活结叉弯曲模毕业设计

1前言毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前的一次综合性设计。在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，在此一一表示感谢由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。在编写说明书过程中，我参考了冲压模成型工艺与模具设计、实用冲压模设计手册和模具制造工艺等有关教材。引用了有关手册的公式及图表。但由于本人水平的有限，本说明书存在一些缺点和错误，希望老师多加指正，以达到本次设计的目的。2第1章绪论11冲压工艺介绍冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性形变或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的形成加工方法，冲压和锻造属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。冲压的胚料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。前者适合变形抗力高，塑性较差的板料加工；后者则在室温下进行，是薄板常用的冲压方法。它是金属塑性加工的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、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。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机（单工位或多工位的）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。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。全世界的钢材中，有6070是板材，其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。模具是现代工业的重要工艺设备，随着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有越来越重要的地位，发展前景十分广阔。模具工业是技术密集型、资本密集型和投资密集型的产业，就冷冲模具而言，在冲模设计与制造上，模具结构与精度正朝着两个方面发展一是为了适应高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展；另一方面，为适应市场上产品更新换代迅速的要求，各种快速成形方法和简易经济冲3模的设计与制造也得到了迅速的发展。同时，计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用，使模具设计与制造水平发生了深刻的革命性的变化。目前最为突出的是模具CAD/CAE/CAM。在这方面，在这方面，国际上有许多应用成熟的计算机软件，我们不但能消化，应用国外的有关软件，少数单位还能自行开发或正在开发模具软件，尽管其总体水平与国际上的还有差距，但它代表了我国模具技术的发展成果与发展方向。模具是工业生产的基础工艺装备，模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。冲压模具是其中重要的一种。模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。这是由于模具标准化是组织模具专业化生产的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。我国已经颁布了冷冲压术语、冷冲模零部件的国家标准。冲模的模架等基础零部件已专业化，商品化。但总的来说，我国冲模的标准化和专业化还是比较低的。主要是模具制造商对模具制造的认识还不够，对模具新技术的应用力度不大，对在模具制造过程中模具标准设计还没有足够的认识，还停留在老的手工制作又一有经验的模具师傅带队的水平线上，试观国外发达国家模具制造，把标准化的模具设计放在了最重要的位置上，其次是设备问题。性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。高效率、高精度、长寿命的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备与之相匹配；为了适应冲压新工艺的需要，研制了许多新型结构的冲压设备；为了满足新产品少批量生产的需要，冲压设备朝多功能、数控方向发展；为提高生产率和安全生产，应用各种自动化装置以及冲压自动化生产线。自从2001年加入世贸组织以来，我国经济发展迅速步入快车道阶段，其中制造业的发展更是迅速。我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，6080的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。近几年，我国模具工业一直以每年15左右的增长速度发展，2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币。模具工业的发展和进步，在很大程度上取决于模具加工设备、软件及切削刀具的制造水平。如今，人们对手机、电脑、汽车、手表、数码电子4等商品的要求一点也不低于发达国家。但另一方面，我国生产这些商品所需模具的工作母机即模具加工设备的制造水准，从总体上来说还是比较低的。这就出现了一个奇怪的现象，这些年我国模具生产所需的先进加工设备、制造软件及切削刀具进口越来越多。去年，我国机床进口约60亿美元，其中用于模具生产的就占十分之一；去年我国模具生产所需超硬质合金和陶瓷等超硬刀具销售额约12亿元，其中90依赖进口。