空氣濾清器支架多工位級進模設(shè)計論文

畢 業(yè) 設(shè) 計 中 文 摘 要 介紹了我國模具制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向；并進一步介紹了冷沖壓工藝，對模具的重要性及發(fā)展方向有了深刻認(rèn)識。詳細介紹了級進模的設(shè)計，分析了空氣濾清器支架的沖壓工藝及其用級進模加工的可行性。對條料排樣進行了詳細的設(shè)計，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)特點及其工作過程；闡述了零部件的設(shè)計及其計算方法，通過計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，進而確定了模具的總裝結(jié)構(gòu)。并對模具主要零件 的加工方法進行了介紹。 關(guān)鍵詞 多工位級進模 沖裁 空氣濾清器支架 畢 業(yè) 設(shè) 計 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 級進模概述 . 1 級進模特點及現(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 沖模工藝計算 . 5 毛坯展開尺寸的計算 . 5 凸、凹模間隙值的確定 . 6 裁力的計算 . 6 翻邊力的計算 . 7 彎曲力的計算 . 7 沖壓設(shè)備的選用 . 8 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及選用 . 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 . 12 5 多工位級進模的裝配 . 21 模具零件的固定 . 21 部件裝配 . 22 多工位級進模的總裝配 . 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 . 31 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 1 頁 共 31 頁 1 引言 模具工業(yè)的發(fā)展標(biāo)志一個國家工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力。 沖壓加工作為一個國家的基礎(chǔ)行業(yè)，在國民經(jīng)濟的加工工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計，沖壓件在各個行業(yè)中均占有相當(dāng)大的比重，尤其在汽車、電機、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。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，模具價格又偏高。因此，對小批量，多品種生產(chǎn)時采用昂貴的沖蕈，經(jīng)濟上不合算。目前為了解決這個問題，正在努力發(fā)展某些簡易沖模。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方面： 1、沖壓成型工藝與理論研究； 2、沖壓加工 自動化和柔性化； 3、沖模 后，關(guān)于沖模的破損機理和壽命分析，以及新型模具材料方面，近年來也有不少新的進展。 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用性均很強，故研究時應(yīng)從理論和實踐相結(jié)合的角度來研究、探討，并側(cè)重加強工程實踐能力。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，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材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓所使用的模具稱為沖壓 模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就難以實現(xiàn)。 級進模概述 一個沖壓零件，如用簡易模具沖制，一般來說，每項沖壓工序，如（沖孔、沖切或 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 2 頁 共 31 頁 落料）、彎曲、拉深、成型等，就需要一副模具。這對于一個比較復(fù)雜的沖壓零件來說，則需要幾副模具才能完成。因此這種簡易模具的生產(chǎn)效率相對來說是較低的。對于大批量生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，用建議模具進行生產(chǎn)是極不適應(yīng)的。 多工位級進模是冷沖模的一種 。級進模又稱跳步模，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）在控制送機距離機構(gòu)的控制下，經(jīng)每個工位沖制后，便得到一個完整的沖壓零件（或半成品）。這樣，一個比較復(fù)雜的沖壓零件，用一副多工位級進模即可沖制完成。在一副多工位級進模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深、成型等工序。一般來說，無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進模完成沖制。 多工位級進模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度高，這對模具設(shè) 計者來說需要考慮的因素也很多，尤其是制件拍樣圖的設(shè)計，模具各部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計等都是十分重要的。 