上海理工大学本科毕业（设计）论文
4.2.2 步距精度
步距的精度直接影响冲件的精度。由于步距的误差，不仅影响分段切除余料，导致外形尺寸的误差，还影响冲件内、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。
影响步距精度的因素很多，但归纳起来主要有：冲件的精度等级、形状复杂程度、冲件材质和厚度；模具的工位数；冲制时条料的送进方式和定距形式等。
根据多年来的实践，总结归纳出多工位级进模步距精度的经验公式为：
???δ——多工位级进模步距对称偏差值；
?23nk
β——冲件沿条料送进方向最大轮廓基本尺寸（指展开后）精度提高三级后的实际公差值； n——模具设计的工位数； k——修正系数
表4-1
冲裁间隙z(双面)/mm 0.01-0.03 >0.03-0.05 >0.05-0.08 >0.08-0.12 K值 0.85 0.90 0.95 1.00 冲裁间隙z(双面)/mm >0.12-0.15 >0.15-0.18 >0.18-0.22 K值 1.03 1.06 1.10 说明：1）修整系数k主要考虑料厚和材质因素，并将其反应到冲裁间隙上去。
2）多工位级进模因工位的步距累积误差，所以标注模具每步尺寸时，应由第一工位至其他工位直接标注其长度，无论这长度多大，其步距公差均为δ。
在本设计中如图所示的工件，展开后验送料方向的最大轮廓尺寸是82.64毫米，在图排样图中共分12个工位。尺寸82.64的IT7级公差值为0.035毫米。模具的双面冲裁间隙为0.048毫米。
β=0.035毫米 n=12 Z=0.048，查表得k=0.90
?0.035???0.90??0.007
32?12则这副多工位级进模的步距公差为?0.007毫米。
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相机胶卷压簧多工位级进模设计
123456789101112图4-5 多工位级进模步距尺寸公差
4.3 定距方式与导正钉
级进模的钉距方式有定位钉定距，侧刃定距，导正钉定距和自动送料机构定距等四种。这四种定距方式各有优缺点，各有不同的使用场合。它们可以单独使用，也可以互相配合使用。相互配合使用定距效果更好。
定位钉定距多适用于后料加工手工送料的普通级进模，侧刃定距适用于手工送料，也可采用自动或半自动送料。
自动送料机构一般都是设置在模具外的独立机构，配合冲床冲程运动，时条料作定时、定量地送进。
导正钉定距是级进模极为普通采用的定距形式。特别是形状十分复杂的冲件，所用的级进模一般采用这种方式定距。
本设计所用原料是卷料用自动送料机构送料。
对于各种定距方式的适用场合综合考虑，本设计采用自动送料机构送料作粗定距，采用导正钉作精定距，以实现连续自动作业。
在使用导正钉定距的方式下，导正钉孔应大于或等于4倍料厚（d≥4t）。多工位级进模冲制件多属于薄料，当t≤0.5毫米时，导正钉孔应不小于φ2毫米，本设计中料厚为0.8mm。导正钉使用φ5毫米的导正钉。因此，符合设计要求。
4.4 模具的结构设计 4.4.1 凸模、凹模结构设计
凸模和凹模直接担负着冲压工作。由于加工性质的不同，凸模与凹模的形状、结构也不同。多工位级进模一般都含有两种或两种以上的冲压工艺，凸模和凹模数量之多是可想而知的。要使之能够适应高速连续冲压，必须满足各种特定的技术条件，而决不能用设计一般凸模、凹模的方法进行设计。凸凹模的设计要遵循以下原则：
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1）凸凹模要有足够的强度和刚度。设计凸凹模应选择强度较好的材料，选择合理的热处理工艺和规范；在条件许可时可减少凸模长度，增加凹模厚度，在结构上增加他们的强度和刚度。
2）凸凹模必须安装牢固，便于维修和更换。
3）多工位自动级进模的凸凹模要有统一的标准，这样既便于加工，又不会出现位置上的误差。
4）余料排除方便及时。为了避免损坏模具，应采取及时的措施来清除余料，一般在凸模上设置余料顶针，凹模上设置高压气孔等措施。
4.4.1.1 凸模结构设计
在凸模安装结构中，在1，2，3，4工位上，考虑到凸模需要便于更换及力求结构的简单的原则，采用了直接插入式的固定安装结构如图4-6，是靠凸模与固定板的摩擦力固定，
