　　本毕业设计以柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计为题，内容包括产品的工艺分析和设计模具的整个冲压模设计的流程。首先，从该产品的特点入手，通过进行工艺分析，确定该制件的加工流程，用一套级进模一次性依次完成冲孔、冲裁外形、弯曲、成形。阐述了冲孔弯曲级进模的整体结构特点及工作过程，应注意的问题和装配工艺性。重点分析了级进模具的结构的工作原理。冲孔弯曲模是本次毕业设计的难点和创新点，它在未来的模具发展中具有重要的实用性。

关键词：冲压；级进模；冲孔；弯曲

Abstract

　　　Stamping die mold manufacturing technology is the most important part of the machinery, electronics, light industry manufacturing heavy use of stamping parts. The level of stamping die technology, the development prospects of a direct impact on the entire manufacturing industry. With the increasingly competitive products, product updates to accelerate, prompting the stamping technology faster and more complete. Multi-position into modules are o-level into mode in the developed on the basis of precision, high efficiency, high life-span advanced mold. Multi-position into the mold in different location can continuously complete complex components cutting, bending, deep drawing, the hole flanging, flanging and other forming processes. Mainly for the production of batch big, material is very thin, complex shape, higher accuracy of small and medium-sized stamping production.

　　　The graduation to the door cushion bracket punching bending progressive die design stage title，level of technology includes product design and analysis of the whole stamping die mould design process. First, from the product's characteristics of technology, through analysis of the parts, and determine the processing flow, using a set of complete progressive die in Punching, blanking, bending, forming shape. Expounds the Progressive die punching bending a mold structure characteristics and working process, Focus on the analysis of the structure of progressive die working principle . Punching bending die is the graduation design difficulties and innovations, it in future mould development have an important practical.

Key words: stamping；Progressive die；punching；bending 　　

引言1

1 冲裁件的工艺性分析3

1.1 冲裁件的结构工艺性3

1.1.1 冲裁件的形状3

1.1.2 冲裁件的尺寸精度4

2 制件冲压工艺方案的确定5

2.1 冲压工序的组合5

2.2 冲压顺序的安排5

3 制件排样图的设计及材料利用率的计算6

3.1 展开尺寸的计算6

3.2 制件排样图的设计7

3.2.1搭边与料宽8

3.2.2 材料利用率的计算10

4 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心11

4.1 冲压力11

4.1.1 冲裁力的计算11

4.1.2卸料力、推件力及顶件力的计算11

4.1.3弯曲力的计算11

4.2 压力中心的计算13

4.3 压力机的选用14

5 凸、凹模刃口尺寸计算16

5.1 凸、凹模刃口尺寸计算原则16

5.2 凸、凹模刃口尺寸计算方法17

5.2.1 凸模和凹模分开加工17

5.2.2 弯曲部分刃口尺寸的计算19

6 模具整体结构形式设计24

7 模具零件的结构设计25

7.1 凹模的设计25

7.2 凸模的设计25

7.3 凸模固定板的设计27

7.4 压料板的设计27

7.5 垫板的设计28

7.6 模架和模柄的确定28

8 模具的总装配32

8.1 模具的安装与装配32

8.1.1模具的安装32

8.1.2模具安装32

8.2 模具的试冲与调整33

8.2.1试冲过程的调整33

结论34

致谢35

参考文献36

引言

　　　模具行业的发展现状及市场前景。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在700亿至850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持15%的年增长率（据不完全统计，2005年国内模具进口总值达到700多亿，同时，有近250个亿的出口），到2007年模具产值预计为700亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2006年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2005年我国汽车产销量均突破550万辆，预计2007年产销量各突破700万辆，轿车产量将达到300万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。

　　　模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是pro/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。

　　　冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。

　　　冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。

　　　利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。

　　　冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可以使用。

　　　冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量的切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。

　　　因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。

　　　冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。

　　　当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面：

　　　（1）工艺分析计算方法的现代化

　　　（2）模具设计及制造技术的现代化

　　　（3）冲压生产的机械化和自动化

　　　（4）新的成型工艺以及技术的出现

　　　（5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。

级进模是冲压模具的一种，它是在单工序冲压模具基础上发展起来的多工序集成模具。它又称为跳步模、连续模和多工位级进模。被冲材料在模具上沿直线方向送料，在压力机一次行程中，在多个不同工位完成不同的加工工序。级进模在过去，由于技术水平的限制（主要是制造精度的限制），工位相对很少，一般为3至5个工位，10个工位就算很多了，而且也比较少见。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高的要求，模具设计与制造高新技术的应用和进步。多工位级进模的工位数量可以达到几十个，多的以有70多个。多工位级进模作为现代冲压生产的先进模具，它具有冲压生产效率高；操作安全，自动化程度高；冲件质量高；模具寿命长；设计制作难度大，但冲压生产的总成本较低。

　　　多工位级进模是当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多地被广大用户认识并使用的一种高效、高速、高质、长寿的先进模具。它的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。

　　　1 冲裁件的工艺性分析

冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。

冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。

　　　在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。

　　　模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。

　　　冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。

　　　在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。

　　　冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。

1.1 冲裁件的结构工艺性

1.1.1 冲裁件的形状

工件名称：柜门缓冲支架

生产批量：大批量

材料：Q235

厚度：1.0mm 模具的总装配

8.1 模具的安装与装配

8.1.1模具的安装

　　安装过程如下：

　　　（1）安装前，必须进一步熟悉冲压工艺和图纸，检查要本模具和压力机是否完好正常。

　　　（2）准备好安装紧固螺栓、压板、垫块、垫板及模具上的附件（顶杆等）。

　　　（3）测量冲模的闭合高度，并根据测量的尺寸调整压力机滑块的高度，使滑块在下死点时，滑块底面与工作面之间的距离略大于本模具的闭合高度。

　　　（4）模具放入压力机之前，应清除粘附在模具上下表面，压力机滑块底面工作台面上的杂物，并应擦洗干净。

　　　（5）取下模柄锁紧块，将本模柄推入，使模柄紧靠模柄孔，垫板间距要使废料能够漏下，合上锁紧块，再将压力机滑块停在下死点，并调整压力机滑块高度，使滑块与冲模顶面接触。

