冲裁及折弯工件的设计制造.doc

48题 目：冲裁及折弯工件的设计制造姓 名：班级学号：指导教师：第一章 工件的分析1.工件的用途此工件是微型电动机、电器元件里的一个关键零件，在电器行业中作为一种连接件使用相当普遍，主要用在电动竞技玩具、cpu风扇电机、录音机机芯等机电传动和微机控制中，承受的扭力和转矩大，是磨损最快的部位，成形质量的优劣直接影响电器元件的质量，其引脚部位与电机转轴接触是否良好将严重影响整台设备的正常运行。该工件由圆弧与直线对称组成，尺寸精度要求较高。如果尺寸满足不了产品设计要求，将对产品整个传动机构造成严重影响可能使传动机构接触不良，不能正常工作。其次本身的形状较为复杂，多种不同性质的冲压工艺为一身，因此形成具有一定难度。其厚度很薄，体积小，全长只有15mm。将外形视为冲孔，则其他需要冲的孔有4个，其中两个1.2mm 的球形盲孔因材质薄可在冲u形槽时直接用球头凸模局部胀形将板料拉伸成凸起或凹进形状，起伏成形（又名压肋、压凸包、球包成形）。2.冲裁工序要求冲裁件形状尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，并在许可情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状以减少废料。由上图可知，总长1.6mm和总长4mm的矩形孔两端用圆弧连接，有利于模具加工。若工件的转角处r小于0.5t或以尖角过渡时，不仅会使凹模热处理时发生淬裂，而且冲压时，在凸凹模尖角处也容易磨损，影响冲裁件的加工精度。该产品样图各直线或曲线连接处已尽量避免锐角和尖角，采用很多45倒角，若采用镶拼模可不用圆角相连以免除其后附加工序，满足图纸要求并节省材料。为利于模具制造，提高模具寿命，在冲裁件未标注倒角的四周，线段夹角a=90时落料模最小圆角半径取0.18t，冲孔模最小圆角半径取0.20t；a2.5t。当h2.5t时，则应在弯曲部位加工出槽，使之便于弯曲，或者加大此处的弯边高度h，在弯曲后再截去加高的部分。4）工艺孔、槽及缺口在一些弯曲工件的工艺设计中，为了防止材料在弯曲出受力不均匀而产生裂纹、角部畸变等缺陷，应预先在工件上设置弯曲工艺所要求的孔、槽或缺口，即所谓工艺孔、工艺槽或工艺缺口。如图3-8a所示，压弯后难以形成理想的直角，甚至将产生裂纹或使支架在h处变宽，若如图所示在该处弯曲前加工出mn的缺口，则能得到较好的弯曲成形。图3-8b所示为在弯曲处k预冲工艺孔可以防止偏移，得到正确的形状和尺寸。对于需经过多次弯曲才能成形的工件，如图3-8c所示，可以在图中d位置增加定位工艺孔，作为压弯工序的定位基准，这样虽然经过多次弯曲工序，仍能保证其对称性和尺寸要求。为防止毛坯的偏移，在设计模具时应该考虑增加压料板、定位销等定位元件。3.5mm引脚处可以以1.2的球形凹包为定位工艺孔来保证左、右引脚形状与尺寸的对称性要求。因为直立部分宽度为（2.4-1.7）/2=0.35mm2.50.11不需开工艺槽，且45的倒角也有利于底侧边作75/2弯曲时的稳定性。5）孔与弯曲处的最小距离工件在弯曲线附近有预先冲处的孔，在弯曲后由于弯曲时材料的流动，会使原有的孔变形。为了避免这种情况，必须使这些孔分布在变形区外的部位。如图3-9所示，设孔的边缘至弯曲半径r中心的距离为l，则应满足下列关系： 当t2mm时，lt。该工件t=0.11mm2mm，盲孔到弯曲半径中心的距离为0.81.2/2=0.20.11，弯曲后不会使原有的盲孔变形，满足工艺要求工件不能满足上述要求时，可采用冲模设计应用实例图3-10所示的方法，以保证孔的正确性。6）冲裁毛刺与弯曲方向弯曲件的毛坯往往是经冲裁落料而成的。其冲裁的断面以面是光滑的，另一面是有刺的。弯曲件应尽量使有毛刺的一面作为弯曲件的内侧，如图3-11a所示，当弯曲方向必须将毛刺面置于外侧时，应尽量加大弯曲半径，如图3-11b所示。参考冲模设计手册图4-22，由冲模设计应用实例表3-2中性层位置因数k与r/t比值的关系105处折弯处 垂直于纤维方向r=1t=0.11，k=0.31。对v形件，由表3-4v形弯曲回弹值，根据力学性能以30crmnsia近似计算。弯曲角度为105时，回弹角度为13075处折边处 平行于纤维方向r=3t=0.33，k=0.42对两个管脚的u形件，参照冲模设计手册图4-13钝角u形弯曲模的尺寸差，r=0.2与折边的圆角过渡可以有效的防止拉裂和截面畸变。为防翘曲可以采用带侧板的弯曲模，阻止材料沿弯曲线侧向流动。4.冲压件的精度冲压加工与任何机械加工一样，也有其自身的加工精度范围。在实际生产中，由于影响加工精度的因素太多，因此对冲压件的精度要求不宜太高。