12冲压模具的分类根据工艺性质冲压模具可分为冲裁模、弯曲模、拉深模、成型模。冲裁模是指沿封闭或长空的轮廓线使材料产生分离的模具，如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等；弯曲模是指板料毛坯或其他坯料沿着直线或弯曲线产生弯曲变形，从而获得一定角度或形状的工件的模具；拉深模是把板料毛坯制成开口空心件进一步改变形状和尺寸的模具；成型模具是指将毛坯或半成品工件按凸凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。根据工序组合程度分，可分为单工序模、复合模和级进模。单工序模是指在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具；复合模是指只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具；级进模又称连续模，是指在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。13冲压模具的发展现状（1）精密冲裁普通冲裁件断面粗糙、精度低，而精密冲裁可以使零件有光洁的断面和高的精度。目前已有的相当一部分过去用切割加工的零件改为精密冲裁，精密冲裁工件的厚度可达到2MM。因此，精密冲裁以无切屑加工代替了大量切削加工，从而大大降低了生产成本。（2）应用先进工艺气体、液体、橡胶、超塑性成型等先进工艺，对某些复杂零件的成型有明显的效果，要深入研究其变形机理，确定合理工艺参数，提高成型效能和实用性。5（3）冲压生产机械化、自动化研制自动送、退料装置，多工位自动压力机，自动生产线，带自动保护的监视和检测装置等，这是提高劳动生产率、减轻劳动强度和保证操作安全的有效措施。（4）模具标准化不仅要有各种规格和精度的模架标准，还要发展典型模具结构和零部件的标准化工作，降低模具设计复杂程度，降低模具制造技术，缩短生产准备周期。（5）发展模具的计算机辅助设计与辅助制造计算机辅助设计，就是用电子计算机作为信息处理手段，进行最佳判断、计算，实现综合设计。计算机辅助制造，就是生产人员借助计算机对模具制造实行监督、控制和管理。将模具设计与制造联成一个统一的计算机控制系统，是向自动化发展的有效途径，对提高模具设计与制造质量、简化模具设计和生产管理将起巨大的作用。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。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。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、UGNX、NXPROGRESSIVEDIEDESIGN、IDEAS、EUCLIDIS、LOGOPRESS3、3DQUICKPRESS、MOLDWORKS和TOPSOLIDPROGRESS等国际通用软件，个别厂家还引进了MOLDFLOW、CFLOW、DYNAFORM、OPTRIS和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制6造周期等方面做出了贡献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。7第2章工件的工艺分析和方案21冲压的工艺分析211材料分析45号钢为优质的碳素结构钢，强度较高，塑性和韧性尚好，属于综合力学性能比较好的钢，用得非常广泛，主要用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件。具有良好的弯曲成型性能。212结构分析图21、22、23为工件的向视图和立体图，其结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。可查得此材料所允许的最小弯曲半径MM5150MINTR，而零件弯曲半径MM51MM2R，故不会弯裂。另外，零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时不会影响到孔，孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。计算零件相对弯曲半径5670/TR，卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角发生了变化，采用校正弯曲来控制角度回弹。图21活接叉弯曲件图22活接叉弯曲件（弯曲前）8图23活接叉弯曲件（弯曲后）213精度分析图21零件上只有1个尺寸有公差要求，为05由公差表查得其公差要求属于IT14，其余未注公差尺寸也均按IT14选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。214分析结论由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯曲。22工艺方案的确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上根据冲裁件的特点确定冲裁工艺方案。冲裁工序的组合冲裁工序可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁复合冲裁是在压机一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序；级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压机一次行程中条料在冲模的不同工序位置上，分别完成工件所要求的工序。除最初几次冲程外，以后每次冲程都可以完成一个冲裁件。组合的冲裁工序比单工序冲裁生产效率高，获得的制件精度等级高。冲裁组合方式的确定应根据下列因素决定。