棒料空间弯曲多工位级进模的设计
模具毕业设计125弯曲级进模毕业设计论文
题目: HCB991冲件弯曲成型工艺与多工位级进模设计姓名:学院:专业: 材料成型及控制工程班级:学号:指导教师: 职称: 讲师年5月11日目录摘要 ................................................................ - 3 - 关键词 .............................................................. - 3 - Abstract ............................................................ - 3 - Key words ........................................................... - 3 - 第一章绪论 ........................................................ - 4 -1.1 级进模的概述................................................. - 4 -1.2 级进模特点及其现状........................................... - 4 -1.2.1 多工位级进模特点 ....................................... - 4 -1.2.2 多工位级进模在我国的发展现状 ........................... - 5 -1.3 级进冲模的设计要点与步骤.................................... - 5 - 第二章产品的工艺性分析 ............................................. - 5 - 第三章方案及排样图设计 ............................................ - 6 -3.1 冲裁方案的设计............................................... - 6 -3.2 毛坯展开尺寸计算............................................. - 6 -3.3 排样图的设计................................................. - 7 -3.3.1 排样图的设计 ........................................... - 7 -3.3.2 排样图的设计方案与比较 ................................. - 8 -3.4 步距与步距精度............................................... - 9 -3.4.1 步距基本尺寸的确定 ..................................... - 9 -3.4.2 步距精度 .............................................. - 10 - 第四章模具工艺计算 ............................................... - 11 -4.1 凸、凹模间隙值的确定........................................ - 11 -4.2 公称压力的计算.............................................. - 11 -4.3 压力设备的选择.............................................. - 11 -4.4压力中心的确定 .............................................. - 11 - 第五章模具结构 ................................................... - 12 -5.1 模架结构.................................................... - 12 -5.2凸模、凹模结构设计 .......................................... - 12 -5.2.1 凸模结构设计 ......................................... - 13 -5.2.2 凹模的结构设计 ....................................... - 13 -5.3 卸料装置结构的设计......................................... - 14 - 第六章主要零、部件的设计与选用 ................................... - 14 -6.1 工艺零件.................................................... - 14 -6.1.1 各工位凸、凹模刃口尺寸计算及长度的确定 ................ - 14 -6.1.2 定位装置 .............................................. - 18 -6.2 结构零件的选用.............................................. - 19 -6.2.1 导向零件的选用 ........................................ - 19 -6.2.2 模柄的选用 ............................................ - 19 -6.2.3 紧固零件的选用 ........................................ - 19 -6.2.4弹性元件的选用......................................... - 19 - 第七章主要零件的制造工艺 ......................................... - 19 -7.1 凸模的加工工艺.............................................. - 19 -7.1.1 直通式异形凸模 ........................................ - 19 -7.1.2 圆凸模、长圆凸模 ...................................... - 19 -7.2 凹模的加工工艺及Pro/E数控加工.............................. - 19 -7.3 其他零件的加工工艺.......................................... - 22 -7.3.1 卸料板的制造工艺 ...................................... - 22 -7.3.2 凸固定板的加工工艺 .................................... - 22 - 第八章总结 ....................................................... - 22 -致谢 ............................................................... - 22 - 参考文献 ........................................................... - 23 -HCB991冲件弯曲成型工艺与多工位级进模设计专业姓名材料成型及控制工程彭敏指导教师夏荣霞摘要本设计为一弯曲冲裁多工位级进模，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计技术，确定排样，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图以及三维实体图，以及对模具主要零件的加工工艺规程。
弯曲模具设计(带全套cad图)
模具课程设计说明书——弯曲模课程设计学校：学院：专业：姓名：学号：指导教师：一、零件图二、工艺设计1.弯曲工序安排原则工序安排的原则应有利于坯件在模具中的定位；工人操作安全、方便；生产率高和废品率最低等。
弯曲工艺顺序应遵循的原则为：①先弯曲外角，后弯曲内角。
②前道工序弯曲变形必须有利于后续工序的可靠定位；并为后续工序的定位做好准备。
③后续工序的弯曲变形不能影响前面工序已成形形状和尺寸精度。
④小型复杂件宜采用工序集中的工艺，大型件宜采用工序分散的工艺。
⑤精度要求高的部位的弯曲宜采用单独工序弯曲，以便模具的调整与修正。
制订工艺方案时应进行多方案比较。
2.形状简单的弯曲件如V形、U形、Z形件等，可采用一次弯曲成形。
3.弯曲件展开尺寸计算。
（1）中性层位置的确定弯曲中性层位置并不是在材料厚度的中间位置，其位置与弯曲变形量大小有关，应按下式确定：P=r+kt式中 P----弯曲中性层的曲率半径；r----弯曲件内层的弯曲半径；t----材料厚度；k----中性层位移系数，板料可有表3-9查得，圆棒料由表3-10查得。
（2）弯曲件展开尺寸计算计算步骤：1）将标注尺寸转换成计算尺寸即将工件直线部分与圆弧部分分开标注，2）计算圆弧部分中性层曲率半径及弧长中性层曲率半径为P=r+kt，则圆弧部分弧长为： s=Pa式中 a----圆弧对应的中心角，以弧度表示。
3）计算总展开长度L=L1+L2+SL=∑L直+∑S弧4.回弹弯曲成形是一种塑性变形工艺。
回弹的表现形式：1）弯曲回弹会使工件的圆角半径增大，即r2＞rp,则回弹量可表示为△r=r2-rp2) 弯曲回弹会使弯曲件的弯曲中心角增大，即a＞ap.则回弹量可表示为△a=a-ap影响弯曲回弹的因素：1．材料的力学性能。
2. 材料的相对弯曲半径r/t。
3. 弯曲制件的形状。
4. 模具间隙。
5. 校正程度。
弯曲板件时，凸模圆角半径和中心角可按下式计算:Rp=r/(1+3Asr/Et)ap=ra/rp式中 r----工件的圆角半径；Rp----凸模的圆角半径；a----工件的圆角半径r对弧长的中心角；ap----凸模的圆角半径rp所对弧长的中心角；t----毛坯的厚度；E----弯曲材料的弹性模量；A----弯曲材料的屈服点减小回弹的措施：1）在弯曲件的产品设计时①弯曲件结构设计时考虑减少回弹，在弯曲部位增加压筋连接带等结构。
多工位级进模典型结构与主要参数计算
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(Dmax
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凸模刃口尺寸：
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凹模刃口尺寸： （3）孔心距 Ld ?
