電池接觸片級進模設計論文

1、 畢 業(yè) 設 計（說明書）中文題目電池接觸片沖壓級進模設計英文題目the Manufacture of the punching progressivedie for the battery contact pieces 院 系：材料科學與工程學院年級專業(yè)：2011級材料成型及控制工程專業(yè)姓 名：xxx學 號：指導教師：xxx職 稱：2015年5月20日畢業(yè)設計誠信聲明書本人鄭重聲明：在畢業(yè)設計工作中嚴格遵守學校有關規(guī)定，恪守學術規(guī)范；我所提交的畢業(yè)設計是本人在 指導教師的指導下獨立研究、撰寫的

2、成果，設計中所引用他人的文字、研究成果，均已在設計中加以說明；在本人的畢業(yè)設計中未剽竊、抄襲他人的學術觀點、思想和成果，未篡改實驗數據。本設計和資料若有不實之處，本人愿承擔一切相關責任。學生簽名： 年 月 日電池接觸片級進模設計學 生：xxx 指導老師： xxx（廈門理工學院材料科學與工程系，361024）摘要：本工序件（電池接觸片）采用多工位級進模制造，外形屬于落料件，兩個直徑為1.9的小孔屬于沖孔件，可以用沖孔工序完成。中間是錐形的淺拉深部分，用拉深工序可以完成，兩個對稱的切舌片用切舌工序完成，可以分解為沖裁和彎曲工序。外形的落料部分是通過把外形分割為幾個部分，分別取出外形周圍的材料，使得

3、外形成形。關鍵字：沖壓，級進模，切舌，拉深the Manufacture of the punching progressive die for the battery contact piecesWriter: xxxInstructor: xxx（Xiamen university of technology，Materials Science and Engineering 361024）Abstract: The stamping part（the battery contac

4、t pieces） whose contour belongs to the blanking part, is made by multi-position progressive die. Two holes whose diameter are 1.9mm are piercing parts and can be done by piercing process. the light drawing part in the center can be done by drawing process. Two symmetrical lancing parts can be finish

5、ed by lancing process which can be decomposed into blanking and bending processes. The contour of the part is done by dividing the contour into several parts and cuting the material around the piece to make the shape formed.Key words :puncing, progressive die, lancing, drawing目錄1、緒論11.1沖壓概述11.2 多工位級

6、進模概述21.2.1多工位級進模的使用條件21.2.2多工位級進模特點22、設計課題及設計目的與要求42.1設計課題：42.2設計任務：53、產品零件的整體性工藝性分析63.1零件工藝性分析：63.2模具類型選擇：64、排樣圖的確定84.1排樣方式的確定84.2步距的確定94.2.1制品毛坯尺寸的確定104.2.2 載體形式的確定114.2.3側刃形式的確定124.2.4條料寬度公差的確定125、工藝計算135.1計算材料利用率135.2計算沖裁力135.3計算刃口尺寸165.3.1沖孔(圓孔，異型孔)刃口尺寸計算：（配合加工法）165.3.2拉深刃口尺寸計算(分別加工法)195.3.3切舌刃

7、口尺寸計算（配作加工法）205.4 計算壓力中心216 、模具結構設計236.1模架與導向裝置236.1.1模架236.1.2下模座漏料孔尺寸236.1.3模柄246.1.4導正銷246.2凹模結構設計246.2.1凹模刃口設計246.2.2凹模（凹模鑲塊及凹模固定板）尺寸的確定256.3凸模結構設計256.3.1小的圓形凸模266.3.2異形凸模266.3.3普通的圓形凸模和方形凸模266.3.4普通的方形凸模266.4卸料裝置266.4.1卸料板266.4.2 橡膠286.5 導料、托料結構286.5.1導料板286.5.2托料銷296.6墊板306.7凸模固定板307、模具零件材料的選擇

8、318、其他注意事項328.1校核壓力機裝模高度328.2異形凸模加工329、小結3310、致謝3411、參考文獻35I1、緒論1.1沖壓概述模具作為21世紀重要的生產裝備和技術，它擁有很多種處理方法比如沖壓，壓鑄，注塑，吹塑，擠出，鍛壓等等。其中，冷沖壓是一種先進的少或者無切屑的加工的方法，冷沖壓模具也是模具中一個較大的門類，它的生產效率很高，而加工成本又比較低，材料的利用率很高，產品的尺寸和形狀精度比較穩(wěn)定，質量容易得到保障，這些優(yōu)點使得冷沖壓在很多方面都得到了廣泛運用，比如汽車領域（車身外殼），五金（電池接觸片等等），家電（空調組件），日用品（鋁制鍋碗瓢盆）、通信領域（手機卡托架）等等。

