汽车底盘总线固定夹

江苏理工学院汽车与交通工程学院毕业设计第-9 - 页共46页第一章冲裁弯曲件工艺分析1.1冲裁弯曲件的工艺设计1-1固定夹工件图如图1-1所示零件图。生产批量：大批量；材料：LY21-Y;该材料，经退火及时效处理，具有较高的强度、硬度，适合做中等强度的零件。尺寸精度：零件图上的尺寸除了四个孔的定位尺寸标有偏差外，其他的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安IT14级确定工件的公差。经查公差表，各尺寸公差为：？3.5。+0。3020-0.5225-0.52四个孔的位置公差为：170.12140.2工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证磨具的复杂程度和模具的寿命。1.2确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案；(1)落料一一弯曲一一冲孔；单工序模冲压(2)落料一一冲孔一一弯曲；单工序模冲压。(3)冲孔一一落料一一弯曲；连续模冲压。(4)冲孔一一落料一一弯曲；复合模冲压。方案(1)(2)属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。方案(3)属于连续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大的加工难度，因此，不宜采用该方案。方案(4)属于复合冲裁模，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为合适。根据分析采用方案(4)复合冲裁。第二章模具总体设计分析2.1 模具总体结构设计2.1.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。1.1.1 1.2定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。1.1.3 卸料方式的选择因为工件料厚为1.2mm相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。1.1.4 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用对角导柱的导向方式。2.2 模具设计工艺计算2.2.1 计算毛坯尺寸相对弯曲半径为：R/t=3.8/1.2=2.170.5式中：R弯曲半径（mrmt材料厚度（mrm由于相对弯曲半径大于0.5,可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先公式(21)求变形区中性层曲率半径B(mm。B=0+kt式中：口内弯曲半径t材料厚度k中性层系数查表,得K=0.45根据公式2-1B=o+kt=3.8+0.45X1.2=4.34(mm)图2-1计算展开尺寸示意图根据零件图上得知，圆角半径较大(R0.5t),弯曲件毛坯的长度公式为：LoCL直+Z2L弯式中：Lo弯曲件毛坯张长度(mmiZ2L直一一弯曲件各直线部分的长度(mmiZ3L弯弯曲件各弯曲部分中性层长度之和(mm根据公式：A=,2B(RARC)-B2COS/P=(RA+RC-B)/(RA+RC)RA=3.8+0.6=4.4(mm)RC=1.2+0.6=1.8(mm)B=3.8(mm)根据公式A=2B(RARC)=B2-2=2M.8(4.4+1.8)-3.82=5.6(mm)根据公式COS/P=(RA+RC-B)/(RA+RC)=(4.4+1.6-3.8)/(4.4+1.6)=0.367贝U/P=arcCOS0.367=68.472/P=2X68.47=136.94根据公式12L直=L总长-2A=20-25.6=8.8(mm)Z2L弯=2几做/P/180+/P/180)=2X3.144.34枪8.47/180+68.47/180)=20.74(mm)Lo旺L直+弯=8.8+20.74=31.54(mm)取Lo=32(mm)根据计算得：工件的展开尺寸为25M2(mm),如图2-2所示。图2-2尺寸展开图2.2.2 排样、计算条料宽度及步距的确定(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，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，有时还有拉入凸、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2-1搭边a和al数值材料厚度圆件及r2t的工件矩形工件边长Lv50mm矩形工件边长L50mm或rv2t的工件工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a0.5112200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.202.2.4 导板问间距的确定导料板间距离公式：公式(2-3)A=B+ZZ导料板与条料之间的最小间隙(mm)；查表2-3得Z=5mm根据公式2-3A=B+Z=28+5=33(mm)表23导料板与条料之间的最小间隙Zmin（mrm有侧压装置材料厚度t/mm条料宽度B/mm100以下100以上0.5580.515812582358345845582.2.5 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。