关 键 词：

线夹一模三件 连续 复合 设计

资源描述：

线夹一模三件连续复合模设计,线夹一模三件,连续,复合,设计

内容简介：

湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）中期检查表学 部： 理工学部 学生姓名王昌培学 号200741914417年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(4)班指导教师及职称周光永副教授毕业论文（设计）题目线夹一模三件连续复合模设计毕业论文（设计）工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题1.装配图的总体设计2.零件图的几何形状分析3.零件图的绘制1.说明书的格式2.有关参数的查询，如公差、粗糙度3.设计总结指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日检查（考核）小组意见检查小组组长签名： 年 月 日湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）任务书学生姓名王昌培学 号200741914417年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(4)班指导教师及职称周光永副教授20 年 月 日填 写 说 明一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）毕业论文（设计）选题来源、选题性质和完成形式：请在合适的对应选项前的“（ ）”内打“”，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（三）主要参考文献与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（四）毕业论文（设计）的进度安排：1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目线夹一模三件连续复合模设计选题来源（ ）结合科研课题 课题名称： （）生产实际或社会实际 （ ）其他 选题性质（ ）基础研究 （）应用研究 （ ）其他题目完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文主要内容和要求一、主要内容: 1完成对中等复杂程度钣金模具的计算、结构设计工作。材料为Q235的钣金零件为对象（具体的零件图已给出），进行专用模具的设计。2进行模具设计基本计算、结构设计。3完成钣金模具装配图的设计和所有非标零件图设计工作。二、要求：1查阅资料15篇以上；2该模具设计结构可靠、布局合理、工作时操作方便；3模具中各执行机构协调工作、具有一定的使用寿命；4画图相当于3张A0图纸的工作量；5设计计算说明书1万字以上，条理清楚，计算有据。格式按湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）规范化要求。注：此表如不够填写，可另加附页。主要参考文献与外文资料1 王树勋等. 典型模具结构图册M.广州.华南理工大学出版社. 2005，4.2 涂光祺. 冲模技术 M.北京. 机械工业出版社. 2004.9.3 王卫卫. 材料成形设备M. 机械工业出版社，2006.14 杨玉英. 实用冲压工艺及模具设计手册M，北京机械工业出版社，2005.95 翁其金. 冲压工艺与冲模设计M，北京机械工业出版社，2004.76 赵孟栋. 冷冲模设计M，北京机械工业出版社，2005.47 成大先. 机械设计手册M，北京： 化学工业出版社， 2004.18 模具实用技术丛书编委会. 冲模设计应用实例M（第五版）. 北京机械工业出版社，2003.49 傅建军. 模具制造工艺 M. 北京 机械工业出版社，2004.1工作进度安排起止日期主要工作内容2010.9.152010.9.18选题2010.9.192010.9.21下达任务书2010.9.222010.9.25开题2010.9.262011.4.15设计2011.4.162011.4.30完善与总结课题2011.5.12011.5.15提交正稿与指导教师评阅2011.5.202011.5.28专业委员会评阅，答辩与修改定稿要求完成日期：20 年 月 日 指导教师签名： 审查日期：20 年 月 日 专业负责人签名： 批准日期：20 年 月 日 接受任务日期：20 年 月 日； 学生本人签名： 注：签名栏必须由相应责任人亲笔签名。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表学生姓名王昌培学号200741914417年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(4)班指导教师及职称周光永 副教授开题时间2010年09月25日毕业论文（设计）题目线夹一模三件连续复合模设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）选题研究意义：1 连续复合模模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。1这种模具除进行冲孔落料工作外，还可以根据零件结构的特点和成形性质，完全压筋、冲裁、弯曲、拉伸等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。因此，连续复合模在工业生产拥有很大的研究价值。国内外研究现状:3 连续复合模代表了冲压模具的发展方向，主要为电子产业，汽车以及仪表、电机电器等配套。3国内已有相当基础，并应用国外先进技术，个别企业生产的产品已经达到世界水平，但大部分企业仍有较大差距，总量也供不应求，进口较多。为汽车配套件及其他大中型冲压件配套的大型多工位级进模也是发展方向。随着汽车工业，电子信息工业和家电工业的发展，冲压模具市场结构正在发生很大变化。与此相适应，冲压模具产品结构必须进行相应的调整。例如汽车覆盖件模具。