【毕业设计】压盖的多工位级进模模具设计

与此同时，新加坡马来西亚印度及我国台湾香港有关机构和公司也在开发和试用新代级进模系统。

我国从上世纪年代开始，华中科技大学上海交通大学西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模系统的研究和开发。

如华中科技大学模具技术国家重点实验室在软件平台上开发出基于特征的系统，包括钣金件特征造型基于特征的冲压工艺设计模具结构设计标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程个模块。

上海交通大学为瑞士法因托精冲公司开发成功精密冲裁级进模系统。

西安交通大学开发出多工位弯曲级进模系统等。

近年来，国内些软件公司也竞相加入了级进模系统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的级进模系统富士康公司开发的用于单冲模与复合模的系统等。

展望国内外模具技术的发展，本世纪的科学技术正处于日新月异的变革中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能化并行工程面向装配参数化特征建模以及关联设计等系列与模具工业相关的技术发展之快，交叉领域之广前所未见。

今后十年新代模具系统必然是当今最好的设计理念最新的成型理论和最高水平的制造方法相吻合的产物，其特点将反映在专业化网络化集成化智能化四个方面。

主要表现在模具的专业化程度不断提高基于网络的体化系统结构初见端倪模具的智能化引人注目与先进制造技术的结合日益紧密。

课题的主要特点及意义该课题主要针对汽车喇叭压盖零件，在对压盖冲孔落料和压型等成型工艺分析的基础上，提出了该零件采用多工位级进模的冲压方案根据零件的形状尺寸精度要求，设计过程中综合考虑用单列直排法，弹簧导料销定位，保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时，提高了劳动生产率。

本课题涉及的知识面广，综合性较强，在巩固大学所学知识的同时，对于自身的创新能力协调能力开阔设计思路等方面为自己提供了个良好的平台。

第章压盖工艺方案的制定和模具结构设计工艺方案的制定零件分析该零件为汽车喇叭压盖，是汽车喇叭中的个主要零件，如图所示，该零件生产属于大批量生产，零件结构呈圆形，冲压材料厚度，成型过程互相干涉，在符合模中难于实现如用简单的落料压型翻遍等单工序模也可达到冲压要求，这样模具虽然简单了，但是冲压所用的设备和人员较多，效率较低，不能实现自动化等，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，要产品批量较大，对零件的致性要求较高，二是具有良好的压型和冲裁性能，经过反复比较，适宜采用较为复杂的多工位级进模。

图压盖的二维视图工艺分析本压盖从整体上看是呈圆形的成形件，该零件需要控制的尺寸有，公差等级为级，其余尺寸均未注公差，可按级取公差。

该零件材料为优质碳素结构钢，料厚为，因而从尺寸精度和材料方面分析比较适合用冲压加工。

经计算得零件毛坯展开尺寸，如图所示，最大外径尺寸为，属于小型冲压件。

图零件展开图排样图设计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工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响。

该压盖呈圆形，综合考虑模具体积和生产效率采用单列直排法。

查文献表取搭边值。

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，工艺侧搭边取，工件间搭边取。

故条料宽度冲压步距为了便于模具加工取步距，毛坯排样图如图所示图零件排样图根据以上分析，冲压如图所示的零件级进模分为八个工位。

第工位冲定位孔第二工位冲圆孔及切边第三工位切边第四工位压型第五工位翻孔第六工位压凸台第七工位冲工艺孔第八工位翻边。

计算材料的利用率，个步距内的有效冲压面积故个步距的材料利用率为模具结构设计模具总体结构如图和所示，该模具采用四导柱模架，冲孔凸模和冲圆形凸模分别和固定板采用压入式装配，导正销镶件和成型镶件，为了便于制造试模和维修，成型凸凹模律采用镶拼机构，条料送进步距由送料器控制，每步距有导正销进行导正，所有卸料由弹性卸料板前和卸料板后完成，冲孔和冲外圆废料由凹模下面的漏料孔逐步排除，制件从料头分离，由废料带出滑落到成品箱内。

条料的定位装置由于侧刃定距方式增加了材料的消耗，也使模具的制造维修趋于复杂。

本设计由自动送料器自动送料，模具整个工作过程由导向顶杆和导正销导向，实现了冲压的自动化，提高生产率，模具制作方便，又使得有废料冲压变为无废料少废料冲压，保证工件具有较高的尺寸和形状位置精度。

出料装置采用的考虑。

凹模的厚度和外形尺寸，对于其承受的冲裁力，必须具有不引起破损和变形的足够强度。

冲裁时，凹模承受冲裁力和水平方向的作用，由于凹模的结构形式不，受力状态又比较复杂，特别是对于复杂形状的冲件，其凹模的强度计算就相当的复杂，因而，在目前般的生产实际情况下，通常都是根据冲裁件的轮廓尺寸和板材厚度冲裁力的大小等来进行概括的估算及经验修正的。

结构尺寸计算如下凹模壁厚凹模壁厚按文献表选择。

从排样图知冲件料宽，料厚，由文献表取。

凹模厚度凹模厚度根据冲裁力按文献图选择。

先算冲裁力式中冲裁件周边长度材料厚度材料抗剪强度系数。

考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，般取。

算得整个冲压工序中冲裁周边长度，代入式得由文献图中取凹模厚度。

凹模外形尺寸根据排样图所注尺寸和上述凹模厚度与壁厚，可以得出凹模长，本设计考虑到为加工方便，将凹模分为两部分即，凹模宽度故初步有了凹模外形尺寸，凹模镶件尺寸设计对于凹模镶件的尺寸，可以参见相关零件图纸。

