工位：沖孔 第3工位：沖孔 第4工位：沖孔 第5工位：沖孔 第6工位：沖中間材料及周邊廢料 第7工位：沖中間材料及周邊廢料 第8工位：沖中間材料及周邊廢料 第9工位：空位 第10工位：向下彎曲成型 第11工位：向上彎曲成型 第12工位：載體切斷，落料 該條料排樣圖基本可以完成工藝要求，但是在最后的向上彎曲的工位無(wú)法設(shè)置導(dǎo)正釘與杠桿機(jī)構(gòu)，故對(duì)該條料排樣圖做了修改，中間部位的廢料在前序工位中切除，這樣就可

22、以在后續(xù)的彎曲部位中有比較大的空間來(lái)設(shè)置杠桿機(jī)構(gòu)。 修改后的條料排樣圖如圖4-3所示 圖4-3 修改后的條料排樣圖 第1工位：沖導(dǎo)正孔 第2工位：沖孔 第3工位：沖孔 第4工位：沖孔 第5工位：沖孔 第6工位：沖中間材料及周邊廢料 第7工位：沖中間材料及周邊廢料 第8工位：沖中間材料及周邊廢料 第9工位：空位 第10工位：向下彎曲成型 第11工位：向上彎曲成型 第12工位：載體切斷，落料 該方案就較好的解決了在最后的向上彎曲部位，杠桿機(jī)構(gòu)與板料之間的可能產(chǎn)生的干涉問(wèn)題。在最后的工位只是進(jìn)行載體的切斷進(jìn)行落料。同時(shí)在一定程度上也對(duì)整體的沖裁力的平衡問(wèn)題進(jìn)行了

23、改善。 4.2 步距和步距精度 級(jí)進(jìn)模的步距是確定條料在模具中每送進(jìn)一次，所需要向前移動(dòng)的固定距離。步距的精度直接影響沖件的精度。 4.2.1 步距基本尺寸的確定 對(duì)于單排的排樣步距，基本尺寸為： S=B+M 圖4-4 步距基本尺寸簡(jiǎn)明示意圖 根據(jù)該式得到S=82.64mm。 4.2.2 步距精度 步距的精度直接影響沖件的精度。由于步距的誤差，不僅影響分段切除余料，導(dǎo)致外形尺寸的誤差，還影響沖件內(nèi)、外形的相對(duì)位置。也就是說(shuō)，步距精度愈高，沖件精度也愈高，但步距精度過(guò)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。 影響步距精度的因素很多

24、，但歸納起來(lái)主要有：沖件的精度等級(jí)、形狀復(fù)雜程度、沖件材質(zhì)和厚度；模具的工位數(shù)；沖制時(shí)條料的送進(jìn)方式和定距形式等。 根據(jù)多年來(lái)的實(shí)踐，總結(jié)歸納出多工位級(jí)進(jìn)模步距精度的經(jīng)驗(yàn)公式為： δ——多工位級(jí)進(jìn)模步距對(duì)稱偏差值； β——沖件沿條料送進(jìn)方向最大輪廓基本尺寸（指展開(kāi)后）精度提高三級(jí)后的實(shí)際公差值； n——模具設(shè)計(jì)的工位數(shù)； k——修正系數(shù) 表4-1 沖裁間隙z(雙面)/mm K值 沖裁間隙z(雙面)/mm K值 0.01-0.03 0.85 >0.12-0.15 1.03 >0.03-0.05 0.90 >0.15-0.18 1.06 >0.05-0.0

25、8 0.95 >0.18-0.22 1.10 >0.08-0.12 1.00 說(shuō)明：1）修整系數(shù)k主要考慮料厚和材質(zhì)因素，并將其反應(yīng)到?jīng)_裁間隙上去。 2）多工位級(jí)進(jìn)模因工位的步距累積誤差，所以標(biāo)注模具每步尺寸時(shí)，應(yīng)由第一工位至其他工位直接標(biāo)注其長(zhǎng)度，無(wú)論這長(zhǎng)度多大，其步距公差均為δ。 在本設(shè)計(jì)中如圖所示的工件，展開(kāi)后驗(yàn)送料方向的最大輪廓尺寸是82.64毫米，在圖排樣圖中共分12個(gè)工位。尺寸82.64的IT7級(jí)公差值為0.035毫米。模具的雙面沖裁間隙為0.048毫米。 β=0.035毫米 n=12

26、 Z=0.048，查表得k=0.90 則這副多工位級(jí)進(jìn)模的步距公差為毫米。 圖4-5 多工位級(jí)進(jìn)模步距尺寸公差 4.3 定距方式與導(dǎo)正釘 級(jí)進(jìn)模的釘距方式有定位釘定距，側(cè)刃定距，導(dǎo)正釘定距和自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)定距等四種。這四種定距方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，各有不同的使用場(chǎng)合。它們可以單獨(dú)使用，也可以互相配合使用。相互配合使用定距效果更好。 定位釘定距多適用于后料加工手工送料的普通級(jí)進(jìn)模，側(cè)刃定距適用于手工送料，也可采用自動(dòng)或半自動(dòng)送料。 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)一般都是設(shè)置在模具外的獨(dú)立機(jī)構(gòu)，配合沖床沖程運(yùn)動(dòng)，時(shí)條料作定時(shí)、定量地送進(jìn)。 導(dǎo)正釘定距是級(jí)進(jìn)模極為普通采用的定距形式。特別是形狀

