空氣濾清器支架多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)論文

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 文 摘 要 介紹了我國(guó)模具制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向；并進(jìn)一步介紹了冷沖壓工藝，對(duì)模具的重要性及發(fā)展方向有了深刻認(rèn)識(shí)。詳細(xì)介紹了級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)，分析了空氣濾清器支架的沖壓工藝及其用級(jí)進(jìn)模加工的可行性。對(duì)條料排樣進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，確定了零件的沖制順序，模具工位數(shù)、模具步距的基本尺寸和條料寬度；敘述了模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作過(guò)程；闡述了零部件的設(shè)計(jì)及其計(jì)算方法，通過(guò)計(jì)算沖裁力和彎曲力選擇模具所需設(shè)備，確定了模具主要工作零件的結(jié)構(gòu)形式和固定方式，進(jìn)而確定了模具的總裝結(jié)構(gòu)。并對(duì)模具主要零件 的加工方法進(jìn)行了介紹。 關(guān)鍵詞 多工位級(jí)進(jìn)模 沖裁 空氣濾清器支架 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 摘 要 of a of of of of of of of of of of of of of of 目錄 1 引言 . 1 級(jí)進(jìn)模概述 . 1 級(jí)進(jìn)模特點(diǎn)及現(xiàn)狀 . 2 2 產(chǎn)品工藝性分析 . 4 產(chǎn)品工藝性分析 . 4 材料成型性能分析 . 5 3 沖模工藝計(jì)算 . 5 毛坯展開(kāi)尺寸的計(jì)算 . 5 凸、凹模間隙值的確定 . 6 裁力的計(jì)算 . 6 翻邊力的計(jì)算 . 7 彎曲力的計(jì)算 . 7 沖壓設(shè)備的選用 . 8 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選用 . 8 條料排樣圖 . 8 步距 . 12 定距方式與導(dǎo)正釘 . 12 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 12 5 多工位級(jí)進(jìn)模的裝配 . 21 模具零件的固定 . 21 部件裝配 . 22 多工位級(jí)進(jìn)模的總裝配 . 23 6 凸凹模刃口尺寸的確定 . 23 沖預(yù)沖孔凸、凹模 . 24 翻邊凸、凹模 . 24 沖搭邊凸模的刃口尺寸 . 24 沖導(dǎo)正孔凸模 . 25 向下彎曲凸、凹模 . 25 向上彎曲凸、凹模 . 26 7 主要零件的制造工藝 . 26 凸模的加工工藝 . 26 凹模的加工工藝 . 27 其他零件的加工工藝 . 27 8 模具結(jié)構(gòu)分析 . 28 總 結(jié) . 29 致 謝 . 30 參 考 文 獻(xiàn) . 31 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 1 頁(yè) 共 31 頁(yè) 1 引言 模具工業(yè)的發(fā)展標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。 沖壓加工作為一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，沖壓件在各個(gè)行業(yè)中均占有相當(dāng)大的比重，尤其在汽車(chē)、電機(jī)、儀表、軍工、家用電器等方面所占比重更大。沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性較好，所以具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點(diǎn)。而且沖壓加工是一種商生產(chǎn)率、高材 料利用率的加工方法。 當(dāng)然，沖壓加工和其他加工方法一樣，也有其自身的局限性，例如，沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具價(jià)格又偏高。因此，對(duì)小批量，多品種生產(chǎn)時(shí)采用昂貴的沖蕈，經(jīng)濟(jì)上不合算。目前為了解決這個(gè)問(wèn)題，正在努力發(fā)展某些簡(jiǎn)易沖模。采用沖壓與焊接或膠接等復(fù)合工藝，可以使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更為方便，成本更易降低，這是制造復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的發(fā)展方向之一。 模具心臟沖壓設(shè)備等正隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，從總體看，現(xiàn)代沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向可以歸納為幾個(gè)方面： 1、沖壓成型工藝與理論研究； 2、沖壓加工 自動(dòng)化和柔性化； 3、沖模 后，關(guān)于沖模的破損機(jī)理和壽命分析，以及新型模具材料方面，近年來(lái)也有不少新的進(jìn)展。 