（1）生产批量一般来说，小批量与试制采用单工序冲裁，中批和大批量生产采用复合冲裁或级进冲裁。（2）工件尺寸公差等级复合冲裁所得到的工件尺寸公差等级高，因为它避9免了多次冲压的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整。级进冲裁所得到的工件尺寸公差等级较复合冲裁低，在级进冲裁中采用导正销结构，可提高冲裁件精度。（3）对工件尺寸、形状的适应性工件的尺寸较小时，考虑到单工序上料不方便和生产率低，常采用复合冲裁或级进冲裁。对于尺寸中等的工件，由于制造多副单工序模的费用比复合模昂贵，也宜采用复合冲裁。但工件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时，不宜采用复合冲裁和单工序冲裁，宜采用级进冲裁。所以级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小等异形工件，且可冲裁的材料厚度比复合冲裁时要大，但级进冲裁受压机台面尺寸与工序数的限制，冲裁工件尺寸不宜太大。（4）模具制造、安装调整和成本对复杂形状的工件，采用复合冲裁比采用级进冲裁为宜。因模具制造、安装调整较易，成本较低。（5）操作方便与安全复合冲裁出件或清除废料较困难，工作安全性较差。级进冲裁较安全。综合上述分析，对于一个工件，可以得出多种工艺方案。必须对这些方案进行比较，选取在满足工件质量与生产率的要求下，模具制造成本低、寿命长、操作方便又安全的工艺方案零件为U形弯曲件，该零件的生产包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案方案一先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工序模生产。方案二落料冲孔复合冲压，再弯曲。采用复合模和单工序弯曲模生产。方案三冲孔落料连续冲压，再弯曲。采用连续模和单工序弯曲模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，生产效率较低。方案二需两副模具，且用复合模生产的冲压件形位精度和尺寸精度易保证，生产效率较高。但由于该零件的孔边距为475MM，小于凸凹模允许的最小壁厚67MM，故不宜采用复合冲压工序。方案三也需两副模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，故其模具制造、安装较复合模略复杂。10通过对上述三种方案的综合分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。23排样的设计排样设计是级进模设计的关键之一。排样图的优化与否，不仅关系到材料的利用率，工件的精度，模具制造的难易程度和使用寿命等，而且关系到模具各工位的协调与稳定。冲压件在带料上的排样必须保证完成各冲压工序，准确送进，实现级进冲压；同时还应便于模具的加工、装配和维修。冲压件的形状是千变万化的，要设计出合理的排样图，必须从大量的参考资料中学习研究，并积累实践经验，才能顺利地完成设计任务。排样设计是在零件冲压工艺分析的基础之上进行的。确定排样图时，首先要根据冲压件图纸计算出展开尺寸，然后进行各种方式的排样。在确定排样方式时，还必须对工件的冲压方向、变形次数、变形工艺类型、相应的变形程度及模具结构的可能性、模具加工工艺性、企业实际加工能力等进行综合分析判断。同时全面考虑工件精度和能否顺利进行级进冲压生产后，从几种排样方式中选择一种最佳方案。完整的排样图应给出工位的布置、载体结构形式和相关尺寸等。当带料排样图设计完成后，模具的工位数及各工位的内容；被冲制工件各工序的安排及先后顺序，工件的排列方式；模具的送料步距、条料的宽度和材料的利用率；弹簧的放置和导正销的安排；模具的基本结构等就基本确定。所以排样设计是多工位级进模设计的重要内容，是模具结构设计的依据之一，是决定级进模设计优劣的主要因素之一。231排样设计的原则除普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点（1）先制作冲压件展开毛坯样板，在图面上反复试排，待初步方案确定后，在排样图的开始端安排冲孔、切口、切废料等分离工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排工件和载体分离。（2）第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。第二工位设置导正销对带料导正，在以后的工位中可在以后的工位中设置导正销，也可视其工位数和易发生窜动的的工位设置导正销。11（3）冲压件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，但孔不能因后续成形工序的影响而变形。对有相对位置精度要求的多孔，应考虑同步冲出。因模具强度的限制不能同步冲出时，应有措施保证它们的相对位置精度。复杂的型孔可分解为若干简单形孔分步冲出。（4）成形方向的选择（向上或向下）要有利于模具的设计和制造，有利于送料的顺畅。若成形方向与冲压方向不同，可采用斜楔、摆块等机构来转换成形方向。（5）为提高凹模镶块，卸料板和固定板的强度，保证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。（6）对弯曲和拉深成形件，每一工位的变形程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分几次成形。这样既有利于质量的保证，又有利于模具的调试修整。对精度要求较高的成形件，应设置整形工位。为避免U形弯曲件变形区材料的拉伸，应考虑先弯曲45度，再弯成90。232产品的公差由于产品冲出来之后，总存在微小的毛刺，使孔一般偏小，外轮廓偏大，至于毛刺的大小与冲裁的间隙和凸凹模刃口的锋利程度密切相关；冲裁间隙越大，毛刺越大；凸模刃口钝化后，毛刺也会增大，所以凸模使用到一定程度后，需要将刃口磨掉0310MM。