　　　（6）紧固锁模块，安装下模压板，但不要将螺铨拉得太紧。

　　　（7）将压力机滑块上调3－5mm，开动压力机使滑块停在上死点，擦净导柱导套部位并加润滑油再点动压力机，使滑块上下运动1－2次后使滑块停在下死点，靠导柱导套将上下模具的位置导正后将压板螺栓固牢。

　　　（8）开动压力机并逐步调整滑块高度，先将上下模之间放入纸片，使纸片刚好切断后再放入试冲材料，刚好冲下零件后，将连杆螺钉锁紧。

8.1.2模具安装

　　模具装配的遵循原则：

　　　模具的装配质量即与零件的质量有关，也与装配工艺有关，而装配的中心环节是保证凸、凹模间隙的均匀性。为此，一般要遵循以下几点：

　　　（1）选择装配基准件选择基准件的原则是按照模具主要零件加工的信赖关系来确定。

　　　（2）组件装配组件装配是指在模具装配前，将两个以上的零件按照零件规定的技术要求连接成一个组件的装配工作，这些组件应按照各零件所具有的功能进行装组装，这将对整副模具的装配精度起到一定的保证作用。

　　　（3）总体装配总体装配是将零件和组件结合成一副完整的模具过程。在总装前，应选好装配基准件和安排好上、下模的装配顺序，然后基准件为准，按工艺顺序装相应的零件。

　　　（4）调整凸、凹模间隙在装配模具时，必须严格控制及控制凸、凹模间隙的均匀性。间隙调整合格后，才能紧固螺钉并打入销钉。

　　　（5）检验、调试模具装配完毕后，必须保证装配精度，满足各项技术要求，并要按照模具的验收技术条件，检验模具个部分的功能。

8.2 模具的试冲与调整

　　　冲模装配完后，要在生产条件下进行试模，即试冲用设备和试冲用料与技术条件均要符合生产要求。试冲的目的在于检查冲模的性能是否达到设计要求，同时还具有如下作用：

　　　（1）验证所选用的压力机是否合适，冲模能否合理地安装到压力机上而不用任何修改，压力机是否有足够的力量保证冲下制件。

　　　（2）验证模具生产的制件质量是否符合产品图样所要求的性质、尺寸和精度。

　　　（3）验证改模具能否进行生产性使用。

　　　（4）验证冲压工艺安排是否合理。

　　　（5）为模具设计人员反馈信息。了解模具结构设计有哪些不合理的地方需要改进。

　　　（6）为冲模投入正常生产做准备。

　　　所以试冲是不必少的。但试冲时间和试冲的次数应尽可能少，这就要求冲模的制造质量过硬。最后的冲模应该一次试冲即通过。

8.2.1试冲过程的调整

　　　冲模装在设备上之前，应将压力机调整到使冲模能安装在上面，使冲模获得应有闭合高度和开启高度。在试冲时，因冲模的性质不同，出现的各种问题也不同，调整的内容也随之变化。例如：在调模时，送料困难或不通畅，甚至卡死的现象，可能由于两导料板间尺寸过小或两导料板导向面与送料方向不平行等原因所造成的，为此就应该调整导料板尺寸或装配位置。

　　　参考文献

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柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计.gif