從其發(fā)展方向可以看出沖壓工藝和模具課程的理論性和實(shí)用性均很強(qiáng)，故研究時(shí)應(yīng)從理論和實(shí)踐相結(jié)合的角度來(lái)研究、探討，并側(cè)重加強(qiáng)工程實(shí)踐能力。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓所使用的模具稱(chēng)為沖壓 模具，簡(jiǎn)稱(chēng)沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專(zhuān)用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就難以實(shí)現(xiàn)。 級(jí)進(jìn)模概述 一個(gè)沖壓零件，如用簡(jiǎn)易模具沖制，一般來(lái)說(shuō)，每項(xiàng)沖壓工序，如（沖孔、沖切或 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 2 頁(yè) 共 31 頁(yè) 落料）、彎曲、拉深、成型等，就需要一副模具。這對(duì)于一個(gè)比較復(fù)雜的沖壓零件來(lái)說(shuō)，則需要幾副模具才能完成。因此這種簡(jiǎn)易模具的生產(chǎn)效率相對(duì)來(lái)說(shuō)是較低的。對(duì)于大批量生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，用建議模具進(jìn)行生產(chǎn)是極不適應(yīng)的。 多工位級(jí)進(jìn)模是冷沖模的一種 。級(jí)進(jìn)模又稱(chēng)跳步模，它是在一副模具內(nèi)，按所加工的零件分為若干等距工位，在每個(gè)工位上設(shè)置一定的沖壓工序，完成沖壓零件的某部分加工。被加工材料（一般為條料或帶料）在控制送機(jī)距離機(jī)構(gòu)的控制下，經(jīng)每個(gè)工位沖制后，便得到一個(gè)完整的沖壓零件（或半成品）。這樣，一個(gè)比較復(fù)雜的沖壓零件，用一副多工位級(jí)進(jìn)模即可沖制完成。在一副多工位級(jí)進(jìn)模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深、成型等工序。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)論沖壓零件的形狀怎樣復(fù)雜，沖壓工序序怎樣多，均可用一副多工位級(jí)進(jìn)模完成沖制。 多工位級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度高，這對(duì)模具設(shè) 計(jì)者來(lái)說(shuō)需要考慮的因素也很多，尤其是制件拍樣圖的設(shè)計(jì)，模具各部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等都是十分重要的。 級(jí)進(jìn)模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，配合高速?zèng)_床，實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化作業(yè)，能大幅提高沖壓生產(chǎn)率。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)?？梢詫?duì)于一些形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深、成型加工。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)模進(jìn)行沖制。 級(jí)進(jìn)模特點(diǎn)及現(xiàn)狀 級(jí)進(jìn)模是在壓力機(jī)一次行程中完成多個(gè)工序的模具，它具有操作安全的顯著特點(diǎn)，模具強(qiáng)度高，使用壽 命長(zhǎng)。使用級(jí)進(jìn)模便于沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化，可以采用高速壓力機(jī)生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模較難保證內(nèi)、外形相對(duì)位置的一致性。 多工位級(jí)進(jìn)模沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、沖壓設(shè)備比較簡(jiǎn)單，對(duì)操作工人等級(jí)要求不高等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，并已經(jīng)成為不可缺少的重要加工手段之一。 多工位級(jí)進(jìn)模特點(diǎn) 多工位級(jí)進(jìn)模精度高、壽命長(zhǎng)，其工作元件常采用高速鋼或硬質(zhì)合金鋼制造。用硬質(zhì)合金制造的模具壽命一般可達(dá)到 1億次，最高可達(dá)到 3億次。模具加工的位置精度為（ 寸精度一般為 得可達(dá) 別對(duì)一些小凸模而言，其壽命顯得更為重要。