I 摘 要 近年來(lái)，隨著我國(guó)汽車(chē)、家電工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)于模具工業(yè)，尤其是冷沖模具提出了越來(lái)越高、越來(lái)越科學(xué)的要求。 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)的一種高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。 一副級(jí)進(jìn)模在一次沖壓動(dòng)作中可在模具不同工位進(jìn)行不同的沖壓操作。 這些在通過(guò)模具的帶料上同時(shí)進(jìn)行的沖壓動(dòng)作制造出零件。每個(gè)工位可進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)操作，但要生產(chǎn)出完整的零件條料必須經(jīng)過(guò)每一個(gè)工位。而零件依靠零件之間的載體輸送到各個(gè)工位，并在最后一個(gè)工位進(jìn)行切除。 本設(shè)計(jì)對(duì)嵌件板 進(jìn)行的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)級(jí)進(jìn)模沖壓成型的工作原理，以及根據(jù)級(jí)進(jìn)模定位零件的特征對(duì)鐵片進(jìn)行加工。同時(shí)利用 Auto CAD 軟件對(duì)制件進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖。明確了設(shè)計(jì)思路，確定了沖壓成型工藝過(guò)程并對(duì)各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算。并繪制了模具的裝配圖和零件圖。 關(guān)鍵詞： 級(jí)進(jìn)模；沖壓； AutoCAD II Abstract In recent years, as Chinas 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 III 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 目 錄 . III 1 緒論 . 1 1.1 本課題的研究意義 . 1 1.2 我國(guó)級(jí)進(jìn)模的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 2 沖壓工件的工藝分析及排樣圖設(shè)計(jì) . 2 2.1 工藝分析 . 2 2.2 排樣圖設(shè)計(jì) . 2 2.3 壓力中心的計(jì)算 . 4 3 設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要計(jì)算 . 6 3.1 步距及條料標(biāo)稱(chēng)寬度的計(jì)算 . 6 3.2 沖 孔 . 6 3.2.1 沖裁力，卸料力，推件力計(jì)算 . 6 3.2.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計(jì)算 . 7 3.3 以?xún)蓚€(gè) 的孔導(dǎo)正切邊 . 8 3.3.1 沖裁力，卸料力，推件力計(jì)算 . 8 3.3.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計(jì)算 . 9 3.4 以導(dǎo)正孔導(dǎo)正壓錐角 . 10 3.4.1 壓印力，卸料力，推件力計(jì)算 . 10 3.4.2 凹模，凸模刃口尺寸公差計(jì)算 . 11 3.5 沖外型、落料 . 11 3.5.1 沖裁力，卸料力，推件力計(jì)算 . 11 3.5.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計(jì)算 . 12 3.6 側(cè)刃 . 13 3.6.1 沖裁力，卸料力，推件力計(jì)算 . 13 3.7 導(dǎo)正銷(xiāo)尺寸 . 14 3.7.1 導(dǎo)正銷(xiāo)工作部分直徑 . 14 3.8 空位 . 14 4 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì) . 15 5 模具主要零件設(shè)計(jì) . 16 5.1 定位裝置 . 16 5.2 卸料裝置： . 16 5.2.1 彈性元件 . 16 5.2.2 卸料 板 . 18 IV 5.2.3 卸料螺釘 . 18 5.3 固定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 19 5.3.1 板類(lèi)零件的定位連接 . 19 5.4 凸 ,凹模的設(shè)計(jì) . 19 5.4.1 凹模 . 19 5.4.2 凸模 . 22 5.5 固定零件 . 28 5.5.1 模柄 . 28 5.5.2 固定板與墊板 . 28 5.5.3 模架 . 28 5.6 導(dǎo)向零件 . 29 5.7 壓力機(jī)的選擇 . 29 6 模具材料的選取 . 31 6.1 凸凹模材料的選擇 . 31 6.2 其它主要零件材料的選取見(jiàn)下表 . 