模板的设计标准的级进模模板包括卸料板固定板凹模板垫板上模座下模座，其中卸料板固定板凹模板是关键的三块模板，也是级进模不能缺少的。

该模具中固定板起着固定凸模的作用，卸料板主要起卸料压料同时还具有定的导向和在其上镶拼凸模镶件的作用凹模板前面已经提到，既充当凹模刃口，又可以在其上镶拼凹模镶件。

另外，在进行级进模设计时，有项很重要，就是设计让位，般成型或翻边等工位的所用后续工位都需要让位，而且要充分让位，不但需要考虑静态让位，还要考虑动态让位。

本设计中在卸料板和些镶件上直接开槽让位，工件成型后有废料直接带出，保证了送料的顺畅。

凹模外形尺寸前面已述，该模具其它模板的外形尺寸设计如下考虑到为加工方便，同样将其它模板也分为两部分凸模固定板，上模垫板，卸料垫板，卸料板，下模垫板，上模座标准件下模座标准件故，模具闭合高度卸料弹簧的选用先算卸料力，查文献表得卸料力系数卸，则冲卸卸根据模具结构初定根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为卸预查文献表，并考虑到模具结构尺寸，初选弹簧参数为弹簧钢丝直径，弹簧外径，工作极限负荷，自由高度，工作极限负荷下变形量。

弹簧预压量。

由考虑卸料的可靠性，取弹簧在预压量为时就应有的压力，故弹检查弹簧最大压缩量是否满足条件冲裁时卸料板的行程考虑凸模的修模量弹簧的与压缩量故弹簧总压缩量为所以该规格的弹簧满足要求。

其它零件的设计在级进模中，些辅助零件对模具的顺利工作也起着重要的作用。

针对该级进模，这里主要介绍导正销的设计。

本级进模设计当中，通过导正销与在前个工位上冲了的两个的孔实现精确定位，保证产品的精度。

进行导正销设计时注意到控制导正销的长度，保证当模具在自由状态时导正销的直壁部分伸出卸料板的长度要小于产品的个料厚，这样就可以有效地避免带料现象。

模具在自由状态时导正销的直壁部分伸出卸料板的长度为。

本章小结本章是整个模具设计中的重点同时也是难点，主要完成了模具中成型零件的设计各模板的设计弹簧的选用和其他零件的设计。

其中对成型零件的尺寸做了详细的计算，并对凸模做了强度校核。

第章冲压设备的选用和模具压力中心的计算根据所要完成的冲压工艺性质生产批量的大小冲压件的几何尺寸和精度要求来选定设备类型。

开式曲柄式压力机虽然刚度差，但它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件弯曲件拉伸件的生产中。

闭式曲柄式压力机刚度好精度高，只能靠两个方向操作，适用于大中型件的生产。

双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于复杂的大中型拉伸件的生产。

综合考虑，采用开式曲柄压力机。

冲压设备的选用冲压力的计算该级进模采用弹性卸料和下出料方式。

由节及节计算知卸冲计算翻孔力孔式中材料厚度材料屈服强度翻孔后直径翻孔前直径故，翻孔力孔计算翻边力边式中系数，可取翻边部分的曲线长度材料厚度材料抗拉强度故，翻边力边由于成型力的大小取决于压力机的调整，根据相关经验初定为成。

故成边孔卸冲总所选压力机的公称压力必须大于总。

选择压力机根据上述冲压力的计算，初步选用型号为开式双柱可倾式压力机。

该型号压力机主要技术规格如下公称压力滑块行程最大闭合高度最大装模高度连杆调节量工作台尺寸前后左右模柄孔尺寸直径深度滑块中心至床身中心距离由节计算知模具闭合高度，因模具下面有废料排除，所以要在安装模具时，在下方放副垫铁，这里选垫铁厚度，即模具的安装高度应在模具闭合高度的基础上加，故。

总所选压力机装模高度与模具闭合高度满足下式总还可以看出总取在调节总，这样可以避免连杆调节过长，螺纹接触面积过小而被破坏。

综上所述，所选压力机符合要求。

模具压力中心的计算冲裁是的合力作用点或多工位级进模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。

如果模具压力中心与压力机滑块中心不致，冲压时会产生偏载，导致模具以及滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的寿命。

因此，设计时应该正确算出冲裁时的压力中心，并使压力中心和模柄轴心线重合若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄中心线相重合，也应注意尽量使压力中心的偏离不超过所选压力机模柄孔投影面积的范围，以下通过解析法确定模具的压力中心。

计算步骤建立平面直角坐标系计算出各单图形的压力中心到坐标轴的距离和将计算数据分别代入式和，即可求得压力中心坐标，。

计算压力中心根据排样图设计及各工位在模具上的相对位置，建立直角坐标系，如图所示，图压力中心由对称性可知，各工序冲压力的合力作用点落在轴上，即，将所计算的各工位上的冲压力及图中所标注的坐标值代入式中得坐标，即模具压力中心坐标为，。

本章总结本章主要介绍压力机的选用和模具压力中心的计算，根据模具的外形尺寸闭合高度冲裁力，选用型号为的开式可倾式压力机利用合力对轴之矩等于各分力对该轴之矩的代数和的原理导出模具压力中心坐标，。

结论从整个模具设计过程来看，该零件采用多工位级进模，模具结构设计合理，加工简单，操作方便，通过连续冲裁压型等几道工