在多工位級(jí)進(jìn)模中，同通常凸模都很細(xì)小，因此，它 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 3 頁(yè) 共 31 頁(yè) 具有精確的導(dǎo)向和保護(hù)。常常將卸料板上的與凸模相配的孔做的很精確，其尺寸及相互位置也做的正確無(wú)誤。在沖壓過(guò)程中凸模平穩(wěn)、精確，就需要卸料板對(duì)凸模起導(dǎo)向和保護(hù)作用，而卸料板也大多采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。 多工位級(jí)進(jìn)模有自動(dòng)送料裝置，送料精度高，送料步距能精確調(diào)整。目前生產(chǎn)中常用加持式、滾動(dòng)式、有離合器和琨式等送料裝置，送料誤差可控制在（ 國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的精密多工位級(jí)進(jìn)模步距精度達(dá)到 具主要零件的制造精度已達(dá)到 2 m 5 m，模具壽命 1 億次以上，已經(jīng)達(dá)到目前的國(guó)際水平。送料誤差和不能及時(shí)從凸模上卸料是造成沖模損壞的主要原因，為保證沖壓工作順利進(jìn)行，模具不被破壞，它還是需要具有高精度的誤差檢測(cè)裝置，出現(xiàn)工作誤差又不能使快速剎車(chē)停止沖壓工作，后果就很難想象了。 多工位級(jí)進(jìn)模對(duì)沖床的要求高，要求沖床的精度高、剛性好、震動(dòng)小、熱變形小、自動(dòng)剎車(chē)快、防止沖床的彈性變形、熱變形以及運(yùn)動(dòng)精度差帶來(lái)的不良誤差，造成惡劣后果。 總的來(lái)說(shuō)，多工位級(jí)進(jìn)模有以下特點(diǎn)： 1） 適用于制件的大批量生產(chǎn) 。 2） 制件質(zhì)量可靠、穩(wěn)定，即制件尺寸的一致性好。 3） 由于自動(dòng)送料和自動(dòng)出件等裝置，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，適合在高速?zèng)_床上進(jìn) 行自動(dòng)化沖制。也最適宜卷、帶料供料。 4） 級(jí)進(jìn)?？梢酝瓿蓻_裁、彎曲、拉深、成型等多道工序，效率比復(fù)合模更高，且在級(jí)進(jìn)模上工序可以分散，任意留出空位，故不存在復(fù)合模的最小壁厚問(wèn)題，因而保證了模具的強(qiáng)度，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。 5） 模具的主要零件具有互換性，是模具維修方便，更換迅速、可靠。 6） 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，調(diào)試、維修困難，價(jià)格昂貴。 7） 多工位級(jí)進(jìn)模對(duì)沖壓設(shè)備、板料要求 高。 我國(guó)多工位級(jí)進(jìn)模發(fā)展現(xiàn)狀 由于種種歷史原因，我國(guó)模具工業(yè)與當(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)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，它嚴(yán)重影響 了工業(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)，并有超億元的出口額。大型、復(fù)雜、精密、高效和長(zhǎng) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 4 頁(yè) 共 31 頁(yè) 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)沖壓技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)模具行業(yè)水平迅速提高，模具國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)取得了十分可 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。 2 產(chǎn)品工藝性分析 產(chǎn)品工藝性分析 該零件為汽車(chē)空氣濾清器支架，空氣濾清器主要負(fù)責(zé)清除空氣中的微粒雜質(zhì)的裝置。材料選用： 45鋼，料厚 2零件屬于大批量生產(chǎn)，零件結(jié)構(gòu)比較緊湊，沖裁壁厚較薄，若采用復(fù)合模生產(chǎn)，成型過(guò)程中難免相互干涉。若采用簡(jiǎn)單的落料、沖孔、彎曲等單工序模也可達(dá)到?jīng)_壓要求，這樣雖然模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是沖壓所用的設(shè)備和人員較多，沖壓工序中的定位也比較麻煩，生產(chǎn)出的工件精度也難以保證。 而且由于工件比較小，裝料時(shí)危險(xiǎn)性較大。最后，工序較多，效率較低故不被推廣。為減少零件在生產(chǎn)中的多次定位對(duì)其精度和生產(chǎn)率的影響，一要產(chǎn)品批量較大，對(duì)零件的一致性要求較高，二是具有良好的彎曲和沖裁性能，經(jīng)過(guò)反復(fù)比較，適宜采用較為復(fù)雜的多工位級(jí)進(jìn)模制造。 