27、十分復(fù)雜的沖件，所用的級(jí)進(jìn)模一般采用這種方式定距。 本設(shè)計(jì)所用原料是卷料用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送料。 對(duì)于各種定距方式的適用場(chǎng)合綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送料作粗定距，采用導(dǎo)正釘作精定距，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)作業(yè)。 在使用導(dǎo)正釘定距的方式下，導(dǎo)正釘孔應(yīng)大于或等于4倍料厚（d≥4t）。多工位級(jí)進(jìn)模沖制件多屬于薄料，當(dāng)t≤0.5毫米時(shí)，導(dǎo)正釘孔應(yīng)不小于φ2毫米，本設(shè)計(jì)中料厚為0.8mm。導(dǎo)正釘使用φ5毫米的導(dǎo)正釘。因此，符合設(shè)計(jì)要求。 4.4 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.4.1 凸模、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模和凹模直接擔(dān)負(fù)著沖壓工作。由于加工性質(zhì)的不同，凸模與凹模的形狀、結(jié)構(gòu)也不同。多工位級(jí)進(jìn)模一般都含

28、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(yīng)高速連續(xù)沖壓，必須滿足各種特定的技術(shù)條件，而決不能用設(shè)計(jì)一般凸模、凹模的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。凸凹模的設(shè)計(jì)要遵循以下原則： 1）凸凹模要有足夠的強(qiáng)度和剛度。設(shè)計(jì)凸凹模應(yīng)選擇強(qiáng)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(shí)可減少凸模長(zhǎng)度，增加凹模厚度，在結(jié)構(gòu)上增加他們的強(qiáng)度和剛度。 2）凸凹模必須安裝牢固，便于維修和更換。 3）多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模的凸凹模要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這樣既便于加工，又不會(huì)出現(xiàn)位置上的誤差。 4）余料排除方便及時(shí)。為了避免損壞模具，應(yīng)采取及時(shí)的措施來(lái)清除余料，一般在凸模上設(shè)置余料頂針，凹模上設(shè)置高壓

29、氣孔等措施。 4.4.1.1 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在凸模安裝結(jié)構(gòu)中，在1，2，3，4工位上，考慮到凸模需要便于更換及力求結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單的原則，采用了直接插入式的固定安裝結(jié)構(gòu)如圖4-6，是靠凸模與固定板的摩擦力固定，一般采用或。這兩種安裝結(jié)構(gòu)只適合沖制薄料和卸料力很小的情況。本設(shè)計(jì)中的材料為不銹鋼0.3mm，屬于薄料在沖壓過(guò)程中卸料力也很小。綜上分析，使用該凸模安裝結(jié)構(gòu)可滿足實(shí)際要求。 圖4-6 圓形凸模安裝結(jié)構(gòu)示意圖 在5、6、7、8工位中，凸模形狀比較大，又是直通式異形凸模，本設(shè)計(jì)使用了在多工位級(jí)進(jìn)模中常用的一種異形凸模安裝結(jié)構(gòu)。如圖4-7。直通式非圓形凸模又稱等截面凸模，生

30、產(chǎn)中常用成型磨、坐標(biāo)磨或線切割加工而成。在自動(dòng)化多工位級(jí)進(jìn)模中應(yīng)用十分廣泛。凸模與凸模固定板的配合一般選用H7/m6,H6/h6或H6/m5,H6/h5配合。 圖4-7 直通式異形凸模安裝結(jié)構(gòu)示意圖 4.4.1.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 多工位級(jí)進(jìn)模的凹模設(shè)計(jì)是比較復(fù)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(duì)位置，確定各形孔的基準(zhǔn)和相互間的坐標(biāo)關(guān)系；又要考慮加工方便和使用壽命等因素，所以多工位級(jí)進(jìn)模凹模機(jī)構(gòu)的種類較多。 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 分析各凹模的使用場(chǎng)合及優(yōu)缺點(diǎn)： 1） 整體凹模：對(duì)于多工位級(jí)進(jìn)模，不論其凹模的形

31、孔多少，復(fù)雜程度如何，凹模設(shè)計(jì)為一個(gè)整體的稱為整體凹模。對(duì)于多工位級(jí)進(jìn)模，整體凹模缺點(diǎn)較多。 2） 鑲套式凹模：在多工位級(jí)進(jìn)模中，對(duì)于某些銷的工作形孔為了加工方便，容易更換和刃模，是一種在整體凹?；蚱渌问桨寄５木植啃慰孜恢描傄粋€(gè)套裝凹模（圓套、方套或異形套）。 3） 拼合形孔凹模：該結(jié)構(gòu)可滿足凹模形孔加工精度高這一要求，對(duì)某些不易于加工的凹模形孔，常采用拼合形孔這種結(jié)構(gòu)。 4） 分段拼合凹模：在多工位級(jí)進(jìn)模中，為了解決各工位形孔間的間距精度，經(jīng)常采用分段拼合凹模的設(shè)計(jì)方法，就是將模具的凹模分成若干段，每段中的形孔數(shù)不一，然后將這幾段凹模的結(jié)合面研合鑲?cè)氚寄Ｍ馓祝ɑ驀颍﹥?nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體

32、凹模。 綜合分析下來(lái)，采用了分段拼合凹模，該結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)是克服了整體凹模的缺點(diǎn)。它是把每段凹模的工作形孔加工完了，再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工外形尺寸。一般以磨削余最終研磨加工來(lái)控制孔到坐標(biāo)基準(zhǔn)的距離，凹模形孔距離能控制在0.01毫米之內(nèi)。 在本設(shè)計(jì)中，分段鑲拼式凹模形式如圖所示，如圖4-8 圖4-8 凹模鑲塊拼圖 4.4.2 卸料裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 卸料裝置是起卸料作用，在多工位級(jí)進(jìn)模工作前，彈壓卸料裝置把條料壓住，防止條料在沖壓過(guò)程產(chǎn)生位移和塑性變形；卸料裝置必須對(duì)各凸模起導(dǎo)向和保護(hù)作用。 對(duì)于不同的沖壓工序卸料裝置有不同的作用：在沖裁工序中，他起卸料與壓料作用，在彎曲工序中

