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1、毕业设计论文照相机后盖嵌件多工位级进冲压模设计姓 名范佳学 院高职学院专 业模具设计与制造指导教师杜继涛 副教授完成日期2006年6月上海理工大学高职毕业（设计）论文照相机后盖嵌件多工位级进冲压模设计摘 要冲切是将板料安放在模具的中间，利用模具的两个冲切刃口对材料施加剪切力，最终使材料局部分离的一种加工方法。弯曲是一种拉深材料的一种成形方法，通常这些材料为平板或条料。其成形方法是通过安装在模具中间板的弯曲凸模对板料或条料施加力，使板料或条料纵向的发生弯曲变形。将这两种加工方法结合起来设计一副模具应用到实际制造上为此设计的最终目的。关键词：冲压；弯曲the Design of Succesive
2、 Die ABSTRACTThe cutting of metal between die components is a shearing process in which the metal is stressed in shear between two cutting edges to the point of fracture,or beyond its ultimate strength.Bending is the uniform straining of material,usually flat sheet or strip metal,around a straight a
3、xis which lies in he neutral plane and normal to the lengthwise direction of the sheet or strip.The purpose of this design is to design a die through this two manufacture methods produce the chair plate of automotive. KEYWORDS: stamping ；bending前 言冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，有时对板料施加剪切力而使板材分离，从而获得一定尺寸，
4、形状和性能的一种零件加工方法。由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压。冲压加工需研究冲压工艺和模具两个方面的问题。根据通用的分类方法，冲压工艺可以分成分离工序和成形工序两大类。分离工序主要有：落了、冲孔、切断、切边、剖切。成形工艺主要有：弯曲、卷圆、扭曲、拉深、变薄拉深、翻孔、翻边、拉弯、胀形、起伏、扩口、缩口、旋压、校形。冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。根据统计，冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车，电机，仪表，军工，家用电器等方面所占比例更大。冲压加工的应用范围极广，从精细的电子元件，仪表指
5、针到重型汽车的覆盖件和大梁，高压容器封头以及航空航天器的蒙皮，机身等均需冲压加工。冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性好，一般情况下，可以直接满足装配和使用要求。此外，在冲压加工过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以，冲压件具有质量轻，刚度好，精度高和外表光滑，美观等特点。冲压加工是一种高生产率的加工方法，如汽车车身等大型零件每分钟可生产几件，而小零件的高速冲压则每分钟可生产几千件以上。由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷状态下加工，因此实现机械化和自动化，比较适宜配置机器人而实现无人化生产。冲压加工的材料利用较高，一般可达70%80%，冲压加工的能耗也较
6、低，由于冲压生产线具有节材，节能和高生产率等特点，所以冲压件呈批生产时，其成本比较低，经济效益较高。级进模的特点就是生产批量大，可以冲压较为复杂的零件，生产效率高，生产精度也高。因此，级进模可以适应现代工业大批量生产的要求，是一项非常有潜力的技术。本毕业设计零件是照相机后盖嵌件多工位级进冲压模零件，是一个固定零件，材料为Al，板厚度1m，零件结构复杂，有多向弯曲，侧边有孔，生产批量大，因此采用模具来冲制可以解决这一问题。该模具结构合理，维修容易，操作方便，生产的产品质量高。由于需要向两个相反方向进行弯曲，对弯曲的要求特别高，而且不能一次成型，切存在力的传递问题，所以较适用于级进模连续冲压弯曲，
7、。在保证精度的同时，还能提高生产效率。因此，本毕业设计主要围绕如何实现多工位级进模的设计而展开，将弯曲和冲压两种加工方法结合起来设计一副模具应用到实际制造上去。这也是此次设计的最终目的。这就需要把课堂上所学到的理论知识系统全面的应用到实际设计中，进一步对模具的结构和设计制造进行了解。最终通过这个设计，对三年所学知识的一次综合性运用，巩固并深化对模具技术的理解，为四年的学习交出一份满意的答复。也是离开校园踏入工作岗位最后一次练兵。为我今后能在工作中更好的灵活运用在学校里所学的东西，为我走上社会走上工作岗位打下坚实的基础。目 录中文摘要ABSTRACT前言第一章 概论1 1.1级进模概述1 1.2
8、级进模特点及其现状2第二章 模具结构设计及选用3 2.1初步设计3 2.1.1材料的选择3 2.1.2零件的工艺性分析与方案32.2条料排样图3 2.2.1排样图的设计4 2.2.2工序确定与排序52.2.3排样图的具体设计方案与比较6 2.3步距和步距精度8 2.3.1步距基本尺寸的确定8 2.3.2步距精度8 2.4定距方式和导正钉9 2.5模具的结构设计11 2.5.1凸模、凹模结构设计11 2.5.2卸料装置结构的设计12 2.5.3导料系统14 2.5.4压料凸模14 2.5.5高压空气吹管机构15 2.5.6倒冲机构15第三章 冲裁工艺计算16 3.1凸、凹模间隙值的确定16 3.
