彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計——畢業(yè)設(shè)計

1、目錄摘 要iabstractii1 緒論11.1 級進模簡介11.2 國內(nèi)級進模與國際先進水平的主要差距主要表現(xiàn)在以下方面：12 多工位級進模概述32.1 多工位級進模的實質(zhì)和特點32.2 多工位級進模的分類32.3 多工位級進模應(yīng)用的必要條件42.4 多工位級進模的應(yīng)用62.3 多工位級進模的發(fā)展63 彈簧抱挎模具設(shè)計與計算93.1 沖壓件的工藝分析103.2 工藝方案確定103.3 排樣圖設(shè)計123.4 沖壓力的計算143.5 沖壓刃口尺寸計算174 級進模零部件設(shè)計194.1 沖孔凸模與凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計194.2 落料、切斷凸模和凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計224.3 彎曲凸模和凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計25

2、4.4 導料裝置304.5 側(cè)壓裝置314.6 定距機構(gòu)設(shè)計334.7 卸料裝置344.8 自動檢測保護裝置354.9 非標準件364.10 標準件的選取425 模具總裝圖446 彈簧抱挎沖壓工藝與模具設(shè)計的綜合分析49結(jié)束語50參考文獻51摘 要級進模在過去因技術(shù)水平的限制，工位數(shù)相對較少，常為35個工位，10個工位以上就算多了，所以多工位這個詞過去很少聽到。近年來模具設(shè)計與制造技術(shù)有了進步，工位數(shù)已不再是限制模具設(shè)計與制造的關(guān)鍵。本文分析了彈簧抱挎多工位級進模設(shè)計的工藝性，詳細介紹了其成形的排樣方案和多工位級進模零部件的設(shè)計。確定了合理的成形步驟和多工位級進模的結(jié)構(gòu)，該模具凹模采用鑲塊式從

3、一定程度上降低了成本，且易損部位更換方便。模具結(jié)構(gòu)靈活可靠、卸料方便，能保證產(chǎn)品質(zhì)量，對此類零件的級進模設(shè)計有參考價值。 關(guān)鍵詞：級進模 成形 結(jié)構(gòu) abstractin the past, progressive die relatively small number of bits work,generally 3 to 5 stations, 10 stations over even more because of technical limitations, so the multi-bit word seldom heard in the past. mold design and

4、 manufacturing technology made progress in recent years, the median is no longer the limit workers die design and manufacture of the key. this paper analyzes the spring destroyed hold multi-position progressive die design process of detailing the layout of its programs and forming multi-position des

5、ign of progressive die components. reasonable steps to determine the shape and multi-position progressive die structure, the mold insert block die by a certain extent, reduce the cost, and easy replacement of wearing parts. mold structure flexible and reliable, easy to discharge, to ensure product q

6、uality, of such part of the progressive die design a valuable reference.keywords： progressive die forming structure顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音1 緒論1.1 級進模簡介多工位級進模是在普通級進模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高精度、高效率、長壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。這種模具除進行沖孔落料工作外，還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點和成形性質(zhì)，完成壓筋、沖窩、彎曲、拉深等成形工序，甚至還可以在模具中完成裝配工序。沖壓時，將帶料或條料由模具入口端送進后，在嚴格控制步距精度的

7、條件下，按照成形工藝安排的順序，通過各工位的連續(xù)沖壓，在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后，便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓件。為保證多工位級進模的正常工作，模具必須具有高精度的導向和準確的定距系統(tǒng)，配備有自動送料、自動出件、安全檢測等裝置。所以多工位級進模與普通沖模相比要復雜，具有如下特點： （1）在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序；減少了使用多副模具的周轉(zhuǎn)和重復定位過程，顯著提高了勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。 （2）由于在級進模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在復合模的“最小壁厚”問題，設(shè)計時還可根據(jù)模具強度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強度和裝配空間。 （3）多工

8、位級進模通常具有高精度的內(nèi)、外導向（除模架導向精度要求高外，還必須對細小凸模實施內(nèi)導向保護）和準確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。 （4）多工位級進模常采用高速沖床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動送料、自動出件、安全檢測等自動化裝置，操作安全，具有較高的生產(chǎn)效率。目前，世界上最先進的多工位級進模工位數(shù)多達 50 多個，沖壓速度達 1000 次分以上。 （5）多工位級進模結(jié)構(gòu)復雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制造、調(diào)試及維修帶來一定的難度。同時要求模具零件具有互換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。所以模具工作零件選材必須好（常采用高強度的高合金工具鋼、高速

