冲孔、切断、弯曲级进模的设计与制造

目录第一章零件工艺分析 (3)1、工件材料 (3)2、工件结构形状…………………………………………………………………３3、工件尺寸精度 (3)第二章冲压零件工艺方案的拟定 (4)第三章弯曲件尺寸、排样形式、裁板方法和材料利用率计算 (5)1、弯曲件展开尺寸的计算 (5)2、排样方式的选择 (5)3、裁板方法 (6)4、计算材料利用率 (6)第四章冲裁力、弯曲力、压力中心的确定和压力机的选择...........................６１、冲裁力 (7)2、弯曲力…………………………………………………………………………７3、卸料力…………………………………………………………………………７4、推件力…………………………………………………………………………７5、压力中心的确定........................................................................８第五章冲裁间隙的确定 (9)第六章模具主要结构的设计 (10)1、模具类型的选择 (10)2、操作方式………………………………………………………………………1０3、出件方式 (10)4、确定送料方式 (10)5、确定导向方式...........................................................................1０第七章冲孔刃口尺寸的计算...............................................................１1 第八章主要零部件的设计 (13)1、冲孔凸模 (13)2、冲孔凹模 (13)3、弯曲凸模、凹模的设计 (14)4、定位零件 (15)５、卸料板的设计 (1)５6、上下模座………………………………………………………………………1５7、模柄……………………………………………………………………………1６8、模具的闭合高度： (17)第九章压力机技术参数校核 (17)第十章模具零件制造工艺编制............................................................１7 １、冲孔凸模加工工艺过程............................................................１7 2、冲孔凹模加工工艺过程 (18)３、弹压卸料板加工工艺过程……………………………………………………１9第十一章模具工作原理与使用注意事项…………………………………………1９第十二章设计感受…………………………………………………………………２0 参考资料……………………………………………………………………………２1第一章工艺分析图1-１1、工件材料主要特征：镀镍铁带,具有优良的耐蚀性和耐磨性应用举例: 应用于电池生产及组合用连接片、极耳、引出片、集流片。

2、工件结构形状工件结构简单,U型弯曲,有一个圆孔，厚为0．15mm，满足许用壁厚要求，可以冲裁、、弯曲加工。

3、工件尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高,尺寸精度要求较低，采用IT１4级精度，普通冲裁完全可以满足要求。

第二章加工工艺方案确定各类模具结构及特点比较方案一:先冲孔，后切断、弯曲。

单工序模生产。

方案二：冲孔—切断、弯曲复合冲压。

复合模生产。

方案三:冲孔—切断、弯曲级进冲压。

级进模生产。

根据分析结合表分析:方案一模具结构简单，制造周期短,制造简单,但需要两副模具，成本高而生产效率低,难以满足大批量生产的要求。

方案二只需一副模具，制件精度和生产效率都较高,且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。

冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低,模具轮廓尺寸较小。

方案三只需一副模具,生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。

通过对上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案三为佳。

第三章弯曲件尺寸、排样形式、裁板方法和材料利用率计算１弯曲件展开尺寸的计算弯曲件毛坯展开长度是根据应变中性层弯曲前后长度不变以及变形区在弯曲前后体积不变的原则来计算的。

弯曲属于9０°角弯曲，取圆角半径r ＝０．1ｔ＝０.1mm，r ‹0．5t。

查《冲压与模具设计》表4－5可知弯曲件毛坯长度按下式计算：L1 = l1+ l2+ l3+ 0.6t= 2.7５＋0.25+０.6×0．15=３.58mmL2＝l1+ ｌ2+ｌ3+ ０．6t＝3.58+3.２+０.１57×0．１5=7．０2ｍmL3＝ｌ1+ ｌ2＋l3+0.6t＝７.57+0.２5=7．８2mm2排样方式的选择方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。

冲件尺寸完全由冲模来保证,因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。

方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高,冲模结构简单。

方案三：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些,但材料利用率最高。

通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命、冲件质量、材料利用率和零件结构，该冲件的排样方式选择方案一为佳。