9、2凸、凹模刃口尺寸的确定16 3.3重要凸模工作部分的尺寸计算16 3.4重要凹模工作部分的尺寸计算173.5模柄计算17第四章 模具的结构分析18 4.1冲压模20谢辞21参考文献22第一章 概 论1.1 级进模概述连续冲压是指在压力机的一次行程中，在一副模具的不同工位同时完成多种工序的冲压。所采用的工序称为连续模，又称级进模，跳步模。在连续冲压中，不同的冲压工序分别按一定的次序排列，配料按步距间隙移动，在等距离的不同工位上完成不同的冲压工序，经逐个工位的冲刺后，便得到一个完整的零件或半成品。一般来说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位连续模冲制完成。对于批量非常大
10、而厚度较薄的中小型冲压件，特别适宜采用精密多工位连续模加工。在各类冷冲模中，连续模所占比例约为27%。连续模冲压具有以下特点：1） 生产效率高。连续模属于多工序模，在一副模具中可包括冲裁，弯曲，拉伸，成形等多道工序，因而具有高的劳动生产率率。2） 操作安全。因为手不必进入危险区域，自动送料时，模具内装有安全检测装置，可防止加工时发生误送进或意外。3） 模具寿命时间长。由于工序不必集中在一个工位，不存在最小壁厚的问题，且改变了凸凹模受力情况，因而模具强度高，寿命较长。4） 易于自动化。大量生产时，可采用自动送料机构，便于实现冲压过程的机械化和自动化。5） 可实现高速冲压若配合高速冲裁及各种辅助设
11、备，连续模可进行高速冲压，目前高速冲床可达4000次/min.6） 可减小厂房面积，半制品运输及仓库面积。一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，并免去用单工序模时制件的周转和储存。7） 连续模具具有造价高去，制造周期长，模具设计制造难度大，技术含量高去。但可省去多台压力机设备。8） 材料利用率较其他模具低。特别是某些形状复杂的零件，产生废料较多。9） 较难保持内外形相对位置的一致性。因为内外形是逐次冲出的，每次冲压都有定位误差，且连续地进行各种冲压，必然会引起条料载体和工序件的变形。由于连续模的这些特点，当零件形状异常复杂，经过冲制后不便于再单独重新定位的零件。采用多工位连续模在一副模具内
12、连续完成最为理想，如椭圆形的零件，在使用简易冲模或复合模无法设计的模具或制造模具的情况下，采用多工位连续模却能解决问题。此外，一些由于使用或装配的需要，零件需规则排列时，也可采用连续模冲制，零件先不切除下来，而被卷成盘料，在自动装配过程中才予以分离。同一产品上的两个冲压零件，其某些尺寸间有相互关系，甚至有一定的配合关系，在材质，料厚完全相同的情况下，如果用两套模具分别冲制，不仅浪费原材料，而且还不能保证配合精度，若将两个零件合并在一副多工位连续模上同时冲裁，可大大提高材料利用率，并能很好地保证零件的配合精度。但连续模的造价高，制造周期长，在使用时需要被加工的零件的产量和批量足够大，以便能够比较
13、稳定而持续地生产，实现高速连续作业。同时，制件太大，工位数较多时，模具必然比较大，这时必须考虑到模具和压力机工作台的匹配性。多工位级进模的结构比较复杂，模具制造精度高，这对模具设计者来说需要考虑的内容很多，尤其是级进模条料排样图的设计，模具各部分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、降低成本、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行冲裁、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行冲制。1.2 级进模特点及其现状
