毕业设计（论文）-滤油器支架模具设计.doc

冲压模具毕业设计系 名 称: 工程系 专 业: 模具设计与制造 班 级: 05级模具（1）班 姓 名: 学 号： 滤油器支架模具设计摘要本说明书主要是阐述了有关滤油器支架模具设计的基本过程和其主要计算。全文共由四章组成，他们的内容如下所述。第一章是设计滤油器支架模具的工艺方案的确定，主要根据所给制件特点加以分析，设计出合理的模具，这里共设计出三套模具。第二章是落料拉深复合模的设计，其中包括一些典型结构的选择和一些非标准零件的设计。第三章是冲孔切边复合模的设计，包括各种模具零件的选择和一些零件尺寸的计算。第四章是弯曲翻边复合模的设计，此章除了沿用了相关类似模具结构外，还进行了简单的计算和零件设计。鉴于本人的水平所限，在设计中肯定有不足之处存在，也可能有错误出现，恳请评阅老师和各位读者包涵并且批评指正。关键词： 模具 复合模 零件目录第一章 工艺方案的确定442第二章 落料拉深复合模的设计7第三章 冲孔修边复合模的设计19第四章 弯曲翻边复合模的设计30毕业设计总结39参考文献40第一章 工艺方案的确定一 制件工艺分析 滤油器支架结构较为简单、材料为08al，厚度为1mm。成型工艺包括落料拉深、冲孔修边、弯曲翻边三部分。 制件上的拉深为浅拉深（最大处也只有4.4mm）可一次拉深成型，同时制件结构对称，经计算满足冲压工艺要求。制件在进行冲孔、落料、修边时需要有必要的计算，之后才能确定凸凹模尺寸，这是设计时所必须的，这里体现了最原始的数据资料。在设计弯曲翻边部分时，要考虑到制件的弯曲回弹现象。1毛坯尺寸的确定本人设计的是滤油器支架的模具，设计所依据的是制件图所给数据，具体情况见下图所示图1-1 根据板金冲压工艺手册p463，对于任何形状旋转体拉深件，其毛坯半径可用下式求得 r=1.414 （公式1-1）式中 横的、竖的与斜的直线长度和弧线长度； 直线重心和弧线弧心到旋转轴的垂直距离； 圆弧半径； 圆弧在对称轴上的投影长度。式中是圆弧的更正值。对突出弧（弧心在线内）前用正号；对凹弧（弧心在线外）前面用负号。 当所有圆弧都是四分之一圆时，上式变为r=1.414 （公式1-2）图1-2根据公式1和图2可以计算出毛坯的具体尺寸。因为是旋转体计算出一半即可。计算过程如下r=1.414 =1.414=52.91mm 因此整个毛坯的尺寸为： d=105.82mm2. 工序的组合和方案的确定通过对制件图的观察，本制件要依次经过落料、拉深、冲孔、修边、弯曲和翻边几道工序，第一道工序是落料和拉深，第二道工序是冲孔和修边，第三道工序是弯曲和翻边。这样就需要设计出三套模具与之相对应。由于本制件的生产无其他更符合工艺性和经济性的方案可选择，可以确定本件的生产由如下三套模具完成：第一套模具为落料拉深复合模，完成制件形状的初步确定。第二套模具为冲孔修边复合模，完成冲孔和修边。第三套模具为弯曲翻边复合模，完成制件最终形状的确定。 二.模具结构确定 要正确选用模具的结构形式，必须根据制件的形状，尺寸，精度要求，材料性能，生产批量，冲压设备，模具加工条件等多方面的因素进行考虑。在满足冲压件质量要求的前提下，最大限度的降低冲压件的生产成本。确定模具的结构形式，必须解决好以下的问题。1.模具类型的确定 是简单模复合模，还是级进模。2.操作方式的确定 手工操作 自动化操作 半自动化操作。3.进出料方式的确定 根据原材料的形式，确定进了方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。4、压料和卸料方式的确定 压料或不压料 弹性或刚性卸料等。5、模具精度的确定 根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选择合理的导向方式和固定方式。 基于上述问题，又因为制件为大批量生产并且采用08al作为制件材料，以及精度等要求的限制，对于冲裁模具，在这里采用复合模结构，其中的一些结构是非常典型的，在我所参阅的书籍中也是很常见的。制件采用刚性推件装置推出，卸料板采用弹性橡胶卸料板，模架采用对角导柱模架。 对弯曲模具来说，因制件只是简单的弯曲，所以这里可以采用一次弯曲的方法，并且能满足其弯曲要求。对于拉深模具，因为只是简单的浅拉深，所以能够一次拉深成型。其结构沿用上述典型结构。第二章 落料拉深复合模的设计一 落料部分1冲裁力计算计算冲裁力的目的是合理选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度和冲裁件的轮廓长度有关。