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2011届毕业设计说明书目录1. 绪论11.1 冲压的概念、特点及应用11.2 冲压的基本工序21.3 我国模具工业的研究现状21.4 我国模具工业的发展趋势32 冲压工艺性分析及方案的确定52.1 材料分析52.1.1 冲压材料的基本要求52.1.2 板材材料分析52.1.3 冲压件的工艺性分析52.2 冲压工艺方案的制定62.3 毛坯尺寸的计算73. 冲孔落料复合模的工艺计算及模具设计83.1 排样、计算条料宽度及步距的确定83.1.1 搭边值的确定83.1.2 条料宽度的确定93.1.2 排样93.2 模具刃口尺寸的计算103.3 冲压力的计算133.1.1 总冲裁力的计算133.1.2 卸料力、推件力、顶件力的计算143.1.3 总冲压力的计算153.4 冲孔落料复合模压力机选择163.5 压力中心的确定183.6 主要零部件的设计183.6.1 模具总体设计183.6.2 工艺零件设计193.6.3 冲孔落料复合模的模具装配结构244 . 预弯模的主要工艺参数计算及模具设计264.1 弯曲件的工艺分析264.2 弯曲模结构形式的确定264.3 弯曲工艺计算264.3.1 弯曲力的计算265.3.2 弯曲件回弹值的确定274.4 弯曲模零件设计274.4.1 弯曲模工作部分尺寸计算274.5 弯曲模闭合高度的设计计算284.6 压力机选择285. 弯曲压形模设计295.1 弯曲力的计算295.2 弯曲压形模零件设计295.2.1 弯曲模工作部分尺寸计算295.3 弯曲压形模闭合高度的设计计算305.4 压力机选择305.6 弯曲压形模装配总图31总 结32参 考 文 献33致 谢35中文摘要冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。本文分析了下支架的冲压工艺方案，先分析零件的冲压工艺；确定模具的总体结构；结合零件的冲压工艺及模具的总体结构设计排样图；根据排样图，计算利用率、冲载力、压力、选用设备及刃口的尺寸等技术参数。根据资料用Autocad等绘图软件，对模具进行设计，并绘制装配图和零件图，然后编制零件的加工工艺卡。关键词：冲压、模具、模具设计、落料、冲孔、成型AbstractPunching die has been widely used in industrial production.In the traditional industrial production,the worker work very hard,and there are too much work,so the efficiency is low.With the development of the science and technology nowadays,the use of punching die in the industial production gain more attention, and be used in the industrial production more and more.Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden，so it has significant meaning in technologic progress and economic value.This article analyzes the support process. the first part of the process of analysis to determine the overall structure of the mold ； ； combine parts of the process and the overall design molds in accordance with the sample ； do the plans, calculated utilization and spurted pressure, selection of the equipment and blade size for parameters. according to information and software autocad drawing to a design tool and draw the assembly drawing and spare parts and components of the processing card.Key words: Ra、 Mold、Die design、Blanking 、Punching、Ming1.