打印机刮板的冲压模具设计

高职学院毕业设计（论文）题目： 打印机刮板的冲压模具设计 院 （系）： 高等职业技术学院 专 业： 机电一体化技术 姓 名： XXX 学 号： 099XXX 指导教师： X X X 二零一二年五月十二日南昌航空大学高职学院毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：打印机刮板的冲压模具设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1. 打印机中刮板的零件图2. 材料为 20号钢板3. 零件设计和加工工艺规程编制合理4. 模具设计要求满足加工工艺，并且结构紧凑，重量轻，便于移动，操作简单，安全III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：1. 收集有关资料，写出开题报告 （2周）2月13日-2月26日2进行工艺方案设计并编制加工工艺规程 （2周）2月27日-3月11日3进行模具设计方案的选择及设计计算 （3周）3月12日-4月01日4绘制模具装配图及其部分零件图 （4周）4月02日-4月29日5. 外文资料翻译（不少于6000实词） （1周）4月30日-5月06日6撰写毕业论文 （3周）5月07日-5月27日7准备毕业答辩 （2周）5月28日-6月08日 、主 要参考资料：【1】濮良贵等主编.机械设计.高等教育出版社，2001【2】翁其金等主编.冲压工艺及冲模设计.机械工业出版社，2004【3】模具实用技术丛书编委会编.冲模设计应用实例.机械工业出版社，2004【4】王先逵主编.机械制造工艺学.机械工业出版社，2001【5】A H BURR.MECHANICAL ANALYSIS AND DESIGN.1981,ELSEVIER 高等职业技术 学院 机电一体化 专业 099XXX 班学生（签名）： XX日期： 自 2012 年 2 月 13 日至 2012 年 6 月 8 日指导教师（签名）： XXX助理指导教师(并指出所负责的部分)： 系（室）主任（签名）：目录摘 要ABSTRACT第1章 绪 论1.1 模具行业的发展现状及市场前景.91.2 冲压工艺介绍.91.3 冲压工艺的种类.101.4 冲压行业阻力和障碍与突破.111.5冲压模具设计要点.131.5.1冲压模具的功能.131.5.2冲压模具的一般设计程序.141.6冲压模具设计要点.151.7.冲压设备的选择.161.7.1设备类型的选择.161.7.2设备类型的选择原则.19第2章 冲裁件的工艺分析.202.1 工件材料212.2 工件结构形状222.3 工件尺寸精度222.4 工件展开长度计算232.5 冲裁工艺方案的确定.242.6 模具结构形式的确定.26第3章 模具总体设计.273.1 模具类型的选择.273.2 操作方式.273.3 卸料、出件方式.273.4 确定送料方式.283.5 确定导向方式.283.6 模具设计计算.293.6.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率.293.6.2 冲压力的计算 333.6.3 压力中心的确定 363.6.4 模具刃口尺寸的计算 373.6.4.1 冲孔模中凸模的尺寸及制造精度.373.6.5 模具弯曲部分工作尺寸计算.383.凸、凹模间隙 .38第4章 校核模具闭合高度及压力机有关参数.414.1 校核模具闭合高度414.2 冲压设备的选定414.3 设计并绘制模具总装图及选取标准件.42第5章 模具的安装调试.425.1 模具的安装调试42设计总结44参考文献45摘要：冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对指定工件进行的级进模设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键词：释放键；级进模；弯曲；冲孔Abstract: Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the suspension by the progressive die design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And the mapping of the mold assembly and part drawings. Suspension of the project through the stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent. Keywords: stamping die; stamping molding; die design第1章 绪 论1.1 模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。1.2 冲压工艺介绍冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。1.3 冲压工艺的种类冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。 1.4 冲压行业阻力和障碍与突破 阻力一：机械化、自动化程度低美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的510倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步。突破点：加速技术改造要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。