用平刃口模具冲裁时，冲裁里f可按下式计算 （公式2-1） 式中 l-冲裁件周边长度（mm）t-材料厚度（mm） k-系数，平刃口一般取1.3 -材料抗剪强度（mp）由于要为拉深工序留有修边余量，所以这里取毛坯直径为d=110mm ，此制件为08al，根据冲压工艺与模具设计简明手册p52表2-2得此钢抗剪强度为 材料厚度为1毫米周边长度l=345.4mm所以 f=158504n同时，还存在卸料力和推件力，要准确计算这些力是很困难的，实际生产中常用下列经验公式来计算 （公式2-2）式中，f为冲裁力 为卸料力，推料力系数。见冲压工艺与模具设计p52表2-2得 取0.035和0.05 即 所以总的冲裁力为 2凸凹模尺寸计算本设计采用凸模与凹模配合加工。对于冲裁形状复杂或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用复合加工的方法。此方法是先加工好凸模或凹模为基准，然后根据此基准配置凹模或凸模，使他们保持一定的间隙。因此，只需在基准件上标注尺寸和公差，另一件只标注尺寸并注明“xx尺寸按凸模或凹模配置，保证双面间隙”。这样，可放大基准件的制造公差。其公差不再受凸、凹模间隙的影响，制造容易，并容易保证凸、凹模的间隙。 由于复杂形状工件各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损后，尺寸变化的趋势不同，所以基准件的刃口尺寸计算方法也不同。落料：应以凹模为基准，然后配置凸模。凹模磨损后，尺寸变大的尺寸类：先把工件图尺寸化为，再按落料公式进行计算 （公式2-3）尺寸变小类，先把工件尺寸化为，然后按公式计算 （公式2-4）凹模磨损后尺寸不变类尺寸，按下述三种情况进行计算制件尺寸为时 制件尺寸为时 （公式2-5）制件尺寸为时 根据冲压工艺学p18可知基本尺寸mm时，凹模 =0.035mm，x=0.5，所以 由公式2-3 凹模 凸模刃口尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值在0.070-0.090mm之间（冲压工艺学p14）二 拉深部分1.零件毛坯尺寸的确定毛坯尺寸在上章中已确定2拉深系数的确定 3.凸凹工作部分尺寸的确定（1）凸凹模圆角半径r凸凹模圆角半径r按制件圆角半径尺寸计算（2）凸凹模间隙c决定凸凹模间隙时，不仅要考虑材质和板厚，还要考虑工件的尺寸精度和表面质量要求。， c=t 对黑色金属 （冲压工艺学p91）4.凸凹模尺寸及制造公差 凸凹模尺寸及制造公差应按零件要求确定根据冲压工艺学p91，表4-7凹模制造公差 =0.05mm凸模制造公差 =0.03mm凸模尺寸：d=（d-2c）凹模尺寸：d=d5.拉深力的计算 拉深力按 f=dtk （公式2-6） f=dtk=40.4kn t-料厚（t=1mm） d-拉深直径（d=92mm） -抗拉强度（=330mpa，钣金冲压工具手册p93，表2） k-系数（k=0.4，冲压工艺学p93，表4-9）6.拉深功的计算 拉深功 a= 113.9j （公式2-7） f-最大拉深力（ f=40.4kn） h-拉深高度（h=4.4mm） -平均变形力与最大变形力的比值（=0.64，根据冲压工艺学p93表4-9）三 模具压力中心的确定 冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。设计时，模具压力中心应与压力机滑块中心一致，如果不一致，冲裁时会发生偏裁，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命。所以在落料模、多工序连续模等模具设计时，必须确定模具压力中心。 由于本模具呈现出对称性，所以无须计算即可得出压力中心在模具的几何中心。