毕业设计论文电极压板级进模具设计

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1、南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号： 学院（系、部）： 机械与电子工程系 专 业： 数控加工与模具设计 题 目： 电极压板级进模具设计 指导者： 评阅者： 2014 年4 月 南 京IV电极压板级进模具冲压模具在实际工业生产中应用广泛。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。在这次设计中，对电极压板工件的级进模设计，第二章进行了工艺分析和排样的设计；在第三章进行了冲压力和冲压中心的计算；第四章主要进行了模具的结构设计，第五章进行凸模固定板、垫板、卸料部分、凸模工作尺寸和凹模板及冲裁

2、间隙；另外在第六章进行了剩余模具零件的设计。了解冲裁件、拉深件和成形件结构的工艺性。设定零件的工艺方案，比较工艺方案并确定工艺方案。计算毛坯的尺寸，计算冲裁次数，设定各步半成品的尺寸并绘出工序简图。计算各个工序的工作压力，设计并绘出模具简图，选取各个合适的零件。了解落料模、拉深模、整形模、切边模和冲孔模的特点和需要注意的问题，在模具简图的基础上进行模具结构工艺性分析，进行模具结构设计并选择冲压设备。关键词：模具设计；工艺方案；结构设计毕业设计说明书（论文）中文摘要南京工程学院毕业设计说明书（论文）毕业设计说明书（论文）外文摘要The Electrode Holder Of Progressiv

3、e Die DesignAbstract：Punching die has been widely used in industrial. more Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficiency of production and could alleviate the work burden，so it has significant meaning in technologic progress and ec

4、onomic value. In this design, first we use the 3D sculpt function of UG to create 3D model of the part. During the procedure, the work pieces craftwork character is analyzed; the work pieces 2-D drawing and 3-D mold are made, so that the work piece can be better comprehended. Learn the structural cr

5、aftwork character of the work piece, so does the drawing and forming craftwork character. Make sure the work pieces craft project, compare them and make the final decision. Calculate the size of the roughcast and select its shape. Calculate the times of the drawings, make sure the size of the semi-m

6、anufactured work piece of every steps, and draw the working procedures sketch. Calculate the every working pressure, design and draw dies sketch, select every appropriate parts. Comprehend every needed dies character and the issues that is needed to be played more attention. On the base of the dies

7、sketch ，the dies structure is analyzed, and then go on designing their structures and selecting punch equipments. Keywords: Craft project ；Manufacture ；Structure design目 录第一章 绪论11.1冲压技术的发展及应用11.2模具发展现状11.3本课题的主要内容与意义2第二章 工艺分析及冲压方案确定42.1冲压件的工艺分析42.2工艺方案的分析和确定52.2.1工艺方案分析52.2.2.冲压工艺方案的确定72.3冲压排样图设计72.

8、3.1排样原则72.3.2排样图112.3.3压力中心确定12第三章 模具主要工艺参数计算133.1模具冲裁间隙选择133.2模具刃口尺寸计算143.2.1刃口尺寸计算的基本原则143.2.2刃口尺寸的计算15第四章 模具总体设计174.1送料方式的选择174.2卸料方式的选择184.3模具定位与紧固件的选择194.4模具导向零件的选择20第五章 模具主要零部件设计215.1主要模板的设计215.2凸模结构设计225.3凹模结构设计245.4模具材料的选用25第六章 模具装配276.1 模具的安装调试276.1.1 确定装配方法和装配顺序276.1.2装配要点276.2 模具总装图28第七章

9、冲压设备的选择297.1冲裁力的计算297.2压力机选用297.2.1冲压设备规格的选择297.2.2公称压力（吨位）297.2.3滑块行程和行程次数307.2.4装模高度307.2.5模具冲压设备的选择及参数30结论33参考文献34致 谢35南京工程学院毕业设计说明书（论文）第一章 绪论1.1冲压技术的发展及应用冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽

10、车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲

11、压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点。1.2模具发展现状现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，

12、一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预激2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三