由于设计的零件是矩形零件，且四个孔均有位置公差要求，所以采用有费料直排法。2.2.6 材料利用率的计算：冲裁零件的面积为:江苏理工学院汽车与交通工程学院毕业设计F=2=800(mm2)毛坯规格为：500X1000(mm)0送料步距为：h=D+a1=32+1.2=33.2一个步距内的材料利用率为：nii=(nF/Bh)100%n为一个步距内冲件的个数。nii=(nF/Bh)100%=(1X800/2833.2)X100%=81.96%横裁时的条料数为：ni=1000/B=1000/28=34.01可冲34条，每条件数为：n2=(500-a)/h=(500-1.5)/33.2=15.024可冲15件，板料可冲总件数为：n=ni30=510(件)板料的利用率为：ni2=(nF/5001000)=(510)800/5001000)W0%=81.6%横裁和纵裁的材料利用率一样，该零件采用横裁法+图2-3排样图2.3 冲裁力的计算2.3.1 计算冲裁力的公式计算冲裁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裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp一般可以按下式计算：Fp二KptLr公式(2-4)式中-材料抗剪强度,见附表（MPa）;L冲裁周边总长（mm）;t材料厚度（mm）;系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp,一般取13。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度（rb代替r,而取Kp=1的近似计算法计算。根据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21Y的抗剪强度为280310（MPa）,取r=300（MPa）2.3.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括F总冲压力oFp总冲裁力。FQ卸料力FQi推料力。FQ2顶件力Fc弯曲力根据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21-Y的抗剪强度为280310（MPa）2.3.3 总冲裁力：Fp=F1+F2公式(2-5)F1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=2X(25+32)=114(mm)根据公式2-5F1=KptLr=1X1.2114300=41.040(KN)冲孔时的周边长度为：L2=4兀d=4X3.14X3.5=44mm)F2=KptLr=1X1.244300=15.84(KN)总冲裁力：Fp=F1+F2=41.040+15.84=56.88(KN)表2-4卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKxKtKd钢00.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09对于表中的数据，后的材料取小直，薄材料取值2.3.4 卸料力FQ的计算公式(2-6)FQ=KxFpK卸料力系数。查表2-6得Kx=0.0250.08,取Kx=0.08根据公式2-6FQ=KxFp第-13 - 页共46页江苏理工学院汽车与交通工程学院毕业设计=0.0856.88=4.55(KN)2.3.5 推料力FQ的计算FQ仔KtFp公式(2-7)Kt推料力系数。查表2-7得Kt=0.030.07,取Kt=0.07根据公式2-7FQ尸KtFp=0.07)56.88=4(KN2.3.6 顶件力FQ的计算FQ2=KdFp公式(2-8)Kd顶件力系数。查表2-8得Kd=0.030.07,取Kt=0.07根据公式2-8FQ2=KdFp=0.0756.88=4(KN)2.3.7 弯曲力Fc的计算影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量；弯曲件的形状和尺寸；模具结构及凸凹模间隙；弯曲方式等，因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验公式进行慨略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。?形弯曲件的经验公式为：Fu=0.7KBt2ob/T+t公式(2-9)Fu冲压行程结束时不校正时的弯曲力。B丫弯曲件的宽度(mm。t弯曲件的厚度(mrm。7一一内弯曲半径(等于凸模圆角半径)(mrm。