空氣濾清器支架總體形狀為“ Z”字形彎曲件。料厚為 技術(shù)要求和使用條件來(lái)看，零件要求具有較好的剛度和強(qiáng)度。因?yàn)榱慵闃?biāo)注尺寸，取其公差為 大外形尺寸約為 110于中型零件。 圖 2件圖 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 5 頁(yè) 共 31 頁(yè) 材料成型性能分析 本設(shè)計(jì) 中所采用的材料為 45 鋼為含碳量小于 含有少量 S、 P 雜質(zhì)的鐵碳合金，材料狀態(tài)為已退火。該材料的抗剪強(qiáng)度為 b=440 560拉強(qiáng)度b=550 700長(zhǎng)率 =16%，屈服點(diǎn) s=360性模量 E=204000有良好的力學(xué)性能。 3 沖模工藝計(jì)算 毛坯展開(kāi)尺寸的計(jì)算 1） 內(nèi)孔翻邊部分 翻邊高度為 6邊部分料厚為 1算得翻邊部分材料體積為： （ 13 6=根據(jù)中性層尺寸不變?cè)瓌t，得材料的預(yù)沖孔直徑的關(guān)系 式為： （ 13 6=（ （ d/2） 得： d=）制件寬度方向 制件寬度方向上外緣翻邊的尺寸根據(jù)中性層不變的原則，得到： （ 38+-（ 2 ） 外緣翻邊的圓弧部分 圓弧部分展開(kāi)尺寸的計(jì)算依舊按照中性層尺寸不變?cè)瓌t，計(jì)算出圓頂點(diǎn)至彎曲部分的制件長(zhǎng)度： 7+（ 90 /180）（ 0+=） 彎曲部分尺寸計(jì)算 第一次彎曲，計(jì)算位置為翻邊孔中心線至第二次彎曲部分，采用內(nèi)側(cè)尺寸加 算法： 29+32+二次彎曲，計(jì)算位置為第一次彎曲至制件長(zhǎng)度方向邊緣部分： 322+32+（ 120 /180）（ 0+=） 制件長(zhǎng)度方向切邊部分 切去部分與寬度方向夾角為 60，則切去部分在坯料長(zhǎng)度方向長(zhǎng)為： = 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 6 頁(yè) 共 31 頁(yè) 最后得到制件展開(kāi)圖如圖 3 圖 3件展開(kāi)圖 搭邊值，查閱資料，對(duì)于料厚 制件，制件間 a=面 故料寬 B= 距 h=凸、凹模間隙值的確定 該材料為 45鋼，料厚 取資料取沖裁雙邊間隙 Z=裁力的計(jì)算 1）預(yù)沖孔沖裁 按照公式 F=b 其中： N 為材料厚度， 為材料的屈服強(qiáng)度， =700t=L= 700= F 沖 =表可得材料的卸料力系數(shù) K 卸 = 推 = 卸 =K 卸 K 沖 =F 沖 = 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 7 頁(yè) 共 31 頁(yè) n=8/ F 推 =K 推 F 沖 n=6= 總 =F 沖 +F 卸 +F 推 =） 異型孔沖裁 F 沖 =2 166 /360） 700+（ 5） 700= 卸 = 推 =6= 總 =翻邊力的計(jì)算 1）圓孔翻邊 按照公式 F=t s（ 其中： N 為翻邊直徑（按中線計(jì)）， mm mm s=360D=25d=t=算得 F 翻 =） 外緣翻邊 按照公式 F=中： mm 一 般取 算得 F 翻 =彎曲力的計(jì)算 1） 第一次彎曲 按照公式 F 自 = 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 8 頁(yè) 共 31 頁(yè) 其中： 于 為安裝系數(shù)，一般取 為料寬 由于該制件是在外緣翻邊后在進(jìn)行彎曲的，所以彎曲力應(yīng)加上材料的屈服強(qiáng)度。 計(jì)算可得 38 700/6000 2=） 第二次彎曲 第二次彎曲為封閉式彎曲，彎曲力按照矯正彎曲計(jì)算： F=為彎曲部分在模具平面上的投影面積， mm 計(jì)算得 F 封 =300000N 沖壓設(shè)備的選用 根據(jù)以上計(jì)算可知，本設(shè)計(jì)中所需的總壓力為： F=00000=693792N 由于該級(jí)進(jìn)模各工位并不同時(shí)進(jìn)行加工，所以總壓力必定小于該值。查閱壓力機(jī)的規(guī)格，可選用 式壓力機(jī)）壓力機(jī)即可滿足需求，該 壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力為1100大閉合高度為 350足要求。 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選用 條料排樣圖 設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖，這是設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模的重要依據(jù)。條料排樣圖一旦確定，也就確定了以下幾個(gè)方面： 1） 被沖制件各部分在模具中的沖制順序； 2） 模具的工位數(shù)，及其作業(yè)內(nèi)容； 3） 確定了被沖零件的排列樣式（單排、雙排、多排），方位（正排、斜排）等。并反映出材料利用率的高低； 4） 確定了模具步距的公稱(chēng)尺寸和定距方式； 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 9 頁(yè) 共 31 頁(yè) 5） 條料的寬度，條料紋向與送料方向的關(guān)系； 6） 條料載體的設(shè)計(jì)樣式； 7） 基本上確定了 模具的結(jié)構(gòu)。 