弯架板冲压工艺及模具设计

弯架板冲压工艺及模具设计摘 要随着现代制造技术的迅速发展，在工业生产中模具已成为生产各种产品不可缺少的重要工艺装备。特别是在冲压产品的生产过程中，冲压模具的应用极其广泛。本文主要进行弯架板的冲压模具设计。该冲压模具的特点是具有对称机构。在设计过程中分析了弯架冲压件的工艺特点，介绍了弯架板的冲压模结构及模具的整体设计过程，并分析和阐述了模具凸凹模零件及各标准件的选材及选用原则和方法、弯架板的结构要素、零件的尺寸公差和精度的选择、以及压力机的选择和校核。此弯架板冲压模具设计的结构特点是多工序的单工序模。其主要工作零件为弯曲凸凹模和冲孔凸凹模，为了保证保证合模动作准确可靠，还设置了限位挡块和压紧块。本套冲压模具包括落料、弯曲、冲孔三套模具。工作原理：合模时，上模座利用导柱导套的作用下，带动凸模向下运动，利用压力机的压力，使材料分离或弯曲。从而获得所需零件，最后需要切断工艺。该模具结构设计操作方便，使用寿命长，零件质量达到技术要求。生产效率高。关键词：弯架板，落料模，弯曲模，冲孔模。目录前 言 .1第 1 章 工件的冲压工艺分析 .21.1 零件冲压工艺方案的确定 .21.2 模具总体结构设计 .31.2.1 模具类型的选择 .31.2.2 定位方式的选择 .31.2.3 卸料方式的选择 .31.2.4 导向方式的选择 .3第 2 章 模具设计的工艺计算 .42.1 计算毛坯尺寸 .42.2 条料宽度的确定 .62.3 导板间间距的确定 .72.4 排样 .72.5 材料利用率的计算 .8第 3 章 弯曲模具的设计与计算 .103.1 弯曲力的计算 .103.2 弯曲部分刃口尺寸的计算 .113.2.1 最小相对弯曲半径 .113.2.2 弯曲部分工作尺寸的计算 .123.3 模具结构形式的选择计算 .153.4 压力中心的计算 .153.5 冲模闭合高度的计算 .163.6 模座的选用 .16第 4 章 冲孔模的设计与计算 .194.1 计算冲裁力的公式 .194.1.1 卸料力的计算 .204.1.2 总的冲压力的计算 .204.2 冲裁模间隙的确定 .204. 3 冲孔部分刃口尺寸计算 .224.4 模具压力中心与计算 .234.5 模具结构类型及形式的选择与设计 .254.6 压力中心的计算 .254.7 冲模闭合高度的计算 .254.8 模座的选用 .25结 论 .27谢 辞 .28参考文献 .29前言随着经济的发展，冲压技术应用应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用 CAD 进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。本书是冲孔落料模设计说明书，结合模具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，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。本书在编写过程中得到了方世杰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，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大指导。第 1 章 工件的冲压工艺分析本次毕业设计的冲压件是冲压件的生产过程的设计。该工件是一个带圆弧的二次弯曲件，弯曲直边还有个 4mm 的孔。除了要保证它的公差外还要保证它的高度及其弯曲的圆角半径 R1.2mm。从以上对支撑件的形状分析当中不难看出，它需要经过落料，弯曲、冲孔、切断等冲压工序，但是如何保证弯曲件精度保证弯曲回弹不影响尺寸成为重点和难点。本次设计的模具精度并不需要很高，达到IT11 满足要求。工件图见图 2-1。图 1-1 弯架板工件图1.1 零件冲压工艺方案的确定根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、弯曲、冲孔、切断四道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案；（1）落料弯曲冲孔；单工序模冲压。（2）落料冲孔弯曲；单工序模冲压。（3）落料冲孔弯曲；复合模冲压。方案（2） （3）属于先冲孔后弯曲，直边的孔直径的精度不能够保证弯曲时不变形，所以冲孔必须放在弯曲之后，所以选择方案（1） 。 注：由于本次单工序有三个，第一道工序 落料模的设计与计算省略。1.2 模具总体结构设计1.2.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序模。1.2.2 定位方式的选择因为该模具选择的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，有侧压装置。1.2.3 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，工件属于窄长型的 建议采用固定卸料板1.2.4 导向方式的选择为了提高工件的质量和模具的寿命，方便安装调整，该模具采用后侧导柱的导向方向。