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第1章 绪 论
1.1 选题的背景、目的及意义
从我国参加WTO后，机械制造业迎来了前所未有的发展机会，我国正渐渐成为“世界制造中心”。制造业为了增强竞争实力，提高产品质量和出产效能，改进原材料利用率，节约能源，普遍地选用各种模具成形工艺更换传统的切削加工工艺。当前机械、汽车、电子信息、轻工等工业产品有60% 到80%的工件选用模具成形工艺。
在成形模具的加工中，冷冲压模具加工具备很多的优势，我国着重发展的精密、高效模具种类中最重要的是多工位的连续模与多功能的模具。尤其是机械、仪表行业、电子、电气的体积小，形状复杂，精度要求比较高的金属制件，普遍的使用多工位级进模生产。
在现代冲压技术中，发展连续级进型模具有重要地位，尤其是对冲压件需要大批量生产的，更该选用多工位级进模进行加工制造。多工位级进模与普通模具相比，提高劳动生产率和设备利用率，高精度定位和精确的距离测量系统的尺寸，高精度的生产，表面质量好。选用多工位连续模作为设计课题是非常具有现实意义的。
1.2 国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果
因冷冲压拥有众多突出的优势，所以在机械制造、电子、电器等各行各业中都获得了普遍的使用。涵盖汽车的覆盖件，小到钟表及仪器、仪表元件，大多是采用冷冲压方法得到的。当前，选择冷冲压工艺所获得的冲压成品，在现代汽车、仪器、电器、拖拉机、电机、仪表及各种电子产品和人们日常生活中，都有着十分重要得地位。根据一个大略的统计，在汽车的加工制造行业里有着六至七成的零件都是选用冲压得工艺制成的，整个汽车工业总劳动量的25%至30%是由冷冲压生产所占有的劳动量来完成的。在机电及仪器、仪表生产中使用冷冲压工艺，加工制成了60%至70%的零件。在电子类产品中，占到零件总数的约85%及以上的零件是由冷冲压件组成的。在飞机、导弹、各类枪弹与炮弹的生产加工中也是有相当大的部分是由冲压件来组成的。各种金属产品在人们的日常生活使用的，冲压材料占有更加重要的数量和比重，如铝锅，不锈钢餐具，陶瓷盆等冷冲压产品。占到世界钢产量60%至70%以上的板材、管材及其它各类型材，其中很大的一部分是经过冲压加工制成成品的。在许多先进的工业国家，对冲压和模具制造的高度重视，使得模具工业已成为一个重要的产业部门，而冲压生产则成为生产高质量先进机电产品生产的重要手段。
目前，国内相当多的模具企业普及了计算机绘图，应用各种CAD软件进行模具设计。我国东风汽车公司模具厂、第一汽车模具中心等都能制造加工代表当代模具技术水平的汽车覆盖件模具。他们使用CAD/CAE/CAM的技术，加工方法，冲压模具的质量和性能，已达到或接近国际水平。第一汽车厂模具制造有限公司制造的大红旗轿车的左/右前和翼板拉深模和发动机罩外板拉深模均采用CAD/CAE/CAM技术及高速铣削加工技术，模具具有精度高，质地好等优点，基本上达到国际水平。多工位连续级进模和多功能模具是我国重点发展的精密，高效模具种类。另外，国内已可制造出的铁心精密自动叠片多功能模具已经具备了自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁心扭斜和安全保护等功能。生产电动机定子、转子双回转叠片的硬质合金连续模的步距精度已可达2um，寿命可以达到1亿次以上。用于生产集成电路引线框架的20到30个工位的连续模，用于生产电子枪零件的硬质合金连续模和生产空调散热片的连续模均已达到较高的水准。在国外，ADP公司的转塔式冲床车间中，有9台转塔式冲床，用来生产面板类零件，对剪切模具的改进，缩短磨刀和换模时间，每周可提高冲床生产时间7小时，大大降低了模具成本，提高了生产效率。我国模具与工业发达国家相比在技术、加工精度、效率、寿命、生产周期等方面差距相当大，我国模具加工业要想在短期内赶上世界发达国家的工业水平，还需付出许多艰辛的努力。