四 压力机的选择 =171kn 拉深所需压力机的公称压力应满足：f1.3 f= 222.3kn 拉深所需压力机功率为 n=0.29kw （公式2-8） a-拉深功 -不均衡系数（=1.4） -压力机效率（=0.6） -电机效率（=0.9） n-压力机每分钟行程次数（n=60）根据钣金冲压工具手册p299，表1选j23型，开式可倾台压力机各项技术性能如下（mm）： 公称压力：100吨（1000kn） 发生公称压力时滑块离下死点距离：10 滑块行程：140 行程次数：60次/分 最大封闭高度：400 闭合高度调节量：110 工作台尺寸：左右 900 前后 600 工作台孔尺寸： 左右 420 前后 230 直径300 立柱间距离：420 模柄孔尺寸：6075 五 标准零件的选择和非标准零件的设计1标准零件的选择（1） 模架的选择（mm）根据模具标准应用手册p209，表3-5选择对角导柱模架（gb/t2851.1-90）上模座 下模座 闭合高度 220（2）导柱导套根据模具标准应用手册p263，表3-35和模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择a型导柱（gb/t2861.1-90）导柱 长度 l=150mm 直径 d=32mm 根据模具标准应用手册p272，表3-39和模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择b型导套（gb/t2861.7-90） 导套 长度 l=100mm 直径 d=32mm（3）模柄的选择模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。模柄的尺寸应小于压力机上模柄孔的尺寸，选择模柄时，先根据模具的大小，上模结构，模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小510mm。根据模具标准应用手册p85，表2-26，模座尺寸及模具结构的特点，选择压入式模柄（gb2862.1-81） 直径 d=60mm 高度 h=110m（4）推杆的选择 根据模具标准应用手册p151表2-69和模柄的尺寸，选择带肩推杆（gb2867.1-81） 直径 d=12mm 长度 l=130mm（5）顶杆的选择 根据模具标准应用手册p153，表2-71，选择顶杆（gb2867.3-81） 直径 d=16mm 长度 l=110mm(6) 螺钉和销的选择螺钉和销是定位零件，定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸凹模有正确的位置。在模具结构的设计中，一般使用内六角螺钉和圆柱销。在模具结构的设计中，螺钉和销的选择应注意以下几点：同一组合中，螺钉的数量一般不少于3个，并尽量沿被联结件的外缘均匀布置。销钉的数量一般都用两个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。螺钉和销钉的的规格应根据冲压工艺力大小和凹模厚度等条件确定。螺钉的旋入深度和销钉的配合深度都不能太深，也不能太浅。螺钉之间，螺钉和销钉之间的距离，螺钉和销钉距凹模刃口及外缘的距离，均不应过小。各联结件的销孔应配合加工，以保证位置精度。销钉和销孔之间采用h7/m6或h7/n6。 根据机械设计手册（第二卷）p5-184，表5-3-5，选择圆柱销（gb/t119.1-2000） 直径 d=12mm d=12mm 长度 l=70mm l=60mm 根据机械设计手册（第二卷）p5-104，表5-1-106，选择内六角螺钉（gb/t70.1-2000） 直径 d=12mm d=12mm 总长 l=75mm l=75mm 带螺纹长度 l=30mm l=45mm(7) 卸料螺钉的选择 根据模具标准应用手册p156，表2-73，选择卸料螺钉（gb2867.5-81） 直径 d=8mm 长度 l=70mm l=10mm（8） 挡料销的选择 根据模具标准应用手册p144，表2-64，选择挡料销（gb2866.11-81） 直径d=6mm，d=4mm 高度h=3mm 2非标准零件的设计 （1）橡胶弹性体的应用 本套模具应用典型弹性卸料装置，橡胶弹性体是必不可少的组成部分，其具体结构如图2-1所示。为使卸料正常工作，应使橡胶的预压力f大于或等于卸料力f,即 ff （公式2-8）橡胶板的工作压力计算公式（根据冲压模具设计与制造p149）为： f=ap （公式2-9） f-橡胶板的工作压力 a-橡胶板的横截面积 p-单位压力聚氨酯橡胶板的最大压缩量一般不超过其厚度的35，而模具安装时橡胶板应预先压缩1015。