级进模例题1Word文档下载推荐.docx

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式中D为工件横向最大尺寸=40mm,a1为横搭边值，其值见表2-10.△为条料宽度公差=0.5C1为最小双面导料间隙，则B=［40+2（2+0.5）+0.2］=45.2；

材料利用率的计算：

（一）一个步距的材料利用率

=﹙A/sB﹚×

100%=﹙663.3/22.8×

45.2﹚×

100%=64.3%

A—一个步距内工件的有效面积﹙由Ug造型可得为663.3﹚

s—送料步距

B—材料宽度

（二）条料的材料利用率

=﹙nA÷

LB﹚×

100%=［﹙47×

663.3﹚÷

﹙1000×

45.2﹚］=69%

n—一根条料能冲出的工件数目﹙1000÷

21=47﹚

L—一根条料的长度

A—一个工件的有效面积

4.3冲裁力

根据公式F=Ltδb计算冲裁力

F=Ltδb=133.8×

2×

325=86970﹙N﹚

L—冲裁件轮廓的总长度﹙由Ug造型可得为133.8mm﹚

t—板料厚度﹙mm﹚

δb——材料的抗拉强度﹙Mpa﹚

4.4卸料力

FQ1=K1×

F=0.05×

86970=4348.5﹙N﹚

K1—卸料力系数查表2-15得0.05

F—冲裁力

4.5总压力及冲压设备的选择

由于是刚性卸料顺出键的模具，所以总冲压力F0=F+FQ1=86970+4348.5=91318.5﹙N﹚

FQ1=卸料力

冲压设备的选择，冲压生产中常用的冲压设备种类很多，选用冲压设备时主要应考虑下进回表：

1、压设备的类型和工作形式是否适合于应完成的工序；

是否符合安全生产和环保要求；

2、冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的需要

3、冲压设备的装模高度，工作尺寸，行程等是否适合应完成工序所用的模具。

4、冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。

根据模具的形状尺寸及制件精度，这里选用开式可倾工作台压力机，其主要参数见表1

表1开式可倾工作台压力机主要参数

标称压力

最大闭合高度

/mm

工作台尺寸（左右X前后）

工作台孔尺寸直径/mm

模柄孔尺寸（直径X深度）/mm

/KN

/tf

180

360X240

130

30X50

100

4.6模具压力中心计算 

冲裁力合力的作用线与凹模平面的交点称为冲裁的压力中心。

如果压力中心偏离压力机滑块中心线，工作中滑块和模具都将承受偏载，偏离越多，偏载越大。

结果，将加速压力机和模具导向件的磨损，也会破坏冲裁间隙的均匀性，降低模具寿命。

因此，模具设计应力求压力中心与压力机滑块的中心线重合。

计算压力中心时，如图4.2所示：

在图4.2中将XOY坐标建立在图的对称中心线上，在图中将冲裁线按几何图分成

~

共4组线段，每组线段都要计算出线段的总长度，及其中心坐标。

（1）各几何线段长度及中心坐标：

、、图4.2

4.8凸、凹模刃口尺寸计算 

1、凸、凹模的加工方法 

凸、凹模的加工方法一般有两种，一种是凸、凹模分开加工，另一种是凸、凹模配合加工。

凸、凹模分开加工时，是指凸模与凹模分别按图加工尺寸要求加工。

凸、凹模具有互换性，当制件形状复杂或凸、凹模，配合间隙较小时，采用分开加工法比较困难。

此时，可采用配合加工法，即无加工凸模（或凹模），这种加工法容易保证凸凹模间的间隙。

本文所定的工件形状较为复杂。

凸、凹模采用配合加工法较为适宜。

但对于工件上一些通孔及形状规则的孔采用分开加工法比较适宜。

2、凸、凹模间隙

已知工件材料为10，材料厚度t=2.0mm。

查表得Zmax=0.18mm,Zmin=0.13mm

3、冲孔 

以凸模为基准，凸模在实际工作中磨损后会逐渐减小，为了使模具具有一定使用寿命，应加上一个被磨量△。

工件未标注公差，按ITA13级查表，得φ80-0.22，400+0.39,210+0.33磨损系数查表得，X=0.75。

工作零件刃口尺寸的计算：

（1）冲孔凸模刃口尺寸dp=（dmin+X△）

（4-6）

=（7.78+0.75×

0.22）0-0.02=7.9450-0.02

dp—冲孔凸模刃口尺寸