6第 2 章 模具设计的工艺计算2.1 计算毛坯尺寸相对弯曲半径为：R/t=6/1.2=50.5式子中 R弯曲半径t材料厚度由于弯曲半径大于 0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求变形区中性层曲率半径 （mm）（2-1 ）ktr式中 r内弯曲半径t材料厚度k中性层系数表 21 中性层系数r0/t 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.OK1(V) 0.30 0.33 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.41 0.42K2(U) 0.23 0.29 0.31 0.32 0.35 0.37 0.38 0.40 0.41K3(O) 0.72 0.70 0.67 0.63r0/t 1.2 1.5 1.8 2 3 4 5 6 8K1(V) 0.43 0.45 0.46 0.46 0.47 0.48 0.48 0.49 0.50K2(U) 0.42 0.44 0.45 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 0.50K3(O) 0.49 0.56 0.52 0.50查表 21，k=0.48根据公式 21 ktr=6+0.48x1.2=6.6mm弯曲件毛坯的长度公式为：7= +0L压压式中 弯曲件毛坯张开长度（mm）弯曲件直边部分的长度（mm）压弯曲件弯曲部分中性层长度之和（mm）压=6.6x3.14=20.724mmL=26+7.5-2.4+0.25=31.35mm压=20.724+31.35=52.1mm0搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损表 21 给出了钢（Wc0.05%0.25%）的搭边值对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数：表 22 搭边值圆件及 r2t 的工件 矩形工件边长 L50mm 矩形工件边长 L50mm或 r2t 的工件材料厚度工件间 a1 沿边 a 工件间 a1 沿边 a 工件间 a1 沿边 a0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t由于零件弯曲时会发生长度伸长，所以选择长度 52mm 因为选择对称弯曲所以长度为 104mm。根据计算得：工件的展开尺寸为 104mm8mm 如下图所示8对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数：钢（WC0.3% 0.45%） 0.9钢（WC0.5% 0.65%） 0.8硬黄铜 11.1 硬铝 11.2软黄铜，纯铜 1.2该制件是矩形工件，根据尺寸从表中查得：两制件间的搭边值 ，侧搭边m5.1a值 a=1.8mm。由于该制件的材料是 Q215，所以两制件之间的搭边值为：m35.190.a1侧搭边值 a=1.8X0.9=1.62mm2.2 条料宽度的确定计算条料宽度有三种情况需要考虑；1.有侧压装置时条料的宽度。2.无侧压装置时条料的宽度。3.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其中条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差为，见表 43 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 23 条料宽度偏差为 0.20根据公式 0-)a2(DB=（105+21.62） =108.24 9表 23 条料宽度公差(mm)材料厚度 t/mm条料宽度B/mm 0.5 0.51 1220 0.05 0.08 0.102030 0.08 0.10 0.153050 0.10 0.15 0.202.3 导板间间距的确定导料板间距离公式：（22）ZBAZ导料板与条料之间的最小间隙（mm） ；查表 24 得 Z=8mm根据公式 22 =105+8=113mm表 24 导料板与条料之间的最小间隙 Zmin（mm ）有 侧 压 装 置条 料 宽 度 B/mm材料厚度 t/mm100 以下 100 以上0.50.51122334455555558888882.4 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、10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，且两个孔均有位置公差要求，所以采用有费料直排法。2.5 材料利用率的计算：冲裁零件的面积为：F=长宽=1058=820(mm 2)毛坯规格为：5001000 （mm） 。送料步距为：h=D =8+1.35=9.351a一个步距内的材料利用率为：=(nF/Bh)100%1nn 为一个步距内冲件的个数。