9、 沖壓加工，指的是用沖壓模具在沖床或壓床上借助工裝設備（比如壓力機）對薄板金屬進行一系列加工（比如彎曲，拉深，落料，沖孔等等），來得到制件要求的形狀和精度。其中，板料的厚度以不超過3mm為宜，超過這個厚度的板料就不適合用沖壓加工了。沖壓一般分為三種基本沖壓工序（分離工序，成形工序，裝配工序）的單一或者復合，通過完成這些工序，來得到制件要求的尺寸和形狀。分離工序指的是在沖壓過程中沿著一定的輪廓線將工件和板料分離它包括：落料（模具沿著一定的輪廓線將產品沖裁落下，留下的則是廢料）；沖孔（模具沿著封閉的輪廓線將廢料沖掉，留下的是制件）；切斷（模具沿著不封閉的輪廓線用切斷刀或者切斷凸模將帶料部分剪開）；

10、切舌（將材料局部分離而不是全部分離，在沖裁的同時被撕切下來的那部分工件同時發(fā)生彎曲，使得切舌片和工件表面呈一定角度）；切邊（在拉深工序后，制件的外圍輪廓有可能不平整，用切邊?？梢詫⑶锌谇衅秸?；剖切（將沖制好的工序件一分為二）。成形工序不破壞坯料，使坯料發(fā)生塑性變形來得到要求的形狀尺寸精度，它包括彎曲（用彎曲模使制件彎曲成一定的角度）；拉彎（是彎曲成形的一種，得到的產品質量要比普通彎曲要好，是指在拉力和彎矩的共同作用下實現彎曲成形，）；扭彎（將工序件的一部分扭制成一定角度，而另一部分則保持不變）；拉深（有變薄拉深也有不變薄拉深，是指在拉深模的作用，平板板料發(fā)生塑性變形逐漸變成開口的回轉體類零件

11、）等等。裝配工序是用沖壓的方法完成兩個或兩個以上的零件的組合或裝配，一般情況下，裝配工序使用在專門雙向送料的高速沖壓機器，專門模具的單沖或特殊的傳遞模中，在現代沖壓中裝配工序是有著極大的前景的1，2。1.2 多工位級進模概述 沖模根據不同的功能和模具結構，可以分為單工序模，復合模和級進模。它們都是通過壓力機使工件發(fā)生塑性變形或分離，來得到想要的形狀和尺寸。級進模，是指具有大于等于兩個工位，在壓力機一次沖壓的過程中，在不同的工位上發(fā)生不同的沖壓工序的模具。因為可以用級進模制造的工件各式各樣，而且就算同一個工件，排樣不同，級進模的設計也不同。如何設計級進模基本取決于設計者的經驗和能力2,3。1.2

12、.1多工位級進模的使用條件1）要學會調整、維修和保養(yǎng)模具并且還要學會刃磨的修理。2）要選擇合適的沖壓設備并且要配有自動送料的裝置和誤差檢測的裝置。此外還需要急停功能，為的是在沒有人的情況下保證具有一定的安全性。3）要保證有高質量的帶料和卷料以及帶料的平整，并保證不會出現大的毛刺。4）采用復合模和單工序模不能或不太方便沖制的制件，而選用級進模能夠很好的被完成。1.2.2多工位級進模特點1）所選用的條料中有色金屬占絕大多數，像青銅、黃銅和鋁等等。2）所選用的壓力機的臺面比較大，并且功率和剛性要足夠好，還可以保證一定的精度，并且滑塊要具有能長期承受比較大的側向力，為的是一旦有故障發(fā)生時壓力機要保證有

13、可靠的急停功能。3）送料按照“步距”進行直線并連續(xù)的送進的方式，在此過程中，為了保證沖件的精度與質量必須嚴格控制步距的精度。4） 在未完成成品件之前工序件始終連接在載體和帶料上，那些被沖下的部分都是沒的工藝廢料，而留下的部分被送到模具的下一工位繼續(xù)被沖壓，完成后面的工序。各工位的沖壓工序雖然是互不干擾的，但是制件與帶料一直連接在一起，直到最后一個工位，制件從帶料上被切斷分離，從凹模板的斜面上滑落下來（也有從凹模落料孔中掉下，或者制件又被頂入到帶料的原位，到后面的工位再頂出）3，4。5）適合大批量中小型定型產品零件的生產，沖壓精度高。6）生產率高。7）一副模具的不同工位上，可以完成多種性質的沖壓

14、工序。沖壓工序集成度和沖壓設備利用率高。8）模具綜合技術含量高。9）可以實現自動化沖壓生產。10）模具壽命長。11) 操作安全。12) 結構復雜，模具設計制造周期長，成本高。13) 模具的維護與刃磨較為麻煩。2、設計課題及設計目的與要求2.1設計課題：電池接觸片級進模設計（零件圖如圖2-1）圖2-1：零件圖技術要求：材料為青銅（bronze），料厚0.3mm, 生產批量：大批量2.2設計任務：按給出的零件要求設計出合理的模具設計和加工方案。3、產品零件的整體性工藝性分析3.1零件工藝性分析：制件外形簡單，靠落料和沖孔可以得到，還有一個淺拉深和兩個對稱的切舌片?？紤]到要簡化落料的凸、凹模制造，可