級進模，尤其是多工位級進模，配合高速沖床，實現(xiàn)高速自動化作業(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)量和實現(xiàn)沖壓自動化等方面有著非?，F(xiàn)實的意義。多工位級進?？梢詫τ谝恍┬螤钍謴?fù)雜的沖壓件進行沖裁、彎曲、拉深、成型加工。對大批量生產(chǎn)的沖壓零件尤其應(yīng)當(dāng)采用多工位級進模進行沖制。 級進模特點及現(xiàn)狀 級進模是在壓力機一次行程中完成多個工序的模具，它具有操作安全的顯著特點，模具強度高，使用壽 命長。使用級進模便于沖壓生產(chǎn)自動化，可以采用高速壓力機生產(chǎn)。級進模較難保證內(nèi)、外形相對位置的一致性。 多工位級進模沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、沖壓設(shè)備比較簡單，對操作工人等級要求不高等優(yōu)點，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。 多工位級進模特點 多工位級進模精度高、壽命長，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到 1億次，最高可達到 3億次。模具加工的位置精度為（ 寸精度一般為 得可達 別對一些小凸模而言，其壽命顯得更為重要。在多工位級進模中，同通常凸模都很細小，因此，它 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 3 頁 共 31 頁 具有精確的導(dǎo)向和保護。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誤。在沖壓過程中凸模平穩(wěn)、精確，就需要卸料板對凸模起導(dǎo)向和保護作用，而卸料板也大多采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。 多工位級進模有自動送料裝置，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、滾動式、有離合器和琨式等送料裝置，送料誤差可控制在（ 國自行設(shè)計制造的精密多工位級進模步距精度達到 具主要零件的制造精度已達到 2 m 5 m，模具壽命 1 億次以上，已經(jīng)達到目前的國際水平。送料誤差和不能及時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行，模具不被破壞，它還是需要具有高精度的誤差檢測裝置，出現(xiàn)工作誤差又不能使快速剎車停止沖壓工作，后果就很難想象了。 多工位級進模對沖床的要求高，要求沖床的精度高、剛性好、震動小、熱變形小、自動剎車快、防止沖床的彈性變形、熱變形以及運動精度差帶來的不良誤差，造成惡劣后果。 總的來說，多工位級進模有以下特點： 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） 由于自動送料和自動出件等裝置，尤其是多工位級進模，適合在高速沖床上進 行自動化沖制。也最適宜卷、帶料供料。 4） 級進?？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，且在級進模上工序可以分散，任意留出空位，故不存在復(fù)合模的最小壁厚問題，因而保證了模具的強度，延長了模具的使用壽命。 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） 多工位級進模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，調(diào)試、維修困難，價格昂貴。 7） 多工位級進模對沖壓設(shè)備、板料要求 高。 我國多工位級進模發(fā)展現(xiàn)狀 由于種種歷史原因，我國模具工業(yè)與當(dāng)前工業(yè)發(fā)展還很不適應(yīng)，無論是在設(shè)計制造技術(shù)和生產(chǎn)能力方面，還是在管理水平方面，模具工業(yè)遠遠不能滿足需求，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，削弱了其在國際市場上的競爭能力。近年來，我國模具進口幅度呈大幅下降之勢，并有超億元的出口額。大型、復(fù)雜、精密、高效和長 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 4 頁 共 31 頁 壽命模具也逐年上新的臺階，體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模也越來越多，沖壓自動線、自動沖壓技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。我國模具行業(yè)水平迅速提高，模具國產(chǎn)化已經(jīng)取得了十分可 喜的成績，這將對我國在國際市場的競爭能力和綜合國力的提高起到有力的促進作用。 2 產(chǎn)品工藝性分析 產(chǎn)品工藝性分析 該零件為汽車空氣濾清器支架，空氣濾清器主要負責(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)，成型過程中難免相互干涉。若采用簡單的落料、沖孔、彎曲等單工序模也可達到?jīng)_壓要求，這樣雖然模具結(jié)構(gòu)比較簡單，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，裝料時危險性較大。最后，工序較多，效率較低故不被推廣。為減少零件在生產(chǎn)中的多次定位對其精度和生產(chǎn)率的影響，一要產(chǎn)品批量較大，對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)過反復(fù)比較，適宜采用較為復(fù)雜的多工位級進模制造。 