dmin—冲孔件最小极限尺寸

X—磨损补偿系数

δp—凸模尺寸下偏差上偏差为零

δp=0.4（Zmax-Zmin）=0.4×

（0.18-0.13）=0.02

（2）冲孔凹模刃口尺寸

=（dp+Z

）

=（7.945+0.13）0+0.03

=8.0750+0.03

dd—冲孔凹模刃口尺寸

δd—凹模尺寸上偏差，下偏差为零

δd=0.6（Zmax-Zmin）=0.6×

（0.18-0.13）=0.03

（3）落料凹模刃口尺寸Dd=（Dmax-X△）

落料凸模刃口尺寸Dp=（Dd-Zmin）

Dmax—落料件最大极限尺寸

X—磨损补偿系数

δd—凹模尺寸上偏差，下偏差为零

所以当Dmax=40.39时，Dd=（Dmax-X△）

=（40.39-0.75×

0.39）0+0.03=40.09750+0.03

Dp=（Dd-Zmin）

=（40.0975-0.13）0-0.02

=39.96750-0.02

当Dmax=21.33时，Dd=（Dmax-X△）

=（21.33-0.75×

0.33）0+0.03=21.08250+0.03

=（21.0825-0.13）0-0.02

=20.95250-0.02

第五章模具类型及结构的确定

典型的冲裁模类型有三种：

1.单工序冲裁模：

这种模具结构简单，制造周期短，成本较低。

但模具本身无导向，需依靠压力机滑块进行导向，安装模具时调整冲裁间隙较困难，且不易均匀。

因此冲出的工件精度较差，模具寿命较低，而且使用不够安全。

这种模具适于工件质量要求不高、批量较小的单工序冲裁。

2.复合冲裁模：

复合冲裁模具是在压力机滑块一次行程中，在模具同一工位同时完成冲孔和落料。

其基本结构形式有两种：

落料凹模装在下模时成为顺装复合模；

装在上模时成为倒装复合模。

复合模属于复杂模具，制造难度较大。

3.级进冲裁模：

级进冲裁模是在压力机滑块的一次行程、在模具不同工位分别进行工件的内形和外形冲裁，而在最后工位才制成工件。

级进冲裁模的设计十分灵活，采用不同的排样形式、卸料方式、定距方法及导向方式，同一个工件的级进冲裁模可设计成多种结构形式。

模具根据工件图的工艺分析，采用冲孔，落料级进模。

根据工件窄长的特点和排样方案，采用纵向送料方式，模架选用中间导柱。

模具上模部分由垫板、凸模固定板，各个凸模和卸料板等组成。

模具下模部分由导尺、凹模等组成。

凹模采用整件凹模结构，板料采用手工送料，依靠凹模两侧设置的导料板导向，首次冲孔工序，通过导料阶段进行定位，完成后向前移动，通过一个空步，进行第二道落料工序。

模具采用弹性卸料装置，在冲压时卸料板可压紧条料，这样冲出的工件表面平整，毛利少或远毛利。

工件和废料则直接从压力机工作占孔中漏下，不需对模具进行清理，节省了时间，提高了生产率，同时保证安全。

第六章模具材料的选择

模具材料是模具的制造基础，合理选择模具材料，正确实施模具热处理工艺是保证模具寿命，提高模具质量和使用效能的关键。

冷冲模是在常温下对材料进行压力加工或其他加工所使用的模具。

在使用中受到压缩、拉伸、弯曲、冲击、摩擦等机械力的作用。

正常失效形式主要是磨损、脆断、弯曲、啃伤等，因此要求冷作模具刚应有在相应的热处理后，具有较高的变形抗力、断裂抗力、耐磨损、抗疲劳等能力，以保证模具的精度和寿命。

目前我国常用冲模材料有T8、T10、CrWMn,9Mn2V,GCr15,Cr12,CrMoV钢及硬质合金等。

T8、T10属于碳素工具钢，这类钢价格低廉、供应方便、切削性能好，淬火后有较高的硬度和耐磨性，但其淬透性较差、淬火时必须急冷、变形开裂倾向大、回火稳定性差、耐热性低，一般只能在250°

C以下用于制造尺寸较小、形状简单、负荷较小的冲压模具。

CrWMn钢具有较好的淬透性，淬火后保留较多的残余奥氏体，因而淬火变形很小。

钨形成的碳化物硬度很高，耐磨性好，钨还能细化晶粒，提高韧性。

但此钢只适合与制造要求变形小、形状复杂的各种中、小型冲模。

9Mn2V钢具有淬透性好与碳素工具钢，碳化物不均匀性与淬火开裂倾向小于CrWMn钢，淬火变形也比较小，有较高的硬度和耐磨性。

加入锰可提高钢的淬透性，加入钒有利于细化晶粒，提高韧性。

Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，淬火加热时碳化物大量溶入奥氏体，淬火后得到高硬度马氏体；