1.3 对选题的研究设想、研究方法
本课题是设计一个起滑动功能的电气元件，制件尺寸较小，成形工序比较多，精度要求比较高，适合于使用多工位级进模加工。与单工序模具相比较，连续模具具有高效率和优质生产的基本优势。连续级进模减少了大量的人力和时间消耗的单步操作，消除各个运行环节定位的定位误差，所以它的产品质量好，生产效率高，且操作安全。但是连续模具制造成本比单工序模要高，故比较适合中小型零件的大批量的生产。
首先是对零件进行工艺性分析，对级进模设计分析的基础就是对零件结构进行工艺性的分析。工艺分析是否准确，工艺措施是否得当，将直接影响到模具的工作效能和零件的加工质量。用“分解法”来解决那些不符合规范要求的工艺难点，是解决这类问题的基本方法。特别是对那些从总体上看很难一次性成型，或一次性成型模具强度很难达到的技术难点，然后分解分析，一般是能够找到解决的方法的。工艺分析的结果应包括:一般工艺分解的顺序，特殊工艺分解的设计过程及具体的技术参数。为下一步设计方案奠定基础。然后，根据工艺分析的结果来确定工步顺序的安排，并画出排样图。工步的顺序安排应当基本满足工艺分解的设计要求；尽量对称的安排被加工要素，以控制生产和模具压力中心。最后，设计模具的总体结构。
1.4 预期结果和意义
多工位级进模的结构设计虽与普通单工序模具有共同点，而不是将几个单工序模具结构简单地结合。连续模具有明显的结构特点，比如具有高精度的导向装置、高精度的步距定位装置、高精度的自动送料装置，有的还带有自动机构装置来满足某些成形要求，为了使级进模能够适应“高速、自动、精度、安全”的四个基本要求，优化对于连续模的结构设计是非常重要的。
第2章 模具的设计方案
2.1 工件的规格参数
名称：滑盖
生产批量：大批量
材料：Q235
厚度：t = 0.5
工件简图：图2.1
图2.1 工件图
2.2 工件的工艺分析
这里所指的工艺分析，主要是依据冲压工艺本身的工艺规范和特点，分析零件上所有结构要素的形成能否满足其规范要求，并结合连续模本身能进行多工序组合的特点，制定相应的工艺措施。工艺分析的内容应包括:一般工艺分解的顺序，特殊工艺分解的设计过程及具体的技术参数。由零件简图中的各尺寸标注可以看出，该零件对于尺寸有着严格的精度要求；从零件的结构分析，它的加工工艺包括落料，冲孔，成形，弯曲，切断等工序，成形工艺较复杂；采用单工序模生产，工序较多。
2.3 工件的加工工艺方案
确定加工工艺的方案，就是合理的制定工序。应该在各工步上考虑控制步距精度的定位方式，如有必要则可以通过开设工艺孔来满要求；连接位置的选择方面，应充分考虑形成连体刚度，并在时间作为部分创造便利条件的最后一个步骤相同，避免产生连续的处理情况；如果冲压冲压方向没有规定或清楚的表面质量的要求，应选择能促进料，可以简化模具结构的加工方向的方向；如果你想和过程分解是不矛盾的，应尽可能将弯曲步骤相对集中在几个步骤简化最终的，方便的进料和模具结构；最后工步数的确定应以模具的强度允许为原则，结合工艺分解步数合理确定。必要时不妨适当添加工步数以满足模具的强度要求或模具结构所需要的空间位置要求。