模柄.gif

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内容简介：: 毕业设计（论文）中期检查表（指导教师）指导教师姓名：填表日期：年月日学生学号学生姓名题目名称已完成内容（请根据任务书进度计划认真检查）检查日期：完成情况全部完成按进度完成滞后进度安排存在困难解决办法预期成绩优秀良好中等及格不及格建议教师签名：教务处实践教学科制表说明：1、本表由检查毕业设计的指导教师如实填写；2、此表要放入毕业设计（论文）档案袋中；3、各院(系)分类汇总后报教务处实践教学科备编号：毕业设计(论文)任务书题目：柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：李卓霖学号： 1000110106 指导教师单位：机电工程学院姓名：曹泰山职称：讲师题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2013年12月13日一、毕业设计（论文）的内容毕业设计的内容1、根据题目给的实物零件，画出零件图。在充分分析柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计的工件结构、工艺性的基础上，根据冲裁、弯曲整形特点,拟定工艺方案.2、查阅资料，进行市场调查，了解现有冲压复合模具设计的结构与工作原理，做好设计前的准备工作；查找相关的资料并阅读消化，明确设计要求，分析复合冲压装置的设计可能性和经济性等因素。对零件图纸进行结构和工艺分析，设计成型工艺；3、通过必要的计算，确定基本参数、确定加工工序，设计计算冲孔排料、凸凹模尺寸及公差的计算、冲裁力的计算校核、冲压机的计算选择等。进行模具主体结构、工步排样图、模具工作零件、送料及卸料装置、导料及定位装置等设计。完成结构的总体尺寸设计和结构草图的绘制，模具结构总装图和零件工作图的设计绘制等；4、画出装配图、零件图，完成本课题设计；并编制主要零件加工工艺规程及撰写设计说明书。编制主要零件的制造工艺；合理选用零件的材料，绘制零件图，标注技术要求；5、合理选择相关组件，进行传动系统的设计。二、毕业设计（论文）的要求与数据1、保证冲压级进模具设计达到预期的要求，要求结构紧凑、合理。完成装配图的绘制。进行相关的理论计算；2、完成装配图的绘制。进行相关的理论计算。确定冲压复合模具设计的形状特点并对其进行经济分析；3、尽量选用标准件，常用件、降低成本。三、毕业设计（论文）应完成的工作1、完成装置的结构总体方案设计；2、合理选用标准件，完成零件间的配给选用及相关的设计计算；3、用AO图纸绘制装配图，采用CAD软件绘制零件图，绘图工作量折合A0图纸3张以上，其中必须包含两张A3以上的计算机绘图图纸。4、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括300-500个单词详细的英文摘要；5、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）；6、完成导师所指定的其它工作。并附有开题报告一份。四、应收集的资料及主要参考文献1 杨玉英,崔令江.实用冲压工艺及模具设计手册M.机械工业出版社2005. 2 中国机械工业标准汇编 . 冲压模具卷（上、下）M.北京：机械工业出版社，2000. 3 刘建超,张宝忠冲压模具设计与制造M北京：高等教育出版社， 2004.4 陈锡栋周小玉实用模具技术手册M北京：机械工业出版社，2002 5 薛启翔冲压模具与制造M北京：化学工业出版社， 2004. 6 牟林、胡建华.冲压工艺及模具设计M.北京:北京大学出版社， 2002.7 王敏杰宋满仓. 模具制造技术M北京：电子工业出版社, 2004 8 傅建军. 模具总之工艺M. 北京：机械工业出版社， 2010. 9 李晓辉,薛欣计算机辅助设计与绘图M北京：清华大学出版社，2006.10 Machine elements in mechanical designJ Beijing :Publishing House of Electronics Industry,2007.五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件计算机一台CAD设计软件任务下达时间：2013年12月17日毕业设计开始与完成时间：2013年12月17日至 2014年05 月26日组织实施单位：教研室主任意见：签字： 2013年12月14日院领导小组意见：签字： 2013 年12月16日编号：毕业设计(论文)开题报告题目：柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计院（系）：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：李卓霖学号： 1000110106 指导教师单位：机电工程学院姓名：曹泰山职称：讲师题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2013年12月27日1本课题的研究内容、重点及难点研究内容模具工业是工业经济的基础，模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。此次设计主要是围绕柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计，其主要内容如下： 1、对工件的结构工艺性进行分析，运用多工位级进模工作原理，经过分析零件参数确定合理的冲压工艺方案及模具类型； 2、进行必要的冲压工艺计算及设计（计算冲孔排料、凸凹模尺寸及公差的计算、冲裁力的计算校核、冲压机的计算选择、工步排样、材料利用率计算，刃口尺寸计算，冲压力、压力中心等）；同时做出理论依据及较详细的推导计算；3、确定模具设计的基本参数，设计模具的主体结构、工作零件、送料及卸料装置、导料及多工位定距机构等；4、根据国家制图标准绘制模具总装配图、零件图，完成工件的冲压级进模结构设计；5、根据零件结构，相应的技术参数要求，拟定工艺加工路线，编制主要零件制造加工工艺规程，合理选用零件的材料，绘制零件图，标注技术要求。研究重点及难点1、零件的结构工艺性分析，拟定冲压工艺方案及模具结构方案设计；2、对冲孔落料级进模模具及零部件有关工艺参数进行参数设计及验算；3、根据冲裁、弯曲整形特点的模具结构的设计；4、柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计；5、主要的冲压工艺参数的设计计算；6、模具结构及主要零部件结构的设计；7、模具的冲孔定位结构设计及其工作原理；8、传动系统的设计；9、排样设计。2准备情况（已查阅的参考文献或进行的调研）研究概况及发展趋势1、调研情况模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业，工业发达国家称之为“工业之母”。模具成型具有效率高，质量好，节省原材料，降低产品成本等优点。采用模具制造产品零件已成为当今工业的重要工艺手段。模具在机械，电子，轻工，纺织，航空，航天等工业领域里，已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6080%产品零件，组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。在中国，人们已经认识到模具在制造业中的重要基础地位，认识更新换代的速度，新产品的开发能力，进而决定企业的应变能力和市场竞争能力。目前，模具设计与制造水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。冲压模具制造技术发展要求应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)、全面推广CAD/CAM/CAE技术：模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围； (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：高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十二五”期间将发挥更大的作用； (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：我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右； (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； (7)、模具研磨抛光将自动化、智能化：模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势； (8)、模具自动加工系统的发展：这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。