绪论改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。1.1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成形工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。1.2 冲压的基本工序 冲压加工可分为分离工序和工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。1.3 我国模具工业的研究现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用Pro/E、PDX、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 1.4 我国模具工业的发展趋势 目前，国内市场对中高档模具的需求量很大，但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。另外，随着近年来工业发达国家的人工费用增加，其模具生产正向发展中国家特别是东南亚国家转移。因此，只要国产模具的质量能够有提高，交货期能够保证，模具出口的前景是十分乐观的。 有专家认为，伴随着世界经济的一体化浪潮，全球制造业加速向中国大陆地区转移已是大势所趋，中国也将逐步发展成为世界级的制造业基地。广东珠江三角地区将在十年之内发展成为世界模具生产中心。(2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 2、冲压工艺性分析及方案的确定2.1 材料分析2.1.1 冲压材料的基本要求冲压对所用板料的要求：1）具有良好的塑性；2）应具有光洁平整且无缺陷损伤的表面状态：3）材料原子度公差应符合国家标准2.1.2 板材材料分析本零件所提供的材料为08AL钢， 08AL是优质碳素结构钢的一种，一般用作冷冲压薄板钢中的Al脱氧镇静钢冷轧板,其命名规则类同碳素结构钢，其两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍，即“08”表示钢中平均碳质量分数为0.08%，“A”表示质量等级，“L”为“拉”字的汉语拼音首字母，表示其拉伸性能好。主要力学性能(试件尺寸25mm)：正火930、s=185 MPa、b=325Mpa、硬度(未热处理)131HB。08Al钢其他的一些性能参数:屈服强度:270-410MPa,密度7800，伸长率，弹性模量:207GPa，一般没有用抗强度这一指标18。2.1.3 冲压件的工艺性分析 图2-1支架工件图冲压件工艺参数：零件名称： 支架材 料： 08Al，厚度1.5mm生产批量： 大批量（1）零件采用1.5mm厚的08AL钢板制成， 08AL钢板是优质碳素结构钢，具有较好的可冲压性能和拉伸性能，保证了足够的刚度和强度，小孔中心圆直径9精度为IT11IT12级。 （2）零件结构：该冲裁件的结构简单，主体是轴对称件，侧边有两个直径为9mm的孔，比较适合冲裁 （3）零件图上的尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定公差，采用一般的模具制造精度和模具间隙。 (4). 冲压件的经济性分析大批量生产时，生产效率（即工时费用）、材料利用率等可变成本以及模具使用寿命是决定冲压成本的关键因素。可以选用高生产率的复合模，高寿命的硬质合金模具等。为降低可变资本，不得不提高模具制造的费用，但由于批量大，冲压件单件的成本还是降低了，可以获得很好的技术经济效益。2.2冲压工艺方案的制定 根据制件的工艺分析，其冲裁工序有冲孔、落料、预弯、成形等基本工序，按其顺序组合，可得如下几种方案：该零件包括以下基本工序：冲孔、落料、预弯、成形等。根据这些基本工序，可拟出以下几种方案：方案一：落料成形冲孔，使用单工序模冲压；方案二：落料冲孔成形，使用级进模冲压； 方案三： 落料冲孔成形；落料与冲孔复合； 方案四：落料冲孔预弯成形：落料与冲孔复合； 分析比较上述四种工艺方案，可以看到： 方案一属于单工序模冲裁工序。成形不能放在冲孔之前，因为工件成形属于弯曲压形，先成形会导致侧边孔不易冲出，使模具结构复杂化，且工件尺寸不易保证满足设计需求。此外，由于此制件生产批量大，该方案生产效率较低，劳动强度大，故不宜采用。因此，不宜采用该方案。方案二使用级进模冲压，级进模虽然会极大的提高加工效率，但由于此制件结构较简单，一般冲压模具足以满足冲压要求，且级进模结构复杂，制造周期较长，成本较高，因此，不宜采用该方案。 方案三的优点是用一副模具成形，可以提高生产率，减少所需设备和操作人员。