《鉸鏈墊片級(jí)進(jìn)模畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鉸鏈墊片級(jí)進(jìn)模畢業(yè)設(shè)計(jì)（59頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、中文摘要 中文摘要 金屬板料沖壓是一種在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的加工方法。隨著現(xiàn)代各行各業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，金屬件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度高，需求量多，加上對(duì)生產(chǎn)的安全性、操作的方便性，加工的經(jīng)濟(jì)性等要求也日益提高，采用單工位模具已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)的需要，許多制造商均采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。因此，多工位級(jí)進(jìn)模在國(guó)內(nèi)外模具制造業(yè)中應(yīng)用日趨廣泛。多工位級(jí)進(jìn)模是在普通級(jí)進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種模具，是當(dāng)代所有模具中沖壓功能最多、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度最高的一種沖模。在多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先必須設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模的總裝結(jié)構(gòu)，然后再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模具其他零部件的設(shè)計(jì)。本論文分析了鉸鏈墊片的工

2、藝性,介紹了鉸鏈墊片多工位級(jí)進(jìn)模總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)工件進(jìn)行了展開(kāi)計(jì)算，確定了工件加工成型的工藝方案和排樣方案,對(duì)模具進(jìn)行了工藝計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了凸模、凹模、墊板、導(dǎo)料板、卸料板、鑲塊等主要零部件的設(shè)計(jì)，還根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)模具中用到的其他標(biāo)準(zhǔn)件，如模架、導(dǎo)柱導(dǎo)套等，進(jìn)行了選擇與設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明：該模具結(jié)構(gòu)合理、可靠,并能保證產(chǎn)品質(zhì)量,對(duì)此類(lèi)零件的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞：級(jí)進(jìn)模; 鉸鏈墊片;排樣設(shè)計(jì)  Abstract Sheet metal stamping is a widely used method in industrial production. With

3、the rapid development of modern businesses，the structure of the metal pieces becomes more and more complex. The metal pieces also need to have high accuracy. At the same time, the demands of the production security, the ease of operation, the economy of processing are increasing. Single-stage molds

4、can’t meet the the needs of production. Many manufacturers use the multi-position progressive die in production. Therefore, Multi-position Progressive Dies are used increasingly widespread in the die manufacturing at home and abroad. Multi-position Progressive Die is developed basing on the general

5、progressive die. It has the most pressing function, the most complex structure, productivity and the highest degree of automation. In the design of the multi-position progressive die, we must design the assembly structure of the progressive die. And then, we design other components of it. In this pa

6、ge, I analyzed the manufacturability of a hinge gasket piece, as well as design of the overall structure. I also did the calculation of the workpiece, determined the workpiece’s forming process and the nesting program and did a calculation of the mold process. After that, I designed the die in all a

7、spects. The application shows that the die is feasible and reliable in structure and can ensure the quality of the products. Key words: progressive die; hinge gasket piece; layout design 目錄 目錄 第一章 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 多工位級(jí)進(jìn)?，F(xiàn)狀及發(fā)展 2 1.3主要研究?jī)?nèi)容 3 第二章 模具的工藝計(jì)算 5 第一節(jié) 設(shè)計(jì)產(chǎn)品圖 5 第二節(jié) 零件的工藝

8、分析 5 2.2.1 產(chǎn)品的展開(kāi)計(jì)算 5 2.2.2 工藝分析 7 2.2.3 確定工藝方案和排樣設(shè)計(jì) 7 第三節(jié) 工藝計(jì)算 10 2.3.1 凸、凹模間隙值得確定 10 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的確定 10 2.3.2.1 確定凸、凹模刃口尺寸的原則 10 2.3.2.2 刃口尺寸計(jì)算 11 2.3.3 工藝力的計(jì)算 13 2.3.3.1 沖裁力 13 2.3.3.2 降低沖裁力的方法 14 2.3.3.3 卸料力、推件力和頂件力 15 2.3.3.4 彎曲力的計(jì)算 17 2.3.3.5 總的工藝力 18 2.3.4 沖壓設(shè)備的選擇 18 2.3.5 模具

9、壓力中心的確定 19 2.3.6 沖模的閉合高度 22 第三章 模具設(shè)計(jì) 24 第一節(jié) 鉸鏈墊片級(jí)進(jìn)?？傮w結(jié)構(gòu)的草圖設(shè)計(jì) 24 第二節(jié) 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 3.2.1 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 3.2.1.1 凸模和凹模的設(shè)計(jì)原則 26 3.2.1.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 3.2.1.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 3.2.2 導(dǎo)料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 3.2.2.1 導(dǎo)料板 30 3.2.2.2 定位裝置的設(shè)計(jì) 32 3.2.3 限位裝置的設(shè)計(jì) 34 3.2.4 鑲塊設(shè)計(jì) 34 3.2.5 頂出裝置設(shè)計(jì) 35 3.2.6 卸料裝置的設(shè)計(jì) 35 3.2.

10、7 輔助裝置的設(shè)計(jì) 40 3.2.7.1 固定板 40 3.2.7.2 墊板 41 3.2.8送料機(jī)構(gòu)與出件方式 42 3.2.9 其他標(biāo)準(zhǔn)零件的選用 42 3.2.9.1 模架 42 3.2.9.2 模柄 44 3.2.9.3 緊固件及其安裝要求 45 第三節(jié) 模具裝配圖 47 第四節(jié) 彎曲回彈的控制 47 第五節(jié) 模具材料的選擇 47 第六節(jié) 模具制造工藝設(shè)計(jì) 49 結(jié) 論 51 致 謝 52 參考文獻(xiàn) 53 I 第一章 緒論 第一章 緒論 1.1 引言 金屬板料冷沖壓是一種在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的加工方法。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨加劇．產(chǎn)品質(zhì)

11、量不斷提高，對(duì)生產(chǎn)的安全性、操作的方便性等要求也日益提高。模具作為沖壓生產(chǎn)的基本要素，其設(shè)計(jì)制造技術(shù)受到普遍重視，模具工業(yè)被認(rèn)為是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，國(guó)際模具協(xié)會(huì)認(rèn)為：模具是進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力。級(jí)進(jìn)模作為現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)的先進(jìn)模具，能夠在一副模具內(nèi)完成復(fù)雜零件的沖裁、翻邊、彎曲、披探、立體成形以及裝配等復(fù)雜工序，具有生產(chǎn)效率高、操作安全可靠、可以加工復(fù)雜零件等特點(diǎn)而受到普遍的重視，應(yīng)用也日益廣泛[1]。 沖壓模具是冷沖壓工藝必不可少的工藝裝備。沖壓模具設(shè)計(jì)得好壞、水平高低，將直接影剛產(chǎn)品質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率與操作者的安全。 多工位級(jí)進(jìn)模是沖壓模具的一種。它是在一副模具內(nèi)按所需加工的制件的沖壓

