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接触簧片切槽、弯曲、切断连续模

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23

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毕业设计论文

论文题目：接触簧片切槽、弯曲、切断连续模

系 部
专 业 模具设计与制造
班 级
学生姓名
学 号
指导教师

年 5 月 8 日

工件图
工件只有一处弯曲区.主要工序有冲孔、切槽，弯曲和切断，若采用单工序模，生产效率低，冲件多次定位，加工尺寸累积误差大,操作不方便，不安全，由于该工件较小手工送料难以保证精度。因此，采用自动送料装置。该工件属于定型产品的零件,大批量生产，因而适宜采用多工位级进模制造.根据零件的尺寸和技术要求，采用弹簧钢:选择牌号为65的碳素结构弹簧钢这种钢的适用范围是用于小于12mm的小型机些用弹簧，按标准GB1222—84的标准查得的力学性能为s=800MPa b=1000MPa 伸长率为=9%收缩率为35%热处理的淬火温度为840回火温度为500，弹性模量为200—210。该零件尺寸均未为注公差的一般尺寸,取IT14级，同时也符合一般连续模的经济度要求。

绪 论
模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业.中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年,不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速,但与需求相比,显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距,因此,每年需要大量进口模具。
中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结
力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等.从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏
、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30％，而国外在50％以上。2004年，模具进出口之比为3。7﹕1,进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。
模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平.产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。
开发能力较差，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低,水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是15～20万美元，有的高达25～30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理,真正实现现代化企业管理的企业较少。
造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因：
国家对模具工业的政策支持力度还不够
虽然国家已经明确颁布了模具行业的产业政策，但配套政策少，执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国只有185家,大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金，影响技术进步，而且民营企业贷款十分困难。
人才严重不足,科研开发及技术攻关投入太少
模具行业是技术、资金、劳动密集的产业,随着时代的进步和技术的发展，掌握并
比较成套的高精度加工设备，但与国外装备相比，仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决.
专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差
由于长期以来受“大而全"“小而全”影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占40﹪左右，其余为自产自用。模具企业之间协作不畅，难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低,模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,特别是对模具制造周期有很大影响。
模具材料及模具相关技术落后
模具材料性能、质量和品种问题往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢材相比有较大差距。塑料、板材、设备性能差，也直接影响模具水平的提高。
目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面,国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显.因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好,预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。
模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科,是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有：
(1)建立在CAD/CAE平台上的先进模具设计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平.

1 工艺分析
接触簧片为遥控器上的一个零件，本设计的接触簧片工件形状比较简单，要求精度一般。如图所示：

工件图
工件只有一处弯曲区。主要工序有冲孔、切槽，弯曲和切断，若采用单工序模，生产效率低，冲件多次定位，加工尺寸累积误差大，操作不方便，不安全，由于该工件较小手工送料难以保证精度。因此，采用自动送料装置.该工件属于定型产品的零件,大批量生产,因而适宜采用多工位级进模制造.根据零件的尺寸和技术要求，采用弹簧钢:选择牌号为65的碳素结构弹簧钢这种钢的适用范围是用于小于12mm的小型机些用弹簧，按标准GB1222-84的标准查得的力学性能为s=800MPa b=1000MPa 伸长率为=9%收缩率为35%热处理的淬火温度为840回火温度为500，弹性模量为200-210.该零件尺寸均未为注公差的一般尺寸，取IT14级，同时也符合一般连续模的经济度要求.
1。1冲裁方案的选择
该工件包含冲孔、落料、弯曲、切断等基本工序,可以采用以下三种方案：
第一：分别冲孔、落料、弯曲、切断。采用多个单工序模生产。
第二:冲孔弯曲复合冲压。采用复合模生产。
第三：冲孔弯曲落料级进冲压。采用级进模生产。
方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求.方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都高，但工件最小壁厚1。8mm小于凸、凹模许用最小壁厚为3.2mm,模具强度较差，制造难度大,并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具,生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。
根据分析比较最后可以确定采用第三种方案进行冲裁。
1.2排样图设计
1。2.1排样图如图所示