31 設(shè)計(jì)總結(jié) . 32 致謝 . 33 參考文獻(xiàn) . 34 嵌件板級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 本課題的研究意義 在工業(yè)生產(chǎn)中許多機(jī)器零件 都 普遍 地 采用 了 模具沖壓成形的工藝方法， 這 就 有效的保證了 所得 產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率， 不但 使操作技術(shù) 更 簡(jiǎn)單化，還能省料，節(jié)能， 從而 獲得 更 顯著的經(jīng)濟(jì)效益 。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在汽車(chē)、農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品中 沖壓件 占 75 80， 在電子產(chǎn)品中沖壓件占 80 85， 在輕工業(yè)產(chǎn)品中 沖壓件 占 90以上， 而在 航天航空工業(yè)中沖壓件 也占 很大的比例。 尤其 是人類(lèi)生活越來(lái)越富裕的今天，工廠(chǎng)自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、 家庭自動(dòng)化已走 進(jìn)我們的生活。想要 推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命 往 更深入、更高階段發(fā)展 ，那 沖壓成形工藝 和 模具 就 是不可缺少的 極 重要的推動(dòng)力之一。由此可 知 ，沖壓成形 工藝 和 模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中 所具有 的作用和意義是 非常 重要的。級(jí)進(jìn)模得到了 很 廣泛的應(yīng)用，在各類(lèi) 的 冷沖模具中，級(jí)進(jìn)模所占 的 比例為 27 1。 級(jí)進(jìn) 模的概念：級(jí)進(jìn)模又稱(chēng)連續(xù)?；蛱侥?。級(jí)進(jìn)模有兩個(gè)或兩個(gè)以上的工位，在沖床的一次行程中，在模具的各個(gè)工位上同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上不同的加工。條料在模具內(nèi)向前送進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)各工位逐步?jīng)_切，至最終工位形成產(chǎn)品零件。在壓力機(jī)的每次沖程中，級(jí)進(jìn)模至少?zèng)_出一個(gè)零件 2。 級(jí)進(jìn)模的功能：一般零件的成形由多個(gè)工序組成，級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中首先應(yīng)將零件的成形工序分解，然后對(duì)工序內(nèi)容進(jìn)行組合排序，分別將確定的加工內(nèi)容安排在若干個(gè)等距離的工位上，每個(gè)工位完成零件的一部分加工，從而將一個(gè)復(fù)雜零件的加工變?yōu)槎鄠€(gè)簡(jiǎn)單工序組的合成。沖壓加工過(guò) 程中，隨著沖床的連續(xù)工作，被加工材料（一般為條料或帶料）在級(jí)進(jìn)模內(nèi)逐次向前送進(jìn)，經(jīng)過(guò)多個(gè)工位逐步?jīng)_切后獲得一個(gè)完整的沖壓產(chǎn)品。一個(gè)復(fù)雜的零件用一副級(jí)進(jìn)模即可完成沖制。在沖床的每次行程中，要從模具中沖出一個(gè)或數(shù)個(gè)產(chǎn)品零件（或半成品），模具是實(shí)現(xiàn)沖壓加工的載體。模具完成沖壓任務(wù)所必需的功能分為基本功能和輔助功能 3。 1.2 我國(guó)級(jí)進(jìn)模的發(fā)展現(xiàn)狀 由于種種原因，我國(guó)模具工業(yè)和當(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)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需求，它嚴(yán)重影響工業(yè)產(chǎn)品品種，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)力。今年來(lái)，我國(guó)模具進(jìn)口幅度呈大幅下降的趨勢(shì)，并有超億元的出口額。大型，復(fù)雜，精密，高效和長(zhǎng)壽命模具也逐漸上了新的臺(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(xiàn)，自動(dòng) 沖壓技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)模具行業(yè)的技術(shù) 水平 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 5。