嵌件板级进模设计-冲压模具

喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 编号 无锡太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 嵌件板级进模设计 信机 系 机械工程及自动化 专业 学 号： 　　　 0923079　　　　 学生姓名： 徐　 敏 指导教师：　 林承德（职称：教授 ） （职称： ） 2013年5月25日 II 无锡太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 嵌件板级进模设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械92 学 号： 0923079 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院 　信 机　系 　机械工程及自动化 　专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、题目　 　嵌件板级进模设计 　 　 2、专题　 　 二、课题来源及选题依据 本课题来源于工程生产实际。该零件是电度表上的冲压件。该零件的材料为纯铁DT4，该件的设计特点是压窝120度后，平面度要求高，底孔不能变形而且尺寸精度高．该件原工艺采用单工序冲裁一压120度。锥窝分开加工，结果零件外形胀，尺寸超差大，卸料困难，M2.2孔与外形不对称而且生产效率低．基于以上问题，只有采用级进模才能保证零件质量又能提高生产效率。通过该模具的设计，使学生了解模具行业的先进设计制造技术，掌握级进模具的设计制造知识；熟悉机械产品的开发设计流程，能够熟练应用CAD集成软件完成设计工作。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： ⑴ 能够熟练检索相关产品的设计资料，查阅相关产品的外文资料，并翻译不少于8000英文字符的外文资料； ⑵ 熟悉级进模具的开发设计流程，能够熟练应用CAD集成软件完成结构设计和装配工作； ⑶进行零件的冲压加工工艺分析，确定加工方案，进行排样图设计； ⑷完成级进模的设计工作，并绘制完整的工程装配图纸及其零部件图纸一套；（要求：完成不少于四张0号图纸的设计工作量，图纸符合国家标准，各种标注正确无误） ⑸ 完成不少于30页的毕业设计说明书一份。（要求：格式规范，符合学校标准，设计计算准确，图文并茂） 四、接受任务学生： 机械92 班 　　姓名 徐 敏 五、开始及完成日期： 自2012年11月12日 至2013年5月25日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师　　　　　　　签名 签名 　　　　　　　签名 教研室主任 　　　　　　〔学科组组长研究所所长〕　　　　　　　签名 　　 　　系主任 　　　　　　签名 2012年11月12日 III 摘 要 近年来，随着我国汽车、家电工业的高速发展，对于模具工业，尤其是冷冲模具提出了越来越高、越来越科学的要求。 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、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。一副级进模在一次冲压动作中可在模具不同工位进行不同的冲压操作。这些在通过模具的带料上同时进行的冲压动作制造出零件。每个工位可进行一个或多个操作，但要生产出完整的零件条料必须经过每一个工位。而零件依靠零件之间的载体输送到各个工位，并在最后一个工位进行切除。 本设计对嵌件板进行的级进模设计，通过对级进模冲压成型的工作原理，以及根据级进模定位零件的特征对铁片进行加工。同时利用Auto CAD 软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算。并绘制了模具的装配图和零件图。 关键词：级进模；冲压；AutoCAD Abstract In recent years, as China's automobile, hose-appliance industry, the rapid development of the mold industry, especially Die with higher and higher, more scientific requirements. Multi-position into modules are o-level into mode in the developed on the basis of a kind of high precision, high efficiency, long life mold, is an important