多工位級(jí)進(jìn)模條料排樣圖設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)模具設(shè)計(jì)有很大的影響。排樣圖設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致制造出來(lái)的模具無(wú)法沖制零件。 一般在設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模條料排樣圖時(shí)，要拿出多種排樣方案，加以比較、歸納、總可，最后得到一個(gè)最佳方案。多工位級(jí)進(jìn)模條料排樣圖設(shè)計(jì)是否最佳方案，首先要看工位分布是否合理；條料能否在連續(xù)沖壓過(guò)程中通暢無(wú)阻；是否便于使用、制造、維修和刃磨；是否經(jīng)濟(jì)合理。 排樣圖的設(shè)計(jì) 條料排樣圖直接關(guān)系到級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，因此在設(shè)計(jì)排樣圖時(shí)，主要需考慮以下幾個(gè)因素： 1） 送料方式 高速?zèng)_壓的多工位級(jí)進(jìn)模， 用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送料，用導(dǎo)正釘精確定距；手工送料則多用側(cè)刃定距。 2） 沖壓零件形狀分析 每一個(gè)沖壓零件都有各自的特點(diǎn)，因而在設(shè)計(jì)排樣時(shí)，必須對(duì)這些特點(diǎn)加以分析、研究。 3） 模具的具體結(jié)構(gòu)和加工工藝性 設(shè)計(jì)條料排樣圖時(shí)，必須考慮模具的具體結(jié)構(gòu)，要把每一個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)具體部分的裝配關(guān)系，裝配順序，以至對(duì)每部分的加工方案都要全面考慮全面。 4） 被加工材料 多工位級(jí)進(jìn)模對(duì)被加工材料的供應(yīng)狀態(tài)、被加工材料的機(jī)械性能、材料厚度、條料寬度與材料紋向、材料利用率等都要給予全面考慮。 5） 正確安排側(cè)刃孔與導(dǎo)正釘孔 導(dǎo)正釘孔與導(dǎo)正釘?shù)奈恢冒才艑?duì) 多工位級(jí)進(jìn)模的精確定位很關(guān)鍵 6） 分段切除過(guò)程零件形狀連接方式的選擇 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 10 頁(yè) 共 31 頁(yè) 多工位級(jí)進(jìn)模的分段切除的排樣圖，其連接方式基本上可以分為三種：搭接、平接和切接。搭接最有利于保證中間的連接質(zhì)量，因此在分段切除過(guò)程中絕大部分都采用搭接連接方式。 7） 載體 條料載體是在條料送進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)不斷地沖切余料，條料內(nèi)連接沖壓零件運(yùn)載前進(jìn)的這部分稱(chēng)為條料載體。條料載體分為：雙側(cè)載體、單側(cè)載體和中間載體三個(gè)基本形式。 8） 工位的確定與空位工位 在劃分工位時(shí)，對(duì)零件精度要求比較高的部位，應(yīng)盡量集中在一個(gè)工位一次沖壓完成為好，以避免步距誤差影響精度 要求。對(duì)于一個(gè)零件的兩個(gè)彎曲部分有尺寸精度要求時(shí)，則彎曲部分也應(yīng)在同一工位一次加工成型。這樣不僅保證了尺寸精度，并且能夠準(zhǔn)確地保持成批零件加工時(shí)的一致性。在排樣圖中，增設(shè)空工位的目的是為了保證模具具有足 夠的強(qiáng)度，確保模具的使用壽命，或是為了便于模具設(shè)置的特殊結(jié)構(gòu)。 9） 各種沖壓工序在條料排樣圖設(shè)計(jì)中的順序原則 在一般冷沖模設(shè)計(jì)中，各種沖壓工序之間的順序關(guān)系已形成一定規(guī)律。但是在多工位級(jí)進(jìn)模連續(xù)沖壓時(shí)，暢游一些不同之處，如果在設(shè)計(jì)條料排樣圖時(shí)，沒(méi)有很好的掌握這些特點(diǎn)和內(nèi)在關(guān)系，會(huì)使模具的設(shè)計(jì)制造走彎路，甚至影響 模具順利沖制和沖壓零件的質(zhì)量。 10） 沖裁力的平衡 力求壓力中心與模具中心重合，其最大偏移量不超過(guò)模具長(zhǎng)度的 1/6（或?qū)挾鹊?/6）；同時(shí)要分析多工位級(jí)進(jìn)模在沖壓過(guò)程中可能產(chǎn)生側(cè)向力的部位，大小和方向，力求抵消側(cè)向力。 排樣圖的具體設(shè)計(jì)方案 綜合考慮各方面因素，確定零件的排樣圖如圖 4 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 11 頁(yè) 共 31 頁(yè) 圖 4樣圖 第一工位：沖翻邊預(yù)沖孔 第二工位：內(nèi)孔翻邊 第三工位：空工位 第四工位：空工位 第五工位：切搭邊 第六工位：空工位 第七工位：外緣翻邊 第八工位：空工位 第九工位：向下彎曲 第十工位：空 工位 第十一工位：向上彎曲 第十二工位：空工位 第十三工位：切載體 材料利用率 計(jì)算公式為 =100%=其中： 為材料的利用率 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 12 頁(yè) 共 31 頁(yè) 步距 級(jí)進(jìn)模的步距是確定條料在模具中每送進(jìn)一次，所需要向前移動(dòng)的固定距離。