12、工藝．分成若干個(gè)等距離工位，在每個(gè)工位上設(shè)置—定的沖壓工序，完成零件的某部分沖制工作。被加工材料(條料或帶料)經(jīng)逐個(gè)工位的沖制后，便能得到所需要的沖壓件。這樣，一個(gè)比較復(fù)雜的沖壓零件只需用一副多工位級(jí)進(jìn)模就可沖制完成?！愕卣f(shuō)，多工位級(jí)進(jìn)模能連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深等工藝。所以，無(wú)論沖壓件的形狀如何復(fù)雜，沖壓工序怎樣多，均可以用一副多工位級(jí)進(jìn)模來(lái)沖制完成。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)程進(jìn)行沖制。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?，F(xiàn)實(shí)的意義。 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造技術(shù)要求高，成本相對(duì)也就高，同時(shí)對(duì)沖壓設(shè)備和板料也有相應(yīng)的要求，所以其使用

13、受到一定的限制，其中模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理與否也是一個(gè)重要原因。因此模具設(shè)計(jì)者需要考慮的內(nèi)容很多，尤其是級(jí)進(jìn)模條科排樣圖的設(shè)計(jì)，對(duì)模具各部分結(jié)構(gòu)的考慮等都是十分重要的．模具設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)前必須對(duì)被沖壓的工件進(jìn)行全面的分析，然后結(jié)合模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工工藝性來(lái)確定沖件的沖壓變形工藝過(guò)程。在設(shè)計(jì)前后同使用部門(mén)、制造部門(mén)結(jié)合進(jìn)行分析、研究設(shè)計(jì)方案，才能保證獲得基本上成功的設(shè)計(jì)。 多工位級(jí)進(jìn)模一般比較適用于材料厚度較薄的中小尺寸沖件，并有足夠的生產(chǎn)批量。對(duì)大尺寸或較厚材料，由于受沖壓設(shè)備條件的限制和厚料變形時(shí)各工步間的相互影響比較難于掌握，因而沖件的精度就很難保證。 1.2 多工位級(jí)進(jìn)模現(xiàn)狀及發(fā)展

14、 在工業(yè)生產(chǎn)中許多機(jī)械零件普遍采用模具沖壓成形的工藝方法，有效地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，并使操作技術(shù)簡(jiǎn)單化，而且還能省料、節(jié)能，可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)[2]，沖壓件在電子產(chǎn)品中占80％一85％，在汽車(chē)、農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品中占75％一80％，在輕工業(yè)產(chǎn)品中占90％以上，航天航空工業(yè)中沖壓件也占很大的比例。特別是人類(lèi)生活越來(lái)越富裕的今天，工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化已走向現(xiàn)實(shí)，要推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命向更深入、更高階段發(fā)展．沖壓成形工藝及模具是不可缺少的重要的推動(dòng)力之一。由此可見(jiàn)，沖壓成形工藝與模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用和意義是十分重要的。 出于種種歷史原因、我國(guó)模具工業(yè)與當(dāng)

15、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，還是在管理水平方向，模具工業(yè)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，它嚴(yán)重影響工業(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)沖技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)模具行業(yè)的技術(shù)迅速提高，模具國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)取得十分可喜的成績(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。 多工位級(jí)進(jìn)模是當(dāng)代所有模具中沖壓功能最多、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度最高的一種沖模。由于采

16、用高硬度硬質(zhì)合金等材料制造模具和采用先進(jìn)的精密加工技術(shù)，多工位級(jí)進(jìn)模也是使用壽命最長(zhǎng)和模具精度很高的一種精密模具。 隨著現(xiàn)代各行各業(yè)突飛猛進(jìn)，小型金屬件，如鉸鏈墊片，需求量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度高，采用單工位模具已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)的需要，許多制造商均采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。因此多工位級(jí)進(jìn)模在國(guó)內(nèi)外模具制造業(yè)中應(yīng)用日趨廣泛，得到了模具設(shè)計(jì)制造者的重視。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的多工位級(jí)進(jìn)模的制造和使用，和其他工業(yè)一樣，有很大進(jìn)步，但與先進(jìn)國(guó)家相比，仍有不小差距，許多精密、復(fù)雜的級(jí)進(jìn)模要靠進(jìn)口，所以，優(yōu)先發(fā)展多工位級(jí)進(jìn)模在“十一五”規(guī)劃中被列為重點(diǎn)之一[3]。 多工位級(jí)進(jìn)模發(fā)展的背景主要是由于： (1)電

17、子技術(shù)的發(fā)展與發(fā)達(dá)，特別是集成電路的出現(xiàn)，使產(chǎn)品趨向于小型化。其零件多由薄的金屬板材構(gòu)成，在大量生產(chǎn)中，適宜采用多工位級(jí)進(jìn)模。 (2)精密加工機(jī)床的發(fā)展，如座標(biāo)磨床、精密線切割機(jī)床等，賦予多工位級(jí)進(jìn)模的加工以可靠的手段。 (3)高速精密沖床的出現(xiàn)，使用多工位級(jí)進(jìn)模更能充分地發(fā)揮沖壓制品的效益。 多工位級(jí)進(jìn)模與普通沖模相比要復(fù)雜，具有如下特點(diǎn)： (1)在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序，顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。 (2)在級(jí)進(jìn)模中不存在復(fù)合模的“最小壁厚”問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)還可根據(jù)模具強(qiáng)度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強(qiáng)度和裝配空間。 (3

18、)多工位級(jí)進(jìn)模通常具有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向（除模架導(dǎo)向精度要求高外，還必須對(duì)細(xì)小凸模實(shí)施內(nèi)導(dǎo)向保護(hù)）和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。 (4)多工位級(jí)進(jìn)模常采用高速?zèng)_床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等自動(dòng)化裝置，操作安全，具有較高的生產(chǎn)效率。 (5)多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制造、調(diào)試及維修帶來(lái)一定的難度。同時(shí)要求模具零件具有互換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。 (6)多工位級(jí)進(jìn)模主要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^(guò)2mm)、產(chǎn)量大，形狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小型零件。用這種模具沖制的零件，精

19、度可達(dá)IT10級(jí)。 1.3主要研究?jī)?nèi)容 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)高，制造周期較長(zhǎng)，因此在設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模時(shí)應(yīng)當(dāng)持恢重態(tài)度。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求以及對(duì)零件圖的分析，確定了主要研究?jī)?nèi)容如下： 1、產(chǎn)品的展開(kāi)計(jì)算 讀懂產(chǎn)品圖后，首先對(duì)零件進(jìn)行展開(kāi)計(jì)算，沖件的平面幾何展開(kāi)主要是確定該工件的沖裁的內(nèi)、外形狀以及具休的沖裁尺寸。在零件尺寸中，有一般自由尺寸，也應(yīng)注有公差要求的配合尺寸或關(guān)鍵尺寸。因此在計(jì)算其展開(kāi)尺寸時(shí)，不能直接取名義尺寸進(jìn)行計(jì)算，必須根據(jù)工件標(biāo)出的公差帶方向，結(jié)合工件彎曲或拉伸處由于材料厚度偏差、上下模之間的間隙以及彎曲或拉伸方式等而產(chǎn)生的拉長(zhǎng)因素而確定模具的最終彎曲或