空氣濾清器支架總體形狀為“ Z”字形彎曲件。料厚為 技術(shù)要求和使用條件來看，零件要求具有較好的剛度和強度。因為零件為標(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 第 5 頁 共 31 頁 材料成型性能分析 本設(shè)計 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。該材料的抗剪強度為 b=440 560拉強度b=550 700長率 =16%，屈服點 s=360性模量 E=204000有良好的力學(xué)性能。 3 沖模工藝計算 毛坯展開尺寸的計算 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)中性層尺寸不變原則，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 圓弧部分展開尺寸的計算依舊按照中性層尺寸不變原則，計算出圓頂點至彎曲部分的制件長度： 7+（ 90 /180）（ 0+=） 彎曲部分尺寸計算 第一次彎曲，計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，計算位置為第一次彎曲至制件長度方向邊緣部分： 322+32+（ 120 /180）（ 0+=） 制件長度方向切邊部分 切去部分與寬度方向夾角為 60，則切去部分在坯料長度方向長為： = 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 6 頁 共 31 頁 最后得到制件展開圖如圖 3 圖 3件展開圖 搭邊值，查閱資料，對于料厚 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 第 7 頁 共 31 頁 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）， 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 =彎曲力的計算 1） 第一次彎曲 按照公式 F 自 = 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 8 頁 共 31 頁 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行彎曲的，所以彎曲力應(yīng)加上材料的屈服強度。 計算可得 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算： F=為彎曲部分在模具平面上的投影面積， mm 計算得 F 封 =300000N 沖壓設(shè)備的選用 根據(jù)以上計算可知，本設(shè)計中所需的總壓力為： F=00000=693792N 由于該級進模各工位并不同時進行加工，所以總壓力必定小于該值。查閱壓力機的規(guī)格，可選用 式壓力機）壓力機即可滿足需求，該 壓力機的公稱壓力為1100大閉合高度為 350足要求。 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及選用 條料排樣圖 設(shè)計多工位級進模時，首先要設(shè)計條料排樣圖，這是設(shè)計多工位級進模的重要依據(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尺寸和定距方式； 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 9 頁 共 31 頁 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)計樣式； 7） 基本上確定了 模具的結(jié)構(gòu)。 多工位級進模條料排樣圖設(shè)計的好壞，對模具設(shè)計有很大的影響。排樣圖設(shè)計錯誤，會導(dǎo)致制造出來的模具無法沖制零件。 一般在設(shè)計多工位級進模條料排樣圖時，要拿出多種排樣方案，加以比較、歸納、總可，最后得到一個最佳方案。多工位級進模條料排樣圖設(shè)計是否最佳方案，首先要看工位分布是否合理；條料能否在連續(xù)沖壓過程中通暢無阻；是否便于使用、制造、維修和刃磨；是否經(jīng)濟合理。 排樣圖的設(shè)計 條料排樣圖直接關(guān)系到級進模設(shè)計，因此在設(shè)計排樣圖時，主要需考慮以下幾個因素： 1） 送料方式 高速沖壓的多工位級進模， 用自動送料機構(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 每一個沖壓零件都有各自的特點，因而在設(shè)計排樣時，必須對這些特點加以分析、研究。 3） 模具的具體結(jié)構(gòu)和加工工藝性 設(shè)計條料排樣圖時，必須考慮模具的具體結(jié)構(gòu)，要把每一個環(huán)節(jié)，每一個具體部分的裝配關(guān)系，裝配順序，以至對每部分的加工方案都要全面考慮全面。 4） 被加工材料 多工位級進模對被加工材料的供應(yīng)狀態(tài)、被加工材料的機械性能、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?多工位級進模的精確定位很關(guān)鍵 6） 分段切除過程零件形狀連接方式的選擇 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 10 頁 共 31 頁 多工位級進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過程中，經(jīng)過不斷地沖切余料，條料內(nèi)連接沖壓零件運載前進的這部分稱為條料載體。