方形汽车零件级进模设计
方形汽车零件级进模设计[20200123183900]
【摘要】
级进模是由于多个工位按顺序组成，在冲床上一次行程完成一系列不同冲压加工，在模具领域应用广泛。这篇论文主要依据方形汽车零件进行级进模结构设计，论文内容涉及冲裁件的工艺分析、模具设计计算、主要零部件的设计、标准件的选取工艺分析。论文详细阐明了如何根据一个生产零件设计出一套合格的级进模的过程。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】级进模；定位销；排样；冲裁力
引 言 1
一、冲裁件工艺性分析 2
二、冲裁件模具总体方案的确定 2
（一）冲裁工艺方案分析 2
三、模具工艺分析及尺寸计算 3
（一）排样 3
（二) 冲压力计算 4
（三）工作零件刃口尺寸计算 5
四、主要零部件设计 7
（一）工作零件的结构设计 7
（二）模架及其他零部件的选用 10
五、总装图及其它非标准件绘制 11
总 结 12
参考文献 13
致 谢 14
引 言
模具是制造业的重要工艺基础，在我国模具制造属于专用设备制造，虽然中国很早就开始制造模具和使用模具，直到20世纪80年代后期，中国模具才开始快速发展，但与需求相比，更显供不应求，并且与国际平均水平还有较大的差距，每年还需大量进口。而国外模具，一般规模不大，但专业化程度高，技术水平高，生产效力高。
模具有铸造模、锻造模、压铸模、拉伸膜、冲压模， 冲压加工的零件种类繁多，可分为冲裁，弯曲，拉深，成形和冷挤压五种基本工序。冲压模按照工序可分为单工序模、复合膜以及级进模，级进模也叫连续模。由于多个工位按顺序组成，在冲床上一次行程完成一系列不同冲压加工。本课题以方形汽车零件为例，进行了对级进模的设计一、冲裁件工艺性分析
工件名称 ：汽车零件；
生产批量 ：大批量；
材 料 ：10号钢；
厚 度 ：2.0 ；
图1-1 零件图
冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。
10号钢属于低碳钢，强度、硬度低、塑性、韧性好，具有较高的强度和较好的冲压加工性能。该零件形状简单,工件有四个圆孔，结构简单，冲四个孔，适合冲裁加工。零件公差等级为IT12级，尺寸精度较低，比较适宜冲裁加工。
二、冲裁件模具总体方案的确定
（一）冲裁工艺方案分析
该零件所需的基本冲压工序为冲孔和落料。零件冲裁可以分为：落料—冲孔，单工序模生产；冲孔—落料复合冲压，复合模生产；冲孔—落料级进冲压，级进模生产。
单工序模生产，需要两道工序，两副模具，生产率比较低，工件累计误差大，操作不方便；复合模生产，复合模具制造难度大，冲压后产品留在模具上，清理模具上的物料时会影响冲压速度；级进模生产，只需一副模，生产率高，因此选择方案法更合理。本零件冲压包括冲孔和落料两个工序，为了方便小孔废料和成形工件的落下，采用正装结构，即冲孔凹模和落料凹模都安装在下模，模具结构相对简单。
（二）模具总体结构的选择
1．操作方式
零件的生产批量较大，采用手动送料方式，为提高经济效益,采用纵向送料方式，即由前向后送料。
2．定位方式
本工件在级进模中尺寸适中，且是大批量生产，第一个工位采用始用挡料销定位， 第二个工位采用固定挡料销定位，送料时始用挡料销和固定挡料销作为粗定距，在大凸模上安装两个导正销，利用条料上10㎜孔做导正销孔进行导正，依次作为条料送进的精确定距，
3．卸料方式
卸料方式可分为弹性卸料、刚性卸料和废料切刀。
弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.1—0.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。
刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。
废料切刀卸料不受卸料力大小的限制，卸料可靠，多用于大型冲件的落料或切边冲模。废料切刀的刃口长度应比废料宽度大些，安装时切刀刃口比凸模刃口低。
工件平直度不高，料厚为2mm相对较薄，故采用刚性卸料。
4．出件方式
因采用级进模生产，根据冲裁顺序，即先冲孔后落料，可知出件方式为下出件
5. 导向方式
四导柱导向，四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点
三、模具工艺分析及尺寸计算
(一）排样
1.排样方式的选择
排样是指冲裁件在条料,带料或板料上的布置方法,作为冲压工艺中一项重要工作,排样是否合理直接影响材料的利用率,生产效率及冲裁寿命.根据排样方法可分为有废料排样、少废料排样和无废料排。有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边，冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低 ；少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，但材料利用率稍高，冲模结构简单；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。
通过分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择有废料排样为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。
2．计算条料宽度
排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。
根据零件形状，可以取工件之间搭边值a=2.0㎜, 工件与侧边之间搭边值a1=2.2㎜, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利
3. 排样图
图3-1 排样图
4．确定步距
送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值 ，即
=50.0+2.0 =52.0 （3-1）
5．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。 （3-2）
一个步距内的材料利用率
η＝Ａ/BS×100% =25×50/54×52×100%=45%
式中：A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距
（二)冲压力计算
1.冲裁力的计算
用平刃冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：
F=KLtτb （3-3）
式中: L冲裁周边长度； t材料厚度；τb材料抗剪强度；K系数，考虑到实际生产，一般取Ｋ=1.3，查表得，10号钢的抗剪强度为255-333,取300.