20、拉伸尺寸。 2、鉸鏈墊片級(jí)進(jìn)模排樣設(shè)計(jì) 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析后，進(jìn)行排樣。設(shè)計(jì)排樣圖的過(guò)程，就是確定模具結(jié)構(gòu)的過(guò)程。在進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)時(shí)，要從全局進(jìn)行詳盡的考慮，不能受限于局部結(jié)構(gòu)，而且還要多注意細(xì)節(jié)。在保證條料能順利送進(jìn)和穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下，應(yīng)盡量減少料寬和步距，以降低成本。 3、工藝計(jì)算 通過(guò)對(duì)模具的工藝計(jì)算，來(lái)確定模具中各主要部件的尺寸參數(shù)，選擇壓力機(jī)，確定壓力中心，為以后的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。 4、鉸鏈墊片多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)已經(jīng)確定好的加工工藝和排樣設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出模具的裝配圖，再設(shè)計(jì)每個(gè)零件圖。 2）鑲塊設(shè)計(jì)：根據(jù)墊片需求和前面的工藝計(jì)

21、算，對(duì)沖裁凸模、凹模、鑲塊等進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3）模板設(shè)計(jì)：標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)進(jìn)模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、上模座、下模座。其中卸料板、固定板、凹模板是關(guān)鍵的3塊模板，也是級(jí)進(jìn)模必不可少的。固定板起著固定凸模的作用；卸料板主要起卸料、導(dǎo)向、壓料3個(gè)作用；凹模板既可以充當(dāng)凹模刃口，也可以在其上鑲拼凹模鑲塊。 4）其它零件設(shè)計(jì)：在級(jí)進(jìn)模中，一些輔助零件對(duì)模具的順利工作也起著重要的作用。如：導(dǎo)正銷(xiāo)、浮動(dòng)送料釘、抬料塊和頂桿等。 5、彎曲回彈的控制 控制彎曲回彈的方法常用補(bǔ)償法及鐓壓法。補(bǔ)償法是在模具相應(yīng)位置開(kāi)出一定斜度,使工件出模后正好符合規(guī)定的角度。鐓壓法是鐓壓工件彎曲帶,改變其應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài),達(dá)

22、到控制彎曲回彈的目的。該工件90直角彎曲用鐓壓法可達(dá)到控制彎曲回彈的目的, 45彎曲應(yīng)進(jìn)行先補(bǔ)償再鐓壓,效果更好。 55 第二章 模具的工藝計(jì)算 第二章 模具的工藝計(jì)算 第一節(jié) 設(shè)計(jì)產(chǎn)品圖 圖1-1所示鉸鏈墊片材料為10F,厚度0.5mm,生產(chǎn)批量為100萬(wàn),其外形尺寸的回彈在級(jí)進(jìn)模中較難控制。成形工藝包括沖裁、彎曲等工序。設(shè)計(jì)上,需著重解決鉸鏈墊片彎曲成形。 圖2-1 鉸鏈墊片 第二節(jié) 零件的工藝分析 2.2.1 產(chǎn)品的展開(kāi)計(jì)算 彎曲毛坯尺寸的確定方法，主要有兩種情況[4]：1）有圓角半徑的彎曲(R＞0.5t)；2）無(wú)圓角半徑或圓角半徑很小時(shí)的彎曲(R＜0.

23、5t)（如圖2-2，圖2-3）。 由上面的工件圖可知，半徑為R2處的彎曲屬于有圓角半徑的彎曲(R＞0.5t)，應(yīng)該按照下式來(lái)計(jì)算： 圖2-2 有圓角半徑的彎曲 圖2-3 無(wú)圓角半徑或圓角半徑很小時(shí)的彎曲 =（R+Kt）=1.57（R+Kt） （1） 式中：R——彎曲件內(nèi)表面的圓角半徑（mm）； K——中性層系數(shù)，查表2-1； t——材料厚度（mm）。 表2-1 應(yīng)變中性層系數(shù) R/t 0.10 0.25 0.50 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0

24、7.5 K 0.30 0.34 0.38 0.42 0.44 0.45 0.47 0.475 0.48 0.50 經(jīng)查表得K=0.475，工件厚0.5mm，將數(shù)值代入上式得=3.51mm。 工件頭部的兩處彎曲屬于無(wú)圓角半徑或圓角半徑很小時(shí)的彎曲(R＜0.5t)，可按公式（1）來(lái)計(jì)算。其中90處彎曲、45處彎曲分別按照公式（2）、（3）來(lái)計(jì)算： L=a+b+0.4t （2） L=a+b+α/0.5t

25、 （3） 計(jì)算得到毛坯的總體尺寸如下圖： 圖2-4 毛坯尺寸 2.2.2 工藝分析 圖2-1所示鉸鏈墊片材料為10F,厚度0.5mm,生產(chǎn)批量為100萬(wàn),其外形尺寸的回彈在級(jí)進(jìn)模中較難控制。成形工藝包括沖裁、彎曲、切斷等工序。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)[5-7]： 1）著重解決鉸鏈墊片彎曲成形,經(jīng)計(jì)算,材料在垂直于軋制方向和平行于軋制方向最小彎曲半徑均滿足要求。 2）Φ3孔的孔壁與周邊距僅為2mm，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)加以注意。 3）工件頭部的45彎曲、90直角彎曲為非對(duì)稱(chēng)彎曲，要控制回彈,最后彎曲需經(jīng)過(guò)試模調(diào)整。 4）工件較小，且生產(chǎn)批量較大，考慮到安全因素及生產(chǎn)效率，采用

26、下落件的方式。 5）批量較大，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證模具壽命。 6）應(yīng)保證各工位凸、凹模動(dòng)作行程的穩(wěn)妥連貫，工件定位準(zhǔn)確。 2.2.3 確定工藝方案和排樣設(shè)計(jì) 排樣設(shè)計(jì)是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。排樣圖的優(yōu)化與否，不僅關(guān)系到材料的利用率，工件的精度，模具制造的難易程度和使用壽命等，而且關(guān)系到模具各工位的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。 沖壓件在帶料上的排樣必須保證完成各沖壓工序，準(zhǔn)確送進(jìn)，實(shí)現(xiàn)級(jí)進(jìn)沖壓；同時(shí)還應(yīng)便于模具的加工、裝配和維修。 根據(jù)工件的工藝分析，其基本工序有沖裁、彎曲、切斷三種。按各工序先后順組合，可得到多種組合方式。為了簡(jiǎn)化級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu),降低制造成本,保證條料送進(jìn)剛性和穩(wěn)定性