阻力二：生产集中度低许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅39.2%。突破点：走专业化道路迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板(1650mm以上)等都依赖进口。突破点：所用的材料应与行业协调发展汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。阻力四：科技成果转化慢先进工艺推广慢在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。突破点：走产、学、研联合之路我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。阻力五：大、精模具依赖进口当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为40%45%，而国际上一般在70%左右。突破点：提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术(CAE)。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争2005年模具标准件使用覆盖率达到60%，2010年达到70%以上基本满足市场需求。 阻力六：专业人才缺乏业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。突破点：提高行业人员素质这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。1.5 模具设计过程与要点 本课题的主要目的是通过对打印机中刮板的设计和制造过程的分析，完成该零件的冲压模具设计。1.5.1 冲压模具的功能 冲模的功能是具有制造出一定数量的冲压产品的能力，且加工还有高效率、高精度、互换性好及节约原材料等功效。在此，可以把制造出所需的冲压产品视之为对冲模的一级功能要求。如图2.1所示，被加工材料送至固定在冲压设备上的冲模里，经过冲压加工，获得所需形状、尺寸和性能的产品。在实现冲模的一级功能要求中，即在冲模使材料变成产品的加工过程中，由于除了要保证使材料经受既定的冲压加工(塑性成形)以外，前后还必须有正确的导向、定位以及方便的卸料与出件等动作所以，冲模实际上是由具有不同功能的零部件组成的一种装置。图1-1 冲模的一级功能要求由于冲压产品的生产方式不是单件生产、而是批量生产，因此，为达到所需冲压产品的数量，还需具有某些二级功能要求。冲模的二级功能要求是对其一级功能要求的完善、强化或补充。从冲模的使用角度出发，其二级功能要求主要应包括如图1-2所示的各项内容。显然，冲模的二级功能要求愈完善，则冲模的结构可能会愈复杂。应当指出，冲模功能的各项内容正是冲模设计的依据和条件。 图1-2 冲模的二级功能要求1.5.2冲压模具的一般设计程序依据冲压件的产品图样进行冲压工艺过程设计并确定工艺方案后，可进行冲模的设计。在模具设计时，要收集、准备有关的设计参考资料;经过充分理解、研究和确定内容之后，便可着手绘制模具的草图；在绘制草图阶段，进行讨论，以防发生设计上的重大错误；然后，再绘正式图。一般模具设计图可按图1-3之方框图的步骤完成。由此方框图可知：在冲模设计过程中，必定有冲压工艺方案的分析、确定及工艺计算，从工艺方案分析开始到正式绘制模具图，中间各种步骤还应有反复分析与交叉进行的过程。可加工性分析工艺方案确定工艺计算编写模具设计说明书产品图、实物资料构思图讨论模具构思图绘制正式图完成模具图研究校对样品、参考资料图1-3 模具设计程序1.6 冲压模具设计要点模具总体结构形式的确定是设计时必须首先解决的问题，也是冲模设计的关键，它直接影响冲压件的质量、成本和冲压生产的水平。模具类型的选定，应以合理的冲压工艺过程为基础，根据冲压件的形状、尺寸、精度要求、材料性能、生产批量、冲压设备、模具加工条件等多方面的因素，做综合的分析研究并考虑综合经济效果，在满足冲压件质量要求的前提下，达到最大限度地降低冲压件的成本。确定模具结构形式时，必须解决以下几方面的问题：(1)模具类型：单工序模，级进模，复合模等；(2)操作方式：手工操作，自动化操作，半自动化操作；(3)进出料方式：根据原材料的型式确定进料方法，取出和整理零件的方法，原材料的定位方法； (4)压料与卸料方式：压料或不压料，弹性或刚性卸料等；(5)模具精度：根据冲压件的特点确定合理的模具加工精度，选取合理的导向方式及模具固定方法等。同时，在制造模具时，除生产批量、生产成本、冲压件的质量要求外，在设计冲模时还必须对其维修性能、操作方便、安全性特别是手工操作模的安全方面等予以充分的注意。1.7.冲压设备的选择1.7.1设备类型的选择设备类型的选择要依据冲压件的生产批量、工艺方法与性质及冲压件的尺寸、形状与精度要求来进行。压力机原理图如图1-4所示。图1-4 曲柄压力机传动系统(1) 根据冲压件的大小进行选择，参照表1.1。表1.1 按冲压件大小选择设备零件大小选用类型特点适用工序小型或中小型开式机械压力机有一定的精度和刚度，操作方便分离及成形（深度浅的成形件）大中型闭式机械压力机精度与刚度更高，结构紧凑，工作平稳分离、成形（深度大的成形件）(2)考虑精度与刚度：在选用设备类型时，还应充分注意到设备的精度与刚度。压力机的刚度是由床身刚度、传动刚度和导向刚度三部分组成，如果刚度较差，负载终了和卸载时模具间隙会发生很大的变化，影响冲压件的精度和模具寿命。设备的精度也有类似的问题。尤其是在进行校正弯曲、校形及整修这类工艺时更应选择刚度与精度较高的压力机。