13、，其中，冲压模占模具总量的40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定

14、差距。1.3本课题的主要内容与意义本课题主要研究的是电极压板工件级进模的设计。级进模是在压力机一次冲程中，在有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工序，在最后工序冲出完整电极压板工件。因为级进模是连续冲压，生产过程中相当于每次冲程冲制一个电极压板工件，故生产效率高。级进模冲裁可以减少模具数量，操作方便安全，便于实现冲压生产自动化。但它在定位中产生的累计误差会影响电极压板工件精度，因此级进模多用于生产批量大，精度要求不高，需要多工序冲裁的小零件加工。根据零件图的设计要求，进行冲压工艺分析，制定工艺方案，编制零件的加工工艺过程卡。设计内容还包括：排样图设计，总的冲压力计算机压力中心计算，刃口尺寸

15、计算，弹簧、橡胶件的计算和选用，凸、凹模或凸、凹模结构设计以及其他冲模零件的设计，绘制模具装配图和工作零件图。编写毕业设计说明书。主要内容如下：1到模具制造相关企业调研，了解模具生产，制造，加工情况。结合本设计课题，查阅相关资料。并完成基本参数的计算及冲压机的选用；2 确定模具类型及结构，分析设计已知电极压板工件级进模具。充分分析电极压板工件结构，工艺性，了解级进模机构及工作原理完；3运用CAD,UG等工具软件辅助设计完成模具整体结构；4 对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算；5 对模具典型零件需进行选材及工艺路线分析；6 绘制模具零件图及装配图；7 编写设计说明书。该课题是来源于生产实际，零

16、件结构典型，使用量大，难度适中。本课题在分析零件结构特征的基础上，优化设计模具，采用多工序级进模。紧密结合生产实际的课题，对我们了解和掌握冲压模具制品生产过程、模具设计，提高工程设计和解决实际问题的能力，具有很重要的意义。我们经过本模具的设计后，能较好的掌握冲压模具的设计流程和方法，使其具备一定的冲压模具设计能力，为以后走入工厂打下良好的基础。第二章 工艺分析及冲压方案确定2.1冲压件的工艺分析图2.1 电极压板工件结构图图2.2 电极压板工件实体图由零件图，对冲压件的形状、尺寸、精度要求、材料性能进行分析。工艺分析就是对产品的冲压工艺方案进行技术和经济上的可行性论证，确定冲压工艺性的好坏。凡

17、冲压工艺性不好的，可由产品设计人员，在保证产品使用要求的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及原材料做必要的修改。电极压板工件采用厚度为2mm的Q235料带冲压而成。电极压板工件由图2-1可以看出,该零件外形尺寸不大,且外形简单，属于中小型普通冲压件。零件冲裁成形一次很难完成,因此工序的合理分布和冲模结构设计,将成为零件能否顺利成形的关键。由于该零件有1个20mm和2个O形的孔，而且有直线组成的不规则轮廓外形，因而模具包含有冲孔、多次冲裁及落料等工序。从材质上看，冲裁材料较薄，有利于成型，总体来说，该零件冲压工艺性较好。2.2工艺方案的分析和确定2.2.1工艺方案分析冲裁工序可分为单工序冲裁

18、、复合工序冲裁和连续冲裁。(1) 单工序模在一副模具中完成只完成一种工序的冲模，如落料模，冲孔模，拉深模等结构较为简单，生产效率不高，一般适用于小批量生产。(2) 复合模是在单工序模的基础上发展起来的一种较先进的模，在一副冲模中一次定位可以同时完成几个工序。复合模结构紧凑，一套模具能完成若干工序，大大减少了模具和占用的冲压设备的数量，减少了操作人员和周转时间，劳动生产效率高。(3) 连续模是把完成一个冲件的几个工序，排列成一定的顺序，组成连续模，在冲裁过程中，条料在模具中依次在不同的工序位置上，分别完成冲件所要求的工序，除最初几次冲程外，以后每次冲程都可以完成一个(或几个)冲裁件。 在一副模具

19、中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。 多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。 多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，操作安全，具有较高的生产效率。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达

20、50多个，冲压速度达1000次分以上。多工位级进模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速，方便，可靠。所以模具工作零件选材必须好（常采用高强度的高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料），必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造模具。 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、小型零件从零件图可看出，该零件包括冲孔、多次冲裁外形和落料等基本工序，可以采用以下三种工艺方案：(1) 先落料，再冲孔，再冲外形采用三副单工序模