27、,減小級(jí)進(jìn)模工作面積,減少級(jí)進(jìn)模具發(fā)生故障及返修幾率,初選2個(gè)方案：1）沖導(dǎo)正銷(xiāo)孔、側(cè)刃孔——沖裁——沖裁——沖裁——沖裁——彎曲——彎曲——切斷；2）沖導(dǎo)正銷(xiāo)孔、側(cè)刃孔——沖裁——沖裁——彎曲——彎曲——切斷 針對(duì)2個(gè)初選方案對(duì)工件進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)，有以下2個(gè)排樣方案[9-14]： (1)采用單排橫排橫連單側(cè)載體排列,共有8個(gè)工位:①?zèng)_導(dǎo)正銷(xiāo)孔、側(cè)刃孔;②沖裁;③沖裁;④沖裁;⑤沖裁;⑥彎曲;⑦彎曲;⑧切斷,如圖2-5所示,材料利用率約為48.4%。因制件在一側(cè)彎曲,故采用單側(cè)載體;制件在條料上橫排,縮小了步距,減小了模具工作面積,因沖裁凸模設(shè)計(jì)分布較分散,也不會(huì)出現(xiàn)因步距縮小而產(chǎn)生干涉。

28、 圖2-5 鉸鏈墊片單排橫排橫連單側(cè)載體排樣圖 (2)采用單排縱排橫連雙側(cè)載體排列,共有6個(gè)工位:①?zèng)_導(dǎo)正銷(xiāo)孔、側(cè)刃孔;②沖裁;③沖裁;④彎曲;⑤彎曲;⑥切斷,如圖2-6所示,材料利用率約31.7%。較低。由于此方案增大了步距,不利于材料穩(wěn)定送進(jìn)。制件二次向下彎曲,若材料抬起送進(jìn),彎曲高度較高,設(shè)計(jì)較困難;若將凹模送進(jìn)方向開(kāi)設(shè)躲避槽,使材料直 圖2-6 鉸鏈墊片單排縱排橫連單側(cè)載體排樣圖 接送進(jìn),但最后工位沒(méi)有用于制件分離的基準(zhǔn)面,再加上此方案材料利用率較低，故采用此縱排方案不合理。最后選用單排橫排橫連單側(cè)載體排列方案，即方案1。 排樣設(shè)計(jì)方案確定后，計(jì)算選擇鋼板規(guī)格[15-1

29、7]。由于10F鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，工業(yè)中有直接生產(chǎn)出來(lái)的鋼帶。單側(cè)載體上采用Φ3的定位孔，查表知，Φ3孔的搭邊值最小為1.3mm，因此定位孔距條料邊緣和工件邊緣的距離都暫定為1.5mm，再加上件的總長(zhǎng)度為56.7mm，則條料的寬度最少為 L=56.7+3+1.5+1.5=62.7mm 經(jīng)查表可知，厚度為0.5mm的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋鋼帶的寬度尺寸中最接近62.7mm的是65mm，因此選用65mm寬的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋鋼帶。具體排樣尺寸如圖2-7： 圖2-7 設(shè)計(jì)的鉸鏈墊片排樣圖 此時(shí)，準(zhǔn)確計(jì)算材料的利用率，不妨截取一個(gè)工位的材料來(lái)進(jìn)行計(jì)算，如圖2-8： 圖2-8 排樣圖

30、上的一個(gè)工位 由上圖知，圖中陰影部分即為沖裁件的面積A。料寬B=65mm，步距h=20mm。經(jīng)計(jì)算可以得到：A=672.79 mm≈673mm 材料利用率η為[15]： η= =673/（65x20）100%≈51.75% 第三節(jié) 工藝計(jì)算 2.3.1 凸、凹模間隙值得確定 凸、凹模間隙對(duì)沖裁剪斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大的影響，所以必須選擇合理的間隙。沖裁間隙數(shù)值的選用主要是按照工件的質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來(lái)選用。經(jīng)查表[15]知，對(duì)于厚0.5mm的10F鋼來(lái)說(shuō)，沖裁模初始雙邊間隙Z分別取之為： =0.040mm,=0.060m

31、m。 2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的確定 2.3.2.1 確定凸、凹模刃口尺寸的原則 （1）考慮落料和沖孔的區(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打極限尺寸。 （3）考慮沖件精度與模具精度的關(guān)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。一般模具精度澆工件精度高2～3級(jí)[15]。

32、 對(duì)于我設(shè)計(jì)的這個(gè)鉸鏈墊片多工位級(jí)進(jìn)模，取工件精度為IT8級(jí)，模具精度為IT6～I(xiàn)T7級(jí)[17]。 2.3.2.2 刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算有兩種方法[15]：a、凸模與凹模分開(kāi)加工和b、凸模與凹模配合加工。 對(duì)于這個(gè)鉸鏈墊片的加工，涉及到的模具比較多，因此凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算采用凸模與凹模配合加工來(lái)計(jì)算。如圖2-9。此法將工件上的尺寸分為三類(lèi)： 第一類(lèi)是凹模磨損后增大尺寸（圖2-9中的A類(lèi)）； 第二類(lèi)是凹模磨損后變小尺寸（圖2-9中的B類(lèi)）； 第三類(lèi)是凹模磨損后沒(méi)有增減的尺寸（圖2-9中的C類(lèi)）。 圖2-9 零件尺寸分類(lèi)圖 對(duì)于這三類(lèi)尺寸，分別按照下

33、面三式計(jì)算： A類(lèi)： =（-xΔ） （3） B類(lèi)： =（+xΔ） （4） C類(lèi)： =（+0.5Δ） （5） 式中 、、——基準(zhǔn)件尺寸（mm）； 、、——相應(yīng)的工件極限尺寸（mm）； Δ——工件公差（mm）； δ——基準(zhǔn)件制造偏差（mm），當(dāng)刃口尺寸標(biāo)注形式為+δ（或-δ）時(shí)，δ=，當(dāng)標(biāo)注形式為δ時(shí)，δ=Δ。 由于工件精度等級(jí)為IT8級(jí)，則式中x取值x=1。又由上面確定

34、的沖裁模初始雙邊間隙值：=0.040mm, =0.060mm。各尺寸的公差值Δ查表可得。將各尺寸及查得的工件公差Δ值代入公式（3）、（4）、（5）進(jìn)行計(jì)算： 則第一類(lèi)尺寸： =（2-10.014）mm=1.986mm=； =（3-10.014）mm=2.986mm=； =（7-10.022）mm=6.978mm。 第二類(lèi)尺寸： =（18+10.027）mm=18.027mm=； =（56.7+10.046）mm=56.746mm； =（5+10.018）mm=5.018 mm= =（3+10.014）mm=3.014mm； =（7+10.022）mm=7.022mm。 第