representative of technology-intensive mould, is one of stamping development direction.A progressive die performs a series of fundamental sheet metal operations at two or more stations in the die during each press stroke. These simultaneous operations produce a part from a strip of material that moves through the die. Each working station performs one or more die operations, but the strip must move from the first station through each succeeding station to produce a complete part. Carriers, consisting of one or more strips of material left between the parts, provide movement of the parts from one die station to the next. These carrier strips are separated from the parts in the last die station. The design of the Insert plate of the progressive die design, through the progressive die stamping works, and locate parts progressive die based on the characteristics of the Iron tablets for processing. While using Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation.And the mapping of the mold assembly and part drawings. Key words: progressive die; press; AutoCAD VII 目 录 摘 要 III Abstract IV 目 录 V 1 绪论 1 1.1 本课题的研究意义 1 1.2 我国级进模的发展现状 1 2 冲压工件的工艺分析及排样图设计 2 2.1 工艺分析 2 2.2 排样图设计 2 2.3 压力中心的计算 4 3 设计过程中的主要计算 5 3.1 步距及条料标称宽度的计算 5 3.2 冲孔 5 3.2.1 冲裁力，卸料力，推件力计算 5 3.2.2 冲裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 6 3.3 以两个的孔导正切边 6 3.3.1 冲裁力，卸料力，推件力计算 6 3.3.2 冲裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 7 3.4 以导正孔导正压锥角 8 3.4.1 压印力，卸料力，推件力计算 8 3.4.2 凹模，凸模刃口尺寸公差计算 9 3.5 冲外型、落料 9 3.5.1 冲裁力，卸料力，推件力计算 9 3.5.2 冲裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 9 3.6 侧刃 10 3.6.1 冲裁力，卸料力，推件力计算 10 3.7 导正销尺寸 11 3.7.1 导正销工作部分直径 11 3.8 空位 11 4 模具结构总体设计 12 5 模具主要零件设计 13 5.1 定位装置 13 5.2 卸料装置： 13 5.2.1 弹性元件 13 5.2.2 卸料板 15 5.2.3 卸料螺钉 15 5.3 固定机构的设计 15 5.3.1 板类零件的定位连接 15 5.4 凸,凹模的设计 16 5.4.1 凹模 16 5.4.2 凸模 18 5.5 固定零件 24 5.5.1 模柄 24 5.5.2 固定板与垫板 24 5.5.3 模架 24 5.6 导向零件 24 5.7 压力机的选择 25 6 模具材料的选取 26 6.1 凸凹模材料的选择 26 6.2 其它主要零件材料的选取见下表 26 设计总结 27 致谢 28 参考文献 29 嵌件板级进模设计 1 绪论 1.1 本课题的研究意义 在工业生产中许多机器零件都普遍地采用了模具冲压成形的工艺方法，这就有效的保证了所得产品的质量和劳动生产率，不但使操作技术更简单化，还能省料，节能，从而获得更显著的经济效益。 