订书机钉槽-设计说明书

南京工程学院

毕业设计(论文)

题 目： 订书机针槽级进模设计

专业： 班级： 学号：

学生姓名： 指导老师： 起迄日期：

2013 年 4

月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

订书机钉槽级进成形工艺与级进模具设计论文 本文首先分析了订书机钉槽冲压的结构，尺寸，精度和原材料性能，并制定出有效的成形方案：多工位级进模。分析了订书机钉槽冲压的成形工艺特点，包括工件的三维造型、工件的工艺分析、工序排样、工艺计算，确定了该模具包括冲孔，弯曲，切边，落料在内的9个工位。完成了级进模的总体概要设计、级进模零件详细设计、冲压设备的选择等工作。详细介绍了模具凸模、凹模、固定板、卸料装置、出件装置等零部件的设计方法。同时阐述了模具的工作过程以及凸模和凹模、凸模与卸料板间的装配间隙。 关键词 多工位级进模；成形工艺；工艺分析；模具设计；零件设计； 第Ⅰ页

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Rotaing Bearing Frame Progressive Forming Process and Progressive-Die Design Abstract This article first analyzes YL05 rotating bearing frame structure, size, accuracy and material properties, and to develop effective shaping program: multi-position progressive die.Analysis of YL05 rotating bearing frame forming process features, including parts of three-dimensional shape, parts of the process analysis, process layout, process calculation. Identify the mold' s 16 station, including punching, bending, trimming, blanking.Completed a general summary of progressive die design, detailed design of progressive die parts, stamping equipment selection, etc.Details of the mold punch and die, fixed plate, discharge device, the pieces of equipment and other parts of the design method.Also explained the working process of the die and assembly gap between Punch and die, punch and stripper plate. Keywords Multi-Position Progressive Die ; Forming process ; Process analysis ; Mold Design ; Part Design ; 第Ⅱ页

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目 录

前 言 ................................................................................................................ 1 第一章 零件工艺性分析 .................................................................................... 2

1.1订书机钉槽冲压工艺性分析 .......................................................................... 2 1.5订书机钉槽冲压的工艺方案确定 ................................................................. 4 第二章 排样设计 ............................................................................................... 5

2.1 毛坯排样设计 ................................................................................................... 5

2.1.1 毛坯尺寸计算 ............................................................................................. 5 2.1.5 条料搭变值确定 .................................................................................... 6 2.1.3 毛坯排样 .................................................................................................. 6 2.2 冲切刃口外形设计 .......................................................................................... 7 2.3 工艺排样设计 ................................................................................................... 7

2.3.1 确定步距 .................................................................................................. 8 2.3.2 工序排样图 .............................................................................................. 8

第三章 工艺计算 ............................................................................................. 10

3.1冲压工艺力的计算 ......................................................................................... 10

3.1.1 冲裁力计算 ............................................................................................ 10 3.1.5 弯曲力计算 ........................................................................................... 12 3.1.3 卸料力的计算 ....................................................................................... 13 3.1.4 总压力的计算 ....................................................................................... 13 3.2 压力中心计算 ................................................................................................. 13 第四章 模具总体概要设计 .............................................................................. 14

4.1 模具结构概要设计 ........................................................................................ 14

4.1.1 模具基本结构形式 ............................................................................... 14 4.1.5 模具基本尺寸 ...................................................................................... 15 4.1.3 模架结构确定 ....................................................................................... 16 4.1.4 模具闭合高度 ....................................................................................... 16 4.2 模具结构详细设计 ........................................................................................ 17

4.2.1 工作单元结构 ....................................................................................... 17

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4.2.2 卸料机构结构 ....................................................................................... 17 4.2.3 导正销结构 ............................................................................................ 17 4.2.4 各模板结构 ............................................................................................ 17 4.3 模具结构图 ..................................................................................................... 17 4.4 模具工作过程 ................................................................................................. 19 第五章 模具零件详细设计 .............................................................................. 20

5.1工作零件 ............................................................................................................ 20

5.1.1 冲裁凸模设计 ....................................................................................... 20 5.1.5 凹模设计 ............................................................................................... 23 5.2 定位零件 ......................................................................................................... 25

5.2.1 导正销 .................................................................................................... 25 5.3 出件零件 ......................................................................................................... 26

5.3.1 卸料板 .................................................................................................... 26 5.4 导向零件 ......................................................................................................... 27 5.5 其他零件 ......................................................................................................... 27 第六章 设备选择 ............................................................................................. 28