35、三類(lèi)尺寸： C=（17+0.50.027）1/80.027mm=17.01350.003375mm。 該工件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的尺寸配制，保證雙面間隙～＝0.040～0.060mm。 2.3.3 工藝力的計(jì)算 2.3.3.1 沖裁力 沖模設(shè)計(jì)時(shí)，為了選用合適的壓力機(jī)、合理的設(shè)計(jì)模具。必須計(jì)算沖裁力，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力以適應(yīng)沖裁的要求。 一般刃口模具沖裁時(shí)，其理論沖裁力（N）可按下式計(jì)算[4,15,19]： F=Ltτ （6） 式中 L——沖裁件周長(zhǎng)（mm）。 t——

36、材料厚度（mm）； τ——材料抗剪強(qiáng)度（Mpa）。 選擇設(shè)備噸位時(shí)，考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動(dòng)等因素，實(shí)際沖裁力可能增大，所以應(yīng)取 F=1.3F=1.3Ltτ≈Ltσ （7） 式中F——最大可能沖裁力（稱(chēng)沖裁力）（N）； σ——材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）。 根據(jù)排樣圖和零件圖所給定的各種尺寸，可以進(jìn)行沖裁件周長(zhǎng)的計(jì)算。由于本模具并不是將工件直接沖出，而是采取每個(gè)工位沖掉一部分廢料，最后剩下的料即為工件的方法，所以，我們應(yīng)該計(jì)算每個(gè)工位沖掉的廢料的周長(zhǎng)（只計(jì)算廢料被沖裁的邊，沒(méi)參加沖裁的邊不計(jì)）。經(jīng)計(jì)算，得到?jīng)_掉廢料

37、的周長(zhǎng)之和約為276mm。 經(jīng)查閱資料（模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)），10F鋼的性能參數(shù)如下： τ=216～333Mpa， σ=275～410Mpa， σ=186Mpa 將各數(shù)值代入上式進(jìn)行計(jì)算： 由于τ=216～333Mpa，不妨去此范圍內(nèi)的平均值進(jìn)行計(jì)算，取τ=280Mpa，則 F=1.3F=1.3Ltτ=1.32760.5280（N）=50232（N） 2.3.3.2 降低沖裁力的方法 當(dāng)沖裁力過(guò)大時(shí)，可用下述方法降低[15-18]： ①將材料加熱沖裁，材料抗剪強(qiáng)度τ可大大降低，從而降低沖裁力。但材料加熱后產(chǎn)生氧化皮，沖裁中會(huì)產(chǎn)生拉深現(xiàn)象。此法一般只適用于材料厚度大、表面質(zhì)量及精

38、度要求不高的零件。 ②在多凸模沖裁中，將凸模做成不同高度，使各凸模沖裁力得頂峰值不同。出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。 圖2-10 階梯型布置凸模 對(duì)于薄材料，H一般取材料厚度t，對(duì)于厚材料則取材料厚度的一半。 ③刃口做成一定斜度。為了得到平整的零件，落料時(shí)凹模做成一定斜度，凸模為平刃口，而沖孔時(shí)，則凸模做成一定斜度，凹模為平刃口，結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。一般斜刃數(shù)值列于表2-2中。 斜刃沖模雖降低了沖裁力，但增加了模具制造和修磨的困難，刃口也易磨損，故一般情況下盡量不用，只在大型工件沖裁及厚板沖壓中采用。 a）沖孔 b）落料 c）切口 圖2-11 斜刃沖裁模 表2-2

39、 一般采用的斜刃數(shù)值 材料厚度t/mm 斜刃高度H/mm 斜刃角φ/（） ＜3 3～10 2t t～2t ＜5 ＜8 由于本工件比較薄，采用多工位級(jí)進(jìn)模加工，沖裁力不是很大，故無(wú)需采用降低沖裁力的方法來(lái)加工。 2.3.3.3 卸料力、推件力和頂件力 卸料力、推件力和頂件力一般采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算[15]。 ①卸料力：F=KF （8） 式中 F——卸料力（N）； K——卸料力系數(shù)（見(jiàn)表2-3） F——沖裁力（N）。 ②頂件力：F=KF

40、 （9） 式中 F——頂件力（N）； K——頂件力系數(shù)（見(jiàn)表2-3） F——沖裁力（N）。 ③推件力：F=nKF （10） 表2-3 卸料力、推件力及頂件力系數(shù) 沖裁材料 K K K 純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09 鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07 鋼 材料厚度 mm ～0.1 0.06～0.075 0.1 0.14

41、 ＞0.1～0.5 0.045～0.055 0.065 0.08 ＞0.5～2.5 0.04～0.05 0.050 0.06 ＞2.5～6.5 0.03～0.04 0.040 0.05 ＞6.5 0.02～0.03 0.025 0.03 式中 F——推件力（N）； K——推件力系數(shù)（見(jiàn)表2-3） F——沖裁力（N）。 n——梗塞在凹模內(nèi)料的個(gè)數(shù)，n=h/t，h為凹模刃壁垂直部分高度（mm），t為料厚（mm）。 由于工件的厚度為0.5mm，由上表可查得： K=0.045～0.055（這里取中間值0.050）；

42、 K=0.08； K=0.065。由于料厚0.5mm，查表得凹模刃壁垂直部分高度取h=4mm，則n=h/t=4/0.8=8. 前面計(jì)算得到?jīng)_裁力F=50232（N）。將這些數(shù)值代入上面的公式，可得： F=KF=0.05050232=2511.6（N）； F=KF=0.0850232=4018.56（N）； F=nKF=80.06550232=26120.64（N）。 則總沖裁力F= F+ F+ F+ F =50232+2511.6+4018.56+26120.64 =82882.9（N）。 注意，有的時(shí)候F、F、F并不是與F同時(shí)出現(xiàn)的，計(jì)算總力F時(shí)只加與F同一瞬間出現(xiàn)的力

43、即可。 2.3.3.4 彎曲力的計(jì)算 由于模具中有彎曲工位，因此還應(yīng)該進(jìn)行彎曲力的計(jì)算。彎曲力的計(jì)算主要分為自由彎曲力和校正彎曲力。由于本工件在沖壓行程結(jié)束時(shí)受到模具的校正，因此按照校正彎曲力來(lái)計(jì)算。校正彎曲力的計(jì)算公式為： F=pA （11） 式中 F——校正彎曲力（N）； A——校正部分投影面積（mm）； P——單位校正力（Mpa），其值見(jiàn)表2-4. 表2-4 單位校正力P值 （Mpa） 材料 材料厚度t/mm ＜1 1～3 3～6 6～10 鋁 黃銅 10、15、20鋼 25

44、、30鋼 15～20 20～30 30～40 40～50 20～30 30～40 40～60 50～70 30～40 40～60 60～80 70～100 40～50 60～80 80～100 100～120 經(jīng)計(jì)算，可得到每個(gè)彎曲工位工件校正部分投影面積： A1=44 mm； A2=12 mm； A3=211.6 mm。查表得P=30～40（Mpa），不妨取中間值P=35 Mpa，代入公式（11）： F=pA=p（A1+ A2+ A3）=35（44+12+211.6）=9366（N） 此校正彎曲力即為彎曲該工件所需的最小彎曲力，即F= F 2.3.3