橡胶板厚度h=mm橡胶板的许可压缩量 h=0.250.30 h本套模具的推件力为7925.2n 即预压力f为7925.2n 取橡胶板的预压量h=2mm,则总压缩量为h为4mm，橡胶高度为14mm,压缩量为14.3根据表3-35, 单位压力p=1.1 mpa则橡胶板的横截面积a=7205mm选用橡胶板的横截面积所以，选用橡胶板的性能满足要求（2）凹模的设计 落料拉深复合模的凹模如图2-2，所用材料为t10a，凹模材料应具有良好的耐磨性和抗黏附性，热处理后一般凹模应达到6064hrc，有时还需要采用表面化学热处理来提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取，工作表面要抛光、研磨。（3）凸模垫板的设计垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。材料为45#，热处理后应达到4550hrc。表面粗糙度取，工作表面必要时可以进行抛光或研磨。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。其具体情况如图2-3所示。图2-1 图2-2图2-3图2-4 图2-5（4）卸料板的设计 如图2-4所示为卸料板的设计图样，材料为q235，这种材料质软适合作为卸料的材料。（5）凸模的设计 本套模具的凸模如图2-5，材料为t10a，凸模应该限定淬火长度，或将尾部回火，以便头部一端保持较低硬度 ，热处理后凸模应达到5862hrc ；由于制件本身就是小型制件，所以本人把它设计成一个整体形式，这样便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取0.4，因此工作表面要进行研磨、抛光。（6）凹模垫板的设计垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。材料为45#，热处理后应达到4550hrc。表面粗糙度取，工作表面必要时可以进行抛光或研磨。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。其具体情况如图2-6所示。图2-6 图2-7（7）图2-7和图2-8分别是两种不同尺寸的打料块的设计出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。装在上模内的出件装置称为推件装置，装在下模内的称为顶件装置。本设计采用的是刚性推件装置，它是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆撞击模柄内的打杆，再将推力传至打料块而将凹模内的冲件或废料推出的。刚性推件装置推件力大，工作可靠，应用十分广泛。打料块是刚性推件装置的基本零件。 图2-8第三章 冲孔修边复合模的设计一 冲孔部分 冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔。凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高2-3级。若工件没有标注公差，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，圆形件一般可按it10级精度来处理，工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注，即：落料件正公差为零，只标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正公差。1 凸、凹模刃口尺寸的计算 凸、凹模采用配作加工，这种加工方法的特点是间隙由配作保证，工艺比较简单，不必校核条件，并且还可以放大基准件的制造公差（一般可取冲件公差的1/4），使制造容易，因此是目前一般工厂常常采用的方法，特别适用于冲裁薄板件（因其很小）和复杂形状的冲模加工。 采用凸、凹模配作加工时，只需计算基准件的刃口尺寸及公差，并详细标注在设计图样上。而另一非基准件不需计算，且设计图样上只标注基本尺寸（与基准件基本尺寸对应一致），不注公差，但要在技术要求中注明：“凹（凸）模刃口尺寸按凹（凸）模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙值为”。具体情况和计算方法如下：（1） 落料 落料时以凹模为基准，配作凸模。第一类是凹模磨损后增大尺寸 第二类是凹模磨损后变小尺寸 （公式3-1）第三类是凹模磨损后尺寸不变 其中 、为落料凹模刃口尺寸；、为落料件的基本尺寸；、为落料件的极限尺寸；为落料件的公差；为磨损系数。（2） 冲孔 冲孔时以凸模为基准，配作凹模。 