据不完全统计，在汽车、农业机械产品中冲压件占75％—80％，在电子产品中冲压件占80％—85％，在轻工业产品中冲压件占90％以上，而在航天航空工业中冲压件也占很大的比例。尤其是人类生活越来越富裕的今天，工厂自动化、办公自动化、家庭自动化已走进我们的生活。想要推动新的产业革命往更深入、更高阶段发展，那冲压成形工艺和模具就是不可缺少的极重要的推动力之一。由此可知，冲压成形工艺和模具在国民经济中所具有的作用和意义是非常重要的。级进模得到了很广泛的应用，在各类的冷冲模具中，级进模所占的比例为27％[1]。 级进模的概念：级进模又称连续模或跳步模。级进模有两个或两个以上的工位，在冲床的一次行程中，在模具的各个工位上同时完成两个或两个以上不同的加工。条料在模具内向前送进过程中，经各工位逐步冲切，至最终工位形成产品零件。在压力机的每次冲程中，级进模至少冲出一个零件[2]。 级进模的功能：一般零件的成形由多个工序组成，级进模设计中首先应将零件的成形工序分解，然后对工序内容进行组合排序，分别将确定的加工内容安排在若干个等距离的工位上，每个工位完成零件的一部分加工，从而将一个复杂零件的加工变为多个简单工序组的合成。冲压加工过程中，随着冲床的连续工作，被加工材料（一般为条料或带料）在级进模内逐次向前送进，经过多个工位逐步冲切后获得一个完整的冲压产品。一个复杂的零件用一副级进模即可完成冲制。在冲床的每次行程中，要从模具中冲出一个或数个产品零件（或半成品），模具是实现冲压加工的载体。模具完成冲压任务所必需的功能分为基本功能和辅助功能[3]。 1.2 我国级进模的发展现状 由于种种原因，我国模具工业和当前工业发展还很不适应。无论是在设计制造技术和生产能力方面，还是在管理水平方面，模具工业都远远不能满足需求，它严重影响工业产品品种，质量和生产周期，削弱了其在国际市场上的竞争力。今年来，我国模具进口幅度呈大幅下降的趋势，并有超亿元的出口额。大型，复杂，精密，高效和长寿命模具也逐渐上了新的台阶，体现高水平制造技术的多工位级进模也越来越多，冲压自动线，自动冲压技术也得到广泛应用。我国模具行业的技术水平迅速提高，模具国产化已经取得十分可喜的成绩，这将对我国在国际市场的竞争能力和综合国力的提高起到有力的促进作用[5]。 1 2 冲压工件的工艺分析及排样图设计 2.1 工艺分析 图2.1 产品图 图2.1嵌件板是电度表上的一个冲压件。该零件的材料为纯铁DT4，由于其表上的特殊性，该零件的设计特点是压窝120度后，平面度要求高，底孔不能变形而且尺寸精度高。该件原工艺采用单工序冲裁与压120度锥窝分开加工，结果零件外形胀，尺寸超差大，卸料困难，M2.2mm孔与形不对称而且产效率低。基于以上问题，决定用级进模生产该零件，采用冲孔→导正→切边→导正→修孔→空位→落外形兼校形等工序，这样既保证了零件质量又提高生产效率。 2.2 排样图设计 多工位级进模设计中，排样图的合理正确与否，直接影响到制件精度及能否顺利进行冲压生产，并且关系到材料的利用率。因此，排样图是多工位级进模设计的依据，也是关键工作之一。在确定排样方案时，要综合分析工件的冲压方向，变形次序与相应的变形程度，并保证冲压的可能性与加工工艺性。 设计排样图时需注意的一些问题[6]： （1） 尽可能的减少工位数目，避免累积定位误差； （2） 排样图上增设空位是解决模具强度和要求有一定空间设置装置的好方法； （3） 包含的切边，冲孔，切外形，切舌,弯曲，切断弯曲等工序时，切断弯曲工序应放在最后。其余应遵循先冲平面形状后冲立体形状的原则，这样对冲压时的进距有利； （4） 排样时应注意增设工艺孔，例如切外形方孔先冲圆孔定位，切断弯曲前先校形等均有利于成形； （5） 防止小凸模早期损坏或变钝； （6） 设计排样图时应注意模具中心与压力中心相一致； （7） 推杆位置应对称布置，注意防止材料变形引起导正销孔的位置变化，这点对薄料尤为重要。 基于上述原则，对此工件的排样图作如下分析： 零件属于中心型冲压件。根据毛坯的形状和尺寸，毛坯的排样采用双列排，这样可以提高生产效率和材料利用率，模具体积也不会太大，采用标准模架。同时在正常情况下，即使采用手工送料，一副模具每日一班也足够满足生产的需要。 材料利用率： 模具的定距方式采用侧刃和导正钉配合定距，因此在调料两边要有一定宽度的载体来满足侧刃的冲切。 通过《实用模具技术手册》，中心搭边值取1.5mm，侧搭边值取2mm，双侧载体的单侧宽度取4mm，这样条料宽度为37.6mm，冲压步距为6.6mm。 经分析得出以下排样图设计的方案： 方案一：排样图如图2.2所示，共有5个工位。 图2.2 排样图 第1工位：冲4个的孔。 第2工位：用2个的孔做导正孔导正冲外型。 第3工位：用两个导正孔导正压120度锥角并修孔。 第4工位：空工位。 第5工位：冲外型兼落料。 