=(nF/Bh)100%1=（1820/1059.35）100%=83.5%横裁时的条料数为：=1000/B1n=1000/105=9.523 可冲 9 条，每条件数为：=(500-a)/h2n=(500-1.62)/9.35=53.302 可冲 53 件，板料可冲总件数为：n= =539=477(件)1n2板料利用率为：11=(nF/5001000)21n=(477820/5001000) 100%=78.2%纵裁时的条料数为：=500/B1n=500/105=4.76 可冲 4 条，每条件数为：=(1000-a)/h2n=(1000-1.62)/9.35=106.77 可冲 106 件，板料可冲总件数为：n= =4106=426（件）1n2板料的利用率为： = (nF/5001000)21=(426820/5001000) 100%=69.9% 横裁的材料利用率高，该零件采用横裁法。图 23 排样图娄底职业技术学院毕业设计12第 3 章 弯曲模具的设计与计算3.1 弯曲力 F 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：(31)tt7.0b2uKBF冲压行程结束时不校正时的弯曲力。uFB 弯曲件的宽度（ mm） 。t弯曲件的厚度（mm） 。内弯曲半径（等于凸模圆角半径） （mm） 。b弯曲拆料的抗拉强度(MPa)(查机械手册 b=400MPa。K安全系数，一般取 1.3.根据公式 41 =0.7KBt2b/(+t)uF=0.71.3251.22400/(1.2+1.2)=5.148kN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%。=80% Fu压F=80%5.148=4.11 kN弯曲力: = + cu压=5.148+4.11=9.26kN娄底职业技术学院毕业设计13根据总的弯曲力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机 J2325。3.2 弯曲部分刃口尺寸的计算3.2.1 最小相对弯曲半径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 称为最小相对弯曲半径，又称为最trmin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 ，则最外层金属（半径为 R）的伸长率外为：（32）压压-设中性层位置在半径为 =r+t/2 处，且弯曲厚度保持不变，则有 R=r+t,固有（33）压压压1t2r如将 外 以材料断后伸长率 带入，则有 r/r 转化为 rmin/t，且有（34）-trmin压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 33 压压压1t2r=1（21.21.2+1 ）=0.33最小弯曲半径为：根据公式 34 2-1trmin压=（1-0.33）/20.33=13.2.2 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。查表娄底职业技术学院毕业设计148.51 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 31 铝材料校正弯曲回弹材料厚度 t(mm)材料 r/t0.8 0.82 22 20 30 4025 40 60 80Q2155 60 100 1402、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：（35）Ctct式中：C 弯曲凸、凹模单边间隙t材料的厚度材料厚度的正偏差（表 32）C间隙数(表 33)查表得： =0 C=0.05根据公式 35 tct=1.2+0+0.051.2=1.2+0.60=1.8 (mm)表 32 薄钢板、黄铜板（带） 、铝板厚度公差材料薄钢板 黄铜板（带） 铝板08F H62,H68,HP1 2A11、2A12厚度B 级公差 C 级公差 冷扎带 冷轧板 最小公差 最大公差0.2 0.04 0.06 -0.03 -0.03 -0.02 -0.04娄底职业技术学院毕业设计150.3 0.04 0.06 -0.04 -0.04 -0.02 -0.050.4 0.04 0.06 -0.07 -0.07 -0.03 -0.050.5 0.05 0.07 -0.07 -0.07 -0.04 -0.120.6 0.06 0.08 -0.07 -0.08 -0.04 -0.120.8 0.08 0.10 -0.08 -0.10 -0.04 -0.141.0 0.09 0.12 -0.09 -0.12 -0.04 -0.171.2 0.11 0.13 -0.10 -0.14 1.5 0.12 0.15 -0.10 -0.16 -0.10 -0.272.0 0.15 0.18 -0.12 -0.18 -0.10 -0.282.5 0.17 0.20 -0.12 -0.18 -0.20 -0.303.0 0.18 0.22 -0.14 -0.20 -0.25 -0.353.5 0.20 0.25 -0.16 -0.23 -0.25 -0.364.0 0.22 0.30 -0.18 -0.23 -0.25 -0.374.5 -0.20 -0.26 5.0 -0.20 -0.26 -0.30 -0.37表 33 U 形弯曲件凸凹模的间隙系数 C 值B2L B2L材料厚度 t/mm弯曲件边长L/mm0.50.6 