14、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。级进模较难保证内、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，冲压设备比较简单，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，并以成为不可缺少的重要加工手段之一。就级进模的现状而言，经过一段时间的学习和自身钻研。目前，我国的级进模已有了长足的进步。国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家
15、相比仍有较大的差距。第二章 模具结构设计及选用2.1 初步设计内容2.1.1材料的选择 本零件采用材料是AL，其特性主要为：塑性，韧性，焊接性能均较好，但强度较低，用于受力不大韧性要求较高的零件，紧固件，冲模锻件及不要热处理的低负荷零件，如螺栓，螺钉，拉条，法兰盘及化工容器，蒸汽锅炉等。因此，作为冲模锻件是极适合本零件的要求。2.1.2零件的工艺性分析与方案 该零件要求冲裁，弯曲工艺的结合。而且侧板需要在两个相同方向的弯曲，材料采用采用材料是AL，厚度为1mm主要工序为冲孔，弯曲 该零件主要以冲孔、弯曲为主，基本工序可拟出三种方式：方案一：采用多套单工序模组合冲压；方案二：采用复合冲压模具；方
16、案三：采用多工位级进模制造比较三种方案，最重要的就是能按照要求完成弯曲。方案一与方案二都不能保证零件精度，且需要用手工操作，质量难以保证由于该零件属于定型产品中的零件，且生产批量比较大，采用级进模制造能达到精度要求和弯曲要求，能够保证质量故选用方案三2.2 条料排样图冲裁件在板，条等材料上的布置方法成为排样。排样合理与否，影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。在条料排样设计中，首先是要考虑被加工的零件在全部冲压过程中共分为几个加工工序，各工序的加工内容及工序的优化组合，并对工序组排序。在确定工序数目
17、和顺序时，要针对各冲压供需的特点考虑各有关原则。连续冲模工序排样的基本原则：1） 各工序的先后应按复杂程度而定，一般以有利于下道工序的进行为准，以保证制件的精度要求和零件几何形状的正确。冲孔落料件，应先冲孔，再逐步完成外形得宠才，尺寸和形状要求高的轮廓应布置在较后的工位上冲切。2） 当孔到边缘的距离较小，而孔的精度又较高时，冲外轮廓时孔可能会变形，可将孔旁外缘先于内孔冲出。3） 应尽量避免采用复杂形状的凸模，并避免槽，细腰等薄弱环节。复杂的形孔应分解围若干个简单得空形，并分成几步进行冲裁，使模具型孔容易制造。4） 有严格要求的局部内，外形及位置精度要求高的部位，应尽量集中在同一工位上冲出，以避
18、免步距误差影响精度。如果确实在一个工位上完成这一部分冲制有困难，徐分解成两个恭维，最好放在两个相邻工位连续冲制为好。如在一个零件上游一组孔，其孔距位置精度要求严格，这一组应该力求设计在一个工位上，使误差只受模具制造的误差影响，而不受到步距误差的影响。5） 对于一些在普通低速冲创上冲压的多工位连续模，为了使模具见地，实用,缩小模具体积，或由于条件所限，甚至只能采用侧刃做定距，为了减小步距的累积误差，凡是能合并的工位，只要模具能保证零件的精度，魔剧本身有足够的强度，就不要轻易分解，增加工位。尤其对于那些不易分解的零件，更不要轻率的增加工位。6） 分段型切除余料排样中的条料，因冲切加工其强度逐渐变弱
19、，在安排各工位的加工内容时要考虑条料宽度方向的导向。7） 应保证条料载体与零件连接处有足够的强度与刚度。当冲压件上游大小孔或窄肋时应先冲小孔，后重大孔。8） 凹模上冲切轮廓之间的距离不应小于凹模的最小允许壁厚，一般取2.5t，但最小要大于2mm。9） 轮廓周界较大的冲切工艺，尽量安排在中间工位，以使压力中心与几何中心重合。多工位级进模条料排样图设计得好坏，对模具设计的影响是很大的。排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。一般在设计多工位级进模条料排样图时，要拿出多种排样方案，加以比较、归纳、综合，最后得出一个最佳方案。多工位级进模条料排样图设计是否最佳方案，首先要看工位分布是否合理；