0b弯曲拆料的抗拉强度(MPa)(查机械手册cb=400(MPa)oK安全系数，一般取1.3.根据公式2-9Fu=0.7KBt2/(丫+t)一一2一=0.7X.3-5M.22X400/(5+1.2)=21.45(KN)对于顶件或压料装置的弯曲模，顶件力或压料力可近似取弯曲力的30%80%。F压=80%Fu=80%X21.45=17.159(KN)弯曲力：Fc=Fu+F压=21.45+17.15=38.6(KN)2.3.8 总的冲压力的计算根据模具结构总勺冲压力：F=Fp+FQ+FQi+FQ2+FcF=FP+FQ+FQi+FQ2+Fc=56.88+4.55+4+4+38.6=108.03(KN)根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2325。2.4 模具压力中心与计算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。Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=LiYi+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln由于该零件是一个矩形图形，属于对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心。处。如图2-4所示：图24压力中心第三章模具各工位刃口尺寸计算3.1 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问隙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问隙增大，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问的摩擦减小，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。由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的，所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。根据实用间隙表31查得材料40的最小双面间隙2Cmin=0.123mm,最大双面间隙2Cmax=0.180mm表31冲裁模初始用间隙2c(mm)材料厚度08、10、35、09MnQ23516Mn40、5065Mn2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.060第-17 - 页共46页江苏理工学院汽车与交通工程学院毕业设计0.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0920.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.10.2600.3800.2800.4000.2800.4002.50.2600.5000.3800.5400.3800.5402.750.40000.5600.4200.6000.4200.6003.0.4600.6400.4800.6600.4800.660.3.50.5400.7400.5800.7800.5800.7804.00.6100.8800.6800.9200.6800.9204.50.7201.0000.6800.9600.7801.0405.50.9401.2800.7801.1000.9801.3206.01.0801.4400.8401.2001.1401.5006.50.9401.3008.01.2001.680注：取08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的25%。3.2 刃口尺寸的计算3.2.1 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。从生产实践中可以发现：1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。由此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，人能冲出合格的制件。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。3.2.2 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，即分开加工和配做加工两种方法。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。