9、鋼或硬質(zhì)合金等材料），必須應(yīng)用慢走絲線切割加工、成型磨削、坐標鏜、坐標磨等先進加工方法制造模具。（6） 多工位級進模主要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^2mm）、產(chǎn)量大，形狀復雜、精度要求較高的中、小型零件。用這種模具沖制的零件，精度可達 it10 級。 1.2 國內(nèi)級進模與國際先進水平的主要差距主要表現(xiàn)在以下方面： （1）模具制造精度方面與國際先進水平相比，在模具的精細化制造程度上低一級。 （2）模具使用壽命方面與國際先進水平相比，低30%以上。特別是刃磨一次壽命低，導致模具維護次數(shù)增加，降低了沖壓生產(chǎn)效率。還有模具在高速沖床上使用的沖次速度低150次/min左右。 （3）模具可靠性和穩(wěn)定性方面

10、與國際先進水平相比，在試模和模具使用中的調(diào)整及維修時間增加30%以上。國內(nèi)模具可靠性和穩(wěn)定性方面的差距較國際先進水平低，是直接影響國內(nèi)模具的市場競爭力要素。 （4）模具制造周期方面與國際先進水平相比，差距不斷縮小，并有一部分模具品類的制造周期已和國際先進水平同步。但是在接單多，而制造周期集中的情況下，導致模具不能如期交貨。從總體來看，模具規(guī)?；a(chǎn)的能力和交貨期的實現(xiàn)率較國際先進水平低10%以上。 除模具綜合水平量化在指標上的差距外，國內(nèi)在研發(fā)能力、人員素質(zhì)和對模具設(shè)計制造的基礎(chǔ)理論與技術(shù)的研究等方面與國外先進模具企業(yè)相比，也存在一定的差距。2 多工位級進模概述2.1 多工位級進模的實質(zhì)和特點

11、2.1.1 多工位級進模實質(zhì) 沖壓加工中，如果沖件有落料、沖孔、翻遍、彎曲、成形、整形六個工序，用一般普通沖壓工藝加工需要六副模具，因而沖件在加工中重復定位，質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本高，而難以適應(yīng)大批量、多品種沖件的生產(chǎn)。 級進模技術(shù)源自跳步模（連續(xù)模）的延伸與拓展，是在跳步?；A(chǔ)上發(fā)展起來的一種更多工藝加工、更多工序組合的沖壓模具。 在壓力機的一次行程中，級進模在依次分布于條料送進方向的幾個工序上分別完成一系列沖裁工序，條料沖第一工位到最后工位相繼成形，因此壓力機每動作一次即可獲得一個完整的工件或工序件。 級進模可在一副模具上完成一個沖件的全部沖壓加工。沖件無論其形狀的復雜程度，只要科

12、學、合理地進行工藝分析與工序組合，均可用一副模具沖壓出來。 級進?？砂褯_件進行工序分解后，按一定順序、規(guī)律，劃分成若干個等距離的沖壓加工工位，設(shè)置在模具內(nèi)。帶料（或條料）由配備或附設(shè)的送料機構(gòu)送入模具，經(jīng)連續(xù)。等距離的送進沖壓，完成沖件所需的全部沖壓工序后得到所需的成品零件。 級進模改進了一般跳步模沖裁毛刺面可能不在一個平面，有的沖件在彎曲、成形后仍需二次加工，有的沖件尺寸不穩(wěn)定，精度難以達到要求的缺陷。 級進模配合高速沖壓設(shè)備，附加自動送料機構(gòu)，實現(xiàn)了高速自動化沖壓生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)率。 綜上所述，級進模是一種較為先進的、有更多發(fā)展空間和使用價值的工藝裝備。2.2 多工位級進模的分類級進模

13、分類主要有：2.2.1 按沖壓工序性質(zhì)及其排列順序分類沖裁級進模：落料級進模、剪切級進模沖裁、彎曲級進模沖裁拉深級進模沖裁、成形級進模2.2.2 按排樣的方式不同分類1）封閉型孔連續(xù)式級進模 這種級進模的各個型孔（出定距側(cè)任型孔外）與被沖零件的各個孔及制件外形（彎曲件指展開外形）的形狀一致，并把它們分別設(shè)置在一定的工位上，材料沿各工位經(jīng)過連續(xù)沖壓，最后獲得所需的沖件。封型孔連續(xù)式級進模的特點：結(jié)構(gòu)較簡單、制造容易，一般用于沖制形狀簡單、精度較低的零件。適合手工送料和沖制半成品。2）分斷切除多段式級進模 這種級進模對沖壓零件的復雜異形孔和零件的整個外形采用切除多余廢料的方式進行。即在前一工位先切

14、除一部分廢料，在以后工位再切出一部分廢料，經(jīng)過逐個工位的連續(xù)沖制，就能獲得一個完整的零件或半成品。對于零件上的簡單型孔，模具上相應(yīng)的型孔可與零件上的型孔做成一樣。2.2.3 按工位和制件名稱分類主要有：32工位電刷支架精密級進模、25工位簧片級進模、50工位刷片級進模2.2.4 按沖壓的制件名稱分類如28l集成電路引線框級進模、傳真機左右支架級進模、動簧片多工位級進模、端子接片多工位級進模等，這些多工位級進模目前用得最多。2.2.5 按模具的結(jié)構(gòu)分類按模具的結(jié)構(gòu)分為獨立式級進模和分段組裝式級進模。獨立式級進模，工位數(shù)不論多少，各工位都在同一塊凹模上完成；分段組裝式級進模，按拍樣沖壓工序特點將相

