某电器固定板冲压工艺及模具设计

太原工业学院毕业设计某电器固定板冲压工艺及模具设计摘要:在本次毕业设计中我选择的是电器固定板的模具设计，冲压模具主要是将板料分离或成形而得到制件的加工方法。因为模具的生产主要是大批量的生产，不但要保证冲压产品的尺寸精度，产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。我们不仅要考虑要使做出的零件能满足工作要求，还要保证他的使用寿命。在本次设计中我们主要是考虑到它的实际工作环境和必须完成的设计任务，通过这次的设计使我深深的体会到怎样才能把所学的东西更好的运用到实践中，设计过程中应注意的问题，使自己在冲压模方面有了更深更多的了解。本毕业设计是支架连接板模具设计，该部件结构简单，性状对称，体积小，重量轻，便于进行冲压。本设计采用方法有：传统的设计方法与现代研究方法相结合，计算机辅助设计，基于实例设计等等。关键词：弯曲模，复合模，装配Some electrical fixed plate stamping process and die designAbstract:Inthisdesignofgraduate,Ichoicetheplankforconnectnogcoldpressingmouldproduce,pressingthemouldismostlymadematerialbreakawayorfigurationgetholdofpiecemethodofmachining.Because,themanufactureofmouldismostlylargequantitiesofproduce,notonlyguaranteequalityofproduction,butalsoguaranteeprecisionofproductionqualityofstabilization,furthermoredonotdestroystabilityofmanufacturesquality.Wenotonlywillconsidermadetheparthardware,butalsoguaranteenaturallifeofused.Inthisgraduatedesign,Itisprimaryconsideringthepracticalityworkcircumstanceandtaskmustbeaccomplished.ThroughthedesignIdeeplyrealizedhowtoexertionknowledgewelearnedintopractice,someproblemweshouldpayattentionto,mademyselfhavemorecomprehendatmouldofpressing.Thisdesignofgraduateistheplankforconnectnogpressingmouldproduceitissimplenessinconfiguration,symmetricalinfigure,smallbulk,lightavoirdupois,andconvenceclodpunch.Someadoptionthisdesign,conventionalandmodernwaytointegrate,CADandexampledesignbebaseduponandsoon.Keywords: bending die，composite mould，assemble目录1前言12模具设计32.1模具设计的步骤32.2 制件的总体分析33冲孔落料复合模的设计过程53.1冲孔落料复合模设计53.1.1复合模53.1.2复合模的设计步骤63.1.3复合模的注意事项及其零件的设计63.2冲孔落料复合模的设计过程73.2.1进行必要的工艺计算73.2.2模具零件的设计104弯曲模的设计254.1 弯曲模结构的设计254.1.1弯曲件的工序安排254.1.2弯曲工序和模具尺寸的确定254.1.3毛坯要有可靠地定位254.2 弯曲模零件设计的步骤264.3弯曲模零件的制造264.4 弯曲模的质量问题及预防措施274.4.1弯曲件的回弹现象274.4.2 弯曲件的偏移现象294.4.3弯曲件的弯裂304.4.4 拉痕的产生及预防304.5弯曲模工作零件的相关设计及计算304.5.1模具结构的确定304.5.2弯曲凸模的设计304.5.3 弯曲凹模的设计324.5.4弯曲凸模和弯曲凹模间隙值的确定334.5.5回弹值的确定344.5.6弯曲力的相关计算344.5.7弯曲过程中的固定方式354.6模架的选用36结论37参考文献38致谢39 40-1前言20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。