6.1 设备选择 ......................................................................................................... 28 6.2 设备校合 ......................................................................................................... 28 第七章 结论 .................................................................................................... 29 致 谢 .............................................................................................................. 30 参考文献 .......................................................................................................... 31

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前 言

随着电子、电器、轻工、汽车等行业的不断发展，多工位级进模的应用也越来越广泛。相对于普通冲压模而言，多工位级进模生产效率高、质量稳定、操作安全、容易实现生产机械化和自动化等优点，特别适合大批量生产。能够满足日益增长的产品需求。

多工位级进模是指在一副模具内，将加工零件所需工序按一定顺序分为若干工位，在压力机的一次行程中，在级进模的不同工位上完成两道或多道冲压工序。它是在连续模的基础上发展起来的一种结构更加复杂、加工精度要求更高的先进模具之一。级进模的结构形式很多，本次设计采用的是含有弯曲工序的多工位级进模。

本设计说明书，严格按照级进模具的设计步骤，从零件的工艺分析到工艺方案的拟定，再到级进模的总装图和零件图设计以及压力机的选择。全文采用理论与实际的编写方式。为了达到设计的规范化和合理性，同时也为了方便读者的阅读，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。

本书第一章主要介绍了零件的工艺性分析，为后面的模具设计作提供理论依据，从第二章到第五章介绍了级进模具体设计，包括排样、模具结构和具体的零件设计、第六章介绍的是压力机的选择。每章都有很强的针对性，内容详细通俗易懂。

本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。

由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有错误的地方，敬请各位老师与广大读者批评指正。

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第一章 零件工艺性分析

1.1订书机钉槽冲压工艺性分析

冲压件的工艺性是指冲压件对冲压加工的适应性，即是否能用最简单的模具结构、最少的工序、最低的成本加工出符合要求的工件。主要是从产品的结构形状、尺寸、精度、原材料、性能等几个方面进行分析，在工艺分析的基础上，综合考虑产品质量、生产效率、设备条件、模具结构、操作安全与方便、生产批量、经济性等因素，经分析比较得出适合具体生产条件的最佳工艺方案。

图1.1订书机钉槽冲压零件三视图

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3D产品图

1、冲裁工艺性

订书机钉槽冲压的零件图如图1.1所示，从零件图上可知订书机钉槽冲压是典型的冲裁件，小孔直径均大于一个料厚，孔与孔、孔与变的距离均大于1.5t均能满足普通冲裁件的要求。零件的尺寸精度都在IT10-IT12之间 ,普通冲裁即可满足要求。

2、弯曲工艺性

(1)最小弯曲圆角。零件材料B250PI，厚度t=1mm，无圆角弯曲。其中一侧的弯曲部位附近没有小孔，孔中心到弯曲部位的距离是3mm>1.5t+R因此该部位的弯曲工艺性良好。

(2)弯边高度。弯曲件的高度h不应过小，一般保证h>(R+2t),才能保证零件的精度。根据该零件尺寸，其弯曲高度为h=5.2mm>4.5mm.

3、B250PI是日本产优质碳素钢，厚度1mm，抗拉强度为380MPa，抗剪强度300MPa，屈服强度210MPa，伸长率为29%，可以冲压。综上所述，该零件的主要冲压工艺性良好。

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1.5订书机钉槽冲压的工艺方案确定

工艺方案的确定主要是解决基本工序数，工序顺序的安排以及工序的组合，是在工艺分析的基础上考虑生产批量等因素制定的。该工件包括冲孔、弯曲、切断三个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：

（1）先冲孔，再落料，再弯曲，采用单工序模生产。 （2）冲孔――落料复合，然后弯曲，采用复合模生产。 （3）冲孔――弯曲――切断连续冲压，采用级进模生产。

方案（1）模具结构简单，但需要四道工序、四副模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。且只能进行单个订书机钉槽冲压的冲压，无法批量生产，工作效率低，该工件属批量生产，因此该方案不合适。

方案（2）与方案（1）一样，都需要多副模具来完成工件的生产任务，生产效率较底，但方案（2）生产效率可以提高，这点比方案（1）好，但仍需多副模具，分多次加工，不能满足大量生产队效率的要求。而且操作不方便、不安全，因此这种方案不是最佳方案。

方案（3）只需要一副模具就能完成订书机钉槽冲压的批量生产，生产效率很高。操作方便、安全，同时又能保证工件的精度要求。

由于零件结构简单，生产批量大，为了更好的保证尺寸精度，最后确定级进冲压的方式进行生产，采用方案（3）。

订书机钉槽冲压的生产为大批量生产，因此采用自动送料配合级进冲压生产。考虑到节省材料，不采用侧刃定位，而利用自动送料机构加导正销的方式定距定位。所以在冲孔之前应先冲导正孔，然后开始冲孔、弯曲及切断。

