接触片冲压工艺及模具设计
接触片冲压工艺及模具设计[20200123185558]
日期： 2012年10月15日 【摘要】
阐述了冲压连续模的结构设计及工作过程。通过对工件的工艺性分析，先进行冲孔工序，通过冲裁力、卸料力、推件力等的计算，确定了采用级进模冲压的方案。设计出了主要零件的结构和整体结构，绘制了模具的装配图及部分零件图。本模具的性能可靠操作简单方便，提高了冲压产品的质量和生产的效率，降低了劳动强度和生产成本。
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关键字:】冲压工艺、模具、级进模
引言 1
一、零件的工艺性分析 2
（一）结构与尺寸 2
（二）精度要求 2
（三）材料 2
二、确定冲裁工艺方案 2
三、确定模具总体结构方案 3
（一）模具类型 3
（二）操作与定位方式 3
（三）卸料与出件方式 3
（四）模架类型及精度 3
四、工艺与设计计算 3
（一）排样设计与计算 3
（二）计算冲压力与压力中心，初选压力机 5
（三）计算凸，凹模刃口尺寸及公差 7
五、设计选用模具零、部件，绘制模具总装草图 8
（一）凹模设计 8
（二）凸模设计 9
六、绘制正规模具总装图和非标准模具零件图 10
（一）落料凸模 10
（二）冲孔凸模 11
（三）总装图 12
总结 13
参考文献 14
谢 辞 15
附录1 16
引言
冷冲压是先进的金属加工方法之一，它主要加工板料，故又称为板料冲压。冷冲压是在室温下，借助于设备提供的压力利用模具，使板料金属发生塑性变形，因此，它是金属塑性加工，压力加工，的一种方法。有些非金属材料，也可以采用某些冲压工艺制造零件。
与切削加工相比，冷冲压靠模具和设备完成加工过程，所以具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品一致性好、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。一台普通冲压设备每分钟可生产零件几十件，而高速冲床的生产率可达每分钟数百件甚至上千件。因此，大批量生产的机械、电子、轻工等产品，都大量使用冷冲压零件。由于冷冲压不需要加热，也不像切削加工那样，将大量金属切成碎屑而消耗大量能量，所以它是一种节能的加工方法，冲压制品所用的原材料是冶金厂大量生产的廉价的钢板和钢带，在冲压加工中材料表面质量不受破坏，故冲压件的表面质量好，这是任何其他加工方法所不能竞争的。
冲压模具作为制造产品（或半成品）的一种工具，其作用是完成某种工艺。模具设计必须满足工艺要求，最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。冷冲压工艺大致分为两大类：分离工序和成形工序。分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离；分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。成形工序的目的是使冲压毛坯在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形，并转化成产品要求的形状；成形工序又可分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀孔、扩孔、缩孔和旋压等。
冷冲压模具是冲压生产的主要工艺装备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等，与模具结构及设计是否合理关系极大。因此，了解模具结构研究提高模具的各项技术指标，对于模具设计和冲压技术的发展是十分重要的。冲模的结构形式很多，可以根据以下特征进行分类：
1） 按冲模的工序性质，分为落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、成形模和翻边模等。
2） 按冲模工序的组合方式，分为单工序模、复合模和连续模等。
3） 根据模具的结构形式，按上、下模的导向方式分为无导向模和导柱模、导板模等；按卸料装置，分为带固定卸料板冲模和弹性卸料板冲模；按挡料形式，分为固定挡料钉冲模、活动挡料销冲模、导正销冲模和侧刃定距冲模等。
4） 按采用凸、凹模的材料分为硬质合金模、钢质硬质合金模、钢皮冲模、橡皮冲模和聚氨酯冲模等。
一、零件的工艺性分析
制件如图1-1所示，材料选用20钢，厚度0.8 mm，制件尺寸精度为IT13级，大批量生产。
图1-1接触片
根据制件的材料，厚度，形状尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，从以下几点进行分析：
（一）结构与尺寸
该零件结构简单，形状对称，尺寸较小。悬臂宽度（5）＞1.5t，臂长（9.5）＜5倍的臂宽；孔至边缘间最小距离（1.25）＞1.5t。均适宜于冲裁加工。
（二）精度要求
由图可知该零件的精度要求为IT13级，属于一般精度的冲裁件，利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
（三）材料
20钢，已退火，带料，抗剪强度 ，断后伸长率 。此材料具有较高的弹性和良好的塑形，其冲裁加工性较好。