15、以把外形分割為幾個部分依次落料。重點難點有以下幾個：1.因為把外形分割為幾個部分依次落料，產生了異形孔，對于沖制異型孔的凸模的設計與固定是一個難點，考慮到加工的問題，異型孔最好設計成直通式（即凸模的橫截面從固定部分到工作部分全部一致），方便線切割加工，由此凹模板也要設計成鑲塊式或拼塊式結構；相應的模具上半部分和異形凸模相接觸的幾塊板也要設計成鑲拼結構，或者上模的幾塊板設計成整體式，但是異形凸模和小的圓形凸模都要加上套筒，套筒設計成臺階式，套筒與凸模之間的配合是過渡配合。2.淺拉深部分回彈的可能性很大，所以拉深部分的凹模的底部應設計成可以活動的頂料板，這樣可以通過試?；蚍抡鎭泶_定合適的拉深高度，

16、使回彈后的拉深件滿足深度的要求。3.切舌片有切舌高度的限制，因為切舌片在彎曲的時候有可能會回彈，所以必須通過試?；蚍抡鎭淼贸龊线m的切舌高度，以便于它回彈至1.5mm的切舌高度。該零件的材料是青銅，青銅具有良好的抗拉強度和抗剪強度，沖壓性能良好，料厚為0.3mm，很薄，對于選擇用多工位級進模沖壓是較為合適的選擇，該零件的精度沒有什么要求，因此可按照IT13級精度進行計算。綜上所述，該制件適合沖壓生產。3.2模具類型選擇：方案一：采用幾副單工序模先拉深，再沖孔落料，最后切舌。優(yōu)點：節(jié)省模具制造成本和設計難度；缺點：選用幾副模具很難定位，用幾副模具來生產太過于浪費，生產效率低下，制件的精度也難以保證

17、。方案二：采用復合模具。優(yōu)點：沖出的零件的精度和平直度好，生產效率也較高；缺點：用一副模具完成多個操作比較困難，而且模具制造困難。方案三： 采用多工位級進模優(yōu)點：多工位級進模可以使得產品在一副模具中被沖壓完成，可以同步完成沖孔，切舌，拉深，彎曲等工序，級進模一般可以設置導正銷定位，定位精度可以得到保證。級進?？梢栽O置自動送料裝置，誤差檢驗裝置，托料機構，可以實現無人看管自動化生產，當發(fā)生故障時還可以急停，安全，省時，省力，節(jié)約人力成本。缺點：模具設計制造周期長，成本較高。綜上所述：采用多工位級進模制造該制件是最合適的。4、排樣圖的確定4.1排樣方式的確定方案一：單排優(yōu)點：模具結構簡單；缺點：模

18、具壓力中心與條料壓力中心不重合，模具效率較低，較浪費材料（條料）。方案二：斜排優(yōu)點：材料利用率較高；缺點：模具設計復雜，步距增大。方案三：雙排優(yōu)點：材料利用率高，模具設計較為簡單，模具壓力中心與條料壓力中心重合；缺點：模具較為龐大。方案四：雙排與方案三相比，方案四的淺拉深部位接近條料邊緣，這樣拉深的時候更能做到不變薄拉深。綜上所述，采用方案四所示的排樣是最合理的。下面，給出具體的排樣圖，如圖4-1。圖4-1：排樣圖第一工位：側刃沖切，沖制5的導正銷孔；第二工位：導正銷導正；第三工位：淺拉深；第四工位：空工位；第五工位：沖制異形孔、導正銷導正；第六工位：切舌；第七工位：沖制異型孔；第八工位：沖制

19、兩個1.9的小孔，同時從條料上切斷。4.2步距的確定 該落料沖孔件采用導正銷和側刃進行定位，用側刃粗定位，定位銷精定位。則步距由工件間最小搭邊值和位置來確定，要確定步距和條料尺寸首先得確定在拉深前的制品毛坯尺寸。4.2.1制品毛坯尺寸的確定此制件的拉深部分屬于錐形淺拉深，拉深高度很淺，有可能有較大的回彈，因此拉深凹模的底部要設計成頂料塊結構，既可以調節(jié)拉深深度，又能保證底部的平整度。錐形零件的拉深次數取決于錐體的高度H，直徑d，和斜角。因為相對高度; =55.8o 屬于50o80o ,所以它屬于低錐形零件，可一次拉深成形。如圖4-2：d=7.81;d1=9.71;H=1.4;所以毛坯直徑為；

20、圖4-2 拉深件尺寸其中為修邊余量，根據表4-1選擇修邊余量得1.8mm.所以毛坯的直徑為所以毛坯的原始尺寸為。表4-1有凸緣圓筒形拉深件修邊余量凸緣直徑凸緣的相對直徑dF/d1.5以下>1.5 2>2 2.5>2.5<=251.81.61.41.225502.521.81.6501003.532.52.21001504.33.632.515020054.23.52.72002505.54.63.82.8>2506543因為相對厚度,可以不使用壓邊圈，它與圓筒形零件的拉深相似，但要采用帶底的錐形凸模，需要在工件行程終了時對工件加以整形。根據表4-2，確定工件間搭邊