图一 排样图
典型排样图方法上图两种.第一种方案要求条料宽度也小，但模具长度会较长，而且采用这种方案,不便于实现复杂弯曲.采用第二种方案,模具宽度增加，但长度缩短，且便于弯曲，送料步距小,有利于提高生产率。
冲压材料使用钢带卷料,材料厚度为0.5mm采用自动送料器送料
(1)送料步距:S=D+A=10+1.2=11。2mm
S—-送料步距 D--平行于送料方向的冲裁件宽度图 A—-冲裁件之间的搭便值，查表得A=1。2mm
（2)条料宽度： B=（D+2a+nb)=29.5+0+1.5=32。2mm
导料板间距离为：B= D+2a+nb+C=29。5+2×1.5+0。5=32。7mm
D-冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸 a—册搭边值 C—导料板与最宽条料之间间隙 -—条料宽度单向公差 n—侧刃数b=侧刃冲切的料边宽度。
1。2.2本工件有6个工位
1.3冲裁力的计算
冲裁力F=F冲孔+F切槽+F落料
F冲孔=L1t b=0。5×2。5×1000×3.14=3927N
F切槽=L2t b=0。5×2×15×1000=15000N
F落料=2×18×0.5×1000=18000N
F=3927+15000+18000=36927N
L——冲裁周边长度 t-—材料厚度 b-—材料抗拉强度 F—-冲裁力
卸料力Fx=KxF=0。05×36927=1846。36N
Kx—-卸料力系数
推件力Ft=nFKt=0。063×36927×10=23264N
n-—同时卡在凹模内的冲裁件数 n=h/t 取h=5mm 则n=10 K-—推件力的系数
冲压总工艺力F2=F+Fx+Ft=36927+1846.36+23264=62037.37N
弯曲力的计算：F=0.6KBt/r+t=0.6×10×0.5×0。5×1000×1.3/0.5+0。65=1696N r=1。3t
顶件力F=（0.3-0.8)F=0.5 F=848N
压料力F=0。5 F=848N
F（1。2-1.3）（F+F)=1。3×1696=2204。8N
切断力的计算：F=Lt=（29.2—18）×2×0.5×1000=11200N
F=11200+2204。8+62037。37=75442。17N
所以选J23—10压力机
J23-10压力及数据如下
公称压力：100kn
滑块行程:45mm
滑块行程次数：145次/min
最大封闭高度：180mm
封闭高度调节量：35mm
滑块中心之床身距离:130mm
立柱距离：180mm
工作台尺寸:240mm×370mm
工作台孔尺寸:130mm×200mm×170mm

2 模具设计
板料采用自动送料装置送进，用导正销进行精确定位，在第一个工位冲出导正销孔后，第二至第五工位均设置导正销导正，从根本上保证了工件冲压加工精度的稳定性。板料则依靠两侧刃和侧导尺进行导向.由于零件为大批量生产，且在零件尺寸较小、需自动送料,所以模具采用滑动对角导柱模架。上模部分由卸料板、凸模固定板、垫板、冲孔凸模、切槽凸模、切断凸模、压弯凸模等零件组成。模具下模部分由凹模、下垫板、侧导板、凹模镶块等零件组成，凹模采用镶拼式结构.
本模具采用正装式连续模结构，该零件冲压工序中含有冲切槽、冲孔，故应有卸料装置。又零件冲压还有弯曲工序，因此选用弹性卸料装置。
2。1 主要零部件的设计
(2)切槽凸凹模
切槽属于落料工序，因此，应先加工凹模，再以凹模为基准加工，即采用配合加工,
槽