按照该零件加工工艺可以确定下基本工序：冲裁φ2.4mm工艺孔、冲裁R1的突起、冲裁分离槽、冲裁成形槽、两翼弯曲和切断。
根据这些基本工序可以拟出三种工艺方案。
方案一：采用单工序模；方案二：弯曲冲孔复合，其余单工序；方案三：采用多工位连续模制造。
对三种方案进行比较可知，方案一与方案二的工序较多，并且需要手工操作，定位难以达到所需精度，质量很难得到保证。由于零件对于尺寸精度要求较高，且为大批量生产，以提高生产效率，保证质量，决定采用多工位连续模设计制作。
2.4 加工工序的确定
方案一：第一工位冲裁φ2.4mm工艺孔，第二工位冲裁分离槽，第三工位冲裁成形槽，第四工位使两翼弯曲，第五工位冲裁R1的突起，第六工位为切断。
方案二：第一工位冲裁φ2.4mm工艺孔，第二工位冲裁R1的突起，第三工位冲裁分离槽，第四工位冲裁成形槽，第五工位使两翼弯曲，第六工位为切断。
由于胀形属于局部成形，对材料的变形影响不大，所以根据零件的结构特点，第二方案比较合理。
2.5 模具装配特点
多工位连续模的装配关键是要使凸模固定板、凹模固定板与卸料镶块固定板上的型孔尺寸和位置精度相互协调，并且保证多个凸模、凹模或镶块的间隙与位置符合要求。
多工位连续模装配通常运用部分分装，总装组合的方法:即第一化整为零，先装配凹模固定板、凸模固定板和卸料镶块固定板等首要部件，第二再进行模具总装，先装配下模部分，后装配上模部分，最后再调整模具的间隙和进距精度。
2.6 本章小结
本章主要对所要制作的零件进行了工艺分析，制定了零件的加工方案，为模具的结构设计奠定了基础。通过对这些要求的分析后，所要制作的零件可以满足冲压成形工艺性良好，适合冲压成形的要求。
第3章 模具主要工艺参数的计算
3.1 毛坯尺寸的计算
因为胀形是属于局部变形的，所以工件的坯料尺寸需要按照弯曲件来进行计算。
确定中性层曲率半径：
（3.1）
已知为r=0.5 , t=0.5，由文献[1]有，
由r/t = 1 ，可查得x =0.32
= 0.66
确定中性层长度：
（3.2）
已知 90°，
mm
因r＞0.5t，该弯曲是有圆角半径的弯曲形式，
毛坯展开尺寸：
（3.3）
直线部分长度：
mm
mm
mm
毛坯尺寸：
mm
3.2 排样图设计
多工位连续模设计的关键是对工位排样得设计，它不但对材料的经济使用、冲压件精度、模具制造的难易程度有影响，并且直接影响了模具在各工位冲压时的协调和稳定。各种成型工位的分布及送料类型的选择是一个完整的工位排样应当具有的内容。
在设计多工位连续模时，首先要确定排样。排样的内容主要包括定位基准、载体、分型、工位数及工位顺序等。排样样式是否合理决定了模具的复杂程度、冲压寿命和冲压件的质量，因此排样是多工位连续模设计中的重要组成部分之一。每一个设计者的想法不可能完全一致，So排样也不可能完全相同，但是必须满足以下要求。能保证冲压件对于质量、精度的要求；模具有足够强度，满足冲压对于寿命的要求；模具结构分局合理，制造和返修工艺性能良好；合理选择载体，尽力提高材料使用率。
搭边是在排样时冲裁件与冲裁件之间（a）以及冲裁件与条形料之间（a1）留下的工艺余料。
根据文献[1]查得，
mm，mm
条料宽度：
（3.4）
因为所制作的零件尺寸较小，为了提高零件的生产效率，安排使一个工位同时冲四件。又考虑到载体得大小以及成形工艺的要求，计算条料宽度为58.6mm