另外，毛刺大小也与料厚有关，一般薄板（T05MM）双边毛刺大约001002，厚板（T05MM）双边毛刺大约001005MM。多工位级进模的公差确定通常不以公差等级来确定，而以经验来确定。对于本设计中产品的公差都已确定，由于各尺寸都是正负公差，且都大于005因此排样的尺寸可取中间值，即基本尺寸。具体尺寸如表21所示表21排样尺寸确定（单位MM）制件尺寸尺寸形式排样尺寸备注25025正负公差25取基本尺寸6018正负公差6取基本尺寸30015正负公差30取基本尺寸4015正负公差4取基本尺寸1210018正负公差10取基本尺寸13902正负公差139取基本尺寸233排样方案的确定分析零件形状应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有如图24所示两种。排样图A排样图B图24可能的排样方式比较方案A和方案B，方案A是少废料排样，显然材料利用率高，但因条料本身的剪板公差以及条料的定位误差影响，工件精度不易保证，且模具寿命低，操作不便，排样不适合连续模，所以选择方案B。同时，考虑凹模刃口强度，其中间还需留一空工位。13第3章工件的工艺计算31弯曲工艺计算311毛坯尺寸计算对于TR50有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，可查得中性层位移系数280X，所以坯料展开长度为64MM63932802180902102525916ZL由于零件宽度尺寸为18MM，故毛坯尺寸应为64MM18MM。弯曲件平面展开图见图31，两孔中心距为46MM。图31坯料展开图312弯曲力计算弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。该零件是校正弯曲，校正弯曲时的弯曲力校F和顶件力DF为KN541201825APF校KN532550318317030703080302B2DTRKBTFF自14式中F自自由弯曲力K安全系数，一般取其值为13B弯曲件的宽度T弯曲件的厚度B抗拉强度对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故一般DF可以忽略，即压力机F校F生产中为安全，取压力机FKN297548181校F，根据压弯力大小，初选设备为JH2325。32落料的计算321刃口尺寸计算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。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。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。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15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。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。由图21可知，该零件属于一般冲孔、落料件。根据零件形状特点，冲裁模的凸、凹模采用分开加工方法制造。尺寸18MM、R9MM由落料获得，285MM和46031MM由冲孔同时获得。查得凸、凹模最小间隙MM480MINZ，最大间隙MM660MAXZ，所以MM180480660MINMAXZZ。按照模具制造精度高于冲裁件精度34级的原则，设凸、凹模按IT8制造，落料尺寸MM180430，凸、凹模制造公差MM0270AT，磨损系数X取075。冲孔尺寸MM583600，凸、凹模制造公差MM0220AT，磨损系数X取05。根据冲裁凸、凹模刃口尺寸计算公式进行如下计算落料尺寸MM180430，校核不等式ATMINMAXZZ，代入数据得180054002700270。说明所取的T与A合适，考虑零件要求和模具制造情况，可适当放大制造公差为MM0720MM18040TMM1080MM18060A将已知和查表的数据代入公式得MM67817MM0430751802700002700MAXAAXLLMM19817MM0486781700270000270MINATTZLL16故落料凸模和凹模最终刃口尺寸为MM6781710800AL，MM1981700720TL。落料R9MM，属于半边磨损尺寸。由于是圆弧曲线，应该与落料尺寸18MM相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取为MM8839MM6781721005402/10800ARMM5998MM19817210036002/0720TR冲孔MM583600校核MINMAXATZZ，代入数据得180044002200220。说明所取的T与A合适，考虑零件要求和模具制造情况，可适当放大制造公差为MM0720MM18040TMM1080MM18060A将已知和查表的数据代入公式得MM688MM360505800220002200MINTTXDDMM169MM48068802200022000MINTAAZDD故冲孔凸模和凹模最终刃口尺寸为MM68800720TD，MM16910800AD。孔心距46031MM因为两个孔同时冲出，所以凹模型孔中心距为MM0780468/620468/ALL322排样计算分析零件形状采用单直排的排样方式，现选用规格为3MM1000MM1500MM的钢板，则需计算采用不同的裁剪方式时，每张板料能出的零件总个数。经查得零件之间的搭边值MM231A，零件与条料侧边之间的搭边值MM53A，条料与导料板之间的间隙值MM50C，则条料宽度为MM571MM505326420800800MAXCADB17步距MM22123181ADS由于弯曲件裁板时应考虑纤维方向，所以只能采用横裁。