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%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，促使模具技术迅速发展，作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺设备，模具已发展成为一门产业。国内相当多的模具企业普及了计算机绘图。随着计算机技术的发展和普及，冲压模具也基本实现了计算机化，其中有代表性的是计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助工程（CAE），有些企业还在AutoCAD平台上进行了二次开发，形成了具有自己特色的、针对性非常强的冲压模CAD软件。 我这次的设计题目的是电器固定板的冲压工艺和模具设计，制件厚度为0.5mm,所用材料为10钢，生产批量为中等批量，10钢：优质碳素结构钢，已退火，抗剪强度（ ）260340Mpa,抗拉强度（Rm）300440Mpa,屈服强度(Rel)210Mpa, ，图 1.1制件图2模具设计2.1模具设计的步骤模具设计的一般步骤（1） 取得必要的资料（2） 确定工艺方案及模具的结构型式（3） 进行必要的工艺计算（4） 模具的总体设计（5） 模具主要零部件的结构设计（6） 选定冲压设备（7） 绘制模具总图（8） 绘制非标准件的零件图（9） 填写模具记录卡和编写冲压工艺文件2.2 制件的总体分析根据制件的形状特征，尺寸精度及表面质量的要求，进行了工艺分析，判断出它的主要属性，确定了该工件的基本工序为：冲孔，落料，弯曲。根据工艺计算，由于只需进行一次弯曲就行，所以该制件需要三道工序即可。根据各工序的变性特点，尺寸精度要求及操作的方便性等要求，确定出了工序排列的先后顺序即冲孔落料弯曲。分析该制件属于薄料，小尺寸，外形尺寸较简单，有套工艺方案可供选择：冲孔，落料，弯曲，三套单工序模完成冲孔，落料，弯曲，一套级进模完成冲孔落料复合模和弯曲单工序模完成比较三套方案：第一：由于生产批量是中等批量，排除第一套方案。单工序模的生产效率低，安全性差。第二：级进模工件尺寸精度较单工序模高，冲压生产效率比单工序模高，也容易实现操作，机械化，自动化，安全性较单工序模高，但工件的同轴度，对称度及位置度，精度都没有复合模高。第三：冲孔落料复合模和弯曲单工序模相对于冲孔落料弯曲级进模的制造难度要低制作成本要低，得到的制件精度要高，且适合中等批量的生产，模具结构紧凑，面积较小。综上比较，选择最优方案为第三方案。3冲孔落料复合模的设计过程3.1冲孔落料复合模设计3.1.1复合模（1）什么是复合模复合模是指在模具上只有一个加工工位，在压力机的一次行程中完成两个或；两个以上的加工工序的冲压模具。（2）复合模的特点优点：生产效率高冲压件的质量高生产成本降低模具结构紧凑，面积较小缺点：复合模具的精度要求高，相应的制造成本也就增高了，制造周期比较长复合模在维修方面比单工序模复杂和困难的多凸凹模的壁厚不能太薄，以免影响强度（3）常见复合模的种类冲裁类的复合模，成形类的复合模，冲裁与成形复合模，（4）冲裁复合模的基本结构形式及其选择冲裁复合模的基本结构形式冲裁正装复合模是指落料凹模装在下部分。落料凹模装在下模部分，适用于薄料冲裁，平整度要求高以及壁厚较小，强度较差凸凹模。冲裁倒装复合模是指落料凹模装在上模部分。落料土模装在下模部分适用于冲裁件平整度要求高，凸凹模强度足够时采用。冲裁复合模结构形式的选择一般在冲裁复合模中常采用倒装结构形式在使用冲裁复合模的过程中，要求冲孔废料不要落在工作区域时，应选择倒装结构形式，以使冲孔废料通过凸凹模孔向下漏出。凸凹模壁厚较小时，为了保证凸凹模的强度，应该选择正装结构形式。当凹模的外形尺寸较大时，若上模足够布置，则应优先采用倒装结构当制件有较高的平整度的要求时，采用正装的结构能取得较好效果。总之，为了操作安全，方便和提高生产效率在保证凸凹模强度和制件使用要求的前提条件下，应尽量采用倒装结构。3.1.2复合模的设计步骤（1）设计步骤根据冲压件的外形大小，尺寸精度，生产批量以及企业的加工设备，模具制造能力等因素，分析比较各种不同的工艺方案，确定复合工序的冲压加工工艺方案，进行必要的工艺计算（包括毛坯尺寸的计算，选择排样方法，确定搭边值，计算送料步距，画出排样图，各基本工序冲压力的计算，压力中心的计算等），确定所涉及的复合模的类型和总体结构的框架草图，然后在进入复合模零件的设计，在模具零件设计后最终确定模具的总装配图。