2、柜门铰链加强板冲孔弯曲级进模设计（1）、表面没有明显的缺陷，能满足使用要求；（2）、表没有明显的毛刺；（3）、用软件做出其三维图；（4）、画出所需的工程图。3、冲压模具的设计过程（1）、根据零件的性能选择合适的材料；（2）、选择合适的冲压板料，并将其合理分割成冲压的条料，同时确定排样方式、送料方式；将板料剪裁成合适的条料，合理的排样方式，能够在保证冲压件性能的同时充分使用材料，以达到节约原材料的成本的目的；合理的排样和送料方式能够提高冲压效率、降低劳动量。（3）、确定加工方案；在众多方案中选用最优方案，旨在提高生产效率，节约成本，尽量不影响模具寿命。（4）、根据方案设计合适模具；在确定零件落料、冲孔后，废料、零件的取出方式时，尽量采用自动取出、自动掉落、或者机械顶出后自动下落等方式，以提高效率；如果由人工取出，会对工人的操作有一点的危险。（5）、设计凹凸模；计算凹凸模的具体尺寸、公差，并校核其强度和刚度。（6）、设计模具的结构；设计出模具个部分的结构，并计算其具体尺寸和公差，并校核其强度和刚度。（7）、选用标准件；在模具能够使用标准件的地方，尽量使用标准件，以减少模具的设计工作量，同时也增加模具的适用性。（8）、选用合适的压力机；根据压力、冲裁力来选用合适的压力机，校核压力机的公称压力，计算压力机的压力死点，使其在冲压零件的时候，有足够的压力；如果压力机的公称压力比计算值小，则不能达到使用要求；如果选用压力机的公称压力太大，会造成成本浪费。（9）、选用标准模架；根据所设计的模具和选用的压力机选用合适的模架。（10）、绘制模具的草图；在以上工作的基础上，绘制模具完整的结构草图，绘制模具结构图是模具设计十分重要的工作，为先画俯视图，再画出主视图。（11）、绘制模具的装配图；装配图是模具装配的主要依据，因此应清楚地表明注视模的各个零件的装配关系、必要的尺寸（如外形尺寸、定位圈直径、安装尺寸、活动零件的极限尺寸等）、序号、明细表、标题栏及技术要求。（12）、绘制模具的零件图；由模具装配图拆绘零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，成型零件后结构零件。（13）、复核设计图样；本次毕业设计需要运用机械、材料成形、冲压工艺与模具设计、CDA和CAXA绘图软件和Pro/Engineer三维实体设计软件和模具制造工艺等多学科的知识，需要相当广阔的知识面和较高的专业水平。以课本为基础，结合生产实际，在满足零件要求的前提下尽量使模具结构简单化。4、现有设备及试验情况计算机一台、CAXA绘图软件和参考资料及文献等。研究意义和创新点（1）、冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸；（2）冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点，冲压可制出其他难以制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具, 工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等；（3）冲压是高效的生产方法，尤其是多工位级进模, 可在一台压力机上完成多道冲压工序,实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。参考文献：1 中国机械工业标准汇编.冲压模具卷（上、下）M.北京：机械工业出版2000.2 王芳冷冲压模设计指导M北京：机械工业出版社，2002. 3 张荣清模具设计与制造M北京：机械工业出版社，2008. 4 冯炳尧，韩泰荣，蒋文森.模具设计与制造简明手册M.上海：上海科学技术出版社，2005.5 刘建超、张宝忠冲压模具设计与制造M北京：高等教育出版社， 2004. 6 牟林、胡建华.冲压工艺及模具设计M北京：北京大学出版社,20027 薛启翔冲压模具与制造M北京：化学工业出版社， 2004.8 傅建军. 模具总之工艺M. 北京：机械工业出版社， 2010.9 李晓辉薛欣计算机辅助设计与绘图M北京：清华大学出版社，2006.10 Machine elements in mechanical designJ Beijing :Publishing House of Electronics Industry,2007.3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料一、2013年12月25日至2014年1月6日，理解消化课题，收集资料文献，根据课题内容完成开题报告；二、2月20日至2月27日，开展调研，了解零件结构，对原材料进行分析，考虑冲压件的工艺方法、模具结构的形式，初步完成译文翻译；三、2月28日至3月21日，查阅资料，熟悉拉伸膜、落料模的结构及有关计算，拟定模具的方案设计、总体设计及主要零件设计，查阅有关手册确定适宜的工艺参数，选择冲压设备；四、3月22日至4月1日，完成设计计算任务，总体结构设计及总装配图草图设计任务；五、4月1日至4月24日，完成设计，图纸绘制任务，工艺规程说明书的编写；六、4月25日至5月19日，完善设计，完成论文撰写；七、5月20日至5月23日，修改并打印论文八、5月24日至5月26日，整理打印毕业论文及相关资料，交指导老师评阅，准备论文答辩。指导教师意见指导教师（签字）： 2013年12月日开题小组意见开题小组组长（签字）：2014年1 月日院系审核意见主管院长（系、部主任）签字： 2014年1月日桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸编号：毕业设计(论文)说明书题目：柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：职称：讲师题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发2014年05月04日桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸摘要冲压模具技术是模具制造业中最重要的组成部分，机械、电子、轻工业等制造生产中大量使用了冲压零件。冲压模具技术水平的高低，发展前景的好坏直接影响到整个制造业的发展。随着产品竞争日益激烈，产品更新加速，促使了冲压技术的发展更加快速、更加完善。多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的精密、高效、高寿命的先进模具。多工位级进模在不同的工位可以连续完成复杂零件的冲裁、弯曲、拉深、翻孔、翻边及其它成形等工序。主要用于生产批量大、材料厚度较薄、形状复杂、精度要求较高的中小型冲压件的生产。本毕业设计以柜门缓冲支架冲孔弯曲级进模设计为题，内容包括产品的工艺分析和设计模具的整个冲压模设计的流程。首先，从该产品的特点入手，通过进行工艺分析，确定该制件的加工流程，用一套级进模一次性依次完成冲孔、冲裁外形、弯曲、成形。阐述了冲孔弯曲级进模的整体结构特点及工作过程，应注意的问题和装配工艺性。重点分析了级进模具的结构的工作原理。冲孔弯曲模是本次毕业设计的难点和创新点，它在未来的模具发展中具有重要的实用性。关键词：冲压；级进模；冲孔；弯曲AbstractStamping die mold manufacturing technology is the most important part of the machinery, electronics, light industry manufacturing heavy use of stamping parts. The level of stamping die technology, the development prospects of a direct impact on the entire manufacturing industry. With the increasingly competitive products, product updates to accelerate, prompting the stamping technology faster and more complete. Multi-position into modules are o-level into mode in the developed on the basis of precision, high efficiency, high life-span advanced mold. Multi-position into the mold in different location can continuously complete complex components cutting, bending, deep drawing, the hole flanging, flanging and