若精度要求过高势必给工艺设计，模具设计和制造都带来困难，有时则需增加整形，整修等冲压工序，甚至机加工等工序才能达到工件的要求。对冲压件进行设计要根据其功用和要求标注尺寸公差、形位公差等质量指标；在对冲压件进行工艺过程设计时，必须考虑这些质量指标。冲压件的精度主要从其尺寸精度，冲截断面粗糙度，毛刺高度三个方面的指标来衡量，在不影响冲压件使用要求的前提下，应采用经济级尺寸精度，以便简化模具结构，方便模具制造与维修，从而降低生产成本。锡青铜带的厚度偏差由冲模设计手册表d-19,厚度0.090.12时普通级偏差为0.010,基本尺寸为2的宽边,公差为0.02mm=20um,查机械设计手册软件版r2.0精度高于it8,为精密级要求锡青铜线的抗拉极限强度据gb/t 1239.6-1992直径(mm)=0.12.5时抗拉强度b=550 mpa.作为宽度很小,精度很高的异形件,级进冲裁可达到it58级精度，可以满足上述要求圆球凹进部位尺寸0.45在材料厚度0.111，零件尺寸介于1050之间时偏差在it10级以上。对于普通冲裁件，其经济精度不高于it11级，冲孔件比落料件高一级，如果工件精度高于上述要求，则需要在冲裁后整修或采用精密冲裁锡青铜带的长度15.20.1,基本尺寸大于10至18mm,it10级精度.折弯部位处9.70.1为it10级, 其它尺寸精度均未作要求，可采用普通经济冲裁。对于冲压件中未注公差的尺寸，可有两种方法确定其公差等级：按国标（gb）it12it14标准公差等级选取；或按行业标准（jb）a、b、c、d四个精度等级选取。5.冲压件尺寸标注 冲压件的尺寸标注应符合冲压工艺的要求。一般情况下，在标注冲压件时应遵循以下原则：（）冲压件的各尺寸数值，若在结构使用上没有特殊要求时，应选用整数或偶数，以有利于冲压工艺计算及模具设计。（）冲压件在使用上如果没有配合尺寸要求，其尺寸尽量不要标注公差，一般可按自由公差处理。（）对弯曲或拉深成形的工件，应允许其壁部有变薄现象。（）冲压件的尺寸基准应尽可能与冲压加工的定位基准重合，这可避免尺寸的加工误差。（）冲压件上孔的位置尺寸基准应尽可能选择在冲压过程中自始至终不参加变形的面或线上。（）拉深件的径向，只允许标注外形尺寸或内形尺寸，不允许两者同时标注。本冲裁件的尺寸基准与制造模具时的定位基准重合,1.9mm的凹孔中心距不会随模具磨损增大,避免产生基准不重合的误差,比较合理6.经济分析 所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。也就是生产中的“最小最大”原则。在冲压生产中，保证产品质量，完成产品数量，品种计划，劳动安全，环境保护的前提下，产品成本越低，说明企业经济效果越大。由以上技术分析，仅需要在精度高于1t10的冲裁部位20.02与0.50.02处局部加以整修或采用精密冲裁工艺，对板料施加测向压力，使变形达三向压力状态。（1）采用v型齿圈压板（2）采用极小的冲裁间隙（3）具有反向顶力的顶板（4）落料凹模或冲孔凸模做成r0.01-0.03的圆角，获得纯剪切分离的冲裁断面。从经济角度考虑，采用（2）光洁冲裁的方法；其他部位的尺寸精度要求可以通过普通冲裁达到生产工艺要求. 采取一冲三的结构,多个工件同时成形。本产品的材料是qsn6.5-0.1 。我国的材料基本上采用前苏联的标号。 7.材料的分析锡青铜有较好的机械性能；耐磨、耐低温、耐蚀、可焊，工业上变形锡青铜多可用作弹性元件以及耐磨抗磁零件。磷能有效的进行脱氧增加合金的流动性。锡青铜是工业上广泛使用的弹性材料。而国标中：厚度0.050.15mm时，宽度容许20300mm电刷作为永磁直流微电机的关键零件，起导电和换向作用。其所选材料要求不但要有较好的导电性、弹性和抗疲劳性，而且要有较好的冲压成形性能。为此，本文选用材料qsn6.51，厚度为0.1mm的带料,剪床下料选取材料=锡青铜qsn6.5-0.1弹性模量egpa=113 切变模量ggpa=41 泊松比=0.320.35 抗剪强度mpa=480 抗拉强度bmpa=650 屈服强度smpa=546特性及应用=锡青铜、磷青铜，有高的强度、弹性、耐磨性和抗磁性，在热态和冷态下压力加工性良好，对电火花有较高的抗燃性，可焊接和钎焊，切削性好，在大气和淡水中耐蚀。用于制作弹簧和导电性好的弹簧接触片，精密仪器中的耐磨零件和抗磁零件，如齿轮、电刷盒、振动片、接触器。