缺点是压弯成形时，毛坯的整个面积几乎都参与激烈的变形，零件表面擦伤严重，侧边孔被拉伸变形，零件形状与尺寸都不精确，此外直接成形会导致弯曲成形模中压料零件的行程过大，弹性原件不易满足设计要求，造成弯曲成形前毛坯的压料困难，故不宜采用该方案。 方案四是在方案三的基础上加一道预弯工序，设计弯曲模时，为保证成形时材料的合理流动，零件冲压方向 采用V形方向冲压；通过预弯后，弯曲模的结构会大大简化，且对成形非常有利。 根据分析采用方案四进行工件的冲裁加工2.3 毛坯尺寸的计算图2-2 工件展开图 宽度方向尺寸弯曲半径r=1.5mm 扣除法计算展开尺寸大径部分：L1=a+b-u=30+30+50-2.9*2=104.2mm小径部分：L1=a+b-u=20+20+50-2.9*2=84.2a、b折弯两直角边的长度 ，mmu两直角边与中性层的长度之差，查表得u=2.9长度方向尺寸计算可得L2=175.1mm产品的厚度尺寸为1.5mm3.冲孔落料复合模的工艺计算及模具设计3.1排样、计算条料宽度及步距的确定3.1.1搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差和剪板误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表31 冲裁件的搭边和侧搭边值材料厚度圆形非圆形L100200工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a0.50.511 22 33 44 55 6 6 881.51.51.52.02.53.03.55.06.02.02.02.02.53.04.04.56.07.02.02.02.03.03.54.04.55.07.02.52.52.53.54.05.05.56.08.02.52233.54.04.55.08.03.02.52.54.04.05.05.56.09.0根据尺寸从表3-1中查出： 两制件之间的搭边值 a1=2（mm）,侧搭边值a=2.5(mm)。3.1.2 条料宽度的确定计算条料宽度有三种情况需要考虑；有侧压装置时条料的宽度。无侧压装置时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。条料宽度公式：B=（D+2a） 其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为，见表32条料宽度偏差。D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。a侧搭边值。查表32条料宽度偏差为0.20根据公式3 1 B=（D+2a） =（175.1+22.5）0-0.20 =180.10-0.20mm步距h=(D+2a1)0-0.20=(104.2+2*2)0-0.20=108.20-0.20mm表32 条料宽度公差(mm)条料宽度B/mm材料厚度t/mm0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.203.1.3 排样根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。由于设计的零件是类矩形零件，所以采用有废料直排法。图3-1 排样图3.2 模具刃口尺寸的计算1、冲裁模间隙的确定设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin，最大值称为最大合理间隙Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。根据实用间隙表 33 查得材料08的最小双面间隙2Cmin=0.132mm，最大双面间隙2Cmax=0.240mm表33 冲裁模初始用间隙2c(mm)材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax小于0.5极小间隙0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.0.3.54.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126注：取08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的25%。2、刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。 在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则： 1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。 