45、.5 總的工藝力 將計(jì)算所得到的總沖裁力F和彎曲力F相加，得到總的工藝力F，即： F= F+ F=82882.9+9366=92248.9（N） 2.3.4 沖壓設(shè)備的選擇 壓力機(jī)的選擇有以下原則[15-18]： ①壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力。 F≥F （12） 式中 F——所選壓力機(jī)的噸位； F——總的工藝力 ②根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類(lèi)型和行程(沖程)次數(shù)，如復(fù)合模工件需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機(jī)。 ③根據(jù)模具尺寸大小、安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸，如有推件時(shí)應(yīng)考慮臺(tái)面孔的大小

46、，使沖后有關(guān)零件能自由通過(guò)。 ④選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。 ⑤模柄直徑、長(zhǎng)度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄孔直徑、深度尺寸相當(dāng)。 ⑥壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的2—2．5倍。 ⑦壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。 ⑧壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。 根據(jù)這些原則，初步選定壓力機(jī)。由于采用了一般沖壓，故選可傾式壓力礬。由前計(jì)算的沖壓力要求．初選J23—16型壓力機(jī)，規(guī)格如表2-5： 表2-5 選定的壓力機(jī)參數(shù) 壓力機(jī)類(lèi)型 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī) 工作臺(tái)尺寸/mm 前后 300 型號(hào) J23-16 左右 450 公稱(chēng)壓力/KN 160 工 作 臺(tái)孔寸/m

47、m： 前后 160 滑塊行程/mm 55 左右 240 滑塊行程次數(shù)/（次/min） 120 直徑 210 最大封閉高度/mm 220 墊板厚度尺寸/mm 40 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 45 模柄孔尺寸/mm 深度 40 滑塊中心線至床身距離/mm 160 直徑 60 立柱距離/mm 220 床身最大可傾角 35 2.3.5 模具壓力中心的確定 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱(chēng)為沖模壓力中心。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，提高模具及壓力機(jī)壽命。 沖模壓力中心的求法，采用求平行力系

48、合力作用點(diǎn)的方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長(zhǎng)度成正比，所以，求合力作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的重心。具體方法如下[5,15]： 1)按比例畫(huà)出沖裁輪廓線．選定直角坐標(biāo)x—y； 2)把圖形的輪廓線分成幾部分，計(jì)算各部分長(zhǎng)度L1、L2、…、Ln，并求出各部分中心位置的坐標(biāo)值(x1，y1)、(x2，y2)、…、(xn，yn)； 3)按下列公式求沖摸壓力中心的坐標(biāo)值(x0，y0)(參看圖2-12) x0= （13） y0= （14） 圖2-12 沖模壓力中心

49、 沖裁件輪廓大多是由線段和圓弧構(gòu)成，線段的重心就是線段的中心。圓弧的重心可按下式求出： yr=R （15） 式中 R——圓弧半徑（mm）； α——圓弧中心角()； yr——圓弧重心與圓心的距離(mm)。 對(duì)于多凸模的模具，可以先確定凸模的壓力中心，然后按上述原理求出模具的壓力中心。 下面開(kāi)始確定鉸鏈墊片多工位級(jí)進(jìn)模的壓力中心。畫(huà)出各沖裁輪廓線，并標(biāo)出各部分長(zhǎng)度以及各部分中心位置的坐標(biāo)，如圖2-13、圖2-14： 圖2-13 凹模各沖裁輪廓線長(zhǎng)度 圖2-14 凹模各沖裁輪廓中心位置的坐標(biāo)

50、 將圖中的數(shù)值代入公式中進(jìn)行計(jì)算，最后計(jì)算得到壓力中心的坐標(biāo)值約為：（0，30.3）。由于點(diǎn)（0，30.3）非?？拷∨艠訄D上的一個(gè)特殊點(diǎn)（0，30），考慮到計(jì)算過(guò)程中可能存在的誤差，不妨取排樣圖上點(diǎn)（0，30）作為壓力中心，即為排樣圖上第五工位最上面那個(gè)小圓圈的圓心點(diǎn)，如圖2-15： 圖2-15 壓力中心點(diǎn) 2.3.6 沖模的閉合高度 沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)即模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)為壓力機(jī)的最大裝模高度

51、Hmax：；連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為最小裝模高度Hmin。 圖2-16 閉合高度 M——連桿調(diào)節(jié)量 沖模的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax和最小裝模高度Hmin之間，其關(guān)系為 Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm （16） 如果沖模的閉合高度大于壓力機(jī)最大裝模高度時(shí)，沖模不能在該壓力機(jī)上使用。反之，小于壓力機(jī)最小裝模高度時(shí)，可加經(jīng)過(guò)磨平的墊板。 沖模的其它外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機(jī)相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機(jī)墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機(jī)墊板孔尺寸等都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和

52、正常使用。 對(duì)于我所選擇的壓力機(jī)，根據(jù)上面提供的參數(shù)，可以算出其閉合高度范圍為： 185m≤H≤215mm 第三章 模具設(shè)計(jì) 第三章 模具設(shè)計(jì) 第一節(jié) 鉸鏈墊片級(jí)進(jìn)?？傮w結(jié)構(gòu)的草圖設(shè)計(jì) 對(duì)于該鉸鏈墊片，采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。 結(jié)合前面確定的工藝方案：沖導(dǎo)正銷(xiāo)孔、側(cè)刃孔——沖裁——沖裁——沖裁——沖裁——彎曲——彎曲——切斷，可以初步設(shè)計(jì)模具工作過(guò)程:采用單側(cè)刃粗定距,當(dāng)沖床滑塊下行帶動(dòng)上模座使模具閉合時(shí),第1工位,條料被側(cè)刃凸模和沖孔凸模沖出導(dǎo)正銷(xiāo)孔、零件外形孔,導(dǎo)正銷(xiāo)起精定距作用;第2、3、4、5工位,沖裁凸模進(jìn)入凹模依次沖出內(nèi)、外形孔;第6、第7工位,彎曲凸模

53、進(jìn)入彎曲凹模依次彎曲零件側(cè)壁;最后一工位,由切斷凸模最終分割出成品零件。級(jí)進(jìn)模采用彈性卸料板保證每工位卸料及細(xì)長(zhǎng)凸模的保護(hù)。 根據(jù)以上分析進(jìn)行模具總體草圖設(shè)計(jì)： (1)基本結(jié)構(gòu)形式； 1)正裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖制包含沖孔、彎曲等工序。而且已確定為采用級(jí)進(jìn)模沖壓，因此選正裝式結(jié)構(gòu)。 2)導(dǎo)向方式：由于本零件的生產(chǎn)是大量生產(chǎn)，為了確保零件質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用外導(dǎo)向模架。本零件的沖壓精度要求一般，所以?xún)H選外導(dǎo)向。由于已選定采用手工送料，為了提高開(kāi)敞性，選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架。 3)卸料方式：本零件沖壓工序中含沖孔，所以，應(yīng)有卸料機(jī)構(gòu)。又由于零件沖壓中還有彎曲工序，所以選用彈性卸料板。