由工程材料及应用表8-8常用青铜的牌号、成分、性能及用途：qsn6.5-0.1属于压力加工锡青铜，第一主加元素锡含量wsn=6.07.0，具有很好的冷变形塑性，其他wp=0.51.0，余量为cu加工硬化状态的力学性能：b=400mb，=65 硬度80hb；600退火状态下的力学性能：b=600mb，=180 硬度180hb由生产加工图纸，纬氏硬度为hv=p/s，由于不同硬度法测得的硬度无可比性，据工程材料及应用附录a，gb1172-74，hv160200换算应相当hbs148181，为半硬（y2）锡青铜第二章 冲压模具选型1.模具的介绍 模具是指制造零部件时使用的各种剪切冲裁、成型用的“模型工具”。换句话说，能够按照预先设计好的图样或格式，制造出固定形式的制品式样模型或工具，皆属于模具的范畴。 在钣金冲压加工模具（dies for sheet metal working）方面，其应用的模具泛称“冲压模具”（stamping dies）或“冲床模具”（press dies），因而简称为冲模。其加工内容以薄金属板的冲裁与成型为主要加工对象。同时，塑料板、皮革、纸板、布料、橡胶、软木(cork)、云母(mica)等非金属板的剪切冲裁、落料及冲孔等方面也常使用。 冲压模具的主要类型见表类型模具名称冲裁加工用模具dies for shearing&cutting落料模具（blanking dies）冲孔模具（punching dies;piercing dies）模具（shearing dies;cutting dies）冲孔落料模具（punching&blanking dies）复合落料模具(compound blanking dies)冲切模具(hollow cutting dies)多列落料模具(multi-row blanking dies)剪切模具(trimming dies)刮边模具(shaving dies)冲口模具(notching dies)其他弯曲加工用模具dies for blending普通弯曲模具(reglar bending dies)凸轮弯曲模具(cam action bending dies)剪开弯曲模具(slitting&bending dies)弯曲落料模具(bending&blanking dies)弯床用弯曲模具(bending dies for press brake)其他类型模具名称 拉深加工用模具dies for drawing普通拉深模具(regular drawing dies)再拉深模具(redrawing dies)普通再拉深模具(regular redrawing dies)反向再拉深模具(reverse redrawing dies)组合模具(combinatiom dies)落料拉深模具(blanking&drawing dies)拉深剪边模具(drawing&trimming dies)成型模具dies for forming普通成型模具(common forming dies)卷边模具(curling dies)矫平模具(flattening dies)颈缩模具(necking dies)压印模具(coining dies)挤压模具(extrusion dies)橡胶垫模具(rubber pad dies)简易凸缘模具(simple flanging dies)凸胀成型模具(bulging dies)圆缘成型模具(beading dies)液力成型模具(hydro-forming dies)孔凸缘成型模具(hole flange forming dies)高速度成型模具(high speed forming dies)连续模progressive dies冲剪落料式连续模(progressive blanking dies)剪断成型式连续模(progressive cutoff&forming dies)剪送成型式连续模(cut&carry progressive dies)剪开拉深式连续模(progressive drawing dies)落料压回式连续模(cut&push-back progressive dies)传送模具transfer dies传送模具(transfer dies)2.连续模 1）连续模的定义 连续模是指，能在冲床一个工序中完成两个以上的一系列薄钣金加工作业。在各种类型的冲床模具中，连续模因为具备可确保高效率及高经济价值，所以最适合大量连续生产之用。其所适用的冲压制品是单纯的两工序制品，乃到非常复杂的多工序零部件，几乎都可以利用连续模加以制造。 “连续模”（progressive dies,也称“级进模具”或“顺送模具”）都是板带材料（条料）一站一站向前移送，含有强烈的连续推进的意思。又因为它在各个站点配置着各种不同形式的模具，而也称为“多级工具”（multistage tools）。