21、生产。(2) 落料冲外形复合冲压，再冲孔采用一复合模一单工序生产。(3) 冲孔、冲外形和落料连续冲压，采用级进模生产。对以上三种工艺方案进行分析比较：方案一：模具结构简单，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁模或级进冲裁模方式。方案二：复合模定位精度高并且满足大批量生产的要求，仍然需要一副复合模和一副单工序模，成本较高。同时需要考虑提高劳动效率和节约人力成本，该电极压板工件并不适合用复合模加工。方案三：级进模本身能满足大批量生产，而且生产效率最高，也能够自动进料，节约人力。由于电极压板工件精

22、度为IT14级，符合级进模加工电极压板工件的精度要求。综上所述，最后确定用级进冲裁方式进行生产。2.2.2.冲压工艺方案的确定根据上述原则，对上面的各道基本工序做不同的组合，排出顺序，得出具体的工艺方案：电极压板工件由一次冲侧刃，一次切侧边，弯曲翻边，落料共六道工序冲压成形，由于要实现自动进料，要先在第一工序安排冲侧刃。工序一：冲侧刃和20mm孔工序二：冲两个O形孔工序三：冲矩形长条孔工序四：空工位工序五：弯曲成型工序六：切断载体落料2.3冲压排样图设计2.3.1排样原则在一幅级进模里，因冲的制件不同，各工位就有不同的冲压工序，每个工位的冲压性质都须遵循一定的规则，如果违背就冲不出合格的制件，

23、所以必须设计好。排样是模具结构设计的主要依据，排样图的好坏，直接关系到模具的设计。级进弯曲是指弯曲件采用级进模在多个工位上分步弯曲成形的一种冲压方 法。由于在冲压过程中，毛坯始终在长长的条料上进行，所以级进弯曲除了遵守多道单工序模弯曲变形规律之外，其弯曲工序往往比单工序模要增多一些，使级进模结构变得较为复杂。级进弯曲模一般由冲裁工序和弯曲工序组成。冲裁工序在开始的几个工位二合最后，弯曲工序后面工位。冲裁工序在级进冲压过程中，担当切除弯曲件展开外形之外的多余部分料、加工出必要载体和供定距用导正销孔、弯曲后冲孔和分离制件等。在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利用率，

24、不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。排样工作虽然比较简单，但很有讲究，而且非常重要。排样原则如下： 提高材料的利用率：对冲裁件来说，由于产量大、冲压的生产率高，所以材料费用常会占冲件成本的60以上。材料利用率是一项很重要的经济指标。要提高材料利用率，就必须减少废料面积。冲裁过程中所产生的废料可分为结构废料与工艺废料两种。结构废料是由电极压板工件的形状决定的，而工艺废料则是由冲方式和排样方式所决定的。因此要提高材料的利用率只要应从减少工艺废料着手，设计处合理的排样方案。有时，在不影响冲件使用性能的前提下，页可适当改变冲裁件的形状。A 使工人操作方便、安全、减轻工人的劳动强度。条料在冲裁过程

25、中翻动要少，在材料利用率相同或相近时，应尽可能选条料宽、进距小的排样方法。它还可减少板料裁切次数，节省剪裁备料时间。B 使模具结构简单、模具寿命较高。C 排样应保证冲裁件的质量。对于弯曲件的落料，在排样时还应考虑板料的纤维方向。排样设计的内容包括选择排样方法；确定搭边的数值；计算条料宽度及送料步距；画出排样图。有必要时还应核算材料的利用率。 排样方法：根据材料经济利用的程度，排样方法可以分为：A 有废料排样法有废料排样法是在冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间，都有工艺余料（称搭边）存在，冲裁是闲着冲裁件的封闭轮廓进行，所以冲裁件质量较好，模具寿命较长，但材料利用率较低。B 少废料排样法