即裁成宽715MM、长1000MM的条料，则一张板材能出的零件总个数为个94047202212310005711500N计算每个零件的面积222MM996858421846184S材料利用率是指合格品中包含的材料数量在材料（原材料）总消耗量中所占的比重，即已被利用的材料与实际消耗的材料之比，说明材料被有效利用的程度。材料利用率越高，意味着用同样数量的材料可以生产更多的产品。一个步距内的材料利用率计算可以用下式表示A/（BS）100式中，A一个步距内冲裁件的实际面积（单位MM2）；B条料宽度（单位MM）；S步距（单位MM）。若考虑到料头、料尾和边余料的消耗，则每一张板料（或料带、条料）上总的材料利用率总为总NA1/（BL）100式中，N一张板料（或料带、条料）上冲裁剪的总数目；A1一个冲裁件的实际面积（单位MM2）；B板料（或料带、条料）宽度（单位MM）；L板料（或料带、条料）的长度（单位MM）。则本套模具的材料利用率为760100100015009968940100BBBLSN确定的排样图图32所示。18图32工件的排样图33冲裁力计算此例中零件的落料周长为14852MM，冲孔周长为2669MM，材料厚度3MM，45钢的抗剪强度取500MPA，冲裁力基本计算公式KLTF。则冲裁该零件所需落料力KN6289N289614500352148311F冲孔力KN1104N104091500369263122F模具结构采用刚性卸料和下出件方式，所以所需推件力TF为KN53KN1104628904503921TTFFNKF计算零件所需总冲压力KN7446KN5311046289T21FFFF总34压力中心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。19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与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出。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坐标轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置，即为所求模具的压力中心。零件为一对称件，所以压力中心就是冲裁轮廓图形的几何中心，但由于采用级进模设计，因此需计算模具的压力中心。排样时零件前后对称，所以只需计算压力中心横坐标，如图33所示建立坐标系。设模具压力中心横坐标为0X（计算时取代数值），则有0201442XFXF即0011044426289XX，解得MM2310X所以模具压力中心坐标点为（312,0）。图33压力中心的计算20第4章模具的零部件设计41冲孔落料连续模零部件设计411凹凸模的尺寸标准凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大影响，所以必须选择合理的间隙。设计中所用材料为45钢，根据经验来取，一般凸、凹模间隙取（00501）T。所以，得ZMIN00518009MM，ZMAX01180018MM。确定凸、凹模刃口尺寸的原则（1）考虑落掉和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。（2）考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响；刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸减小，应取接近或等于冲件的最大极限尺寸。（3）考虑冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。412模架和凹模的设计模架是模具的主体结构，它是连续级进模所有零件的重要部件，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受冲压过程中全部载荷。模具的上、下模之间相对位置通过模架的导向装置稳定保持其精度，并引导凸模正确运动，保证冲压过程中凸、凹模之间间隙均匀。选用滑动导向模架中的对角导柱模架，凹模面积的对角中心线上有一个前导柱和一个后导柱，受力平衡，上模座在导柱上滑动平稳，无偏斜现象，有利于延长模具使用寿命，广泛用于中小型工位数不多的级进模。标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。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HKB式中21K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41系数值KB/MM材料厚度T/MM133650100100200200030040020030015020010015035050022035018022012018045060030045022030015022查表41得K035计算得HKB0356425MM模具壁厚的确定公式为C152H152522537550MM凹模壁厚取C46MM凹模宽度的确定公式为BB2C64246156M凹模长度的确定公式为L56246148MM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为了保证凹模结构对称并有足够的强度。取L163MM。凹模轮廓尺寸为156MM163MM25MM。凹模材料选用CR12，热处理6064HRC。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22套都是圆柱形的，其加工方便，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的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳淬硬5660HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。