之外，本类型的模具又依其加工性质，及模具形状的特征，有时也称为“剪送模具”（cut-and-carry dies）、“从动模具”（follow dies）或“多排模具”（gang dies） 条料在冲床每一个冲程中向前移动的距离称为“步距”（progressive，进度），也称“跃距”（advance，跃度），或“节距”（pich），这个距离即为模具中各相邻站点的站间距离。2）连续模结构特点（1）结构组成与特点结构组成冲模的主要零部件可分为工艺构件和辅助构件两部分。一般冲裁模由以下6个部分组成,但不是所有的冲裁模必须具备这6个部分。冲裁模的结构多种多样,有些模具比这个模具结构复杂,有些模其结构却十分简单,这要决定于冲裁工件的要求、生产批量的大小、制模条件等因素。与单工序模和复合模相比，连续模的结构有以下特点：1. 构成连续模的零件数量多，结构复杂。2. 模具制造与装配难度大，精度要求高，步距控制精确，且要求刃磨、维修方便。3. 刚度大。4. 对有关模具零件材料及热处理要求高。5. 一般应采用导向机构，有时还采用辅助导向机构。6. 自动化程度高，常设有有自动送料、安全检测等机构，以便实现高效自动化生产。2）结构设计方法设计原则 连续模设计应遵守以下原则：1. 尽量选用成熟的模具结构或标准结构。2. 模具要有足够的刚性，以满足精度和寿命要求。3. 模具应有良好的加工工艺性。4. 送料方便，操作简便安全，易于出件。5. 要考虑废料处理和安全性的问题。6. 模具有关零件之间的安装要准确可靠、联接牢靠。7. 模具结构与现有冲压设备要协调匹配。8. 模具易损坏件更换、维修方便。第三章 工件图和确定排样图 本零件是一体积小、质量轻、精度高的产品。下面是零件图：本零件是有许多种排样方式： 由于零件的体积小、宽度只有2mm多，所以1出1、1出2两种排样方法不适合这个零件的生产。1出4的排样图如下：1出4的排样图由于采用的是两边冲导正孔的方法导正，材料的利用率不高，精度没有侧刃定位高。在工位5必须完成成形弯曲和切断（否则，摸具的设计将更加复杂和难加工），对摸具的制造精度有很高的要求。1出6的排样方法如下：1出6的排样方法的模具的设计比较紧簇，对安装和修模都比较困难。1出3直排方法如下：1出3斜排方法如下：在上面的排样中，要求模具的精度很高，模具的加工曲面比较复杂，本排样方法在要求产品精度特高的时候（如照相机的电机刷片时）使用。通过比较和分析，本排样方式为最佳方法 第四章 主要计算与加工工艺设计1.冲裁间隙一、冲裁间隙指凸模刃口与凹模刃口之间的间隙。有单边间隙与双边间隙之分。 z=dadt z正常：上下微裂纹重合。z 冲裁间隙da 凹模刃口尺寸dt 凸模刃口尺寸二、本次设计查表根据冲模设计手册表3-5材料名：磷青铜（软），力学性能：hbs=148181 b=400600mb 料厚=0.11始用间隙2c=zmin=0，zmax数据无据可查，从趋势看应该0.035,由于高速冲裁模具易发热，按照生产要求每日生产10万件，每分钟冲程为1010000/2460=70次；采用硬质合金冲模；冲小孔且凸模导向较差，凸模易折断，结合对冲裁件尺寸与形状、模具材料和加工方法、冲压工艺和生产率的分析可适当增大间隙，采用插值法，取冲压工艺与模具设计电器仪表行业表2-6中的zmax=0.014 初始间隙的最小值相当于间隙的标称数值，最大值是考虑到凸凹模制造公差所增加的数值，由于模具使用过程中的磨损，间隙有所增加，因而间隙的使用最大值要超过以上数值2.冲裁模刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸精度，合理间隙数值也必须靠模具刃口尺寸来保证。因此，正确确定模具刃口尺寸及公差，是设计冲裁模的主要任务之一。由于凸、凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都是带锥度的，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尺寸。在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁件或废料发生磨擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果是间隙越用越大。因此，在确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵守下述原则：一、 尺寸计算原则:1、 落料件的尺寸取决於凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决於凸模尺寸。