26、少废料排样法是只有在冲裁件与冲裁件之间或只有在冲裁件与条料侧边之间留有搭边，而在冲裁件与条料侧边或在冲裁件与冲裁件之间无搭边存在。这种排样方法的冲裁只沿着冲裁件的部分外轮廓进行，材料利用率可达7090C 无废料排样法无废料排样法是在冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间均无搭边存在。这种排样方法的冲裁件实际上是直接由切断条料获得，所以材料利用率可达8595。采用少、无废料的排样法，材料利用率高，不但有利于一模获得多个冲裁件，而且可以简化模具结构、降低冲裁件。但少、无废料排样的应用范围有一定的局限性，受到电极压板工件形状、结构的限制、且由于条料本身的宽度公差以及条料导向与定位所产生的误差会直

27、接影响冲裁件尺寸二使冲裁件的精度降低。同时，往往因模具单面受力而加快磨损，降低模具寿命，也会直接影响冲裁件的断面质量。因此，排样时必须全面权衡利弊。无论时采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法又有直排，斜排，对排。可以根据不同的冲裁件形状加以选用。 搭边：排样时冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料之间留下的工艺余料称为搭边。A 搭边的作用1. 起起补偿条料的剪裁误差、送料步距误差，以及补偿由于条料与导料板之间有间隙所造成的松辽歪斜误差的作用2. 使凸、凹模刃口双边受力。由于搭边的存在，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁。受力平衡，合理间隙不易破坏，模具寿命与工作

28、断面质量都能提高3. 对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。B 搭边的数值搭边过大，浪费材料。搭边过小，起不到上述应有的作用，过小的搭边还可能被拉入凸模和凹模的间隙，使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。搭边的合理数值就是保证冲裁件质量，保证模具较长寿命、保证自动送料时步被拉弯拉断条件下允许的最小值。搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表2.1 搭边a和a1数值材料厚度圆件及r2t的电极压板工件矩形电极压板工件边长L50mm矩形电极压板工件边长L50mm或r2t的电极压板工件电极压板工件间a1沿边a电极压板工件间a1沿边a电极压板工

29、件间a1沿边a0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t搭

30、边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损表2.1给出了钢（WC0.05%0.25%）的搭边值。对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数：钢（WC0.3%0.45%） 0.9钢（WC0.5%0.65%） 0.8硬黄铜 11.1 硬铝 11.2软黄铜，纯铜 1.2搭边值由查表得：电极压板工件间搭边a=5mm。 计算步距、条料宽度和材料利用率：选定排样方法和确定搭边值之后，就要计算送料步距和条料宽度，这样才能画出排样图。(1) 送料步距A条料在模具上每次送进的距离成为送料步距（简称步距或进距）。每个步距可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件。送料步距的大小应为条料上两个对应冲

31、裁件的对应点之间的距离。(2) 条料宽度B条料式由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，剪裁时得公差带分布规定上偏差为零，下偏差为负值。条料在模具上送进时一般都有导向，当是使用导料板导向而无测压装置时，在宽度方向也会产生送料误差。条料宽度B得计算应保证在这二种误差得影响下，仍能保证在冲裁件与条料侧边之间有一定得搭边值。当用手将条料紧贴搭边导料板时，条料宽度按下式计算： 零件展开后弯曲尺寸件长、为标注在外侧的弯曲件尺寸C为弯曲时纤维伸长的修正系数在此取c=1.5=106mm 式中：L冲裁件与送料方向垂直得最大尺寸冲裁件与条料侧边之间的搭边板料剪裁时得下偏差考虑到料带两边需冲定位孔，应选取宽度为46m

32、m料带。 (3) 材料的利用率式中:-材料的利用率 A-一个步距内的电极压板工件的实际面积 S-送料步距 B-条料宽度2.3.2排样图根据上面所述，得出下面的排样图图2.2 排样图2.3.3压力中心确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具的正常工作，对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。 经计算可得压力中心：（-5,1.5）第三章 模具主要工艺参数计算3.1模具冲裁间隙选择冲裁间隙值的选取对电极压板工件质量、冲裁力的大小、模具寿命都有显著的影响： 1.冲裁间隙对总裁件的质量的影响：当间隙大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲裁件