15、同或相近沖壓性質(zhì)的工位組成一個獨立的分級進模單元，然后將它固定到總模架上，成為一副完整的多工位級進模。分段組裝式級進模簡化了制模難度，故在大型、多工位、加工較困難的級進模中常用。2.2.6 按模具使用的特征分類主要有帶自動擋料銷級進模、帶定長切斷裝置的級進模、自動送料沖孔分斷沖切級進模等。2.3 多工位級進模應(yīng)用的必要條件多工位級進模具有很多優(yōu)點，但是結(jié)構(gòu)復雜，制造技術(shù)要求高，同時還受壓力機、板料、生產(chǎn)批量等限制。所以，設(shè)計使用多工位級進模還需符合下列條件：1） 級進模的設(shè)計、制作和維修 多工位級進模的結(jié)構(gòu)相當復雜，制造精度比一般模具要求高得多。每次批量生產(chǎn)以后都不需經(jīng)過一次檢修、刃磨，并經(jīng)過

16、試沖合格后方可入庫待用。一些細小凸模，鑲件磨損或損壞后須及時更換。彎曲、拉深、成形的多工位級進模，刃磨凸模、凹模的刃口時，同時要修正其他部分的相對高度。彎曲、拉深、成形的多工位級進模，其凸模、凹模的高度也往往不相同。因此，刃磨后必須保持原設(shè)計要求的相對差量，必須要有一定技術(shù)水平的維修工人和比較精密的通用和必要的專用設(shè)備。必須有會凋整、維修、保養(yǎng)、刃磨修理的技術(shù)能力多工位級進模在使用過程中，刃磨損或局部可能出現(xiàn)故障，這是常見的事。例如小凸模的折斷，沖壓過程中發(fā)現(xiàn)毛刺過大，刃變鈍了，凸、凹模鑲件要更換或進行修理等。關(guān)鍵易損的工作零件應(yīng)有一定量的備件。多工位級進模的刃磨與一般模具不同，它不是簡單地將

17、某個凸?；虬寄Ｄトザ嗌倬屯晔?，對于那些有彎曲、拉深成形的多工位級進模，在刃磨凸、凹模刃口時，還要相應(yīng)地修理其他部分的相對高度，使刃磨或修理后的各凸、凹模之間仍保持原設(shè)計應(yīng)有的原理差量。對于這種刃磨和修理，必須要求修理人員，具有較高的專業(yè)理論和實踐技能(維修人員在拆卸模具前要了解模具的結(jié)構(gòu)原理和凸、凹模相互間尺寸關(guān)系等)。用戶也應(yīng)為之配置供刃磨、維修使用的精密磨削加工和檢測用的必備設(shè)備。2） 適用的壓力機 級進模使用的壓力機應(yīng)當具有足夠的強度、剛度、功率、精度、較大的工作臺面和可靠的制動系統(tǒng)。壓力計行程不宜過大，以保證級進模模架導向系統(tǒng)工作時不脫開。一般應(yīng)在壓力機公稱壓力的80%以下工作。多工位

18、級進模中應(yīng)設(shè)置條料送進故障檢出機構(gòu)，檢出機構(gòu)發(fā)出信號后制動系統(tǒng)必須能夠使壓力機立即停車，以免損壞模具或機床。擁有能滿足多工位級進模連續(xù)沖壓生產(chǎn)要求的沖壓設(shè)備這種沖壓設(shè)備與普通壓力機相比，要求精度、剛性更好一些，功率、臺面尺寸更大一些，沖次更高一些且可調(diào)，制動系統(tǒng)可靠穩(wěn)定。還應(yīng)具備行程可調(diào)(一般都使用行程可調(diào)的偏心壓力機)等功能，便于級進模的調(diào)試。用多工位級進模進行沖壓時，選取壓力機的行程是不大的，一般以保證沖壓能順利進行和送料能正常為原則。因此，不同的級進模，由于制件的不同，所取行程大小雖不完全相同，但總的來說都是一個較小的范圍。多工位級進模取小行程沖壓，可以保持模架的導柱、導套工作過程始終不