2、 计算尺寸时要考虑磨损情况，落料时，凹模取最小尺寸，冲孔时凸模取最大尺寸。3、 确定刀口制造公差时，要保证工件的精度要求又能保证有合理的间隙，一般模具制造精度要比工件精度高34级，若零件没有标注则对于非圆形件按国家标准非配合尺寸的it14级精度来处理，圆形件一般按it10级精度来处理，工件尺寸公差按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指工件尺寸公差时应向材料实体方向标注，即。落料件正公差为零，只标注负公差；冲孔件负公差为零，只表注正公差。对于冲制形状复杂或薄板制件的模具，采用凸凹模配合加工的方法，模具间隙是在配制中保证不用校验。这样可放大基准件的制造公差，使其公差不再受凸、凹模间隙大小的限制，制造容易，并易于保证凸、凹模间的间隙。尺寸标注简单，只需在基准件上标注尺寸和公差，配制件只标注基本尺寸并注以配做就留的间隙。采用电火花加工冲裁模，也属于配合加工法，其凹模刃口尺寸精度由电极精度来保证。也可以采用成形磨削加工，间隙的均匀性由工艺方法来保证二、 尺寸计算方法：参考冲模设计手册第55页第二节尺寸计算部分，采用级进冲裁出上图零件，因为冲下的外轮廓部分和两个内孔都是废料，零件留在条料上，所以冲长孔和落周边废料都应该视为冲孔工序。但在实际应用中，作为级进模，可将多个凸模视为一个封闭的大冲头，由其所包围的轮廓曲线冲出来的面域为零件还是废料来确定是冲孔还是落料。可参考模具技术手册的相关说明，因而常将后道工序视为落废料或冲外形对此工序而言，两个矩形孔凹模与凸模可分开加工，然后为保证冲周边废料的凹模磨损到一定尺寸范围内也能冲出合格的制件，应该以凹模为基准件，其标称尺寸应接近或等于废料孔的最小极限尺寸（制件的最大极限尺寸），然后配做凸模。凸模刃口的标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙。凸模磨损后，刃口尺寸的变化有增大、减小、不变三种情况，应根据不同情况分别进行计算1）磨损后凸模尺寸变小，设工件尺寸为a，则ap=（a+x）2）磨损后凸模尺寸变大，设工件尺寸为b，则bp=（bx）3）磨损后凸模尺寸不变，按照制件标注尺寸不同分为制件标注尺寸为ccp=（c+0.5）制件标注尺寸为ccp=（c0.5）制件标注尺寸为c时cp=c公式中ap、bp、cp为凸模刃口尺寸（mm） 为凸模制造偏差（mm），=/4/5对下长孔c处尺寸0.50.02由图示的6mm、下长孔的宽度0.71与尺寸2.35等共同保证的.可参照冲模设计手册图3-16关于连续模的尺寸标注因为凸模磨损后尺寸1.72(0.50.02)变小，0.50.02由窄边20.02来保证,工件尺寸为0.7按照1）计算, =0.010由冲模设计手册表3-11可查ad=（a+x）+zmin=(0.7+10.010) +0 =0.71该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙尺寸值zmin zmax=0mm0.014mm。以下分别对15.20.1、20.02这两个主要需满足的精度展开计算，因为其他尺寸无公差要求，由冲模设计手册表3-12工件公差与凹模公差对照表可查得0.040.100.010.025为达到0.02尺寸it8级的精度,且便于模具制造,采用在凹模刃口倒圆角的光洁冲裁方式,凸凹模间隙小于0.010.02mm,这样不需要特殊的压力机,能比较简便的得到平滑的冲裁断面.适用于塑性好的软铝、紫铜、低碳钢等。因为磨损后凸模尺寸变小，导致此冲孔件a的双边宽度将扩大，b的长度不变，参考冲模设计手册图3-14内形尺寸的尺寸分类设凹模刃壁带有斜度15，按表3-7第（6）栏计算，工件20.02=2.02,=0.04按照从表3-11选取0.010需要同时满足以下两式：2cmax-2cmin=0.014-0=0.014m（m按已定h从表3-9选取）取凹模允许刃磨高度h=5,凹模刃壁每侧斜度为10以便于落废料,由表3-9查得: m=0.0275,n3=0.009 n6=0.012 则0.04-0.01-0.0275=0.0025凸模da=a-2cmin-n4-n6 =2.02-0.036-0.012 =1.972 凹模da=da+2cmin =a-2cmin-n4-n6+2cmin n4按及从表3-11选取0.036 =2.02-0.036-0.012 =1.972因此b的设计尺寸应为3.5-1.972=1.528 , db=1.528 db=1.972为保证悬出凸模的强度,经强度校核可取，具体计算附后15.20.1先通过切废料确定以下底边基准,因为该尺寸两侧刃磨量相等,以图3-14的外形c类尺寸计算,需要先化为l的形式由表3-7凸凹模的尺寸计算第5栏有按从表3-11选取, =0.2, =0.04, =/4=0.05d=d=l凹模尺寸为d/2=15.20.05/2 =15.20.025凸模配合尺寸为d/2 =15.20.04/2 =15.20.02在实际生产中，由于底边废料已经被侧刃切除，冲废料凸、凹模3.5mm的长度尺寸可适当增大，由两个导正销精定位3.