根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。
二、确定冲裁工艺方案
由图1-1可知：该零件包括冲孔、落料两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：
1.先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
2.落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产。
3.冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。
方案1模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。
方案2只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。但因零件的孔边距太小，模具强度不能保证，使用寿命降低。
方案3也只需要一套模具，生产效率也很高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。
通过以上三种方案的分析比较，对该零件冲压生产以采用方案3为最佳。
三、确定模具总体结构方案
（一）模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。
（二）操作与定位方式
虽然零件需要大批量生产，但是零件较小，再考虑到生产成本，因此采用手工送料方式。为保证零件精度和便于操作，采用导料板导向、侧刃定距的定位方式。为提高定距的可靠性，采用双侧刃前后对角布置。
（三）卸料与出件方式
考虑到零件厚度较薄，采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
（四）模架类型及精度
由于零件尺寸较小，冲裁间隙很小，又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。考虑到零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用Ⅰ级模架精度。
四、工艺与设计计算
（一）排样设计与计算
该零件材料厚度较薄，尺寸较小，零件中部宽度尺寸与两端相差较大，排样方法有很多，但为了便于模具加工选择直排，如图4-1所示。
图4-1 排样图
查表4-1、4-2、4-3得： ， ， ， ， ， 。另因采用的ⅠC型侧刃，故条料宽每边需增加燕尾形切入深度 。
表4—1 最小搭边值
料厚t 圆形或圆角r＞2t的工件 矩形件边长l＜50mm 矩形边长＞50mm或圆角r≤2t
工作间隙 侧边a 工作间隙 侧边a 工作间隙 侧边a
日期： 2012年10月15日 【摘要】
阐述了冲压连续模的结构设计及工作过程。通过对工件的工艺性分析，先进行冲孔工序，通过冲裁力、卸料力、推件力等的计算，确定了采用级进模冲压的方案。设计出了主要零件的结构和整体结构，绘制了模具的装配图及部分零件图。本模具的性能可靠操作简单方便，提高了冲压产品的质量和生产的效率，降低了劳动强度和生产成本。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】冲压工艺、模具、级进模
引言 1
一、零件的工艺性分析 2
（一）结构与尺寸 2
（二）精度要求 2
（三）材料 2
二、确定冲裁工艺方案 2
三、确定模具总体结构方案 3
（一）模具类型 3
（二）操作与定位方式 3
（三）卸料与出件方式 3
（四）模架类型及精度 3
四、工艺与设计计算 3
（一）排样设计与计算 3
（二）计算冲压力与压力中心，初选压力机 5
（三）计算凸，凹模刃口尺寸及公差 7
五、设计选用模具零、部件，绘制模具总装草图 8
（一）凹模设计 8
（二）凸模设计 9
六、绘制正规模具总装图和非标准模具零件图 10
（一）落料凸模 10
（二）冲孔凸模 11
（三）总装图 12
总结 13
参考文献 14
谢 辞 15
附录1 16
引言
冷冲压是先进的金属加工方法之一，它主要加工板料，故又称为板料冲压。冷冲压是在室温下，借助于设备提供的压力利用模具，使板料金属发生塑性变形，因此，它是金属塑性加工，压力加工，的一种方法。有些非金属材料，也可以采用某些冲压工艺制造零件。
与切削加工相比，冷冲压靠模具和设备完成加工过程，所以具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品一致性好、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。一台普通冲压设备每分钟可生产零件几十件，而高速冲床的生产率可达每分钟数百件甚至上千件。因此，大批量生产的机械、电子、轻工等产品，都大量使用冷冲压零件。由于冷冲压不需要加热，也不像切削加工那样，将大量金属切成碎屑而消耗大量能量，所以它是一种节能的加工方法，冲压制品所用的原材料是冶金厂大量生产的廉价的钢板和钢带，在冲压加工中材料表面质量不受破坏，故冲压件的表面质量好，这是任何其他加工方法所不能竞争的。