在这种情况下，板料的规格应该控制更严，否则，因设备过大的刚度和过高的精度反而容易造成模具或设备的超负载损坏。(3)根据冲压件的生产批量选择，参照表1.2。表1.2 按生产批量选择设备冲压件批量设备类型特点适用工序小批量薄板通用机械压力机速度快、生产效率高质量较稳定各种工序厚板液压机行程不固定，不会因超载损坏设备拉深、弯曲、胀形大中批量高速压力机高效率冲裁多工位自动压力机高效率，消除了半成品堆储问题各种工序(4)考虑生产现场的实际可能：在进行设备选择时，还应考虑生产现场的实际可能。如果目前还没有较理想的设备供选择，则应该设法利用现有设备来完成工艺过程。(5)考虑技术上的先进性：需要采用先进技术进行冲压生产时，可以选择带有数字显示的、利用计算机操作的及具有数控加工装置的各类新设备。1.7.2设备类型的选择原则设备规格的选择应根据冲压件形状的大小、模具尺寸及工艺变形力等进行。从提高设备的工作刚度、冲压件的精度及延长设备的寿命观点出发，要求设备容量有较大剩余。最新的观点是使设备留有3040%的余量，即指使用设备容量的6070%。还有的建议只使用容量的50%，即取设备的吨位为工艺变形力的2倍。第2章 冲裁件的工艺分析本次设计冲压工件如下图，材料为20号钢，厚度为1.25mm。 图2-1 工件三维图 以下为工件二维零件图，其最大尺寸230mm，加工精度选择IT14。 图2-2 工件二维图2.1 工件材料由图1-1分析知：此工件材料采用20号钢，生产批量为大批量，需要用模具进行生产。该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、深谈淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为253-500MPa，伸长率24%。 20钢特性与15钢基本相仿，但强度稍高。用途：适用于制造汽车、拖拉机及一般机械制造业中建造不太重要的中小型渗碳碳氮共渗等零件，如汽车上的手刹蹄片、杠杆轴、变速箱速叉、传动被动齿轮及拖拉机上凸轮轴、悬挂均衡器轴、均衡器内外衬套等；在热轧或正火状态下用于制造受力不大，而要求韧性高的各种机械零件；在重、中型机械制造业中，如锻制或压制的拉杆、钩环、杠杆、套筒、夹具等。在汽轮机和锅炉制造业中多用于压力6N/平方，温度450的非腐化介质中工作的管子、法兰、联箱及各种紧固件；在铁路、机车车辆上用于制造十字头、活塞等铸件。 20F钢力学性能： 抗拉强度410MPa 屈服强度245MPa 伸长率=25% 断面收缩率=55% 硬度=HB156 弹性模量206000MPa 泊松比0.3 由于该零件有1个3mm和2个椭圆形的孔，而且有直线组成的不规则轮廓外形，有1处弯曲，因而模具包含有冲孔、弯曲、落料工序。对于3小孔，由于孔径大于或者等于料厚，不属于深孔冲裁，因此在模具设计时没有必要对冲孔小凸模采取适当保护措施加以保护，也没有必要对凸模进行强度校验。从材质上看，冲裁材料母线为20号钢，属低强度、高延伸性、高延伸率、塑性及流动性好的软材料，有利于成型，总体来说，该零件冲压工艺性较好。2.2 工件结构形状工件结构形状相对简单，有1段弯曲，有1个圆形孔，2个椭圆形孔,孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为1.25mm满足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。2.3 工件尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT14级精度，普通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。2.4 工件展开长度计算 一般折弯:(R=0, =90) L=A+B+K 1. 当0T0.3时, K=0 2. 对于铁材:(如SPCC,SGCC,SECC,SECD,SPTE, SUS等)a. 当0.3T1.5时, K=0.4Tb. 当1.5T2.5时, K=0.35T c. 当 T/2.5时, K=0.3T3. 对于其它有色金属材料如AL,CU.当 T$0.3时, K=0.4T图2-3 工件展开长度、工件厚度为1.25mm，所以展开长度为： L1=230mm L2=6+3.6+6+4+10+9.8+1.250.8=40.4mm如图1-4所示: 图2-4工件展开图2.5 冲裁工艺方案的确定方案一：先冲孔，再弯曲，后落料。单工序模生产。方案二：冲孔-弯曲-落料级进冲压。级进模生产。方案三：落料-弯曲-冲孔复合模冲压。复合模生产。表2-1 各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模（无导向）（有导向）级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产根据分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本比较高。适合大批量生产。方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二最佳。2.6 模具结构形式的确定级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。第3章 模具总体设计3.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。3.2 操作方式零件的生产批量为大批量，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。