送料步距：
（3.5）
mm
排样图：
图3.1 排样图
3.3 各部分工艺力的计算
1.冲压力的计算：
（1）第一工位；冲Φ2.4工艺孔
冲裁力
F = KLtτ （3.6）
F —— 冲裁力（N）；
L —— 冲裁件周长（mm）；
t —— 板料厚度（mm）；
τ —— 材料的抗剪强度（MPa）；
K —— 安全系数。常取K =1.3。
根据文献[1]查得，
MPa
N
由于一个工位冲四件工件，所以第一工位需要的总冲裁力
N
（2）第二工位；压R1突起
冲压力
F = （3.7）
F —— 冲压力（N）；
L —— 冲裁件周长（mm）；
t —— 板料厚度（mm）；
—— 材料的屈服强度（MPa）；
K —— 安全系数K。常取K =1.3。
根据文献[1]查得，
MPa
得到
N
由于一个工位冲四件工件，所以第二工位需要的总成形力
N
（3）第三工位；冲分离槽
分离槽尺寸如图3.2所示：
图3.2 分离槽
冲裁力
F = KLtτ （3.6）
得到
N
因为每一个工位要实现冲裁四件工件的要求，根据排样图所示，第三工位需要冲裁出五个分离槽，故第三工位需要的总冲裁力为
N
（4）第四工位；冲成形槽
根据排样图所示，第四工位有两种成形槽，
成形槽Ⅰ的尺寸如图3.3所示：
图3.3 成形槽Ⅰ
冲裁力
F = KLtτ （3.6）
得到
mm
N
成形槽Ⅱ尺寸如图3.4所示：
图3.4 成形槽Ⅱ
冲裁力
F = KLtτ （3.6）
得到
mm
N
由于一个工位要冲裁四件工件，根据排样图（图3.1）所示，所以在第三工位需要冲裁三个成形槽Ⅰ和两个成形槽Ⅱ，故在第四工位所需要的总冲裁力是
N
（5）第五工位；弯曲
根据r / t ＜5时，弯曲半径回弹值不是很大，So只考虑角度的回弹，由文献[1]，本设计弯曲工序最好使用校正弯曲。
校正弯曲力
F = Ap （3.8）
A —— 校正部分的垂直投影面积（mm2）；
p —— 单位面积上的校正力（MPa）；根据文献[1]查得
p = 90 MPa
得到
N
由于一个工位冲四件工件，根据排样图所示，第五工位需要弯曲四件工件，所以第五工位需要的总弯曲力
N
（6）第六工位；切断
冲裁力
F = KLtτ （3.6）
根据排样图可以得到，切断载体边长为6 mm；
N
由于一个工位冲四件工件，所以第六工位需要的总冲裁力
N
模具共有四个冲裁区，一个成形区，一个弯曲区；
冲裁区需要的总冲压力
（3.9）
N
成形区需要的总冲压力
N
弯曲区需要的总冲压力
N
工件加工所需的总冲压力为
（3.10）
N
2.卸料力的计算
（3.11）
F —— 冲裁力（N）；
—— 卸料力系数；
根据文献[1]查得
得到
N
3.推件力的计算
（3.12）
F —— 冲裁力（N）；
—— 推件力系数；
n —— 梗塞在凹模内的件数（n=h/t）；本套模具n = 1。
根据文献[1]查得
N
4.顶件力的计算
（3.13）
F —— 冲裁力（N）；
—— 顶件力系数；
根据文献[1]表3-8查得
得到
N
5.压力机所需总压力的计算
本套模具是采用弹压卸料装置和上出件的模具。
得到
（3.14）
N
3.4 压力中心的计算
冲压力合力的作用点被称为模具的压力中心。模具的压力中心必须通过模柄的轴线而和压力机滑块的中心线重合。否则滑块就会因为受到偏心载荷而引起滑块导轨和模具的接触，产生不正常的磨损，降低了模具寿命甚至损坏模具。
图3.5 压力中心示意图