回火时马氏替析出大量弥散分布的碳化物。

由于其硬度很高，因而提高了钢的耐磨性，Cr又使等温转变曲线右移，从而增加了刚的淬透性。

马氏替相变点低，淬火后模具刚中有大量的残留奥氏体，减少了模具淬火时的变形量，由于Cr12刚具有高硬度和良好的耐磨性，所以在冷作模具中已得到广泛应用。

所以这里的外形凸模材料选用Cr12钢

。

第七章主要零部件的设计

7.1凸模设计

1、外形凸模的设计。

外形凸模材料选用Cr12钢。

根据制件的形状，把外形凸模设计成直通式凸模，如图7.1所示。

图7.1

固定方式采用螺钉紧固的方法，用2个m8的螺钉吊装在垫板上，与凸模固定板的配合安Hb/m5。

2个螺钉孔布置，如图7.2所示，螺钉孔位置的选择应满足下式：

凸模最小壁厚m>

1.5t。

图7.2

外形凸模的高度：

L

=

+

—（0.2~1）+

×

90%（7-1）

=102.9mm

这里取103mm

2、圆凸模的设计

3个φ8mm的圆形凸模设计可查ISO8021：

1986进行选取。

因其直径较小易损坏按常拆结构设计，与凸模固定板采用（H6/m5）的配合。

7.2凹模设计

1、凹模刃口形式的确定

凹模的刃口形式主要有直壁式锥形两种，漏料孔根据刃口的形状可分为柱行和锥行两种，这里采用直壁式，如图7.2所示。

各冲裁的凹模刃口部分均采用电火花线切割机床加工，刃口部分深度h，根据材料厚度1.2mm，h一般取5~10mm，这里定为5mm。

落料部分可采用电火花成型加工机床进行扩孔加工。

2、凹模外形的确定。

凹模外形尺寸是否合理，将直接影响到凹模的强度，刚度和耐用度。

所以要经过一定计算来确定。

外形尺寸计算如下：

凹模厚度H：

（7-2）

=38mm取整数40mm。

式中F—冲裁力（N）K

—凹模材料修正系数，合金工具钢取K

=1碳素工具钢取K

=1.3

K

—凹模刃口同边长度修正系数

查表2-18，凹模刃口长度修正系数K

=1.25

根据计算的凹模高度尺寸，查表得，取凹模标准尺寸为200mm×

160mm×

40mm。

凹模材料选Cr12钢，用螺钉和销钉直接固定在下模座下。

各螺钉和销钉孔布置如图7.3所示。

图7.3

7.3导尺的设计

导尺也叫导料板，其主要用来对板料进行导向，导尺工作的侧壁设计为平直的。

导尺的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，这样就确定了导尺的宽度。

条料的宽度为109mm，凹模宽度是160mm，导尺与条料之间的间隙一般伪0.03~0.2mm，这里选为0.2mm，则导尺宽度为（160-109-0.2）/2=25.5mm。

导尺厚度查表为6mm。

导尺用销钉和螺钉固定在凹模上。

导尺材料采用45钢，调质处理硬度到40~45HRC。

导尺长度为160mm，入口处设计成15°

如图7.4所示。

图7.4

7.4卸料板的设计

本模具的卸料板不仅要有卸料作用，还要有压料和用外形凸模导向，对小凸模起保护的作用，故采用台阶式弹压卸料板。

其外形尺寸与凹模的边界尺寸相同，为200mmX160mm。

卸料板台阶部分厚度：

H=H-t+Kt（7-3）

式中k——系数，当料厚t>

1mm时，k取0.1。

t——材料厚度，t=1.2mm.

H——导尺厚度，H=12mm.

则h=6-1.2+0.1x1.2

=4.8+0.12

=4.92mm

所以台阶厚度h=4.92+6=10.92mm，取整为11mm。

卸料板总厚度则定为25mm。

因卸料板要对小凸模起保护作用，故凸模与卸料板的间隙应选择小一点，取双面间隙为0.2mm。

卸料板上设置4个M10的卸料螺钉，卸料螺钉在上模座的台阶孔中定位，卸料螺钉工作时的行程为4.2mm，上模座在螺钉尾部应留有足够的行程空间。

橡胶分为两块，两个卸料螺钉安装一块。

橡胶的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。

卸料材料采用45钢，热处理HRC40~45.