汽车零件精冲模具、高精度和高难度的引线框冲模、接插件连续复合模、各种电机定转子连续复合模等，其产品种类和产量必将有很大发展，有关企业必须根据市场要求来调整其产品结构。从总体来看，应不断提高有技术含量的大型、精密、复杂、长寿命模具在模具工业中所占的比例。从世界塑料机械主要生产国美、德、日、来看，级进模产量在逐年增长，并在整个机械行业中占有很大比重。因此提高我国连续复合模技术含量势在必行。主要参考文献：1翁其金，徐新成.冲压工艺及冲模设计M.北京：机械工业出版社，2004.72段来根.多工位级进模与冲压自动化M.北京：机械工业出版社，2001.83刘靖岩.冷冲压工艺及模具设计M.北京：中国轻工业出版社，2006.34杨玉英.使用冲压工艺及模具设计手册M.北京：机械工业出版社，2004.75王树勋.典型模具结构图册M.广州：华南理工大学出版社，2005.46涂光祺.冲模技术M.北京：机械工业出版社,2006.1研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）研究目的：通过此次设计了解多工位级进模的一般程序，巩固和扩展冷冲压模具设计与制造等课程所学的知识，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，提高CAD制图能力。内容： 完成中等复杂程度板件模具的计算、结构设计工作。板件材料为电工纯铁DT2。 进行模具的结果和原理的分析与计算，模具零件的选材。 完成非标准件的零件图，以及衔铁多连续复合模的装配图。方法：通过查阅模具设计手册，借鉴有关多连续复合模的书籍完成模具的结构的设计和原理的分析，并完成相关计算与材料的选定。运用所学的知识对模具进行强度校核、工艺分析。使用AutoCAD完成零件图和装配图。条件保障：具备良好的CAD绘图能力，拥有扎实的冷冲压模具设计与制造、机械设计、机械制造工艺学方面的知识。时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）2010.9.15-2010.9.18 选题2010.9.19-2010.9.21 下达任务书2010.9.22-2010.9.25 开题2010.9.26-2011.4.15 设计2011.4.16-2011.4.30 完善与总结课题2011.5.1-2011.5.15 提交正稿与指导老师评阅2011.5.20-2011.5.28 专业委员会评阅，答辩与修改定稿开题论证小组意见组长签名： 年 月 日专业委员会意见 专业教研室主任签名： 年 月 日注：此表意见栏必须由相应责任人亲笔填写湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证记录学 部： 理工学部 学生姓名王昌培学 号200741914417年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化专业(4)班指导教师姓名周光永指导教师职称副教授毕业论文（设计）题目线夹一模三件连续复合模设计论证小组质疑及指导意见1.落料工序，凹模裁搭边镶件的加工是否能达到要求2.弯曲凸模的加工工序3.零件的出料过程学生回答简要记录1.裁搭边镶件外形尺寸可以通过磨床加工。内部尺寸可以通过线切割加工获得2.可以通过电火花加工获得3.经卸料板卸料获得。论证小组成员签名 记录人签名： 论证时间： 20 年 月 日 指导教师指导检查学生进行毕业论文（设计）工作情况登记表系（部）名称：理工学部 指导教师姓名：陈文凯时 间地 点指导、检查的主要内容学生签名2010.10.208教南407选题王昌培2010.12.18教南407下任务书王昌培2011.1.18教南407计算相关尺寸，对零件进行分析王昌培2011.1.158教南407设计装配图王昌培2011.2.18教南407设计相关零件尺寸，书写说明书王昌培2011.2.158教南407拆分总图，画零件图，对零件标注尺寸，公差等。王昌培2011.3.18教南407中期检查王昌培2011.4.18教南407检查修改王昌培2011.5.18教南407中期考核王昌培2011.5.158教南407完善设计初稿王昌培注：此表在每次指导、检查工作时由学生带来，指导教师填写。内容包括学生的学习、工作态度；毕业论文（设计）工作的进展情况；论文（设计）工作中尚需解决的问题等。湖南农业大学东方科技学院毕业论设计选题审批表专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目线夹一模三件连续复合模设计选题来源（ ）结合科研课题 课题名称： （）生产实际或社会实际 （ ）其他选题性质（ ）基础研究 （）应用研究 （ ）其他选题完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文指导教师姓名周光永职称副教授是否主持或参与过科研课题（）是（ ）否选题依据（科学性、可行性论证）和内容简要连续复合模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。1这种模具除进行冲孔落料工作外，还可以根据零件结构的特点和成形性质，完全压筋、冲裁、弯曲、拉伸等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。因此，连续复合模在工业生产拥有很大的研究价值，在本次毕业设计中选择了一模三件连续复合模专业委员会意见专业委员会主任签名： 年 月 日线夹一模三件连续复合模设计DESIGN OF WIRE CLIP THREE CAVTIES PROGRESSIVE AND GANG DIE目 录摘 要1关键词：复合模；冲压；设计11 前言12 冲裁弯曲件的工艺分析23 确定工艺方案及模具的结构形式34 模具总体结构设计3 4.1 模具类型的选择3 4.2 定位方式的选择4 4.3 卸料方式的选择4 4.4 导向方式的选择45 模具设计工艺计算4 5.1计算毛坯尺寸4 5.2排样、计算条料宽度及步距的确定55.2.1 搭边值的确定55.2.2 条料宽度的确定65.2.3 导板间间距的确定75.2.4 排样85.2.5 材料利用率的计算86 冲裁力的计算8 6.1 计算冲裁力的公式8 6.