2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。 3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形工件可按IT17IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。3 、刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配合加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或波板工件的模具。该工件厚度1.5mm,形状较简单，故采用分开加工的方法。（1）查表得初始间隙为Zmax=0.240 ,Zmin=0.132 ,Z=Zmax-Zmin=0.108mm,（2）凸凹模制造公差 落料部分：凸=0.030， 凹=0.040 冲孔部分：凸=0.020， 凹=0.020（3）代入公式计算各尺寸 落料部分：D凹=（D-x）+凹0=（175.1-0.5*0.108）+0.040 0=175.05+0.040 0 mm D凸=（D凹-Zmin）0-凸 =（D-x-Zmin）0-凸=（175.1-0.5*0.108-0.132）0-0。030=174.91 0-0。030mm冲孔部分：d凸=(d+x)0-凸=（9+0.5*0.10.8）0-0.020=9.054 0 -0.020 mmd凹=（d凸+Zmin）+凹0=（d+x+Zmin）+凹0=9.186 +0.020 0 mm D凸、D凹分别为落料凹凸模公称尺寸 D 落料件公称尺寸 d凸、d凹分别为冲孔凹凸模公称尺寸 d 冲孔件公称尺寸 Zmin 凹凸模最小合理（双边）间隙 凸、凹凹凸模制造公差 x 精度等级系数，查表3-4得x=0.5表34 精度等级系数x料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.303.3 冲压力的计算冲压力是冲裁力、缷料力、推件力、和顶料力的总称。计算冲压力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲压力。冲孔落料复合模采用弹性卸料、下出料方式。3.3.1总冲裁力的计算 F=KLt 式中 F冲裁力，单位N；L冲裁件周边长度，单位mm；K系数，取K=1.3；材料抗剪强度，单位MPa；根据常用金属冲压材料的力学性能查出08AL的抗剪强度为260350(MPa)，取=300(MPa)t材料厚度，单位mm。总冲裁力：Fp=F1+F2F1落料时的冲裁力。F2冲孔时的冲裁力。落料时的周边长度为：L1=544.4（mm）根据公式F1=KptL=1X1.5X544.4X300=244980N冲孔时的周边长度为：L2=4d=56.55(MM)F2= KptL=1X1.5X56.55X300=25447.3N总冲裁力：Fp=F1+F2=244980+25447.3=270427.5N=270.43KN3.3.2 卸料力、推件力、顶件力的计算 冲裁时，工件或废料从凸模上卸下来的力叫卸料力；推件力 从凹模内将工件或废料顺着冲裁的方向推出的力叫推件力； 顶件力 将落料件逆着冲裁方向顶出凹模洞口时所需的力，如图4-1所示。 .图4-2卸料力 推件力 顶件力表3-5 卸料力、推件力、顶件力系数对于表中的数据，厚材料取小值，薄材料取大值。(1)卸料力的计算FQ=Kx FpK卸料力系数。查表3-5得K0.0250.06取K0.06,据公式FQ=K Fp0.0627016.2(KN)(2)推件力的计算FQ1=KtFpKt推料力系数。查表3-5得Kt=0.05；根据公式FQ1=KtFp=0.0527013.5(KN)(3)顶件力的计算FQ2=KdFpKd顶件力系数。查表3-5得Kd0.06，根据公式FQ2=KdFp=0.0627016.2(KN)3.3.3 总冲压力的计算 根据模具结构总的冲压力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2 F=Fp+FQ+FQ1+FQ2 =270.43+16.2+13.5 +16.2 =316.33(KN) 3.4 冲孔落料复合模压力机选择(1)压力机类型的选择 压力机类型的选择主要依据所要完成的冲压性质、生产批量、冲压件的尺寸及精度要求等。该冲裁件属于结构简单的大型冲裁件中批量生产，冲裁件的尺寸级精度要求不高，故采用开式压力机。（2)压力机规格的选择 压力机规格的选择主要依据冲裁件尺寸，变形力大小及模具尺寸等，初选压力机规格时主要选择压力机的公称压力、行程次数等参数，闭合高度要在零件模具设计完成后，进行必要的校核后再确定尺寸。 