模具采用后侧导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规格为上模座300MM300MM45MM，下模座300MM300MM50MM，导柱32MM160MM，导套32MM105MM43MM。如图41所示图41模架简图1上模座2下模座3导柱4导套23413模柄的设计模柄是中小型级进模模架上一个不可少的零件，通过它使上模部分迅速找正位置，直接与压力机滑块连接固定在一起，以实现冲压的往复运动。因此，模柄的直径和长度应和压力机滑块的模柄孔相匹配。选择压入式模柄，与上模座成H7/M6或H7/N6配合，此结构能较好地保持模柄垂直度要求，长期使用后模柄稳定可靠，不会松动，因此在多工位级进模中是最好的一种模柄，应用最多。为防止转到装防转销钉。根据选择的压力机J2363型开式双柱可倾式曲柄压力机，模具采用压入式模柄，根据设备的模柄孔尺寸，应选用规格为A50105的模柄。凸模固定板与凸模采用过渡配合关系，厚度取凹模厚度的08倍，即20MM，平面尺寸与凹模外形尺寸相同。414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42选择，卸料板厚度为14MM。卸料板与2个凸模的间隙以在凸模设计中确定了为0035。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度4045HRC。表42固定卸料板厚度冲件厚度T卸料板宽度200086681012081568101214153810121416415定位零件的设计定位零件采用活动挡料销和导正销定位。采用活动当料销制造简单、使用方便。落料凸模下部设置两个导正销，借用工件直径8MM的的两个孔作为导正孔。导正销采用H7/R6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/R6配合。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24条料活动的可能。挡料销高度取4MM。采用45钢制造，热处理硬度4348HRC。416落料凸模和冲孔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LH1H3（1520）MMH1凸模固定板厚度；凸模固定板与凸模采用过渡配合关系，厚度取凹模厚度的08倍，即20MM，平面尺寸与凹模外形尺寸相同。得H108H凹082520MM标准为20MMH3卸料板厚度；H314MM1520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16）L20141650MM模具是否需要采用垫板，以承压面较小的凸模进行计算，冲孔凸模承压面的尺寸如图19所示。则其承受的压应力为MPA334MM154KN75222AF查得铸铁模板的P为90140MPA，故P。因此需采用垫板，垫板厚度取8MM。因为孔凸模是圆凸摸，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50MM。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0035MM。25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Z210015002500050007约为00032002500500070015约为0006300501000150025约为001401001500250035约为002图42凸模结构图42弯曲模主要零部件设计根据工件的材料、形状和精度要求等，弯曲模采用非标准模架。下模座的轮廓尺寸为255MM110MM。421工作部分结构尺寸设计（1）凸模圆角半径在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径TR/较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即MM2TRR。（2）凹模圆角半径凹模圆角半径不应过小，以免擦伤零件表面，影响冲模的寿命，凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。根据材料厚度取26MM8MM35232ATR。（3）凹模深度凹模深度过小，则坯料两端未受压部分太多，零件回弹大且不平直，影响其质量；深度过大，则浪费模具钢材，且需压力机有较大的工作行程。该零件为弯边高度不大且两边要求平直的U形弯曲件，则凹模深度应大于零件的高度，且高出值MM50H，如图43所示。图43凹模结构图（4）凸、凹模间隙根据U形件弯曲模凸、凹模单边间隙的计算公式得MM33MM30401803MAXCTTCTTZ（5）U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差零件标注内形尺寸时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上。而凸、凹模的横向尺寸及公差则应根据零件的尺寸、公差、回弹情况以及模具磨损规律而定。因此，凸、凹模的横向尺寸分别为MM87518MM5075051875000330003300MINTTLLMM47525MM33287518205200052000TAAZLL422弹顶装置中弹性元件的设计由于该零件在成型过程中需压料和顶件，所以模具采用弹性顶件装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下橡皮垫收受压后所产生的弹压力为PQF（N）式中P橡皮垫受压时产生的弹压力,N27Q橡皮垫在一定压缩比时所对应的弹压力，MPAF橡皮垫的实际受压面积，CM2橡胶垫的压缩量不能过大否则会影响其压力和寿命，为使橡皮垫耐久的工作，最大压缩量不能超过其厚度的45，预压缩量为其厚度的1015橡胶高度H按下式计算HH工/（025030）MM预测H25/02510MM，其单位压力Q106MPA选择橡皮压缩25，查下表44可知表44橡皮压缩参数橡皮压缩/单位压力Q/MPA橡皮压缩/单位压力Q/MPA100262510615050301522007035210（1）确定橡胶垫的自由高度0H工）（HH4530认为自由状态时，顶件板与凹模平齐，所以MM38MM25580AHHRH工由上两个公式取MM1400H。