根据排样图，在Y轴方向，冲压刃口呈现对称性分布，冲压力的作用点在Y轴上。
得到
在X轴方向上，根据力学定理，合力对某轴的力矩等于各分力对同轴力矩的代数和。因为冲裁力与周边长度成正比。所以各冲裁力可分别用各段冲裁周边长度代替。
得到
（3.15）
根据图3.5，可以得到
3.5 冲压设备的初选
冲压时压力机吨位的确定
（3.16）
N
为了确保冲压力足够大并考虑到以后用作其它制件生产的可能性，初选压力机吨位为160kN。
3.6 本章小结
本章主要分析了毛坯尺寸的零件并对其进行了计算，根据成形工艺设计与冲压成形排样图，确定了条料的宽度和送料步距，并计算出冲压过程中所需的冲压力和压力中心，初选了压力机。通过对主要参数的计算，为后面模具的结构设计提供了科学精确的参考数据，有利于更加合理的对模具结构进行设计。
第4章 模具工作部分尺寸的计算
4.1 冲裁区刃口尺寸的计算
1．尺寸计算原则
落料时，凹模决定了落料件的尺寸，So应以落料凹模为设计基准。冲孔时，凸模决定了冲孔件的尺寸，So应以冲孔凸模为设计基准。
计算公式如下：
落料凸模和凹模工作部分尺寸计算公式：
（4.1）
（4.2）
冲孔凸模和凹模工作部分尺寸计算公式：
（4.3）
（4.4）
—— 分别为落料凸模与凹模的基本尺寸；
—— 分别为冲孔凸模与凹模的基本尺寸；
—— 落料件的最大极限尺寸；
—— 冲孔件的最小极限尺寸；
—— 冲裁件的公差；
—— 磨损系数；
—— 分别为凸模和凹模的制造偏差。
2．冲裁间隙计算
根据文献[1]查得，
冲裁模初始双面间隙Z
mm, mm
mm
根据文献[1]查得，
冲裁凸，凹模的制造偏差
mm, mm
由于，
mm
根据制造模具应该保证
（4.5）
可以取模具间隙为：
mm
mm
mm, mm
3．刃口尺寸计算
（1）冲Φ2.4工艺孔
因为工艺孔的作用是使条料导正，按照导正销和销孔的配合选择H8/d9,
冲孔尺寸φ
冲孔
（4.3）
（4.4）
根据文献[1]查得，
所以
（4.3）
（4.4）
（2）冲分离槽
分离槽尺寸如图4.1所示
图4.1 分离槽尺寸
冲槽凸模与凹模工作部分得尺寸计算公式：
（4.6）
（4.7）
（4.8）
（4.9）
—— 分别为冲槽凸模和凹模的基本尺寸；
—— 冲槽的最小极限尺寸；
根据文献[1]查得，
，
所以
（4.6）
（4.8）
（4.7）
（4.9）
（3）冲成形槽
成形槽Ⅰ尺寸如图4.2所示：
图4.2 成形槽Ⅰ尺寸
冲槽
（4.6）
（4.7）
（4.8）
（4.9）
根据文献[1]查得，
，
所以
（4.6）
（4.8）
（4.8）
（4.7）
（4.9）
（4.9）
成形槽Ⅱ尺寸如图4.3所示：
根据文献[1]查得，
，
可得，
（4.6）
图4.3 成形槽Ⅱ尺寸
（4.8）
（4.8）
（4.7）
（4.9）
（4.9）
（3）切断
根据载体大小计算切断尺寸
根据文献[1]查得，
，
所以
（4.6）
（4.8）
（4.7）
（4.9）
4.2 弯曲区刃口尺寸的计算
1．尺寸计算原则
工件尺寸的标注将影响弯曲凸模和凹模宽度尺寸计算。通常的原则是：若工件标注外形尺寸，则模具以凹模为基准件，间隙取在凸模上。反之，若工件标注内形尺寸，则模具以凸模为基准件，间隙取在凹模上。
当工件标注外形时，凸模和凹模工作部分尺寸计算公式：
（4.10）
（4.11）
当工件标注内形时，凸模和凹模工作部分尺寸计算公式：
（4.12）
（4.13）
—— 分别为落料凸模和凹模的基本尺寸；
—— 分别为冲孔凸模和凹模的基本尺寸；