第一类是凸模磨损后增大尺寸 第二类是凸模磨损后变小尺寸 （公式3-2）第三类是凸模磨损后尺寸不变 其中 、为冲孔凸模刃口尺寸；、为冲孔件的基本尺寸；、为冲孔件的基本尺寸；为冲孔件的公差；为磨损系数。在这里只需要以凸模为基准来计算，具体计算过程如下：查冲压模具设计与制造p94表3-14知 ，椐图3-1计算 图3-1mmmmmm查冲压模具设计与制造p91 表3-10 知 ，故冲孔凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙值0.1000.140mm。二 修边部分修边过程实际上就是板料的在进行落料的过程。其具体计算可以按照公式3-1进行，这时只需要计算凹模刃口部分，其计算过程如下：查冲压模具设计与制造p94 表3-14知 x=0.5 ，据图3-2计算 图3-2 mm查冲压模具设计与制造p91 表3-10 知 ，故落料凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙值0.1000.140mm。三 冲裁力计算和压力机的选择1 冲裁力的计算（1） 修边部分 根据公式2-1 得 = 查冲压工艺学p23 表2-10 知 根据公式2-2 得 所以 （2）冲孔部分根据公式2-1 得 =查冲压工艺学p23 表2-10 知 根据公式2-2 得 所以 综上 总的冲裁力 2压力中心的确定由于本模具呈现出对称性，所以无须计算即可得出压力中心在模具的几何中心。3压力机的选择由于 所以还可以应用还可以选用j23型开式可倾台压力机。四 标准零件的选择和非标准零件的设计 1 标准零件的选择 （1）模架的选择 根据模具标准应用手册p209，表3-5选择对角导柱模架（gb/t2851.1-90）上模座 下模座 闭合高度 220（2）导柱和导套的选择根据模具标准应用手册p263，表3-35和模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择a型导柱（gb/t2861.1-90）导柱 长度 l=180mm 直径 d=32mm 根据模具标准应用手册p272，表3-39和模座的闭合高度与压力机的最大闭 合高度、闭合高度调节量，选择b型导套（gb/t2861.7-90） 导套 长度 l=110m 直径 d=32mm （3） 卸料螺钉的选择 根据模具标准应用手册p156，表2-73，选择卸料螺钉（gb2867.5-81） 直径 d=8mm 长度 l=70mm l=10mm（4） 螺钉和销的选择 根据机械设计手册（第二卷）p5-184，表5-3-5，选择圆柱销（gb/t119.1-2000） 直径 d=12mm d=12mm d=6mm 长度 l=70mm l=70mm l=16mm 根据机械设计手册（第二卷）p5-104，表5-1-106，选择内六角螺钉（gb/t70.1-2000） 直径 d=12mm d=12mm 总长 l=75mm l=60mm 带螺纹长度 l=45mm l=35mm（5）推杆的选择 根据模具标准应用手册p151表2-69和模柄的尺寸，选择带肩推杆（gb2867.1-81） 直径 d=16mm 长度 l=110mm（6）模柄的选择模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。模柄的尺寸应小于压力机上模柄孔的尺寸，选择模柄时，先根据模具的大小，上模结构，模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小510mm。根据模具标准应用手册p87，表2-27，模座尺寸及模具结构选择旋入式模柄（gb2862.2-81） 直径 d=50mm 高度 h=90m2 非标准零件的设计（1）带螺纹推杆的设计 如图3-3所示为该零件的具体设计图样，材料为45#，热处理硬度为4348hrc，螺纹基本尺寸按gb196-81规定，螺纹公差按gb197-81规定的3级。 （2）推板的设计推板的设计图样如图3-4所示，推板材料为45#，热处理硬度为43-48hrc。图3-3图3-4（3）凸模垫板的设计垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。材料为45#，热处理后应达到4550hrc。表面粗糙度取，工作表面必要时可以进行抛光或研磨。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。