（2）各零件的设计顺序先设计凹模，在设计凸凹模，凸模等相关的工作零件。确定凹模，凸凹模，凸模等工作零件的安装方法，设计相关零件的固定板，然后根据凹模外形尺寸选定或设计相应的模架，最后围绕复合模各工作零件的工作要求设计完成压边，定位，卸料，出件等机构零件的设计3.1.3复合模的注意事项及其零件的设计（1）设计复合模的注意事项：复合模的模具结构复杂，因此应在上下模之间设置导向装置。复合模导柱采用中间或对角布置时，应使两导柱直径不同，以防止上下模错位180而发生事故。复合模为倒装结构时，通常采用弹压卸料板卸料。由于弹性卸料具有成本低，更换方便的特点，复合模应尽量的采用弹性卸料。外形复杂的凸凹模，通常设计成直通式，以方便线切割加工，此时可采用螺钉加销钉，铆接，低熔点合金浇注等固定方式固定凸凹模。凸凹模平面尺寸较大时，不论采用倒装结构还是正装结构，均可省去固定板，可将其直接固定在上下模座上。设计冲裁类的复合模时，为了便于凸凹模的刃磨，应将其结构设计成落料冲孔同时进行。冲压非对称制件的复合模时，其工作零件必须定位可靠，不允许有转动的可能（2）复合模零件的设计要领考虑到复合模形状的复杂，复合模的工作零件多采用合金工具钢。设计凸凹模，凹模，凸模等工作零件的固定板时，若工作零件与其固定板采用窝座定位配合时，其嵌入固定板及底座的深度一般要达到510mm，对一般精度加工件可根据模架结构，按国标选用压入式，旋入式，凸缘式等模柄的结构形式。复合冲裁模具上的关键零件凸凹模，时直接使坯料成形的工作零件，凸凹模应满足如下要求：a:不能在冲压过程中断裂或破坏，所以应有足够的强度b:为了防止硬度太高而脆裂，对其材料及热处理应有适当的要求。c:凸凹模内孔一般按冲孔凹模设计，外形一般按落料凸模来设计。d:倒装复合模中，凸凹模的最小壁厚有经验确定，也可查表得到。3.2冲孔落料复合模的设计过程3.2.1进行必要的工艺计算（1）毛坯尺寸的计算 该制件为弯曲件，弯曲零件的结构设计，其圆角半径不宜小于最小弯曲半径，否则会使外层圆角处的拉伸应力超过材料的强度极限，致使外层产生断裂甚至使件报废，该制件的弯曲圆角半径为0.5mm，查表3-3,r/t=10.5,根据表3-20可计算出毛坯的展开尺寸为: L=L1+L2+L3+(r+xt) (式中x为中性层位移系数，查表得x为0.32)=4+4+9+3.14(0.5+0.50.32)=17+3.140.66=19.07mm(2)排样方法的选择及相关的计算排样是指冲裁件在条料，带料或板料上的布置方法。合理的排样和选择适当的搭边值，时降低成本和保证工件质量及模具寿命的有效措施。排样的方式多种多样，常见的有直排，斜排，直对排，混合排，分析制件采用直排即可。排样的相关计算搭边值的确定搭边是指排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料。搭边是废料，从节省材料出发，应越小越好。查表2-16 冲裁金属材料的搭边值选择a=2mm a1=1.5mm 材料利用率的计算 N总 一张板料上冲裁件的数目 L板料长 B板料宽 A冲裁件的面积条料宽度的计算在排样方案和搭边值确定之后就可以确定条料的宽度和进距。进距时冲裁时每次将条料送进模具的距离，具体值与搭边值及排样方案有关。查表3-29 条料宽度的确定 式中： 条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸（mm） 搭边值 条料宽度方向的单向偏差（mm）查表3-30 =0.5mm Z条料与导料板之间的间隙 查表3-31 Z=0.5mm 则将数值代入公式得：H为进距，已知条料宽度和搭边值即可求得进距： H=19.05+1.5 =20.57mm(3)冲压力的计算冲裁力的计算冲裁力：冲裁时材料对凸模的最大抗力。 式中 ：L冲裁轮廓线的长度,185.416mmT板料厚度 材料的抗剪强度，Mpa, 在260340 Mpa,之间，取 为300 Mpa,则将数值带入式中得到冲裁力：F=185.416=27812.4N选择压力机时，在将冲裁力乘以安全系数，其值一般取1.3，则用于冲裁的总压力应大于36156.12N。卸料力计算卸料力：卸下包在凸模上材料所需的力。F=K卸F冲式中：K卸卸料力系数，见表3-17，取为0.07F冲冲裁力，N则将数值代入式中得： F卸=0.07 =1946.86N推料力的计算推料力：顺着冲裁方向推出卡在凹模里的料。 F推=式中：K推推料力系数，见表3-17，取为0.1F冲冲裁力，N则将数值代入式中得：F推=0.1=2781.24N压力中心的计算由于制件是轴对称又是中心对称，故制件的压力中心就是其几何中心。