方案二：排样图如图2.3所示，一共6个工位 图2.3 排样图 第1工位：冲4个的孔。 第2工位：用2个的孔做导正孔导正切边。 第3工位：用两个导正孔导正压120度锥角。 第4工位：由于压角引起孔径边小，因此用导正孔导正修孔。 第5工位：空工位。 第6工位：冲外型兼落料。 分析比较方案一，方案二，可以看出方案一与方案二，方案二将方案一的公位分解了，考虑到模具尺寸的设计大小，在满足设计要求的情况下应选择较小的尺寸设计，所以此模具的排样图采用方案一较佳。 2.3 压力中心的计算 由于该零件是轴对称零件，所以其重心在对称中心线上。计算压力中心时，仅考虑图9示方向的值。以条料边缘与冲外型边缘的延长线交线为坐标的原点。以下式中分别表示压力中心距离原点的坐标，单工序中图形的轮廓线，工序中轮廓线的长度的总和。 由冲模设计与制造实用计算手册可得各种冲压力的压力中心为： 5 3 设计过程中的主要计算 3.1 步距及条料标称宽度的计算 由《冲压工艺与模具设计》中的公式可计算步距及条料宽度[7]。 步距： 式中L——零件的总长度 b——延送进方向的搭边值 条料宽度： 式中 D——零件的最大宽度(mm) a——侧搭边(mm) 3.2 冲孔 3.2.1 冲裁力，卸料力，推件力计算 由《实用模具技术手册》表1-1查得电工用纯铁DT4的τ=177Mpa[8] 式中：L——冲裁件周边长度(mm) D——冲裁件的直径(mm) 由《实用模具设计手册》表3-14计算冲裁力为 式中：K——系数，一般取1.3 ——材料抗剪强度Mpa t ——材料厚度=1.5(mm) 卸料力： 由《实用模具设计手册》表3-15，查得 则 推件力：由《实用模具设计手册》表3-16，查得，n=1 总冲压力： 3.2.2 冲裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 由《冲模设计应用实例》附录D查得冲裁件未注公差尺寸的极限偏差为[9]： 由《实用模具技术手册》表3-17查得， 由《实用模具技术手册》表3-11查得， 满足： 故凸，凹模采取分开加工的方法制造 冲的孔： 由《实用模具技术手册》表3-12查得， 3.3 以两个的孔导正切边 3.3.1 冲裁力，卸料力，推件力计算 由《实用模具技术手册》表1-1查得电工用纯铁DT4的 由《实用模具设计手册》表3-14计算冲裁力为 卸料力： 由《实用模具设计手册》表3-15，查得 则 推件力：由《实用模具设计手册》表3-16，查得 总冲压力： =17499+2100+848 =20447N 3.3.2 冲裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 由于凸凹模形状复杂，因此凸凹模采用配合加工，先加工好凸模作为基准件，根据凸模的实际尺寸配合加工凹模。使它们保持一定间隙。 由《实用模具技术手册》表3-12查得，非圆形 凸模1磨损后，刃口尺寸AB，DE，GH，JK变小，其中AB=HG，DE=JK； 刃口尺寸BC=FG=HI=LA和CD=EF=IJ=KL变大。由此 以凸模为基准件配做凹模，对应凹模尺寸为 凸模2磨损后，刃口尺寸AB，DE，FE，FG变小；BC=HA，CD=GH尺寸 以凸模为基准配作凹模，对应凹模尺寸为 3.4 以导正孔导正压锥角 3.4.1 压印力，卸料力，推件力计算 由《模具设计与制造实用计算手册》表1-76查得，纯铁的单位挤压力为 p=1400P/MPa(1MP=1N)。 压角边延长可以得到两个圆锥，因此压角部分的面积 。 式中 R—— 压角后孔的半径 r —— 压角前孔的半径 L——大圆锥的母线长 l——小圆锥的母线长 经计算， R=1.1；r=0.95； L=0.64；l=0.39。 总压力 推件力：由《实用模具设计手册》表3-16，查得 总冲压力： 3.4.2 凹模，凸模刃口尺寸公差计算 由于有导正钉对条料进行精定位，因此会使第一个工序冲孔变形，而且压角会使孔距变小，因此凸模刃口段是对冲孔进行修正并导正，尺寸和冲孔一样，刃口段上方设计120度的锥角对孔进行压塌。凹模刃口尺寸和冲孔凹模尺寸一样。 3.5 冲外型、落料 3.5.1 冲裁力，卸料力，推件力计算 由《实用模具技术手册》表1-1查得电工用纯铁DT4的 L=5.125.6=130.56mm 由《实用模具设计手册》表3-14计算冲裁力为 卸料力： 由《实用模具设计手册》表3-15，查得 则 推件力：由《实用模具设计手册》表3-16，查得 总冲压力： 3.5.2 冲裁间隙及凹模，凸模刃口尺寸公差计算 由《实用模具技术手册》表3-17查得， 由《实用模具技术手册》表3-11查得， 满足： 故凸，凹模采取分开加工的方法制造 ： 由《实用模具技术手册》表3-12查得，非圆形。由于是落料件，因此应根据凹模尺寸来确定凸模的尺寸。 