，㎜,㎜
所以时， 凹（2mm)=㎜， ㎜
(）时， 凹（15㎜)=㎜，㎜
(）时， 凹（18㎜）=㎜,㎜
（3）切断：同上面一样，切断也属于落料，则a×b=11。2㎜×2㎜,查表得㎜，Δa=0.1㎜,Xb=0.5㎜,Δb=0.18㎜ , 凸=0。020㎜,凹=0。020㎜。
所以,D凹（a） =㎜，D凸（a）=㎜;
D凹（b）=㎜，D凸(b）=㎜,
(4）弯曲凸凹模刃口尺寸
因为弯曲形工件时，凸凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的,因此不需在模具结构上确定间隙,故，圆角半径r=0。65㎜.
弯曲凸模如图所示：

图二 弯曲凸模
2.2 基本尺寸
(1）模板尺寸
由工序排样图可知，凹模工件尺寸基本在40㎜×80㎜左右。因此综合各个零件所处的位置 取模板为标准规格：B×L=100㎜×125㎜。
（2）工件行程
该零件冲压的最大行程是工位（4）的弯曲工序,其实际弯曲形程为6㎜，模具开启状态下，凸模下表面至凹模上表面的最小距离取为8㎜.
（3）模板厚度及各个凹模高度
查表计算可知,如下数据:
凹模模板厚度:16㎜
卸料板厚度：16㎜
凸模固定板厚度:18㎜
垫板厚度:10㎜
冲孔凸模高度：50㎜
导料板厚度：4㎜
（4)模具工作区高度（不含模架）
H模=上垫板厚度+凸模固定板厚度+凹模厚度+凹模垫板厚度+下垫板厚度+导料板厚度+L
L——调整值
所以， ㎜。
2.3选模架
根据模架尺寸和模具要求高度，查冷冲模国家标准，选对角模架。其规格为：
模板尺寸：L×B=100㎜×69.2㎜
模架:L×B×H=125×100×150
上模座:
下模座：
大导柱：
A型导柱
大导套：
A型导套
弹簧的选用：初选拟装4个弹簧，每个弹簧的预压力为。查有关弹簧规格，初选弹簧规格为18㎜×3.5㎜×25㎜。
经校核,所选弹簧合格.
2。4选模柄
根据上述计算结果，该模具为中小型模具。因此,上模可用模柄固定，下模用压板固定于压力机垫板上。
由J23-10型压力机数据可知，模柄安装孔尺寸d为30㎜。查冷冲模国标,可选压入式模柄，规格为A型:。

图三 模柄

3模具结构设计
（１）工作单元结构：由于采用正装式结构，凸模一律用固定板安装于上模。凸模则采用镶入式结构，以销定位,用螺钉紧固于下模座上。
（２）下料机构设计：由上述可知，采用了单压卸料板，卸料板为整体式，由于卸料板的工作行程为４㎜，卸压力也不大，所以,选用普通弹簧提供弹压力。
（３)定距机构设计：
在工序排样中已用侧刃定距方式，为了确保生产中侧刃的刚度和条料的送进的方便,选带导向段的IIC型侧刃，规格为：B×L=6㎜×45㎜（材料为T10A）。侧刃档块固定于凹模上。
（4）导正销的结构:
上.起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选标准件，其规格为：8㎜×16㎜。导正销工作部分为3㎜，制造偏差为
Ф。导正销共设置为4个，直接装在卸料板上,制造卸料板时，导正销的位置偏差不大于0.005㎜。

图四 导正销
（5）顶料机构：
根据工序要求,选择槽式顶料销，顶料销弹顶行程为5。0㎜。在有导正销的工位上，选用套式顶料销。已知卸料板厚度为16㎜，采用45钢，淬火硬度为40～45HRC。卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12㎜。螺纹部分为M10×10㎜。卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间.卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面1㎜，有误差时，通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。
（6）送料机构与出件方式
该模具采用自动送料。由工件排样图可知，该模具最后工位通过切断载体实现零件与条料的分离。冲件在送料过程中，由条料端头顶出后从凹模左侧落下。送料方向为从右向左,因此,使用中应注意从模具左侧收集冲制好的工件。导料板内侧与条料接触,外侧与凹模齐平，导料板与条料的间隙取1㎜,由前述已确定导料板厚度为4㎜,导料板采用45钢制造。热处理硬度为40～45HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上，导料板的进料端安装有承料板。同时有挡料销进行挡料。