订书机钉槽冲压的加工工艺方案为：冲导正孔――冲各异形孔――弯曲――切断。

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第二章 排样设计

在进行多工位级进模设计时，首先要设计条料排样图，条料排样图的设计是多工位级进模设计时的重要依据。多工位级进模条料排样图设计的好坏，对模具设计的影响是很大的，排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一旦确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、模具的工位数、零件的排样方式、模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。在本模具中，排样设计总的原则是先进行冲切废料，然后弯曲，最后切断，并要考虑模具的强度、刚度，结构的合理性。

2.1 毛坯排样设计

2.1.1 毛坯尺寸计算

因为此工件可视为无弯曲圆角弯曲件，因弯曲变形程度大，压弯时板料变形区变薄情况严重，而且断面畸变也较大。此种情况应依据弯曲变形前后毛坯体积和工件体积相等的原则来进行计算。

由参考文献[2 ]中得，毛坯长度为：

L?l1?l2?xt （2.1） =144

式中x值为修正系数，一般去x=0.4-0.6。

将单个订书机钉槽冲压展开如图2.1所示的展开图。

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图 2.1订书机钉槽冲压展开图

故毛坯尺寸为144×39.2X1mm。

2.1.5 条料搭变值确定

由于订书机钉槽冲压的形状不规则，无法做到无废料排样，故采用搭边值均大于2mm的少废料排样，这样能最大限度增加材料的利用率。

2.1.3 毛坯排样

毛坯在板料上可截取的方位很多，这也就决定了毛坯排样方案的多样性。典型毛坯排样有：单排、斜排、对排、无费料排样、多排、混合排等。

根据此次毕业设计的零件结构特征，决定采用对排、中间载体。 为简化级进模结构,降低制造成本,初步设计两个排样方案：

图 2.2 毛坯纵排排样图

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采用对牌排横排排样，要求得条料宽度减小，模具宽度减小，模具长度会增加，条料可使用中间载体，保证了条料送进刚度和平稳性，而且会大大提高材料的利用率。

2.2 冲切刃口外形设计

1、刃口分解与重组应有利于简化模具结构，分解阶段应尽量少，重组后成形的凸模和凹模外形要简单、规则，要有足够的强度，要便与加工；

2、刃口分解应保证产品零件的形状、尺寸、精度和使用要求； 3、内外形轮廓分解后各阶段间的连接应平直或圆滑；

4、分段搭接点应尽量少，搭接点要避开产品薄弱部位和外形重要部位； 5、有公差要求的直边和使用中有滑动配合的边应一次冲切，不宜分段； 6、复杂外形以及有窄槽或细长的部位最好分解，复杂内形最好分解； 7、外轮廓各段毛刺方向有不同时应分解。

2.3 工艺排样设计

在多工位级进模冲压中，工序件在级进模内随着冲床一次就向前送一个步距，到达不同的工序。由于各工位的加工内容互不相同，因此，在级进模设计中，要确定从毛坯板料到产品零件的转化过程，既级进模各工位的所要进行的加工工序内容，这一设计过程就是工序排样。对于带孔的冲裁件，一般先冲孔后落料。若孔到边缘的距离比较小。而孔的精度又比较高时，排样应考虑先冲

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外形，再在导正销导正的情况下冲孔，以避免先冲孔后落料时造成孔的变形，达不到孔的精度要求。对于弯曲件，应在先冲切掉弯曲件周边（指弯曲件展开后）以外废料后再进行弯曲成形，最后落料。并且要防止弯曲过程中条料的窜动，在排样和模具结构设计时要考虑对材料夹紧。

2.3.1 确定步距

步距是指条料在模具中逐次送进时每次向前移动的距离。步距的大小及精度直接影响冲件的外形精度、内外形相对位置精度和冲切过程能否顺利完成。

1. 步距的基本尺寸 由参考文献[2]中得：

S?A?M （2.2）

式中 S—步距基本尺寸；

A—工件外形尺寸； M—搭边宽度；

故该零件的步距基本尺寸为：S﹦42.2mm 2. 步距精度

步距的精度直接影响冲压件的精度。由于步距的误差，不仅影响切除余料导致外形尺寸的误差，还影响冲压件内、外形的相对位置。也就是说，步距精度愈高，冲件精度也愈高，但步距精度过高，模具制造也就愈困难，所以步距精度的确定必须根据冲件的具体情况而定。