步距的精度直接影響沖件的精度。 對(duì)于單排的排樣步距，基本尺寸為料寬加上一個(gè)載體 寬度。根據(jù)前述計(jì)算，確定步距為： S=定距方式與導(dǎo)正釘 級(jí)進(jìn)模的定距方式有定位釘定距，側(cè)刃定距，導(dǎo)正釘定距和自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)定距等四種。這四種定距方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，各有不同的適用場(chǎng)合。它們可以單獨(dú)使用，也可以相互配合使用。相互配合使用定距效果更好。 定位釘定距多適用于厚料加工手工送料的普通級(jí)進(jìn)模，側(cè)刃定距適用于手工送料，也可采用半自動(dòng)或自動(dòng)送料。 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)一般都是設(shè)置在模具外的獨(dú)立機(jī)構(gòu)，配合沖床沖程運(yùn)動(dòng)，條料做定時(shí)、定量的送進(jìn)。 導(dǎo)正釘定距是級(jí)進(jìn)模極為普遍采用的定距形式。特別是形狀復(fù)雜 的沖件，所用的級(jí)進(jìn)模一般采用這種方式定距。 本設(shè)計(jì)所用的原料是條料自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送料。 對(duì)于各種定距方式的使用場(chǎng)合綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送料作粗定距，采用導(dǎo)正釘做精定距，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)作業(yè)。 在使用導(dǎo)正釘定距的方式下，導(dǎo)正釘孔應(yīng)大于或等于 4倍料厚。多工位級(jí)進(jìn)模沖制件多 為薄料，當(dāng) t ，導(dǎo)正釘孔應(yīng)不小于 2設(shè)計(jì)中料厚為 正釘使用 8此，符合要求。 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模和凹模直接負(fù)擔(dān)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)也不同。多工位級(jí)進(jìn)模一般都含有兩種或兩種以上的沖壓工藝，凸模和凹模的數(shù)量較多。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 13 頁(yè) 共 31 頁(yè) 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，決不能用設(shè)計(jì)一般凸模、凹模的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。凸、凹模的設(shè)計(jì)要遵循以下原則： 1） 凸凹模要有足夠的強(qiáng)度和剛度。設(shè)計(jì)凸凹模應(yīng)選擇強(qiáng)度較好的材料，選擇合理的熱處理工藝和規(guī)范：在條件許可時(shí)可減少凸模長(zhǎng)度，增加凹模厚度，在結(jié)構(gòu)上增加它們的強(qiáng)度和剛度。 2） 凸凹模必須安裝牢固，便于維修和更換。 3） 多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模的凸凹模要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這樣既便于加工，又不會(huì)出現(xiàn)位置上的誤差。 4） 余料排除方便及時(shí)。為了避免損壞模具，應(yīng)采取及時(shí)的措施來(lái)清理余料，一般在凸模上設(shè)置余料頂針，凹模上設(shè)置高壓氣孔等措施。 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在第一、第二工位中，凸模形狀為圓形，尺寸比較大，采用壓入式固定在凸模固定板上。凸模與凸模固定板一般采用 H7/H6/ H6/H6/模形狀如圖4 圖 4孔翻邊凸模形狀 在第五工位中，凸模形狀比較大，又是異形凸模，本設(shè)計(jì)采用臺(tái)階式固定。異形凸模在生產(chǎn)中常用成型磨、坐標(biāo)磨或線切割加工而成。在自動(dòng)化多工位級(jí)進(jìn)模中應(yīng)用十 分廣泛。凸模與凸模固定板一般采用 H7/H6/ H6/H6/模形狀如圖4 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 14 頁(yè) 共 31 頁(yè) 圖 4搭邊凸模 在第七工位中，由于是向上翻邊，故應(yīng)將凸模安裝在卸料板上。凸模采用臺(tái)階式固定，與卸料板之間為 H7/合。翻邊凸模形狀如圖 4 圖 4上翻邊凸模 第九工位為向下彎曲，采用方形凸模，臺(tái)肩固定，與凹模板為 H7/合。