33、，它不僅是卸料，也可以起到局部成型的作用；在拉深工序中還要起到壓邊圈的作用。 4.4.2.1 卸料裝置設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 形孔拼塊可以分為若干段，充分利用成型磨削來(lái)保證拼塊最后的精度與光潔度。卸料裝置設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： 在級(jí)進(jìn)模中，彈壓卸料板都要設(shè)計(jì)成反凸臺(tái)形。沖壓時(shí)，突出部分正好進(jìn)入兩導(dǎo)料板之間。凸臺(tái)與導(dǎo)板之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙。 1）卸料板各工作形孔應(yīng)當(dāng)與凹模形孔同心。這種要求要從模具設(shè)計(jì)及工藝上加以保證。另外，卸料板的各形孔與對(duì)應(yīng)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(duì)凸模的導(dǎo)向和保護(hù)作用。而且間隙越小，導(dǎo)向效果越好，模具的壽命也越高，然而制造的難度就越大。

34、 2）卸料板各工作形孔應(yīng)有良好的粗糙度，應(yīng)適應(yīng)高速?zèng)_壓導(dǎo)向和保護(hù)作用。卸料板各工作形孔的粗糙度應(yīng)控制在Ra0.1-Ra0.4μm。卸料板的粗糙度與沖壓速度有關(guān)，速度越高，光潔度要求也越高。同時(shí)還需要注意潤(rùn)滑。 3）多工位級(jí)進(jìn)模的卸料板應(yīng)具有耐磨性能。高速?zèng)_壓的多工位級(jí)進(jìn)模卸料板的工作部分往往是采用拼鑲結(jié)構(gòu)，采用高速剛或合金工具鋼制造，淬火硬度HRC56~58。對(duì)于沖壓速度不高的卸料板可選用中碳鋼以上或碳素工具剛材料制作，淬火硬度HRC40~45。 4）卸料板對(duì)凸模要有一定的導(dǎo)向高度，越是細(xì)小凸模其導(dǎo)向高度也越高，可利用導(dǎo)向套對(duì)細(xì)小凸模進(jìn)行導(dǎo)向和保護(hù)。其導(dǎo)向套的高度可以高于卸料板。對(duì)于大的

35、凸模，卸料板只起卸料和導(dǎo)向作用，為此可以降低接觸高度，以減小摩擦。 5）為了保持卸料力平衡，卸料螺釘孔應(yīng)當(dāng)布置在全部工作形孔的外圍，使得卸料螺釘受力均勻。 6）卸料螺釘?shù)墓ぷ鏖L(zhǎng)度“L”在一副模具內(nèi)應(yīng)嚴(yán)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(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中我用了如圖所示的結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是便于控制L長(zhǎng)度，可以通過(guò)磨削端面保證L一致性。另外每次凸模刃模，卸料螺釘長(zhǎng)也可同時(shí)磨去同樣高度。 7）導(dǎo)正釘露出卸料板底面有效工作直壁的高度。導(dǎo)正釘有效工作直壁露出卸料板底面不能過(guò)長(zhǎng)，一般為（0.5~0.8）t，否則當(dāng)沖程回升時(shí)，條料會(huì)將導(dǎo)正釘“抱”住，影響連續(xù)作業(yè)。尤其是

36、當(dāng)采用帶臺(tái)式導(dǎo)料板，過(guò)長(zhǎng)容易造成條料變形，影響沖壓精度。 8）卸料裝置的輔助導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。輔助導(dǎo)向機(jī)構(gòu)俗稱小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套。它們多數(shù)是在卸料板與固定板之間增設(shè)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套之間的配合間隙應(yīng)當(dāng)更小，一般為凸模與卸料板配合間隙的1/2。 9）卸料螺釘沉孔深度要有足夠的活動(dòng)量。否則，當(dāng)凸模經(jīng)過(guò)多次刃磨后，卸料螺釘帽頭在沖頭到達(dá)最低位置時(shí)會(huì)高出上模座的上平面，從而損壞模具或者設(shè)備。 4.4.2.2 卸料裝置的分類及選用 卸料裝置可以分為固定卸料和彈壓卸料兩種。在多工位級(jí)進(jìn)模中，多數(shù)采用彈壓卸料裝置，但有時(shí)采用固定卸料裝置。固定式卸料的卸料板一般是通過(guò)導(dǎo)料板緊固在凹模上。固定卸料屬于硬

37、性卸料，卸料力大，穩(wěn)固而可靠。但在多工位級(jí)進(jìn)模中，只有料厚大于1.5毫米的沖件才采用。 彈壓是卸料的形式也是多樣的，有將彈壓卸料板通過(guò)卸料螺釘、彈簧（或橡皮）安裝在模具上，或是在卸料板與固定板之間安裝小導(dǎo)柱、導(dǎo)套（在多工位級(jí)進(jìn)模具還采用滾珠小導(dǎo)柱、導(dǎo)套）進(jìn)行導(dǎo)向。也有的在卸料板上裝上導(dǎo)套連同模架導(dǎo)柱一起進(jìn)行兩級(jí)導(dǎo)向（即在對(duì)上模與卸料板一同進(jìn)行導(dǎo)向）。 多工位級(jí)進(jìn)模中采用彈壓卸料裝置，很重要的一個(gè)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。 在多工位級(jí)進(jìn)模中，卸料板極少采用整體機(jī)構(gòu)。而采用拼鑲結(jié)構(gòu)才能保證形孔精度、孔距精度、配合間隙、形孔光潔度、熱處理等要求。它的拼鑲原則基本上與凹