other forming processes. Mainly for the production of batch big, material is very thin, complex shape, higher accuracy of small and medium-sized stamping production.The graduation to the door cushion bracket punching bending progressive die design stage title，level of technology includes product design and analysis of the whole stamping die mould design process. First, from the products characteristics of technology, through analysis of the parts, and determine the processing flow, using a set of complete progressive die in Punching, blanking, bending, forming shape. Expounds the Progressive die punching bending a mold structure characteristics and working process, Focus on the analysis of the structure of progressive die working principle . Punching bending die is the graduation design difficulties and innovations, it in future mould development have an important practical.Key words: stamping；Progressive die；punching；bending 目录引言11 冲裁件的工艺性分析31.1 冲裁件的结构工艺性31.1.1 冲裁件的形状31.1.2 冲裁件的尺寸精度42 制件冲压工艺方案的确定52.1 冲压工序的组合52.2 冲压顺序的安排53 制件排样图的设计及材料利用率的计算63.1 展开尺寸的计算63.2 制件排样图的设计73.2.1搭边与料宽83.2.2 材料利用率的计算104 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心114.1 冲压力114.1.1 冲裁力的计算114.1.2卸料力、推件力及顶件力的计算114.1.3弯曲力的计算114.2 压力中心的计算134.3 压力机的选用145 凸、凹模刃口尺寸计算165.1 凸、凹模刃口尺寸计算原则165.2 凸、凹模刃口尺寸计算方法175.2.1 凸模和凹模分开加工175.2.2 弯曲部分刃口尺寸的计算196 模具整体结构形式设计247 模具零件的结构设计257.1 凹模的设计257.2 凸模的设计257.3 凸模固定板的设计277.4 压料板的设计277.5 垫板的设计287.6 模架和模柄的确定288 模具的总装配328.1 模具的安装与装配328.1.1模具的安装328.1.2模具安装328.2 模具的试冲与调整338.2.1试冲过程的调整33结论34致谢35参考文献36 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第 36 页共 36 页引言模具行业的发展现状及市场前景。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在700亿至850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持15%的年增长率（据不完全统计，2005年国内模具进口总值达到700多亿，同时，有近250个亿的出口），到2007年模具产值预计为700亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2006年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2005年我国汽车产销量均突破550万辆，预计2007年产销量各突破700万辆，轿车产量将达到300万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是pro/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可以使用。冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量的切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面：（1）工艺分析计算方法的现代化（2）模具设计及制造技术的现代化（3）冲压生产的机械化和自动化（4）新的成型工艺以及技术的出现（5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。级进模是冲压模具的一种，它是在单工序冲压模具基础上发展起来的多工序集成模具。它又称为跳步模、连续模和多工位级进模。被冲材料在模具上沿直线方向送料，在压力机一次行程中，在多个不同工位完成不同的加工工序。级进模在过去，由于技术水平的限制（主要是制造精度的限制），工位相对很少，一般为3至5个工位，10个工位就算很多了，而且也比较少见。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高的要求，模具设计与制造高新技术的应用和进步。多工位级进模的工位数量可以达到几十个，多的以有70多个。多工位级进模作为现代冲压生产的先进模具，它具有冲压生产效率高；操作安全，自动化程度高；冲件质量高；模具寿命长；设计制作难度大，但冲压生产的总成本较低。多工位级进模是当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多地被广大用户认识并使用的一种高效、高速、高质、长寿的先进模具。它的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。1 冲裁件的工艺性分析冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。1.1 冲裁件的结构工艺性 1.1.1 冲裁件的形状工件名称：柜门缓冲支架生产批量：大批量材料：Q235厚度：1.0mm图1.1 零件图及尺寸此制件的形状简单，尺寸完整，材质为Q235，材厚为1.0mm，结构一般，柜门缓冲支架零件，容易实现冲裁。1.1.2 冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为IT12IT14的经济级普通冲裁。2 制件冲压工艺方案的确定2.1 冲压工序的组合冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。冲裁方式根据下列因素确定：（1）根据生产批量来确定对于年产量需求100万件的产品来说采用复合模或级进模较合适。（2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高，而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。（3）根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定，产品的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。（4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定, 对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。（5）根据操作是否方便与安全来确定复合冲裁取出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲裁较安全。综上所述分析，在满足冲裁件质量与生产率的要求下，选择级进模冲裁方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。2.2 冲压顺序的安排经分析，本设计分侧刃定位，冲孔，下料共三道工序。3 制件排样图的设计及材料利用率的计算3.1 展开尺寸的计算产品展开尺寸的计算，如表3.1所示：表3.1 弯曲展开的基本公式该制件弯曲端展开后的长度L和宽度B计算按表3.1公式5计算：mm 取L=108B尺寸不变，参考图纸该毛坯的展开图如图3.1所示：此制件材料厚度为1.0，材质是Q235，由于此产品尺寸不大，结构一般，精度要求不高，年产量比较大，所以采用级进冲压模可以实现。