3.3 卸料、出件方式3.3.1 卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：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。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。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（0.10.2）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。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。 工件平直度较高，料厚为1.25mm相对较薄，卸料力较小，弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，所以采用弹性卸料。3.3.2 出件方式因采用连续模生产，故采用向下落料出件。3.4 确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。3.5 确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级复合模采用对角侧导柱模架的导向方式，即方案一最佳。3.6 模具设计计算3.6.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率3.6.1.1 排样方式的选择方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：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。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。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。3.6.1.2 计算条料宽度搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值通常由表3-1所列搭边值和侧搭边值确定。根据零件形状，查表4，并考虑到工件的切边，工件之间搭边值a=2mm, 工件与侧边之间搭边值取a1=2.5mm, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值B0=（Dmax2a12b1）0 公式（3-1）式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a-冲裁件之间的搭边值；a1-工件与侧边之间搭边值取。板料剪裁下的偏差；（其值查表6）可得=0.8mm。B0=23022.521.5=2380-0.80mm故条料宽度为238mm。表3-1 搭边值和侧边值的数值材料厚度t（mm)圆件及类似圆形制件矩形或类似矩形制件长度50矩形或类似矩形制件长度50工件间a侧边a1 工件间a侧边a1工件间a侧边 a10.251.01.21.21.51.52.51.82.60.250.50.81.01.01.21.22.21.52.50.51.00.81.01.01.21.52.51.82.611.51.01.31.21.51.82.82.23.21.52.01.21.51.51.82.03.02.43.42.02.51.51.91.82.22.23.22.73.7 表3-2 普通剪床用带料宽度偏差（mm）条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)50501001002002000.40.50.60.720.50.60.70.8230.70.80.91.0350.91.01.11.2表3-3 侧刃冲切得料边定距宽度b1（mm）条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)金属材料非金属材料1.51.52.01.52.52.03.01.52.52.54.03.6.1.3 确定步距送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。级进模送料步距SS=Dmax+a1 公式（3-2）Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边S40.42.542.9mm排样图如图3-1所示。 图3-1 排样图3.6.1.4 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，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率/BS100% 公式（3-3）式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距；由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则：1）、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。3) 、 模具结构简单、寿命高。4) 、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。一个步距内冲裁件的实际面积，运用CAD软件，工具-查询-面积： A=8955.455mm2所以一个步距内的材料利用率=BS100% 公式（3-3） =8955.45523842.9100% =87.7%根据计算结果知道选用直排材料利用率可达87.7%，满足要求。3.6.2 冲压力的计