本订书机钉槽冲压的尺寸精度要求不高，但旋转承架内的孔的相对位置精度有一定的要求，故按IT6级查其步距精度为±0.007mm。

2.3.2 工序排样图

考虑到模具的大小问题，初始设计的工序排样图如图2.4所示。

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图 2.4工序排样图Ⅰ

各工位说明如下：

第1工位冲导正孔和两侧小孔； 第2工位导正并冲孔； 第3工位空工位； 第4工位切边； 第5工位空工位 第6工位折弯； 第7工位切料； 第8工位第二次折弯 第9工位落料；

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第三章 工艺计算

3.1冲压工艺力的计算 3.1.1 冲裁力计算

冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力。冲裁力是随着凸模的行程变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。冲裁力是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，冲裁力的计算是非常必要的。冲裁力在理论上可以近似认为是剪切断裂，所以最大冲裁力可以按板料的抗剪强度来计算。

由参考文献[2]中式2-22得：

F?KLt? (3.1) 式中 F—冲裁力（N）；

L—零件剪切周长（mm）； ； t—材料厚度（mm）； ?—材料抗剪强度（MPa）

K—系数。考虑到模具间隙值的波动及均匀性、刃口的磨损、材料

力学性能及厚度的波动润滑情况等因素对冲裁力的值都有影响，故一般取K=1.3。

已知零件材料是B250PI由于此牌号属于日本JSI标准无法查到，故按照10钢的技术参数进行设计。由参考文献[2]中表1.6得?=260-340MPa，本次计算取最大值440MPa。材料厚度t=1mm,K取1.3。L值由全部冲裁线即冲裁零件周长尺寸组成，由于该零件有多处冲裁，因此要分开计算。

1． 两个冲导正孔的冲裁力

F1?K?dt?＝1.3×3.14×1.5×1.5×340X2＝6245.5 (N) 2． 冲直径为4和6孔的冲裁力

F2?KLt?=1.3×3.14×2X2×2×340+1.3X3.14X3X3X2X340=30320(N)

3． 切边冲裁力1，形状如图3.1所示

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图 3.1 切边形状

F3?KLt?? 3.14X293×1.3×1×340

=406649(N) 4． 切边冲裁力2，形状如图4.3所示。

图 3.2 切边形状

F4?KLt??243×1.3×1×340 =107406N 5． 切边冲裁力3，如图3.3所示

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图 3.3 切边形状

F5?KL?t?64.5×1.3×1×340＝28509N 综上所得，总的冲裁力为：

F冲裁?2F1?6F2?2F3?2F4?2F5?2F6?2F7?2F8

=58KＮ

3.1.5 弯曲力计算

弯曲力是拟订板料弯曲加工工艺和选择弯曲加工设备的重要依据。板料弯曲时开始是弹性弯曲，然后是变形区内外层纤维首先进入塑性状态，并逐渐向板厚中心扩展的自由弯曲，最后是凸、凹模与板料相互接触并压实零件的校正弯曲。由于弯曲力受材料性能、零件形状、弯曲方法、模具结构等多种因素的影响，很难用理论方法进行准确的计算。一般按经验公式估算。

由参考文献[2]中得： 第一次弯曲时校正弯曲

F1?Aq (3.2) 第二次弯曲是自由弯曲

0.7kbt2?b (3.3) F2?r?t 上两式中 F1，F2—弯曲力（N）

A—校正部分投影面积（mm2）； K—安全系数，一般取K＝1.3；

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q—单位校正力（MPa）； 将数值带入式3.2、3.3得： F1＝2157(N) F2＝7560(N) 故总得弯曲力为：

F弯曲?F1?F2?2157+7560=9717(N) 总得冲压力为：

F冲压?F279057+9717＝288774(N)=288.774(KN) 冲裁?F弯曲?3.1.3 卸料力的计算

由参考文献[2] 中式2-25得 F卸=K卸F 式中 F—冲裁力（N）；

K卸—分别为卸料力系数；

F卸＝288.774×0.05=14.439(KN)

3.1.4 总压力的计算

F总?F冲?F卸＝288.774+14.439＝303.213(KN)

3.2 压力中心计算

冲压力合力的作用点称为冲模的压力中心。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向件的磨损，提高模具及压力机寿命。由于此排样是对称排样，因此压力中心在对称轴线上。可以根据力矩的平衡算得压力中心，如图3.4所示。