图3.1 毛坯的展开图3.2 制件排样图的设计冲裁件在条料或板料上的布置方法称为排样，其设计的内容包括选择排样方法、是否设置工艺切口确定搭边数值、计算条料宽和步距、画出排样图。排样方法选择级进模的排样是指制件在条料上分几个工位冲制的布置方法。排样不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生产率、模具结构与制造复杂程度、模具使用寿命长短等都不同。所以排样作为级进模设计的重要步骤，它是多工位级进模设计时的重要依据。排样可以分为有废料排样和少、无废料排样。（1）有废料排样法有废料排样法是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间都有工艺预料的存在，冲裁件分离轮廓封闭，冲裁件质量还、模具寿命长，但是材料的利用率较低。（2）少、无废料排样法少废料排样法是只有在冲裁件与冲裁件之间或冲裁件与条料之间留有搭边，这种方法的冲裁件只沿着冲裁件的部分轮廓进行。材料的利用率可达到7090。无废料排样翻是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料之间均无搭边存在，这种怕有的冲裁件时间上是支接切断获得，多以材料的利用率可达8595。因为本次设计采用冲孔落料弯曲级进模，分析零件的形状特点及精度要求，并且条料是连续送进，确保压力机对板料加工时冲压力平衡，所以必须选择有废料排样。为了降低模具的复杂程度，本次设计采用有废料直排方式。排样时需考虑如下原则：1) 提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状）2) 合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。3) 模具结构简单、寿命长。4) 保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。3.2.1搭边与料宽1) 搭边排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用的作用有下几点：1 补偿条料的剪裁误差、送料步距误差，补偿由于条料与导料板之间由间隙所造成的送料歪斜误差。若没有搭边则可能出现制件缺角、缺边或尺寸超差等废品。2 使凸、凹模刃口能沿着封闭轮廓线冲裁，受力平衡，合理间隙不易被破坏。模具寿命和制件断面都能提高。3 对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，一保证条料的连续送进。搭边过大，浪费材料。搭边过小，起不到搭边作用。过小的搭边还可能被拉入凸、凹模之间的缝隙中，使模具刃口破坏。合理的搭边值就是保证冲裁件质量，保证模具较长寿命，保证自动送料时不被拉弯、拉断条件下允许的最小值。因此，搭边的最小宽度大于塑性变形区的宽度，一般可取等于材料的厚度。搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度=1.0mm，确定搭边工作间a1为1.5mm, a为1.8mm。产品靠双边侧刃定位，侧刃最小宽度为3.0mm。具体可见排样图如图3.2所示：图3.2 排样图2送料步距和条料宽度的确定1) 送料步距条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距S的计算公式为 (3-1)式中 D平行于送料方向的冲裁宽度； a1冲裁之间的搭边值。2) 条料宽度的确定条料宽度的确定与模具的结构有关,确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利地在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。采用无测压装置的模具，其条料宽度应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边减小。为了补偿侧面搭边的减小部分，条料宽度应增加一个可能的摆动量。故条料宽度为（参考冲压工艺与模具设计57页）：条料宽度（3-2）式中 B条料的宽度（mm）；D max冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）； a侧搭边值；条料宽度的单向（负向）公差；剪切条料宽度偏差, 因此。此产品要靠双边侧刃定位，且侧刃宽度为3mm，则导料板间距离： 3.2.2 材料利用率的计算一个步距内的材料利用率为（3-3）式中 F一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）； n一个步距内冲裁件数目； B条料宽度（mm）；s步距；4 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心4.1 冲压力冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。4.1.1 冲裁力的计算在本次设计当中，冲裁部分有冲孔和落料。所以总冲裁力是两个工位的的冲裁力的合力。计算每个工位的冲裁力公式是一样的，唯一变化的参数是冲裁剪切周边的长度。由于冲裁加工复杂性和变形过程的瞬间性，使得建立十分精确的冲裁力理论计算公式相对困难。通常说的冲裁力是指工作于凸模的最大抗力。如果视冲裁力为纯剪切变形，（参考冲压工艺与模具设计60页）冲裁力可按以下公式计算： (4-1)=110.1KN式中：F冲裁力（N）； L冲裁件周边长度（mm）；材料抗剪强度（MPa）；查得Q235抗剪强度为310-380，取=300MPa。材料厚度；(mm) K系数，通常K=1.3；冲孔力计算,查阅 (4-2) 4.1.2卸料力、推件力及顶件力的计算生产中常用下列公式计算 (4-3) 式中：F冲裁力；卸料系数综上所述，冲压过程的总工艺力为4.1.3弯曲力的计算弯曲力是设计弯曲模和选择压力机吨位的重要依据。特别是在弯曲板料较厚、弯曲变形程度较大，材料强度较大时，必须对弯曲力进行计算。在凸、凹模隔着材料吻合以前的弯曲过程称为自由弯曲。为了提高弯曲件的精度，减小回弹，在弯曲的终了阶段对弯曲件的圆角及直边进行精压，凸模继续下压，弯曲力急剧上升，称为校正性弯曲。此制件存在四处弯曲，它们的合力就是要求的自由弯曲力或校正性弯曲力。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概略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。1）自由弯曲力的计算形弯曲件的经验公式为： (4-4)自由弯曲力； B弯曲件的宽度（mm）； t弯曲件材料的厚度（mm）；内弯曲半径（等于凸模圆角半径）（mm）。 b弯曲件的抗拉强度(MPa)(查机械手册b=335(MPa)。 K安全系数，一般取1.3. 根据公式4-4 2）校正弯曲的弯曲力计算为了提高弯曲件精度，减小回弹，在弯曲的终了阶段对弯曲件的圆角及直边进行精压，称为校正弯曲。校正弯曲的弯曲力计算公式为： (4-5)式中校正弯曲力（N）； q单位面积上的校正力（MPa），按表4.1得q=3040Mpa取； A工件被校正部分的投影面积（mm）。表4.1单位校正力q值(Mpa)材料材料厚度t/mm11225510铝1015152020303040黄铜152020303040406010、15、20203030404060608025、30、3530404050507070100根据公式4-5 3)对于有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%。弯曲力: 4.2 压力中心的计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具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，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是：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X0，Y0（即x=0，y=0），即为所求模具的压力中心。单个零件的压力中心计算如下：（4-7）（4-8）式中：-压力中心的横坐标； -压力中心的纵坐标； -各线段的长度； -各线段重心的横坐标； -各线段重心的纵坐标。分析本制件可知，由于该零件采用直排排方式，经公式4-7、4-8计算，其压力中心可近似如图4.1。图4.1 压力中心分析4.3 压力机的选用选用压力机，首先应根据所要完成的工艺性质、批量大小、工件的几何尺寸和精度等选定其类型。然后，进一步根据变形力的大小、制件尺寸和模具尺寸来确定设备的规格。具体应注意以下事项：1) 根据控件的尺寸形状和压力机的技术参数，考虑冲压时需要的冲压力、控件的拉深深度和行程。