图五 挡料销
上图为所选挡料销类型。
（7）模具零件的固定
模板采用销钉定位，螺钉固定。由于各凸模平面尺寸都比较小，所以用模板上的型孔配合定位，采用凸台或者铆开式结构固定.
(8）安全装置
该模具采用自动送料，工人在模具外操作，比较安全。为了使废料顺利落下,下模座的漏料孔应比凹模落料孔大。
（9）零件选材
该模具用于大批量生产，故工作零件选用较好的材料。凸模和凹模选用Cr12MoV,卸料板选用T10A。
凸凹模高度设计
切槽凹模
式中 —-凸模固定板厚度
——卸料板厚度
--材料厚度
—-增加长度
同理L落料凸模=L冲孔凸模=L压弯凸模=L切断凸模=50㎜,凹模进入凸模的深度为0。5~1㎜,凸模固定板与卸料板之间的安全距离等一般取10～20㎜，本设计取15.5㎜.
结合工件形状来考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按。
因为所冲孔为圆形，而且都属于不需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式,一方面加工简单,另一方面又便于装配与更换.
切断凸模、切槽凸模与落料凸模类似，也设计成直通式，采用线切割机床加工,分别用2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按。
压弯凸模属于弯曲工艺，与凸模固定板的配合为，2个M10螺钉固定在垫板上。

式中 ——系数，查表得0.4；
——凹模刃口的最大尺寸。
凹模壁厚:（1.5～2）=17。52~23。36㎜
取凹模厚度为15㎜，凹模壁厚C=20㎜。
凹模宽度：㎜
凹模长度L取为100㎜
凹模轮廓尺寸为100×69。2×15㎜

4模具总装配图
通过以上设计，可得到如图所示的模具总装图。

图六 装配图
模具上模部分主要有上模版、垫板、凸模(5个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用了弹性卸料,以弹簧为弹性元件.下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料、切槽废料等废料均从漏料孔漏出，工件制品从模具左侧
至第六个工位把制件切落掉。
5拟订工艺方案
5.1加工工艺路线的拟订
对于凸凹模和凹模的主要技术要求有：采用Cr12钢，硬度为HRC58～62，刃口粗糙度为 Ra0.4 ，双面配合间隙为0.03mm。
a、凹模的工艺过程如下
下料——锻造——退火——刨平面——粗磨——划线-—工作型面粗加工—-工作型面精加工——淬火、回火——精磨——研抛
b、凸模的工艺过程如下
下料——锻造—-退火————粗磨—-划线-—工作型面及型孔粗加工——工作型面及型孔精加工——淬火、回火-—精磨——研抛
5.2 零件加工工艺
本副模具零件的加工关键在工作零件,固定板以及卸料板,若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。
表一 冲孔凸模加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
工序简图
1
备料
将毛坯锻成圆棒Ф15×56

2
热处理
退火

3
车削
按图车削外形

4
精车
精车至Ф7㎜、Ф4㎜、Ф2.6㎜

5
热处理
按热处理工艺淬火、回火到58～62HRC

6
磨削
精磨至Ф、Ф、Ф

7
钳工精修
全面达到技术要求

8
检验

表二 切槽凹模的加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
工序简图
1
备料
将毛坯锻成长方体20×75×20