19、脫開，這樣有利于保證沖壓精度。而采用較小行程對實現(xiàn)高速沖壓，也是十分有利的。沖壓設(shè)備還應(yīng)附有高精度的自動送料裝置和安全保護裝置，這在自動沖壓無人看管的情況下，保持連續(xù)安全工作十分重要。3）良好的被加工材料 級進模沖制過程中，不能進行中間退火，不便于在加工中增加潤滑，因此要求沖壓材料的力學性能必須相當穩(wěn)定，對于進廠的每批材料必須按規(guī)定化驗、檢查；級進模沖壓對所用帶料的寬度和厚度公差以及料邊平直度有較高的要求，因為它們將直接影響沖制效果和條料的送進。4）沖壓件應(yīng)適合于多工位級進模沖制被加工零件的產(chǎn)量和批量要足夠大，通常批量在515萬件以上者，總產(chǎn)量在300萬件以上者才采用多工位級進模沖制。對于一些

20、沖壓件中的標準件、通用件等也可采用級進模沖制。多工位級進模在材料利用率上比其他模具都要低。貴重材料的零件采用級進模加工時應(yīng)慎重考慮經(jīng)濟性。由于送料精度和各工步之間的累積誤差，不致使零件精度精度降低。多工位級進模采用措施可使累積誤差限制在很小范圍。it10級精度以下的零件（零件外形部分），只要多工位級進模設(shè)計得當，制造良好，是完全能夠保證的。零件的形狀復雜且經(jīng)過沖制后不便于定位的零件，采用多工位級進模最為理想，如橢圓形的零件、小型和超小型零件、有些軟質(zhì)材料的零件以及難以檢出方向性的零件。某些使用簡易沖?；蚧驈秃夏６紵o法沖壓的形狀特殊的零件采用多工位級進模卻能解決問題。材質(zhì)、料厚完全相同且尺寸間有

21、相互關(guān)系甚至有配合關(guān)系的兩個沖壓件，可將兩個沖壓件合并在一副多工位級進模上同時沖制，有配合關(guān)系的位置由同一圖凹模進行沖裁，可以保證零件的配合要求，以分段切除的方式設(shè)計模具可提高材料利用率。2.4 多工位級進模的應(yīng)用盡管多工位級進模有許多特點，但是由于制造周期相對長些，成本相對高的原因，應(yīng)用時必須慎重考慮，合理選用多工位級進模，應(yīng)符合如下條件：1）制件應(yīng)該是定型產(chǎn)品，而且需要量確實比較大。2）不適合采用單工序沖制。某些形狀異常復雜的制件，如彈簧插頭、接線端子、需要多次沖壓才能完成制件的形狀和尺寸要求，若采用單工序沖壓是無法定位和沖壓的，而只能采用多工位級進模在一副模具內(nèi)完成連續(xù)沖壓，才能獲得所需

22、制件。3）不適合采用復合模沖制。某些形狀特殊的制件，如集成電路引線框、電表鐵芯等使用復合模是無法設(shè)計和制造模具的，而用多工位級進模能解決。4）沖壓用的材料長短、厚薄比較適宜。多工位級進模用的沖件材料，一般都是條料，料不能太短，以免沖壓過程中換料次數(shù)太多，生產(chǎn)率低。料太薄，送料導向定位困難；料太厚，無法矯直，且太厚的料一般較短，不適合用于級進模，自動送料也困難。5）沖件的形狀與尺寸大小相當。當沖件的料厚大于5mm，外形尺寸大于250mm時，不僅沖壓力大，而且模具的結(jié)構(gòu)尺寸大，故不宜采用級進模。6）模具的總尺寸和沖壓力適用于生產(chǎn)車間現(xiàn)有的壓力機大小，必須和壓力機的相關(guān)參數(shù)匹配。2.3 多工位級進模

23、的發(fā)展2.3.1 我國級進模發(fā)展趨勢標志著沖模技術(shù)先進水平的精密多工位級進模，具有結(jié)構(gòu)復雜、制造難度大、精度高、壽命長和生產(chǎn)效率高等特點，是我國重點發(fā)展的精密沖模。從精密多工位級進模的沖制件來看，包括電機鐵芯片級進模、空調(diào)器翅片級進模、集成電路引線框架級進模、電子連接器級進模、彩管電子槍零件級進模、汽車零件級進模、家電零件級進模等。可以說，沖制件覆蓋了電子、汽車、通訊、機械、電機電器、儀器儀表和家電等產(chǎn)品范疇。從當前國內(nèi)制造的精密多工位級進模的水平分析在模具的技術(shù)含量、制造精度、使用壽命和制造周期等方面均獲得了明顯進步。其中部分高檔優(yōu)質(zhì)模具的總體水平與國際同類模具水平相當。隨著與國際接軌的腳步

24、不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進步的投資力度，一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維cad，并陸續(xù)開始使用ug、pro/engineer、i-deas等國際通用軟件，個別廠家還引進了moldf隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性7。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進步的投資力度，一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維cad，并陸續(xù)開始使用ug、pro/engineer、i-deas等國際通用軟件，個別廠家還引進了moldflow等cae軟件