21、值為1.8mm，所以步距等于取為20mm.表4-2 工件間搭邊值材料厚度t工件間搭邊值 a1圓形件圓角L>2t矩形件邊長L<=50mm矩形件邊長L>50mm0.25以下1.12.22.80.250.51.21.82.20.50.811.51.84.2.2 載體形式的確定 載體形式有單側載體，雙側載體，中間載體等形式。單側載體是指有一側的載體在中間空位就被切掉了，制件連在另一側的載體上送往后續(xù)工位。雙側載體是直到最后一個工位，兩側的載體才被切除，制件才從帶料上掉下來。它的送料穩(wěn)定性是最好的，但是，相應的，也比較浪費材料，降低了材料利用率。中間載體是帶料兩側的材料被切除，制件通過

22、中間的載體連接在帶料上，直到最后一個工位才被切除，中間載體在彎曲級進模設計中用的比較普遍。該零件的形狀較復雜，有拉深，切舌，落料，沖孔，對送進精度要求比較高，最終確定用雙側載體，雙側載體有足夠的強度和精度，能平穩(wěn)送進條料。為了使載體的強度得到保證，載體的寬度一般取搭邊寬度的24倍。查表2得其側面搭邊為2mm，所以取載體寬度為5mm.4.2.3側刃形式的確定側刃定距是在級進模中比較常用的一種定距方法。它是在條料的一側或兩側的邊緣上，用側刃凸模（簡稱側刃）先沖去一窄邊料（圖中為，其中A為步距尺寸，b為條料寬度尺寸的減小部分），形成一缺口，被沖過的料寬由B變成B1()，在送料過程中，用側刃擋塊的F面

23、來擋住缺口斷面E，阻止送料，從而達到擋料定距定位作用，經分析，該帶料沖壓采用雙側側刃較為合適，選取的側刃型號如下：.所以條料寬度的基本尺寸為（其中3mm為對稱雙排時，兩工件間的邊料距離）。4.2.4條料寬度公差的確定料寬主要由落料件寬度和載體寬度確定料寬為B=50.55mm,公差由表4-3可知，確定為0.4mm。表3 條料寬度公差條料寬度B/mm材料厚度t/mm<11223<500.40.50.7501000.50.60.81001500.60.70.9 所以條料寬度為97.10-0.4 mm.步距為20mm.5、工藝計算5.1計算材料利用率完成一個制件所需要的工位內沖裁件的實際面

24、積和板料面積的百分比稱之為材料利用率，它是用來衡量是否合理利用材料的技術經濟指標。8個步距內的材料利用率為 ； 式中A為8個步距內沖裁件的實際總面積，即8個工步內實際沖裁的面積（mm2）；B為條料的寬度（mm）；S為步距（mm）；經計算得 mm2,，所以材料的利用率為25%，一般級進模的材料利用率會偏低一些，屬正常范圍。5.2計算沖裁力(1)沖裁力計算公式：，式中F為沖裁力，K為安全系數值選取1.3（在生產中，考慮到刃口變鈍，間隙不均勻，潤滑情況），L為制件周長，t為材料厚度為0.3mm，為抗剪強度（硬鈹青銅的抗剪強度為520 Mpa），b為抗拉強度(硬鈹青銅的抗拉強度為660 Mpa) 。

25、根據排樣圖計算各工位的沖壓力：第一工位是側刃沖切和沖制導正銷孔，；第三工位是錐形拉深,，其中K1為修正系數，取0.5，dt為拉深底部（已變形區(qū)）直徑大小。；第五工位為沖制異型孔，；第六工位為切舌，可以分為沖裁部分和彎曲部分，沖裁部分周長L=3，所以沖裁部分的沖裁力為；彎曲部分的沖裁力用自由彎曲的公式；其中F為自由彎曲力，b為彎曲件寬度，r為彎曲件內彎曲半徑，k為系數，一般取11.3.所以，所以第六工位的沖裁力為。第七工位為沖制異型孔，所以，第八工位為沖制兩個圓形小孔，將產品從帶料上切下，,所以，所以總沖壓力為。(2)卸料力:如表5-1， ,則。表5-1 卸料力系數Kx板料厚度/mm沖模種類單凸

26、模沖孔或沖裁連續(xù)模（沖孔及沖裁）多凸模沖孔<10.020.060.060.080.100.12150.060.080.100.120.120.15>50.080.100.120.150.150.29 (3)推件力：當板料與制件（或廢料）發(fā)生分離時，制件（或廢料）要恢復到原始形狀，即產生回彈。其中，制件是向上頂出，而廢料是向下推出，通過漏料孔漏到裝廢料的器皿里面。本設計論文中，第三工位的淺拉深和第六工位的切舌，這兩個工位的制件都會產生較大的回彈。托料銷在模具完成一次沖裁后，要頂起板料，以便于自動送料裝置把帶料連同制件一塊送到下一工位。這時候，淺拉深件和切舌片就容易卡在凹模里面，尤其是