條料載體分為：雙側(cè)載體、單側(cè)載體和中間載體三個基本形式。 8） 工位的確定與空位工位 在劃分工位時，對零件精度要求比較高的部位，應(yīng)盡量集中在一個工位一次沖壓完成為好，以避免步距誤差影響精度 要求。對于一個零件的兩個彎曲部分有尺寸精度要求時，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)計中的順序原則 在一般冷沖模設(shè)計中，各種沖壓工序之間的順序關(guān)系已形成一定規(guī)律。但是在多工位級進模連續(xù)沖壓時，暢游一些不同之處，如果在設(shè)計條料排樣圖時，沒有很好的掌握這些特點和內(nèi)在關(guān)系，會使模具的設(shè)計制造走彎路，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模具長度的 1/6（或?qū)挾鹊?/6）；同時要分析多工位級進模在沖壓過程中可能產(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 第 11 頁 共 31 頁 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 計算公式為 =100%=其中： 為材料的利用率 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 12 頁 共 31 頁 步距 級進模的步距是確定條料在模具中每送進一次，所需要向前移動的固定距離。步距的精度直接影響沖件的精度。 對于單排的排樣步距，基本尺寸為料寬加上一個載體 寬度。根據(jù)前述計算，確定步距為： S=定距方式與導(dǎo)正釘 級進模的定距方式有定位釘定距，側(cè)刃定距，導(dǎo)正釘定距和自動送料機構(gòu)定距等四種。這四種定距方式各有優(yōu)缺點，各有不同的適用場合。它們可以單獨使用，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進模，側(cè)刃定距適用于手工送料，也可采用半自動或自動送料。 自動送料機構(gòu)一般都是設(shè)置在模具外的獨立機構(gòu)，配合沖床沖程運動，條料做定時、定量的送進。 導(dǎo)正釘定距是級進模極為普遍采用的定距形式。特別是形狀復(fù)雜 的沖件，所用的級進模一般采用這種方式定距。 本設(shè)計所用的原料是條料自動送料機構(gòu)送料。 對于各種定距方式的使用場合綜合考慮，本設(shè)計采用自動送料機構(gòu)送料作粗定距，采用導(dǎo)正釘做精定距，以實現(xiàn)連續(xù)自動作業(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。多工位級進模沖制件多 為薄料，當(dāng) t ，導(dǎo)正釘孔應(yīng)不小于 2設(shè)計中料厚為 正釘使用 8此，符合要求。 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模和凹模直接負擔(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。多工位級進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 第 13 頁 共 31 頁 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)計一般凸模、凹模的方法進行設(shè)計。凸、凹模的設(shè)計要遵循以下原則： 1） 凸凹模要有足夠的強度和剛度。設(shè)計凸凹模應(yīng)選擇強度較好的材料，選擇合理的熱處理工藝和規(guī)范：在條件許可時可減少凸模長度，增加凹模厚度，在結(jié)構(gòu)上增加它們的強度和剛度。 2） 凸凹模必須安裝牢固，便于維修和更換。 3） 多工位自動級進模的凸凹模要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這樣既便于加工，又不會出現(xiàn)位置上的誤差。 4） 余料排除方便及時。為了避免損壞模具，應(yīng)采取及時的措施來清理余料，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 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)計采用臺階式固定。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。在自動化多工位級進模中應(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 第 14 頁 共 31 頁 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 第 15 頁 共 31 頁 圖 4下彎曲凸模外形 第十一工位為向上彎曲，凸模通過螺釘銷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，通過臺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 多工位級進模的凹模設(shè)計比較復(fù)雜，要考慮個工位工作形孔的形狀、精度、又要考慮個形孔的相對位置，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，多工位級進模的凹模結(jié)構(gòu)種類較多。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 16 頁 共 31 頁 凹模的分類：整體凹模、鑲套式凹模、拼合形孔凹模、分段拼合凹模。 分析個凹 模的適用場合及優(yōu)缺點： 1） 整體凹模 對于多工位級進模，不論其凹模的形孔多少，復(fù)雜程度如何，凹模設(shè)計為一個整體的凹模。