对于该工件厚度只有1.2(mm)属于薄板零件，并且四个孔有位置公差要求，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件(凸模或凹模)作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这6P与6d就不再受间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取5=A/4(精密模具的制造公差可选46Nm)。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙枝很小。而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸，这时需要区别对待。第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸；2)第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸;3.3 凸凹模尺寸的确定3.3.1 计算凸、凹模刃口的尺寸凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。1、凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模公式计算，即Aa=(Amax-x)+(f公式(31)2、凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即Ba=(Bmax+x).0A公式(32)3、凹模磨损后无变化的尺寸，具基本计算公式为Ca=(Cmax+0.S)0.56A为了方便使用，随工件尺寸的标注方法不同，将其分为三种情况：工件尺寸为C+0时Ca=（C+0.5A）0.56A公式（34）工件尺寸为C-0时Ca=（C-0.5A）0.56A公式（35）工件尺寸为C时Ca=C6A公式（36）式中Aa、Ba、Ca相应的凹模刃口尺寸；Amax工件的最大极限尺寸；Bmin工件的最小极限尺寸；C工件的基本尺寸；工件公差；工件偏差；x系数，为了避免冲裁件尺寸偏向极限尺寸（落料时偏向最小尺寸，冲孔时偏向最大尺寸），x值在0.51之间，与工件精度有关可查表32或按下面关系选取。工件精度IT10以上x=1工件精度IT11IT13x=0.75工件精度IT14x=0.56A、0.5646A凹模制造偏差，通常取6AW/4。表32系数x非圆形圆形料厚t(mm)10.750.50.750.5工件公差4/mm10.360.16120.420.20240.500.2440.600.303.3.2 落料刃口尺寸计算+半4图3-1计算刃口尺寸小意图图上的尺寸均无公差要求，安国家标准IT14级公差要求处理，查公差表得:320-0.52250-0.25?3.50+0030如图3-1所示的固定夹的落料零件图，计算凸、凹模的刃口尺寸。考虑到零件形状比较复杂，采用配作法加工凸、凹模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况，落料时应以凹模的实际尺寸按间隙要求来配作凸模，冲孔时应以凸模的实际尺寸按间隙要求来配制凹模。落料凹模的尺寸从图31上可知，A、B、C、D均属磨损后变D大的尺寸,属于第一类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax-xA).0A(6A=/4)查表31得：2Cmin=0.132(mm),2Cmax=0.18(mm);查表32得：x1=x2=x3=x4=0.75落料凹模的基本尺寸计算如下：根据公式32A凹=(Bmax-xA)-0A=(32-0.75(X52)0-0.52/4=31.610-o.13(mm)B凹二(Bmax-xA).0A=(25-0.750.52)0-0.52/4=24.610-0.13(mm)C凹二(Bmax-x)-0a=(32+0.750.52)0-0.52/4=31.620-0.i3(mm)D凹二(Bmax-xA).0a=(25-0.750.52)0-0.52/4=24.610-0.i3(mm)凸模安凹模尺寸配制，保证双面间隙(0.1320.180)(mm).冲孔凸模的尺寸从图3-1上可知，四个冲孔凸模的尺寸在磨损过程中将变小，属于第二类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax+xA)-0A(6A=A/4)查表31得：2Cmin=0.132mm,2Cmax=0.18mm；查表32磨损系数X=3.950.5冲孔凸模的刃口尺寸计算如下：根据公式32E凸二(Bmax+xA)-0A=(3.8+0.503)0-0.3/4=3.950-0.075(mm)四个冲孔凸模的尺寸是一样的，都为3.950-0.075(mm)凹模按凸模尺寸配制，保证双面间隙(0.1320.180)(mm)3.3.3 冲裁刃口高度表33刃口局度料厚0.5112244刃口舒度h688-10101214查表33,刃口高度为h810(mm),取h=9(mm)3.4弯曲部分刃口尺寸的计算3.4.1 最小相对弯曲半径rmin/t弯曲时弯曲半径越小，板料外表面的变形程度越大，若弯曲半径过小，则板料的外表面将超过材料的变形极限，而出现裂纹或拉裂。