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力96.2.1 总冲裁力96.2.2 卸料力FQ的计算96.2.3 推料力FQ1的计算106.2.4 顶件力FQ2的计算106.2.5弯曲力FC的计算116.2.6总的冲压力的计算117 模具压力中心与计算128 冲裁模间隙的确定129 刃口尺寸的计算13 9.1 口尺寸计算的基本原则13 9.2刃口尺寸的计算14 9.3计算凸、凹模刃口的尺寸15 9.4冲裁刃口高度17 9.5弯曲部分刃口尺寸的计算189.5.1最小相对弯曲半径rmin/t189.5.2弯曲部分工作尺寸的计算1810主要零部件的设计19 10.1 工作零件的结构设计1910.1.1凹模的设计1910.1.3外形凸模的设计2010.1.4内孔凸模设计2110.1.5弯曲凸模的设计21 10.2 卸料部分的设计2110.2.1 卸料板的设计21 10.4模架及其它零件的设计2210.4.1上下模座2210.4.2模柄2210.4.3模具的闭合高度2311 模具总装图2312 压力机的选择2313结论24参考文献24致 谢25线夹一模三件连续复合模设计摘 要：线夹一模三件冲裁模是一套倒复合模，它包括落料、冲孔、弯曲、切断四道工序。通过对冲裁机理及冲件工艺性的分析，设计出了结构合理、经济实用的模具；在制作过程中，保证加工零、部件的尺寸精度和表面质量，提高各零件间的位置对正关系，避免错位，调整好落料、冲孔的间隙，使得间隙值合理化，最终保证工件试冲后满足零件图所规定的精度要求。关键词：复合模；冲压；设计Design of Wire Clip Three Cavties Progressive and Gang DieStudent:Wang Chang pei Tutor: Zhou Guang yong(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract：Wire clip three cavties progressive and gangdie is that one set gets the complex die, It including blanking , washing holes , crooked three processes of inverting to link a piece of blanking die. Through wash pieces of analysis of craft to blanking mechanism , design structure reasonable , economical and practical die; In the course of making , Guarantee to process precision of size of the spare part and surface quality, improve position of every part adjust relation well , Is it misplace to avoid , adjust good blanking , wash interval of hole, make interval to be value rationalized , Guarantee work piece is it meet part precision demand picture stipulate after washing to try finally. Key words：progressive die; stamping; design1 前言 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。2 冲裁弯曲件的工艺分析图1 零件图Fig. 1 Part drawing生产批量：大批量;材料：Q235钢板该材料，经退火及时效处理，具有较高的强度、硬度，适合做中等强度的零件。尺寸精度：零件图上的尺寸除了两个孔的定位尺寸标有偏差外，其他的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安IT14级确定工件的公差。经查公差表，各尺寸公差为：4.3 0 +0。30 10 0-0.43 290 -.52两个孔的位置公差为：190.2 50.2 工件结构形状：制件需要进行冲切、冲孔、切断、弯曲四道基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证磨具的复杂程度和模具的寿命。3 确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案;(1) 冲切切断弯曲冲孔；单工序模冲压(2) 冲切切断冲孔弯曲；单工序模冲压。(3) 冲孔切断冲切弯曲；连续模冲压。(4) 冲切冲孔切断弯曲；复合模冲压。方案（1）（2）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。方案（3）属于连续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大的加工难度，因此，不宜采用该方案。方案（4）属于复合冲裁模，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为合适。根据分析采用方案（4）复合冲裁。4 模具总体结构设计4.1 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。4.2 定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。4.3 卸料方式的选择 因为工件料厚0.8mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用刚性料装置卸料。4.4 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用对直导柱的导向方式。