其具体情况如图3-5所示图3-5 图3-6（4）橡胶弹性体的设计 橡胶弹性体的具体设计图样如图3-6所示。本套模具应用典型弹性卸料装置，橡胶弹性体是必不可少的组成部分。为使卸料正常工作，应使橡胶的预压力f大于或等于卸料力f,即 ff （公式3-3）橡胶板的工作压力计算公式（根据冲压模具设计与制造p149）为： f=ap （公式3-4） f-橡胶板的工作压力 a-橡胶板的横截面积 p-单位压力聚氨酯橡胶板的最大压缩量一般不超过其厚度的35，而模具安装时橡胶板应预先压缩1015。橡胶板厚度h=mm橡胶板的许可压缩量 h=0.250.30 h本套模具的推件力为848.6424n 即预压力f为848.6424n 取橡胶板的预压量h=3mm,则总压缩量为h为5mm，橡胶高度为18mm,压缩量为16.7根据表3-35, 单位压力p=1.1 mpa则橡胶板的横截面积a=771.5mm选用橡胶板的横截面积所以，选用橡胶板的性能满足要求。（5）冲孔修边凸模的设计 凸模的设计图样如图3-7所示，所用材料为t10a，凸模应该限定淬火长度，或将尾部回火，以便头部一端保持较低硬度 ，热处理后凸模应达到5862hrc ；由于制件本身就是小型制件，所以本人把它设计成一个整体形式，这样便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取0.4，因此工作表面要进行研磨、抛光。凸模工作表面的加工方法有很多，这与其形状有关。圆形凸模的制造比较简单，在车床上加工毛坯，经热处理后，用外圆磨床精磨，最后将工作部分抛光及刃磨即成。这些都是在热处理之前进行的，凸模的加工精度必然会受到热处理变形的影响。但若选用热处理变形较小的材料，并改进热处理工艺，热处理后凸模尺寸的微小变化可由钳工修整，因此这种工艺仍有较为普遍的应用。凸模工作表面的先进加工方法是电火花线切割加工和成形磨削，它们是在凸模热处理后才进行精加工的，尺寸精度容易保证。图3-7（6）冲孔修边凹模的设计 冲孔修边凹模的设计图样如图3-8所示，所用材料为t10a，凹模材料应具有良好的耐磨性和抗黏附性，热处理后一般凹模应达到6064hrc，有时还需要采用表面化学热处理来提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取，工作表面要抛光、研磨。 毛坯经锻造和退火后，在车床上粗、精加工底面、顶面及钻、镗工作洞孔，车完后由钳工划线并在钻床上钻出所有固定用的孔，攻螺纹、铰定位孔，然后进行淬火、回火。热处理后，磨削底面、顶面和形孔即成。磨削型孔时，可在万能磨床或内圆磨床上进行，磨孔的精度可达it56级，表面粗糙度为。当孔径小于5mm时，多半是在淬火前进行钻孔和铰孔精加工，热处理后用砂布抛光型孔。（7）卸料板的设计 卸料板的设计图样如图3-9所示，材料q235，这种材料质地较软对制件的尺寸和精度影响小。（8）凹模垫板的设计 凹模垫板的设计图样如图3-10所示。垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。零件材料为45#，热处理后应达到4550hrc。表面粗糙度取，工作表面必要时可以进行抛光或研磨。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。图3-8图3-9图3-10第四章 弯曲翻边复合模一 弯曲部分 1 弯曲模工作零件的设计 弯曲模工作零件的设计主要是确定凸、凹模工作部分的圆角半径、凹模深度、凸、凹模间隙、横向尺寸及公差等，凸、凹模安装部分的结构设计与冲裁凸、凹模基本相同。 （1） 凸模圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径-、且不小于时，凸模的圆角半径取等于弯曲件的圆角半径，即。若，则应取，将弯曲件先弯成较大的圆角半径，然后采用整形工序进行整形，使其满足弯曲件圆角半径的要求。当弯曲件的相对弯曲半径时，由于弯曲件圆角半径的回弹较大，凸模的圆角半径应根据回弹值作相应的修订。（2）凹模圆角半径 凹模圆角半径的大小对弯曲变形力、模具寿命、弯曲件质量等均有影响。过时，坯料拉入凹模的滑动阻力增大，易使弯曲件表面擦伤或出现压痕，并增大弯曲变形力和影响模具寿命；过大时，又会影响坯料定位的准确性。生产中，凹模圆角半径通常根据材料厚度选取。 