凹模尺寸mm mm 凸模尺寸mm mm 3.6 侧刃 3.6.1 冲裁力，卸料力，推件力计算 由《实用模具技术手册》表1-1查得电工用纯铁DT4的 L=2+1.2+0.7+3.2+0.7+1.2+2 =11mm 由《实用模具设计手册》表3-14计算冲裁力为 卸料力： 由《实用模具设计手册》表3-15，查得 则 推件力：由《实用模具设计手册》表3-16，查得 总冲压力： 3.7 导正销尺寸 3.7.1 导正销工作部分直径 根据《实用模具技术手册》， 导正销的制造偏差为（按GB2864.1-84制造） 导正销直壁部分进入条料长度M=H+(0.5-1)t (mm) 其中H为卸料板活动量，H=L+t (mm)，L为凸模工作长度，L=2.5mm 则H=4带入公式M=H+(0.5-1)t (mm)得M=5.5mm 3.8 空位 为了保证模具有足够的强度，确保模具的使用寿命和产品质量，在级进模中适当的增加空工位。 设置空工位是应考虑以下几条原则[10]： 1．步距较大时不应多设空工位。 2．精度高，形状复杂的零件冲压不应多设置空工位，以减少总工位数。 3．用导正销精定位时可以适当多设置空位。 根据以上原则，该模具在第四工位设置空工位。 13 4 模具结构总体设计 通过上述的工艺分析和一些初步的计算，采用了正装式上模弹性卸料的五工位级进模具。考虑到对角导柱模架可以两方向送料，导柱与导套滑动平稳，所以框架选用GB2851.1-81对角导程标准模架[11]，其模具结构如下图所示。 图4.0 模具结构图 板料采用自动送料装置送进，用导料板导向，先用侧刃粗定位，后用导正销进行精确定位，在第1工位冲出导正孔后,在第2至第5工位间设置2对导正销导正，从根本上保证了冲压工件的稳定性和精确性[12]。 模具上部分由上模座，垫板，凸模固定板，卸料板和各个凸模组成。各板料之间采用圆柱头内六角螺钉连接。为了对卸料板精确导向，使用了4个的小导柱，采用4个滑动导向的导柱。导柱固定在凹模上，导套固定在卸料板上，导柱与导套采用小间隙配合。在上模座和卸料板之间采用6个的卸料螺钉连接。 模具下模部分由凹模、垫板和导料板等组成。考虑到节约材料和便于维修，凹模采用整体加部分镶件结构。在压窝处，由于成型力大，凸模采用高韧性合金工具钢。 15 5 模具主要零件设计 模具的结构图如后所附的模具装配图所示，主要由上下模座，各工位的凸 凹模，卸料装置，固定装置，定位装置，斜锲机构等等[13]。 5.1 定位装置 条料在初始时采用了导料板导向，保证送进方向。导料板与卸料板分开制造，导料板用内六角螺钉固定在整体凹模上面。为了使条料顺利通过，导料板相互之间的距离应该等于条料的最大宽度加上双边间隙值。一般导料板的间距和厚度为： W=B+（0.05-0.2） 式中 W——导料板间距 B——条料宽度 h——工件最大成型高度 t ——条料厚度 经计算，取导料板间距为37.8，根据经验公式导料板厚度取4.5mm，长度和宽度按凹模尺寸配合制造。导料板的外形尺寸按GB2865.5-81选取。 由于该模具用侧刃定距，第一个工位需要在调料边缘冲切一个与步距相同尺寸的定位槽，因此在导料板上需留出侧刃的位置。考虑到凹式侧刃的定位精度比较高，因此模具选用凹式侧刃。侧刃的尺寸参照冷冲模国家标准。 条料在第一工位冲出导正销孔后，在其后的工位中用导正销精确定位。导正销导正销共设4个，分别在第2，3工位，考虑到步距比较小，凸模固定板上孔的间距较小，因此直接把导正销装在卸料板上，与卸料板的配合公差为，与凹模的配合公差为，其长度总长为15mm。制造卸料板时，与导正销的位置偏差不应大于0.005mm。 5.2 卸料装置： 5.2.1 弹性元件 卸料装置初定6根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为： 这样每根弹簧分担的卸料力比较大，在弹簧的选取上有困难，因此考虑用承受负荷较大的橡胶进行卸料。橡胶卸料还有安装调整方便，价格不贵等优点。 橡胶所能产生的压力为： F=AP 式中 F——橡胶所能产生的压力（N） A——橡胶的横截面积（mm2） P——与橡胶压缩量有关的单位压力（MPa） 由于卸料总力为990+2100+5048+456=8594N，所以橡胶产生的压力F=8594N，根据《使用冲压技术手册》中表11-34 选取橡胶压缩量为35%，所产生的单位压力为2.10/MPa。则橡胶的断面面积为4092mm2。 为了保证橡胶的正常使用，不至于过早损坏，应控制其最大的压缩量为自由高度的35%—45%。而橡胶的预压缩量，一般取的10%—15%。则橡胶的工作行程为： 所以橡胶的自由高度为： 式中——卸料板或推件块，压边圈等的工作行程与模具修磨量或调量（4—6mm）之和再加1。 该模具卸料板的工作行程为4mm,则。 橡胶的自由高度为=35mm. 橡胶的高度H与直径D之比必须在（0.5—1.5）的范围内 根据计算橡胶的装备高度 由《实用冲压技术手册》式（11-23）得 5.2.2 卸料板 图5.2 卸料板 卸料板的设计如图所示 参照《实用冲压技术手册》中有关卸料板厚度的计算公式： 式中： H——卸料板厚度(mm) ——凹模厚度(mm) 则取H = 20mm，根据结构选用160mm×125mm×20mm的标准模板。 