弹簧卡冲压模具设计毕业论文.doc

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南京工程学院

毕业设计说明书（论文）

作者：

XXX学号：

07070XXXX

学院（系、部）：

XXXX学院

专业：

材料成型及控制工程（模具设计）

题目：

弹簧卡多工位级进模设计

指导者：

评阅者：

2011年5月南京

第II页

毕业设计说明书（论文）中文摘要

本文介绍了一种利用侧刃初定位、导正销精定位的多工位级进模。

在分析弹簧卡零件冲压工艺的基础上,详细对比了零件的几种排样方案和冲切刃口的设计以及模具总体结构设计和主要零部件的设计。

列举了零件的毛坯进行展开、冲压工艺的计算以及凸模强度的校核等过程，最终确定了本模具设计方案；本文所介绍的级进模共有12个工位，其成形的工序主要包括落料、冲孔、弯曲等；为了保证模具在工作时不发生干涉，在设计时应予以综合考虑；在文章的最后简单的介绍了级进模材料的选用及热处理并且详细列出了压力中心的计算过程。

关键词弹簧卡级进模排样模具设计

TitleDesignofmulti-stationprogressivedieforspringclinch

Abstract

Aprogressivediethatisguidedbypitchpunchroughlyandbythepilotpinexactlywasdesigned.Basedontheanalysisofstampingprocessoftypicalspringclinch,comparedindetailsomekindsofstocklayoutandthedesignofcuttingedgeandtheoverallstructureofthedieandthedesignofthemainpartsofthedie.Listedparttheblankexpand,thecalculationofstampingprocessandcheckthestrengthofsuchpunchprocess,Finalizedthedesignofthemold.TheprogressivediehadTwelvestations.Theformingprocesscontainedblanking,Punching,bendingandsoon;Inordertoensurenoninterventionofthedieinworking,theformingprocessmustbeconsideredsynthetically.Finally,theselectionandheattreatmentofdiematerialandthecomputationalprocessofpressurecenterwerediscussedindetail.

Keywordsspringclinchprogressivediestocklayoutdiedesign

毕业设计说明书（论文）外文摘要

南京工程学院毕业设计说明书（论文）

目录

前言 1

第一章弹簧卡介绍及冲压工艺性分析 3

1.1弹簧卡零件图的绘制 3

1.1.1弹簧卡二维零件图 3

1.1.2弹簧卡三维零件图 3

1.2弹簧卡工艺设计 4

1.2.1工艺分析 4

第二章排样设计 7

2.1概述 7

2.2毛坯排样 7

2.2.1毛坯排样 7

2.2.2搭边 8

2.2.3步距 9

2.2.4条料的宽度 9

2.2.5材料利用率 9

2.3冲切刃口设计 10

2.4轮廓分解时分段搭接头应注意的问题 10

2.5工序排样 10

2.5.1工序排样类型 10

2.5.2载体设计 11

2.5.3条料定位方式 11

2.6工序排样 11

2.7条料尺寸及步距精度 13

第三章工艺计算和设备选择 14

3.1冲压力的计算 14

3.1.1冲裁力的计算 14

3.2弯曲力的计算 15

3.3卸料力的计算 15

3.4卸料弹簧的选用 15

3.5确定压力中心 16

3.6凸、凹模刃口尺寸的计算 16

3.6.1凸、凹模刃口尺寸的计算原则 16

3.6.2刃口尺寸计算方法 16

3.8设备的选择 20

3.8.1完成各种工序所需的压力 20

3.8.2压力机的校核 21

第四章模具设计 22

4.1模具结构概要设计 22

4.1.1模具基本结构形式 22

4.1.2模具基本尺寸 23

4.1.3模架的选定 23

4.2模具工作零件设计 23

4.2.1模具零件的连接 23

4.2.2模板类零件的连接 24

4.3卸料机构的设计 24

4.3.1卸料板的安装形式 24

4.4导料与定距机构 25

4.4.1导料装置 25

4.4.2定距装置 25

4.5安全机构设计 25

4.6弹簧卡模具非成型零件的设计 26

4.7模具零件选材 26

4.8弹簧卡模具装配图 28

4.8.1模具的工作原理 28

4.8.2模具闭合状态时的结构图 28

第五章级进模制造 31

5.1级进模零件加工工艺 31

5.2级进模装配技术 32

第六章结论 33

致谢 34

参考文献 35

第35页

前言

随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，我国成为世界制造业的中心，电子信息技术中的电子元器件和汽车部件越来越多的成为中国制造，而模具是机械、电子、汽车、家电等工业产品的基础，是现代工业的重要工艺设备，作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其它工业的发展起着十分重要的作用，因此它在国民经济中占有越来越重要的地位。

近年来，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展，一些传统多副冲模分序冲制的中小型复杂冲压件的冲压工艺正越来越多地采用多工位级进模成形所取代。

级进模，也叫连续模，由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。

一次行程完成以后，由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一副模具上就可以完成多个工序，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等等。

级进模的特点：

　　1.级进模是多任务序冲模,在一副模具内,可以包括冲裁,弯曲成型和拉伸等多种多道工序,具有很高的生产率;

　　2.级进模操作安全;

　　3.易于自动化;

　　4.可以采用高速冲床生产;

　　5.可以减少冲床,场地面积,减少半成品的运输和仓库占用;

6.尺寸要求机高的零件,不宜使用级进模生产.