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14
15
3.3 冲裁力和压力中心的计算
3.3.1 冲裁力的计算
2. 考虑冲模的磨损规律 落料模：凹模基本尺寸应取最小极限尺寸； 冲孔模：凸模基本尺寸应取最大极限尺寸。
12
3. 凸、凹模刃口制造公差应合理 形状简单的刃口制造偏差：按IT6 ～IT7 级或查教材表3-9 ； 形状复杂的刃口制造偏差：取冲裁件相应部位公差的1/4 ； 对刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差：取冲裁件相应部位公
较比点缺优的模序工单和模进级
二 材料利用率的计算
材料利用率：是指冲裁件的实际面积与所用板料的面积之比。
?
?
F F0
?
100%
?
F AB
?
100 %
?------ 材料利用率；
F------- 工件的实际面积；
F0------- 所用材料面积，包括工件面积和废料面积； A------- 送料距（相邻两个制件对应点的距离）； B------- 条料宽度。
F自
=
0.6kbt 2?
r+t
b
U形件弯曲力
F自=
0.7kbt r+t
2?
b
F自--- 冲压行程结束时的自由弯曲力； K---- 安全系数，一般取1.3 ； b---- 弯曲件的宽度（mm）； t---- 弯曲材料的厚度（mm）；
浅谈多工位级进模空工位的设计
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中国新技术新产品
一 １ ３ １ —
参 考文 献 ［ １ 】 李硕 本 ． 冲 压 工 艺学【 Ｍ 】 ． 北京： 机械 工业
出版 社 ． １ ９ ８ ２ ．
［ ２ ］ 王孝 培． 冲 压设计 资料
［ Ｍ】 ． 北京： 机械 工业 出版
手册 》 编 写组．
冲模 设计 手册 ［ Ｍ ］ ． 北京 ： 机 械 工业 出版社 。 １ ９ ８ ８ ．
位， 其余工步应少设空工位 ， 空工位的设 置， 有 可 能增 加误 差 ， 在 有导 正 销 的位置 ， 由于 有导 正销 的导正 ， 可 适 当增 加 空工 位
的设 置 ；
４冲件精度高的，应少设置空工位 ， 以减 少积 累误差 ， 提 高 冲件精度 。
结语
空工 位 的设计 ， 在 多工 位级 进 模排 样 图设 计 中 ，是 一个 容 易 被忽 视 的地 方 ， 在 排 样 设 计 中如 不充 分 和 合 理 的考 虑 空 工 位 的设计 ， 会 给模 具设 计 造 成一 些 不必 要 的损 失 ， 因此 ， 要 在 排样 图设 计 时 对 空 工 位 的设 计 引起必 要 的重视 。 更 好 的为 改 善 乳 制 品 质 量 水 平 提 供 保障。
【 ４ ］ 明 海进周 解 冲压级进 模 设 计【 Ｍ １ ． 上海： 上 海 市黄
浦 区模具 技 术协会 ， １ ９ ８ ７ ．
［ ５ ］ 宁建 华． 多工位级 进模 设 计 方法 与技巧 【 Ｍ ］ ． 北京： 机
械 工业 出版社 ． ２ ０ ０ ９ ．
［ ６ ］ 陈炎 嗣． 多工住级 进模 设 计手 册【 Ｍ】 ． 北京： 化 学 工业
多工位级进模设计实例
多工位级进模设计实例
1.6 计算冲裁各工艺力
6.总的冲裁力 7.卸料力 8.推件力 9.冲裁总工艺力
多工位级进模设计实例
1.7 压力中心的确定
由于冲裁力较小，并且采用对角导柱模架， 受力平稳，同时根据零件的排样图可以看出， 模具压力中心不会超出冲模模柄的投影面积。 故压力中心确定为本模具的凹模对称中心。
冲压工艺与模具设计
多工位级进模设计实例
1.1 零件的工艺性分析
1. 零件尺寸精度
2. 零件结构
形状
3. 确定冲压 工艺方案
多工位级进模设计实例
1.1 零件的工艺性分析
簧片
1.2 排样设计
多工位级进模设计实例
排样图
1.3 模具工作工程
多工位级进模设计实例
模具工作过程
1.4 材料利用率
多工位级进模设计实例
落料凸模
多工位级进模设计实例
1.10 模具主要部件零件图
卸料板
多工位级进模设计实例
1.10 模具主要实例
1.5 凹模轮廓尺寸
1
2
凹模计算尺寸
根据凹模轮廓 尺寸选取标准
凹模
选取模具结构 的典型组合
3
根据典型组合 选取标准模架
4
多工位级进模设计实例
1.6 计算冲裁各工艺力
1.工件外轮廓周边长度 2.孔(φ6 mm)周边长度 3.侧刃冲切长度 4.冲切一个工件的周边长度 5.一个工步内冲切工件的总长度
9、21—
10—防转销；
11—模柄； 13—卸料螺钉；
14—垫板； 15—
16—弹簧； 17—导套；
18—导柱； 20—承料板；
22—下模座
簧片落料冲孔级进模
弯曲工艺及模具设计
减小量，则 （ 3-源自）弯曲角（弯曲件两直边间的夹角，它与弯曲中心角度间的 关系为：）的增大量为：
（ 3-3）
计算出的、（）即为弯曲件的回弹量，但是与实际冲压生 产中的回弹量相比，有一定的差别，其原因是影响弯曲回 弹有多种因素。