33、尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺寸；当间隙小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凸、凹模挤压力大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。2.冲裁间隙对模具寿命的影响：因为总裁过程中，模具端面受到很大的垂直压力与侧压力，而模具表面与材料的接触面限在刃口附近的狭小区域，这就意味即使整个模具和板材的接触面之间产生局部附着现象，当接触面发生相对滑动时，附着部分便发生剪切而引起磨损-附着磨损，这是模具磨损的主要形式。当模具间隙减小时，接触压力会随之增大，摩擦距离也随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧，甚至使模具与材料之

34、间产生粘着现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刀。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等民常损坏，这些都是导致模具寿命大大降低。因此，适当增大模具间隙，可使凸、凹模侧面与材料间摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。但间隙过大时，板料的弯曲拉伸相应境大，使模具刃品商面上的下面上在正压力增大，容易产生崩刃或产生塑性变形加剧，降低模具寿命。同时，间隙过大，卸料力会随之增大，也会加剧模具的磨损。所以选用合理的总裁间隙对于提高总裁制品的精度、模具寿命、减小冲裁力是至关重要的。本冲压件电器小钩片，并无较高尺寸精度要求，但应尽量少毛刺，选用较小的间隙。

35、根据我国冲裁隙指导性技术文件，对不锈钢在冲裁件断面质量、尺寸精度要求较高时，t=2mm，初始双面间隙Z=0.220.26mm。冲切：各处凸模均为切边型凸模，类似于简单模中的冲孔，以凸模为基准设计按级进模刃口设计原则，凸模基本尺寸以相应部分的名义尺寸为准凹模尺寸以各相应部分单边放大一冲裁间隙c：0.22mm冲裁间隙较大时会出现废料穿过板料而随凸模上升的现象，也会使脆性材料从凹模孔中高速穿过，以致危及操作者的安全。本套模具所使用的是不锈钢310S料带，厚度0.4mm。冲裁间隙根据资料取Z=0.22mm3.2模具刃口尺寸计算3.2.1刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的

36、精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现： 1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。 3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则： 1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凹模上：设计

37、冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙取在凹模上。 2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取电极压板工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，也能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。 3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若电极压板工件没有标注公差，则对于非圆形电极压板工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14级

38、处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形电极压板工件可按IT17IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。3.2.2刃口尺寸的计算凸、凹模加工方法一般分为两种：凸、凹模分开加工法和凸、凹模配合加工法。当凸、凹模分开加工时，模具具有互换性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困难、相应地会增加加工成本。凸、凹模配合加工适合于较复杂的、非圆形的模具，制造简便，成本低廉。采用配做法制模时，配做件的最后精加工要等基准件完全加工完才进行。按配做法制模的加工顺序，落料时先加工凹模，配做凸模；冲孔时先加工凸模，配做凹模。

39、在电极压板工件尺寸精度较低，特别是板料较薄时，基准件的公差值较大，而配做件允许的公差值要小得多。这说明基准件加工较容易，而配做件加工较难。由于现在凹模基本上都采用线切割方法加工，精度可达0.010.02mm，而凸模因结构形式不同有多种加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情况下，凹模型孔一般都能采用线切割方法一次加工出来。因此，对于常用的冲裁模，选择凹模为配做件，加工比较方便。选择凹模为配做件，对于冲孔，按前述方法计算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作图上进行标注。而对于落料，则需要将计算的凹模刃口尺寸换算为凸模刃口尺寸后，再进行标注，由先制凹模改为先制凸模。查冲压工艺及模具设计中表2.

40、6,知 =0.22m,=0.26， 凹模按照冲孔凸模、落料凸模的实际尺寸进行配做，双边最小间隙为0.22m，最大间隙不得超过0.26。按配作法制作相应凹模，保证双边间隙为0.1mm。取最小值Z=0.22mm表3.1 系数x料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5电极压板工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.3020mm冲孔凸模：O形冲孔凸模：矩形凸模切断载体凸模第四章 模具总体设计4.1送料方式的选择随着我