3.2.2模具零件的设计（1）落料凹模的设计落料凹模刃口尺寸的计算图3.1 落料凹模刃口由于模具加工和测量方法的不同，凸模和凹模刃口部分尺寸的计算公式和制造公差的标注也不同，基本上可以分为两类：第一类凸模与凹模分开加工，第二类凸模与凹模配合加工，该制件采用配合加工的计算方法，原因如下：该制件形状复杂，料薄，为了保证凸凹模制件的间隙值，必须采用配合加工。由于零件没有标注公差，所以需通过冲模设计应用实例附录D，查出冲压件未注公差尺寸的极限偏差。A类尺寸的计算A1的极限偏差为-0.36 ，查表取x为0.75A1=(8-0.750.36)=7.73mmA2的极限偏差为-0.43，查表取x为0.5=18.855 mmA3的极限偏差为-0.62，查表取x为0.5A4的极限偏差为-0.74，查表取x为0.5A5的极限偏差为-0.36，查表取x为0.5A6的极限偏差为，查表取x为0.5A7的极限偏差为+0.25，查表取x为0.5B类尺寸的计算B的极限偏差为+0.25，查表取x为0.5C类尺寸的计算C1的极限偏差为C2的极限偏差为C3的极限偏差为凹模厚度的计算 H凹模的厚度（mm）P冲裁力(N)K1冲裁轮廓长度修正系数，查表2-15 取为1.37K2凹模材料的修正系数， 查表2-16 取为1.3凹模刃口形式的确定由于是倒装式的复合模，落料凹模装在上模部分，所以采用柱形孔口凹模，这种结构形式的凹模，其厚度的全部为有效刃口高度，刃壁无斜度，刃磨后刃口尺寸不变，适用于装有顶件装置的，从凹模上面取件的复合模。凹模的紧固方式用于冲制中小冲件的筒状凹模的紧固型式种类比较多，最常用的有以下五种：用销钉和螺钉紧固与模座上。其紧固的位置比较准确可靠，压入固定板的带台阶的凹模。它适用于圆形工件的冲裁。压配型的结构。它常用于冲压小型工件或局部成型做镶块用。用钢球和螺钉将凹模固定在模座上。它适用于经常需要更换凹模的场合。带沟槽和切口德螺钉使凹模紧固。它适用于经常需要更换凹模的场合。综上比较：该落料凹模采用螺钉和销钉紧固于模座上的固定方式。(2)冲孔凸模的设计凸模刃口尺寸的计算由于冲制的是简单圆形孔，若采用土模和凹模分开加工的计算方法，为了保证间隙值必须要满足：查表2-12,查表2-10Zmax=0.08 Zmin=0.06则故不能采用分开加工的计算方法，所以凸模刃口尺寸的计算需采用凸模和凹模配合加工的计算方法：查附录D得 圆孔的未注公差尺寸的极限偏差为+0.16，因数x=0.5则：凸模结构形式的确定常见的凸模结构形式有整体式，镶拼式，阶梯式，直通式，带护套式，凸模形式常见的以圆形的为多，为了避免应力集中和有较好的刚度，强度，圆形凸模常做成台阶形，并以较大的圆角半径圆滑过渡，可查表2-8得：图3.2 冲孔凸模凸模紧固连接方式的确定常见的圆形凸模的紧固连接方式有台肩固定，铆接，螺钉和销钉固定以及粘结剂浇注法固定。当冲裁中小型圆形零件时，可采用以过盈配合或过渡配合紧固在凸模固定板上的方式，顶端形成台肩，以便固定，并保证在工作时不被拉出，该制件为小型圆形零件，故采用台肩式固定的方式。粘结剂浇注法固定的方式常用于冲制板料厚度小于2mm的复杂形状的冲件或凸模数目较多且又比较集中的冲裁模。螺钉和销钉紧固凸模的方式常用于大中型零件的冲裁。凸模强度的校核一般情况下，凸模的强度时足够的，所以不用进行校核，但是对于特别细长的凸模或板料厚度较大的情况下，应进行压应力和弯曲应力的校核，检查其危险断面尺寸和自由长度是否满足强度要求。压应力的校核：故凸模的断面尺寸满足强度要求弯曲应力的校核：式中：L允许的凸模的最大自由长度，mmD凸模的最小直径，mmP冲裁力，NE弹性模量，对于工具钢，其值为2.15*1052.2*105（Mpa）凸模长度为55mm,小于63mm，故满足要求。凸模加工时的注意事项 凸模工作部分的刃口尺寸应尖锐锋利，无倒钝，裂缝，黑斑，缺口等缺陷 热处理时硬度必须均匀，无脱碳，软点，或者是显著地变形现象。 凸模工作部分的直径对配合部分的直径得分同心度不应超过配合部分的直径公差的二分之一。 未注明公差的尺寸，其公差按IT12级精度制造，各非工作部分外缘的锐边必须倒圆或倒角。（3）凸凹模的设计冲孔凹模的厚度计算 冲孔凹模刃口形式的确定采用柱形孔口的筒形凹模原因如下：这种形式的群凹模刃口，刃口强度较高，修磨后刃口不变，且刃口直壁下面的扩大部分可使凹模加工简单，常用于冲裁形状较复杂，或精度要求较高的中小型件 。常见的凹模刃口形式还有：柱形孔口凹模：这种结构其刃口强度较高，修磨后刃口不变，它主要用于冲裁大型或精度要求高的零件，不适合用于下落料的模具。柱孔口锥形凹模：该结构刃口直壁部分磨损较快，锥形口凹模：这种结构的凹模刃口，刃口强度较差，凹模内不易积存废料或冲裁件，它常用于冲裁形状简单，精度要求不高的零件。