54、 (2)基本尺寸： 1)模板尺寸：由排樣圖，凹模的工作區(qū)尺寸基本在65mm160mm左右?？紤]到其他因素后后，取為125 mm250mm。其它模板的尺寸取為與凹模板平面尺寸一致。 2)根據(jù)閉合高度及經(jīng)驗(yàn)，確定各模板厚度[20-26]： 凹模模板厚度：25mm； 卸料板厚度：25mm； 凸模固定板厚度：25mm； 墊扳厚度：10mm。 設(shè)計(jì)草圖結(jié)構(gòu)如圖3-1： 圖3-1 鉸鏈墊片多工位級(jí)進(jìn)模 第二節(jié) 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1 凸模和凹模的結(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

55、同。多工位級(jí)進(jìn)?！愣己袃煞N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)。 3.2.1.1 凸模和凹模的設(shè)計(jì)原則 對(duì)凸模和凹模進(jìn)行設(shè)計(jì)是應(yīng)該遵循以下設(shè)計(jì)原則[8,15,24,25,26] ： 1．凸模和凹模要有足夠的剛性與強(qiáng)度 由于在高速連續(xù)作業(yè)的條件下，振動(dòng)極大，就是在普通沖床上沖制，由于連續(xù)作業(yè)，凸模、凹模的磨損也比一般模具大得多；在多工位級(jí)進(jìn)模中的許多凸模、凹模的受力狀態(tài)是不均勻、不對(duì)稱(chēng)、不垂直的，模具的損壞可能性也較大。所以在允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)增加其強(qiáng)度。在多工位級(jí)進(jìn)

56、模設(shè)計(jì)中，一般采用強(qiáng)度較好的合金工具鋼制造，并要選擇合適的硬度，合理地安排熱處理(如局部淬火)。在條件允許的情況下，適當(dāng)?shù)亟档屯鼓８叨?，增加凹模厚度。另外，凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性對(duì)于增加模具的剛性和強(qiáng)度也是十分重要的途徑。 2．凸模和凹模必須便于穩(wěn)定安裝和更換 多工位級(jí)進(jìn)模的凸模、凹模必須要求安裝后具有穩(wěn)定性，這不僅能保證沖制精度，還可以提高沖壓次數(shù)從而擴(kuò)大了經(jīng)濟(jì)效果。 對(duì)于各種不同沖壓工序的凸模、凹模之間都要保持穩(wěn)定的間隙，而且間隙應(yīng)當(dāng)均勻一致。 3．多工位級(jí)進(jìn)模的凸模、凹模要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，各種不同沖壓性質(zhì)的凸模、凹模必須諧調(diào)一致。 一般在設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模時(shí)，將這種關(guān)系以凹模各形

57、孔間的坐標(biāo)位置為基準(zhǔn)，以第①工位定出坐標(biāo)原點(diǎn)，以此至各個(gè)工位形孔定出坐標(biāo)關(guān)系。而凸模的安裝位置、卸料板各形孔的位置均要與凹模一致，不得混亂。凸模的工作形狀與對(duì)應(yīng)凹模形孔形狀(包括卸料扳的形孔形狀)也應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)一致。這樣既便于加工，又不容易出現(xiàn)差錯(cuò)。 4．余料排除方便及時(shí) 多工位級(jí)進(jìn)模的連續(xù)沖制過(guò)程中，絕不允許把余料帶在凸模上，或留在凹模工作面上，以免損壞模具。因此要在凸模上設(shè)置余料頂針，高壓氣孔，便于及時(shí)清除余科。 5．便于制造、測(cè)量和組裝 3.2.1.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．細(xì)小圓凸模 一般的粗短凸?？梢园礃?biāo)準(zhǔn)選用或按常規(guī)設(shè)計(jì)。而在多工位級(jí)進(jìn)模中有許多沖小孔凸模，沖窄長(zhǎng)槽凸模，分解

58、沖裁凸模等。這些凸模在高速連續(xù)作業(yè)時(shí)，損壞是常有的情況，所以除了便于更換外，還應(yīng)根據(jù)具體的沖裁要求，被沖裁材料的厚度，沖壓的速度，沖裁間隙和凸模的加工方法等因素來(lái)考慮凸模的結(jié)構(gòu)及其凸模的固定方法、保護(hù)措施等，力求做到不損壞或少損壞[15-19]。 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(zhǎng)度的措施來(lái)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(guò)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)。卸料板還應(yīng)考慮能起到對(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。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3-2： 2．異形凸模 在多工

59、位級(jí)進(jìn)模中，除了有許多沖小孔凸模外，還會(huì)有很多形狀不規(guī)則的凸模，這些凸模叫做異形凸模。異形凸模的設(shè)計(jì)比較靈活，可以根據(jù)需要，設(shè)計(jì)成異形壓入式凸模、異形帶凸緣式凸模、異形直通式凸模等[15-19]。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3-3： 圖3-2 細(xì)小圓凸模 圖3-3 異形凸模 凸模的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定。應(yīng)留有修磨余量，并且模具在閉合狀態(tài)下，卸料板至凸模固定板間應(yīng)留有避免壓手的安全距離。 凸模一般不必進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)，但對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的凸?；蛲鼓嗝娉叽缧《辶虾穸却髸r(shí)，則應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)[15,18]。 由于本模具采用彈性卸料方式

60、，卸料板對(duì)凸模有導(dǎo)向作用，再加上材料比較薄，因此，不需對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校核。 3.2.1.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 多工位級(jí)進(jìn)橫的凹模設(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)模凹模結(jié)構(gòu)的種類(lèi)較多，典型的有：整體凹模，鑲套式凹模，拼合形孔凹模，分段拼合凹模，綜合拼合凹模等[15-25]。 各類(lèi)凹模在各工位工作形孔的形狀、精度，各形孔的相對(duì)位置，各形孔的基準(zhǔn)和相互間的坐標(biāo)關(guān)系等反方面各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)?？紤]到該鉸鏈墊片多工位級(jí)進(jìn)模的工位數(shù)不多，設(shè)計(jì)制造比較簡(jiǎn)單，且沖裁工位較多，因此

61、采用整體凹模的形式。 凹模形式確定好后，開(kāi)始對(duì)凹模刃口孔型進(jìn)行設(shè)計(jì)?？紤]到凹模加工方便、使用壽命以及刃口強(qiáng)度和刃口尺寸隨修磨刃口的變化，選用如圖3-4所示的刃口孔型： 圖3-4 刃口孔型 根據(jù)孔型以及結(jié)合零件排樣圖對(duì)凹模進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3-5： 圖3-5 凹模 3.2.2 導(dǎo)料系統(tǒng)的設(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)條料在分段切除余斜加工過(guò)程中，條料不能受到任何障礙。條料的送邁進(jìn)，必須浮離下模平面，并給予嚴(yán)格控制，導(dǎo)科系統(tǒng)決不能影響側(cè)沖與倒沖機(jī)構(gòu)的工作[14-19]。 多工位級(jí)進(jìn)模的倒