凸模形狀如圖 4 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 15 頁(yè) 共 31 頁(yè) 圖 4下彎曲凸模外形 第十一工位為向上彎曲，凸模通過(guò)螺釘銷(xiāo)釘固定在卸料板與卸料板墊板上，其中，卸料板墊板 不需要熱處理，以確保銷(xiāo)釘孔的準(zhǔn)確定位。外形如圖 4 圖 4上彎曲凸模 最后一步工位為切除載體，保留制件，切刀形狀為方形，通過(guò)臺(tái)肩固定在凸模固定板上，與凸模固定板之間為 H7/ 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 多工位級(jí)進(jìn)模的凹模設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，要考慮個(gè)工位工作形孔的形狀、精度、又要考慮個(gè)形孔的相對(duì)位置，確定各形孔的基準(zhǔn)和相互之間的坐標(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)模的凹模結(jié)構(gòu)種類(lèi)較多。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 16 頁(yè) 共 31 頁(yè) 凹模的分類(lèi)：整體凹模、鑲套式凹模、拼合形孔凹模、分段拼合凹模。 分析個(gè)凹 模的適用場(chǎng)合及優(yōu)缺點(diǎn)： 1） 整體凹模 對(duì)于多工位級(jí)進(jìn)模，不論其凹模的形孔多少，復(fù)雜程度如何，凹模設(shè)計(jì)為一個(gè)整體的凹模。對(duì)于多工位級(jí)進(jìn)模，整體凹模缺點(diǎn)較多。 2） 鑲套式凹模 在多工位級(jí)進(jìn)模中，對(duì)于某些銷(xiāo)的工作形孔為了加工方便，容易更換和刃磨，是一種在整體凹模的局部形孔位置鑲一個(gè)套裝凹模（圓套、方套或異形套）。 3） 拼合形孔凹模 該結(jié)構(gòu)可滿足凹模形孔加工精度高這一要求，對(duì)某些不易加工的凹模形孔，常采用拼合形孔這種結(jié)構(gòu)。 4） 分段拼合凹模 在多工位級(jí)進(jìn)模中，為了解決各工位形孔之間的間距精度問(wèn)題，經(jīng)常采用分段拼合凹模這種結(jié)構(gòu)，就是 將模具的凹模設(shè)計(jì)成若干段，每段中的形孔數(shù)目不一，然后將這幾段凹模的結(jié)合面研合鑲?cè)氚寄Ｍ馓?，?gòu)成一個(gè)整體凹模。 綜合分析各方面因素，采用了鑲套式凹模。該結(jié)構(gòu)可便于某些易磨損部位的更換以及模具修理。如圖 4示： 圖 4模板 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 17 頁(yè) 共 31 頁(yè) 卸料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 卸料裝置是起卸料作用，在多工位級(jí)進(jìn)模工作前，彈壓卸料裝置把條料壓住，防止條料在沖壓過(guò)程中產(chǎn)生位移和塑性變形；卸料裝置必須對(duì)個(gè)凹模起導(dǎo)向和保護(hù)作用。 對(duì)于不同的沖壓工序卸料裝置有不同的作用：在沖裁工序中，它起卸料與壓料的作用，在彎曲工序中，它不僅是 卸料，也可以起到局部成型的作用；在拉深工序中還起到壓邊圈的作用。 料裝置設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 在級(jí)進(jìn)模中，都要安裝內(nèi)導(dǎo)柱與內(nèi)導(dǎo)套，以保證上下模以及卸料板工作時(shí)的位置精度。 1） 卸料板各工作形孔應(yīng)當(dāng)與凹模形孔同心。這種要求從模具設(shè)計(jì)及工藝上加以保證。另外，卸料板的各形孔與對(duì)應(yīng)凹模的配合間隙只有凹模與凸模間隙的 1/3 1/4，這樣才能起到對(duì)凹模的導(dǎo)向和保護(hù)作用。而間隙越小，導(dǎo)向效果越好，模具的壽命也就越高，然而制造的難度也就越大。 2） 卸料板各工作形孔應(yīng)有良好的粗糙度，應(yīng)適應(yīng)高速?zèng)_壓和導(dǎo)向作用。卸料板各工作 形孔的粗糙度應(yīng)控制在 m，卸料板的粗糙度與沖壓速度有關(guān)，速度越高，光潔度要求也就越高。同時(shí)還需要注意潤(rùn)滑。 3） 多工位級(jí)進(jìn)模的卸料板應(yīng)具有耐磨性能。高速?zèng)_壓的多工位級(jí)進(jìn)模卸料板的工作部分往往是采用鑲拼結(jié)構(gòu)，采用高速鋼或合金工具鋼制造，淬火硬度 58,。對(duì)于沖壓速度不高的卸料板可選用中碳鋼以上或碳素工具鋼材料制作，淬火硬度 5. 4） 卸料板對(duì)凸模要有一定的導(dǎo)向高度，越是細(xì)小凸模其導(dǎo)向高度也越高，可利用導(dǎo)向套對(duì)細(xì)小凸模進(jìn)行導(dǎo)向和保護(hù)。其導(dǎo)向套的高度可以高于卸料板。對(duì)于大的凸模 ，卸料板只起卸料和導(dǎo)向作用，為此可以降低接觸高度，以減小摩擦。 5） 為了保持卸料力平衡，卸料螺釘孔應(yīng)當(dāng)布置在全部工作形孔的外圍，使得卸料螺釘受力均勻。 6） 卸料螺釘?shù)拈L(zhǎng)度在一副模具內(nèi)應(yīng)嚴(yán)格一致，否則安裝以后卸料板不能平穩(wěn)，形成卸料不平穩(wěn)，形成不平衡卸料，容易損傷凸模。 