冲压模具作为制造产品（或半成品）的一种工具，其作用是完成某种工艺。模具设计必须满足工艺要求，最终满足产品的形状、尺寸和精度的要求。冷冲压工艺大致分为两大类：分离工序和成形工序。分离工序的目的是在冲压过程中将冲压件与板料按一定的轮廓线进行分离；分离工序又可分为落料、冲孔和剪切等。成形工序的目的是使冲压毛坯在不破坏其完整性的条件下产生塑性变形，并转化成产品要求的形状；成形工序又可分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀孔、扩孔、缩孔和旋压等。
冷冲压模具是冲压生产的主要工艺装备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等，与模具结构及设计是否合理关系极大。因此，了解模具结构研究提高模具的各项技术指标，对于模具设计和冲压技术的发展是十分重要的。冲模的结构形式很多，可以根据以下特征进行分类：
1） 按冲模的工序性质，分为落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、成形模和翻边模等。
2） 按冲模工序的组合方式，分为单工序模、复合模和连续模等。
3） 根据模具的结构形式，按上、下模的导向方式分为无导向模和导柱模、导板模等；按卸料装置，分为带固定卸料板冲模和弹性卸料板冲模；按挡料形式，分为固定挡料钉冲模、活动挡料销冲模、导正销冲模和侧刃定距冲模等。
4） 按采用凸、凹模的材料分为硬质合金模、钢质硬质合金模、钢皮冲模、橡皮冲模和聚氨酯冲模等。
一、零件的工艺性分析
制件如图1-1所示，材料选用20钢，厚度0.8 mm，制件尺寸精度为IT13级，大批量生产。
图1-1接触片
根据制件的材料，厚度，形状尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，从以下几点进行分析：
（一）结构与尺寸
该零件结构简单，形状对称，尺寸较小。悬臂宽度（5）＞1.5t，臂长（9.5）＜5倍的臂宽；孔至边缘间最小距离（1.25）＞1.5t。均适宜于冲裁加工。
（二）精度要求
由图可知该零件的精度要求为IT13级，属于一般精度的冲裁件，利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
（三）材料
20钢，已退火，带料，抗剪强度 ，断后伸长率 。此材料具有较高的弹性和良好的塑形，其冲裁加工性较好。
根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。
二、确定冲裁工艺方案
由图1-1可知：该零件包括冲孔、落料两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：
1.先落料，再冲孔，采用单工序模生产。
2.落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产。
3.冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。
方案1模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。
方案2只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。但因零件的孔边距太小，模具强度不能保证，使用寿命降低。
方案3也只需要一套模具，生产效率也很高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题。
通过以上三种方案的分析比较，对该零件冲压生产以采用方案3为最佳。
三、确定模具总体结构方案
（一）模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。
（二）操作与定位方式
虽然零件需要大批量生产，但是零件较小，再考虑到生产成本，因此采用手工送料方式。为保证零件精度和便于操作，采用导料板导向、侧刃定距的定位方式。为提高定距的可靠性，采用双侧刃前后对角布置。
（三）卸料与出件方式
考虑到零件厚度较薄，采用弹性卸料方式。为了便于操作、提高生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
（四）模架类型及精度
由于零件尺寸较小，冲裁间隙很小，又是级进模，因此采用导向平稳的对角导柱模架。考虑到零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用Ⅰ级模架精度。
四、工艺与设计计算
（一）排样设计与计算
该零件材料厚度较薄，尺寸较小，零件中部宽度尺寸与两端相差较大，排样方法有很多，但为了便于模具加工选择直排，如图4-1所示。
图4-1 排样图
查表4-1、4-2、4-3得： ， ， ， ， ， 。另因采用的ⅠC型侧刃，故条料宽每边需增加燕尾形切入深度 。
表4—1 最小搭边值
料厚t 圆形或圆角r＞2t的工件 矩形件边长l＜50mm 矩形边长＞50mm或圆角r≤2t
工作间隙 侧边a 工作间隙 侧边a 工作间隙 侧边a
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