62、料系統(tǒng)一般包括：左右導(dǎo)抖板；承料板；料條側(cè)壓機(jī)構(gòu)；料條浮頂機(jī)構(gòu)；除塵裝置和障礙檢出機(jī)構(gòu)等。 多工位級(jí)進(jìn)模的導(dǎo)料系統(tǒng)直接影響模具沖制的效率和精度。因此，設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模的導(dǎo)科系統(tǒng)時(shí)必須根據(jù)以下因素來(lái)考慮各項(xiàng)機(jī)構(gòu)的選用[6-8]： 1．根據(jù)沖件的特點(diǎn)、排樣圖上各工位的安排來(lái)決定導(dǎo)料板式樣、長(zhǎng)短、高矮，決定浮頂器式樣、種類(lèi)及浮頂高度等。 2．根據(jù)沖床速度，選擇合適的導(dǎo)料系統(tǒng)。 3．根據(jù)送料方式不向、對(duì)導(dǎo)料系統(tǒng)的要求也不。手工送料對(duì)導(dǎo)料系統(tǒng)要比較簡(jiǎn)單，障礙檢出機(jī)構(gòu)就不必要了。自動(dòng)送料時(shí)，障礙檢出機(jī)構(gòu)和除塵裝置是必不可少的。 4．結(jié)合已確定的模具結(jié)構(gòu)考慮導(dǎo)料系統(tǒng)的選用。 5．卸斜裝置與導(dǎo)料系

63、統(tǒng)必須結(jié)合起來(lái)考慮。 3.2.2.1 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。導(dǎo)料板的作用是導(dǎo)正材料的送進(jìn)方向。導(dǎo)料板有時(shí)還靠其一側(cè)定位，將條料送進(jìn)。 導(dǎo)料板有與卸料板分離和聯(lián)成整體的兩種結(jié)構(gòu)。為使條料順利通過(guò)．導(dǎo)料板間的距離應(yīng)等于條料的最大寬度加上一間隙值(一般大于0.5mm)。導(dǎo)料板的高度H視料厚t與擋料銷(xiāo)的高度h而定，參見(jiàn)表3-1。使用固定擋料銷(xiāo)時(shí)，導(dǎo)料板高度較大，擋料銷(xiāo)之上要有適當(dāng)?shù)目臻g，便條料易于通過(guò)。送料不受阻礙時(shí)，導(dǎo)料板高度可小些。 表3-1 導(dǎo)料板的高度（mm） 材料厚度 t/mm 擋料銷(xiāo)高度 h/m

64、m 擋料板高度H/mm 固定擋料銷(xiāo) 自動(dòng)擋料銷(xiāo)或側(cè)刃 0.3～2.0 2.0～3.0 3.0～4.0 4.0～6.0 6.0～10.0 3 4 4 5 8 6～8 8～10 10～12 12～15 15～25 4～8 6～8 6～10 8～10 10～15 結(jié)合凹模以及側(cè)刃的形狀、尺寸，對(duì)導(dǎo)料板進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3-6、圖3-7： 圖3-6 導(dǎo)料板I 圖3-7 導(dǎo)料板II 導(dǎo)料板需淬火處理。沒(méi)有淬火的導(dǎo)料板采用側(cè)刃定距對(duì)條科進(jìn)行定位，可在導(dǎo)料板擋料定距部位上單獨(dú)鑲?cè)雮?cè)刃定距檔塊或檔板，如圖3-8。側(cè)刃擋塊和擋板必須經(jīng)過(guò)淬

65、火處理，其硬度為HBC52～56即可。 圖3-8 側(cè)刃擋塊、側(cè)刃擋板在導(dǎo)料板上的位置 3.2.2.2 定位裝置的設(shè)計(jì) 模具的定位裝置用以保證材料的正確送進(jìn)及在沖模中的正確位置。使用條料時(shí)．除要有保證條料送進(jìn)導(dǎo)向?qū)Я习逋?，還要有保證條料進(jìn)距的零件擋料銷(xiāo)、定距側(cè)刃以及保證坯料準(zhǔn)確定位的導(dǎo)正銷(xiāo)等[15,19,25]。 1.側(cè)刃 側(cè)刃用于級(jí)進(jìn)模中限定條料的送進(jìn)步距。這種定位形式準(zhǔn)確可靠，保證有較高的送料精度和生產(chǎn)率，其缺點(diǎn)是增加了材料消耗和沖裁力。所以，一般用于下述情況[11]；不可能采用擋料銷(xiāo)進(jìn)行擋料時(shí)；沖裁薄料(t＜0.5mm)，采用導(dǎo)正銷(xiāo)會(huì)壓彎孔邊而達(dá)不到精確定位的目的時(shí)；工件

66、側(cè)邊需沖出一定形狀，由側(cè)刃定距同時(shí)完成時(shí)。本級(jí)進(jìn)模就屬于工件側(cè)邊需沖出一定形狀，由側(cè)刃定距同時(shí)完成的情況。 側(cè)刃凸棋及凹?？筛鶕?jù)沖孔模的設(shè)計(jì)原則，孔按側(cè)刃凸模配制，取單面間隙。側(cè)刃長(zhǎng)度為： S=步距公稱(chēng)尺寸+0.05～0.1mm （17） 側(cè)刃寬度B為6～10mm。側(cè)刃的制造公差一般取負(fù)值，一般為0.02mm。 圖3-9 側(cè)刃 本模具在工序排樣中確定了側(cè)刃定距方式。為了確保生產(chǎn)中側(cè)刃的剛度和條料送進(jìn)的方便，選帶導(dǎo)向段的ⅠC型側(cè)刃。側(cè)刃檔塊固定于凹模面上。 2.導(dǎo)正銷(xiāo) 導(dǎo)正銷(xiāo)主要用于級(jí)進(jìn)模，以獲得內(nèi)孔與外緣相對(duì)位置準(zhǔn)確的沖裁件或保證坯料的準(zhǔn)確定位。它裝在落料凸模上，在落料前先插入已沖好的孔中，使孔與外緣相對(duì)位置對(duì)準(zhǔn)，然后落料，消除了送料和導(dǎo)向造成的誤差，起精確定位作用。也可以裝在凸模固定板上，與工藝孔配合，起精確定位作用。導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)入材料時(shí)，即要保證材料的定位精度，又要保證導(dǎo)正銷(xiāo)能順利地插入導(dǎo)正孔。配合間隙大，定位精度低；配合間隙過(guò)小，導(dǎo)正銷(xiāo)磨損加劇并形