落料凸模的长度计算式中：L1 固定板的厚度，mmL2卸料板的厚度，mmL3凸模进入凹模的深度，mmh 一般情况下取1520mm凸凹模的最小壁厚查表6-11可知凸凹模的最小壁厚为1.6mm,由图可知，凸凹模的最小壁厚满足要求。图3.3 凸凹模凸凹模的紧固方式的确定当遇到复杂形状的非圆形截面的凸模时，由于模具加工不容易故将模具设计成整体式，用其外形来定位，压入到下模座中，采用螺钉来将模具固定在下模座内。 （4）垫板的设计垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被压出陷痕而损坏，此外当利用压力机的打杆推件时，因上模座被挖空，也需采用垫板来支撑，当凸模固定端面对模座的单位压力超过许用值，需采用垫板。垫板的厚度一般去612mm，其外形尺寸常与固定板相同，材料选用45钢，低碳钢渗碳或T7A，硬度按受力情况在设计时确定。垫板的厚度取10mm.（5）固定板的设计凸凹模固定板主要用于小型凸模，凹模或凸凹模等工作零件的固定，固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本上一致，厚度取（0.60.8）H ，材料选用Q235钢或45钢，固定板与凸模，凹模为过度配合。压装后，将凸模端面与固定板一起磨平。若复合模中工作零件与其固定板采用窝座定位方式，其压入固定板的深度应不小于5mm,一般超10mm,25*0.6=15mm,25*0.8=20mm,35*0.6=21mm,35*0.8=28mm,则冲口凹模的固定板的厚度在1520mm之间，而凸凹模的固定板的厚度应在2128mm之间。（6）推件装置的设计推件装置的作用一是保证加工完成的工件与冲切条料的顺利分离及冲切废料从模腔中排出，其次是保证后续加工顺利安全，连续的进行。倒装复合模的废料是嵌在上模部分的凹模上，推件装置必须根据制件形状设计，由于制件较小，采用打杆和推件块直接将工件推下，推件装置要有足够的位移量，一般应在上模接近上止点之前就完成推件动作，推板的厚度可根据推件力的大小和推件块的形状设计，一般不应小于5mm，（7）导向装置的选用导向模具选用导向模具有：无导向模，导板模，导筒模，导柱模。无导向模：结构简单，加工制造方便，制造周期短，价格低，安装和调整困难，冲件质量不稳定，工作零件寿命短，定位可见，变化较灵活，操作方便，用于弯曲，拉深，成形等，适用于小批量的生产。导板模：导板模比无导向模，精度高，寿命长，使用安装容易，操作安全，一般适用于材料厚度大于0.5mm的单工序冲裁，或单工序冲孔或多工序跳步冲孔，冲裁跳步拉深等工序，在冲压形状复杂，尺寸较大的零件时，就不宜采用导板模。导柱模：导向稳定可靠，精度较高，使用安装也很方便，目前，在大量和成批生产中均采用导柱模。导柱模又分为中间导柱，对角导柱，后侧导柱，四角导柱。中间导柱模：对称分布，受力平衡，在对一定精度要求的零件进行冲压时大多采用这种结构，但只能以一个方向送料。 对角导柱模：受力平衡，当冲件的外形尺寸超过100mm,则经常采用这种结构形式的模架，它可以两个方向送料。后侧导柱：分布不对称，受力不平衡，送料和取件都不方便，不适精密冲压。分析制件，采用中间导柱模即可满足所需。模架的选用 由于复合模的精度要求高，因此复合模的模架也应选用精度较高的模架，滚珠式模架相对于滑动式的模架具有导向精度高，寿命长的特点，复合模常采用滚珠式的模架。查冲模设计速查手册表9-7 根据零件的外形尺寸，选取如下结果：表3. 1零件的外形尺寸凹模边界10080mm最大行程80mm最小闭合高度165mm上模座1008035代号GB/T 2816.6-2008下模座1008040代号GB/T 2862.6-2008导柱20155 22155代号GB/T 2861.2-2008导套2010033 2210033代号GB/T 2861.4-2008弹簧1.62472 1.62672代号GB/T 2861.6-2008钢球保持圈2025.564 2227.564代号GB/T 2861.5-2008螺钉M860代号GB/T 70.1-2008模柄的选用常见的模柄形式有六种：a:旋入式 主要用于中小型有导柱的模具中b:压入式 主要用于上模座较厚而又没有开设推板孔的场合c:凸缘式 装配后的模柄的垂直度远不如压入式的模柄，这种模柄的优点在于凸缘的厚度一般不到模座厚度的一半，凸缘模柄以下的模座部分可加工出形孔，以便容纳推件装置的推板。d:浮动式 主要用于滚动导向模架e:通用式 根据需要可换不同直径的凸模f:槽形式 主要用于弯曲模，也可用于冲非圆孔的冲孔模，切断模等。 