冲压力的计算冲压力是指在冲裁时，压力机应具有的最小压力，是选择冲床吨位，进行模具强度、刚度校核依据。1、冲裁力：使板料分离的力称作冲裁力.用平刃模具冲裁时，冲裁力f（n）可按下式进行计算：p冲=ltb 其中：p冲冲裁力 l冲裁件周边长度 t板料厚度 b材料抗拉强度极限由上图知 l为2个孔的总周长与工件外轮廓线周长之和的3倍，一次冲三个即l=（15.752+1.59+3.18+0.62+3.32+20.5+20.35）3=（43.77+5.338）3=143.33冲孔力p =ltb =143.330.11600 =9459.8n2、 卸料力：把工件或废料从凸模上卸下的力px=kxp冲 其中kx卸料力系数由冲压工艺与模具设计表2-2查得料厚（mm）kxkt紫铜、黄铜等0.020.060.030.09参考冲模设计手册表3-15、3-16取kx=0.06 px=0.069459.8=567.6n3、 推件力：将工件或废料顺着冲裁方向从凹模内推出的力pt=ktpnkt推件力系数 n卡留于凹模洞口内的件数，n=ht h查表采用锥形出口无工件卡住，则pt=0，不计算推件力。4、总的冲压力选择压力机吨位时，冲压力计算要根据冲模的具体结构考虑其计算方法。在级进冲模中,pz总的冲裁力即是压力机在冲裁工序段需要提供的最小压力.采用弹性卸装置和自然落料方式：pz=p+px+pt=p+kxp+ktpn所以完成冲废料这一工步所需要的冲压力pz=p+px+pt=p+kxp+ktpn =9459.8+567.6+0 =10027n=1.002710n4.弯曲力的计算回弹的计算:电刷片有3处弯曲,用计算法或查表法计算回弹量,都要已知道弯曲的圆角半径,对于t1mm较厚的板料,当工件对圆角半径没有要求时,可选取较小的圆角半径,使其回弹最小.因此,如果工件图上没有标注圆角半径时,在设计时应尽量取小值电刷片的厚度是0.11mm,圆角半径定为0.1mm,可以在auto cad中用三点定圆的方法,选取圆弧连接的两条边求得较小的圆角半径参考冲模设计手册图4-22，由冲模设计应用实例表3-2中性层位置因数与r/t比值的关系垂直于纤维方向r=1t=0.11，=0.31;平行于纤维方向r=3t=0.33，=0.42对v形件，由冲模设计应用实例表3-4,3-5 v形弯曲回弹值，表中所列钢材品种有限,根据力学性能,以30crmnsia近似计算，弯曲角度为105时，回弹角度为130。因为1052对回弹的要求不高,故不再采取消除回弹的措施自由弯曲力的计算f=0.61.320.11600/（0.11+0.11）=51.48k安装系数，一般取1.3；b料宽（mm）,b=2mm；t料厚（mm）,t=0.11mm；r弯曲半径（mm）,r=1mm；b材料的强度极限强度（mpa）；材料的抗剪强度（mpa）对于r0.5t=0.50.11=0.055的弯曲件,零件变薄不严重且断面畸变较轻,可以按照中性层长度等于毛坯长度的原则来计算:毛坯长度 l=9.7+5.5+(180-105)/180(0.11+0.110.31)=15.38mm对两个管脚的u形件部位，可采取两次弯曲成形等方法消除回弹。参照冲模设计手册图4-13钝角u形弯曲模的尺寸差，r=0.2弯曲有色金属时=+nt=0.10+0.110.05=0.1055mm-凸、凹模的单面间隙-材料的最小厚度t-材料的公称厚度n因数，其与弯曲件高度h和弯曲线长度b有关，查冲模设计应用实例表3-6因数n值有 n=0.05弯曲件高度h/min0.52，b2h100.05查冲模设计应用实例表3-5并且采用插值法，当rt=0.20.11=1.82,u形弯曲回弹角为1，回弹量的计算可参考冲模设计应用实例图3-23。参照冲模设计手册图4-13钝角u形弯曲模的单面差值为x=ta=0.4560.11=0.0502mm式中x凸模和凹模的单面偏差值t-材料厚度（mm）a-系数，在autocad中量得=41由冲模设计手册表4-20，a=0.4561凸凹模的圆角半径凸模的圆角半径rp应等于弯曲件内侧的圆角半径r，但不能小于材料允许的最小曲半径rmin。