25、，并成功應(yīng)用于多工位級進模的設(shè)計中。 目前，以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)，在模具cad/cae/cam技術(shù)方面取得了顯著進步。例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析kmas軟件，華中理工大學模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模cad/cae/cam軟件，上海交通大學模具cad國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模cad軟件等。 而多工位級進模技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)

26、品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。專家認為，未來多工位級進模具制造技術(shù)有以下幾大發(fā)展趨勢： (1)全面推廣cad/cam/cae技術(shù) 模具cad/cam/cae技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及cad/cam/cae技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大cad/cam技術(shù)培訓和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大cae技術(shù)的應(yīng)用范圍10。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使cad/cam/cae技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可

27、獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點11。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的cad數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。

28、 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預計這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模

29、具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積(tin、tic等)、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。3 彈簧抱挎模具設(shè)計與計算工件名稱：彈簧抱挎生產(chǎn)批量：大批量材料：65mn

30、材料厚度：0.8mm技術(shù)要求1. 表面處理：鍍軍綠fe/ep.zn12.c2d，去氫脆。鍍鋅質(zhì)量按q/zsjg 1-2004摩托車零部件鍍鋅通用技術(shù)條件執(zhí)行；2. 安裝在13.5芯軸上，保持12小時不發(fā)生斷裂；3. 壓縮最大內(nèi)經(jīng)10次后，內(nèi)徑尺寸變化不得大于13以上；4. 未注圓角r0.5；5. 熱處理：hrc42-46.3.1 沖壓件的工藝分析該零件為環(huán)形彎曲零件，尺寸相對較小，設(shè)計工序多，若采用單工序?；驈秃夏?，模具數(shù)量多，定位困難，誤差大，生產(chǎn)效率要求高且大批量生產(chǎn)，故采用多工位級進模生產(chǎn)。該工件上有一個帶圓角的長方形孔和兩個對稱的帶圓角的三角形孔，且三個孔的精度位置要求不高。與工件邊緣

31、的距離為2mm。查表得相當于it14級精度（互換性與技術(shù)測量表1-24 表1-8）。在沖孔與落料工序次序安排時，應(yīng)先安排沖孔后安排落料，以便于先充好的孔作為導正定位孔。由于該零件上沒有圓形孔，為了提高送料步距精度，所以在首次工序中預先沖出兩個圓孔用于導正銷定位。對于沖裁、彎曲的多工位級進模，應(yīng)先沖孔和沖去部分外形余料，再進行彎曲，然后再沖去其余余料。3.2 工藝方案確定 根據(jù)以上設(shè)計要點確定第一步應(yīng)該沖工件上的三個孔和定位孔。第二步?jīng)_工件彎曲外形余料。第三步彎曲成形。第四步切斷。由于工件尺寸較小所以沖外形余料分兩次進行2最后將被彎成一個圓形，彎曲幅度較大。所以彎曲部分要分五步完成：第一步，彎曲

32、工件兩端圓弧以外部分端進一步彎圓；第四步，初步擠圓；第五步，擠圓。如下圖所示： ；第二步，工件兩端初步彎圓??；第三步，工件兩第一步第二步第三步第四步完成3.3 排樣圖設(shè)計方案一：有廢料排樣沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少廢料排樣因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。通過上述兩種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排。3.3.1 料寬和步距的確定零件外形尺寸長61mm

33、寬8mm，采用帶料生產(chǎn)。工件根據(jù)落料工序設(shè)計，考慮操作方便和零件的成形工藝故采用直排單排沿邊與搭邊組合排樣設(shè)計。定步距為13mm,跟據(jù)材料厚度t=0.8mm，查沖壓手冊表2-18，工件間搭邊值=1mm，沿邊a=1.2mm.工件需要沖定位孔孔的尺寸為2.4，且工件尺寸較小，所以取工件間搭邊值=5mm，沿邊a=5mm.且兩邊留1.5mm的廢料條料的寬度：b=61+25=71mm條料的步距：s=8+5=13mm沖裁單件的材料利用率：=a/bs100%=（448+171.5）/7113*100%=37.98%3.3.2 排樣圖確定 根據(jù)計算，繪制排樣圖：3.4 沖壓力的計算沖孔力的計算=klt(k=1

34、.3);沖孔力（n）；l工件外輪廓周長（mm）；t材料厚度 t=0.8mm;材料抗剪強度（mpa），查得=600mpa；=1.3t ；工件內(nèi)輪廓周長，=2（3+14）+20.5=37.14mm;=1.3t=1.337.14mm0.8mm600mpa=23.18kn;=1.3t;工件內(nèi)輪廓周長,=2.75mm+24.73mm+2.78mm+2.88mm=16.75mm；=1.3t=1.316.75mm0.8mm600mpa=10.45kn；=1.3t；工件內(nèi)輪廓周長,=d=3.142.5mm=7.85mm;=1.3t=1.37.85mm0.8mm600mpa=4.9kn;落料力的計算=1.3t；