27、切舌片，容易發(fā)生取件困難（拉深件加切舌片一共四個制件）。而其他工位的廢料則被向下推出漏到廢料器皿里（一共十個廢料）所以推件力,其中Kd為推件力系數，如表5-2，取。表5-2 推件力系數Kd方向kd向下推出0.050.10向上頂出0.070.14n為同時卡在凹模內的制件或廢料，則 ；，則壓力機公稱壓力P0為由上式得壓力機公稱壓力為:。因此可選壓力機SH-35(開式超高速超精密壓力機),其參數如下表5-3所示：表5-3 SH-35開式超高速精密壓力機參數/單位數值公稱力/KN350公稱力行程/mm1.2滑塊行程/mm10行程次數/ min-1150800最大裝模高度/mm270裝模高度調節(jié)量/mm

28、40滑塊底面尺寸前后/mm250左右/mm350工作臺板尺寸前后/mm380左右/mm600外形尺寸前后/mm1200左右/mm900高度/mm2100墊板厚度/mm100主電機功率/KW7.55.3計算刃口尺寸5.3.1沖孔(圓孔，異型孔)刃口尺寸計算：（配合加工法）如下圖圖5-15-6所示其中外側藍色的線表示實際沖裁刃口，內側綠色的線表示磨損后的沖裁刃口。 圖5-1第一工位：沖切側刃 圖5-2第一工位：沖導正孔 圖5-3第五工位：沖異形孔 圖5-4第七工位：沖異型孔 圖5-5 第八工位：切除 圖5-6第八工位：沖圓形小孔如上圖5-15-6所示，分別是第1、5、7、8沖孔（圓形孔或異形孔）工

29、位的凸模，孔的沖裁以凸模為基準設計，按凸模磨損后尺寸的不同變化分類，尺寸可分為3類，A類尺寸磨損后尺寸變小，B類尺寸磨損后尺寸變大，C類尺寸磨損后尺寸不變。對尺寸按IT13級精度標注，則A1=20.2+0.33 0；A2=10+0.22 0；A3=2+0.14 0;A4=2.5+0.14 0;A5=2+0.14 0;A6=5+0.0.18 0;A7=5+0.18 0;A8=7+0.22 0;A9=3+0.14 0;A10=21.4+0.33 0;A11=3+0.14 0;A12=16.6+0.27 0;A13=33.2+0.39 0;A14=35.2+0.39 0;A15=5+0.18 0;A

30、16=7.8+0.22 0;A17=15.5+0.27 0;A18=20+0.27 0;A19=13+0.27 0;A20=5+0.18 0; A21=1.9+0.14 0;B1=15.20-0.27;B2=20-0.14; B3=4.50-0.18 ;c1=0.5±0.07.(1)凸模的計算 對A類尺寸； ； 對B類尺寸； 對C類尺寸； (2)凹模的計算凹模的尺寸按凸模尺寸配置，保證雙面間隙,其中K為系數，軟鋼及有色金屬的K為0.06，所以,即保證雙面間隙為0.018mm.5.3.2拉深刃口尺寸計算(分別加工法)在選取拉深模具工作部分刃口尺寸時，通常都是認為：拉深件口部（指的是d2

31、）的外徑尺寸接近于相應的凹模工作部分尺寸，而拉伸件底部(指的是d1)的內徑則接近于相應的凸模工作部分的尺寸。如圖5-7。圖5-7 拉深工位刃口尺寸設計底部尺寸尺寸應以凸模尺寸為基準，尺寸靠凸模來保證。所以；相應的凹模尺寸為：；因為凹模底部是中空的，底部直徑靠底料板來實現，所以該尺寸為頂料板的尺寸?？诓砍叽邕@個尺寸應以凹模尺寸為基準，尺寸靠凹模來保證。所以；相應的凸模尺寸為:；R2=0.6mm這個尺寸由凹模保證，r1=0.3mm這個尺寸由凸模保證。所以凹模的尺寸為：口部直徑為，底部直徑為為mm（即頂料板的直徑尺寸）,口部圓角半徑為0.6mm.凸模的尺寸為：口部直徑為mm,底部尺寸直徑為，底部圓角

32、半徑為0.3mm5.3.3切舌刃口尺寸計算（配作加工法）切舌工位是落料和彎曲的組合，在凸模刃口接觸到條料的時候，條料被部分撕切下來，與此同時，條料在凸模的作用下向凹模內折彎。因此切舌工位的刃口尺寸以凹模為基準。如圖5-8：其中內側的輪廓線為凹模刃口曲線，外側的線為磨損后的曲線。圖5-8 切舌工位刃口尺寸設計（1） 凹模刃口尺寸計算：尺寸5mm為,尺寸9.28為所以； （2）凸模刃口尺寸按凹模刃口尺寸配置，滿足雙面間隙0.018mm.5.4 計算壓力中心 沖模的壓力中心，就是沖裁力合力的作用點，求壓力中心有解析法和圖解法，圖解法并不簡便，而且還有一定的誤差。所以一般是用解析法，求解步驟是先在任意