2）影响回弹的因素 1）材料的力学性能。材料的屈服强度越大，弹性模量越小，
（二） 弯曲件质量分析
1. 弯裂 （1） 最小弯曲半径
弯曲半径是指弯曲件内侧的曲率半径（图3-5中的r）。 由弯曲变形可知，弯曲时板料的外侧受拉伸，当外侧的拉 伸应力超过材料的抗拉强度时，在板料的外侧将产生裂纹， 这种现象称为弯裂。弯曲件是否弯裂，在相同板料厚度的 条件下，主要与弯曲半径r有关，r越小，弯曲变形程度越 大，因此存在一保证外层纤维不产生弯裂时所允许的最小 弯曲半径rmin，即在板料不发生破坏的条件下,所能弯成零 件内表面的最小圆角半径称为最小弯曲半径rmin,并用它来 表示弯曲时的成形极限。
二、相关知识
（一） 弯曲变形过程及特点
1.弯曲变形过程 本章以V形件弯曲为例说明弯曲变形过程，如图3-4所
示。在开始弯曲时，毛坯的弯曲内侧半径大于凸模的圆角 半径。随着凸模的下压，毛坯的直边与凹模V形表面逐渐 靠近，弯曲内侧半径逐渐减小，即
r0>r1>r2>r 同时弯曲力臂也逐渐减小，即
l0>l1>l2>lk 当凸模、毛坯与凹模三者完全压合，毛坯的内侧弯曲
5）对于较厚材料的弯曲，若结构允许，可先在弯曲圆角内 侧开槽，再进行弯曲，如图3-7所示。
2.弯曲回弹
1） 弯曲回弹现象 常温下的塑性弯曲与其它塑性变形一样，总是伴随有
弹性变形。当弯曲结束，外力去除后，塑性变形保留了下 来，而弹性变形则完全消失，使得弯曲件的形状和尺寸发 生变化而与模具尺寸不一致，这种现象称为弯曲回弹（简 称回弹）。
弯曲及弯曲模设计
第三章弯曲及弯曲模设计弯曲：将平直的坯料弯折成具有一定角度和曲率半径的零件的成形方法称为弯曲。
所用坯料：板条、管子、棒料、或型材。
按弯曲件形状：V型、L型、U型、Z型、O型等按加工所用设备：压弯、折弯、滚弯、绕弯、旋弯等。
第一节板料弯曲变形分析一、板料弯曲的变形特点纯弯矩作用下的弯曲，圆柱坐标系，板厚方向为径向，即ρ方向；板条纵向为切向，即θ方向；板宽方向，即B方向。
（一）变形区的变形特点外区在切向受拉而伸长，内区受压而缩短，沿板厚的分布是不均匀的，外层与内层的变形最大。
（二）截面的畸变原因：外区切向伸长变形由板宽方向的压缩来补充，板宽减小；内区切向压缩，板宽增大，结果使截面产生了畸变。
（三）变形区板料厚度变薄以变形中性层为界，外层切向受拉而使板厚变薄，内区切向受压而使板厚增加。
由于变形中性层的内移，切向受拉的面积大于受压面积。
（四）弯曲后板料长度增加一般弯曲件均属于宽板弯曲，因此弯曲前后板料宽度基本不变，对于r/t的较小弯曲件，由于板厚有明显的变薄现象，按体积不变，必然造成板料长度的增加。
二、弯曲变形区的应力应变状态：宽板和窄板的径向和切向应力应变相同，而宽度方向则不同。
1、窄板弯曲(b/t≤3)：窄板弯曲时，根据塑性力学中最小阻力定律，材料沿宽度方向的流动几乎不受限制，故有σb≈0。
根据体积不变条件εθ+εb+εt=0可知，窄板弯曲时的应力应变分布如图示。
2、宽板弯曲(b/t＞3)：材料沿宽度方向的流动阻力大，εb≈0。
其应力应变分布如图示。
外层内层bσρσσθσρσbθσεθερbεθερt外层内层ρσσθσρθσεθεbερεθεεbρtb三、弯曲变形的阶段性 （一）弹性弯曲阶段如右图a)示，在弯曲的初期，外弯曲力矩M 的数值较小，在变形区内、外层表层产生的切向应力的数值远小于材料的屈服应力，沿板厚的全部材料层只产生弹性变形。
去掉弯矩，变形将消失。
（二）弹-塑性弯曲阶段如上图b)示，当外弯矩M 增大到一定数值时，内、外表层的切向应力首先达到材料的屈服应力，而进入塑性状态。
多工位级进模的设计基础知识
多工位级进模的设计基础知识多工位级进模（multi-station progressive die）是一种常用于大批量生产金属零件的模具设计，它具有较高的生产效率和加工精度。
在实际制造过程中，对多工位级进模的设计基础知识有一定的了解可以帮助提高设计效率和质量。
本文将介绍多工位级进模的设计基础知识，包括模具结构、工作原理、设计要点等方面。
模具结构多工位级进模主要由上模和下模组成，每个工位上都布置有一组冲头和模具，通过一定的传动装置使各工位上的冲头同步作用。
同时，模具还包括进料系统、定位系统、导向系统等辅助设备，以确保生产过程中的稳定性和准确性。
工作原理多工位级进模的工作原理是：当金属板材经过进料系统送入模具中时，上模和下模的冲头会对金属板材进行一系列顺序的冲压操作，最终完成零件的成型。
在这个过程中，模具的每个工位都承担着特定的工艺加工任务，通过多个工位的协同作用，实现了高效、精确的生产。
设计要点1.工位规划：在设计多工位级进模时，需要充分考虑零件的结构特点和加工工艺要求，合理规划每个工位的功能和顺序，确保每个工位都能充分发挥作用。
2.冲压力计算：根据不同工位上的冲头数量、尺寸和材质，计算各工位所需要的冲压力，并合理选用动力装置和传动装置，保证整个模具的稳定性和可靠性。