时， 时， 时， 另外，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。 v形弯曲凹模的底部可开设推刀槽或取圆角半径 。（3）凹模深度凹模深度过小，则坯料两端未受压部分太多，弯曲件回弹大且不太直，影响其质量；凹模深度若过大，则浪费模具钢材，且需压力机有较大的工作行程。（4）凹、凸模间隙 弯曲v形件时，凸、凹模间隙是由调整压力机的闭合高度来控制的，模具设计时可以不考虑。本套模具均按上述要求制作。2 弯曲模工作零件的制造 由于弯曲件回弹的影响，加工出来的凸模与凹模的形状不可能与零件最后形状完全相同，因此，必须要有一定的修正值，该值应根据操作者的实践经验和反复试验而定，并应根据修正值来加工样板及样件。 弯曲凸、凹模的淬火工序一般在试模后进行。弯曲成形时，由于材料的弹性与塑性变形，弯曲件要产生回弹。因此，在制造弯曲模时，必须要考虑材料的回弹值，以便使所弯曲的零件能符合图样所规定的要求。但由于影响回弹的因素很多，模具设计时要准确控制回弹是不可能的，这就要求在制造模具时，要反复试模和修正，直到弯出合格的零件为止。 弯曲模的工作部分的表面质量要求较高，表面粗糙度值一般应在以下，因此在加工或试模时，应将其在加工时留下的刀痕去除，并在淬火后仔细地精修或抛光。 弯曲凸、凹模的圆角半径及间隙的均匀性对弯曲件质量影响较大，因此，加工时除要保证圆角半径对称、间隙均匀外，还应便于试模后修正，并在修正角度时不要影响弯曲件的直线尺寸。 当凸、凹模采用配作法加工时，其加工次序应按弯曲件尺寸标注情况来选择。对于尺寸标注在内形上的弯曲件，一般先加工凸模，凹模按加工好的凸模配制，并保证合适的间隙值；对于尺寸标注在外形上的弯曲件，先加工凹模，凸模按加工好的凹模配制，并保证合适的间隙值。 弯曲模工作零件加工的关键是如何保证工作型面的尺寸与形状精度及表面粗糙度，其加工工艺过程通常为： 锻制坯料退火粗加工坯料外形精加工基准面划线工作型面粗加工螺、销孔或穿丝孔加工工作型面精加工淬火与回火工作型面光整加工。 工作型面的精加工根据生产条件不同，所采用的加工方法也有所不同。如果模具加工设备比较齐全，可采用电火花、线切割、成形模削等方法，否则，采用普通金属切削机床加工和钳工锉修相配合的加工方案较为合适。3弯曲力的计算 弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据之一，特别是弯曲坯料较厚、弯曲线较长、相对弯曲半径较小、材料强度较大的弯曲件时，必须对弯曲力进行计算。 弯曲力不仅与弯曲变形过程有关，还与坯料尺寸、材料性能、零件形状、弯曲方式、模具结构等多种因素有关，因此用理论公式来计算弯曲力不但计算复杂，而且精确度不高。实际生产中常用经验公式来进行概略计算。 本制件可以认为是v形件的自由弯曲，其计算过程如下： （公式4-1） 式中 自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力，n； 弯曲件的宽度，mm； 安全系数，一般取； 弯曲件材料厚度，mm； 弯曲件内弯曲半径，mm； 材料的抗拉强度，mpa 。 查阅资料可知08al的抗拉强度为 。 由公式4-1计算得 于是总的弯曲力二 翻边部分 按变形性质不同，翻边可分为伸长类翻边和压缩类翻边。伸长类翻边是在坯料外缘沿不封闭的内凹曲线进行翻边，压缩类翻边是在坯料外缘沿不封闭的外凸曲线进行翻边。 1 变形程度 伸长类翻边的变形情况近似于圆孔翻边，变形区主要为切向受拉，变形过程中孔口边缘容易拉裂；压缩类翻边的变形情况近似于浅拉深，变形区主要为切向受压，变形过程中材料容易起皱。翻边过程中是否会产生起皱或拉裂，主要取决于变形程度的大小。翻边的变形程度可表示如下： 对于伸长类翻边，其变形程度为 （公式4-2） 对于压缩类翻边，其变形程度为 （公式4-3） 2 坯料形状与尺寸 对于伸长类翻边，坯料形状与尺寸按一般圆孔翻边的方法确定。对于压缩类翻边，坯料形状与尺寸按浅拉深的方法确定。但由于是沿不封闭的曲线翻边，坯料变形区内的应力应变分布是不均匀的，中间变形大，两端变形小，若采用与宽度一致的坯料形状，则翻边后零件的高度就不平齐，竖边的端线也不垂直。为了得到平齐的翻边高度，应对坯料的轮廓线进行必要的修正，一般通过试模确定。如果翻边的高度不大，且翻边沿线的曲率半径很大时，则可不作修正。 3 翻边力的估算 由于本制件属于伸长类翻边，所以按圆孔翻边公式估算一下， （公式4-4） 式中 翻孔前的直径，mm； 翻孔后的直径，mm； 材料厚度，mm； 材料的屈服点，mpa 。 