—— 落料件的最大极限尺寸；
—— 冲孔件的最小极限尺寸；
—— 冲裁件的公差；
—— 磨损系数；
—— 分别为凸模和凹模的制造偏差。一般取IT9级。
2．冲裁间隙计算
根据文献[4]查得，
弯曲凸，凹模的制造偏差
mm, mm
弯曲凸模和凹模单边间隙Z一般可按下式计算：
（4.14）
——弯曲凸模和凹模的单边间隙 ；
—— 材料厚度基本尺寸；
—— 材料厚度的上偏差；
—— 间隙系数。
根据文献[2]查得，
根据文献[1]查得，
所以，
（4.14）
=0.59mm
3．刃口尺寸计算
根据工件简图,工件标注的弯曲尺寸为内形尺寸。
所以，
（4.12）
（4.13）
弯曲凹模的圆角半径
根据工件简图（图2.1），可知，
根据材料厚度决定凹模圆角半径：
当mm时，
（4.14）
所以
（4.14）
4.3 成形区刃口尺寸的计算
1．尺寸计算原则
与弯曲变形原则相同。
2．冲裁间隙计算
根据文献[4]查得，
成形凸，凹模的制造偏差
mm, mm
3．刃口尺寸计算
由于成形冲压属于局部变形，因此，材料厚度会发生变化，计算变形厚度变化。
根据变形区材料总体积不变，计算材料厚度t’；
（4.15）
局部变形的凸模和凹模刃口尺寸可按弯曲刃口尺寸计算，根据工件简图（图2.1）所示，可得工件标注为外形尺寸标注。
所以
（4.11）
（4.12）
4.4 本章小结
本章主要是对模具工作刃口进行计算，分别确定了冲裁区、弯曲区、成形区的成形刃口尺寸。刃口淬硬的地方要求硬度是60～64HRC。
第5章 模具主要零件及结构设计
5.1 凹模的外形尺寸计算
由于本套模具刃口都是小的工作形孔，所以凹模形式选择了镶拼式凹模。
1.凹模板的厚度
（5.1）
—— 冲裁区最大外形尺寸；
—— 系数，考虑板厚的影响。
根据图5.5可确定外形尺寸
mm
根据文献[1]查得，
（5.1）
mm
取凹模板厚
mm
2.凹模壁厚
（5.2）
取凹模壁厚
mm
3.计算凹模板的外形周界
mm
mm
所以，根据文献[3]查得，
凹模板外形尺寸
mm，mm
5.2 标准模架的选择
模架是由上模座、下模座、模柄及导向装置构成。模具的所有零部件固定在模架的上面，而且经受着来自冲压过程的全部载荷。用模柄与压力机滑块把模架的上模座连接起来，用螺钉压板把下模座固定在压力机工作台面上。通过导向装置以保持上、下模之间的精确位置，并引导凸模的运动，一保持均匀的冲裁间隙。
按照所制零件的结构及成型特性考虑，选择使用四导柱模架，导向精度和刚度较好，受力均匀，保证了所制零件的精度。导柱、导套磨损均匀，适用于多工位级进模。由于高精度的要求，选择了滚动导向模架，导向精度为级。
上、下模座材料选择HT200，导柱、导套使用20钢制造，进行表面渗碳处理后，淬火硬度为58～62HRC。
根据文献[3]，凹模的周界尺寸为250×400，采用模架尺寸为上模座50×250×400系列。然后根据所选的模架查参考文献[3]四导柱下模座选择尺寸L1=400mm，B1=250mm，H=60mm，由参考文献[3]， 四导柱上模座选择尺寸L1=400mm，B1=250mm，H=50mm，各项尺寸及要求按标准查取。见附录A。
由于模具是中型模具，中型模具一般是由模柄将上模装在压力机滑块上，模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。这套模具选择压入式模柄，材料选用Q235。
根据参考文献[2]，选d=50mm，L=110mm的Ⅰ型模柄，见附录B。
