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1、摘 要本次毕业设计的任务是电位器接线片零件冲压工艺分析和模具的具体结构设计。通过查阅了相关文献资料，对接触片零件进行工艺性分析，选择并确定符合于给定条件的最优工艺方案，及进行了工艺与设计的有关计算，如：选择基本工序，确定其顺序、工序数目及工序组合形式。介绍了主要零部件的设计理念，详细剖析了设计过程中一些思路，以及某些非标准零件的使用特点。阐述了工位级进模的设计要点, 使产品质量达到设计要求。然后以此为基础，设计出冲压模具主要零件的结构。并在设计中，介绍了零件的排样图、定位设计、冲裁力的计算和压力中心的计算。分析了冲模模架的基本类型，讨论了冲模模架的技术要求，介绍了标准模架的装配工艺。并指出了模
2、架装配时的注意事项。条料的步进定位是一个很重要的工序，其对工件的精度影响很重要，因此对其设计的准确性与标准性对模具既有利于模具维修的规范化，也为整个模具的顺利生产打下了一个良好的基础。同时凸、凹模结构对产品生产质量影响也很大，在提高经济效益和降低成本的前提下，设计出合理而简单的凸、凹模结构是设计中的重要环节。本文分析了电位器接线片的成型工艺特点，其中包括利用对工件展开图的尺寸计算、工件的工艺分析、模具设计的难点，确定了级进模的排样方案和模具的总体结构。该级进模有冲裁、翻边、落料等三个工作过程、各成型动作的协调性以及凸模凹模的装配间隙，并制定了典型的加工工艺。关键词：电位器接线片； 翻边模； 级
3、进模； 模具设计目 录摘 要I目 录IV第1章 绪论11.1概述11.2冲压技术的进步11.3 模具的发展与现状21.6 课题的主要特点及意义8第2章 冲压工艺方案的确定112.1 制件工艺分析112.2 零件成型工艺分析13第3章 冲裁工艺方案及模具结构的确定143.1 方案种类143.2 方案比较及确定143.3 模具结构形式的确定14第4章 级进模排样设计154.1 级进模排样简介154.2 排样的设计原则164.2.1确定冲压方向164.2.2 确定排样形式164.3 工序顺序的安排16第5章 主要零件的尺寸计算185.1 凸、凹模刃口尺寸的计算方法185.1.1 凹凸模加工方法：18
4、5.1.2 按凸模与凹模图样分别加工法195.2冲孔凹凸模工作部分尺寸计算205.2.1 冲 mm孔215.2.2 落“T”形料21第6章 多工位级进模工艺零件的设计236.1凸模结构的设计236.2凸模长度的设计256.3 凸模的强度计算266.3.1 凸模承受能力的校核276.3.2 失稳弯曲应力校核276.4 凹模结构的设计286.5 凹模的固定形式306.6 凹模的厚度设计306.6.1 凹模的厚度306.6.2 凹模的刃壁高度及凹模镶块尺寸设计306.7 模板的设计316.8 卸料弹簧的选用316.9 其他零件的设计32第7章 冲压设备的选用337.1 冲压力的计算337.2 压力机
5、的选择34第8章 级进模结构零件的设计368.1 模架的设计368.2 模架导向零件设计388.3 模柄的设计388.4 支撑零件的设计398.5 卸料装置39第9章 模具的整体设计419.1 模具的整体设计419.2 模具工作原理43第10章 模具的装配44结 论46参考文献48致 谢49附录一 模具主要零部件三维图展示78第1章 绪论1.1概述冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业
6、中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。1.3 模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各
7、业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。目前我国模具工业的发展步伐日益加快，“十一五期间”产品发展重点主要应表现在：（1）汽车覆盖件模；（2）精密冲模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要模具标准件；（5）其它高技术含量的模具。目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际
8、水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距。第2章 冲压工艺方案的确定该零件为某电器开关接线片，是一家电器生产企业产品中的一个主要零件，如上图所示,其作用是通过开关扳手的运动由过电片让电流通或断。该零件生产属于大批量生产，零件结构紧凑，冲裁壁厚很小（最小处为1mm），成形过程相互干涉，在复合模中难于实现；若用简单的落料、冲孔、翻边模等单工序模也可达到冲压要求，这样