3裁板方法４计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。

一个步距内的材料利用率η＝Ａ/BS×１０0% 公式(5-２)式中A—一个步距内冲裁件的实际面积；B—条料宽度;Ｓ—步距;η＝349.241÷９69．7１7×1００%=36%第四章冲裁力、弯曲力、压件力压力机的选择和压力中心的确定1．冲裁力模具共有2个冲裁区,冲裁力由下式计算。

τ⨯FL=t⨯式中：F—冲裁力(N);L—冲裁件周边长度（mm);t—材料厚度（mm)，t=１;τ—材料抗剪强度(MPa ），255=τ。

各冲裁区只是冲裁线的长度不同，材料抗剪长度和材料厚度均相同,用上式可分别计算各冲裁区的冲裁线长度和冲裁力,见表４-1。

2 弯曲力该零件弯曲属于V 形件弯曲。

弯曲力公式tKBt b+=r 6.0F 2σ自（4-14)《冲压工艺与模具设计》式中 自F —自由弯曲力(N );B —弯曲件宽度(mm ），Ｂ＝40t —弯曲件材料厚度(mm ）ｔ＝0.１5R —弯曲件内半径(mm ),R=0.1t ＝0．1 b σ—材料抗拉强度，350=b σ K —安全因数，K 3.1=自F =０.6×１.3×４0×0.15²×3５０／０.１+０．15＝７５6（N)F 弯=2自F ＝2×756＝1512（N ）３卸料力和推件力的确定1卸料力卸料力不仅是设计卸料板是的重要参数，它还是冲小孔是，影响凸模使用寿命的一个主要因素。

合理地确定卸料力可以使模具结构紧凑和保证冲裁生产过程的稳定。

生产上常以经验公式来估算卸料力P 即）（卸N KP F =式中 Ｐ—冲裁力Ｋ卸料力系数,查《模具设计使用手册》查得K=0.05~0.08取K=0.05Ｆ卸=0.0５×１11421＝557１.05（N) 2推件力查 《模具设计使用手册》查得nKP F =推（N ） 式中 Ｐ—弯曲力K —卸料力系数,查《模具设计使用手册》查得K ＝0.0５～0.０8取K ＝0.０5F 推=0．１5×0.05×1512≈12(N ） 4压力中心的确定∑∑===+⋯⋯+++⋯⋯++=n1i in1i ii n21n n 22110Lx L L L L x L x L x L x∑∑===+⋯⋯+++⋯⋯++=n1i in1i iin21nn 22110LyL L L L y L y L y L xX 0＝103.６5６Ｙ０=35.55５第五章冲裁间隙设计模具时一定要选择合理的间隙,以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求,所需冲裁力小、模具寿命高,但分别从质量,冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值,只是彼此接近。

考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙,只要间隙在这个范围内,就可以冲出良好的制件,这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin,最大值称为最大合理间隙Cm ａx 。

考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin 。

冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外,冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。

冲裁过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间均有摩擦,间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。

较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制,虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。

因此,冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。

用理论方法确定合理间隙值：Z=ββtan 12tan t 200⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-t h t h ）（ （3－1)《冲压工艺与模具设计》式中t —材料厚度0h —产生裂纹时凸模挤入材料深度,单位m ｍ t h 0—产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度 β—剪切裂纹与垂线的夹角 通过计算Z=0.０50第六章模具结构形式的确定ﻫ１模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用级进模方式冲压,所以模具类型为级进模2操作方式零件的生产批量为大批量，但合理暗盘生产可用手动送料方式,既要满足生产要求,又可以降低生产成本，提高经济效益。

3出件方式采用推件出料4确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式,即由右向左(或由左向右）送料。

５确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。

由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。

常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。

方案二:采用后侧导柱模架。

由于前面和左、右不受限制,送料和操作比较方便。

因为导柱安装在后侧,工作时,偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命,且不能使用浮动模柄。

方案三:四导柱模架。

具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。

常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件,以及大量生产用的自动冲压模架。

方案四:中间导柱模架。

导柱安装在模具的对称线上,导向平稳、准确。

但只能一个方向送料。

根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量,该级进模采用对角导柱的导向方式,即方案一最佳。