在保证弯曲变形区材料外表面不发生裂纹的条件下，弯曲件列表面所能行成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。最小弯曲半径与弯曲件厚度的比值rmin/t称为最小相对弯曲半径，又称为最小弯曲系数，是衡量弯曲变形的一个重要指标。设中性层半径为p,则最外层金属(半径为R)的伸长率外为：6外=(R-p)/p公式(37)设中性层位置在半径为尸r+t/2处，且弯曲厚度保持不变，则有R=r+t,固有6外=1/(2r/t+1)公式(38)如将6外以材料断后伸长率6带入，则有r/r转化为rmin/t,且有rmin/t=(1-a/26公式(39)根据公式就可以算出最小弯曲半径。最外层金属(半径为R)的伸长率外为：根据公式3-7M=1/(2r/t+1)=1+(2X5勺.2+1)=0.107最小弯曲半径为：根据公式39rmin/t=(1-?/26=(1-0.107)/2右.107=0.10123.4.2 弯曲部分工作尺寸的计算1、回弹值由工艺分析可知，固定夹弯曲回弹影响最大的部分是最大半径处，r/t=3.8/1.2=3.165。此处属于小圆角V形弯曲，故只考虑回弹值。查表8.51得，回弹值为60,由于回弹值很小，故弯曲凸、凹模均可按制件的基本尺寸标注，在试模后稍加修磨即可。表34铝材料校正弯曲回弹材料r/t材料厚度t（mm）2硬铝LY12V2203040254060805601001402、模具间隙弯曲V形件时，不需要在设计和制造模具时确定间隙。对于U形件的弯曲，必须选择合模具间隙弯曲V形件时，凸、凹模间隙是用调整冲床的闭合高度来控制的适的间隙，间隙过小，会使边部壁厚变薄，降低模具寿命。间隙过大则回弹大，降低制件精度凸、凹模单边间隙Z一般可按下式计算：Z=t+A+ct公式（310）式中：Z弯曲凸、凹模单边间隙t材料的厚度A材料厚度白正偏差（表35）C间隙数（表36）查表得：A=0C=0.05根据公式310Z=t+A+ct=1.2+0+0.05K2=1.2+0.60=1.8（mm）表3-5薄钢板、黄铜板（带）、铝板厚度公差厚度材料薄钢板黄铜板（带）板铝08FH62,H68,HP12A11、2A12第-25 - 页共46页江苏理工学院汽车与交通工程学院毕业设计B级公差C级公差冷扎带冷轧板最小公差取人公差0.20.040.06-0.03-0.03-0.02-0.040.30.040.06-0.04-0.04-0.02-0.050.40.040.06-0.07-0.07-0.03-0.050.50.050.07-0.07-0.07-0.04-0.120.60.060.08-0.07-0.08-0.04-0.120.80.080.10-0.08-0.10-0.04-0.141.00.090.12-0.09-0.12-0.04-0.171.20.110.13-0.10-0.14一1.50.120.15-0.10-0.16-0.10-0.272.00.150.18-0.12-0.18-0.10-0.282.50.170.20-0.12-0.18-0.20-0.303.00.180.22-0.14-0.20-0.25-0.353.50.200.25-0.16-0.23-0.25-0.364.00.220.30-0.18-0.23-0.25-0.374.5一一-0.20-0.26一一5.0一一-0.20-0.26-0.30-0.37表36U形弯曲件凸凹模的间隙系数C值甯曲件边长L/mmBW2LB2L材料厚度t/mm0.50.622.144.155.00.622.144.17.57.612100.050.050.040.100.100.08200.050.050.040.030.100.100.080.060.06350.070.050.040.030.150.100.080.060.06500.100.070.050.040.200.150.100.060.06700.100.070.050.050.200.150.100.100.081000.070.050.050.150.100.100.081500.100.070.050.200.150.150.102000.100.070.070.200.150.150.104、凸凹模横向尺寸的确定弯曲模的凸凹模工作部分尺寸确定比较复杂,不同的工件形状其横向工作尺寸的确定方法不同。工件标注外形尺寸时，按磨损原则应以凹模为基准，先计算凹模，间隙取在凸模上。当工件为双向对称偏差时，凹模尺寸为：LA=(L-2/1A+sAo公式(311)当工件为单向偏差时，凹模实际尺寸为：LA=(L-3/4A+SAo公式(312)凸模尺寸为：LT=(LA-Z)0-At公式(3-13)或者凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证单向间隙Z/2o式中：L弯曲件的基本尺寸(mmLT、LA凸模、凹模工作部分尺寸(mrm-弯曲件公差“6A-一凸、凹制造公差，选用IT7IT9级精度，亦可按8=加R4选取。