5 模具设计工艺计算5.1计算毛坯尺寸相对弯曲半径为：R/t=3/0.8=3.750.4（最小弯曲半径r=0.5t）式中：R弯曲半径（mm） t材料厚度（mm） 由于相对弯曲半径大于0.4，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先 求变形区中性层曲率半径（mm）。 =R+kt 公式1式中：中性层半径，mmr0弯曲内半径，mmk中性层位置因数，mm t材料厚度，mm 表1 中性层位置因数K与R/t比值的关系Table 1 Relationship of neutrallayer position Kand R/ tratioR/t0.10.20.30.40.50.60.70.81.01.2K0.210.220.230.240.250.260.270.30.320.33R/t1.31.522.5345678K0.340.360.380.390.400.430.440.460.480.5表2，查得K1=0. 42 K2=0. 33根据公式1 1=R+k1t=3+0.420.8 =3.332=R+k2t =1+0.330.8 =1.26 5.2排样、计算条料宽度及步距的确定由给出文件 其步距为36mm5.2.1 搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。 搭边是废料，从节省材料出发，搭边值越小越好，但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且影响冲裁件得剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验确定的。(1) 材料的力学性能(2) 工件的形状与尺寸(3) 材料厚度(4) 手工送料，有侧压装置的模具，搭边值要小些。表2 冲裁金属材料的搭边值Table2 Scrapnumerical value of stamping metalmaterials手动送料 自动送料料厚圆形非圆形往复送料aaa a1aa1a a1 1 1.5 1.5 2 1.5 3 2 - -12 2.5 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 22.5 2.5 2 3 2.5 4 3.5 - -34 3 2.5 3.5 3 5 4 4 3 45 4 3 5 4 6 5 5 456 5 4 6 5 7 6 6 5 68 6 5 7 5 8 7 7 68 7 6 8 7 9 8 8 7 搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损该制件是矩形工件，根据尺寸从表2和设计资料，按常规搭边与沿边宽度0.81mm中查出：两制件之间的搭边值a1=1mm,侧搭边值a=3mm。 5.2.2 条料宽度的确定计算条料宽度有三种情况需要考虑；有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。条料宽度公式：B=（D+2a） 公式2其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为，条料宽度偏差。D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。a侧搭边值。查表3 条料宽度偏差为0.15根据公式2 B=（D+2a+Z1） =（33+21.5+.01）0-0.15=36.10-0.15 表3 调料与导料板之间的间隙Table 3 The clearance of cutting lerances andspices 条料宽度B条料厚度l1121212Z1Z1Z1Z11501001001501502202203000.40.50.60.70.80.10.10.20.20.30.50.60.70.80.90.20.20.30.30.40.70.80.91.01.10.40.40.50.50.60.91.01.11.21.30.60.60.70.70.85.2.3 导板间间距的确定导料板间距离公式： A=B+Z 公式3Z导料板与条料之间的最小间隙（mm）；查表4得Z=5mm 根据公式3 A= B+Z =41表4 导料板与条料之间的最小间隙Zmin（mm）Table4 The clearance Zmin (mm) of stripguideplateand billot材料厚度条料宽度有侧压装置无侧压装置 100 100200 200300 100 100100 0.5 0.8 1.2 5 8 0.51 0.5 0.8 1.2 5 812 0.5 1.0 1.5 5 823 0.5 1.0 1.5 5 834 0.5 1.0 1.5 5 845 0.5 1.0 1.5 5 85.2.4 排样根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。由于设计的零件是矩形零件，且四个孔均有位置公差要求，所以采用有费料直排法。5.2.5 材料利用率的计算冲裁零件的面积为： F=长宽=38.536=1386(mm2)毛坯面积为：A=22.2510+(10/2)2-2(4.3/2)3=823.5（mm2）。 材料利用率=A/F100=60.16 冲裁力的计算6.1 计算冲裁力的公式 计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力F p一般可以按下式计算：Fp=KptL 公式4 式中 材料抗剪强度，MPa；L冲裁件周长，mm；t材料厚度，mm。选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取F=1.3LtLtb=Ltb式中：b材料抗拉强度，MPa。根据机械设计课程设计和设计手册，查得Q235的抗拉强度375-450MPa,取450MPa。6.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括F总冲压力。 