因为用导料板导料，把卸料板[14]设计为凸台式，便于压料面把凹模上的条料压住。凸台的高度： H=h+(0.3—0.5) 式中h——(导料板—板料厚度)=4.5-1.5=3 因此凸台高度取3.5mm 此外卸料板对凸模进行导向，取单边间隙C=0.01mm，卸料板开口处的间隙取0.5mm。 5.2.3 卸料螺钉 按GB2867.6–81选d = 8mm的圆柱头内六角卸料螺钉，螺柱长度根据窝深，凸模尺寸和卸料板的配合高度确定为70，其它具体尺寸参照冷冲模国家标准。 卸料螺钉的窝深应满足： 卸料板行程+螺钉头高度+修磨量+安全间隙 = 4 + 8 + 6 + 4 = 22mm 卸料螺钉安装在上模座上，则： 卸料螺钉的窝深h = 27mm 故满足要求。 5.3 固定机构的设计 5.3.1 板类零件的定位连接 模座固定板和垫板之间采用销钉定位，内六角螺钉连接。销钉用两颗，直径为D=6mm，分别用8颗直径为6mm的内六角螺钉连接上下模座和各模板。在上模座，上模固定板和垫板之间采用分层连接，在垫板和固定板之间采用直径为4mm的内六角螺钉连接。 5.4 凸,凹模的设计 5.4.1 凹模 （1） 凹模结构和固定形式 凹模的结构如图5.2所示： 图5.3 凹模 该模具采用了整体与镶件相结合的组合方式。冲空凸模，切边凸模和落料凸模通过凸台设计镶嵌与凹模固定板内，这样不仅方便维修而且也减少了昂贵的凹模制造成本。 冲孔凹模和落料凹模与凸模分开制造，因此凹模刃口尺寸根据公式求得，而切边凹模由于其外型复杂采用与凸模配合制造。 凹模采用台阶式落料孔，该形状的好处在于刃口强度较好，刃口尺寸不随修磨人口而增大，但是易积聚冲裁件或废料，孔壁磨损和压力较大，修磨时刃口磨去的尺寸较多。因此应用与向下顶出零件或废料，形状复杂或精度较高的零件。如下图5.1所示，查《实用冲压技术手册》表11-22，得工作刃口高度h=7m,台肩突出的宽度为a=0.5mm。 凹模的外形尺寸的确定依据经验公式： 凹模高度： 式中：b——冲裁件最大外形尺寸(mm) K——系数。考虑坯料厚度影响的系数，其值可参考《实用冲压技术手册》表7-4 由上式计算，取凹模的厚度为。 由于该模具为级进模，且送料步距比较小，因此凹模的壁厚根据 具体情况而定。 （2） 凹模强度校核 1） 冲孔凹模强度校核 根据《冲模设计与制造实用计算手册》，矩形凹模强度计算公式： 式中 P——冲裁力（N） ——凹模材料的许用弯曲应力（的弯曲应力为294—490） 故符合标准。 2） 切边凹模强度校核 根据《冲模设计与制造实用计算手册》，矩形凹模强度计算公式： 式中 P——冲裁力（N） ——凹模材料的许用弯曲应力（的弯曲应力为294—490） 则 符合强度要求 3） 落料凹模强度校核 根据《冲模设计与制造实用计算手册》，矩形凹模强度计算公式： 式中 P——冲裁力（N） ——凹模材料的许用弯曲应力（的弯曲应力为294—490） 则 满足强度要求。 5.4.2 凸模 (1) 凸模的结构形式和固定方式 在设计凸模式结构形式和固定方式的时候一般要考虑以下问题： 异形凸模要有防转动措施； 有导向装置的凸模，稳定性好，可利用卸料板使凸模导向，但要注意他们的配合尺寸； 冲小孔，凸模必须导向和保护； 快速装换凸模机构可靠性好。 故在设计冲孔凸模时采用了常见的圆形凸模的结构形式和固定方法。为了增加凸模的强度与刚度，凸模做成台阶式，用固定板固定，台阶处圆滑过渡，以避免应力集中。小端是工作部分，其尺寸和公差根据工件尺寸和制造方法确定。台阶与凸模固定板过渡配合()。最大台阶是用其台肩保证凸模在卸料时不被拉出。 在设计切边凸模时，由于其刃口形状比较复杂，因此固定段的形状设计为方型，这样在装配和制造时都比较方便，而且强度也比较可靠，还能防止转动。 设计压窝凸模时，如果压窝和修孔单独设计凸模不仅增加了工位数目，而且零件的精度也得不到保证，因此把修孔和压窝设计为一个凸模，形状如零件图所示，部分既对凸模进行导向又防止压窝时产生的孔变形，压窝刃口设计为120°。 落料的冲裁力比较大，因此为了增加落料凸模的刚度把凸模设计成台阶式，落料时凸模与推件块下压到死点进行校型然后将零件推出。 (2) 凸模长度的确定： 凸模长度一般是根据模具的具体长度结构来确定。采用弹性卸料板的模具结构，其凸模长度按以下公式计算： 式中：——凸模长度 (mm) ——凸模固定板的厚度 (mm) ——卸料板厚度 (mm) ——凸模进入凹模的深度(mm) ——附加长度，包括凸模的修磨量及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板之间的安全距离等。 (3) 强度校核： 一般情况下，凸模的强度是足够的，没有必要作强度校核。