图7.5

7.5凸模固定板的设计

凸模固定板的外形尺寸与凹模一致，为200mm×

160mm。

各凸模孔可采用线切割机床加工，3个圆柱凸模的沉孔可用普通铣床，装上镗刀进行镗孔，镗孔的深度应小于圆柱凸模台阶部分的高度约0.3mm左右，装配时用平面磨床对其进行磨削，这样能够保证装配后圆柱凸模不会上下位移，减少冲击，延长使用寿命。

固定板用螺钉吊装在上模座上。

材料采用45刚，调质热处理HRC40~45。

7.6模架的确定

模架的类型有很多种，按导柱不同的位置可分为四种模架：

中间导柱模架、后侧导柱模架、对角导柱模架、四导柱模架。

根据前面确定的模具类型和卸料、出料形式，采用对角导柱模架，依据凹模尺寸，查国标GB2852.1—81和GB2852.1—81确定上下模座，查国标GB2861.1—81和GB2861.6—81确定导柱和导套。

第八章主要零部件的制造

模具的加工方法有很多。

一般有机械加工、数控机床加工、精密机械加工、电火花加工。

但目前国内外的线切割机床占加工机床的六成以上。

电火花线切割加工在模具制造中应用最为广泛。

8.1凹模

凹模总体的制造工艺过程为：

锻造——热处理（退火）——机械加工——热处理（淬火+回火）——线切割——热处理（回火）。

凹模采用Cr12钢。

由于Cr12型高碳高铬冷作模具刚结晶过程中析出的碳化物极其稳定，以常规热处理方法无法细化。

在较大规格钢材中残留有明显的带状或网状碳化物，而且钢材规格越大，碳化物不均匀度越严重。

碳化物严重偏析，不仅易产生淬火变形及开裂，而且会使热处理后的力学性能变坏，尤其是横向性能下降更多，严重影响模具使用寿命。

因此对Cr12钢必须进行锻造以改善碳化物的不均匀性，保证模具的强度、韧性及使用寿命。

锻造实际操作时一定要严格按照锻造工艺规范，其关键在于毛坯加热温度及保温时间。

温度低、时间短、透烧不足或变形抗力太大，会产生锻件内裂或裂纹：

而加热温度过高，会使毛坯过热或过烧，导致锻打碎而报废；

保温时间长，会造成晶粒长大及表面严重蜕碳。

加热时要先预热，再逐渐升温，注意工件放置的位置要适当，切应注意翻料，以使加热均匀。

锻打时坚持多向墩拔，反复墩粗、拔长，将网状碳化物和共晶碳化物打碎，消除碳化物的不均匀性。

锻后应注意暖冷并及时退火。

锻后一般退火：

加热温度为850~970℃，保温4~5h，炉冷至500℃以下出炉空冷，退火后硬度≤229HBS，为粒状珠光体碳化物。

锻后进行机械加工。

这里的加工主要是对凹模外行尺寸及各螺纹孔的加工。

外形可用刨床对其进行粗加工，然后用磨床进行半精加工。

在电火花线切割加工之前还应进行热处理，即淬火和回火。

淬火：

加热温度为950~980℃，抽冷，硬度≥60HRC。

回火：

一般回火温度为180~200℃，这里为了防止电火花线切割裂纹和磨削裂纹，提高Cr12钢模具的韧性，建议采取400℃回火。

回火后硬度为58~60HRC。

电火花线切割加工，凹模加工是去除内腔，所以线切割前须先打好钼丝孔，钼丝孔打在中心线O上，走丝路线如图8.1中虚线所示。

编程采用3B格式，由于凹模型腔比较复杂，所以采用自动编程。

线切割结束后还要进行低温回火热处理，以消除加工产生的内应力。

图8.1

8.2外型凸模

凸模制造工艺与凹模基本相同，只是电火花线切割加工部分不同。

凸模走丝路线如图8.2所示，

图8.2

异型凸模线切割程序

N1:

B0B3900B3900GYL2;

N2:

B0B3900B7800GXSR1;

N3:

B5100B0B5100GXL3;

N4:

B0B5200B5200GYL4;

N5:

B5000B0B5000GXL1;

N6:

B0B3000B3000GYL4;

N7:

B8200B0B8200GXL1;

N8:

B0B24200B24200GYL2;

N9:

B008200B0B8200GXL3;

N10:

N11:

B5000B0B5000GXL3;

N12:

N13:

B5100B0B5100GXL1;

N14:

B0B3900B3900GYL4DD;