38、模相同。 拼鑲式拼塊用螺釘、銷釘緊固在卸料板基體上，拼合好的卸料板又通過(guò)基體用卸料螺釘、彈簧及輔助的小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套裝配在模具的上模上。為此卸料板基體需有足夠的強(qiáng)度。 在多工位級(jí)進(jìn)模中，卸料板多采用拼鑲結(jié)構(gòu)。采用拼鑲結(jié)構(gòu)才能保證形孔精度、孔距精度、配合間隙、形孔光潔度、熱處理等要求。拼鑲原則基本上與凹模相同。 拼鑲式拼塊用螺釘、銷釘緊固在卸料板基體上，拼合好的卸料板又通過(guò)基體用卸料螺釘、彈簧及輔助的小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套裝配在模具的上模上。為此卸料板基體需有足夠的強(qiáng)度。 在此設(shè)計(jì)中采用拼鑲式彈壓卸料板。如圖4-9 圖4-9 卸料板裝配圖 該卸料裝置是綜合拼合凹模的彈壓卸料板。他

39、由一個(gè)剛性很強(qiáng)的卸料板基體和4段拼塊組合而成。兩端塊用螺釘、銷釘緊固在基體上，中間三塊只要磨成型后裝入并用螺釘緊固即可。這里主要實(shí)在基體上加工一個(gè)通槽，各拼塊對(duì)此通槽按基準(zhǔn)孔配合加工，所以基準(zhǔn)性好。 4.4.3 導(dǎo)料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于多工位級(jí)進(jìn)模除純沖裁件沖壓屬于平面加工以外，對(duì)于帶有彎曲、成型、拉深的沖制件均屬于立體加工。因此對(duì)于條料在分段切除余料加工過(guò)程中，條料不能受任何障礙。條料的送進(jìn)，必須浮離下模平面，并給予嚴(yán)格控制，導(dǎo)料系統(tǒng)決不能影響側(cè)沖與倒沖機(jī)構(gòu)的工作。 4.4.3.1 導(dǎo)料板 導(dǎo)料板是對(duì)條料進(jìn)行導(dǎo)向的裝置之一，沿條料送進(jìn)方向，安裝在凹模形孔的兩側(cè)，并與模具中心線平行。

40、 一般導(dǎo)料板分平直式和帶臺(tái)式兩種。平直式多用于低速，手工送料的級(jí)進(jìn)模；帶臺(tái)式多用于高速、自動(dòng)送料的級(jí)進(jìn)模。 在本次設(shè)計(jì)中已提到，屬于自動(dòng)送料的級(jí)進(jìn)模，故采用帶臺(tái)式導(dǎo)料板。同時(shí)導(dǎo)料板需進(jìn)行淬火處理，硬度為HRC55-58。 4.4.3.2 條料浮頂器 在多工位級(jí)進(jìn)模中，導(dǎo)料板設(shè)計(jì)成帶臺(tái)結(jié)構(gòu)是為了使條料在浮動(dòng)送料中，浮頂器對(duì)條料的彈頂作用，仍能控制條料自始至終保持在導(dǎo)料板內(nèi)運(yùn)動(dòng)。 條料浮頂器與帶臺(tái)式導(dǎo)料板配合使用構(gòu)成多工位級(jí)進(jìn)模導(dǎo)料系統(tǒng)。 在導(dǎo)正釘?shù)膶?duì)應(yīng)位置設(shè)置套式浮頂器，目的是對(duì)導(dǎo)正釘進(jìn)行保護(hù)作用。當(dāng)導(dǎo)正釘進(jìn)入浮離凹模的條料時(shí)，因條料送進(jìn)有誤差，在導(dǎo)正釘導(dǎo)正時(shí)，導(dǎo)正釘已進(jìn)入套式浮

41、頂器，對(duì)導(dǎo)正釘起到保護(hù)作用。如圖4-10所示 圖4-10 導(dǎo)料板與浮頂器結(jié)構(gòu)示意圖 4.4.4 倒沖機(jī)構(gòu) 倒沖是多工位級(jí)進(jìn)模中獨(dú)有的沖壓機(jī)構(gòu)。倒沖是指模具工作部分（一般指凸?；虬寄５龋┑倪\(yùn)動(dòng)件由下向上完成沖壓加工稱為倒沖。實(shí)現(xiàn)導(dǎo)沖的機(jī)構(gòu)稱為倒沖機(jī)構(gòu)。倒沖多由杠桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，也采用兩段斜楔、斜滑塊機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)倒沖。 4.4.4.1 倒沖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 1）杠桿的強(qiáng)度必須足夠，尤其對(duì)于支撐部位的強(qiáng)度更為重要。杠桿一般做成梭狀較好，不僅增加了杠桿的強(qiáng)度，受力合理，而且縮小了杠桿擺動(dòng)空間。 2）要有有效的復(fù)位機(jī)構(gòu)。沖壓一結(jié)束，就立即復(fù)位。 3）倒沖凸模必須有良好的