2 2.144.155.0 0.6 2 2.1 4 4.17.57.61210 0.05 0.05 0.04 0.10 0.10 0.0820 0.05 0.05 0.04 0.03 0.10 0.10 0.08 0.06 0.0635 0.07 0.05 0.04 0.03 0.15 0.10 0.08 0.06 0.0650 0.10 0.07 0.05 0.04 0.20 0.15 0.10 0.06 0.0670 0.10 0.07 0.05 0.05 0.20 0.15 0.10 0.10 0.08100 0.07 0.05 0.05 0.15 0.10 0.10 0.08150 0.10 0.07 0.05 0.20 0.15 0.15 0.10200 0.10 0.07 0.07 0.20 0.15 0.15 0.10娄底职业技术学院毕业设计163、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。工件尺寸标在内侧时，按磨损原则应以凸模为基准，先计算凸模，间隙取在凹模上。当工件为双向对称偏差时，凸模尺寸为：（36）0p41PL当工件为单向偏差时，凸模实际尺寸为：（37）0p43P凹模尺寸按下式计算： （38）d0dZL或者凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证单向间隙 。C式中： 凸模、凹模工作部分尺寸,mm；pdL、弯曲件的基本尺寸,mm； 弯曲件的制造公差,mm； 凸、凹模制造公差，选用 级精度；pd、 68IT凸模与凹模的双向间隙，mm。Z工件的外形尺寸为： 。0.3 6由于工件为单向偏差，所以凸模的实际尺寸为： 0p43PL凸、凹制造公差， 0.18pd=根据公式 37 得：凸模尺寸为： mm= mm018.-0p 3464PL018.-236根据公式 38 得：凹模尺寸为： mm= mm018.0d 2.dZ018.497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。娄底职业技术学院毕业设计173.3 模具结构形式的选择计算本副模具主要目的是为了弯曲工序，弯曲高度为 6mm.弯曲所需求的精度比较高,故在本次弯曲模具的设计中,弯曲模的精度为中等精度要求。在本副弯曲模的设计中,弯曲凹模设计在下模座上。利用内六角螺钉和圆柱销钉将其连接与紧固在下模座上。卸料时,上模采推件块推件的方式将坯料从弯曲凹模中推出弯曲凸模安放在上模座上,采用式嵌入式固定在下模座上.卸料时采用压边圈与限位螺钉的方式进行卸料，压边圈同时还可以起压边得作用，他是气垫压力通过托杆把力传到压边圈上进行压边的。3.4 压力中心的计算由于本副模具的弯曲位置对称，因此它的压力中心就在中心距的几何中心上。3.5 冲模闭合高度的计算由于估算的冲模高度为 215 mm，而根据总压力所选的压力机闭合高度为160 mm220 mm，因此初选压力机符合要求。3.6 模座的选用在本副模具设计中根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下：上模座31520045 mm下模座31520055 mm其具体的结构尺寸如下：上模座L=315， B=200， t=45 2352A=325， S=305， =130， R=50,1L1=100 D(h7): 2025. 下模座L=315， B=200， t=55， =3251L娄底职业技术学院毕业设计18S=305， =130， 235 =1001A22LR=50, d(r7): 041.35图形及具体的标注尺寸见零件图和冲压手册 。导柱导套尺寸具体参数参考冲压手册相关的章节。第二道工序弯曲模装配简图见图 3-1 所示图 3-1 弯曲单工序模装配简图1-上模板 2-导套 3-导柱 4-下模板 5-凹模 6-内六角螺钉 7-顶出件 8-托杆 9-橡胶 10-顶杆 11-导料板 12-凸模固定板 13-垫板 14-凸模 15-模柄 16-圆柱销表 3-4 弯曲零件表序号代号 名称 数量 材料 备注1 GB2855.5-81 上模板 1 HT200 28-32HRC2 GB2861.6-81 导套 2 20 渗碳 58-62HRC3 导柱 2 20 渗碳 58-62HRC4 GB2855.6-81 下模板 15 凹模 1 CrWMn 58-62HRC6 GB/T119.1-2000 内六角螺钉 47 顶出件 18 托杆 1 45 43-48HRC9 橡胶 1娄底职业技术学院毕业设计1910 顶杆 111 导料板 1 45 58-62HRC12 凸模固定板 1 CrWMn 58-62HRC13 垫板 1 CrWMn 58-62HRC14 凸模 1 ZG450 28-32HRC15 GB2862.3-81 模柄 116 圆柱销 2 T8 56-60HRC娄底职业技术学院毕业设计20第 4 章 冲孔模的设计与计算4.1 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 一般可以按下式计算：pF（41）KptLF式中 材料抗剪强度；L冲裁周边总长（ mm） ；t材料厚度（mm）;系数 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pK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 ，一般取 13。