3.导向系统设计：设计合理的导向系统可以确保工件在加工过程中的精度和稳定性，避免因歪斜或错位导致的质量问题。
4.冲头设计：冲头是冲压加工中的关键部件，设计冲头时需要考虑其形状、尺寸和材质，以确保零件能够满足设计要求。
5.进料系统设计：进料系统的设计直接影响到生产效率和产品质量，需要选择适当的进料方式和装置，保证金属板材的准确进料和定位。
通过严格按照以上设计要点进行设计，可以有效提高多工位级进模的制造效率和产品质量，满足大规模生产的需求。
总结多工位级进模是现代金属加工中常用的一种模具设计，它具有高效、精确、稳定的加工特点，适用于大批量生产各种金属零件。
多工位级进模的排样设计
2.2.4双边载体排样
双边载体排样是在产品条料的两侧分别留出一定宽度的 材料，并在适当位置与产品两边相连接，实现对产品条料的 送进，它比单边载体排样送进更顺利，料带定位精度更高， 适合产品两端都有接口可连，特别适合送进强度较弱的薄板 料。但是，相对材料利用率较低，且通常需要采用双边导正。 图2-7所示为双边载体排样，共有16个工位，其中 (1)～(4) 工位为冲裁； (5)～(14) 工位为弯曲；(15) 工 位将制件从条料上分离；(16) 工位为将废料切断，这一步 根据实际情况而定，如果有自动收料装置时，可不设计。
2.2 多工位级进模排样的类型
多工位级进模排样中的搭边作用特殊，通常称为载体。载 体是运送坯件的物体，载体与坯件或坯件与坯件的连接部分称 搭口。载体的主要作用是将坯件传递到各工位进行各种冲裁和 成形加工。因此，要求载体能够在带料的动态送进中，使坯件 保持送进稳定、定位准确，才能顺利地加工出合格制件。根据 载体形式的不同将级进模排样分为无载体排样、边料载体排样、 单载体排样、双边载体排样、中心载体排样5种类型。
⑩ 当级进成形工位数不是很多，制件的精度要求较高 时，可采用压回条料的技术，即将凸模切入料厚的后，模 具中的机构将被切制件反向压人条料内，再送到下一工位 加工，但不能将制件完全脱离带料后再压入。 ⑩ 在级进冲压过程中，各工位分段切除余料后，形成 完整的外形，此时一个重要的问题是如何使各段冲裁的连 接部位平直或圆滑，以免出现毛刺、错位、尖角等。因此 应考虑分断切除时的搭接方法。搭接方法如图2-1所示，图 2-1(a)为搭接，第一次冲出A、B两区，第二次冲出C区，搭 接区是冲载C区凸模的扩大部分，搭接量应大于0.5倍的材 料厚。图2-1(b)为平接，除了必须如此排样时，应尽量避 免使用此搭接方法。平接时在平接附近要设置导正销，如 果工件允许，第二次冲裁宽度应适当增加一些，凸模要修 出微小的斜角(一般取3°～5°)。
多工位级进模(三)
二、排样图设计时应考虑的因素 1. 企业的生产能力与生产批量 1）企业生产能力不足，生产批量很大时，可采用双排或多排 排样，在模具上提高效率。 2）生产能力与批量相适应时，单排排样较好。模具结构简单， 便于制造，模具刚性好，模具寿命也可延长。 2. 多工位级进模的送料方式与步距的定位方法 级进模的送料方式目前主要有两种，即人工送料和自动送料。 1）人工送料一般用于较简单的、小批量生产、工位数较少 的级进模，常在普通压力机上冲制时使用，常用侧刃定距。 2）自动送料可以在普通压力机上使用，但主要是在高速冲 压 时使用。所用的模具多为多工位级进模。送料需要导正销 精确定位。
（3）模具的每个工位工序性质是什么 （4）冲压一次能出几件 （5）制件的排样方式 （6）样的裁体形式与送料方向的设定 （7）导料方式、浮顶器和导正销的设置 （8）材料利用率的高低 （9）工位间步距大小 （10）步距的定位方式 （11）冲压用材料的宽度、厚度、供料形式及有关要求 （12）模具基本结构的组成与特点 4. 级进模排样的要点：多工位级进模排样设计时，一定要 仔细、反复思考后，可以确定几种不同方案，进行分析比较、 归纳，与有经验的模具工作者多研讨，得出一个最优化的方案 才能使用。
7）当工序较多时，如有冲孔、切口、切槽、弯曲、成形、切 料等工序时，一般将分离工序安排在前，接着安排弯曲、拉 深等成形工序。 8）冲制不同形状及尺寸的多孔工序时，尽量把大孔和小孔分 开安排在不同工位，以便修磨时能确保孔距精度。 9）为提高凹模强度及便于模具加工与制造，在冲裁形状复杂 的制件时，可用分断切除方法，即将其分解为单形孔分步进 行冲裁。 10）多工位级进模中弯曲件排样与外形尺寸及变形程度有一定 关系，一般以工件宽度方向作为条料的送进方向。
3.零件形状 分析冲压零件形状，抓住零件的主要特点，分析研究，找 出工位之间关系，保证冲压过程顺利进行。 4．冲裁力的平衡 1）力求压力中心与模具中心重合。 2）多工位级进模往往在冲压过程中产生侧向力，必须分析侧 向力产生部位、大小和方向，采取一定措施、力求抵消侧向 力。 5. 模具结构 结构尽量简单，制造工艺性好，便于装配、维修和刃磨。 6. 被加工材料 1）材料供料状态。 2）加工材料的物理力学性能。 3）纤维方向 4）材料利用率