在复合模中的模柄的选择中，对加工精度较高的冲压件，为减少冲压设备和安装误差对模具精度的影响，可采用浮动模柄，对于一般要求的冲压件，可根据模架结构，按国标选用压入式或旋入式或凸缘式等凸缘模柄的形式，该套模具中采用压入式的模柄 B 40*105 JB/T 7646.1-2008 ,材料选用Q235或45钢。模柄尺寸的确定应与所选压力机相适应。（8）卸料装置的设计卸料方式的选用及设计卸料装置的作用：主要是用来在冲压工作完成后从凸模上卸下条料或者废料，有时也起压料的作用，此外还兼有保护凸模强度，防止冲裁时材料的变形等作用。卸料装置的形式有：刚性卸料和弹性卸料固定卸料板：结构简单，工作可靠，卸料力大，适用于平整度要求不高或厚板料制件的卸料。常用于冲制t0.8mm厚的板料。弹压卸料板：它既起压料的作用，又起卸料的作用。由于在工作前有预压的作用，所得冲裁件的质量较好，平整度较高，弹压卸料板大量用于连续模中，根据不同结构的模具情况，卸料板可装在上模或下模，其卸料力由弹簧或者橡胶来提供，有时也可用气垫。综上比较，刚性卸料和弹性卸料，采用弹性卸料方式较优，该制件的卸料力只需2KN，卸料力较小，且在复合模中，制件的平整度要求较高，弹性卸料方式通过压料保证了制件的平整度的要求，弹性卸料的卸料力也可满足该制件。弹性元件有：弹簧，橡胶。弹性卸料板的有关尺寸：卸料板导向孔的高度为35mm卸料板底面高出凸模底面0.20.8mm卸料螺钉孔直径处的Lmin=0.75d弹卸卸料板的厚度可查表9-18选取H=10mm卸料板孔与凸模的单边间隙可查表9-19，Z/2为0.1mm橡胶的选用及校核橡胶压力PP橡胶压力，NA橡胶横截面积，mm2Q橡胶压缩的单位压力，查表11-5.橡胶的自由高度 H橡胶的自由高度 L 考虑修磨后的卸料或压边的工作行程，mm H应满足 0.5 H橡胶的自由高度，mm D橡胶自由状态的直径，mm卸料螺钉的选用查表9-6 冲模圆柱头卸料螺钉选择圆柱头卸料螺钉 M8*48 JB/T 7650.5-2008所选的卸料螺钉应满足:卸料螺钉的许用负荷，KN D1螺钉的最小直径，mm许用应力，Mpa当=80 Mpa，则负荷为2.4=2.5，=2.4,故满足要求。（9）定位零件的设计冲模的定位装置用以保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置，单个毛坯的定位用定位销或定位板，它们保证工件在前后工序中相对位置的精度，或保证工件内孔与外缘的位置精度的要求。（10）固定零件的选用及其它们的位置关系固定零件的选用 在中小型模具中一般采用M6，M8，M10或M12的紧固螺钉。 当被固定件为圆形件时采用34个，当被固定件为矩形时用46个，螺钉拧入的深度太浅，紧固不牢靠，太深，拆装工作量大。模具中的销钉用于连接两个带通孔的零件，起定位作用，承受一般的错移力，常见的销钉有圆柱销和圆锥销。同一组合的圆柱销不小于两个，尽量置于被固定件的外形轮廓附近，一般离模具刃口较远且尽量错开布置，以保证定位可靠。对于中小型模具一般采用d=6,8,10,12m等几种尺寸。固定零件之间的位置关系表 3.2 紧固零件之间的位置关系ACD淬火12511不淬火1037图3.4 固定零件之间的位置关系(11)模具零件材料的选用结果如下：表3.3 模具零件材料的选用零件名称可选材料抗剪强度抗拉强度伸长率屈服强度热处理选择结果凸模T8AT10A60095075012005862T8A凹模600750106064T8A上模板Q235Q27545310380400500440560380470500600550700212515191624028036045下模板45导柱20T8A280400360510252506064T8A导套60095075012005862T8A固定板垫板模柄Q235Q27531038040050038047050060021251519240280Q275Q275Q275卸料板45T8A44056060095055070075012001636043485660T8A打杆4555070016360434845橡胶聚氨酯销钉，螺钉Q235453103804405603804705507002125162403604545(12)冲压设备的选用表3.4 冲压设备的选用开式可倾工作台压力机公称压力160KN滑块行程70mm续表3.4冲压设备的选用行程次数115次/min最大闭合高度220mm封闭高度调节量60mm滑块中心到床身的距离160mm立柱间距离220mm工作台板厚度60mm倾斜角304弯曲模的设计4.1 弯曲模结构的设计为了达到工件的质量要求，在确定弯曲件的工序安排和设计模具结构时，应合理制定工艺，遵循弯曲过程中的变形规律，除了需要综合考虑模具结构设计原则外，还要注意以下几点：4.1.1弯曲件的工序安排对于形状简单的U形弯曲件，可以采用一次弯曲成形，对需要进行多次弯曲时，弯曲次序一定是先弯两边，再弯中间部分。