当查不到抗剪强度 r 时，可以用抗拉强度 代替 ，而p b取 =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 Q215 的抗剪强度为 280310MPa，取 =300MPa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； 冲裁力；p卸料力。Q根据常用金属冲压材料的力学性能查出 Q215 的抗剪强度为 280310MPa 冲孔时的周边长度为： =4d=43.144=50.24（mm）2LKptLF=11.250.24300=18.09(kN)娄底职业技术学院毕业设计21表 41 卸料力、推件力和顶件力系数料厚 t/mm xKtdK钢0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03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。4.1.1 卸料力 F 的计算(42)pxFKQ查表 41 得 0.0250.08，取 0.08xK根据公式 42 pxF0.0818.091.45kN4.1.2 总的冲压力的计算根据模具结构总的冲压力： QFpF=1.45+18.09=19.54kN根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机 J2325。4.2 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，只要娄底职业技术学院毕业设计22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 ，最大值称为最大合理间隙 。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙minCmaxC增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 。minC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。表 42 冲裁模初始用间隙 2C(mm)08、10、35、09Mn、Q23516Mn 40、50 65Mn材料厚度2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax小于0.5极小间隙0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.0.3.54.04.55.50.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3200.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126娄底职业技术学院毕业设计236.06.58.01.080 1.440 0.8400.9401.2001.2001.3001.6801.140 1.500注：取 08 号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的 25%。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。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 42 查得材料 40 的最小双面间隙 2Zmin=0.123mm，最大双面间隙 2Zmax=0.180mm4.3 冲孔部分刃口尺寸计算冲孔时，凹凸模计算公式：（ ）p-minpdX34（ ）d0iZmm 的凸凹模的制造公差由表 3-4 查得 mm。30.4 2.由于 ，故满足凸模与凹模分别加工54.-04.minaxdp 方法，磨损系数由表 3-3 查得 ，则：Xm15.3.002.-2.-minpp 8416.5.4d .0.0id Z4.4 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。娄底职业技术学院毕业设计24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。 n21n221 . LXLXL0 YY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。