Fp总冲裁力。 FQ卸料力FQ1推料力。FQ2切断力FC弯曲力6.2.1 总冲裁力Fp=F1+F2 公式5F1落料时的冲裁力。 F2冲孔时的冲裁力.落料时的周边长度为：L1=2(35.5+34）=139mm根据公式5 F1= Ltb =1390.8450 =50.04 (KN)冲孔时的周边长度为：L2=6d=63.144.6=86.66mm F2= Ltb =86.660.8450 =31.20(KN)总冲裁力：Fp=F1+F2=50.04+31.20=81.24(KN)6.2.2 卸料力FQ的计算 FQ=K卸Fp 公式6 K卸料力系数。查表5得K0.0040.05，取K0.05 根据公式6 FQ=K Fp 0.0581.244.06(KN) 表5 卸料力、推件力和顶件力系数Table 5 Unloading force, pushing force and the top pieces force coefficient料厚t/mmK卸K推K顶钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.07 -0.030.09 -对于表中的数据，后的材料取小直，薄材料取值。6.2.3 推料力FQ1的计算 FQ1=K推Fp 公式7 Kt推料力系数。 查表5 得Kt0.030.07, 取Kt=0.07 根据公式7 FQ1=KtFp =0.0781.24 5.68(KN)6.2.4 顶件力FQ2的计算 FQ2=KdFp 公式8 Kd顶件力系数。 查表5 得Kd0.030.07, 取Kt=0.07 根据公式8 FQ2=KdFp =0.0781.24 5.68(KN)6.2.5弯曲力FC的计算 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慨略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。 形弯曲件的经验公式为： Fc=0.7KBt2b/+t 公式9 Fc冲压行程结束时不校正时的弯曲力。 B弯曲件的宽度（mm）。 t弯曲件的厚度（mm）。 内弯曲半径（等于凸模圆角半径）（mm）。 b弯曲拆料的抗拉强度(MPa)(查机械手册b=450(MPa)。 K安全系数，一般取1.3.根据公式9 Fc=0.7KBt2b/(+t) =0.71.3330.82450/(3+0.8) =2.28(KN) 对于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%。 F压=80% Fu =80%2.28 =1.82(KN) 弯曲力: FC= Fu+ F压=2.28+1.82=4.1(KN)6.2.6总的冲压力的计算 根据模具结构总的冲压力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC =81.24+4.06+5.68+5.68+4.1 =100.76(KN)根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2316。7 模具压力中心与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。模具的压力中心，可安以下原则来确定：1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3、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0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln由于该零件是一个矩形图形，属于对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心O处。如图2所示：图2 压力中心Fig.2 Pressure center8 冲裁模间隙的确定设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin，最大值称为最大合理间隙Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的，所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。 根据实用间隙表查得材料请Q235的最小双面间隙2Cmin=0.07mm，最大双面间隙2Cmax=0.10mm9 刃口尺寸的计算9.1 口尺寸计算的基本原则 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： 1、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。 2、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。 3、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： 1、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。 2、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。 3、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。9.2刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或波板工件的模具。对于该工件厚度只有0.8（mm）属于薄板零件，并且四个孔有位置公差要求，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这p与d就不再受间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取=/4（精密模具的制造公差可选46m）。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙枝很小。