图 3.4 压力中心计算示意图

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压力中心计算公式为：

F1x1?F2x2?....?Fnxn x=

F1?F2?...?Fnx1＝(22×4996+2665×42+2665×47+117×18668+165×17386+191×2157+221×8443+257×4402+280×7560+330×5196+346×2665+412×17349)/(4996+3×2665+18668+17386+8443+4402+5496+17349+2157+7560) =302.3mm

Y2＝(42×4996+2665×44+2665×50+143×18668+151×17386+209×2157+235×8443+255×4402+288×7560+350×5196+333×2665+436×17349)/(4996+3×2665+18668+17386+8443+4402+5496+17349+2157+7560) =240mm

经计算压力中心得坐标在（302.3，240）处。

第四章 模具总体概要设计

4.1 模具结构概要设计

本承架的冲制采用多工位级进模进行生产，在确定了模具了模具的类型之后，便要初步拟定模具的结构形式。概要设计是级进模结构设计的开始，它以工序排样图为基础，根据产品零件要求，确定级进模的基本结构框架。结构概要设计包括：

（1）模具基本结构：倒装关系的确定，导向方式确定，卸料方式确定等。 （2）模具基本尺寸：模具平面尺寸，模板厚度，模具闭合高度。 （3）模架基本结构：模架的外形与尺寸，导柱与导套，模座形式，模柄。

4.1.1 模具基本结构形式

1. 正倒装结构

由工艺分析得，本零件的冲制包含冲孔、弯曲、切断等工序。而且已确定为采用级进模冲压，因此选用正装式结构。

2. 导向方式

由于本零件的生产是大批量生产，为了确保零件质量及稳定性，选用小导

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向模架，滑动导柱、导套。本零件的冲压精度要求一般，但冲孔凸模跟导正销的直径都很小，卸料板要兼顾小凸模跟导正销的导向作用，所以还要选择小导套、导柱进行内导向。带料的导向采用导料板进行导向。

3. 卸料方式

本零件冲压工序中含冲孔和切断，所以应有卸料机构。又由于零件冲压中还有弯曲工序，所以选用弹性卸料板。

4. 送料方式

因冲压材料选用的是带料，生产效率高，故采用自动送料机构进行送料，保证带料能持续准确的送进。

5. 定位方式

带料的定位方式采用导正销进行精定位，由于排样图中呆料边缘到工件处无废料，故没有办法采用侧刃定距，带料的粗定位是由自动送料机构完成的。

6. 出件方式

由工序排样图知，本模具最后工位采用落料方式出料，由于是局部落料，工件无法落下，应采用机械手将工件取出。

4.1.5 模具基本尺寸

1．凹模周界尺寸

由工序排样图得模板得长度尺寸不得少于430mm，由参考文献[4]得这一尺寸标准钢板模架滑动导向模架的凹模周界尺寸只有500×270mm的凹模板

2．模板厚度尺寸 (1) 垫板厚度

本级进模的总冲压力大，故只上模部分使用垫板受到凸模很大的冲力，在设计模具同时考虑到导正销是的结构，故垫板上要开圆孔用来安放弹簧，以便导正销的安全工作，所以垫板的厚度不能太薄，由冷冲模国家标准GB 2858.3—81中的建议数据结合本模具的实际要求定垫板的厚度为H=10mm。

(2) 固定板厚度

在冲裁模中，凸模、凸凹模、镶块凸模与凹模都是通过与固定板结合后安装在模座上的。固定板的周界尺寸与凹模周界相同，其厚度为凹模厚度的（0.8~0.9）倍。本级进模凸模固定板的厚度H=20mm，凹模固定板的厚度H

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＝35mm。

(3) 卸料板厚度

一般情况下卸料板的厚度为凹模的（0.8~1.0）倍，由于卸料板上的孔对凸模兼起导向作用，即要满足模具完全打开时凸模应藏在卸料板里面，凸模与卸料板配合部分的长度要能满足导向的需要。本级进模设计卸料板厚度H＝16mm。

(4) 凹模板垫板的厚度

由于本级进模的冲压力大而且下模部分要装打沉孔的镶块和弯曲凹模，下模板需要承受很大的力，故下模板下需要装一块垫板，其厚度与上模垫板的厚度一样，便于制造。

(5)卸料板垫板的厚度

本级进模中弯曲是向上弯曲，按正常的想法应该设计成倒装的结构，结构复杂。同时考虑到级进模中工序较多，无法统一安排，所以在卸料板上安装凸模这样才能在不影响其他工序的情况下把模具设计成正装模具。因此需要在卸料板上装一块垫板，它的作用主要是固定小凸模，所以把其规格定为500×270×16mm。