如果r10），则必须考虑回弹，修正凸模圆角半径。凹模的圆角半径rd可根据板料的厚度t来选取；t2mm, rd=(36)t凹模的圆角半径不宜过小，以免弯曲时擦伤毛坯表面，同时凹模两边的圆角半径一致，否则在弯曲时毛坯会发生偏移。对于v形件弯曲凹模的底部可开退刀槽或取圆角半径rd=（0.60.8）（rp+t）。2 凹模深度凹模深度可按冲压工艺与模具设计表3-6表3-8选取。弯曲u形件时，若直边高度不大或要求两边平直，凹模深度应大于零件的高度；否则，凹模深度可小于零件高度。3 凸、凹模间隙弯曲v形件时，凸、凹模之间的间隙是靠压力机的闭合高度来控制的，但设计中必须考虑在合模时使毛坯完全压靠，以保证件的质量。对于u形件弯曲，必须合理选择凸、凹模间隙。间隙过大，则回弹也大，弯曲件尺寸和形状不易保证；间隙过小，会使零件边部壁厚减小，降低模具寿命，且弯曲力大。生产中常按材料性能和厚度选取：对有色金属c=（1.01.1）t。4模具宽度尺寸弯曲宽度尺寸标注在外侧时，应以凹模为基准，先确定凹模尺寸。如果考虑到模具磨损和弯曲件的回弹，凹模宽度尺寸应为 bd=(b-0.75)凸模尺寸按凹模配制，保证单边间隙c，即bp= bd-2c。弯曲件宽度尺寸标注在内侧时，则应以凸模为基准，先计算凸模尺寸；bp=，凹模尺寸按凸模配制，保证单边间隙c,即bp= bd+2c。 式中 b弯曲件基本尺寸； 弯曲件制造公差； p,d凸，凹模制造公差，按it68级公差选取。5.压凸力的计算球头凸包的计算：先计算它的变形程度，若当变形程度超过规定值时，将产生裂纹而不能成形变形程度可粗略的用下式验算（0.700.75）其中-工件的变形程度-变形后沿截面的材料长度（mm）l-变形前材料的原有长度（mm）,在proe中量得1.16mm-材料的伸长率（%），据模具设计与制造简明手册表1-59，锡青铜的延伸率约为1040%，由y2插值法取30%进行计算因数（0.700.75）视局部成形的形状而定，半球形取最大值，梯形取最小值，此处取0.75第四章 主要零件的确定一.工作零件和定位零件、紧固零件 本产品的1出3斜排排样图的尺寸为154*18*0.1，单位为mm。根据排样图，选用滚动导向模架中的后侧导柱模架。模具零件尺寸如下：（标准零件）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的方法。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割机床加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。1.工作零件1） 凸、凹模的固定形式如果采用整体结构，在零件大批量生产中，模具如有操作不妥和正常磨损，这将给模具的维修处理带来困难，所以在该模具设计过程中对上下模多处采用镶拼结构，镶拼位置选在定伸弯处，这样有利于型孔的加工和改善型孔的应力分布，提高模具寿命，也利于模具的维修处理。多工序级进冲模的前段工位是采用凸模分解冲裁。用压板紧固凸模，装卸方便。为保护细小凸模采用如左图的结构。 对于变形力较小的成形凸模直接装在弹压卸料板上，便于修磨其他冲裁凸模。由于冲压小件，且是多凸模冲裁，其中个别凸模特别易磨损，需快速、经常的更换，而且广泛采用低熔点合金或防氧树腊等高分子塑料浇注的结合方法，使模具的制造和装配大为简化。磨削拼合式凹模适用于精密冲件，对于强度薄弱的凹模拼块，可在凹模底面增加淬硬垫块。对于中、小型镶拼模，镶块的固定可采用框套螺钉固定法，圆形镶拼模可采用框套热压法。 布置螺孔、销孔时，使镙钉接近刃口和接合面。销钉离刃口远些。现将冲压工艺与模具设计、冲模设计应用实例上可行的相关资料汇总于下表：凸模形式简图特 点适 用 范 围下端为工作部分，中间的圆柱部分用以与固定板配合（安装），台肩承受向下拉的卸料力 冲圆孔凸模，用以冲裁（包括落料、冲孔）直通式凸模，便于线切割加工，如凸模断面足够大，可直接用螺钉固定 各种非圆形凸模用以冲裁（包括落料、冲孔）断面细弱的凸模，为了增加强度和刚度，上部放大。要保证凸模的刚性及强度，增加过渡段及采用滑过渡。 凸模受力大，而凸模相对来说强度、刚度薄弱凸模固定结构特 点凸模与固定板紧配合，上端带台肩，以防拉下。圆凸模大多用此种形式固定 直通式凸模，上端开孔，插入圆销以承受卸料力护套式，用于冲小孔（孔径与料厚较接近）2.凹模刃口形式简 图特 点适 用 范 围 凹模厚度即有效刃壁高度。刃壁带有斜度，冲件或废料不易滞留在刃孔内，因而刃壁磨损小，一次刃磨量少。一般取515 适用于凹模较薄的小型薄料冲裁模 凹模硬度较低，一般为40hrc左右，可借敲击调整模具间隙 适用于软而薄的金属冲裁模和非金属冲裁模3.