2/Z凸模与凹模的单向间隙工件的外形尺寸为：11.2+0.430由于工件为单向偏差，所以凹模的实际尺寸为：LA=(L-3/4A+sAo凸、凹制造公差，At=6A=A/4=0.45+4=0.1125根据公式3-11凹模尺寸为：LA=(L-3/4A+sAo=(11.2-3/4045)+0.1125)=10.86+0.11250(mm)根据公式3-13凸模尺寸为：LT=(LA-Z)0-st=(10.86-1.8)0-0,1125=9.060-0.1125(mm)根据工件的尺寸要求，凸、凹模刃口处都应有相应的圆角，为保证弯曲件的尺寸精度，圆角应按实际尺寸配制。第四章模具主要零部件设计4.1 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。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、内孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件各个内孔的同轴度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。4.2 工作零件的结构设计4.2.1 凹模的设计凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。模具厚度的确定公式为：H=Kb式中：K系数值，考虑板料厚度的影响；b冲裁件的最大外形尺寸；安上式计算后，选取的H值不应小于（1520）mm;表4-1系数值Ks/mm材料厚度t/mm1336501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表41得：K=0.35H=0.35X32=11.2mm取H=18mm模具壁厚的确定公式为：C=(1.52)H=1.5X82X18=2736mm凹模壁厚取C=30mm凹模宽度的确定公式为：B=b+2C=32+2X30=92mm查表42取标准取B=100mm凹模长度的确定公式为：L=20+2X30=80mm凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。查表42取标准L=80mm。(送料方向)凹模轮廓尺寸为100mrK80mrK18mm。凹模材料选用Cr12,热处理6064HRC。表4-2矩形和圆形凹模的外形尺寸矩形凹模的宽度和长度BXL矩形和圆形凹模厚度H63X5063X6310、12、14、16、18、2080X63、80X80、100X63、100X80、10012、14、16、18、120、22第-29 - 页共46页江苏理工学院汽车与交通工程学院毕业设计（论文）X100、125X80125X100、125X125、140X80、140X8014、16、18、20、22、25140X125、140X140、160X100、160X125、160X140、200X100、200X12516、18、20、22、25、28160X160、200X140、200X160、250X125、250X14016、20、22、25、28、32200X200、250X160、250X200、280X16018、22、25、28、32、35250X250、280X200、280X250、315X20020、25、28、32、35、40315X25020、28、32、35、40、454.2.2 凸凹模的设计凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的壁厚。4.2.3 外形凸模的设计因为该制件形状不是复杂，但有弯曲部分，所以将落料模设计成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，直通式凸模采用线切割机床加工。可以直接用2个M8的螺钉固定在垫板上，凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、导料板的厚度的总和，外形凸模下部设置1个导正销，借用工件上的孔作为导正孔。外形凸模长度为：L=H1+H3+（1520）mmH1凸模固定板厚度；得H1=0.8XH凹=0.8x18=9.6mm（标准为20mm）H3卸料板厚度；查表105得H3=6mm（1520）附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。（附加长度取15）第-30-页共46页江苏理工学院汽车与交通工程学院毕业设计L=20+6+15=41mm选用44mm导正销的直线部分应为（0.50.8）t,导正销伸入定位孔是，板料应处于自由状态。在手工送料时，板料以由挡料销定位，导正销将工件导正的过程的将板料向后拉回约0.2mm。必须在卸料板压紧板料之前完成导正。所以导正销直线部分的长度为：L导=0.8X1.2=9.6mm在外形凸模的底部钻安装导正销，采用H7/r6的配合，为防止其脱落，在凸模上打横向孔，用销钉固定导正销。4.2.4 内孔凸模设计因为内孔凸模是圆凸摸，仍然选用直通式凸模，采用线切割加工。与凸模固定板采用H7/r6配合。凸模长度与外形凸模长度相等为45mm。