9、模具虽然简单了，但是冲压所用的设备和人员较多，冲压工序中的定位也较麻烦，加上零件较小，装料时易产生不安全的现象，而且工序较多效率较低故不被推广。为减少零件在生产中的多次定位对其精度和生产率的影响，一要产品批量较大，对零件的一致性要求较高，经过反复比较，适宜采用较为复杂的多工位级进模制造。2.1 制件工艺分析本电位器接线片是一个带孔的“T”型件，普通冲裁件外形及型孔尺寸的经济公差等级一般不高于IT11级，冲件的外形公差等级最好低于IT10级，而型空公差等级最好低于IT9级。一般冲裁宠妾后所能得到的零件公差见表2-1、表2-2。如冲件要求的公差值小于表2-1、2-2中的数值，则应在冲裁或冲切后的工
10、位上设置整修工序或采用其他工艺措施来整修。在实际生产中，要保证制件全部的尺寸精度往往难以达到，从经济上讲也没有必要，因此，经过实体测量后的标注的电位器接线片尺寸如图所示。在排样设计时，冲件尺寸分类与确定的原则是：确保关键尺寸，满足主要尺寸，兼顾一般尺寸。由图可知，该工件有冲孔、翻边、落料三个工序，工件结构中等复杂，有一个内径为1.8mm的翻边圆孔，此工件满足级进模冲裁的加工要求。工件的冲孔未注公差按IT8级计算。 图2-1 电位器接线片简示2.2 零件成型工艺分析由图2-1电位器接线片简示图可知，零件的外形尺寸不大，整体呈“T”形，该零件属于小型精密冲压件，从结构形状上看，成形工艺性较差，但由
11、于材料为厚t=0.5mm的H62黄铜带，冲压性能和成型稳定性好，因此，经合理安排成型顺序和稳定的载体设置并结合可行的模具结构，可确保成形质量，从而可采用多工位级进模成形。第3章 冲裁工艺方案及模具结构的确定3.1 方案种类该工件包括冲孔、翻边、落料三个基本工序，可以有以下几种工艺方案：方案一：按照冲孔、翻边、落料的顺序，采用单工序模生产。方案二：采用冲孔-翻边并行的符合模具与单工序模生产。方案三：采用级进模生产。3.2 方案比较及确定方案一，模具结构简单，制造方便，但需要三道工序，三套模具，成本较高，生产效率低，且更重的是在第一道工序完成后，进入后工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，
12、达不到所需的要求，难以满足生产的需要。故不选此方案。方案二，需要两幅模具，成本还是高，冲裁件的工件尺寸公差等级比方案一高一些，避免了多次冲裁的定位误差，并且在冲裁过程中工件较平整。但误差也不小，工件精度、质量还是达不到要求。故不选此方案。方案三，级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。能满足工件尺寸公差等级且操作方便安全。虽然制造成本较高，但是由于接线片多为批量生产，因此相对前两种方案都比较好。综合上述分析，本套模具采用级进模批量生产。3.3 模具结构形式的确定由图分析可知，该冲裁件尺寸不大，形状不复杂，但是产量较大，根据材料厚度一般（0.4mm）的特点，为保证冲孔位置精度，冲模有较高的生产
13、率，初步采用挡料销、导正销进行定位，弹压卸料板装置、自然漏料方式的级进模。第4章 级进模排样设计4.1 级进模排样简介排样图是多工位级进模设计的关键，它具体反映了零件在整个冲压成形过程中，毛坯外形在条料上的截取方式及与相邻毛坯的关系，而且对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响。该过电片零件形状一头大一头小，若采用单列排样则材料的利用率较低，故采用双列排样；又为了减少制件在冲压时的移动和抵消弯曲力，制件尺寸较小且形状较简单，故采用整裁余料(搭边)法。该方法大大提高了生产效率，是的模具的结构设计更加简单，因此这样的排样比较科学合理。查文献表2-13取搭边值a=1.2m
14、m，冲切外形时工件间的搭边连接最小宽度取1.4mm。故应针对零件和零件展开后的工艺特点，并综合考虑工艺分析各个因素后，设计合理的排样图及具体工位安排。故：调料宽度b=1.4*2+9.4=12.2mm，冲压步距h=2.8+1.2=4mm，其中毛坯排样图如图所示：图2-2 电位器接线片排样简图根据以上分析，冲压如图2-1所示的零件的级进模分为三个工位。第一工位：冲圆孔；第二工位：翻边；第三工位：“T”形落料；计算材料的利用率，一个步距内的冲裁面积： =3.2 2.8+6.2+0.5=15.66 其中，A包括一个步距内冲出的小孔面积，故一个步距的材料利用率为：代入数据解得：32.1%4.2 排样的设
15、计原则现代多工位级进模排样设计，常借助CAD软件进行，一般按如下步骤进行。4.2.1确定冲压方向首先确定产品的各个尺寸，根据产品的毛边方向，确定冲裁和成形方向，无毛刺方向要求时一般不受限制。4.2.2 确定排样形式根据制件尺寸，粗略估计算出步距，用CAD的阵列命令做出横排纵排、对称排和斜排等几种方案，并进行分析、比较，在保证产品顺利生产出来的前提下，选择利用率最高的排样形式。4.3 工序顺序的安排 根据已经确定的排样方式，在开始端安排冲孔、切废料等分离工位，再向另一端依次安排成形工位。此时应考虑排样方案的加工可行性和稳定性，保持模具受力的整体平衡，由于受到成型工艺要求的局限，如模具压力中心与冲床中心不一致时，可修正模具安装尺寸予以调节。具体如下：（1）工步以烧为宜，但充分考虑成型的可靠性及成型件的强度等。（2）工位设计应保证凹模有足够的强度，凸模容易安装固定。考虑产品设计变更的可能性及模具设计成型困难时进行模具设计变更的可能性，必要时预留空