H7H6一般采用或。这两种安装结构只适合冲制薄料和卸料力很小的情况。本设计中的
h6h5材料为不锈钢0.3mm，属于薄料在冲压过程中卸料力也很小。综上分析，使用该凸模安装结构可满足实际要求。
图4-6 圆形凸模安装结构示意图
在5、6、7、8工位中，凸模形状比较大，又是直通式异形凸模，本设计使用了在多工位级进模中常用的一种异形凸模安装结构。如图4-7。直通式非圆形凸模又称等截面凸模，生产中常用成型磨、坐标磨或线切割加工而成。在自动化多工位级进模中应用十分广泛。凸模与凸模固定板的配合一般选用H7/m6,H6/h6或H6/m5,H6/h5配合。
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相机胶卷压簧多工位级进模设计
图4-7 直通式异形凸模安装结构示意图
4.4.1.2 凹模的结构设计
多工位级进模的凹模设计是比较复杂的。要考虑各工位工作形孔的形状、精度、又要考虑各形孔的相对位置，确定各形孔的基准和相互间的坐标关系；又要考虑加工方便和使用寿命等因素，所以多工位级进模凹模机构的种类较多。
凹模的分类：整体凹模、镶套式凹模、拼合形孔凹模、分段拼合凹模 分析各凹模的使用场合及优缺点：
1）整体凹模：对于多工位级进模，不论其凹模的形孔多少，复杂程度如何，凹模设计为一个整体的称为整体凹模。对于多工位级进模，整体凹模缺点较多。
2）镶套式凹模：在多工位级进模中，对于某些销的工作形孔为了加工方便，容易更换和刃模，是一种在整体凹模或其他形式凹模的局部形孔位置镶一个套装凹模（圆套、方套或异形套）。
3）拼合形孔凹模：该结构可满足凹模形孔加工精度高这一要求，对某些不易于加工的凹模形孔，常采用拼合形孔这种结构。
4）分段拼合凹模：在多工位级进模中，为了解决各工位形孔间的间距精度，经常采用分段拼合凹模的设计方法，就是将模具的凹模分成若干段，每段中的形孔数不一，然后将这几段凹模的结合面研合镶入凹模外套（或围框）内，构成一个整体凹模。
综合分析下来，采用了分段拼合凹模，该结构最大的特点是克服了整体凹模的缺点。它是把每段凹模的工作形孔加工完了，再以内孔为基准加工外形尺寸。一般以磨削余最终研磨加工来控制孔到坐标基准的距离，凹模形孔距离能控制在0.01毫米之内。
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在本设计中，分段镶拼式凹模形式如图所示，如图4-8
图4-8 凹模镶块拼图
4.4.2 卸料装置结构的设计
卸料装置是起卸料作用，在多工位级进模工作前，弹压卸料装置把条料压住，防止条料在冲压过程产生位移和塑性变形；卸料装置必须对各凸模起导向和保护作用。
对于不同的冲压工序卸料装置有不同的作用：在冲裁工序中，他起卸料与压料作用，在弯曲工序中，它不仅是卸料，也可以起到局部成型的作用；在拉深工序中还要起到压边圈的作用。
4.4.2.1 卸料装置设计的注意事项
形孔拼块可以分为若干段，充分利用成型磨削来保证拼块最后的精度与光洁度。卸料装置设计的注意事项：
在级进模中，弹压卸料板都要设计成反凸台形。冲压时，突出部分正好进入两导料板之间。凸台与导板之间应有适当的间隙。
1）卸料板各工作形孔应当与凹模形孔同心。这种要求要从模具设计及工艺上加以保证。另外，卸料板的各形孔与对应凸模的配合间隙只有凸模与凹模冲裁间隙的1/3~1/4，这样才能起到对凸模的导向和保护作用。而且间隙越小，导向效果越好，模具的寿命也越高，然而制造的难度就越大。
2）卸料板各工作形孔应有良好的粗糙度，应适应高速冲压导向和保护作用。卸料板各工作形孔的粗糙度应控制在Ra0.1-Ra0.4μm。卸料板的粗糙度与冲压速度有关，速度越高，光洁度要求也越高。同时还需要注意润滑。
3）多工位级进模的卸料板应具有耐磨性能。高速冲压的多工位级进模卸料板的工作部分往往是采用拼镶结构，采用高速刚或合金工具钢制造，淬火硬度HRC56~58。对于冲压速度不高的卸料板可选用中碳钢以上或碳素工具刚材料制作，淬火硬度HRC40~45。
4）卸料板对凸模要有一定的导向高度，越是细小凸模其导向高度也越高，可利用导向套对细小凸模进行导向和保护。其导向套的高度可以高于卸料板。对于大的凸模，卸料板只起卸料和导向作用，为此可以降低接触高度，以减小摩擦。
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