凸模材料应选T10A,热处理5660HRC,凸模与卸料板之间的间隙见表43查得凸模与卸料板的间隙选为0.035mm。表43凸模与卸料板、导柱与导套的间隙序号模具冲裁间隙Z卸料板与凸模间隙Z1辅助小导柱与小导套间隙Z210.0150.0250.0050.007约为0.00320.0250.050.0070.015约为0.00630.050.100.0150.025约为0.0140.100.150.0250.035约为0.024.2.5 弯曲凸模的设计弯曲凸模选用直通式，采用线切割加工方法。弯曲凸模与凸模固定板采用H7/r6配合。长度与外形凸模的长度相等，等于45mm,凸模材料应选T10A,热处理5660HRC,冲孔凸模与弯曲凸模之间有一定的间隙。为了保证间隙合理，弯曲凸模的宽度取16mm。4.3 卸料部分的设计4.3.1 卸料板的设计本模具的卸料板不仅有卸料作用，还具有用外形凸模导向，对内孔凸模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，卸料板的厚度按表4-4选择，卸料板厚度为6mm。卸料板与2个凸模的间隙以在凸模设计中确定了为0.035。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度4045HRC。表44固定卸料板厚度冲件厚度t卸料板宽度2000.866810120.81.5681012141.538101214164.3.2 卸料弹簧的设计在冲裁模卸料与出件装置中，常用的元件是弹簧和橡胶，考虑本模具的结构，该模具采用的弹性元件为弹簧。1、弹簧的选择与计算在卸料装置中，常用的弹簧是圆柱螺旋压缩弹簧。这种弹簧已标准化(GB20891980),设计时根基所要求的压缩量和生产的压力按标准选用即可。（1）卸料弹簧的选择原则a、为保证卸料正常工作，在非状态下，弹簧应该预压，具与压力应大于等于单个弹簧承受的卸料力，即FyFx/n公式41）式中Fy弹簧的预压力，N；Fx卸料力，N;N弹簧根数。b、弹簧的极限压缩量应大于或等于弹簧工作时的总压缩量，即HjH=Hy+Hx+Hm公式（42）式中Hj弹簧的极限压缩量，mm；H弹簧工作时的总压缩量，mm；Hy弹簧在余压力作用下的预压量，mm；Hx卸料板的工作行程mm;Hm凸模与凸凹模的刃磨量，mm,通常取Hm=410mm。C、选用的弹簧能够合理的布置在模具的相应空间。（2）卸料弹簧的选用与计算步骤a、根据卸料力和模具安装弹簧白空间大小，初定弹簧根数n,计算每个弹簧应产生的预压力Fy。b、根据根据预压力和模具结构预选弹簧的规格，选择时应使弹簧的极限工作压力大于预压力，初选时一般可取Fj=（1.52）Fy。C、计算预选弹簧在预压力下的预压量HyHy=FyHj/Fj公式（43）d、校核弹簧的极限压缩量是否大于工作时的实际总压缩量，即HjH=Hy+Hx+Hm0如不满足，则需重选弹簧规格，直至满足为止。e、列出所选弹簧的主要参数：d（钢丝直径）D2（弹簧中径）t（节距）ho（自由高度）n（圈数）Fj（弹簧的极限压力）Hj（弹簧的极限工作量）由于固定夹的料厚为1.2mm,计算除的卸料力为4550N。（1）假设考虑模具结构，初定弹簧的根数n=4,则每个弹簧的预压力为根据公式41FyFx/n=4550/4=1137（N）(2)初选弹簧规格，按2Fy估算弹簧的极限工作压力FjFj=2Fy=2M137=2274(N)查标准GB20891980,初选弹簧规格为dXD?Xh0=4M5X00,Fj=1400,Hj=30.9(mm)(3)计算所选弹簧的的预压量Hy根据公式43Hy=FyHj/Fj=113730/1400=24.3(mm)(4)校核所选弹簧是否合适。卸料板的工作行程Hx=0.6+1=1.6(mm),取凹模刃磨量为4(mm),则弹簧工作时的总压缩量为H=Hy+Hx+Hm=24.3+1.6+4=29.9(mm)应为HHj=30.9mm,故所选弹簧合格。(5)所选弹簧的主要参数为：d=4mm,D2=35mm,t=12.5mm,n=12圈，h0=100mm,Fj=1400,Hj=30.9(mm)。弹簧的标记为：弹簧4X35X00GB2089-1980.4.3.3 定位零件的设计定位零件采用活动当料销定位。采用活动当料销制造简单、使用方便。活动挡料销固定在卸料板上，挡料销的位置应保证导正销在导正条料过程中条料活动的可能，活动挡料销的位置可以由公式确定。e=c-D/2+d/2+0.1(公式44)式中：c送料步距；D在送料方向上工件的尺寸；d挡料销头部直径；0.1导正销往前推的活动余量；根据公式44e=33.2-32/2+10/2+0.1=12.1mm即活动挡料销的位置在距导正销12.1mm处。采用45钢制造，热处理硬度4348HRC。4.4 模架及其它零件的设计4.4.1 上下模座模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，具加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的问隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳淬硬5660H