20、条料能否在连续冲压过程中通畅无阻；是否便于使用、制造、维修和刃磨；是否经济合理。2.2.1 排样图的设计条料排样图直接关系到级进模设计，因此在设计排样图时，主要需考虑到以下几个因素。1) 送料方式：高速冲压的多工位级进模，用自动送料机构送料，用导正钉精确定距；手工送料则多用侧刃粗定距，用导正钉进确定距。2) 冲压零件形状分析：每一个冲压零件都有它的一些特点，因而在设计条料排样时，必须对这些特点加以分析、研究。3) 模具的具体结构和加工工艺性：在设计条料排样图的同时，必须考虑模距的具体结构，要把每一个环节，每一个具体部分的装配关系，装配顺序，以至对每部分的加工方案等都要考虑全面。这样，设计出来的
21、条料排样图才能够指导模具设计。4) 被加工材料：多工位级进模对被加工材料的要求都是很严格的。在设计排样图时，对材料的供料状态、被加工材料的机械性能、材料厚度、条料宽度与材料纹向、材料利用率等都要给予全面考虑。5) 正确安排侧刃孔与导正钉孔：导正钉孔与导正钉的位置的安排对于多工位级进模的精确定位时很关键的。6) 分段切除过程零件形状连接方式的选择：多工位级进模的分段切除的排样图，其连接方式基本上可以分为三种：即搭接、平接和切接。搭接最有利于保证冲件的连接质量，因此在分段切除过程中绝大部分都采用搭接连接方式。7) 载体：条料载体是条料在送进过程中，经过不断地冲切余料，条料内连接冲压零件运载前进的这
22、部分材料称为条料载体。条料载体分为：双侧载体、单侧载体和中间载体三个基本形式。8) 工位的确定与空位工位：在划分工位时，对零件要求精度比较高的部位，应尽量集中在一个工位一次冲压完成为好，以避免步距误差影响精度要求。对于一个零件的两个弯曲部分有尺寸精度要求时，则弯曲部分也应当在同一工位一次加工成形。这样不仅保证了尺寸精度，并且能够准确地保持成批零件加工后的一致性。在排样图中，增设空位工位的目的是为了保证模具有足够的强度，确保模具的使用寿命，或是为了便于模具设置特殊结构。9) 各种冲压工序在条料排样图设计中的顺序原则：在一般冷冲模设计中，各种冲压工序之间的顺序关系已形成一定规律。但是在多工位级进模
23、连续冲压时，常有一些不同之处，如果在设计条料排样图时，没有很好地掌握这些特点和内在关系，会使模具的设计与制造走弯路，甚至影响模具顺利冲制和冲压零件的质量。在本设计属于冲裁弯曲多工位级进模，应先冲切掉孔和弯曲部分的外形余料，再进行弯曲。2.2.2 工序确定与排序在条料排样设计中，首先是要考虑被加工的零件在全部冲压过程中共分为几个加工工序，各工序的加工内容及工序的优化组合，并对工序组排序。在确定工序数目和顺序时，要针对各冲压供需的特点考虑各有关原则。连续冲模工序排样的基本原则：1） 各工序的先后应按复杂程度而定,一般以有利于下道工序的进行为准，以保证制件的精度要求和零件几何形状的正确。冲孔落料件，
24、应先冲孔，再逐步完成外形得宠才，尺寸和形状要求高的轮廓应布置在较后的工位上冲切。2） 当孔到边缘的距离较小，而孔的精度又较高时，冲外轮廓时孔可能会变形，可将孔旁外缘先于内孔冲出。3） 应尽量避免采用复杂形状的凸模，并避免形孔有尖的凸角，槽，细腰等薄弱环节。复杂的形孔应分解围若干个简单得空形，并分成几步进行冲裁，使模具型孔容易制造。4） 有严格要求的局部内，外形及位置精度要求高的部位，应尽量集中在同一工位上冲出，以避免步距误差影响精度。如果确实在一个工位上完成这一部分冲制有困难，徐分解成两个恭维，最好放在两个相邻工位连续冲制为好。如在一个零件上游一组孔，其孔距位置精度要求严格，这一组应该力求设计