公称压力的选择。 冲裁时，压力机的施力行程较小（小于公称压力行程），因此所选压力机的公称压力只要大于冲压力的总和即可。 F0F总因为 F总=316.33 KN,由此可知可选公称压力400KN的开式固定台压力机,其型号为JN23-40。 行程次数。 行程次数是指滑块每分钟冲击的次数，即滑块每分钟往复运动的次数。主要考虑以下因素： a、为了提高生产率，就要增加行程次数。b、考虑操作方式（进、出料时间的快慢）。c、不能忽略金属变形速度这一因素（金属流动速度）。d、行程次数太高，将缩短设备寿命。压力机的行程次数为60r/min,远远满足该冲裁件的生产效率要求。 滑块行程。 滑块行程是指滑块的最大运动距离。主要考虑以下因素：a、 要保证毛坯放进和工件取出，应使滑块行程大于工件高度的两倍以上。b、 与行程次数密切相关，行程长，则次数少，所以限制行程，可提高生产率。所选压力机的滑块行程为100mm，满足冲裁件的冲压行程。 闭合高度。 压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。a. 压力机的闭合高度可以通过调节连杆长度来改变其大小，将连杆调至最短时，闭合高度最大，称最大闭合高度。将连杆调至最长时，闭合高度最小。所选压力机的最大闭合高度为270mm，连杆的调节量为70mm，故最小闭合高度为200mm。b. 当压力机工作台面上有垫板时，用压力机的闭合高度减去垫板厚度，就是压力机的装模高度；没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等。c. 模具的闭合高度：是指模具在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。冲孔落料复合模的闭合高度为 H闭= (30+25+25+25+40+15+25+35)mm =180（mm）可见该模具闭合高度小于所选压力机JN23-40最大装模高度（270）可以使用。模具闭合高度与压力机的配合应遵守下列关系 (270-60)-5180(200-60)+10 210180150式中 压力机的最大闭合高度，mm ；压力机的最小闭合高度，mm 模具的闭合高度，mm ； 压力机垫板的厚度，mm ；此压力机为60mm. 工作台面尺寸。压力机的工作台面尺寸（前后x左右）为300mmx630mm 模柄孔的尺寸（直径x深度）为70mm x 80mm，那么，设计时模具的模柄孔尺寸要与模柄尺寸匹配。表3-6 JN23-40开式压力机参数标称压力FG(KN)滑块行程S(min)行程次数n(次/min)最大装模高度H（mm） 400 100 54 270装模高度调节量（mm）工作台尺寸（mm）工作台孔尺寸（mm）模柄孔尺寸（mm）左右前后左右前后直径D深度 70390630270210 70 803.5压力中心的确定模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。模具的压力中心，可安以下原则来确定：1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3、各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。由于该冲裁件属于简单零件，所以该零件的压力中心在图形的对称中心。3.6 主要零部件的设计设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。各种结构的冲裁模，一般都是由工作零件(包括凸模、凹模)、定位零件(包括挡料销、导尺等)、卸料零件(如卸料板)、导向零件(如导柱、导套)和安装固定零件(包括上下模座、垫板、凸凹模固定板、螺钉和定位销)等5种基本零件组成。模具的工作零件、定位零件、压料和卸料零件、导向零件、连接和紧固零件、弹簧、橡胶等要首先按冷冲模国家标准选用，若无标准，可先选用再进行设计。对于小而长的冲头，壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核。模具的闭合高度、轮廓大小、压力中心应于选用设备相适应。3.6.1 模具总体设计（1） 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用冲孔落料冲压。所以模具类型为复合模。（2） 定位方式的选择控制板块的送进方向采用挡料销。控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。（3） 卸料、出件方式的选择采用卸料螺钉卸料。对于复合模生产，应采用上出件比较便于操作与提高生产效率。（4） 导向方式的选择模具采用四角导柱的导向方式。