41、国工业的发展，冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求，手工送料的冲压加工生产由于存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列问题，冲压生产的手工送料已逐步由自动送料机构所飞取代，从而进一步满足了冲压生产自动化，大幅度提高生产节拍、生产质量等的要求。 冲压生产自动化主要是指包括材料供给、制品及废料的排出、模具更换、冲床的调整与运转、冲压过程异常状况的监视等作业过程自动化，将这些技术应用到冲压生产流水线的相应环节从而实现冲压生产过程的自动化。自动送料机构作为冲压加工生产实现自动化的最基本的要求，是在一套模具上实现多工位冲压的根本保证，它的自动化程度高低，直接影响着冲压生产效率、生产节拍以及冲压

42、生产整体自动化水平。普通压力机上的送料机构根据送料动力的不同可分为机械、液压、气动三大类，在冲压加工中以机械与气动二类应用较多。气动送料机构具有灵巧轻便、通用性强、其送料长度和材料厚度可调整、机构反应迅速的优点。但是，由于气动送料机构是采用压差式气动原理工作，故机构工作噪声较大，影响冲压工作环境，主要用于冲压的前期送料和小批量、多品种的生产。机械送料机构尽管调整相对困难且机构较大，但具有送料准确可靠、机构冲击与振动少、噪声低、稳定性好等优点，仍是目前冲压加工中最常用的自动送料方式。 目前冲压生产线的配置中应用较为广泛的是开式单点压力机加装辊轮送料机（或气动送料机），这种生产线可以做单工序或多工

43、序的连续冲压，操作性良好；另一种开式双点压力机加装多工位送料装置，搭配开卷装置、校平装置等组成的用于多工位连续冲压的生产线，由于占地面积和工序间的搬运都明显减少，在生产中应用呈现逐渐增多的趋势；而电机厂应用最多的专门冲制电机硅钢片的生产线则是由高速压力机加装凸轮分割型送料机，配装开卷机、校平装置等组成。由此可见，送料机构的性能高低直接影响着生产线的推广应用，因此，针对冲压制件的工艺要求、生产的实际情况等的不同来选择不同的送料机构是十分必要的。多工位送料系统是一个类似移动臂的装置，主要作用是把冲压件从一个工位移到另一个工位。一组模具内的每一副模具的冲压工作都在同一台压力机内完成。多工位送料移动杆

44、沿着模区移动，它们是主要结构件，移动冲压件的端拾器就安装在这些结构件上。在汽车车身冲压厂，根据送料的传动方式，多工位送料系统主要有：机械送料、电子送料和组合式送料。机械式送料是通过与压力机传动系统的直接联接完成冲压件从一个工位移动到另一个工位。压力机横梁上的动力输出装置把能量从压力机的顶部输送到地面，由随动器驱动的大型机械凸轮安装在送料机构上，旋转凸轮带动机械送料动作。其主要缺点：机构磨损及能量积累易影响送料精度、速度和产量；机械传送设计规格参数一旦确定，不能更改；随着加工零件尺寸增大，传送机构也将增大，机构零件的预期寿命就会缩短。电子伺服送料是用单独伺服电动机驱动，借助齿轮箱和传动轴，伺服电

45、机与送料系统相联并在计算机的控制下工作。与压力机的动作协调是由压力机和控制器之间所交换的电子信号完成的。其运动轨迹由计算机程序完成，柔性较好，根据电极压板工件的需要可以提供任意的送料距离、夹紧行程、闭合行程和抬起行程。与机械送料相比较具有无需使用压力机的动力输出装置；各轴（包括行程长度和时间曲线）可以实现行程轨迹编程；在无需调整滑块的情况下，可以对送料装置进行微动调整，加减速度快；机械部件数目少，故障率降低等优点。组合式送料装置的某些动作由机械系统完成，而另一些动作则由电子系统完成，结构随厂家的不同而异，这种送料方式在汽车覆盖件生产中应用有限。根据电极压板工件的传送方式又有：三座标式和真空吸盘

46、式（即横杆式“Crossbar”）。近年来，由于在多工位压力机上“一次多件”冲压工艺的发展以及人们个性化需求的突出，真空吸盘式传送装置得到越来越多的应用。例如日本小松公司的新型多工位压力机就较多的采用了真空吸盘式传送装置。因该级进模选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。带料的送进选择依靠压力机上的自动进料装置送进。4.2卸料方式的选择刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的电极压板工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边

47、间隙取（0.20.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。 因该冲压电极压板工件平直度较高，料厚为2mm相对较薄，卸料力较小，刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，电极压板工