4.1.2弯曲工序和模具尺寸的确定对于有孔或有切口的冲件，要注意由于弯曲的作用容易引起变形或出现尺寸误差，所以最好是在弯曲之后再做冲孔和切口。先是要进行弯曲模的设计制造，然后在确定下料模的精确尺寸。制作毛坯时，应尽量使后续弯曲工序的弯曲线与材料轧制方向成一定的角度。选取比弯曲力吨位稍大的设备，对与此相适应的模具大小，高度，行程，长度等等作出考虑。4.1.3毛坯要有可靠地定位在弯曲开始时，毛坯就应定位很好，稳定可靠，弯曲过程要防止毛坯的偏移，可在模具上放置毛坯的定位板，可利用工件上的孔来定位，如无口可供定位时，则应考虑采用工艺孔来定位，若无法设置工艺孔时，则采用定位尖，顶杆等。当工艺上要求多道工序时，各工序要有同一定位基准。对于厚板的场合，要特别注意使定位板不至与端面的毛刺相干扰。在压弯的过程中，必须考虑到防止毛坯滑动的可能性。（1）增加装置或改变工艺 为有利于提高弯曲件的精度，必要时，弯曲件可添加工艺，连接带（这部分材料在弯曲后再将其切除）或采用对称弯曲不应是毛坯产生严重的局部变薄或变形不足模具结构应使毛坯的变形尽可能是纯弯曲变形，以免产生大量的局部变形弯曲区能得到校正有补偿回弹量的可能（2）由于弯曲件的回弹，因此在弯曲模的结构设计时应考虑到在制造和试模时，能修正凸模和凹模工作部分的几何形状及补偿回弹的可能。作用在毛坯上的外力应尽量对称，以避免在变形过程中，毛坯产生错移。（3）冲件的取出必须能迅速安全的进行，必须使卸料方便，通常使用顶出装置，压缩空气吹出装置（用于小件），弹簧式顶出装置多与压料装置并用。注意操作者的安全。（4）模具的标准化与其他类型的模具一样，弯曲模也要尽可能做到标准化。4.2 弯曲模零件设计的步骤根据零件的外形大小，尺寸精度，生产批量及企业的加工设备，模具制造能力等因素，在冲压加工工艺（包括计算毛坯尺寸，确定弯曲回弹量）确定的基础上，确定所设计弯曲模的类型和总体结构的框架，然后再可进入弯曲模零件的设计，在模具零件设计完成后，在此基础上最后可确定模具的总装配图。各零件设计顺序是： 先设计凹模在设计与凹模有关的工作零件根据凹模外形尺寸选定或设计相应的模架最后完成固定，定位，卸料等零件的设计4.3弯曲模零件的制造弯曲模工作零件的制造有以下一些特点：（1）弯曲凸，凹模的加工一般采用样板或样件来控制精度，样板与样件的精度一般应在 0.05mm，另外，由于弯曲件回弹的影响，加工出来的凸模和凹模的形状不可能和零件的最后形状完全相同，因此必须要有一定的修正值。（2）弯曲模的淬火工序一般在试模后进行，在制造弯曲模时，必须 要考虑材料的回弹值，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，直到弯曲出合格的零件为止。为了便于对凸凹模形状和尺寸进行修正，需要在试模合适后，才能进行淬硬定型。（3）当凸凹模采用配作法加工时，其加工工序应啊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。（4）弯曲凸凹模工作部分的表面质量要求较高，表面粗糙度值一般应在0.4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，并在淬火后仔细的精修和抛光。（5）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。（6）弯曲凸凹模的材料及硬度要求，可根据弯曲件所用材料，厚度及批量大小选用，对于一般要求的凸凹模，常采用T8A,T10A钢，淬硬到HRC5660.弯曲模工作零件的加工关键是如何保证工作型面的尺寸和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，销孔加工工作型面精加工淬火与回火工作型面光整加工4.4 弯曲模的质量问题及预防措施弯曲件的质量分析在实际上生产中，弯曲件的主要质量问题有：回弹，滑移，弯裂和拉痕等质量缺陷。4.4.1弯曲件的回弹现象(1)回弹定义：弯曲件的回弹是制件从模具内取出后的尺寸与模具相应尺寸的差值。一般以角度差和半径差来表示。从模具中取出后曲率半径增大的回弹，或制件从模具中取出后材料实体增大的回弹，称为正回弹，反之称为负回弹。弯曲过程的回弹现象时一个影响弯曲件精度的重要问题，在设计弯曲工艺和弯曲模时应认真考虑。