42、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。對(duì)于沖裁加工的凸模，導(dǎo)向裝置更為重要。對(duì)于圓形凸?？梢澡?cè)雽?dǎo)向套。對(duì)于方形和長(zhǎng)方形凸模、工作部分應(yīng)有必要的長(zhǎng)度，其余部分可做成圓形配合面，并開(kāi)出適當(dāng)?shù)亩ㄏ蜴I槽。對(duì)于復(fù)雜異形凸模一般可做成導(dǎo)向配合面進(jìn)行導(dǎo)向。 4）倒沖機(jī)構(gòu)應(yīng)便于維修、更換和安裝。 4.4.4.2 倒沖結(jié)構(gòu)的適用場(chǎng)合 1） 為了保持沖件毛刺方向的一致而需要進(jìn)行倒沖 2） 為保持條料浮動(dòng)送進(jìn)，使浮動(dòng)提升量不要過(guò)高，對(duì)于個(gè)別過(guò)高的向上彎曲、翻邊、拉深工序的凸模（均安裝在下模上）因考慮采用倒沖。 3） 為了保證沖制質(zhì)量，便于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，甚至為克服模具中局部薄弱環(huán)節(jié)等，可以按具體情況采取倒沖。 4） 在特殊的情

43、況下，多工位級(jí)進(jìn)模中的頂出裝置采用倒沖形式。 在本設(shè)計(jì)中工位10采用倒沖機(jī)構(gòu)出于對(duì)第一點(diǎn)和第二點(diǎn)的考慮，即保證沖制質(zhì)量和毛刺方向的一致性，便于模具結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中采用了如圖4-11所示的杠桿式倒沖機(jī)構(gòu)。 圖4-11 倒沖機(jī)構(gòu)示意圖 圖中，梭形杠桿安裝在下模座內(nèi)的空槽內(nèi)，由剛性支架支撐。主動(dòng)桿安裝在上模，從動(dòng)桿裝入下模墊板內(nèi)。為增加導(dǎo)向長(zhǎng)度設(shè)置了導(dǎo)向套。沖切凸模的導(dǎo)向面是圓柱面，其上端是長(zhǎng)方形彎曲凸模。凸模與杠桿用軸固定，持轉(zhuǎn)動(dòng)配合。導(dǎo)向保護(hù)套鑲?cè)氚寄Ｖ袑?duì)彎曲凸模進(jìn)行導(dǎo)向。倒沖結(jié)構(gòu)的復(fù)位是靠左側(cè)彈簧的彈力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 4.4.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)與安全保護(hù)裝置 多工位級(jí)進(jìn)模在

44、高速?zèng)_床上工作，它不但有自動(dòng)送料裝置，而且還必須在整個(gè)沖壓生產(chǎn)過(guò)程中有防止失誤的安全檢測(cè)裝置。因?yàn)槟＞咴诠ぷ鬟^(guò)程中，只要有一次失誤，如誤進(jìn)給、凸模折斷、疊片、廢料堵塞等，均能使模具損壞，甚至造成設(shè)備和人身事故。 檢測(cè)裝置可以設(shè)置在模具內(nèi)，也可以設(shè)置在模具外。當(dāng)模具在出現(xiàn)非正常的情況時(shí)，設(shè)置的各種檢測(cè)裝置（傳感器）能迅速的把信號(hào)反饋給壓力機(jī)的制動(dòng)機(jī)構(gòu)，立即使壓力機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，起到安全保護(hù)作用。 傳感器的傳感方式有接觸式和非接觸式兩種。本設(shè)計(jì)中采用的是接觸式的導(dǎo)正孔檢測(cè)結(jié)構(gòu)。當(dāng)浮動(dòng)檢測(cè)銷1由于送料失誤，不能進(jìn)入條料的導(dǎo)正孔時(shí)，便有條料推動(dòng)檢測(cè)銷1向上移動(dòng)，同時(shí)推動(dòng)接觸銷2使微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合，因?yàn)槲?dòng)

45、開(kāi)關(guān)是與壓力機(jī)的電磁離合器是同步的，所以使電磁離合器脫開(kāi)，壓力機(jī)滑塊停止運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)中所采用的裝置既可以是導(dǎo)正孔導(dǎo)正，也可以是制件本身導(dǎo)正。 1-浮動(dòng)檢測(cè)銷 2-接觸銷 3-微動(dòng)開(kāi)關(guān) 圖4-12 安全監(jiān)測(cè)裝置示意圖 第五章 多工位級(jí)進(jìn)模的裝配 模具在裝配過(guò)程中，要多次把上模部分與下模部分閉合和卸下，并對(duì)有關(guān)部件進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于大型精密模具而言，由于其重大，裝配時(shí)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且不安全，所以，常常采用模具裝配機(jī)來(lái)進(jìn)行裝配和翻轉(zhuǎn)，裝配完成后，還可以在裝配機(jī)上進(jìn)行試沖，檢查模具的裝配質(zhì)量，以便進(jìn)一步調(diào)整各部件制件的位置，直

46、到符合裝配要求為止。 5.1模具零件的固定 多工位級(jí)進(jìn)模中的凸模、凹模及導(dǎo)正銷等零件，為了便于拆裝和損壞后的快速更換，一般都采用壓入固定。 （1） 凸模固定 1）有臺(tái)肩的圓形凸模，壓入部位應(yīng)有引導(dǎo)部分，引導(dǎo)部分可采用小圓角，小錐 度或磨小部分直徑，即壓入部的前端將直徑磨小0.03～0.05mm，固定部分長(zhǎng)度應(yīng)大于固定板厚度5mm左右。 2）無(wú)臺(tái)肩的成形凸模的非刃口端面四周應(yīng)修成小圓角或小斜度，便于壓入。 3）當(dāng)凸?；虬寄喝氩课徊辉试S有圓角、錐度時(shí)，可在固定板形孔的凸?；蜩偧喝敕较蛐蕹?0，高度為5mm左右的斜度作引導(dǎo)。 4）壓入時(shí)應(yīng)對(duì)固定板及被壓入零件去磁，并用