25、在一个工位上，使误差只受模具制造的误差影响，而不见舆薪受步距误差的影响。5） 对于一些在普通低速冲创上冲压的多工位连续模，为了使模具见地，实用,缩小模具体积，或由于条件所限，甚至只能采用侧刃做定距，为了减小步距的累积误差，凡是能合并的工位，只要模具能保证零件的精度，魔剧本身有足够的强度，就不要轻易分解，增加工位。尤其对于那些不易分解的零件，更不要轻率的增加工位。6） 分段型切除余料排样中的条料，因冲切加工其强度逐渐变弱，在安排各工位的加工内容时要考虑条料宽度方向的导向。7） 应保证条料载体与零件连接处有足够的强度与刚度。当冲压件上游大小孔或窄肋时应先冲小孔，后重大孔。8） 凹模上冲切轮廓之间的
26、距离不应小于凹模的最小允许壁厚，一般取2.5t，但最小要大于2mm。9） 轮廓周界较大的冲切工艺，尽量安排在中间工位，以使压力中心与几何中心重合。2.2.3 排样图的具体设计方案与比较1） 绘制成比例的零件图如图2-1图2-1 零件图2）绘制零件展开图图2-2 零件展开图3）条料排样图方案比较绘制过程：首先根据已绘制的零件图，零件展开图的形状、特点采用单排。 按估计的工位数，以排样基准线为准划一排零件的展开形状图， 初步预计每两个零件的间距为60mm. 按零件图的形状，考虑对弯曲、成形部分分解加工工序。 综合考虑产品各内孔外形和各分解加工成新的内容，共分多少工 位，以及各工位加工内容。条料排样
27、图如图2-3所示图2-3 条料排样图修改后的条料排样图如图2-4所示第一工位：冲导正销孔第二工位：冲R4，2*R2和R1孔 第三工位：冲工件容易冲的孔第四工位：冲其余未冲的孔第五工位：冲两工件部分的载体废料第六工位：弯曲第七工位：切剩余载体,下料图2-4 修改后的条料排样图该方案较原来有了一定改进，这也是最后确定的条料排样图方案。2.3 步距和步距精度级进模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。步距的精度直接影响冲件的精度。2.3.1 步距基本尺寸的确定对于单排的排样步距，基本尺寸为：S=B+M根据该式得到S=66mm.2.3.2 步距精度步距的精度直接影响冲件的精度。
28、由于步距的误差，不仅影响分段切除余料，导致外形尺寸的误差，还影响冲件内、外形的相对位置。也就是说，步距精度愈高，冲件精度也愈高，但步距精度过高，模具制造也就愈困难。所以步距精度的确定必须根据冲件的具体情况而定。影响步距精度的因素很多，但归纳起来主要有：冲件的精度等级、形状复杂程度、冲件材质和厚度；模具的工位数；冲制时条料的送进方式和定距形式等。根据多年来的实践，总结归纳出多工位级进模步距精度的经验公式为：多工位级进模步距对称偏差值；冲件沿条料送进方向最大轮廓基本尺寸（指展开后）精度提高三级后的实际公差值；n模具设计的工位数；k修正系数在本设计中如图所示的工件，展开后延送料方向的最大轮廓尺寸是9
29、毫米，在排样图中共分7个工位。尺寸60的IT10级公差值为0.07毫米。模具的双面冲裁间隙为0.045毫米。=0.07毫米 n=7 Z=0.045，查表得k=0.85 =+-0.02则这副多工位级进模的步距公差为毫米。！2.4 定位形式选择也设计在连续模中，由于产品的加工工序安排在多个工位上顺次完成，为了保证前后两次冲切中，供需件的准确匹配和连接，必须保证其在每一工位上都能准确定位根据供需件的定位精度，连续模的定位方式可采用挡料效，侧刃，自动送料机构，导正销等前三者使用时只能作为粗定位，连续模的精确定位都是采用导正销与其他定位方式配合使用挡料销多适用于产品零件精度要求低,尺寸较大,板料厚度较大