5.3 压力机的确定
因为模具的形状尺寸必然与压力机相适应，模具外形轮廓平面尺寸与压力机的滑块底面尺寸与工作台面尺寸，模具的模柄与滑块的模柄孔尺寸必然相适应。
So按照所选模架，参考文献[3]，选择使用开式固定台压力机，其型号规格为J21-25。主要的技术参数见附录C。
校核装模高度：
模具在最低工作位置时上模座的上平面与下模座的下平面之间的高度被称作模具工作时的闭合高度H模具。模具的闭合高度必须和压力机的装模高度相适应。闭合高度应介于最大装模高度和最小装模高度之间：
（5.3）
故满足要求。
5.4 模板的设计
本设计因为外形复杂且凹模采用镶拼结构。凹模板用螺钉和销钉固定在下模座上。凹模孔轴线与顶面保持平直，底面与顶面应保持平行。使凹模的顶面和型孔的孔壁保持表面粗糙度为0.8～0.4um,底面和销孔为0.8～1.6um的目的为了提升模具寿命与冲裁件精度。使用T10A，热处理硬度60～64HRC的模具钢来做凹模板的材料。
凸模固定板是用于固定凸模的，且固定板的形状与尺寸应该和凹模板的大小一致，固定板上的型孔与凸模固定的部分相协调，型孔位置与凹模型孔的位置协调。按照本套模具特点，有两种固定方法。一是在固定板内将凸模压入，配合为H7/m6；二是采用粘结固定。采用标准选板厚为20mm的45钢，要求按参考文献[3]加工处理。
垫板是为了防止冲压时凸模压坏上模座，装在固定板和上模座或下模座之间。按照凹模座的尺寸可以查取标准板厚。垫板的材料采用热处理硬度43～48HRC的45钢。凹模垫板厚为10mm，凸模垫板厚为15mm，按参考文献[3]加工。
表5.1 各板尺寸（mm）
名称
L
B
H
矩形凸模垫板
400
250
15
矩形凸模固定板
20
矩形凹模板
25
矩形凹模垫板
10
卸料板
10
导 板
20
5.5 卸料零件的计算
因为冲裁板料比较薄，所以本模具采用弹性卸料装置。
1.卸料弹簧的选择
圆柱螺旋压缩弹簧已经标准化了，所能承受的工作极限负荷Fj与其相对应的工作极限负荷下的变形量Lj是每种型号弹簧的重要参数。
按照模具结构及尺寸，确定弹簧的数目为
计算每个弹簧的卸料载荷
（5.4）
—— 每个弹簧的卸料载荷 ；
—— 卸料力；
—— 装置弹簧的数目。
（5.4）
N
计算卸料最大压缩行程
（5.5）
——卸料所需的最大压缩行程 ；
—— 卸料板高出凸模端面的高度，一般为1mm；
—— 凸模进入凹模的深度，一般为0.5 ~ 1mm；
—— 凸模的总修磨量，一般为4~10mm；
—— 冲裁件厚度（mm）。
（5.5）
mm
计算所需弹簧的工作极限负荷
（5.6）
—— 弹簧的工作极限负荷；
—— 每个弹簧的卸料载荷 ；
—— 弹簧的弹性系数，一般取为60%左右。
（5.6）
N
计算弹簧在工作极限负荷下的变形量
（5.7）
—— 弹簧在工作极限负荷下的变形量；
——卸料所需的最大压缩行程；
—— 弹簧的弹性系数，一般取为60%左右。
（5.7）
mm
由上面求出的Fj与Lj从标准要求中选取弹簧。
参考[2]，Fj =1390N , Lj =10.5mm。主要的参数见附录D。
2.卸料螺钉的选择
使用卸料螺钉将卸料板吊装在上模。卸料螺钉应对称，严格保持工作长度一致。
这套模具使用外螺纹式卸料螺钉，长度的精度为mm，按照文献[3]选择规格M12×55 。
5.6 定位零件的设计