7） 導(dǎo)正釘露出卸料板底面有效工作直壁的高度。導(dǎo)正釘有效工作長(zhǎng)度直壁露出卸料板底面不宜過(guò)長(zhǎng)，一般為（ t，否則當(dāng)沖程回升時(shí)，條料會(huì)將導(dǎo)正釘“抱 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 18 頁(yè) 共 31 頁(yè) 住”，影響連續(xù)作業(yè)。尤其是當(dāng)采用帶臺(tái)式導(dǎo)料板，過(guò)長(zhǎng)容易造成調(diào)料變形，影響沖壓精度。 8） 卸料裝置的輔助導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)。輔助導(dǎo)向機(jī)構(gòu)俗稱(chēng)小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套。它們多是在卸料板與固定板之間增設(shè)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。小導(dǎo)柱與小導(dǎo)套之間的配合間隙應(yīng)當(dāng)更小，一般為凸模與卸料板配合間隙的 1/2。 9） 卸料螺釘沉孔深度要有一定的活動(dòng)量。否則，當(dāng)凸模經(jīng)過(guò)多次刃磨后，卸料螺釘帽頭在沖頭到達(dá)最低位置時(shí)會(huì)上模座的上平面，從而損壞模具或者設(shè)備。 卸料裝置的分類(lèi)及選用 卸料裝置可以分為固定卸料和彈壓卸料兩種。在多工位級(jí)進(jìn)模中，多采用彈壓卸料裝置，但有時(shí)采用固定卸料裝置。固定卸料的卸料板一般是通過(guò)導(dǎo)料板緊固在凹模上。固定卸料屬于硬性卸料，卸料力 大，穩(wěn)固而可靠。但在多工位級(jí)進(jìn)模中， 彈壓是卸料的形式也是多樣的，有將彈壓卸料板通過(guò)卸料螺釘、彈簧（或橡皮）安裝在模具上，或是在卸料板與固定板之間安裝小導(dǎo)柱、導(dǎo)套（在多工位級(jí)進(jìn)模中還采用滾珠小導(dǎo)柱、導(dǎo)套）進(jìn)行導(dǎo)向。也有的在卸料板上安裝上導(dǎo)套連同模架導(dǎo)柱一起進(jìn)行兩級(jí)導(dǎo)向。 多工位級(jí)進(jìn)模中采用彈壓卸料裝置，很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是卸料要平穩(wěn)，有足夠大的卸料力，以保持順利卸料。在多工位級(jí)進(jìn)模中，卸料板極少采用整體式結(jié)構(gòu)。而采用鑲拼結(jié)構(gòu)才能保證形孔精度、孔距精度、配合精度、形孔光潔度 、熱處理等要求。鑲拼原則基本上與凹模相同。 鑲拼式拼塊用螺釘、銷(xiāo)釘緊固在卸料板基體上，拼合好的卸料板又通過(guò)基體用卸料螺釘、彈簧及輔助的小導(dǎo)柱、小導(dǎo)套裝配在模具的上模上。為此卸料板基體需具有足夠的強(qiáng)度。 此次設(shè)計(jì)采用整體式彈壓卸料板，如圖 4 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 19 頁(yè) 共 31 頁(yè) 圖 4料板 該卸料裝置通過(guò) 6 個(gè)卸料螺釘、彈簧與模板連接，起卸料與壓料的作用。 導(dǎo)料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于多工位級(jí)進(jìn)模除除純沖裁件沖壓屬于平面加工外，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)于條料在分段切除余料加工過(guò)程中，條料不能受任何障 礙。條料的送進(jìn)，必須浮離下模平面，并給予嚴(yán)格控制，導(dǎo)料系統(tǒng)決不能影響模具其他部分的正常工作。 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。 一般導(dǎo)料板分平直式和帶臺(tái)式兩種。平直式多用于低速，手工送料的級(jí)進(jìn)模；帶臺(tái)式多用于高速、自動(dòng)送料的級(jí)進(jìn)模。 本次設(shè)計(jì)只在模具送料處加裝導(dǎo)料板，采用平直式，無(wú)需淬火。 條料浮頂器 在多工位級(jí)進(jìn)模中，條料浮頂器對(duì)條料起彈頂作用。同時(shí)，也可以在浮頂器上開(kāi)設(shè)導(dǎo)料槽，這種浮頂器兼起浮頂與導(dǎo)料 的作用。結(jié)構(gòu)如圖 4 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 20 頁(yè) 共 31 頁(yè) 圖 4頂器 自動(dòng)檢測(cè)與安全保護(hù)裝置 多工位級(jí)進(jìn)模在高速?zèng)_床上工作，它不但有自動(dòng)送料裝置，而且還必須在整個(gè)沖壓生產(chǎn)過(guò)程中有防止食物的安全檢測(cè)裝置。因?yàn)槟＞咴诠ぷ鬟^(guò)程中，只要有一次失誤，如誤進(jìn)給、凸模折斷、疊片、廢料堵塞等，均能使模具損壞，甚至造成設(shè)備和人身事故。 檢測(cè)裝置可以設(shè)置在模具內(nèi)，也可以設(shè)置在模具外。當(dāng)模具在出現(xiàn)非正常情況時(shí)，設(shè)置的各種檢測(cè)裝置（傳感器）能迅速的把信號(hào)反饋給壓