4.1.3 模架结构确定

1. 模架选择

由于模具比较大所以模具自行设计 上模座：620×390×25 数量1； 下模座：620×390×45 数量1， 。

2. 模柄选择

为配合滑动导柱导套，模柄选用模柄。

4.1.4 模具闭合高度

模具的闭合高度应考虑到将来模具凸模修模时的余量，将各板厚度加起来在加上修模余量就得到模具闭合高度：

H=25+10+20+25+16+35+15+45＝248mm。

经总结模具类型为：带有弯曲工艺得多工位级进模，该级进模采用非标准

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钢板模架，设有小导柱、导套，卸料板对凸模进行导向，自动送料机构送料，带料的导向采用导尺导向，导正销精定位。

4.2 模具结构详细设计 4.2.1 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与上模，凹模采用镶块式结构固定在凹模固定板内，凸凹模与固定板的固定方法采用铆接结构，其中小凸模采用铆接固定。

4.2.2 卸料机构结构

在结构概要设计中已确定采用弹性卸料板，卸料板为整体板，材料为CR12钢，由于工件的卸料力比较打，并且卸料板上还安装了弯曲的凸模，它必须在工作过程中克服下模校正弯曲的弹力和浮顶销的弹力，所以在选用弹簧的时候要注意，必须卸料板的整体弹力大于下模中的整体弹力。卸料板上开有6个固定卸料螺钉用的螺纹孔，与凸模有H7/h6配合的凸模过孔。在以后的每个工序中，整体卸料板在冲裁、弯曲完成之后，在弹簧力的作用下，将零件半成品从凸模上推出，起到了卸料作用。卸料板的行程用卸料螺钉限制。

4.2.3 导正销结构

本模具工位数不多，冲压精度要求一般，所以采用12个Φ3的导正销，导正销采用普通的弹头形。

4.2.4 各模板结构

各模板的尺寸根据凹模周界定为500×270mm，各模板的材料统一为45钢，模板与上、下模座之间用用销钉定位，内六角螺钉紧固。

4.3 模具结构图

综合前面各项设计结果后绘制模具结构图，如图4.1所示。图4.2(a)为模具主视图，(b)为模具左视图，(c)为模具俯视图局部剖视图。各模具零件信息如表4-1所示。

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（a）

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（b）

(c)

L零件明细表

4.4 模具工作过程

该带弯曲工序的多工位级进模的工作过程阐述如下：首先自动送料机构将带料送入模具的工作部位，模具在压力机的带动下开始工作。带料自动送进一个步距。当上模部分下行的时候，导正销首先对条料进行导正，接着卸料板接触带料，由于采用弹性卸料板，各凸模首先藏在卸料板内，待卸料板将带料压紧在模面上之后，凸模下行完成第1工位冲导正孔，第2工位冲小孔，第3工位空，第4工位切料，第5工位空步 第6工位折弯，第7工位切料，第8工位折弯、第9工位落料，。其中在第2、3 4 5、6 工位设有导正销导正。

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第五章 模具零件详细设计

5.1工作零件 5.1.1 冲裁凸模设计

1. 冲导正孔凸模

第1工位冲导正孔,导正孔尺寸为φ3采用台阶式的圆凸模。装配部分与凸模固定板呈H7/n6装配部分表面粗糙度Ra值为0.8，工作部分表面粗糙度Ra值为0.4。工作部分与卸料板配做呈H7/ h6配合，工作部分与装配部分同轴度为φ0.02，表面粗糙度Ra为0.4，材料为Cr12MOV，热处理硬度为56-58HRC。

。凸模总长为固定板高度＋弹性元件空间高度＋卸料板高度＋料厚＋插入凹模深度，即70mm

由参考文献[2]中式2-4刃口尺寸：

dp?(d?x?)0??p (5.1) 式中d—工件公称尺寸（mm）；

Δ—零件公差；

xΔ—磨损量，磨损系数x与零件制造精度有关，零件精度为IT11-

IT13时，x＝0.75； δp—凸模制造公差。 凸模制造公差按IT6选取。

dp=3+0.75×0.1=3.075尺寸为3.0750?0.006。 其结构如图5.1所示。

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图 5.1 冲孔凸模

2.切边凸模

第4位冲异形孔，采用铆接结构固定凸模，，并考虑到加工方便，做成上下截面一样大，电火花线切割加工。为保证刃口尺寸，凸模固定板孔与装配部分配做呈H7/m6配合。工作部分与卸料板配做呈H7/ h6配合。装配部分表面粗糙度Ra值为0.8，工作部分表面粗糙度Ra值为0.4。材料为Cr12，热处理硬度为58-62HRC。