3.6.2 工艺零件设计 (1)工作零件的设计凸凹模 结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩台阶式凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模固定板的配合按H7/m6。材料选用T10A钢，淬硬HRC5658。其结构如图3-3所示。图3-3 凸凹模落料凹模凹模采用整体凹模，冲裁的凹模孔可采用线切割机床和铣床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模的轮廓尺寸应要保证凹模有足够的强度与刚度，凹模板的厚度还应考虑修磨量，凹模的材料选用T10A钢，淬硬HRC5658。其结构如图3-4所示。图3-4 落料凹模凸凹模固定板 凸凹模固定板与凹模外形一致，选用的材料为45钢。其结构如图3-5所示图3-5 凸凹模固定板冲孔凸模因为冲孔凸模是圆凸摸，选用直通式凸模，采用线切割加工。与凸模固定板采用H7/r6配合。凸模长度与65mm。凸模材料应选Cr12热处理5658HRC，基本结构如图3-6所示。图36 冲裁复合模冲孔凸模(2)定位零件的设计活动挡料销 采用活动挡料销的进行定距.挡料装置在复合模中,主要作用是保持冲件轮廓的完整和适量的搭边。卸料部件设计 卸料装置用弹性性卸料板的卸料装置，厚度15mm, 用45钢制造,如图3-7所示图3-7 卸料板（3） 结构零件设计 模架及其他零件设计采用滑动导向四边导柱式模架的导向方式，带有导柱的冲裁模适合于精度要求较高，生产批量较大且尺寸较大的冲裁件。导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6，导柱与下模座之间的配合为R7/h5。导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为（渗碳）58-62HRC。上下模座材料采用HT25-47硬度为调质28-32HRC。模架的选取：查各种资料可知，没有符合自己零件的标准上下模座，因此只有自己设计，其具体参数可参考对应零件图。型导柱：查表 标准编号： GB/T2861.181 22x140型导套：查表标准编号： GB/T2861.6-81 22x50 （2）模柄的选择压力机需d=70的模柄，选用A型压入式模柄，模柄与上模座采用过渡配合。3.6.3 冲孔落料复合模的模具装配结构本模具可完成冲孔、落料两个工序。如图3-8 1推杆 2模柄 3上模板 4垫板 5凸模固定板 6冲孔凸模 7内六角螺钉 8圆柱销 9推件板 10 落料凹模 11卸料板 12橡皮 13凹凸模固定板 14下模板 15圆柱销 16内六角螺钉 17凸凹模 18卸料螺钉 19挡料销 20导柱 21导套图3-8 冲孔落料复合模4 ,预弯模的主要工艺参数计算及模具设计4.1 弯曲件的工艺分析图4-1 预弯件零件图中的尺寸公差为未注公差，处理这类零件公差等级时均按IT14级要求。弯曲圆角半径R为50，大于最小弯曲半径（rmin=0.8t=0.81.5=1.2），属于大弯曲程度，故此件形状、尺寸、精度均满足弯曲工艺的要求，可用弯曲工序加工。弯曲件展开长度 L=L1+L2+(r+xt)/2=175.1mm4.2 弯曲模结构形式的确定根据工件的形状、尺寸要求来选择弯曲模的类型为V形弯曲模结构。如图4-2所示；采用V形通用弯曲模压一R50的V形弯。对于小批生产或试制生产的零件，一般采用通用弯曲模。图4-2 V形通用弯曲模4.3 弯曲工艺计算4.3.1 弯曲力的计算弯曲力是指工件完成预定弯曲时所需要压力机所施加的压力，是设计弯曲模和选择压力机吨位的重要依据。V形件自由弯曲的弯曲力 P自=（06Kbt2b）/（r+t）=(0.6*78.67*1.3*1.5*1.5*400*)/(50+1.5)=71.4KNP自冲压行程结束时的自由弯曲力 ，NK安全系数，一般取1.3b弯曲件的宽度，mmr弯曲件的内弯曲半径，mmb材料抗拉强度，08AL的值为300MPa顶件力：Fq=(0.30.8)P自=35.7KN冲压总力为F=F自+Fq=107.1KN4.3.2 弯曲件回弹值的确定(1) 小变形程度（r/t10）时的回弹值 小变形程度，回弹大，先计算凸模圆角半径，再计算凸模角度。 凸模工作部分的圆角半径。rt（） 凸模角度。t （180）（）(2) 大变形程度(r/t5)时的回弹值 大变形程度，圆角半径回弹小，不必计算，只计算凸模角度。此件r/t=33，计算得其角度为t90。4.4 弯曲模零件设计4.4.1 弯曲模工作部分尺寸计算 凹模圆角半径 凹模圆角半径不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表面。