33、位置處做坐標軸x和y，然后計算凸模的沖裁輪廓周長L1,L2Ln,以及壓力中心的坐標位置x1,x2xn和y1,y2yn。根據合力對坐標軸線的力矩，等于各分力矩之和，得到壓力中心的位置為： ；也可以使用CAD計算壓力中心，步驟如下：點擊菜單欄中的繪圖->面域，把排樣圖全選，按enter鍵，這時候整個排樣圖全部變成多義線。Cad會把整個排樣圖識別成一個整體。然后點擊工具->查詢->面域/質量特性（M）把整個排樣圖全選，按enter鍵，跳出如圖5-9所示頁面。圖5-9 用CAD計算壓力中心顯示質心（壓力中心）位置為（1688.8127,1272.9066）要找到這個坐標在圖中的位置，

34、可通過構造一個圓的方式，找到這個點坐標，如圖5-10所示。圖5-10 通過命令c查找一個點結果表明質心在接近第七工位的中心。所以，模柄應該設在第七工位的中心，以便于與壓力中心重合。6 、模具結構設計6.1模架與導向裝置6.1.1模架模架是模具的主體結構，一副完整的模具，模架是必不可少的。冷沖壓模架是由上模座、下模座、導柱、導套等組成，模架的全部零件常常通過內六角螺釘和圓柱銷固定在它的上面，并承受沖壓過程中的全部的載荷。經分析，決定選用四導柱鋼模架。該模架導向精度高，剛性好，壽命長。模架的導向采用滾動導向，上下模座間除了導柱、導套外，還在導柱導套外面加了一層滾珠，和安裝滾珠的保持圈。滾動導向是通

35、過鋼球在導柱導套間有0.010.02mm的過盈量，在沖壓力的作用下上模沿導柱做純滾動運動。根據排樣圖選定模架為：滾動導向模架 四導柱 mm0I級 GB/T2852.3-1990.其中mm為凹模周界。由此得上模座尺寸為： mm，材料為45號鋼。下模座尺寸為：mm，材料為45號鋼。導柱采用直通滾動導柱，全長只有一個尺寸d=32mm按基軸制加工到一定公差范圍內，與模座孔的配合為R7/h6,為了便于裝配，固定端有的引入部分。導柱頂端有一螺孔，用于滾動導向裝擋圈螺釘用。導柱材料為GCr15,熱處理：6266HRC。導套和導柱作為模架上一對導向副，總是配合使用，加工時也是研合配套在一起，選用配套的滾動導套

36、。導套材料為GCr15,熱處理：6266HRC。6.1.2下模座漏料孔尺寸沖裁廢料直接通過壓力機臺面的孔漏下，其下模座的漏料孔尺寸為： 墊板，下模座，壓力機臺面依次比上面一塊模板的漏料孔尺寸大單邊0.5mm.第三工位的錐形淺拉深和第六工位的切舌對應的下模部分不需要設計漏料孔（因為淺拉深和切舌不屬于分離工序，沒有廢料落下），如圖6-1所示。圖6-1 下模座漏料孔設計凹?；搴桶寄ｈ倝K上的托料銷孔徑設計詳見后面的托料銷設計。6.1.3模柄采用壓入式模柄，與上模座成H7/m6配合，此結構能較好的保證模柄垂直度要求，長期使用后模柄穩(wěn)定可靠，不會松動，為防止轉動可安裝防轉螺釘。模柄采用45號鋼制造。6.

37、1.4導正銷 導正銷選擇B型導正銷 mm JB/T 7647.2-2008，采用臺肩式通過凸模固定板固定。導正銷裝在第二、第四工位，在沖壓前預先插入已沖好的孔中，使孔與外緣的相對位置對準，然后沖壓，消除了送料和導向所造成的誤差，起到精確定位的作用。6.2凹模結構設計因為有很多異形凸模的存在，凹模結構決定采用凹模板加凹模鑲塊的形式，將凹模的易損部分和非易損部分分開，若采用整體式凹模，則異形凹模孔若有一處損壞，則整塊凹模板都要報廢。而采用鑲塊結構，則只需更換損壞處的鑲塊即可。在結構上更容易實現，而且也更經濟?？梢澡倝K（易損件）采用硬度更高的材料，如Cr12,熱處理后硬度可達到6064HRC,而凹模

38、板（非易損件）可以采用普通材料，如采用CrWMn制造，凹模板和鑲塊之間用螺釘和銷釘固定。6.2.1凹模刃口設計第一工位的側刃凹模，沖導正孔凹模，第五工位的異形孔凹模，第七工位的異形凹模，第八工位的切斷凹模，沖孔凹模的刃口形式均采用柱孔口的筒形凹模，如圖所示：這時可以在凹模背面預先銑削出比異形凹模孔工作部分最外圍尺寸稍大0.5mm的矩形槽，然后再加工出柱形孔口，以提高加工效率。而第八工位的圓形小孔和方形孔的凹模刃口設計，就是在凹模背面預先銑削出比工作部分尺寸稍大的孔（形狀與工作部分形狀一致），然后再加工出柱形孔。如圖6-2所示，圖6-2 柱形口的筒形刃口柱形部分的高度h與板料厚度有關，當板料厚度