方孔凸模线切割程序：

1.B4900B0B4900GXL3

2.B4100B4100B4100GYL2

3.B1083B0B1083GXL3

4.B4100B4100B4100GYL3

5.B4100B4100B4100GYL4

6.B1083B0B1083GXL1

7.B4100B4100B4100GXL1

8.B4900B0B4900GXL1DD

第九章模具装配

此模具是一副弹压卸料板级进模，采用配合加工法保证装配精度。

选取凹模为装配准件，先装下模部分，后装上模部分。

9.1复检模具零件

按零件图要求,并结合级进模装配是具体工艺要求检验已制作完成的全部模具零件（模具装配时需配做完成的加工内容不在检验项目之中）。

9.2左、右导料板的补充加工

1.对按装配图的位置要求划出导料板的基准线。

将左、右导料板放在凹模面上，与凹模边缘齐，然后用平行夹板夹住凹模和左、右导板，用

mm的钻头钻通导料板，并在凹模上钻7mm的深度。

2.将导料板和凹模拆开用

mm的钻头钻通导料板

的孔，并两面倒角。

用

的螺钉连接导料板和凹模，不要旋紧。

用铜棒轻击导料板，调整左、右导料板的位置，保证左右导料板内侧边缘与落料型孔边缘等距，且间距为109mm

9.3下模座的补充加工

1.在凹模上划出装配螺钉的位置，根据凹模外形在下模座上划出凹模外形轮廓线，保证凹模工作时的压力中心在下模座的中心，按线找正凹模位置，用平行夹板夹紧凹模和下模座。

mm的钻头通过凹模螺钉孔在下模座钻出锥窝。

2.做记号后拆开凹模和下模座。

mm的钻头在下模座上钻

的螺钉过孔，在底面用

mm的钻头扩孔，在用

mm钻头磨成的平钻钻孔，保证沉孔深10mm左右。

3.用

的螺钉连接凹模和下模座，按线找正凹模位置，旋紧螺钉。

mm的钻头钻出凹模销孔，通过凹模销孔向下模座钻锥窝，通过凹模型腔孔在下末座上用划针划出漏料孔轮廓线。

将凹模和下模座拆开，用

mm的钻头钻圆柱销预孔，然后用绞刀至

mm，并将下模座上各孔倒角。

4.下模座上的漏料孔可按轮廓线钻削、铣削，也可采用线切割机床加工。

9.4下模部分的组装

将导料板、凹模、下模座按装配图的位置找正，打入适当过盈的圆柱销，再用螺钉紧固。

把始用挡料装置和承料板用螺钉固定在导料板上，把固定挡料销装入预定孔内。

9.5组装凸模组件

1.将落料凸模和冲孔小凸模分别压入土模固定板中，压入时要用90度角尺检测凸模和不固定板的垂直度。

每压入一个都要以凹模为基准，在凸模压入固定板后用透光法检测并修整与凹模的间隙至要求。

2.磨平凸模尾端与凸模固定板齐平，翻面磨平凸模刃口。

磨削刃口时应以等高垫块，套上卸料板，以防磨削刃口时小凸模折断。

9.6凸模固定板的补充加工

1.将已加工好螺钉过孔和销孔的垫板放在凸模固定板上，找正相互位置后用平行夹板夹紧，用

12mm、

8.5mm、

8mm的钻头分别通过垫板在凸模固定板上钻出锥窝。

2.将垫板和凸模固定板拆开，用

12mm的钻头在凸模固定板上钻出4——

12mm的卸料螺钉孔，再用

6.8mm的钻头钻出4——M8的。

螺纹底孔，然后用

7.8mm的钻头钻出销钉预孔，最后用绞刀将圆柱销预孔绞至

8mm.

3.将凸模固定板上的各孔两面倒角，在

6.8mm的螺纹底孔上攻M8的螺纹。

9.7弹压卸料板的补充加工

将凸模组件插入弹压卸料板，用等高垫块使凸模固定板与弹压卸料板之间脱开一定的距离。

12mm的不钻头通过凸模固定板上的卸料螺钉过孔在卸料板上钻出锥窝，再用

6.8mm的钻头钻出4——M8的底孔，攻M8的螺纹。

9.8上模座的补充的加工

1.将凸模组件上的凸模插入下模已组装完毕的凹模型孔中，两边用等高垫块在凹模和凸模固定板之间，使凸模进入凹模5mm左右。

2.以导柱、导套导向，将上模座放在凸模固定板上，并用平行夹板将上模座与凸模固定板夹紧。

（1）将上、下模分开，用

6.8mm、

8mm的钻头通过凸模固定板上的螺钉孔在上模座上钻出锥窝。

（2）在上模座与凸模固定板上做记号后分开，用

8.5mm，的钻头在上模座上钻4——

8.5mm的紧固螺钉过孔及4——

12mm的卸料螺钉过孔。

在反面用

13mm和

18mm的钻头扩孔