但对于 特别细长的凸模或小凸模冲裁厚而硬的材料时，则进行凸模承压能力和 抗纵向弯曲能力的校验。在这里我们对于冲孔凸模进行校验。 1) 冲孔凸模的校核 图5.4 冲孔凸模 凸模机构尺寸如图所示 承压能力的校核 冲裁时，凸模承受的压应力必须小于凸模材料允许的压应力 根据《实用模具技术手册》式11-1 对于圆形凸模： 式中： dmin——凸模最小直径(mm) t——料厚(mm) ——材料剪切强度 (MPa) F——冲裁力(N) ——凸模最小截面积(mm2) ——凸模材料的许用压应力(MPa)，它的大小取决于材料种类，热处理和凸模的结构与工作条件。 抗纵向弯曲能力的校核 根据《模具设计与制造实用计算手册》 对于圆形带台肩的凸模： 式中：——凸模允许的最大自由长度(mm) C——系数，参见《模具设计与制造实用计算手册》表3-2 E——凸模材料的弹性模量 d0——凸模大端直径(mm) t——冲件材料厚度(mm) ——冲件材料抗剪强度(MPa) 经校核满足要求。 2) 切边凸模1的校核 图5.5 切边凸模 切边凸模如图5.5所示 承载能力的校核 冲裁时，凸模承受的压应力必须小于凸模材料允许的压应力 根据《实用模具技术手册》式11-1 ——凸模最小压应力（MPa）; F——凸模压力（N） Amin——凸模最小截面积 (mm2) ——凸模材料的许用压应力(MPa)，它的大小取决于材料种类，热处理和凸模的结构与工作条件。 因此符合要求。 抗纵向弯曲能力的校核 根据《模具设计与制造实用计算手册》 对于圆形带台肩的凸模： 式中: Lmax——凸模允许的最大自由长度(mm) E——凸模材料的弹性模量 J——凸模断面最小惯矩 (mm4) P——冲裁力（N） 3) 切边凸模2的校核 切边凸模2的结构尺寸如下图5.6所示。 图5.6 切边凸模2 承载能力的校核 冲裁时，凸模承受的压应力必须小于凸模材料允许的压应力 根据《实用模具技术手册》式11-1 ——凸模最小压应力（MPa）; F——凸模压力（N） ——凸模最小截面积(mm2) ——凸模材料的许用压应力(MPa)，它的大小取决于材料种类，热处理和凸模的结构与工作条件。 ，因此符合要求。 抗纵向弯曲能力的校核 根据《模具设计与制造实用计算手册》 对于圆形带台肩的凸模： 式中: Lmax——凸模允许的最大自由长度(mm) E——凸模材料的弹性模量 J——凸模断面最小惯矩(mm4) P——冲裁力（N） 4) 落料凸模的校核 图5.7 落料凸模 承载能力的校核 冲裁时，凸模承受的压应力必须小于凸模材料允许的压应力 根据《实用模具技术手册》式11-1 —— 凸模最小压应力(MPa); F——凸模压力（N） ——凸模最小截面积(mm2) ——凸模材料的许用压应力(MPa)，它的大小取决于材料种类，热处理和凸模的结构与工作条件。 ，因此符合要求。 抗纵向弯曲能力的校核 根据《模具设计与制造实用计算手册》 对于圆形带台肩的凸模： 式中: Lmax ——凸模允许的最大自由长度(mm) E——凸模材料的弹性模量 J——凸模断面最小惯矩(mm4) P——冲裁力（N） 5.5 固定零件 5.5.1 模柄 考虑到模具的结构并非很大，在这里采用装卸方便的旋入式模柄。其标准对照GB2862.1–81。 主要尺寸H = 78mm，h = 30mm 5.5.2 固定板与垫板 参照有关凸模固定板厚度的经验计算公式： H=（0.3—0.4）L 式中L——凸模长度 则取H = 20mm，其长度与宽度与卸料板相同，与凸模配合高度H1 > 1.5D D——凸模直径 经检验符合要求。 凹模固定板的高度根据经验表取20mm，尺寸为160×125×20 凸凹模垫板采用整体式，其厚度参照经验表各为8mm。 5.5.3 模架 通过前面的计算，确定了凹模的外形尺寸和弹簧尺寸，参加《实用模具技术手册》表11-4，选择滑动对角导柱模架 (GB/T2851.1-1990)。 其主要规格为： 5.6 导向零件 该模具有3种规格的导柱导套，由于要防止模具在安装的时候造成的错位,所以连接模架中的上模座和下模座的两副导柱导套的大小规格是不相同的，查标准模架表可知,其规格为： 导柱： 材质为20钢 导套： 材质为20钢 导柱： 材质为20钢 导套： 材质为20钢 小导柱导套主要连接凸模固定板，卸料板。主要起保证加工精度和保护细小凸模的作用，其规格为： 导柱： 材质为20钢 导套： 材质为20钢 导柱导套渗碳深度为，硬度为（58~62）HRC，经渗碳淬火处理，既耐磨又有足够的韧度。 5.7 压力机的选择 总压力的计算： 由于该模具在工作行程中受力比较稳定，所以按总的冲压力来选择压力机即可。该制件是一件小型制件，因此选用开式可倾压力机[15]。它具有工作台三面敞开，操作方便，成本低廉的优点。综合考虑模具的行程与闭合高度，在这里选取型号为J23-10的开式可倾压力机，公称压力为100KN。 