弯曲回弹的两个表现形式：弯曲半径的增大，弯曲中心角度的变化影响回弹的主要因素：材料的力学性能，相对弯曲半径，弯曲中心角，弯曲方式和弯曲模，弯曲件形状，模具间隙，弯曲力。回弹值得确定：分析该制件属于大变形程度的自由弯曲，卸料后的弯曲件弯曲圆角半径的变化是很小的，而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。可通过查表得 到。自由弯曲：在凸凹模隔着材料吻合以前的弯曲过程校正弯曲：凸模继续下压，弯曲力急剧上升。(2)减少回弹的措施：选择力学性能较好的材料选择屈服点较小，弹性模量较大，硬化指数较小的材料设计合理的弯曲件的结构在设计弯曲件的结构时，相对弯曲半径在大于最小相对弯曲半径的前提下应尽量小，同时在不影响弯曲件的使用性能的前提下，可以在弯曲区压制加强筋，以增加弯曲件截面惯性距，能够较好的抑制回弹。改变变形区的应力状态校正法把弯曲凸模的角部做成局部突起的形状，卸载后回弹量将会减少，一般认为，当弯曲变形区金属的校正压缩量为板厚的2%5%时就可以得到较好的效果。纵向加压法在弯曲过程结束时，用凸模上的突肩沿弯曲毛坯的纵向加压使变形区内外层金属切向均受压缩，减少了与内层毛坯切向应力的差别，可以减少回弹量。拉弯法(4)这种方法主要用于大曲率半径弯曲件利用回弹规律补偿法软模法(5)弯曲工艺方面的对策在允许的情况下，采用加热弯曲校正弯曲代替自由弯曲，在操作时，进行多次镦压4.4.2 弯曲件的偏移现象（1）偏移定义：由于毛坯和模具之间存在着摩擦，当摩擦力不平衡时会造成毛坯的移位，称做偏移。使弯曲件的尺寸达不到要求。产生偏移的具体原因：工作不对称，毛坯两边与凹模接触面不相等。凹模两边的边缘圆角半径不相等，半径小，摩擦力大两边折弯的个数不相等凹模两边的间隙和润滑情况不一样（2）防止偏移的措施尽可能采用对称凹模，边缘圆角半径相等，间隙均匀采用弹性顶件装置的模具结构，保证毛坯在弯曲过程中一直处于在压紧状态，达到防止毛坯偏移的目的，采用定位销的模具结构，利用工件上的孔，或弯曲前预冲的工艺孔，用销钉定位，可防止弯曲中坯料的平偏移。制定冲压工艺时，尽量使毛坯弯曲时两侧面受力平衡，以防止弯曲偏移，因此非对称的制件应成对弯曲，弯曲后再剖切为单件增加直边高度减少孔变形若工件在弯曲线附近有预先冲出的孔，由于弯曲时材料的流动，会使原来的孔变形。为了避免这种现象的出现，必须使这些孔分布在变形区以外的部位。对弯曲形状的要求当弯曲件的弯曲处于宽窄交界处时，为使弯曲时易于变形，防止交界处开裂，预先在工件上设置工艺槽或工艺缺口。4.4.3弯曲件的弯裂（1）原因弯曲件变形区外边是拉伸区，当此区的拉应力超过材料的应力极限时就产生拉裂。（2）措施弯曲件的相对弯曲半径越小，弯曲变形就越大，就越容易产生拉裂。4.4.4 拉痕的产生及预防（1）原因拉痕是制件在成形过程中，材料表面和模具工作表面摩擦痕迹。（2）措施小型V形件，不采用无底凹模进行弯曲加工采用带底的凹模弯曲的V形件，可以在弯曲后期进行校形。经过校形弯曲后，弯曲件的回弹量可比自由弯曲时小的多。4.5弯曲模工作零件的相关设计及计算4.5.1模具结构的确定分析制件，制件的弯曲只发生在中间部分，若采用正装形式的结构，则半成品的工件将会被压入到弯曲凹模内，这样会使半成品的工件的两边部位有可能产生磨伤，影响工件的精度并且在弯曲时不容易定位，不利于工件的卸下，若采用倒装结构的弯曲模，既可利用工件上的孔来定位，还保护了半成品，运用推荐装置将工件推下，所以采用倒装的结构形式更加合适。4.5.2弯曲凸模的设计（1）弯曲凸模工作部分的尺寸与公差用内形尺寸标注的弯曲件，则模具以凸模为基准件，间隙取在凹模上。工件为单向偏差时，其凸模尺寸为：式中： 凸模和凹模的宽度L 弯曲件宽度的基本尺寸 凸，凹模的制造偏差，采用IT7-9级精度C模具间隙（2）凸模圆角半径： 弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模的圆角半径应等于弯曲件内侧的圆角半径，但不能小于材料允许的最小弯曲半径，若r/t小于最小相对弯曲半径，弯曲时应取凸模的圆角半径大于最小弯曲半径，然后利用整形工序，使工件达到所需的弯曲半径。当弯曲件的圆角r与料厚t，即r/t10时，则应考虑回弹。按计算的回弹值进行整形。图4.2弯曲凸模4.5.3 弯曲凹模的设计（1）凹模的工作部分的尺寸与公差凹模尺寸为：式中：凸模和凹模的宽度L弯曲件宽度的基本尺寸凸，凹模的制造偏差，采用IT7-9级精度C模具间隙（2）凹模的圆角半径凹模圆角半径的大小对弯曲力和工件质量均有影响，凹模的圆角半径过小，弯曲时，坯料进入凹模的阻力增大，工件表面容易产生擦伤甚至出现压痕，凹模的圆角半径过大，坯料难以准确定位，为了防止弯曲时毛坯产生偏移，