對于多工位級進模，整體凹模缺點較多。 2） 鑲套式凹模 在多工位級進模中，對于某些銷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 在多工位級進模中，為了解決各工位形孔之間的間距精度問題，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 第 17 頁 共 31 頁 卸料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 卸料裝置是起卸料作用，在多工位級進模工作前，彈壓卸料裝置把條料壓住，防止條料在沖壓過程中產(chǎn)生位移和塑性變形；卸料裝置必須對個凹模起導(dǎo)向和保護作用。 對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)計的注意事項 在級進模中，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)計及工藝上加以保證。另外，卸料板的各形孔與對應(yīng)凹模的配合間隙只有凹模與凸模間隙的 1/3 1/4，這樣才能起到對凹模的導(dǎo)向和保護作用。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)高速沖壓和導(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。同時還需要注意潤滑。 3） 多工位級進模的卸料板應(yīng)具有耐磨性能。高速沖壓的多工位級進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） 卸料板對凸模要有一定的導(dǎo)向高度，越是細小凸模其導(dǎo)向高度也越高，可利用導(dǎo)向套對細小凸模進行導(dǎo)向和保護。其導(dǎo)向套的高度可以高于卸料板。對于大的凸模 ，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)正釘有效工作長度直壁露出卸料板底面不宜過長，一般為（ t，否則當(dāng)沖程回升時，條料會將導(dǎo)正釘“抱 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 18 頁 共 31 頁 住”，影響連續(xù)作業(yè)。尤其是當(dāng)采用帶臺式導(dǎo)料板，過長容易造成調(diào)料變形，影響沖壓精度。 8） 卸料裝置的輔助導(dǎo) 向機構(gòu)。輔助導(dǎo)向機構(gòu)俗稱小導(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量。否則，當(dāng)凸模經(jīng)過多次刃磨后，卸料螺釘帽頭在沖頭到達最低位置時會上模座的上平面，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。在多工位級進模中，多采用彈壓卸料裝置，但有時采用固定卸料裝置。固定卸料的卸料板一般是通過導(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。但在多工位級進模中， 彈壓是卸料的形式也是多樣的，有將彈壓卸料板通過卸料螺釘、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（在多工位級進模中還采用滾珠小導(dǎo)柱、導(dǎo)套）進行導(dǎo)向。也有的在卸料板上安裝上導(dǎo)套連同模架導(dǎo)柱一起進行兩級導(dǎo)向。 多工位級進模中采用彈壓卸料裝置，很重要的一個環(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。在多工位級進模中，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、銷釘緊固在卸料板基體上，拼合好的卸料板又通過基體用卸料螺釘、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度。 此次設(shè)計采用整體式彈壓卸料板，如圖 4 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 第 19 頁 共 31 頁 圖 4料板 該卸料裝置通過 6 個卸料螺釘、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 由于多工位級進模除除純沖裁件沖壓屬于平面加工外，對于帶有彎曲、成型、拉深的沖制件均屬于立體加工。因此對于條料在分段切除余料加工過程中，條料不能受任何障 礙。條料的送進，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)料板是對條料進行導(dǎo)向的裝置之一，沿條料送進方向，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式兩種。平直式多用于低速，手工送料的級進模；帶臺式多用于高速、自動送料的級進模。 本次設(shè)計只在模具送料處加裝導(dǎo)料板，采用平直式，無需淬火。 條料浮頂器 在多工位級進模中，條料浮頂器對條料起彈頂作用。同時，也可以在浮頂器上開設(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 第 20 頁 共 31 頁 圖 4頂器 自動檢測與安全保護裝置 多工位級進模在高速沖床上工作，它不但有自動送料裝置，而且還必須在整個沖壓生產(chǎn)過程中有防止食物的安全檢測裝置。因為模具在工作過程中，只要有一次失誤，如誤進給、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，設(shè)置的各種檢測裝置（傳感器）能迅速的把信號反饋給壓