47、顯微鏡查凸、凹模刃口質(zhì)量，清除異物，涂潤(rùn)滑油。壓入時(shí)避免使用壓力機(jī)，只能用銅錘或銅棒輕輕敲入，若過(guò)盈量較大，由裝配鉗工研磨后裝入。 5）凸模等工作零件壓入固定孔應(yīng)進(jìn)行垂直度檢查，壓入少許時(shí)檢查，壓入固定長(zhǎng)度的3/4再作檢查 6）裝配后需進(jìn)行最終磨削 凸模裝配后，應(yīng)使凸模臺(tái)肩部分與固定板在同一平面內(nèi)。磨削時(shí)用導(dǎo)磁等高鐵支撐，等高鐵應(yīng)使凸模端面離工作臺(tái)面2～3mm，磨削后應(yīng)保持固定板厚和平行度不變。 （2） 凹模固定 凹模壓入固定板時(shí)，若臺(tái)肩與固定板臺(tái)階孔深度不一致時(shí)也需要磨削，使其下平面在同一平面內(nèi)。當(dāng)凹模臺(tái)肩厚度小于固定板臺(tái)階深度時(shí)，可在臺(tái)階孔中加墊片（厚度為t1），

48、保證下平面平齊，如果刃口與固定板上平面平齊，可不刃磨凹模刃口。當(dāng)凹模臺(tái)肩厚度大于固定板臺(tái)肩深度時(shí)，先將凹模臺(tái)肩磨去t2，使固定部位高度H1＋t1比H大0.03～0.05mm，再在凹模底面加一與t2厚度相等的墊片t1，然后磨去凹模上平面，使凹模高度與固定板上平面一致。 5.2 部件裝配 部件裝配和模具的總裝配，均需在恒溫凈化車間進(jìn)行裝配，以免雜質(zhì)和溫度裝配質(zhì)量帶來(lái)不良影響。 所謂部件裝配，是指凸模固定板、凹模固定板及卸料板的裝配。在級(jí)進(jìn)模中，這些部件一般都由幾塊鑲件組成，所以，他們的裝配質(zhì)量決定了整付模具的質(zhì)量（各鑲件的制造質(zhì)量對(duì)整付模具的質(zhì)量也有很大影響），裝配時(shí)，應(yīng)有正確的裝配

49、基準(zhǔn)，裝配基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)注意，盡可能與加工時(shí)的基準(zhǔn)重合，即選用基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)孔。當(dāng)板內(nèi)有輔助導(dǎo)向時(shí)，也可用輔助導(dǎo)柱孔或?qū)鬃骰鶞?zhǔn)。 配合時(shí)各鑲塊嵌入固定孔中均需有過(guò)盈量，且嵌入后用螺釘和銷釘緊固。而小鑲件不便使用銷釘定位，靠互相擠壓固定。鑲件過(guò)松或過(guò)盈量過(guò)大，都會(huì)影響步距精度。 5.3 多工位級(jí)進(jìn)模的總裝配 多工位級(jí)進(jìn)模的總裝配，一般都在模具裝配機(jī)上完成固定、調(diào)整和試沖等工序 模具的裝配過(guò)程： 1）裝配前對(duì)外購(gòu)的或自制的模架進(jìn)行裝配前的檢查。檢查各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到規(guī)定的要求。 2）以下模座的導(dǎo)柱中心和凹模固定板的基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，找正下模位置，將下模固定在模座上，復(fù)檢正確后，鉆、鉸、銷釘

50、孔，打入定位銷。 3）裝配上模部分。 首先把凸模、導(dǎo)正銷裝入固定板中，再裝卸料板，注意導(dǎo)正銷安裝時(shí)每個(gè)導(dǎo)正銷的有效直徑的有效長(zhǎng)度應(yīng)嚴(yán)格保持一致，誤差不大于0.05mm，否則會(huì)產(chǎn)生卡料或?qū)дЧ南陆?。然后以上模座上的?dǎo)套孔及導(dǎo)正銷為基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，以凹模型孔位置尺寸和步距尺寸為依據(jù)，測(cè)出與凸模相應(yīng)的位置尺寸，依次將各組件按相應(yīng)位置尺寸和步距尺寸緊固。 4）裝卸料板、彈簧等零件 5）在上下模座安裝限位柱。限位柱高度應(yīng)使合模后凸模不進(jìn)入凹模的形孔。在試模時(shí)取下部分限位柱墊片，凸模就可以進(jìn)入凹模。凸模進(jìn)入凹模的深度，由取下的墊片的厚度保證。 6）試沖。利用制件的條料在模具裝配機(jī)上進(jìn)行試沖。先

51、分步?jīng)_，檢查各步位的沖裁間隙是否均勻，端面質(zhì)量是否符合要求。根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，然后鉆、絞銷孔打入定位銷。待試沖合格后再裝廢料切刀及安全與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。 7）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)試沖。自動(dòng)送料，自動(dòng)檢測(cè)和生產(chǎn)用壓力機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試沖，按生產(chǎn)時(shí)的滑塊行程次數(shù)試沖，達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)所規(guī)定的制件數(shù)量，制件公差應(yīng)控制在80％以內(nèi)，制件的斷面質(zhì)量應(yīng)符合大批量生產(chǎn)的要求。 第六章 凸凹模刃口尺寸確定 6.1 凸、凹模間隙值的確定 凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大影響，所以必須選擇合理的間隙。 設(shè)計(jì)中所用材料為不銹鋼，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)取，