35、落料外輪廓周長,=2（29.5mm+3mm+2mm）+1.57mm+4.71mm=75.28mm;=1.3t=1.375.28mm0.8600mpa=46.97kn;=1.3t；落料外輪廓周長，=2mm+3mm+4.71mm+2mm+10.5m+1.57mm+1.54mm+14.59mm+2.31mm=69.72mm;=1.3t=1.369.72mm0.8mm600mpa=43.5kn;=1.3t；落料外輪廓長，=2mm+2mm=4mm；=1.3t=1.34mm0.8mm600mpa=2.5kn;=23.18+210.45+24.9+246.97+243.5+2.5=237.32kn=0.04

36、237.32=9.4928kn彎曲力的計算v形件：=；u形件：=；式中 材料在沖壓行程結(jié)束時的自由彎曲力n； b彎曲件寬度mm； t彎曲件厚度，0.8mm； r彎曲件的內(nèi)彎曲半徑mm； 材料的強度，800mpa； k安全系數(shù)，一般取k=1.3。第一彎曲工位為v形件彎曲： =570.5n（b=4mm，r=2mm） =427.8n（b=3mm，r=2mm）第二、三彎曲工位為u形件彎曲： =274.07n（b=4mm，r=6mm） =548.14n（b=8mm，r=6mm）總彎曲力=1.8kn；總沖裁力f=+=248.6kn根據(jù)零件排樣圖尺寸、工位數(shù)以及各方面參數(shù)選用公稱壓力為450kn的開式壓力機

37、。其技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：450kn滑塊行程：60mm最大裝模高度：250mm行程次數(shù)：200次/min裝模高度調(diào)節(jié)量：60mm工作臺尺寸（前后左右）：480820mm機身工作臺孔尺寸（前后左右）：150270mm模柄孔尺寸（直徑深度）：4075mm由于工件成形工藝排樣特殊，所以壓力中心偏移沖裁方向較多。但總沖壓力不是很大，所以不考慮壓力中心偏移。3.5 沖壓刃口尺寸計算3.5.1 沖孔刃口尺寸計算沖孔部分以沖孔凸模為基準計算，沖孔凹模按間隙值配制。既以沖孔凸模為基準，凹模按間隙值配制。由于沖裁尺寸較小、沖裁間隙小、形狀較復雜，故采用配合加工方法。以凸模為基準件，凸模磨損后刃口部分尺寸都減小，

38、因此均屬于b類尺寸，以下的尺寸都屬于b類，查沖壓手冊x=0.75;則由公式得由以上公式代入數(shù)字可得到以下相應(yīng)的數(shù)據(jù)： 該零件凹模刃口各部分尺寸按上述凸模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值zminzmax=0.0640.092mm.3.5.2 落料刃口尺寸計算落料部分以落料凹模為基準計算，沖孔凸模按間隙值配制。既以沖孔凹模為基準，凸模按間隙值配制。由于落料形狀較復雜，故采用配合加工方法。以凹模為基準件，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于a類尺寸，以下的尺寸都屬于a類，查沖壓手冊x=0.75;則由公式得由以上公式代入數(shù)字可得到以下相應(yīng)的數(shù)據(jù)： 該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸

39、配制，保證雙面間隙值zminzmax=0.0640.092mm.3.5.3 彎曲尺寸計算對于v形件的彎曲間隙靠調(diào)整壓床擠壓閉合高度來控制，不需要在設(shè)計時和制造模具時來確定。而且該工件需要進行整形工藝，由于工件成品為圓形所以必須在切斷工序后單獨整形。所以在這里不設(shè)計彎曲模具的間隙。4 級進模零部件設(shè)計該工件生產(chǎn)批量大，采用鑲拼結(jié)構(gòu)當凹模損壞時更換較方便。鑲塊與凹模板采用h7/n6配合，模具凸模尺寸較小與固定板采用鉚接4.1 沖孔凸模與凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計凸模長度l =20+14+20+4=58mm其中,hl凸模固定板厚度mm； h2卸料板墊板厚度mm；h3卸料板厚度mm; 凸模進入凹模深度mm由于凸

40、模截面較小所以與卸料板局部導向以h7/h6配合凸模壓應(yīng)力校核： 凸模最小直徑，mm；t材料厚度，mm；抗剪抗剪強度，600mpa；凸模材料的許用應(yīng)力，1800mpa. =2.4mm大于d=1.07mm故設(shè)計合理 沖孔凸模1 沖孔凸模2 沖孔凸模3凹模外形尺寸：查沖壓手冊表2-39，凹模壁厚為26mm，高度為20mm.因為凹模是以鑲塊的形式鑲?cè)氚寄０逯?，且排樣步距?3mm，凹模板中涉及到彎曲部分讓位孔的深度，所以凹模板的厚度取32mm。則鑲塊的高度也為32mm。則凹模鑲塊的壁厚尺寸如下所示： 凹模鑲塊1 凹模鑲塊24.2 落料、切斷凸模和凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計凸模長度與沖孔凸模長度一樣，便于加工。