第三副模具（冲孔模）装配简图如图 4-2 所示图 4-2 冲孔单工序模装配简图1-模柄 2-上模座 3-导套 4-导柱 5-下模座 6-圆柱销 7-凹模垫板 8-内六角螺钉 9-凹模 10-橡胶 11-凸模 12-凸模固定板 13-内六角螺钉 14-凸模垫板 15-内六角螺钉表 4-2 冲孔零件表代号 名称 数 材料 备注娄底职业技术学院毕业设计25量1 GB2862.3-81 模柄 12 GB2855.5-81 上模座 1 HT200 28-32HRC3 导套 2 45 43-48HRC4 导柱 2 40 43-48HRC5 GB2855.6-81 下模座 16 GB70-76 圆柱销 47 凹模垫板 1 45 43-48HRC8 GB/T119.1-2000 内六角螺钉 69 GB2863.4-81 凹模 2 CrWMn 58-62HRC10 橡胶 211 GB2863.2-81 凸模 1 CrWMn 58-62HRC12 凸模固定板 113 GB/T119.1-2000 内六角螺钉 614 凸模垫板 115 GB/T119.1-2000 内六角螺钉 44.5 模具结构类型及形式的选择与设计本次毕业设计第三副模具设计的主要目的是为了得到外形尺的尺寸精度而进行切边。 ，由于冲下的废料是环状的，则采用橡胶环卸料，使环绕在凸模上的废料脱落卸下，减少了卸料板的使用。这样使模具结构简单，操作易行，生产效率高等优点。4.6 压力中心的计算由于本副模具的切边位置对称，因此它的压力中心就在中心距的几何中心上。4.7 冲模闭合高度的计算由于估算的冲模高度为 172mm，而根据总压力所选的压力机闭合高度为 160 mm220mm，因此初选压力机符合要求。娄底职业技术学院毕业设计264.8 模座的选用在本副模具设计中根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下：上模座12512530 mm下模座12512535 mm其具体的结构尺寸如下：上模座:L=125， B=125， t=30 =130 1L=85， =150， S=130， R=35,1A2=60 D(H7): 2L025.3下模座:L=125， B=125， t=35 =130 1L=85， =150， S=130， R=35,1A2=60 d(R7): 2L041.图形及具体的标注尺寸见零件图和冲压手册 。导柱导套尺寸具体参数参考冲压手册相关的章节。娄底职业技术学院毕业设计27结论1、弯架板的冲压模具的特点是具有对称机构，一次可以冲压成型两个零件。在设计过程中采用的是较为常用的对称一次成型机构。此弯架板冲压模具设计的结构特点是多工序的单工序模。其主要工作零件为弯曲凸凹模和冲孔凸凹模，为了保证保证合模动作准确可靠，还设置了限位挡块和压紧块。2、本套冲压模具包括落料、弯曲、冲孔三套模具。落料模具的工作原理：合模时，上模座利用导柱导套的作用下，带动凸模向下运动，利用压力机的压力，使材料分离。从而获得所需零件。弯曲模具的工作原理：合模时，上模座利用导柱导套的作用下，带动凸模向下运动，利用压力机的压力，使材料弯曲。从而获得所需零件冲孔模具的工作原理：合模时，上模座利用导柱导套的作用下，带动凸模向下运动，利用压力机的压力，使材料分离。从而获得所需零件最后需要切断工艺。3、该模具结构设计操作方便，使用寿命长，塑件达到技术要求。4、在模具设计过程中大量使用 Pro/Engineer、CAD 等设计分析软件，可以大大缩短设计时间，提高设计效率。娄底职业技术学院毕业设计28谢 辞首先感谢学校及系各位领导的悉心关怀和耐心指导，特别要感谢方世杰老师给我的指导，在设计和说明书的写作过程中，我始终得到方老师的悉心教导和认真指点，使得我的理论知识和动手操作能力都有了很大的提高与进步，对模具设计与制造的整个工艺流程也有了一个基本的掌握。在他身上，时刻体现着作为科研工作者所特有的严谨求实的教学风范，勇于探索的工作态度和求同思变、不断创新的治学理念。他不知疲倦的敬业精神和精益求精的治学要求，端正了我的学习态度，使我受益匪浅。另外，还要感谢我的同学，他们在寻找资料，解答疑惑，实验操作、论文修改等方面，都给了我很大的帮助和借鉴。最后，感谢所有给予我关心和支持的老师和同学使我能如期完成这次毕业设计。谢谢各位老师和同学！感谢学校对我这三年的培养和教导，感谢机电工程系各位领导各位老师三年如一日的谆谆教导！娄底职业技术学院毕业设计29参考文献1 王海明主编.机械制造技术M.北京:中国农业出版社, 2004. 72 张鼎承主编.冲模设计手册.北京:机械工业出版社，1999.53 阎其凤主编.模具设计与制造.北京:机械工业出版社，1995.114 翁其金主编.冲压工艺与冲模设计.北京:机械工业出版社，1999.55 李正风主编.机械设计基础M.上海:上海交通大学出版社，2005.16 许发樾主编.模具设计应用实例.北京:机械工业出版社，1999,57 刘力主编.机械制图. 北京:高等教育出版社.第二版，2004.78 曾欣主编.塑料模具与冲压模具.宜宾:宜宾职业技术学院.9 史铁梁主编.冷冲模设计指导.北京：机械工业出版社，1996.710 薛启翔主编.新编冲压工计算手册.北京:机械工业出版社，2004.311 陈剑鹤主编.冷冲压工艺与模具设计.北京: 机械工业出版社，2001.912 李天佑.冲模图册.北京：机械工业出版社，198813 马正元.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，1998，(5)：26-2814 王新华主编.冲模结构图册.北京：机械工业出版社，200315 肖景容，姜奎华主编.冲压工艺学.北京：机械工业出版社，199915 陈雨萍，周兆元主编.互换性与测量技术基础机械工业出版社 2005