?0.1铆接高度值为20，装配后磨平。凸模总长为固定板高度＋弹性元件空间

高度＋卸料板高度＋料厚＋插入凹模深度，即70mm。

刃口分为变小的尺寸（A类）、变大的尺寸（B类）和不变的尺寸（C类），分别计算。

由参考文献[1]中表2-11得刃口尺寸：

Ap?(A?x?)0??p (5.2)

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Bp?(B?x?)0p (5.3)

Cp?C??p/2 (5.4)

??式中A、B、C—工件公称尺寸（mm）；

Δ—零件公差；

xΔ—磨损量，磨损系数x与零件制造精度有关，零件精度为IT11- IT13

时，x＝0.75； δp—凸模制造公差。 凸模制造公差按IT6选取。A类 37.8+0.75×0=37.8 10+0.75×0=10 其结构如图5.2所示。

37.80?0.005 100?0.005

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图 5.2 冲异形孔凸模

5.1.5 凹模设计

1. 冲导正孔凹模镶块

冲孔凹模都采用铆接式的凹模镶块结构。凹模镶块与固定板呈H7/m6配合。凹模型孔与凸模间的最小双边间隙值为0.06mm。装配部分表面粗糙度Ra值为0.8。工作部分表面粗糙度Ra值为0.4。材料为Cr12MoV，热处理硬度为58-62HRC。

?0.1铆接高度值为20，装配后磨平。凹模镶块高度等于凹模固定板的厚度，

其值为H＝35mm。

由参考文献[2]中式2-2得凹模孔尺寸：

??d (6.1) dd?(dp?Zmin)0 页 第23

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式中Zmin—最小合理间隙（mm）； δd—凹模制造公差。 凸模制造公差按IT6选取。

?0.005dd=3+0.08=3.08，因此刃口尺寸为3.080。

图 5.4 冲导正孔凹模镶块

2. 冲异形孔凹模镶块

冲异形孔凹模采用单侧挂耳式的凹模镶块结构。凹模镶块与固定板呈H7/m6配合。凹模型孔与凸模配做保证最小双边间隙值为0.01mm。装配部分表面粗糙度Ra值为0.8。工作部分表面粗糙度Ra值为0.4。材料为Cr12MoV，热处理硬度为58-62HRC。

?0.1铆接高度值为20，装配后磨平。凹模镶块高度等于凹模固定板的厚度，

其值为H＝35mm。

其结构如图5.5所示。

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图 5.5 冲异形孔凹模镶块

5.2 定位零件

5.2.1 导正销

级进模通过自动送料机构初定位，利用导正销精定位。导正销采用台阶式固定结构。装配部分与凸模固定板呈H7/ m6配合，工作部分与卸料板配做呈H7/ h6配合，装配部分表面粗糙度Ra值为0.8，工作部分表面粗糙度Ra值为0.4。导正销后设有弹簧，保证导正销在无法进入导正销孔时能退回垫板上的孔内。6个导正销中有两个是安放在弯曲凸模内的，这样做能保证弯曲件的精度。

导正销材料为Cr12，热处理硬度45-50HRC。公差按IT6选取。 其结构如图5.8所示。

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5.3 出件零件 5.3.1 卸料板

本级进模使用的是弹性卸料板，带料厚度有1

mm，卸料板兼有压料的作用，使冲压过程更加平稳可靠。

使用卸料螺钉来进行卸料距离的控制，小导柱进行卸料板的导向，弹性元件选用弹簧。卸料板对小凸模和导正销有导向作用，它们之间按H7/h6配做。卸料螺钉的螺纹孔沿卸料板四周分布。