52、一般凸、凹模間隙?。?.05~0.07）t。所以，得Zmin=0.050.8=0.04mm，Zmax=0.070.8=0.056mm。 6.2 凸、凹模刃口尺寸的確定 確定凸、凹模刃口尺寸的原則： 1） 考慮落掉和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來(lái)保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模，因此沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來(lái)保證合理間隙。 2） 考慮刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響；刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于沖件的最大極限尺寸。 3）考慮沖件精度與模具精度間的關(guān)

53、系，在選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。 在本設(shè)計(jì)中，由于凸模除了標(biāo)準(zhǔn)的圓形凸模以外，均為直通式的異形凸模。尺寸非常的細(xì)小而且特別的多。故為了設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便起見(jiàn)，凸凹模的刃口尺寸計(jì)算部分忽略。設(shè)計(jì)中的刃口尺寸按照：凸模尺寸就是板料的各孔的尺寸來(lái)確定，凹模的刃口尺寸按照對(duì)應(yīng)凸模的尺寸每邊加上一個(gè)單邊間隙（0.04-0.056mm）來(lái)確定。 直通式異形凸模的加工工藝將在第七章中用現(xiàn)切割程序來(lái)說(shuō)明。 第七章 主要零件的制造工藝 7.1 凸模的加工工藝 7.1.1直通式異性凸模 直通式異形凸模在本次設(shè)計(jì)的

54、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(chǎn)中通常采用電火花線切割來(lái)完成加工。電火花線切割不需要制造復(fù)雜的成形電極，而是利用不斷移動(dòng)的電極絲作為工具，工件則按照預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)從而“切割”出所需要的復(fù)雜零件。 數(shù)字程序控制電火花切割加工在現(xiàn)在的生產(chǎn)中占據(jù)了主要地位。他是根據(jù)工件的形狀與尺寸要求，按照一定的格式編寫(xiě)程序，計(jì)算機(jī)則按照所輸入的程序來(lái)控制加工過(guò)程。采用的編程方法就是3B指令法。3B指令法的主要原理是逐點(diǎn)比較法。 下面以一個(gè)直通式異形凸模的加工程序來(lái)說(shuō)明3B程序來(lái)加工的方法。 凸模結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7-1。

55、 （b） （a） 圖7-1 （a）主視圖（b）俯視圖 線切割程序清單： B0 B0 B003000 GX L1 B0 B0 B003000 GY L2 B002000 B0 B002900 GY SR2 B002000 B002200 B001000 GX NR3 B0 B0 B011000 GX L1 B003500 B001

56、900 B004000 GX L1 B0 B0 B002000 GX L1 B0 B002000 B002800 GY SR1 B002000 B0 B002000 GX NR3 B0 B0 B002800 GX L1 B0 B0 B024000 GY L2 B0 B0 B011000 GX L3 B002000 B0 B002000 GX SR4 B0 B0 B015500 GX

57、 L3 B0 B0 B015500 GX L3 加工工藝過(guò)程為： 1、下料，粗加工毛坯 2、磨安裝面和基準(zhǔn)面、 3、劃線加工穿絲孔 4、淬硬后再磨安裝面和基準(zhǔn)面 5、電火花線切割機(jī)床上切割成型 6、拋光，磨刃口 7、鉆床上鉆出Φ3.2mm孔 8、用絲錐攻出所需要的螺紋孔 7.1.2圓凸模 1、下料，車削加工毛坯 2、淬火 3、精磨 4、工件表面拋光和刃磨 7.1.3帶安裝臺(tái)肩式非圓形凸模 1、下料，刨削粗加工毛坯輪廓， 2、磨削安裝面和基準(zhǔn)面 3、劃線銑輪廓，留0.2-0.3mm單邊余量 4

58、、凹模（已加工好）壓印后修挫輪廓 5、淬硬后拋光，磨刃口 7.2凹模的加工工藝 在本設(shè)計(jì)中，因工件孔小，而且多，且要保證孔距精度。對(duì)于凹模上圓形孔系，采用坐標(biāo)鏜削的方法來(lái)加工，達(dá)到保證孔距精度的目的。 具體的加工工藝為： 1、下料 2、粗精加工毛坯上下表面和凹模外形 3、磨上下表面和定位基準(zhǔn)面 4、劃線，坐標(biāo)鏜削型孔系列 5、加工固定孔（螺紋孔或過(guò)孔） 6、淬火后研磨拋光型孔 對(duì)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——線切割的方法來(lái)加工。在凹模上圓形孔系加工好以后，在線切割機(jī)床上進(jìn)行加工。程序與加工直通式異形凸模相似，此處程序省略。 7.3其

59、它零件的加工工藝 7.3.1卸料板的制造工藝 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(lái)確定具體的加工方法。對(duì)于圓孔可采用車削；矩形和異形孔可采用銑削或者線切割；對(duì)于圓形孔系，為了保證孔距精度，一般采用坐標(biāo)鏜削加工。 7.3.2凸凹模固定板的加工工藝 固定板的加工工藝與凹模板也十分類似。此處省略。 第八章 模具結(jié)構(gòu)分析 8.1相機(jī)膠卷壓簧多工位級(jí)進(jìn)模 本次設(shè)計(jì)任務(wù)為相機(jī)膠卷壓簧的多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。這個(gè)零件由于形狀復(fù)雜，要求大批量生產(chǎn)而采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖制。零件上具有上下相反兩個(gè)方向的彎曲，并且各型孔的孔距