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2 沖壓工件的工藝分析及排樣圖設(shè)計(jì) 2.1 工藝分析 圖 2.1 產(chǎn) 品圖 圖 2.1 嵌件板 是 電度表上的一個(gè) 沖壓 件。該零件的材料為純鐵 DT4，由于其表上的特殊性，該零件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是壓窩 120 度后，平面度要求高，底孔不能變形而且尺寸精度高。該件原 工藝 采用單工序沖裁與壓 120 度錐窩分開(kāi) 加工 ，結(jié)果零件外形脹，尺寸超差大，卸料困難， M2.2mm 孔與形不對(duì)稱(chēng)而且產(chǎn)效率低?；谝陨蠁?wèn)題，決定用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)該零件，采用沖孔 導(dǎo)正 切邊 導(dǎo)正 修孔 空位 落外形兼校形等工序， 這 樣既保證了零件質(zhì)量又提高生產(chǎn)效率。 2.2 排樣圖設(shè)計(jì) 多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中，排樣圖的合理正確與否，直接影響到制件精度及能否順利進(jìn)行沖壓生產(chǎn)，并且關(guān)系到材料的利用率。因此，排樣圖是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是關(guān)鍵工作之一。在確 定排樣方案時(shí)，要綜合分析工件的沖壓方向，變形次序與相應(yīng)的變形程度，并保證沖壓的可能性與加工工藝性。 設(shè)計(jì)排樣圖時(shí)需注意的一些問(wèn)題 6： （ 1） 盡可能的減少工位數(shù)目，避免累積定位誤差； （ 2） 排樣圖上增設(shè)空位是解決模具強(qiáng)度和要求有一定空間設(shè)置裝置的好方法； （ 3） 包含的切邊，沖孔，切外形，切舌 ,彎曲，切斷彎曲等工序時(shí)，切斷彎曲工序應(yīng)放在最后。其余應(yīng)遵循先沖平面形狀后沖立體形狀的原則，這樣對(duì)沖壓時(shí)的進(jìn)距有利； （ 4） 排樣時(shí)應(yīng)注意增設(shè)工藝孔，例如切外形方孔先沖圓孔定位，切斷彎曲前先校形等均有利于成形； （ 5） 防止小凸模早期損壞或變鈍； （ 6） 設(shè)計(jì)排樣圖時(shí)應(yīng)注意模具中心與壓力中心相一致； 嵌件板級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 3 （ 7） 推桿位置應(yīng)對(duì)稱(chēng)布置，注意防止材料變形引起導(dǎo)正銷(xiāo)孔的位置變化，這點(diǎn)對(duì)薄料尤為重要。 基于上述原則，對(duì)此工 件的排樣圖作如下分析： 零件屬于中心型沖壓件。根據(jù)毛坯的形狀和尺寸，毛坯的排樣采用雙列排，這樣可以提高生產(chǎn)效率和材料利用率，模具體積也不會(huì)太大，采用標(biāo)準(zhǔn)模架。同時(shí)在正常情況下，即使采用手工送料，一副模具每日一班也足夠滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。 材料利用率： 模具的定距方式采用側(cè)刃和導(dǎo)正釘配合 定距 ，因此在調(diào)料兩邊要有一定寬度的載體來(lái)滿(mǎn)足側(cè)刃的沖切。 通過(guò)實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)， 中心搭邊值取 1.5mm，側(cè)搭邊值取 2mm，雙側(cè)載體的單側(cè)寬度取 4mm，這樣條料寬度為 37.6mm，沖壓步距為 6.6mm。 經(jīng)分析得出以下排樣圖設(shè)計(jì)的方案： 方案一：排樣圖如圖 2.2 所示，共有 5 個(gè)工位。 圖 2.2 排樣圖 第 1 工位：沖 4 個(gè) 的孔。 第 2 工位：用 2 個(gè) 的孔做導(dǎo)正孔導(dǎo)正沖外型。 第 3 工位：用兩個(gè)導(dǎo)正孔導(dǎo)正壓 120 度錐角并修孔。 第 4 工位：空工位。 第 5 工位：沖外型兼落料。 方案二：排樣圖如圖 2.3 所示，一共 6 個(gè)工位 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 2.3 排樣圖 第 1 工位：沖 4 個(gè) 的孔。 第 2 工位：用 2 個(gè) 的孔做導(dǎo)正孔導(dǎo)正切邊。 第 3 工位：用兩個(gè)導(dǎo)正孔導(dǎo)正壓 120 度錐角。 第 4 工位：由于壓角引起孔徑邊小，因此用導(dǎo)正孔導(dǎo)正修孔。 第 5 工位：空工位。 第 6 工位：沖外型兼落料。 分析比較方案一，方案二，可以看出方案一與方案二，方案二 將方案一的公位分解了，考慮到模具尺寸的設(shè)計(jì)大小，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的情況下應(yīng)選擇較小的尺寸設(shè)計(jì)，所以此模具的排樣圖采用方案一較佳。 2.3 壓力中心的計(jì)算 由于該零件是軸對(duì)稱(chēng)零件，所以其重心在對(duì)稱(chēng)中心線(xiàn)上。