注意取出控件时，不能与模发生干涉；2)应考虑必要的工序数和压力机台数与布置的关系；3)根据产量，考虑每一台压力机的负荷时间；4)根据生产量和控件形状，考虑究竟应该采用压力机还是多工位自动压力机。初步确定压力机的型号：F公称F总因此选择压力机的型号为：J2325压力机 ,型号为JG2325压力机的基本参数如表4.1：表4.1 J2325压力机主要参数公称压力/KN250垫板尺寸/mm40滑块行程/mm55滑块行程次数/（次/min）125模柄孔尺寸/mm直径40深度60最小封闭高度/mm220滑块底面积尺寸/mm封闭高度调节量45滑块中心线至床身距离/mm160床身最大可倾角30立柱距离/mm工作台尺寸/mm前后180左右200 5 凸、凹模刃口尺寸计算5.1 凸、凹模刃口尺寸计算原则设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。冲裁间隙对冲裁力的影响：虽然冲裁力随冲裁间隙的增大有一定程度的降低，但是当单边间隙介于材料厚度 5%20%范围时，冲裁力的降低并不明显（仅降低5%10%左右）。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不大。冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响：间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后，从凸模上斜、从凸模孔口中推出或顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的15%25%左右时卸料力几乎减到零。冲裁间隙对尺寸精度的影响：间隙对冲裁件尺寸精度的影响的规律，对于冲孔和落料是不同的，并且与材料轧制的纤维方向有关。通过以上分析可以看出，冲裁间隙对断面质量、模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力以及冲裁件尺寸精度的影响规律均不相同。因此，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳，尺寸精度最佳，冲裁模具寿命最长，冲裁力、卸料力、推件力、顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中，间隙的选用主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明，能够保证良好的冲裁件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来，当对冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当对冲裁件的质量要求不是很高时，则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度，凸、凹模磨损留量在公差范围内的0.5-1.0之间。磨损量用x表示，其中为冲件的公差值，x为磨损系数，其值在0.5-1.0之间，与冲件制造精度有关，可按下列关系选取：零件精度IT10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。不管落料还是冲孔，冲裁间隙一律采用最小合理间隙值（Zmin）。选择模具制造公差时，一般冲模精度较零件高3-4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7级选取；对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的1/8并冠以（）；若零件没有标注公差，则可按IT14级取值。零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差，即：落料件上偏差为零，只标注下偏差；冲孔件下偏差为零，只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的，则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。5.2 凸、凹模刃口尺寸计算方法5.2.1 凸模和凹模分开加工这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时，需在图样上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保证冲模的制造公差与冲裁间隙之间满足： (5-1) 此产品材质为Q235，材厚为1.0mm，冲裁结构简单，冲裁间隙选为0.12mm,对于圆孔可以适当变小，为0.1mm。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算：冲孔时 (5-2)落料时 (5-3)孔心距 (5-4)式中分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（mm）；为落料件的最大极限尺寸（mm）；为冲孔件的最小极限尺寸（mm）；工件公差；凸模制造公差，通常取p=/4；刃口中心距对称偏差，通常取p=/8；凸模中心距尺寸（mm）；冲件中心距基本尺寸（mm）；最小冲裁间隙（mm）；冲孔凸模尺寸：冲孔凸模结构尺寸如图5.1所示：图5.1 冲孔凸模尺寸根据制件排样设计，落料凸模尺寸如图5.2图5.2 落料凸模尺寸同理根据制件尺寸设计侧刃定位侧刃凸模尺寸如图5.3图5.3 侧刃凸模尺寸冲孔凹模尺寸：落料凹模尺寸：与冲孔计算方法一样，按公式计算，如图5.4。图5.4 落料凹模尺寸5.2.2 弯曲部分刃口尺寸的计算最小相对弯曲半径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，则最外层金属（半径为R）的伸长率外为：外=（R-）/ (5-5)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,固有外=1/(2r/t+1) (5-6)如将外以材料断后伸长率带入，则有r/t转化为rmin/t，且有 rmin/t=（1-）/2 (5-7)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5-6 外=1/(2r/t+1) =1（221+1） =0.25最小弯曲半径为：根据公式5-7 rmin/t=（1-）/2 =（1-0.25）/20.25 =1.52弯曲部分工作尺寸的计算：（1）回弹值由工艺分析可知，弯曲回弹影响最大的部分是最大半径处，r/t=2/1=25。此处属于小圆角弯曲，故只考虑回弹值。查表5.1得,回弹值为10，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5.1 Q235材料校正弯曲回弹材料r/t材料厚度t(mm)1.61.82 23512-200.201023-1.20001.20 （2）模具间隙对于U形件的弯曲，必须选择合适的模具间隙弯曲U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+ct (5-8)式中：Z弯曲凸、凹模单边间隙 t材料的厚度材料厚度的正偏差（表8.4） C间隙数(表5.3)查表得： =0.15 C=0.05根据公式5-8 Z=t+ct =1+0.15+0.051 =1.2 (mm)表5.2 薄钢板、黄铜板（带）、铝板厚度公差厚度材料薄钢板黄铜板（带）铝板08FH62,H68,HP12A11、2A12B级公差C级公差冷扎带冷轧板最小公差最大公差0.20.040.06-0.03-0.03-0.02-0.040.30.040.06-0.04-0.04-0.02-0.050.40.040.06-0.07-0.07-0.03-0.050.50.050.07-0.07-0.07-0.04-0.120.60.060.08-0.07-0.08-0.04-0.120.80.080.10-0.08-0.10-0.04-0.141.00.090.12-0.09-0.12-0.04-0.171.20.110.13-0.10-0.14-0.04-0.021.50.120.15-0.10-0.16-0.10-0.272.00.150.18-0.12-0.18-0.10-0.282.50.170.20-0.12-0.18-0.20-0.303.00.180.22-0.14-0.20-0.25-0.353.50.200.25-0.16-0.23-0.25-0.36表5.3 U形弯曲件凸凹模的间隙系数C值弯曲件高度H/mmB/H2LB/H2L材料厚度t/mm0.50.622.144.155.00.622.144.17.57.612100.050.050.040.100.100.08200.050.050.040.030.100.100.080.060.06350.070.050.040.030.150.100.080.060.06500.100.070.050.040.200.150.100.060.06700.100.070.050.050.200.150.100.100.081000.070.050.050.150.100.100.081500.100.070.050.200.150.150.102000.100.070.070.200.150.150.10 （3）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。