（2）确定橡胶垫的横截面积APFA/D查得圆筒形橡胶垫在预压量为1015时的单位压力为05MPA，所以2MM10000505000A（3）确定橡胶垫的平面尺寸根据零件的形状特点，橡胶垫应为圆筒形，中间开有圆孔以避让螺杆。结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为17MM，则其直径D为28MM1134100004AD（4）校核橡胶垫的自由高度0H211131400DH橡胶垫的高径比在0515之间，所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为085140120MM。29第5章模具设备的选用可供选用的压力机系列参数如下表51所示表51J23系列开式可轻压力机主要技术参数型号J23315J2363J2310J2316J2325J2340J2363公称压力吨315631016254063滑块行程毫米2535455565100130滑块行程次数次/分2001701451201054550最大闭合高度毫米120150180220270330360连杆调节长度毫米25303545556580滑块中心线至床身距离毫米90110130160200250260床身两立柱间距离毫米120150180220270340350工作台尺寸前后毫米160200240300370460480左右毫米250310370450560700710垫板尺寸厚度毫米25303540506580孔径毫米110140170210200220250模柄孔尺寸直径毫米2530304040505030深度毫米45505560607080最大倾斜角度45453535303030电动机功率千瓦0550754115225555机床外型尺寸前后毫米6757768951130133516851700左右毫米478550651921111213251373高低毫米1310148816731890212024702750机床总重量公斤194400576105517803540480051冲孔落料连续模设备的选用根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾台压力机JC2363，其主要技术参数如下公称压力630KN滑块行程120MM最大闭合高度360MM闭合高度调节量80MM滑块中心线到床身距离260MM工作台尺寸480MM710MM工作台孔尺寸250MM模柄孔尺寸50MM80MM垫板厚度90MM3152弯曲模设备的选用根据弯曲力的大小，选取开式双柱可倾台压力机JH2325，其主要技术参数如下公称压力250KN滑块行程75MM最大闭合高度260MM闭合高度调节量55MM滑块中心线到床身距离200MM工作台尺寸370MM560MM工作台孔尺寸260MM模柄孔尺寸40MM60MM垫板厚度50MM53压力机的校核冲压力JC2363公称压力为630KN大于所需压力4467KN。JH2325公称压力为250KN远远大于所需压力972KN。闭合高度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。它与压力机的配合应该遵守下列关系HMAXHD5HHMINHD103305H26510325H275此设计中模具冲孔落料的闭合高度为H模458201514122550189MM。满足JC2363要求。此设计中弯曲模具的闭合高度为167。满足JH2325要求。32第6章装配图和装配说明模具装配图工序如下表61所示表61模具装配工序工号工序工艺说明1凸、凹模凸凹模预配1、装配前仔细检查各凸模、凹模、凸凹模的形状及尺寸，是否符合图纸要求和尺寸精度，形状；2、将凸模分别于相应的凹模孔配合，检查间隙是否加工均匀，不合适者应重新修磨或更换。2凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的孔中，并挤紧牢固。3装配下模1、在下模座1上画中心线，按中心线装配下垫板凸凹模和卸料板；2、在下模座、卸料板上，用机加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝；3、将下模、卸料板、下垫板、凸凹模、活动当料销，弹簧装在一起，打入销钉，用螺钉钉紧。4装配上模1、在已装好的下模上放等高垫铁，并在凹模中放入012的纸片，装上落料凹模，空心垫板，然后将凸模与固定板组合并转入凹模中；2、预装上模，画出与凸模固定板相应的螺孔、销孔位置并钻绞螺孔销孔；3、用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧；4、复查凸、凹模间隙并调整合适，紧固螺钉；5、切纸检查，合适打入销钉，宁静螺钉。5试冲与调整装机试冲并根据试冲结果作相应调整。3361冲孔落料级进模装配图有了上述各步计算所得的数据及确定的工艺方案，便可以对模具进行总体设计并画出冲裁装配图61所示。图61冲孔落料级进模1下模座2、4、11螺钉3导柱5挡料销6导料板7导套8、15、21销钉9导正销10上模座12落料凸模13模柄14防转销16垫板17凸模固定板18冲孔凸模19卸料板20凹模3462弯曲模装配图由上述各步计算所得的数据，对弯曲模具进行总体设计并画出装配图62所示。模具闭合高度H模40204103167MM。图62弯曲模装配图1、2螺