凹模外形和尺寸的确定厚度ha=kb, 其中：b冲裁件的最大外形尺寸 k-系数见左表壁厚小凹模 c=（1.5-2）ha 大凹模 c=（2-3）ha其中ha一般为15-20mmc一般为26-40mm凹模刃口间最小壁厚（mm）冲 件 材 料材 料 厚 度 t硅钢、磷铜、中碳钢1.21.51.52.0(2.02.5)t凹模尺寸的确定： 式中 f最大冲裁力（n）。 a 如果计算出ha10mm，则可取ha=10mmb 如果冲裁轮廓长度大於50mm。则需以修正系数kc. 模具材料是碳素工具钢时，应把计算结果乘以1.3 凹模刃口轮廓线与凹模边缘尺寸的确定。a） 凹模刃口轮廓线是平滑曲线时 c1.2 hab） 刃口轮离为直线时 c1.5 ha c） 刃口为复杂开头或夹角时 c2.0 ha4.凸模长度确定及其强度核算凸模的长度l=h1+h2+h3+(1020)mm 其中 h1-导尺厚度 h2-卸料板厚度 h3 -凸模固下板厚度 1020mm-包括凸模伸进凹模的涂度，修磨量及模具在闭合状态下卸料板到凸模固定板之间的距离。细小凸模工作中容易折断，设计时应认真校核其强度，并且选择合适的安装方法。其主要的损坏方式是受压失稳而折断，在材料力学中属于压杠稳定的问题，一般不会因为压应力达到破坏值而压碎，主要是产生弯曲变形而折断。无导向装置的细小凸模比有导向装置的细小凸模更容易折断防止失稳破坏，主要应计算出失稳段长度l值，当l小于一定数值时就不会折断。参考冲模设计应用实例p44页以上型孔为例,校核弯曲应力如下：使用左图所示带导向装置的非圆形凸模查机械设计手册软件版r2.0, ix=0.34 cm, iy=0.13cm,i=bh/12=1.6/12=0.13lmax1200（mm） =1200=1200=25.56mm式中lmax允许的凸模最大自由长度（mm） d凸模的最小直径（mm） f-冲裁力（n） i-凸模最小横截面的惯性距（mm）通过以上计算,凸模允许的自由长度不大于25.56mm,可采取上图所示的结构.在凸模固定板和卸料板上装上保护套.上边的保护套与凸模间隙h7/m6,起固定凸模的作用,下边的保护套与凸模是间隙配合h7/h6,同时l也必须大于卸料板的工作行程2.5mm.保护套中的矩形孔可以采用电火花机床加工,采用这种结构的凸模易于制造,折断后更换也很方便0.7mm4mm凹模孔用线切割很难加工，必须要在窄孔的侧面打3mm穿丝孔，在线切割加工时，切割出4mm8mm的矩形孔，然后再镶上钢块.钢块的一侧就是冲裁的刃口.为便于制造加工和更换修配,本人采用了“工”字形的凹模剪口镶件2.定位零件1）导正销结 构 简 图特 点 一般适用于5mm孔的导正。采用弹簧压住导正销，在送料不正常的情况下可避免损坏导正销和模具导正销导正材料位置的方式有两种，即利用冲件孔直接导正及利用条料上另外设置的工艺孔间接导正。导正销的结构形式、导正销和孔间的空隙、导正销工作高度可查表。导正销工作部位直径为3mm，制造偏差为（按照gb286.4-81制造），直接装在凸模固定板上，制造卸料板时导正销的位置偏差不应大于0.005mm连续模上用来对条料精确定位。保证工件内形与外形相对位置精度。装于废料凸模上，落料前进行内孔导向，清除送料步距的误差。结构：头部有锥形的导入部分和柱形的定位部分。 柱形定位部分：高：h=(0.5-0.8)t t-料厚度垂直：dx=dt-2a导尺（导料板）对板料送料起导向作用，防止送料倾斜。常用于简单冲裁模与连续冲裁模中。结构：可与卸料板合为体或与卸料板分离。尺寸：高h=4-8mm,宽a=b+(0.5-1.5)mm侧刃侧刃断面的长度等于进料步距基本尺寸加上o.olmm,侧刃切掉条料宽一般为(11.5)t为宜.但不应小干1mm,因为切去料边过宽,材料浪费大.过窄则不易切掉,易产生卷边，影响送进和定位。2）浮料及卸料零件卸料装置卸料装置由卸料板、导板、卸料弹性元件和卸料螺钉等组成，除卸料作用外，对于不同的冲压工序还有不同的作用。在冲裁工序中，可起压料作用；在弯曲工序中，可起到局部成型作用；在拉深工序中同时起到压边圈的作用。卸料板在级进模具中要求卸料平稳，有足够的卸料力。卸料板对各凸模还可起到导向和保护作用。在级进模中经常要使用细小的凸模，有的凸模厚度不足5mm，为保护这些小凸模在高速连续冲裁中确保有足够的使用周期，则主要是依靠卸料板对小凸模的保护。级进模上常采用的是弹压卸料板，只有当工位数较少及料厚大于1.5mm的冲件，或是在某些特定条件下才采用固定卸料装置。此外，本设计中最后一道工序处采用的废料切刀也是卸料的一种形式弹性卸料板结构如左图所示，此形式卸料力量小，但有压料作用，