30、(大于1.2mm),产量小的手工送料的普通连续模,有时还要借助其他机构才能有效定位.模具的设计和制造均较简单.根据在连续模中的用途,使用场合,使用要求的不同,又可分为固定挡料销,活动挡料销,临时挡料销等.自动送料机构是专用用的送料机构,配合冲床冲程运动,使条料作定时定量的送进多工位连续模一般不能单独靠自动送料机构定距，只有在单独拉伸的多工位连续模才可单独采用侧刃和导正销是连续模中普遍采用的定位方式，使用时必须遵循一定的原则，才能取得较好的定位效果导正孔（导正销孔）是通过装于上模的导正销插入其中矫正条料位置来达到精确定位目的的，一般与其他粗定位方式配合使用导正孔可利用零件本身的孔，或利用废料载体
31、上的孔，前者为直接导正，后者为间接导正直接导正的材料利用率高，外形与孔的相对精度容易保证，模距加工容易，但易引起孔的变形间接导正的材料利用率低，载体和毛坯的位置不宜保证，模距加工的工作量增加，但产品孔不宜变形导正销的导正能力与料厚及相应的导正孔直径密切相关导正孔直径的大小会影响材料利用率，载体强度，导正精度等，应结合考虑板料的厚度，材质，硬度，毛坯的尺寸，载体的形式，尺寸，排样方案，导正方式，产品结构特点和精度等因素来确定一般导正孔最小直径应大于或等于料厚的倍。下面列出了导正孔直径的经验值：t=t=0.5mm dmin=2.0mm t1.5mm dmin=2.5mm 在设计排样图上确定导正孔位
32、置时应遵循以下原则：） 在条料排样的第一个工位就要冲出导正孔，紧接着第二个工位要有导正销，以后每隔工位的相应位置等间隔地设置导正销，并优先在容易窜动的工位设置导正销。） 导正孔位置处于条料的基准平面（及冲压中不参与变形，位置不变的平面）上，否则起不到定位孔的作用，一般可选在条料载体或余料上。） 对于较厚的材料，也可选择零件上的孔作为导正孔，但在冲压过程中，该孔经导正销导正后，精度会被破坏，甚至会变形，应在最后的工位上予以精修完成。） 重要的加工工位前要有导正销。） 圆筒形件的拉深时，可不必设置导正销孔，而直接利用连续拉深凸模进行导正。必须要设置导正销而又与其他工序干涉时，可设置空位工位。级进模
33、的钉距方式有定位钉定距，侧刃定距，导正钉定距和自动送料机构定距等四种。这四种定距方式各有优缺点，各有不同的使用场合。它们可以单独使用，也可以互相配合使用。相互配合使用定距效果更好。定位钉定距多适用于后料加工手工送料的普通级进模，侧刃定距适用于手工送料，也可采用自动或半自动送料。自动送料机构一般都是设置在模具外的独立机构，配合冲床冲程运动，时条料作定时、定量地送进。导正钉定距是级进模极为普通采用的定距形式。特别是形状十分复杂的冲件，所用的级进模一般采用这种方式定距。本设计所用原料是板料用自动送料机构送料。对于各种定距方式的适用场合综合考虑，本设计采用自动送料机构送料作粗定距，采用导正钉作精定距，
34、以实现连续自动作业。在使用导正钉定距的方式下，本设计中导正钉使用4导正钉，符合设计要求。2.5 模具的结构设计2.5.1 凸模凹模结构设计凸模和凹模直接担负着冲压工作。由于加工性质的不同，凸模与凹模的形状、结构也不同。多工位级进模一般都含有两种或两种以上的冲压工艺，凸模和凹模数量之多是可想而知的。要使之能够适应高速连续冲压，必须满足各种特定的技术条件，而决不能用设计一般凸模、凹模的方法进行设计。1 凸模结构设计在凸模安装结构中，1，2两个工位，考虑到凸模个数较少和便于更换的安装原则，则采用固定安装结构。这种安装结构适合冲制本次设计的Al质材料,料厚为1mm.所有要求一定的卸料力。综上分析，使用
35、该凸模安装结构可满足实际要求。是可行的。 图2-5 凸模结构图 2 凹模的结构设计多工位级进模的凹模设计是比较复杂的。要考虑各工位工作形孔的形状、精度、又要考虑各形孔的相对位置，确定各形孔的基准和相互间的坐标关系；又要考虑加工方便和使用寿命等因素，所以多工位级进模凹模机构的种类较多。凹模的分类：整体凹模、镶套式凹模、拼合形孔凹模、分段拼合凹模分析各凹模的使用场合及优缺点：1） 整体凹模：对于多工位级进模，不论其凹模的形孔多少，复杂程度如何，凹模设计为一个整体的称为整体凹模。对于多工位级进模，整体凹模缺点较多。2） 镶套式凹模：在多工位级进模中，对于某些销的工作形孔为了加工方便，容易更换和刃模，