根据公式4-4计算得， 三 压力中心的确定和压力机的选择 1 压力中心的确定由于本模具呈现出对称性，所以无须计算即可得出压力中心在模具的几何中心。2 压力机的选择本模具是弯曲翻边复合模，弯曲和拉深过程同时进行，所以应把两个过程所受合起来计算。在这个过程中所受合力仅有3kn多一点，为了方便起见还可以选用上两套模具所使用压力机即：j23型开式可倾台压力机。 四 标准零件的选择和非标准零件的设计 1标准零件的选择（1）模架的选择 根据模具标准应用手册p209，表3-5选择对角导柱模架（gb/t2851.1-90）上模座 下模座 闭合高度 220（2）导柱和导套的选择根据模具标准应用手册p263，表3-35和模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择a型导柱（gb/t2861.1-90）导柱 长度 l=180mm 直径 d=32mm 根据模具标准应用手册p272，表3-39和模座的闭合高度与压力机的最大闭 合高度、闭合高度调节量，选择b型导套（gb/t2861.7-90） 导套 长度 l=110m 直径 d=32mm（3） 模柄的选择模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。模柄的尺寸应小于压力机上模柄孔的尺寸，选择模柄时，先根据模具的大小，上模结构，模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小510mm根据模具标准应用手册p87，表2-27，模座尺寸及模具结构选择旋入式模柄（gb2862.2-81） 直径 d=50mm 高度 h=90m（4）推杆的选择根据模具标准应用手册p151表2-69和模柄的尺寸，选择带肩推杆（gb2867.1-81） 直径 d=16mm 长度 l=110mm（5）螺钉和销的选择螺钉和销是定位零件，定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸凹模有正确的位置。在模具结构的设计中，一般使用内六角螺钉和圆柱销。在模具结构的设计中，螺钉和销的选择应注意以下几点：同一组合中，螺钉的数量一般不少于3个，并尽量沿被联结件的外缘均匀布置。销钉的数量一般都用两个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。螺钉和销钉的的规格应根据冲压工艺力大小和凹模厚度等条件确定。螺钉的旋入深度和销钉的配合深度都不能太深，也不能太浅。螺钉之间，螺钉和销钉之间的距离，螺钉和销钉距凹模刃口及外缘的距离，均不应过小。各联结件的销孔应配合加工，以保证位置精度。销钉和销孔之间采用h7/m6或h7/n。 根据机械设计手册（第二卷）p5-184，表5-3-5，选择圆柱销（gb/t119.1-2000） 直径 d=12mm d=12mm d=6mm 长度 l=70mm l=70mm l=16mm 根据机械设计手册（第二卷）p5-104，表5-1-106，选择内六角螺钉（gb/t70.1-2000） 直径 d=12mm d=12mm 总长 l=75mm l=75mm 带螺纹长度 l=45mm l=45mm 2 非标准零件的设计 （1）凸模垫板的设计垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。材料为45#，热处理后应达到4550hrc。表面粗糙度取，工作表面必要时可以进行抛光或研磨。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。其具体情况如图4-1所示（2）带螺纹推杆的设计如图4-2所示为该零件的具体设计图样，材料为45#，热处理硬度为hrc4348螺纹基本尺寸按gb196-81规定，螺纹公差按gb197-81规定的3级。（3）凹模垫板的设计凹模垫板的设计图样如图4-3所示。垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。零件材料为45#，热处理后应达到4550hrc。表面粗糙度取，工作表面必要时可以进行抛光或研磨。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。图4-1-2图4-2图4-3图4-4 图4-5图