冲压工艺与模具设计第6章多工位级进模设计
冲压工艺与模具设计第6章多工位级进模设计多工位级进模设计是冲压工艺和模具设计中的一种重要技术。
它通过在模具中设置多个工位，并在一次冲压周期内完成多道工序的加工，提高了生产效率，降低了生产成本。
本章将介绍多工位级进模设计的原理、步骤和注意事项。
首先，多工位级进模设计的原理是在一张板材上设置多个工位，通过模具的移动，将板材逐个引导至不同的工位进行加工。
这样能够实现多道工序的同步进行，大大提高了生产效率。
同时，多工位级进模设计还能够减少加工误差，提高产品的质量稳定性。
多工位级进模设计的步骤主要包括以下几个方面：1.确定工序和工位数：根据产品的工艺要求和加工工序，确定需要设置的工位数。
通常情况下，每个工位都有一个特定的工序，因此需要根据产品的工艺流程来确定工位数。
2.工位的位置和间距：根据产品的尺寸和形状，确定不同工位之间的位置和间距。
通常情况下，工位之间的距离要足够大，以便模具的移动和板材的引导。
同时，还需要考虑工件的定位和夹持问题。
3.设计模具结构：根据产品的形状和工艺要求，设计模具的结构。
模具的结构应该能够实现板材的引导和定位，同时还要具备足够的刚性和稳定性。
4.确定进模方式：根据产品的工艺流程和加工要求，确定板材的进模方式。
通常情况下，可以采用滑块、导柱、引导板等方式来实现板材的进模。
5.考虑模具的适应性：在设计模具的同时，还要考虑模具的适应性。
模具应该能够适应不同尺寸和形状的板材，以应对不同的生产需求。
在进行多工位级进模设计时，还需要注意以下几点：1.合理安排工位的顺序：根据产品的工艺要求和加工工序，合理安排工位的顺序。
通常情况下，先进行简单工序，再进行复杂工序，以确保生产的连续性和高效性。
2.考虑工位的平衡性：在设置多个工位时，要考虑工位之间的平衡性。
工位之间的加工时间应该尽量一致，以避免生产的瓶颈。
3.加工误差的控制：在多工位级进模设计中，由于板材的引导和移动，容易产生加工误差。
因此，需要在设计模具时，采取相应的措施来控制加工误差，提高产品的精度和一致性。
多工位精密自动级进模具的技术特点
多工位精密自动级进模具的技术特点（1）多工位精密自动级进模具的设计是在冷冲模具设计原理的基础上，根据多工位精密自动级进模的特点，解决“多工位”的合理安排、“精密”冲压加工质量的保证、“自动级进”送料出件和“自动”检测等关键问题。
（2）多工位精密自动级进模属于精密、高效、长寿命的集成模具。
它适用于冲压小尺寸、薄料、形状复杂和大批量生产的冲压零件，具有精度高、工位多的特点，其工位最多可高达几十个，并配有高精度的导向系统、准确的定距系统及自动送料、自动出件与自动检测装置，结构上要求卸料板工作平稳，对凸模具有导向和保护作用。
（3）冲压生产效率高在一副模具中可以同时完成复杂零件的冲裁、弯曲、拉深及装配等工艺，减少了制件使用多副模具的周转，避免了重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。
（4）操作安全多工位精密自动级进模具常采用高速冲床生产，自动送料，自动出件，避免了操作者手动送料的危险，操作安全，且易于实现机械化和自动化生产。
（5）模具寿命长多工位精密自动级进模具的加工内容分散在多个工序上，工序集中的区域还可以适当设计空步，从而保证了模具的强度和装配空间，延长了模具寿命。
此外，多工位级进模具采用的弹压卸料装置兼做凸模导向板和小凸模的保护装置，对提高模具寿命也很有利。
（6）产品质量高、成本低多工位级进模在一副模具中完成产品的全部成形工序，克服了普通模具多次定位带来的操作不便和累积误差，且配合高精度的内、外导向及准确的定位系统，保证了产品的加工精度。
由于生产效率高，压力机占用数量少，生产面积小，减少了半成品的储存和运输，所以产品的综合成本低。
（7）设计和制造难度大，多工位级进模具的结构复杂，镶块较多，制造精度要求高，冲制异形孔的工作零件形状复杂，加工困难，同时要求模具工作零件具有互换性，且更换迅速方便可靠，使得模具的设计制造难度较大。
本科毕业设计论文设计(多工位级进模设计)
第一章概论1.1 级进模概述一个冲压零件，如用简易模具冲制，一般来说，每项冲压工序，如冲裁〔冲孔、冲切或落料〕、弯曲、拉深、成型等，就需要一副模具。
这对于一个比拟复杂的冲压零件来说，如此需要几副模具才能完成。
因此这种简易模具的生产效率，相对来说仍是较低的。
对于大批料生产的定型产品，用简易模具进展生产是极不适应的。
多工位级进模是冷冲模的一种。
级进模又称跳步模，它是在一副模具，按所加工的零件分为假如干个等距离工位，在每个工位上设置一定的冲压工序，完成冲压零件的某局部加工。
被加工材料〔一般为条料或带料〕在控制送进距离机构的控制下，经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压零件〔或半成品〕。