36、是一种在整体凹模或其他形式凹模的局部形孔位置镶一个套装凹模（圆套、方套或异形套）。3） 拼合形孔凹模：该结构可满足凹模形孔加工精度高这一要求，对某些不易于加工的凹模形孔，常采用拼合形孔这种结构。4） 分段拼合凹模：在多工位级进模中，为了解决各工位形孔间的间距精度，经常采用分段拼合凹模的设计方法，就是将模具的凹模分成若干段，每段中的形孔数不一，然后将这几段凹模的结合面研合镶入凹模外套（或围框）内，构成一个整体凹模。综合分析下来，采用了整体凹模，虽然这种凹模形式有一定的缺陷。但这次设计的模具要冲的孔和成型部分不是很多，如果采用其他几种凹模具方式表面上看是节约了成本，避免了缺点，但是由于结构简单采用
37、要分开加工不同的凹模具并把他们组装在一起，费时费力，比较下来可能还不如整体凹模来的好，由于结构简单，可以直接在整体凹模上进行凹模加工。加工中一般以磨削余最终研磨加工来控制孔到坐标基准的距离，凹模形孔距离能控制在0.01毫米之内。2.5.2 卸料装置结构的设计卸料装置是起卸料作用，在多工位级进模工作前，弹压卸料装置把条料压住，防止条料在冲压过程产生位移和塑性变形；卸料装置必须对各凸模起导向和保护作用。对于不同的冲压工序卸料装置有不同的作用：在冲裁工序中，他起卸料与压料作用，在弯曲工序中，它不仅是卸料，也可以起到局部成型的作用；在拉深工序中还要起到压边圈的作用。2.5.2.1 卸料装置设计的注意事
38、项形孔拼块可以分为若干段，充分利用成型磨削来保证拼块最后的精度与光洁度。卸料装置设计的注意事项：在级进模中，弹压卸料板都要设计成反凸台形。冲压时，突出部分正好进入两导料板之间。凸台与导板之间应有适当的间隙。1）卸料板各工作形孔应当与凹模形孔同心。这种要求要从模具设计及工艺上加以保证。另外，卸料板的各形孔与对应凸模的配合间隙只有凸模与凹模冲裁间隙的1/31/4，这样才能起到对凸模的导向和保护作用。而且间隙越小，导向效果越好，模具的寿命也越高，然而制造的难度就越大。2）卸料板各工作形孔应有良好的光洁度。卸料板各工作形孔的光洁度为810。卸料板的光洁度与冲压速度有关，速度越高，光洁度要求也越高。3）
39、多工位级进模的卸料板应具有耐磨性能。高速冲压的多工位级进模卸料板的工作部分往往是采用拼镶结构，采用高速刚或合金工具钢制造，淬火硬度HRC5658。对于冲压速度不高的卸料板可选用中碳钢以上或碳素工具刚材料制作，淬火硬度HRC4045。4）卸料板对凸模要有一定的导向高度，越是细小凸模其导向高度也越高，可利用导向套对细小凸模进行导向和保护。其导向套的高度可以高于卸料板。对于大的凸模，卸料板只起卸料和导向作用，为此可以降低接触高度，以减小摩擦。5）为了保持卸料力平衡，卸料螺钉孔应当布置在全部工作形孔的外围，使得卸料螺钉受力均匀。6）卸料螺钉的工作长度“L”在一副模具内应严格一致，否则安装以后卸料板不能
40、平稳，形成不平衡卸料，容易损伤凸模。在本次多工位级进模设计中我用了如图所示的结构，其特点是便于控制L长度，可以通过模削端面保证L一致性。另外每次凸模刃模，卸料螺钉长也可同时磨去同样高度。7）导正钉露出卸料板底面有效工作直壁的高度。导正钉有效工作直壁露出卸料板底面不能过长，一般为（0.50.8）t，否则当冲程回升时，条料会将导正钉“抱”住，影响连续作业。尤其是当采用带台式导料板，过长容易造成条料变形，影响冲压精度。8）卸料装置的辅助导向机构。辅助导向机构俗称小导柱和小导套。它们多数是在卸料板与固定板之间增设的导向机构。小导柱和小导套之间的配合间隙应当更小，一般为凸模与卸料板配合间隙的1/2。2.