在精度有一定要求的级进模中，不可以使用定位销来定位，因为定位销会阻碍自动送料的进行且定位精度低。设计通常采用导正销与侧刃配合进行定位。在自动冲压时也没有用侧刃，定位与送料进距的控制靠导向板、导向销和送料机构来实现。
导正销固定的方式为固定在固定板或卸料板下。
根据文献[3]选用B形导正销，由工艺孔的尺寸确定导正销的规格，导正尺寸d1=2.4mm。主要参数见附录E。
5.7 导向和托料零件的设计
导向板的导向杆或带外侧，以免将定位件偏移的零件。本套模具是标准导料板，其结构如图5.3所示。
根据进料的方法，这套模具在左导向板作为一个参考板。表7.2所示尺寸。
由于多工位级进模的上料装置的机械作用，根据进给间距的大小来实现自动冲压设计的材料。带料通过冲裁、弯曲、拉深等变形后，会有不同高度的弯曲和突起发生在条料厚度上，为了平稳送进条料，务必将已成形的带料托起，是过程和弯曲件从模壁略高于模具工作表面的特殊结构和材料，称为浮动支撑装置。
这套模具夹料装置与弹性支承销，条增加了1.5 ~ 2mm。
图5.3 导料板
表5.2 导料板尺寸（mm）
名称
L
B
H
左导料板
400
71
6
右导料板
6
5.8 本章小结
本章主要是对重要的零件和模具的结构设计。根据对连续模机制的特色，所有零件的尺寸和结构。
结 论
本设计是多工位连续模设计滑为设计对象，首先部分板料的成形工艺分析，制定了合理的冲压工艺方案，并完成工艺参数的计算和工作零件刃口尺寸的计算，完成合理的连续模模具总体结构的设计和零部件的设计。最后，绘制出各零部件的零件图与总装配图。
本模具结构紧凑，拆装方便磨削，操作方便，安全可靠，一次成型四个，生产效率可提高一倍以上。生产的制件具有表面质量好，生产的零件精度高，节能，成本低，适合大批量生产。
在设计中，需要改进的领域存在，如送料系统，可以节省车间生产有价值的地区，提高效率；设置安全检测装置，防止在生产过程中的失误造成模具或压力机的损坏等。
由于知识的局限性，实践经验的缺乏，这次设计仍有一些不足，我会在今后的工作中总结经验，不断提高。
参考文献
[1]丁松聚.冷冲模设计[M].北京:机械工业出版社,2001.
[2]王孝培.冲压手册[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]肖祥芷.中国模具设计大典[M].江西:江西科技出版社,2003.
[4]王世刚，张秀亲，苗淑杰.机械设计实践[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2003.
[5]刘建超，张宝忠.冲压模具设计与制造[M].北京:高等教育出版社,2004.
[6]史铁梁.模具设计指导[M].北京:机械工业出版社,2003.
[7]张峥.冲压自动化[M].成都:电子科技大学出版社,2000.
[8]傅建军.模具制造工艺[M].北京:机械工业出版社,2004.
[9]许发樾 .实用模具设计与制造手册[M].北京:机械工业出版社,2001.
[10]肖景荣，姜奎华.冲压工艺学[M].北京:机械工业出版社,1996.
[11]姜奎华.冲压工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社,2000.
[12]翁其金.冷冲压技术[M].北京:机械工业出版社,2001.
[13]何德育.曲柄压力机[M].北京:机械工业出版社,1989.
[14]刘品，徐晓
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