卸料板用45钢，淬火硬度43-48HRC。

卸料螺钉用45钢，淬火硬度43-48HRC。尺寸为M12×60mm。 树脂选用

其结构如图5.9所示。

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图 5.9 卸料板

5.4 导向零件

订书机钉槽冲压级进模采用四导柱导向，采用滑动导柱导套。这种导向装置无间隙、精度高、寿命较长。四对导柱导套是同一规格，。

导套与上模座、导柱与下模座均为过盈配合。滚珠与导柱和导套接触并轻微过盈，保证接触均匀。

在凸模固定板上安装了小导柱，在卸料板和凹模固定板上安装了小导套，来对卸料板导向，而起到保护小凸模和导正销的作用。

小导柱规格为：A型小导柱φ25×80。卸料板与凹模固定板上导套规格

5.5 其他零件

其他零件主要有螺钉、销钉；凸、凹模固定板，垫板，模柄等。订书机钉槽冲压级进模中紧固模板的螺钉都为M12，定位的销为φ12。

凸、凹模固定板用45钢，保证上下平面的平行度。

垫板用45钢，淬火硬度43-48HRC，保证上下平面的平行度。

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模柄，可以避免压力机导向不精确的影响。都采用标准件。

第六章 设备选择

6.1 设备选择

本次所以冲制的散热片尺寸不大、工序较多、尺寸精度要求不是很高，故选用具有C形床身的开式曲柄压力机。由于订书机钉槽冲压的生产效率很高，故可选用高速压力机。

由参考文献[4]中表1.4-2选择J21G系列开式高速精密压力机J21G-110。 公称压力： 400KN 公称压力行程： 7mm 滑块行程： 100mm 行程次数： 100spm 最大装模高度： 400mm 装模高度调节量： 70mm

工作台尺寸： 前后1000mm、左右630mm

6.2 设备校合

第4章已算出模具总的冲压力为57 (KN)，小于所选设备的工称压力，满足要求。

该模具的开模高度大概有248mm，选择的压力机的滑块行程为100mm,所以压力机的行程满足要求。

由于模具外形尺寸为：前后620㎜，左右390㎜，而压力机工作台面尺寸为：前后750mm、左右500mm，所以满足要求。

主要参数均符合条件，因此最终选用J21G-110型压力机。

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第七章 结论

本文首先对订书机钉槽冲压进行了合理的工艺分析，制定出订书机钉槽冲压的成形方案：多工位级进模。结合相关级进模资料，分析了订书机钉槽冲压的成形工艺特点，解决了级进模中u型弯曲的难题，并画出了模具总装图和模具零件图。本文主要成果如下：

1. 由于本零件时类似于u型的，所以在排样图设计时采用对排方式，这样可以最大限度的提高材料的利用率。

2. 在带料的排样设计中选用的是少废料排样，毛坯与零件边缘之间没有废料，只有在工件之间由于形状的不规则留有2-3mm的搭边。

3. 采用多工位级进模加工订书机钉槽冲压，提高了生产效率，同时也提高了工件的精度。

4. 基于有利模具加工制造、维修及延长模具使用寿命和实现模具多种功能的考虑，给出了订书机钉槽冲压级进模凸、凹模；导正装置；带料的导向装置；卸料装置等主要零部件的设计方法。

5. 在第一步弯曲时将凸模安装在卸料板上，避免了采用倒装式级进模，简化了模具的结构。

6. 在带料前进过程中要加入浮顶销，避免因弯曲突起的弯曲凹模和下弯的工件阻隔工件送进，保证带料送料平稳。

7．异形凹模加工成镶块，能够在刃口遭到破坏时，方便更换，提高维修效率。

8．带料采用自动送料，导正孔精确定距。

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致 谢

经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，在缺少实践经验的情况下，如果没有导师的督促指导，以及和一些同学的相互讨论，这次毕业设计不会顺利完成的。在这里，我想要对所有人说声谢谢。

首先要感老师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料，到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。除了老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

其次要感谢和我一起做毕业设计的同学，我们一起讨论产品结构，讨论模具的结构形式，讨论模具及模具零件的设计。

最后还要感谢大学四年来所有的老师，为我打下专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励，此次毕业设计才会圆满完成。

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参考文献

1 王孝培．冲压手册[G]．北京：机械工业出版社，2000．1-688

2 柯旭贵．冲压工艺与模具设计[M]．北京：人民邮电出版社，2008．1-3000 3 陈炎嗣．多工位级进模设计与制造[M]．北京：机械工业出版社，2006．1-602 4 夏巨谌，李志刚．中国模具设计大典[G]．江西：科学技术出版社，2006．1-1131 5 张荣清．模具制造工艺[M]．北京：高等教育出版社，2006．1-174

6 陈于萍．互换性与测量技术基础[M]．北京：机械工业出版社，2005．1-228

7 叶伟昌．机械工程及自动化简明设计手册（上册）[G]．北京：机械工业出版社，2001．1-487 8 欧阳波仪．多工位级进模设计标准教程[M]．北京．化学工业出版社，2009．1-6

9 Sang B．Park．An expert system of progressive die design for electron gun grid parts[J]． Journal of Materials Processing Technology， 1999，88：216–221

10 P Kwon，M J Chung and B Pentland．A Grammar-based Framework for Integrating Design and Manufacturing. Transactions of the ASME．Journal of Manufacturing Science and Engineering， 2002，124 (4)：899-907

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