此工件两边弯曲高度相同，属于对称弯曲，凹模两边圆角半径ra应取大小一致。凹模圆角半径ra一般按材料厚度t来选取。t4mm ra=2t该工件厚度t=1.5mm，故凹模圆角半径ra=4t=41.5=6（mm）。2 凸模圆角半径 当弯曲件r10时，凸模圆角半径为rt为=50mm 当弯曲件r较小时，凸模圆角半径为rt=r (但rtrmin) 凹模工作部分深度的设计计算 凹模工作部分的深度将决定板料的进模速度，同时也影响到弯曲件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响。查表得凹模厚度 H=40mm ,槽深h=7mm, 凸凹模间隙 弯曲模的凸凹模间隙是指单边间隙Z/2。根据经验公式算得Z=(1.051.15)t=1.58mm4.5 弯曲模闭合高度的设计计算弯曲模闭合高度是指冲床运行到下死点时模具工作状态的高度。故模具闭合高度为（）式中 模具闭合高度，；上模座厚度，；凸模固定板厚度，；凹模厚度，；垫板厚度，；下模座厚度，；Y安全距离，一般取2025。4.6 压力机选择 根据计算参数，选用200KN开式压力机。5. 弯曲压形模的工艺参数计算及模具设计5.1 弯曲力的计算 校正弯曲是在自由弯曲阶段后，进一步对贴合凸模、凹模表面的弯曲件进行挤压。其校正力比自由弯曲大得多，由于这两个力先后作用，弯曲力计算的时候，只需计算校正弯曲力。 分析可知，此处弯曲成形为矫正弯曲。1. (1)U形件自由弯曲的弯曲力 P自=KBtb(2)U形件接触弯曲的弯曲力 P触=0.7KBtb/r+t(3)校正弯曲的弯曲力P校=AP (无论工件形状如何)(4)顶件力及压料力 P顶=P压=(0.30.8)P自=(0.30.8) P触以上各式中 K-系数,一般取K=1.3 B-弯曲线长度,mm t-板料厚度, mm b-材料抗拉强度, MPa; A-校正部分投影面积,mm2; P-单位面积上的校正力，a,查得300a.2. （1）无压料时的弯曲总自触（）有压料时的弯曲总触压（）校正弯曲时总校校正弯曲力最大是在压力机工作到下死点的位置，且校正力远远大于自由弯曲力（或接触弯曲力），而在弯曲工作过程中，二者又不是同时存在，因此，只计算校正力即总校50*140*300（）2100（）5.2 弯曲压形模零件设计 凹模圆角半径因此套模具使用组合凹模，故其凹模圆角半径不必计算。2 凸模圆角半径 当弯曲件r10时，凸模圆角半径为rt为 当弯曲件r较小（此工件U形弯圆角r=1.5mm）时，凸模圆角半径为rt=r =1.5mm(但rtrmin)(3) 凸凹模间隙 弯曲模的凸凹模间隙是指单边间隙Z/2。根据经验公式算得Z=(1.051.15)t=1.58mm(4)凸模和凹模的宽度尺寸计算凸、凹模宽度尺寸是指Lt与La的尺寸。计算得凸模宽度Lt=500-0.02mm,凹模刃口尺寸La=51.5+0.02 0mm.5.3 弯曲压形模闭合高度的设计计算 H=Hs+Hg+Ha+Hd+Hx+Y=30+20+25+113+36+20=244mm式中 模具闭合高度，；上模座厚度，；凸模固定板厚度，；凹模厚度，；垫板厚度，；下模座厚度，；Y安全距离，一般取2025。5.4压力机选择 根据计算参数，选用J31-250B闭式单点单动压力机。表5-1 J31-250B闭式单点单动压力机参数标称压力FG(KN)滑块行程S(min)行程次数n(次/min)最大装模高度H（mm） 3500 240 26 500装模高度调节量（mm）工作台尺寸（mm）工作台孔尺寸（mm）模柄孔尺寸（mm）左右前后左右前后直径D深度 300750750950950 70 805.5 弯曲压形模装配总图 预弯后的毛坯由组合凹模7的外形定位，顶件器8由导向块14中的台阶限位。 1模柄 2螺钉 3上模板 4垫板 5凹模固定板 6凸模 7组合凹模 8顶件器 9圆柱销 10内六角螺钉 11托杆 12弹顶器 13下模板 14导向块 15导柱 16导套 17内六角螺钉 18打料杆 19螺钉图51 弯曲压形模总 结在这次的毕业设计中，我综合了两年多来所学的所有专业知识，使我受益匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理论知识的巩固。在做毕业设计的过程中，在设计和绘图都遇到方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导帮准，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业设计使我对冷冲压模具设计有了一定的认识，在模具设计过程中，不仅把大学四年所学到知识加深了，还学会了查有关
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