60、要求比較高。零件是由0.8毫米厚的不銹鋼板料剪裁成的條料進(jìn)行沖制。 根據(jù)產(chǎn)品的要求，考慮到?jīng)_壓條件，并結(jié)合制造能力，確定了排樣方案，見(jiàn)圖4-3。圖8-1是模具裝配圖略圖。 圖8-1模具裝配略圖 從模具裝配圖中可以看出模具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1） 以自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)為粗定距，增設(shè)了導(dǎo)正釘孔的沖制。為了防止條在彎曲過(guò)程中發(fā)生變形和左右傾斜，影響沖制精度。所以在每一個(gè)帶有彎曲工藝的工位都設(shè)有倒正釘導(dǎo)正。 2） 由于條在第5工位切除余料以后，導(dǎo)料板就起不到導(dǎo)向作用，為此到第5工位以后便終斷，在此之后由導(dǎo)正釘進(jìn)行條料導(dǎo)正定位，對(duì)條料進(jìn)行導(dǎo)正。 3） 凹模是分段拼合結(jié)構(gòu)，共分四

61、段，每段直接用螺釘、銷釘緊固在下模座上。各自可以單獨(dú)拆卸維修、更換，增加了模具使用的總壽命。第一段凹模包括了1、2、3、4四個(gè)沖裁工位。第二段凹模包括了5、6兩個(gè)沖裁工位。第三段是第7、8兩個(gè)工位。第四段凹模是第9，10工位，分別對(duì)工件進(jìn)行第一次向下壓彎和第二次向上倒向彎曲，以及最后一個(gè)工位對(duì)工件的載體切斷進(jìn)行落料。 4） 在第10工位，采用了倒沖機(jī)構(gòu)。保證了彎曲的精確度，及避免了需提升過(guò)高才能正常自動(dòng)送料的因素。同時(shí)保證了毛刺方向的一致性。 5） 由于條料較寬，在模具內(nèi)共運(yùn)載12個(gè)工位。為了減少條料在凹模的摩擦，采用了浮動(dòng)送料。由于零件彎曲部分不影響條料送進(jìn)，所以提升高度也就不大。條料自

62、始至終以浮動(dòng)送進(jìn)。全部浮頂起的提升高度為2毫米。本模具條料浮頂器采用了在導(dǎo)正釘處使用套式浮頂器的形式進(jìn)行，能夠很好的完成定位及條料正常送進(jìn)的目的。  參 考 文 獻(xiàn) [1] 段來(lái)根主編.《多工位級(jí)進(jìn)模與沖壓自動(dòng)化》.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1998 [2] 王 芳主編.《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》.機(jī)械工業(yè)出版社1998 [3] 太田哲（日本）主編.《沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)圖解》.國(guó)防工業(yè)出版社1990 [4] 姜奎華主編.《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社 [5]《沖模圖冊(cè)》.太原重型機(jī)械學(xué)院鍛壓教研室 [6] 黃毅宏,李明輝主編.《模具制造工藝》.機(jī)械工業(yè)出版社

63、 [7] 陳秀寧,魏高義主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》.浙江大學(xué)出版社2002 [8] 丁松聚主編.《冷沖模設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社 [9] 《冷沖模（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）》.GB2851~2875-81.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社1994 [10]《冷壓沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》.四機(jī)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所1998 [11] 《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》網(wǎng)絡(luò)課程.成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院. 謝 辭 畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，在此特別感謝杜繼濤老師曾經(jīng)給予過(guò)的指導(dǎo)和幫助，以及提供了大量的參考資料。 杜老師

64、在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都給與了我很大的鼓勵(lì)和支持。在畢業(yè)設(shè)計(jì)剛拿到手時(shí)，感覺(jué)比較棘手，沒(méi)有頭緒。杜老師就幫我細(xì)細(xì)分析，弄清楚了設(shè)計(jì)的難點(diǎn)及要點(diǎn)所在，也就使我找到了設(shè)計(jì)的突破口，指明了以后努力的方向。通過(guò)復(fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)及查閱了大量的級(jí)進(jìn)模相關(guān)資料，設(shè)計(jì)過(guò)程比較順利。在遇到困難時(shí)，杜老師就通過(guò)電子郵件的形式及時(shí)地回答我提出的任何疑問(wèn)。杜老師嚴(yán)瑾的工作作風(fēng)，認(rèn)真地教學(xué)態(tài)度使我非常地感動(dòng)，也是我在以后走上工作崗位學(xué)習(xí)的榜樣。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，班級(jí)及寢室同學(xué)也給與我了很多的幫助和支持，也對(duì)他們表示感謝。 最后，再一次對(duì)杜老師表示深深的敬意和真誠(chéng)的感謝！

65、 附錄一：科技文獻(xiàn)翻譯 英文原文： Shared risk An ANSI technical report and soon-to-be-adopted standards make risk assessment the responsibility of metalformers and equipment suppliers. How are you affected? BY LOUIS A. KREN, SENIOR EDITOR Operator and bystander safety in a metalformin

66、g operation should be of paramount concern. If such concern doesn’t reside in the heart, it certainly will in the wallet. The trend is forever upward in terms of regulation, liability and insurance costs. The recent issuance of ANSI B11 TR3-2000 continues the trend. Officially titled, Risk Assessment and Risk Reduction—A Guide to Estimate, Evaluate and Reduce Risks Associated with Machine Tools, the report provides procedures and methods to assess risks associated with