39、小于0.5mm時，h為35mm,取3mm.第三工位的拉深凹模和第六工位的切舌的刃口形式采用柱形孔口。6.2.2凹模（凹模鑲塊及凹模固定板）尺寸的確定凹模塊的厚度可以按沖裁力的大小進行估算，其經驗公式為，式中，H為凹模厚度，P為沖裁力為194751N，K1為沖裁輪廓長度修正系數取1，K2為凹模材料修正系數取1，所以，取27mm。即凹模鑲件和凹模固定板的厚度均為27mm.凹模鑲塊采用矩形塊，根部帶臺肩，通過臺肩和凹模固定板固定在一起。由排樣圖和凹模鑲塊的尺寸選定凹模板周界為,所以凹模板的尺寸為mm。凹模鑲塊的具體設計見圖紙。6.3凸模結構設計 本設計實例中，有小的圓形凸模（1.9mm），有異形凸模

40、，還有普通的圓凸模和普通的方形凸模。6.3.1小的圓形凸模設計成直通式，外加圓形臺肩套筒（套筒可以尺寸做大一些，把兩根小凸模都安裝進去），凸模與套筒采用過渡配合，套筒頂部有臺肩，靠凸模固定板固定。6.3.2異形凸模也設計成直通式，外加套筒，凸模與套筒采用過渡配合，套筒頂部有臺肩靠固定板固定。6.3.3普通的圓形凸模和方形凸模沖制5導正孔的圓形凸模采用直通式凸模，外加套筒。6.3.4普通的方形凸模第八工位的切斷凸模是的方形凸模，臺肩固定式，如圖6-4：圖6-4 方形凸模6.4卸料裝置6.4.1卸料板采用彈壓卸料裝置，卸料板做成整體式，通過卸料螺釘把卸料板和橡膠等吊裝在模架上。模具為閉合狀態(tài)時，橡

41、膠被壓縮，當上模開啟時，包在凸模上的帶料在橡膠回彈力的作用下推動卸料板從而卸下板料。因此自由狀態(tài)下的彈壓卸料板總是高出凸模底面一小段距離。這樣開始沖壓時就可以先壓住料，再沖壓，沖壓結束后，料再被卸下。卸料板采用CrWMn鋼制造，淬火硬度4045HRC，卸料板輪廓尺寸與凹模輪廓尺寸相同，卸料板的厚度一般為2025mm,取卸料板的厚度為20mm.因為導料板裝在凹模上平面，所以卸料板應設計成如下圖6-5所示結構，即帶臺肩。臺肩的高度h為，其中，h為臺肩高度（mm）,H1為導料板厚度，H2為模具下行最大深度（取1.5mm）t為板料厚度(為0.3mm)。所以，卸料板臺肩高度為：mm,取7mm.圖6-5

42、卸料板結構因為條料寬度為97.1mm，導板之間距離為97.5mm,導料板凸臺寬度取為2mm,所以卸料板的臺肩寬度為。彈壓卸料板的所有形孔的設計工藝基準線應取與凹模相對應形孔基準線完全一致，這樣才能做到卸料板各工作孔與凹模各工作孔保持同心。彈壓卸料板各工作形孔與對應凸模的配合間隙一般取凸、凹模實際雙面間隙的.在這里取0.2mm.如圖6-6所示。圖6-6 凸模和卸料板間隙6.4.2 橡膠（1）確定橡膠的自由高度，H工是卸料板或推料塊等的工作行程與模具修模量或調整量（46mm）之和再加一。即，由以上兩個公式，取，取50mm。（2）確定橡膠的橫截面積（Fx為卸料力）查得矩形橡膠在預壓量為10%15%時

43、的單位壓力為0.5MPa，所以（3）確定橡膠的平面尺寸根據零件的形狀特點，橡膠墊的外形應為矩形，板上開有各種形孔以避讓凸模。結合零件的具體尺寸，選擇矩形凸模，將橡膠分割成三塊裝入模具中，每塊長為80mm，則寬為 ，取60mm。（4）校核橡膠的自由高度將橡膠墊分割成三塊裝入模具中，即三塊尺寸都是其最大外形尺寸為80mm，所以橡膠墊的高徑比在0.51.5之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.85×50 mm =42.5mm。（因為橡膠的預壓量為）取43mm。6.5 導料、托料結構6.5.1導料板導料采用導料板，一般裝在凹模上平面的兩側，其導向面和凹模中心線相平行?；拘问?/p>

44、為平行的兩塊長條板，長度一般大于凹模板，大出的部分底下有承料板，引導條料沿著它送進，采用帶臺式導料板，這樣當完成一個工位的沖壓時，抬料銷舉起帶料，由于導料板凸臺的阻擋，條料不會被頂出而脫離導料板。抬料銷舉起條料的高度，取決于拉深件的深度和切舌片的高度，而且要稍微低于導料板的凸臺，留出一定間隙。導料板的厚度視料厚而定，一般取410mm.這里取4mm。導料板間的距離應等于條料的最大寬度加上一間隙值（一般小于0.5mm），這里取0.4mm，所以導料板的寬度為，如圖6-7為導料板的一般形式。圖6-7 導料板的結構形式在導料板上應加工出通孔，以便于使側刃凸模通過導料板進入凹模從而沖出側刃，而且通孔里面還