41、5.2.2 卸料装置的分类及选用卸料装置可以分为固定卸料和弹压卸料两种。在多工位级进模中，多数采用弹压卸料装置，但有时采用固定卸料装置。固定式卸料的卸料板一般是通过导料板紧固在凹模上。固定卸料属于硬性卸料，卸料力大，稳固而可靠。但在多工位级进模中，只有料厚大于1.5毫米的冲件才采用。弹压是卸料的形式也是多样的，有将弹压卸料板通过卸料螺钉、弹簧（或橡皮）安装在模具上，或是在卸料板与固定板之间安装小导柱、导套（在多工位级进模具还采用滚珠小导柱、导套）进行导向。也有的在卸料板上装上导套连同模架导柱一起进行两级导向（即在对上模与卸料板一同进行导向）。多工位级进模中采用弹压卸料装置，很重要的一个环节是卸
42、料要平稳，有足够大的卸料力，以保持顺利卸料。该卸料装置是弹压卸料板。他是块一个刚性很强的卸料板加工而成的。板上打有供导正销和凸模动作时穿过的孔，小导柱和并要在其上安装卸料弹簧。由于导正销穿过卸料板，所有精度较好，利用小导柱和弹簧进行动作较平稳。因此选用此结构。2.5.3 导料系统由于多工位级进模除纯冲裁件冲压属于平面加工以外，对于带有弯曲、成型、拉深的冲制件均属于立体加工。因此对于条料在分段切除余料加工过程中，条料不能受任何障碍。条料的送进，必须浮离下模平面，并给予严格控制，导料系统决不能影响侧冲与倒冲机构的工作。2.5.3.1 导料板导料板是对条料进行导向的装置之一，沿条料送进方向，安装在凹
43、模形孔的两侧，并与模具中心线平行。一般导料板分平直式和带台式两种。平直式多用于低速，手工送料的级进模；带台式多用于高速、自动送料的级进模。在本次设计中已提到，属于自动送料的级进模，但由于弯曲时有上弯和下弯同时进行，就不能采用一般的导料板。因为在上弯的同时，有凸模压住料，使其他工艺过程中料不会浮起。而且也因为有两步弯曲，使用一般导料板会造成干涉现象。所以，这里采用的是只限制左右移动的导料板。2.5.4 压料凸模在本次设计中，因为有上弯的工步，所以要求有压料凸模来压住料以实现弯曲。这里就特别设计了一个压料凸模的机构。即要压住料，又要有弹性协调能力，设计中就在压料凸模上安装了可以进行形变的橡胶，不至
44、于压料凸模的卡死。要求在压料凸模上安装导正销来定位，所以将导正销装入酴模内在其上安装堵块，在堵快上安装螺钉。这样也能保证导正销正常工作。2.5.5 高压空气吹管机构因为在弯曲后零件不易取出，如果使用人工借助工具来取势必是降低工作效率，影响生产力，而且工具来取零件也会损坏到零件的表面质量，影响经济效益。所以这里采用了由高压空气来吹出零件。控制好压力以后只要释放高压空气，零件就会被吹出，又方便又节约成本。具体的结构图如图4-8所示图2-6 高压空气吹管结构图2.5.6 倒冲机构导冲是多工位级进模中独有的冲压机构。倒冲是指模具工作部分（一般指凸模或凹模等）的运动件由下向上完成冲压加工称为倒冲。实现导
45、冲的机构称为倒冲机构。倒冲多由杠杆机构实现，也采用两段斜楔、斜滑块机构改变运动方向实现倒冲。1 倒冲结构的设计要求1）杠杆的强度必须足够，尤其对于支撑部位的强度更为重要。杠杆一般做成梭状较好，不仅增加了杠杆的强度，受力合理，而且缩小了杠杆摆动空间。2）要有有效的复位机构。冲压一结束，就立即复位。3）倒冲凸模必须有良好的导向机构。对于冲裁加工的凸模，导向装置更为重要。对于圆形凸模可以镶入导向套。对于方形和长方形凸模、工作部分应有必要的长度，其余部分可做成圆形配合面，并开出适当的定向键槽。对于复杂异形凸模一般可做成导向配合面进行导向。倒冲机构应便于维修、更换和安装。2 倒冲结构的适用场合1） 为了保持冲件毛刺方向的一致耳需要进行倒冲2） 为保持条料浮动送进，使浮动提升量不要过高，对于个别过高的向上弯曲、翻边、拉深工序的凸模（均安装在下模上）因考虑采用倒冲。3） 为了保证冲制质量，便于模具结构设计，甚至为克服模具中局部薄弱环节等，可以按具体情况采取倒冲。4） 在特殊的情况下，多工位级进模中的顶出装置采用倒冲形式。第三章 冲裁工艺计算3.1 凸、凹模间隙值的确定凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大影响，所以必须选择合理的间隙。设计中所用材料为AL