2
热处理
退火

3
刨
刨面，互为直角，留单边余量0。5㎜

4
热处理
调质

5
磨平面
磨6面,互为直角

6
钳工划线
画出各孔位置线

7
加工螺钉孔、销钉孔及穿丝孔
按位置加工

8
热处理
淬火、回火达到58～62HRC

9
磨平面
精磨上下平面

10
线切割
按图线切割，轮廓达到尺寸要求

11
钳工精修
全面达到技术要求

12
检验

其他凸凹模基本上与上述两种加工工艺一致，在此不再重复，而固定板、卸料板凳都属于板类零件,其加工工艺比较规范。

6 模具的装配与调试
6。1的装配必须按照以下技术要求
1)、组成模具的各零件材料尺寸公差、行位公差、表面粗糙度和热处理等均应符合相应图纸要求.
2）、模架三相技术指标：上模座上平面平行下模座下平面,导拄轴心线垂直下
6)、凸、凹模配合间隙应符合图纸要求，剑侠、应均匀。
7）、模具应在生产条件下实验，冲出零件应符合图纸要求。
6.2组件装配
模具装配前应将主要零件组装。
1）、模柄装配 采用压入法将模柄压入上模座.配合精度H7/m6,保证模柄轴心线垂直上模座上平面.
2）、将凸模装入凸模固定板,成为凸模组件。
3）、将凸凹模装入凸凹模固定板，成为凸凹模组件。
4）、将导柱、导套压入上、下模板，成为模架，导柱、导套间滑动要平稳，无阻滞现象，上、下模板间要平行。
6.3确定装配基准件
落料冲孔复合模装配应以凸凹模为基准件，首先确定凸凹模在模架中的位置,安装凸凹模组件，然后用平行夹板将凸凹模组件和上模夹紧,划出螺钉孔、销钉孔,钻铰螺钉、销钉孔，安装螺钉和销钉.
6。4具体安装如下
1） 安装上模部分
检查上模各个零件尺寸是否能满足装配技术条件。将上模座倒放在夹板上加好，再将凸凹模组件放在上模座上，保证凸凹模的受力中心和模柄的中心重合，然后夹紧。
2） 钻铰上模销钉和螺钉孔
在凸模固定板上划线，确定螺钉孔、销钉孔和卸料螺钉过孔的位置,将上模部分放在钻床上,根据具体的要求将螺钉孔、销钉孔和卸料螺钉过孔加工出来。并用螺钉和销钉将上模部分固定.
4） 装弹压卸料部分
将上下模拆开,在上模部分根据加工好的螺钉孔的位置，把卸料板上相应的螺钉的位置加工出来，然后将卸料板、弹簧装在上模上。在下模部分把推件板放到凹模孔内，将卸料螺钉安装在下模部分相应位置,并将下面的弹性推荐装置安装倒到位，再组装模具。完成模具的总装。
6.5检验
按冲模技术条件进行装配检查。
6。6试冲
可用纸作为工件材料将其放在上、下模之间,用手锤敲击木并模柄进行试冲。在得到满意的制件后再在冲床上试冲，最后将模具连同合格制件一起交工。
6.7冲裁件的缺陷及调整
由于模具存在制造和装配误差,试冲时冲裁件必然会出现缺陷，常见的缺陷和调整方法有以下几种：（1）送料不畅通或料被卡死原因是导料板之间的尺寸过小或有斜度,侧刃与侧刃挡块不密合形成方毛刺，使条料卡死,可以锉修或重装导料板，修整侧刃挡块消除间隙.（2）卸料不正常装配不正确,卸料机构不能工作;弹簧或橡皮的弹力不足等。可以更换卸料板、弹簧或橡皮。（3） 冲件质量不好 有毛刺、冲件不平等,应合理调整刃口间隙，修整凹模。

结 论
本课程设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。
通过这次毕业设计使我再复习老知识的同时学到了许多新知识，对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识.特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解,使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题，如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料,保证工件的经济性,加工工艺的合理性.
在设计的过程中通过冲压手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等队要设计的问题进行查询，我了解了通过更多的途径去了解我要做的设计，使设计更具合理性.也使我学会了设计过程中对资料的查询和运用。为我在以后的学习和工作开辟了新的途径，并给我指明了以后的学习方向，相信通过努力学习，我会掌握更多的知识，更多的技能。
由于所学知识与能力有限，设计中难免有疏漏之处,恳请老师给予纠正。

致 谢
感谢各位老师意！

参考文献
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