45、要放置一個淬硬的側刃擋塊鑲塊，并用螺釘把擋塊鎖在導料板上。6.5.2托料銷級進模設計中常用托料銷（也叫托料桿、浮頂桿）來抬起條料，使條料送進托料銷既可以和導正銷配套使用，也可以單獨使用。這里用的是套式托料銷。托料銷的數量是成對的。托料桿在自由狀態(tài)下，是高出凹模平面的，沖壓的時候，導正銷通過條料上的孔導入套式托料銷的孔內，將條料的位置導正。托料銷的彈簧被壓縮，模具開啟時，托料銷在彈力的作用下向上頂起條料1.52mm，從而實現送料（自動送料裝置把被頂起的條料往前送）。多個托料銷在同一副級進模中應做到頂出高度一致，頂出力大小要均勻。套式托料銷與凹模的配合選用H7/h6,其內孔與導正銷的配合間隙不可太

46、大。6.6墊板墊板采用整體式設計，墊板的厚度一般取610mm，這里兩塊墊板厚度全部取6mm.其外形尺寸常與固定相同。采用CrWMn制造，熱處理硬度為5560HRC。6.7凸模固定板固定板采用整體式設計，因為凸模外面都有套筒，所以固定板與凸模的配合面都是很簡單的形狀，容易制造，也不容易損壞。凸模固定板厚度常取凹模厚度的0.60.8倍，即，所以取固定板厚度為18mm,固定板采用CrWMn制造，熱處理硬度為5560HRC。7、模具零件材料的選擇1）.上下模座：采用45號鋼制造；2）.模柄：采用45號鋼制造；3）.導柱、導套：采用GCr15制造,熱處理硬度達6266HRC；4）.凸模:采用日系SKH5

47、1鋼制造，熱處理硬度達5862HRC；5）.凸模固定板：采用CrWMn制造，熱處理硬度為5560HRC；6）.凸模套筒:采用45號鋼制造；7）.導料板：采用45號鋼制造。8）.側刃凸模：采用日系SKH51鋼制造，熱處理硬度達5862HRC。9）.側刃擋塊：采用GCr15制造,熱處理硬度達6266HRC；。10）.卸料板：采用CrWMn制造，熱處理硬度為5560HRC；11）.墊板：采用CrWMn制造，熱處理硬度為5560HRC；12）.凹模鑲件：采用Cr12制造，熱處理硬度為6064HRC；13）.凹模板：采用CrWMn制造，熱處理硬度為5560HRC；14）.導正銷：采用Cr12，熱處理后硬

48、度達6064HRC；15）.托料銷：采用T10A制造，熱處理后硬度達5358HRC。16）.內六角螺釘：SCM435，淬火硬度達3943HRC；17）.銷釘：采用GCr15鋼制造，淬火硬度大于58HRC。8、其他注意事項8.1校核壓力機裝模高度 根據之前選的壓力機可知，最大裝模高度為270mm，裝模高度調節(jié)量為40mm,即裝模高度為230270mm mm,而模具的閉合高度為H，為各個模板的高度之和。上模座50mm，凸模墊板6mm,凸模固定板18mm,橡膠43mm,卸料板20mm,凹模板27mm,凹模墊板6mm,下模座60mm,所以H=230mm，屬于230270mm,所以選用的壓力機合適。8.

49、2異形凸模加工 異形凸模一般采用線切割加工，線切割的正極接著工件，負極接著切割線（一般是黃銅之類的金屬線，直徑為0.120.2mm）,利用切割線的放電來對工件進行切割加工。線切割的精度可以控制在±0.01mm，而且加工過程中，工件表面不斷的被冷卻（專用線切割液）。使用線切割來加工的工件必須是直通式的，對于熱處理的淬硬工件，則應該對它進行熱處理硬度達到要求了以后再拿去加工。9、小結本次畢業(yè)設計是為五號電池接觸片（正極片）設計多工位沖壓級進模。前期主要是查閱資料，了解多工位級進模如何排樣，如何設計凸模，如何安排工序。用多工位級進模生產的制件多半比較小巧，精度較高。多工位級進模一般不直接對外形進行落料，而是通過把外形輪廓分割成幾小塊，通過沖孔工序切除制件周圍的材料來得到外形。因此，級進模中出現比較多的異形凸模和小凸模。他們的設計以及固定是級進模設計的一大難點?？紤]到異形凸模依靠線切割比較好加工，所以異形凸模設計成直通式。復雜的異形凸模通常還會給它配套一個保護套，以方便為其固定和導向的模板的制造。同樣的，小凸模也要加保護套，這樣可以增加凸模強度，防止折斷。至于異形凸模的固定，橫截面尺寸大的異形凸?？梢灾苯油ㄟ^螺釘鎖在固定板上