这样，一个比拟复杂的冲压零件，用一副多工位级进模即可冲制完成。
在一副多工位级进模中，可以连续完成冲裁、弯曲、拉深、成型等工序。
一般地说，无论冲压零件的形状怎样复杂，冲压工序怎样多，均可用一副多工位级进模冲制完成。
多工位级进模的结构比拟复杂，模具制造精度高，这对模具设计者来说需要考虑的容很多，尤其是级进模条料排样图的设计，模具各局部结构的考虑等都是十分重要的。
级进模，尤其是多工位级进模，配合高速冲床，实现高速自动化作业，能使冲压生产料率大幅度提高。
它在提高生产效率、降低本钱、提高质量和实现冲压自动化等方面有着非常现实的意义。
多工位级进模可以对于一些形状十分复杂的冲压件进展冲裁、弯曲、拉深、成形加工。
对大批量生产的冲压零件尤其应当采用多工位级进模进展冲制。
级进模特点与其现状级进模是在压力机一次行程中完成多个工序的模具，它具有操作安全的显著特点，模具强度较高，寿命较长。
使用级进模便于冲压生产自动化，可以采用高速压力机生产。
级进模较难保证、外形相对位置的一致性。
多工位级进模冲压工艺具有生产效率高，材料利用率高，冲压设备比拟简单，对操作工人技术等级要求不高等优点，所以在工业生产中，应用广泛，并已成为不可缺少的重要加工手段之一。
多工位级进模特点多工位级进模精度高、寿命长，其工作元件常采用高速钢或硬质合金制造。
冲压工艺第5章 弯曲工艺与弯曲--模设计
图5.12
图5.13
图5.14 解决弯曲件翘曲的办法：从模具结构上采取措施，如采用带侧板的弯曲模， 可阻止材料沿弯曲线侧向流动而减小翘曲，还可在弯曲模上将翘曲量设计在 与翘曲方向相反的方向上。而剖面畸变的现象实际上是由于径向压应变力所 引起的，因此，弯曲型材与管材时，必须在断面中间加填料或垫块。 5.4弯曲工艺设计 5.4.1零件的弯曲工艺性分析 弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料选用及技术要求等是否适合
件，可采用成双弯曲成形后再切开（见图5.17）。
图5.16对弯曲件宽窄交界处的要求
图5.17成双弯曲成形
⑥边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上冲出，弯曲时会出现叉口现象，严重时 将无法弯曲成形。此时可在缺口处留有联接带（见图5.18），将缺口联接， 待弯曲成形后再将联接带切除。 （2）弯曲件的尺寸精度和表面粗糙度 ①弯曲件圆角半径的极限偏差如表5.3所示，工件上孔中心距及孔组间距的 极限偏差如表5.4所示，弯曲件的公差等级如表5.5所示。
线与材料纤维呈一定的夹角（见图5.9（c））。
图5.9 ⑤板料表面和冲裁断面的质量。板料表面不得有缺陷，否则弯曲时容易断裂 。在冲裁或裁剪后，剪切表面常不光洁，有毛刺，形成应力集中，降低了塑 性，使允许的最小弯曲半径增大，因此不宜采用最小弯曲半径为零件的圆角
半径，应尽可能大些。当必须弯曲小圆角半径时，就应先去掉毛刺。在一般 情况下，如毛刺较小，可把有毛刺的一边置于弯曲内侧（即处于受压区）， 以防止产生裂纹。 最小弯曲半径数值由试验方法确定。如表5.1所示为最小弯曲半径数值。
②弯曲件的直边高度太小时，弯曲边在模具上支 持的长度过小，将会影响弯曲件成形后的精度。 因此，必须使弯曲件的直边高度h≥2t。若h<2t， 则必须制槽口，或增加直边高度（弯曲后再加工 去除），如图5.15所示。 ③弯曲件的弯曲圆角半径应不小于允许的最小弯 曲半径（见表5.1）。 ④当弯曲件的弯曲线处于宽窄交界处时，为了使弯曲时易于变形，防止交界 处开裂，弯曲线位置应满足l≥r（见图5.16（a））。若不满足，则可适当 增添工艺孔、工艺槽（见图5.16（b）、图5.16（c）、图5.16（d）），用 以切断变形区与不变形部位的纤维，防止因弯曲部位的成形而发生撕裂现象 ⑤为防止弯曲时坯料的偏移，弯曲件的形状应尽可能对称。对于非对称形零 图5.15
多工位级进模的设
多工位级进模的排样设计
多工位级进模的排样设计
2.3 排样图中各冲压工位的设计要点 冲裁，弯曲和拉深等都有自身的成形特点，在多工 位级进模的排样设计中其工位的设计必须与成形特 点相适应。
1．级进模冲裁工位的设计要点 （1）在级进冲压中，冲裁工序常安排在前工序和最 后工序，前工序主要完成切边（切出制件外形）和 冲孔。最后工序安排切断或落料，将载体与工件分 离。
多工位级进模的排样设计
（4）成形方向的选择（向上或向下）要有利于模具 的设计和制造，有利于送料的顺畅。若成形方向与 冲压方向不同，可采用斜滑块、杠杆和摆块等机构 来转换成形方向。 （5）为提高凹模镶块，卸料板和固定板的强度，保 证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设 置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。
多工位级进模的排样设计