校核压力机安装尺寸： 根据冷冲模国家标准模座的外形尺寸为250mm×190mm，闭合高度为35 + 8 + 55 + 20 + 8 + 40﹣1 = 165mm，由《实用模具设计手册》表2-3查得J23-10型压力机的工作台尺寸为370mm×240mm，最大闭合高度为180mm，故符合安装要求。 29 6 模具材料的选取 6.1 凸凹模材料的选择 凸凹模的选材应根据强度，韧性，耐磨性，硬度，经济性等方面综合考虑。该零件是大批大量生产，而且其精度要求较高，因此冲孔，切边，落料的凸凹模选择强度，韧性，耐磨性都比较好的 。在压窝时凸模与零件产生很大的摩擦和挤压，因此选择耐磨性好的硬质合金YG15。 6.2 其它主要零件材料的选取见下表 名 称 材 料 热处理及表面处理 硬度/HRC 模 架 上、下模座 Q235 调质处理 28～32 导柱 20 渗碳，淬火 60～62 导套 20 渗碳，淬火 57～60 模柄 45 调质 模板类零件 固定板 45 卸料板 45 垫板 T8A 淬火 54～58(T8A) 导料板 45 杆类零件 导正销 T8 淬火 54～58 定位销 45 淬火 52～54(T7) 侧刃 定距侧刃 T8A 淬火 58～62 紧固件 螺钉 45 头部淬火 43～48 螺母 Q235 表6.1 设计总结 随着毕业日子的到来，我的毕业设计也终于完成了。在做毕业设计这六个月的过程里我感受颇多。在刚拿到毕业设计题目时我还只觉得毕业设计只是对大学四年所学知识的一种归纳和总结，但是在完成毕业设计之后，在这六个月的全身心投入之后我发现自己以前的看法太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。这次的毕业设计使我明白原来自己的知识还比较欠缺，自己要学习的东西还有很多。通过这次毕业设计，也让我明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识文化水平和综合素质。 在刚拿到嵌件板级进模这个毕业设计课题的时候，我感到很迷茫，因为我对级进模这个概念很陌生，不知道从哪里入手，每天的工作进展也很慢。后来通过老师的悉心指导和查阅了大量与级进模相关的资料并和同学讨论以后，我开始对级进模熟悉起来，接下来的设计就变得顺利起来了。 毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，锻炼了我综合运用所学专业基础知识，解决实际问题的能力，为今后走向社会铸就了一个良好开端。  致谢 首先，我要感谢我的指导老师林承德对我悉心的指导。做毕业设计的过程是很艰辛的，但在我的努力下还是完成了。在这个过程中林承德老师给了我很大的帮助，给予了我很多宝贵的专业意见。同时也要感谢我曾经的任课老师们，是你们的精心教学让我掌握了扎实的理论基础，使我的毕业设计能过顺利完成。在整个设计中我成长了很多，不仅磨练了我的意志和耐性，也大大提高了我的动手能力，这会为我日后的工作和生活带来很大的帮助。最后，我要感谢那些给予我帮助和关心的同学们，感谢有你们！ 参考文献 [1] 李大涌．试论现代机械制造技术及其发展趋势[J]．科技促进发展，2009． [2] 田光辉，林红旗．模具设计与制造[M]．北京：北京大学出版社，2009．9． [3] 洪慎章，金龙建．多工位级进模设计实用技术[M]．北京：机械工业出版社，2010． [4] 陈炎嗣．多工位级进模设计与制造[M]．北京：机械工业出版社，2006． [5] 陈东，褚作明．国内模具选材用材现状与发展[J]．金属热处理，2009． [6] 王德山．多工位连续模的排样设计．南京铁道职业技术学院． [7] 牟林，胡建华．冲压工艺与模具设计[M]．北京大学出版社，2010． [8] 陈孝康．实用模具技术手册[M]．中国轻工业出版社，2010．1． [9] 模具实用技术丛书编委会．冲模设计应用实例[M]．机械工业出版社，1999．6． [10] 张斌．级进模设计需考虑的几个问题．武汉泛洲机械设计有限公司（湖北武汉 430000）． [11] 肖祥芷，王孝培．模具工程大典[M]．北京：电子工业出版社，2007．3． [12] Liescu,constantin．Cold-pressing technology．constantin Iliescu，Amsterdam:Elsevior，1990． [13] Taylan Atlan，Blaln Liny and Y． C． Yen．Manufacturing of dies and molds．Ann． C， 50(2001)． [14] Pearce，R．Sheet Metal Forming．Bristol、philadelphia:Adam hilger，c1991． [15] Charles W．Beardsly． Mechanical Engineering． ASME，Regents Publishing Company，Inc，1998． 33