级进模对零件的基本要求:

　　1.零件较小;

　　2.批量大;

　　3.料厚较薄（0.08~2.5mm）;

　　4.材质较软;

　　5.形状较复杂;

　　6.贵重金属不宜（利用率较低）;

　　7.精度过高不宜（IT10级以下）.

级进模在过去，因技术水平的限制，工位数相对较少，3～5个常见，10个工位就算多了。

近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高的要求，模具设计与制造高新技术的应用与进步，工位数已不再是限制模具设计与制造的关键。

冲压次数也大大提高，有原来的每分钟冲几十次，提高到每分钟冲几百次，级进模的重量亦有过去的几十公斤增加到几百公斤，直至上吨。

冲压方式有早期的手工送料、手工低速操作，发展到如今的自动、高速、安全生产。

模具的总寿命由于新材料的应用和加工精度的提高，也不是早先的几十万次，而是几千万次，上亿冲次。

当然级进模的价格和其它模具相比要高一些，但在冲件总成本中，模具费所占的比例还是很少很少。

由此可见，多工位级进模是当代冲压模具中生产效率高、适合大量生产应用的一种高效、高速、高质的实用模具。

第一章弹簧卡介绍及冲压工艺性分析

1.1弹簧卡零件图的绘制

1.1.1弹簧卡二维零件图

利用AutoCAD绘图软件绘制如图1.1所示的二维零件图。

图1.1零件二维图

1.1.2弹簧卡三维零件图

利用UG6.0绘图软件绘制如图1.2所示的三维零件图。

图1.2零件三维图

1.2弹簧卡工艺设计

1.2.1工艺分析

1.零件的简单介绍

弹簧卡所用材料为08F,材料厚度为0.15mm，弯曲半径为0.3mm。

零件的主体形状为方形，切边以后两边成对称弯曲，根据零件的形状特点，零件需要切边、冲孔、弯曲等工序才能完成。

零件的技术要求为冲裁断面整齐、边缘无毛刺，该零件大批量生产，要求设计级进模结构。

2.确定零件的基本冲压工序

图1.1所示零件为一圆形带孔弯曲件，其冲压工序分析如下：

（1）冲孔及切边

（2）弯曲

（3）落料

3.毛坯展开

按照弯曲毛坯展开的原则进行计算，图1.3为该零件毛坯展开的二维图。

图1.3展开毛坯图

该零件的主要成形工序有：

冲裁、弯曲，冲裁在零件的毛坯展开中可不予考虑，故毛坯展开时只须考虑弯曲部分，该零件的弯曲部分圆角半径满足，这类弯曲件的展开长度是根据弯曲前、后中性层长度不变的原则进行计算的。

其展开长度等于直线部分的长度和弯曲部分中性层展开长度之和。

具体计算步骤如下：

（1）计算出各直线段的长度。

（2）根据，查出中性层位移系数X的值。

（3）计算中性层弯曲半径。

（4）根据、…与弯曲中心角、…计算、…弧的展开长度：

（1.1）

（1.2）

（5）计算毛坯总长度

本零件的厚度为0.15mm，弯曲内圆角半径r=0.3mm，查《冲压工艺与模具设计》，120页，表3.3，得x=0.38

经计算，r=0.3mm的弯曲部分l=0.56mm

水平方向直边长度为12.6mm

垂直方向直边长度为16.2mm

弯曲部分展开的总长度

水平方向总长度为13.72mm

垂直方向总长度为17.88mm

3.分析零件冲压工艺性

图中零件尺寸未注公差的按惯例取为IT12级，符合一般级进冲压的经济进度要求。

材料为08F，是沸腾钢，含碳量为万分之八，08F钢强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。

故冷加工时，应采用消除应力热处理，或水韧处理，防止冷加工断裂。

08F钢的塑性很好，主要用来制造冷冲压件。

锰的在钢中起到增加弹性强度的作用，因此在符合要求的情况下，含量可以有偏差。

外形落料形状不太复杂，属小尺寸零件，料厚0.15mm，尺寸精度要求一般，因此可用冲裁落料工艺；所冲孔径最小为2mm满足的要求，所冲裁的圆角半径R的最小值也满足要求，且孔边距离较大，因此可用普通冲孔方法得到，亦可安排在弯曲前冲；图示有两个弯角，两边呈对称弯曲，弯曲内侧半径都为0.3mm，经查表该种材料在退火或正火