（6）对弯曲和拉深成形件，每一工位的变形 程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分 几次成形。这样既有利于质量的保证，又有 利于模具的调试修整。对精度要求较高的成 形件，应设置整形工位。为避免U形弯曲件 变形区材料的拉伸，应考虑先弯曲45度，再 弯成90° （7）在级进拉深排样中，可应用拉深前切口， 切槽等技术，以便材料的流动。
多工位级进模的排样设计
（8）当局部有压筋时，一般应安排在冲孔前，防止 由于压筋造成孔的变形。突包时，若突包的中央有 孔，为有利于材料的流动，可先冲一小孔，压突后 再冲到要求的孔径。 （9）当级进成形工位数不是很多，工件的精度要 求较高时，可采用“复位”技术，即在成形工位前， 先将工件毛坯沿其规定的轮廓进行冲切，但不与带 料分离，当凸模切入材料的20%~35%后，模具中 的复位机构将作用反向力使被切工件压回条料内， 再送到后续加工工位进行成形。
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冲裁 力 ： 裁 １ Ａｒ ｌ ｘ ｄ， ｌ ｘｆ ｘ ３ ０ Ｆ冲 ＝ ． ＇ 、 ２＝ 、 － ２ｘ ０ ＝ ３ ＝３ ｒ ３ ， ｉ
５ 多工位 级 进模 工作 原 理
毕 ，Ｌ Ｐ Ｃ发 出指令 ，使送丝继电器 Ｋ ９断开 ，送丝机停 Ａ
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３． １ 滑块复位装置
３． ２斜楔
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图 ３ 棒料 空 间 弯 曲 多工 位 级 进 模 装 配 示 意 图
内；第 ５ 工位为棒料两端 已成形的臂部上的 Ｄ处朝下进 行 的“ ” Ｖ 形弯 曲，Ｖ 形弯 曲 的顶 点位 于臂部 的中心位 “” 置， 其弯曲成形面与第 ４工位的垂直。
料 动作 。 而且 全部 采 用 Ｐ Ｃ编程 来 自动控 制 ， 对其 它类 Ｌ 这
［ 参考文献 ］
出 版 社 ，０ ５ ２０．
（） ６ 送料结束 ，Ｌ Ｐ Ｃ发 出指令 ， 断开 Ｋ ３ 接通 Ｋ ４ Ａ 、 Ａ ，
使 气 动 电 磁换 向 阀 Ｙ ２ 向 ，控 制抬 料 气 缸 ２ 前 腔 进 Ａ 换 ４
气， 后腔排气 ， 拉动 支架 ７及整个送料机构下 降 １ｍ ０ ｍ， 回到原位 ； 与此同时 ，Ｌ Ｐ Ｃ发 出指令 ， 使送丝继电器 Ｋ ９ Ａ
校 正 部分投 影 面积 和投 影长 度 。
Ａ Ｆ部位 ） Ｅ 抬起并超过下模工作 台面之后 ，Ｖ 形弯曲凹 “” 动。向内滑动到一定位置（ 第一关键点） 勾料气缸 ２ 使 时， １ 并完成线架 Ｄ处 的“ ” ｖ 形弯曲。
控 制 系 统 主 要 由电 磁换 向 阀 、 接触 器 、 间继 电 器 、 中
的 Ａ Ｆ部 位 ） 起 并 超 过 下 模 工 作 台面 ， 弯 曲成 形 面 Ｅ 抬 使
由第 ４丁位的 Ａ Ｆ面转换为第 ５ Ｅ Ｔ位的 Ａ Ｅ面。支架 Ｄ ７下降结 束时 ， 动行程 开关 Ｓ ３Ｐ Ｃ发 出指令 ， 开 触 Ｔ ，Ｌ 断
继 电 器 Ｋ ， 通 Ｋ ２ 使 电 磁 换 向 阀 Ｙ １ 向 ， 料 Ａ１接 Ａ ， Ａ 换 送 气缸 ４前 腔 进 气 ， 腔 排 气 ， 支 架 ７及 整 个 抬 料 机 构 后 使 向左 回退 一 个 工 位 ５ ｍ 回 到 原 位 ； 此 同 时 ，Ｌ ０ ｍ， 与 Ｐ Ｃ发 出指 令 ， 通 Ｋ ７ 闭 合 电 磁 离 合 器 Ｙ ， 力 机 滑 块 开 接 Ａ， Ｃ压
叶 叶
２ ． 料气缸 ４抬
１２ Ｎ ２ ５
２． ” ７ ｕ 形弯曲凹模 “
２． ８ 导料板
２ ． 曲凹模 镶块 ９ 弯
３ ． 盖 Ｏ 滑块
上式 中 Ａ 为棒 料 横 截 面 积 ； 棒 料 直 径 ； 材料 ｄ为 ｒ为 抗 剪 强度 ，０ 的 ｆ ２钢 取为 ３ ０ ａ １ 为安 全 系数 。 ０ ＭＰ ；． ３
模滑块 Ｉ 、 块盖板 ３ 、 块复位装置 ３ 和斜楔 ３ ８滑 ０滑 Ｉ ２组
其中 Ｆ 校 为每个 弯曲工位 的校 正弯 曲力 ； ｐ为单 位校正 成。只有在勾料臂 １ ９向下勾料使线架在送料支架 ７的凹 力， ２ 钢， 对 ０ Ｐ取 ９ Ｍ ａＡ 和 厶分别为每个弯曲工位的 槽 内旋转 ， ０ Ｐ ； 从而使线架两端 已弯曲成形的臂部 （ Ｉ 图 中的
用 了 ３ 双 电控 滑 阀 式 电 磁换 向 阀 和 ３ 双 作 用 气 缸 ， 个 个
。 高 １ｍ 并且 整 个抬 料 机构 可 以在 下 模板 １ 凹坑 内随 具 体 型号 及参 数 见表 １ ０ ｍ， 的
表 １ 主控 件 选 择 一 览 表
名称 规格 数量 备注
工位上落在支架 ７凹槽 内的棒 料 向前 （ 即向右 ）送进