【摘要】
级进模是由于多个工位按顺序组成，在冲床上一次行程完成一系列不同冲压加工，在模具领域应用广泛。这篇论文主要依据方形汽车零件进行级进模结构设计，论文内容涉及冲裁件的工艺分析、模具设计计算、主要零部件的设计、标准件的选取工艺分析。论文详细阐明了如何根据一个生产零件设计出一套合格的级进模的过程。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】级进模；定位销；排样；冲裁力
引 言 1
一、冲裁件工艺性分析 2
二、冲裁件模具总体方案的确定 2
（一）冲裁工艺方案分析 2
三、模具工艺分析及尺寸计算 3
（一）排样 3
（二) 冲压力计算 4
（三）工作零件刃口尺寸计算 5
四、主要零部件设计 7
（一）工作零件的结构设计 7
（二）模架及其他零部件的选用 10
五、总装图及其它非标准件绘制 11
总 结 12
参考文献 13
致 谢 14
引 言
模具是制造业的重要工艺基础，在我国模具制造属于专用设备制造，虽然中国很早就开始制造模具和使用模具，直到20世纪80年代后期，中国模具才开始快速发展，但与需求相比，更显供不应求，并且与国际平均水平还有较大的差距，每年还需大量进口。而国外模具，一般规模不大，但专业化程度高，技术水平高，生产效力高。
模具有铸造模、锻造模、压铸模、拉伸膜、冲压模， 冲压加工的零件种类繁多，可分为冲裁，弯曲，拉深，成形和冷挤压五种基本工序。冲压模按照工序可分为单工序模、复合膜以及级进模，级进模也叫连续模。由于多个工位按顺序组成，在冲床上一次行程完成一系列不同冲压加工。本课题以方形汽车零件为例，进行了对级进模的设计一、冲裁件工艺性分析
工件名称 ：汽车零件；
生产批量 ：大批量；
材 料 ：10号钢；
厚 度 ：2.0 ；
图1-1 零件图
冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。
10号钢属于低碳钢，强度、硬度低、塑性、韧性好，具有较高的强度和较好的冲压加工性能。该零件形状简单,工件有四个圆孔，结构简单，冲四个孔，适合冲裁加工。零件公差等级为IT12级，尺寸精度较低，比较适宜冲裁加工。
二、冲裁件模具总体方案的确定
（一）冲裁工艺方案分析
该零件所需的基本冲压工序为冲孔和落料。零件冲裁可以分为：落料—冲孔，单工序模生产；冲孔—落料复合冲压，复合模生产；冲孔—落料级进冲压，级进模生产。
单工序模生产，需要两道工序，两副模具，生产率比较低，工件累计误差大，操作不方便；复合模生产，复合模具制造难度大，冲压后产品留在模具上，清理模具上的物料时会影响冲压速度；级进模生产，只需一副模，生产率高，因此选择方案法更合理。本零件冲压包括冲孔和落料两个工序，为了方便小孔废料和成形工件的落下，采用正装结构，即冲孔凹模和落料凹模都安装在下模，模具结构相对简单。
（二）模具总体结构的选择
1．操作方式
零件的生产批量较大，采用手动送料方式，为提高经济效益,采用纵向送料方式，即由前向后送料。
2．定位方式
本工件在级进模中尺寸适中，且是大批量生产，第一个工位采用始用挡料销定位， 第二个工位采用固定挡料销定位，送料时始用挡料销和固定挡料销作为粗定距，在大凸模上安装两个导正销，利用条料上10㎜孔做导正销孔进行导正，依次作为条料送进的精确定距，
3．卸料方式
卸料方式可分为弹性卸料、刚性卸料和废料切刀。
弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.1—0.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。
刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。
废料切刀卸料不受卸料力大小的限制，卸料可靠，多用于大型冲件的落料或切边冲模。废料切刀的刃口长度应比废料宽度大些，安装时切刀刃口比凸模刃口低。
工件平直度不高，料厚为2mm相对较薄，故采用刚性卸料。
4．出件方式
因采用级进模生产，根据冲裁顺序，即先冲孔后落料，可知出件方式为下出件
5. 导向方式
四导柱导向，四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点
三、模具工艺分析及尺寸计算
(一）排样
1.排样方式的选择
排样是指冲裁件在条料,带料或板料上的布置方法,作为冲压工艺中一项重要工作,排样是否合理直接影响材料的利用率,生产效率及冲裁寿命.根据排样方法可分为有废料排样、少废料排样和无废料排。有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边，冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低 ；少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，但材料利用率稍高，冲模结构简单；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。
通过分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择有废料排样为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。
2．计算条料宽度
排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。
根据零件形状，可以取工件之间搭边值a=2.0㎜, 工件与侧边之间搭边值a1=2.2㎜, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利
3. 排样图
图3-1 排样图
4．确定步距
送料步距 送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示，其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值 ，即
=50.0+2.0 =52.0 （3-1）
5．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。 （3-2）
一个步距内的材料利用率
η＝Ａ/BS×100% =25×50/54×52×100%=45%
式中：A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距
（二)冲压力计算
1.冲裁力的计算
用平刃冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：
F=KLtτb （3-3）
式中: L冲裁周边长度； t材料厚度；τb材料抗剪强度；K系数，考虑到实际生产，一般取Ｋ=1.3，查表得，10号钢的抗剪强度为255-333,取300.
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