1）凹模深度表5.4 U形弯曲件凹模的m值材料厚度t/mmm材料厚度t/mmm1356101246715235782034681025458查表5-4取 m=3，则凹模深度H=23+3+ rd=312）凹模尺寸当工件为双向对称偏差时，凹模尺寸为：Ld=(L-0.5)+d0 (5-9) 当工件为单向偏差时，凹模实际尺寸为：Ld=(L-0.75) +d0 (5-10)凸模尺寸均为：Lp=(Ld-2z) +d0 (5-11)式中 L弯曲件的基本尺寸（mm） Lp、Ld凸模、凹模工作部分尺寸（mm）弯曲件公差 p、d凸、凹制造公差，采用IT7IT9标准公差等级 2/Z凸模与凹模的单向间隙或者凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证单向间隙Z/2工件精度等级为IT14级，由附录N查得=01.0取模具精度等级为IT9级，则=0.04故Ld=(83.08-0.5x1.0) =82.58Lp=80.18 设计弯曲凹模尺寸如图5.5 图5.5 弯曲凹模尺寸6 模具整体结构形式设计根据制件结构及其工艺性分析，本次设计采用的模具整体结构设计如图6.1所示：上模采用弹性卸料，下模采用刚性卸料。打料装置。图6.1 模具整体结构图7 模具零件的结构设计冲压模具凹模和凸模经常接触摩擦，因此要保证其刃口的强度和硬度，通常选取材质为Cr12Mov,硬度经过热处理后达到5558HRC，为了提高凸模和凹模的寿命，一般凸模按最大值设计，凹模按最小值设计。7.1 凹模的设计根据之前计算，设计凹模如下材料：Cr12Mov硬度：5558HRC形状结构：（如图7.1）图7.1 凹模7.2 凸模的设计根据之前计算，设计凸模如下材料：Cr12Mov硬度：5558HRC形状结构：（如图7.2），凸模做成台阶式结构，靠压料板导正。图7.2 凸模7.3 凸模固定板的设计凸模固定板用于固定凸模。对应于小型的凸、凹模零件，一般通过固定板间接地固定在模座上，以节省贵重的模具钢，固定形式有物理固定及化学固定。为使凸模（凹模）固定牢靠并有良好的垂直度，固定板必须有足够的厚度。因此，设计如下：材料：45#钢硬度：4347HRC形状结构：（如图7.3），凸模固定板做成如下图所示结构，靠定位销导正。图7.3 凸模固定板7.4 压料板的设计材料：45#钢硬度：4347HRC形状结构：（如图7.4），压料板做成如下图所示结构，靠导柱导正。图7.4 压料板7.5 垫板的设计垫板用于凸模与上模座之间的连接固定，它的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，如果凸模的端部对材料的压力超过材料的许用压力，需在凸模端部与上模座之间加上垫板防止模具损坏。垫板的硬度要求较高能有效地分散工作时对模座的压力。垫板的材料通常选用T7、T8或45钢制成，淬火硬度对于T7、T8为5256 HRC，对于45钢为4045HRC。为防止变形一般用工具钢制造，冲压力较小的模具可用45钢制造。承力面积较大的凸模也可不用垫板。垫板外形尺寸可与凸模固定板相同，其厚度一般取520mm，此套模具上垫板尺寸为360mm180 mm15mm，下垫板尺寸为360mm180 mm15mm。7.6 模架和模柄的确定模架由上、下模座及導向裝置組成。模架是模具工作时的主要受力部件，所有的冲压力最后都是通过模架来传递的。因此在模具工作时会产生振动，模架的材料一般是防震较好的铸铁、灰铸铁、45钢、Q235-A钢等，一些要求不高的模座也有用铸钢制造的。为了满足生产的需要，模架及其部件都已经标注化。根据GB/T2851和JB/T8049的要求，模架主要有两大类：一类是上模座、下模座、导柱、导套等组成的导柱模模架；一类是导板、下模板、导柱、导套组成的弹压模架。导柱模模架。导柱模模架的导向结构有滑动导向和滚动导向。滑动导向模架的结构形式有6种：对角导柱模架、后侧导柱模架、后侧导柱窄形模架、中间导柱模架、中间导柱圆形模架和四角导柱模架。对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架的共同特点是，导向装置都是安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。对角导柱模架上、下模座，其工作平面的横向尺寸L一般大于纵向尺寸B，常用于x横向送料的级进模，y纵向送料的单工序模或复合模。中间导柱模架只能纵向送料，一般用于单工序模或复合模。四角导柱模架常用于精度要求较高或尺寸较大冲件的生产及大批量生产用的自动模。后导柱模架送料方便，由于产生较大的偏心载荷，一般应用在要求不高的小型模具。滚动导向模架导向精确度高，使用寿命长，主要用于高精度、高寿命的硬质合金模、薄材料的冲裁模以及高速精密级进模。弹压模架。弹压模架有两种结构形式：对角导柱弹压模架和中间导柱弹压模架。其特点是凸模导向用的弹压导板与下模座以导柱导套为导向构成整体结构。导柱导套结构形式可以起到保护凸模的作用，一般用于带有细凸模的级进模。零件的精度要求并不高，综合分析以上的模架形式，选用滑动导向的导柱模模架。级进模工作部件的横向尺寸远和纵向尺寸相差不大，因此选用对角导柱模架。选用时可以根据凹模的周界即LB来选取国家标准模架规格（表2.1）。所以选择的模架为：200200265300 I GB/T 2851.4；材料为：HT200。对于生产批量大，要求模具寿命高，工件精度高的冲模，一般采用导套和导柱来保证上下模的精确导向。选取模架应注意以下几点：1）多工位级进模应满足刚性高和精度高的要求。2）为保证模架强度，其上下模板的厚度要足够，通常比普通冲模模座厚约30%。3）保证模具在闭合状态下，导柱上端座上平面的距离不小于1015mm，导柱下端面与下模座下平面的距离不小于23mm。4）导套与上模座上平面的距离应大于3mm，用以排气与汽油。5)导套的长度L，须保证在冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。6)注意采用拆装快捷并保证重复装卸精度的结构设计。模柄的作用是固定上模座与压力机滑块上时使模具的压力中心与压力机的压力中心保持一致。所以，模柄的长度不得大于压力机滑块里模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔一致。模柄的类型及应用见表7-1.常用的模柄形式如下：表7.1 模柄的类型及应用类型示图特点及应用整体式模柄与上模座做成整体，适合于小型模具压入式与模座安装孔用H7/n6配合，可保证较高的同轴度和垂直度，适合于各种中、小型模具螺纹旋入式模柄制造及安装方便，为防止松动拧入防转螺钉，主要用于中、小型模具凸缘式用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，适合于较大的模具浮动式这种结构可以通过过球面垫块消除压力机导轨误差对冲模导向精度的影响，适合于有滚珠导柱、导套导向的精密模具根据上表并结合所选的压力机的模柄孔尺寸及所设计冲模的需求，选取压入式模柄,材料Q235,并用防转销进行防转固定。如图7.5图7.5 模柄8 模具的总装配8.1 模具的安装与装配8.1.1模具的安装安装过程如下：（1）安装前，必须进一步熟悉冲压工艺和图纸，检查要本模具和压力机是否完好正常。（2）准备好安装紧固螺栓、压板、垫块、垫板及模具上的附件（顶杆等）。（3）测量冲模的闭合高度，并根据测量的尺寸调整压力机滑块的高度，使滑块在下死点时，滑块底面与工作面之间的距离略大于本模具的闭合高度。（4）模具放入压力机之前，应清除粘附在模具上下表面，压力机滑块底面工作台面上的杂物，并应擦洗干净。（5）取下模柄锁紧块，将本模柄推入，使模柄紧靠模柄孔，垫板间距要使废料能够漏下，合上锁紧块，再将压力机滑块停在下死点，并调整压力机滑块高度，使滑块与冲模顶面接触。（6）紧固锁模块，安装下模压板，但不要将螺铨拉得太紧。（7）将压力机滑块上调35mm，开动压力机使滑块停在上死点，擦净导柱导套部位并加润滑油再点动压力机，使滑块上下运动12次后使滑块停在下死点，靠导柱导套将上下模具的位置导正后将压板螺栓固牢。（8）开动压力机并逐步调整滑块高度，先将上下模之间放入纸片，使纸片刚好切断后再放入试冲材料，刚好冲下零件后，将连杆螺钉锁紧。8.1.2模具安装模具装配的遵循原则：模具的装

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