Ｆ ＝ ０ ２ ［ ３．２ （５ ．— ８ ２ ＋ ２ １ — ８ ２ 模 滑 块 １ 能 在 上 模 的 斜 楔 ３ 作 用 下 向模 具 中间 滑 校 ９ ｘ ｘ ２ ５ ＋ ２ １ １ × ） （５ ． １ × — ８ ５ ５ ８才 ２ ４ ． ￣ ）（５ ７ ２ ｘ ］１０ ４ 、 ＝ ２ 、 ｋ ５ ７ ２ ＋ ４ ． ＋ ）２＝ ２７ ７６ １０ ５ Ｎ ７ ７ Ｎ ７
闭合 ，送 丝机 工 作 ，开 始经 切 断 凹模 ８的 刃 口 向模 具 送 进 棒 料 ； 时 合 上 Ｋ ６ 断 开 Ｋ ５ 电 磁 换 向 阀 Ｙ ３接 同 Ａ ， Ａ ， Ａ
通， 控制勾料气缸 ２ （ Ｊ ３前腔进气 ， １ＴＫ ） 后腔排气 ， 勾料臂 １ 下降 ， ９ 使第 ５工位 上的半成品线架在送料支架 ７的凹 槽内旋转 、 而使线架两端 已弯 曲成形的臂部 （ １中 从 图
断 冲 运行 指 示 灯 全 复位装置 ３ 的作用下向模具两侧退 回。Ｐ Ｃ同时发 出指 原 位 ， 开 所 有继 电器 ， 床处 于 下 死点 ， １ Ｌ
本 文 所介 绍 的线 架 空 间弯 曲多 Ｔ位 级 进模 巧 妙 地 利
用线架弯曲件本身的空 间结构特点 、在各弯曲工位上进 行弯曲面的转换。 其送料系统能 自动完成抬料 、 送料 和勾
始下行 ， 下行到“ ” ｖ 形弯 曲凹模 滑块 １ ８向内滑动至第一
关 键 点 时 ， 动 行 程 开 关 Ｓ １ 合 上 Ｋ ５ 断 开 Ｋ ６ 电 触 Ｔ， Ａ ， Ａ， 磁 换 向 阀 Ｙ ３ 向 ， 料 气缸 １ 前 腔 排 气 ， 腔升 而松开棒料 ；勾料 臂 １ 七 复位 完 ９ 升
灭， 止加ｌ。 停 Ｔ
６ 结 语
而控制勾料臂 １ ９的气缸处于伸长状态 ） 。
（ ） 下启 动按钮 Ｓ １ 动加Ｔ 程序 ，Ｌ ３按 Ｂ 启 Ｐ Ｃ发 出指 令 ， Ｐ Ｃ再发 出指令 ， 电器 Ｋ ７闭合 ， Ｌ 继 Ａ 电磁离 合器 Ｙ Ｃ闭合 。
所 完成 一 个 加 丁循 环 ， 回到 第 （ ） ４ 接通继 电器 Ｋ ８ Ａ 使交流接触器 Ｋ Ｍ通电 ，冲床 Ｍ启动 。 态 ， 有 气 缸均 回到原 位 ，
２ 冲压 力计 算及 冲床 的选择 ． ３
１ 模板 ． 下
２气缸 支撑板 ． ７支架 ．
３气缸 滑板 ．
４送 料气 缸 ．
５盖板 ．
６支架联 接板 ． 曲凸模 缸座 板
８切断 凹模 ．
９卸 料板 ｌ． 料弹簧 ． Ｏ压
ｌ． 螺钉 １． 形 弯 曲凸模 ｌ． 曲凸模 １． ” １ 卸料 ２ Ｕ’ … ３ 弯 ４“ 形弯 Ｖ
系统 组 成 。
用空气压缩机为控制系统提供动力。为 了达到控制
采用双电控 滑 阀式 电磁换 向 阀控制气 缸的前后腔进 气 落料和弯曲上 、下模均采用镶拼结构分别安装在上 需要 ， 为保证 送 料准 确度 和稳 定性 ， 用双作 用 气缸 。 选 下模 的固定板内。 先抬料 、 再送料 ， 在最后一道“ ” Ｖ 形弯曲 或 排气 ；
线架空 间弯曲多工位级进模送料控制系统的电气控 固定 板 ２ ０右 边 的 缺 口 ， 由下 模 板 １ 边 的 方 孔 （ 于 经 右 位 制原理如图 ４所示 。Ｐ Ｃ发出指令控制继电器和接触器 ， Ｌ
从 而控 制 相 应 的气 动 电磁换 向 阀 ，进 一 步控 制 相 应气 缸 的进 排 气 ， 完成 自动抬料 、 料 和勾 料动 作 。 送
时在第 １ 工位切断棒料 ， 第 ２＿ 位完成 中间 的“ ” 在 Ｔ ｕ 形
弯 曲 ， 第 ３４＿ 完 成 两 端 朝 下 的 弯 曲 ， 第 ５＿位 在 、 Ｔ位 在 丁 完成 两 端 臂 部 的 “ ” 弯 曲 。 Ｖ形 （ ） 力机 滑 块 下 行 到 下 死 点 时 ， 具 处 于 闭 合 状 ７压 模 步 ， 入下 一 个加 工循 环 。 进 （） ８ 当按下 停 止 按钮 Ｓ ２时 ，Ｌ Ｂ Ｐ Ｃ控 制 所 有气 缸 退 回
５ｍ ０ ｍ， 并 且 整 个 送 料 机 构 可 以在 盖 板 ５内 上 下 滑 动
１ ｍｍ ０
１８Ｉ ２ 机械工程师 ２０ 年第１ 期 ０７ ０
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设 计 计 算
４２ 控 制 原 理 ．
Ｌ 同
＿． ＿ ＿＿
一
上 ， 一次 送 料 时 ， 件 成 品被 支架 ７的 前端 面 推 到下 模 下 工 图 ３中勾料 气 缸 ２ 的左侧 ） 工件 箱 。 １ 落人
４， 主控 件 选择 ． 之 前还 需要 勾料 。 抬料机构 由抬料气缸 ２ 、 ４ 支架联 接板 ２ 、 ５ 气缸滑板 在线架空间弯 曲多工位级进模 的送料控制系统中选
２ 、 板 ２ 和支架 ７ 成 ； ６盖 ３ 组 抬料 气 缸 可 以将 送 料 机 构 抬 送 料 机构 一起 水平 左右 滑动 ５ ｍ ０ ｍ。 送料 机 构 由气 缸 支撑 板 ２ 气 缸 滑 板 ３ 送 料 气 缸 ４ 、 、 、 盖 板 ５ 支 架联 接 板 ６和支 架 ７组 成 ； 料 气 缸 可 以 将各 、 送