41、落料凸模2 落料凸模1 切斷凸模 凹模鑲塊3、4 凹模鑲塊54.3 彎曲凸模和凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計首次彎曲時，為便于在擠圓時彈簧抱挎小的那一端易伸入方孔中，所以小的那一端彎曲角度為20，帶方孔一端彎曲40。彎曲半徑為r2mm。第二、三步彎曲彎曲凸模半徑均為6mm，外徑為7mm。彎曲部分凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸如下所示： 彎曲凸模1 彎曲凸模2 彎曲凹模1 彎曲凹模2 彎曲凹模3 彎曲凹模4 彎曲凹模鑲塊1 彎曲凹模鑲塊2 彎曲凸模鑲塊1 彎曲凸模鑲塊24.4 導料裝置 多工位級進模與普通沖裁模一樣，也用導料板對條料沿著送進方向進行導向，它安裝在凹模上平面的兩側(cè)，并平行于模具的中心線。本多工位級進模的導料板，

42、為適應(yīng)高速、自動沖壓以及零件的工藝性，采用帶槽式浮頂銷的導料裝置。槽式浮頂銷帶有導向槽，因它兼有導料板對條料導向的功能，可省去導料板。采用這種裝置導料時，需在彈壓卸料板的對應(yīng)位置開出讓位孔，工作時由讓位孔的底面壓住槽式浮頂銷的頂面。其結(jié)構(gòu)如右圖所示：其尺寸結(jié)構(gòu)計算：h=t+(0.61.2)mm =1.8mmc=1.53.0mm=3.0mma=c+(0.81.5)mm=4.0mmh=+(1.33.5)mm=25mm d=d(610)t=3.2mm式中 h導向槽高度； c帶槽式浮頂銷頭部高度；a卸料板讓位孔高度；h浮頂銷活動量d槽內(nèi)直徑 浮頂銷4.5 側(cè)壓裝置工件需要彎曲成圓形需要設(shè)計帶斜楔的彎曲

43、模，如下圖所示：帶斜楔彎曲模部分工作原理：壓力機滑塊向下運動完成合模動作時，卸料板先壓料向下運動且壓下模芯47向下運動。斜楔44再側(cè)向擠壓滑滑楔48，側(cè)相對工件擠壓。完成擠圓工序。壓力機滑塊向上運動，滑楔失去斜楔對它的壓力在彈簧的作用下回到原位。斜楔尺寸、角度計算：滑動模塊為水平運動且滑楔行程不大，斜楔角度取30則s/s1=0.5573s滑楔的行程；s1斜楔的行程；得到斜楔和滑斜楔的的結(jié)構(gòu)以及尺寸分別如下圖所示： 斜楔 滑楔 下模芯4.6 定距機構(gòu)設(shè)計級進模沖壓要經(jīng)過多個工位逐步完成，工序件必須在各工位準確的定位。本級進模采用自動送料裝置與導正銷聯(lián)合定距。導正銷工作直徑與沖導正孔凸模材料相同，

44、導正銷工作直徑d和沖導正孔的凸模直徑d按ti6級精度制造。0.5t1.0mm時導正孔直徑為2.0到2.5mm，導正孔直徑為2.4mm。定距裝置和導正銷如下所示： 導正銷4.7 卸料裝置該工件卸料采用彈壓式卸料裝置，卸料板還可以起到壓料的作用。結(jié)構(gòu)如下： 螺釘套采用這種帶套筒的螺釘來卸料，可以保證每顆螺釘處卸料板的活動高度相同，卸料板不傾斜。彈簧安在墊板與固定板間而不套在卸料螺釘外在，是因為沒有足夠的位置安裝卸料螺釘，同時也可以減少螺釘?shù)臄?shù)量?；顒恿繛?mm，則彈簧壓縮量為15mm。選用彈簧 dl.2050 2根dm.2050 12根卸料力=397.52+735.937512=9626.22n大

45、于=9492.8n為使卸料板對凸模起到導向和保護作用，在固定板與卸料板之間增設(shè)小導柱和小導套。4.8 自動檢測保護裝置導正檢測，當浮動檢測銷1由于送料失誤，不能進入條料的導正孔時，便由條料推動檢測銷1向上移動，同時推動接觸銷2使微動開關(guān)閉合，因為微動開關(guān)與壓力機電磁離合器是同步的，所以電磁離合器脫開，壓力機滑塊停止運動。所以當調(diào)料誤送時，壓力機可以馬上停止工作防止事故的發(fā)生。導正孔檢測圖1-浮動檢測銷 2-接觸銷 3-微動開關(guān)4.9 非標準件序號名稱尺寸材料數(shù)量13上墊板2751681545114凸模固定板2751682045115卸料板墊板2751681445117卸料板2751682045