48、件施加的是柔性力，不会损伤电极压板工件表面，所以采用刚性卸料。本次设计的模具主要是冲裁和落料，因此选用固定卸料板。卸料零件的选择：本副模具选择用扁平弹簧、等高套，卸料板和螺塞及导料板上压边与浮料块将电极压板工件推出。4.3模具定位与紧固件的选择固定板选择：对于大型的凸，凹模零件，一般通过固定板间接固定在模板上，以节约贵重的模具钢。固定板固定凸模（凹模）要求固紧可靠并有良好的垂直度。因此固定板必须有足够的厚度。可按以下经验公式计算，对于凹模固定板H=（0.60.8）H0，式中H0为凹模厚度；对于凸模固定板H=（11.5）D。式中D为凸模直径。因此选择凹模固定板（即下模底座）厚40mm；凸模固定板

49、厚20mm。模板的选择：模板分为带导柱和不带导柱两种情况，按其形状有适用于圆形，正方形，或长方形模具的，可按冷冲模国家标准或工厂标准，选择合适的形式和尺寸，或参照标准进行设计。螺钉和销钉的选择：螺钉是紧固模具零件的，冲模中多采用内六角螺钉。螺钉主要承受拉力，其尺寸及数量一般根据经验确定，小型和中型模具采用M6mm，M8mm，M10mm或M12mm等，选46个，要按具体位置进行布置。大型模具选M12mm或M16mm或更大规格，选用过大会给攻螺纹丝带来困难。冲摸中圆柱销起定位作用，圆柱销承受一般的错移力。一般圆柱销用两个以上，布置时候一般离模具刃口较远。对于中小型模具选d=6，8，10，12几种尺

50、寸，错移力较大的情况可适当选大一些。根据本副模具的情况选择M8mm的内六角螺钉和d=8mm的圆柱销等。4.4模具导向零件的选择为了便于装模或在精度要求较高的情况下，模具都采用导向装置，以保证精确的导向。导向装置可分为：导柱和导套导向；导板导向；套筒式导向。本设计的模具由于零件材料属导较薄（2mm）采用导柱导套导向，导柱和导套与上下模板固定组成模架。如下图4.1所示。图4.1 导套导柱组件第五章 模具主要零部件设计5.1主要模板的设计标准的级进模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、垫板、上模板、下模板，其中卸料板、固定板、凹模板是关键的三块模板，也是级进模比不可少的。该模具中固定板起着固定凸模的作

51、用，卸料板主要起卸料、压料同时还具有一定的导向作用；凹模板前面已经提到，既充当凹模刃口，又可以在其上镶拼凹模镶块。另外，在进行级进模设计时，有一项很重要，就是设计让位，一般弯曲或成形等工位的所有后续工位都需要让位，而且要充分让位，不但需要考虑静态让位，还要考虑动态让位。本设计中在凹模板上镶拼凹模镶块，电极压板工件成形后由凹模下端垫块中的斜面滑出，保证了漏料的顺畅。模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。本模具采用四导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态）

52、，导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为15mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的间隙配合。模座的的尺寸L/mmB/mm为400mm280mm。模座的厚度应为凹模厚度的1.52倍，上模座的厚度为35，上垫板厚度取10，固定板厚度取20，下模座的厚度为40mm。该级进模各模板的外形尺寸设计如下：上模板 ；上垫板 ；凸模固定板 ；卸料板 ；凹模板 ； 下垫板 ；下模板 ；故：模具闭合高度mm。权衡各孔位置，先设计各模板如下所示：5.2凸模结构设计根据零件精度及排样图,决定冲裁凸模单个制造,然后用适当方法固定在固定块上，固定块最终通过过盈配合固定在凸模固定板各型腔中，除冲孔凸模外，其他凸模在适当的长度方向上开挡槽，通过压板和螺钉固定在固定板反面上，这样可防止凸模滑落。凸模尺寸以第四章计算尺寸为准；长度方向上，因侧刃与冲定位孔凸模要求不高，长度可取50mm；其他冲裁凸模应保持长度一致，长度L=固定板厚度+自由高度+卸料板厚度