計(jì)算壓力中心時(shí)，僅考慮圖 9 示 方向的值。以條料邊緣與沖外型邊緣的延長(zhǎng)線(xiàn)交線(xiàn)為坐標(biāo)的原點(diǎn)。以下式中 分別表示壓力中心距離原點(diǎn)的坐標(biāo)，單工序中圖形的輪廓線(xiàn)，工序中輪廓線(xiàn)的長(zhǎng)度的總和。 由沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)可得各種沖壓力的壓力中心為： 嵌件板級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 5 mmmmmmmm8.131 5 7 7 8 955.2 1 7 4 1 0 01 5 7 7 8 93.2 4 9 3 5 45.6 5 4 8 875.1 0 9 8 5 0 77 6 0 7 5 09 7 7 8 61 6 6 3 23 7 9 4 51 7 9 0 055.29 7 7 8 675.151 6 6 3 295.283 7 9 4 55.421 7 9 0 0 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要計(jì)算 3.1 步距及條料標(biāo)稱(chēng)寬度的計(jì)算 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)中的公式可計(jì)算步距及條料寬度 7。 步距： 式中 L零件的總長(zhǎng)度 b延送進(jìn)方向的搭邊值 條料寬度： 式中 D零件的最大寬度 (mm) a側(cè)搭邊 (mm) 3.2 沖 孔 3.2.1 沖裁力，卸料力，推件力計(jì)算 由實(shí)用模具 技術(shù)手冊(cè)表 1-1 查得電工用純鐵 DT4 的 =177Mpa8 式中： L沖裁件周邊長(zhǎng)度 (mm) D沖裁件的直徑 (mm) 由實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-14 計(jì)算沖裁力為 式中： K系數(shù)，一般取 1.3 材料抗剪強(qiáng)度 Mpa t 材料厚度 =1.5(mm) 嵌件板級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 7 卸料力： 由實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-15，查得 則 推件力：由實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-16，查得 ， n=1 總沖壓力： 3.2.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計(jì)算 由沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例附錄 D 查得沖裁件未注公差尺寸的極限偏差為 9： 由實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表 3-17 查得， 由實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表 3-11 查得， 滿(mǎn)足： 故凸，凹模采取分開(kāi)加工的方法制造 沖 的孔： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 由實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表 3-12 查得， 3.3 以?xún)蓚€(gè) 的孔導(dǎo)正切邊 3.3.1 沖裁力，卸料力，推件力計(jì)算 由實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表 1-1 查得電工用純鐵 DT4 的 由實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-14 計(jì)算沖裁力為 卸料力： 由實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-15，查得 則 推件力：由實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-16，查得 總沖壓力： 嵌件板級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 9 =17499+2100+848 =20447N 3.3.2 沖裁間隙及凹模，凸模刃口尺寸公差計(jì)算 由于凸凹模形狀復(fù)雜，因此凸凹模采用配合加工，先加工好凸模作為基準(zhǔn)件，根據(jù)凸模的實(shí)際尺寸配合加工凹模。使它們保持一定間隙。 由實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表 3-12 查得，非圓形 凸模 1 磨損后，刃口尺寸 AB， DE， GH， JK 變小，其中 AB=HG， DE=JK； 刃口尺寸 BC=FG=HI=LA 和 CD=EF=IJ=KL 變大。由此 以凸模為基準(zhǔn)件配做凹 模，對(duì)應(yīng)凹模尺寸為 凸模 2 磨損后，刃口尺寸