46、119凹模板2751683245120下墊板27516814451其圖如下：4.9.1 上墊板上墊板有防止模座損壞的作用，上面有安裝卸料螺釘?shù)目?、彈簧的孔、凸模固定板與上模座連接螺釘?shù)目滓约颁N孔。上墊板熱處理：hrc5052。上墊板4.9.2 凸模固定板凸模固定板起固定凸模的作用，上面除了與凸模配合的孔外，還有固定小導柱的孔、銷孔、安裝彈簧的孔、安裝卸料螺釘?shù)目滓约芭c上模座固定的螺釘孔。調(diào)質(zhì)處理：hrc2025。凸模固定板凸模固定板組合圖4.9.3 卸料板墊板卸料板墊板可以防止彈簧對卸料板的磨損，且可以防止小導套上滑。上面主要有凸模讓位孔、安裝小導套的孔、以及與卸料板固定的螺釘孔、安裝卸料螺釘

47、的孔。熱處理：hrc5052。 卸料板墊板4.9.4 卸料板卸料板除了卸料的作用外同時在沖裁時還起到壓料的作用，上面主要有與凸模配合的孔還有安裝導正銷的孔、小導套的孔，卸料螺釘連接螺紋孔、卸料墊板和卸料板連接螺紋孔，浮頂銷讓位孔和零件彎曲部位讓位孔。調(diào)質(zhì)處理：hrc2025。卸料板4.9.5 凹模板 作用為固定凹模鑲塊，上面主要有小導套安裝孔、彎曲件讓位孔、浮頂銷讓位孔、與模座連接螺釘孔、銷孔、滑楔安裝孔等，調(diào)質(zhì)處理：hrc2025。凹模板凹模組合4.9.6 下墊板 可以避免模座的損壞，上面主要有螺釘安裝孔、排廢料孔、浮頂銷讓位孔等。熱處理：hrc5052。下墊板4.10 標準件的選取4.10

48、.1 內(nèi)六角螺釘(gb70-76)模柄與上模座連接用螺釘：數(shù)量：4 規(guī)格：m830上模座和凸模固定板連接用螺釘：數(shù)量：6 規(guī)格：m850卸料用螺釘：數(shù)量：6 規(guī)格：m860卸料板和卸料板墊板連接用螺釘：數(shù)量：6 規(guī)格：m625凹模板和下模座連接用螺釘：數(shù)量：6 規(guī)格：m880側(cè)壓裝置用螺釘：數(shù)量：6 規(guī)格：m6704.10.2 圓柱銷 (gb119-76)上模座與凸模固定板用圓柱銷數(shù)量：2 規(guī)格：850下模座與凹模固定板用圓柱銷數(shù)量：2 規(guī)格：8804.10.3 模座根據(jù)凹模塊和凸模固定板的尺寸選取滾動導向鋼板模座四導柱上模座： 31520040 jb/t 7186.4 材料，45四導柱下模座

49、： 31520050 jb/t 7187.4 材料, 45 4.10.4 與模座配套零件4.10.4.1 導柱、導套導柱、導套材料為20鋼，熱處理并且做滲碳處理。數(shù)量：4 導柱，選取b30190型導柱 jb/t 7187.2數(shù)量：4 導套，選取b3012038型導套 jb/t 7187.44.10.4.2 鋼球保持圈數(shù)量：4 規(guī)格：3037.584 jb/t 7187.54.10.4.3 彈簧數(shù)量：4 規(guī)格：23385 jb/t 7187.64.10.4.4 壓板數(shù)量：12 規(guī)格：1620 gb/t 2861.164.10.4.5 螺釘數(shù)量：12 規(guī)格：m616 gb/t 704.10.4.6

50、模柄數(shù)量：1 規(guī)格：b4078 gb2862.3-815 模具總裝圖模具的閉合高度應(yīng)為上模座、下模座、凸模固定板、凹模板、卸料板、墊板等等厚度總和。即h=40+50+15+20+20+14+32+14=205mm前面所選壓力機最大閉合高度為250mm，最小閉合高度為190mm。模具閉合高度滿足hmax-5hhmin+10,故認為是合適的。故也可同時證實前面所選壓力機是合適的。經(jīng)分析級進模的總裝圖如下所示：主視圖：1浮頂銷，2凹模鑲塊2 ，3沖孔凸模3 ，4沖孔凹模1 ，5落料凸模1， 6內(nèi)六角螺釘，7落料凸模2 ，8彈簧，9模柄，10內(nèi)六角螺釘，11彈簧，12切斷凸模，13上墊板，14凸模固定板，15卸料板墊板，16內(nèi)六角螺釘，17卸料板，18凹模鑲塊5 ，19凹模板，20下墊板，21彈簧，22導正銷，23凹模鑲塊4 ，24凹模鑲塊3，25螺塞，26彈簧左視圖： 彈簧抱垮級進模