而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸，这时需要区别对待。(1)第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸；(2)第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸；(3)第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸；9.3计算凸、凹模刃口的尺寸 凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。1、凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模公式计算，即Ad=（Amax-x） 公式102、凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即Ba=(Bmax+x) 公式113、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为Ca=(Cmax+0.5)0.5A为了方便使用，随工件尺寸的标注方法不同，将其分为三种情况：工件尺寸为C时Ca=(C+0.5) 0.5A 公式12工件尺寸为C时Ca=(C-0.5) 0.5A 公式13工件尺寸为C时Ca=CA 公式14式中 Aa、Ba、Ca相应的凹模刃口尺寸；Amax工件的最大极限尺寸；Bmin工件的最小极限尺寸；C工件的基本尺寸；工件公差；工件偏差；x系数，为了避免冲裁件尺寸偏向极限尺寸（落料时偏向最小尺寸，冲孔时偏向最大尺寸），x值在0.51之间，与工件精度有关可查表或按下面关系选取。工件精度IT10以上 x=1工件精度IT11IT13 x=0.75工件精度IT14 x=0.5A、0.5A、A凹模制造偏差，通常取A=/4。表6 系数xTable 6 Coefficient X料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30（一） 冲孔刃口尺寸计算尺寸均无公差要求，安国家标准IT14级公差要求处理，查公差表得： 38.50-0.52 360-0.25 4.30 +0。30固定夹的落料零件图，计算凸、凹模的刃口尺寸。考虑到零件形状比较复杂，采用配作法加工凸、凹模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况, 落料时应以凹模的实际尺寸按间隙要求来配作凸模，冲孔时应以凸模的实际尺寸按间隙要求来配制凹模。落料凹模的尺寸，A、B、C、D均属磨损后变D大的尺寸，属于第一类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax-x) (A=/4)查表 得：2Cmin=0.132(mm)，2Cmax=0.18(mm)；查表6 得：x1=x2=x3=x4=0.75落料凹模的基本尺寸计算如下：根据公式10 A凹=(Amax-x)=（38.5-0.750.52）0-0.52/4 =38.110-0.13(mm) B凹=(Bmax-x)=（38-0.750.52）0-0.52/4 =38.110-0.13(mm) C凹=(Bmax-x)=（32+0.750.52）0-0.52/4 =31.620-0.13(mm) D凹=(Bmax-x)=（25-0.750.52）0-0.52/4 =24.610-0.13(mm)凸模安凹模尺寸配制，保证双面间隙（0.1320.180）(mm).冲孔凸模的尺寸从上可知，四个冲孔凸模的尺寸在磨损过程中将变小，属于第二类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax+x) （A=/4)查表8得：2Cmin=0.07mm，2Cmax=0.10mm；查表磨损系数X=0.5冲孔凸模的刃口尺寸计算如下：根据公式12 E凸=(Emax+x) =（4.3+0.50.02）00.25x0.5 = 4.310-0.125(mm)四个冲孔凸模的尺寸是一样的，都为4.310-0.125(mm)凹模按凸模尺寸配制，保证双面间隙（0.0.070.10）(mm)9.4冲裁刃口高度表7 刃口高度Table 7 Height of cutting edge料厚0.50.5112244刃口高度h668810101214 查表7，刃口高度为h68(mm),取h=6(mm)9.5弯曲部分刃口尺寸的计算9.5.1最小相对弯曲半径rmin/t当板料弯曲变形在弹性阶段时，中性层位于厚板的中间。冲压件的变形主要是塑性变形，其中性层的位置往往向弯曲的内侧，即压缩区偏移，此时中性层半径的大小的计算为P=R+Kt式中：P中性层半径，mm；R弯曲内半径，mm；K中性层位置因素；T材料厚度，mm。由R/t=3/0.8=3.75,查表教材表，得K=0.42所以P=3=0.420.8=3.349.5.2弯曲部分工作尺寸的计算 凸模圆角半径计算 当弯曲件r10时，凸模圆角半径rt为rt=当弯曲件r较小时，凸模圆角半径为rt=r此工件的弯曲半径较小但不小于材料所允许的最小弯曲半径（rmin=0.6t=0.48）故凸模的圆角半径可取内弯曲半径r=3.81、回弹值 由工艺分析可知，固定夹弯曲回弹影响最大的部分是最大半径处，r/t=3.8/0.8=4.755。此处属于小圆角V形弯曲，故只考虑回弹值。查表8得,回弹值为60，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。3、模具间隙 弯曲V形件时，不需要在设计和制造模具时确定间隙。对于U形件的弯曲，必须选择合模具间隙 弯曲V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 公式15式中：Z弯曲凸、凹模单边间隙 材料厚度的正偏差 t材料的厚度 C间隙数 查表得： =0 C=0.05根据公式15 Z=t+ct =0.8+0+0.050.8 =0.84 (mm)10主要零部件的设计设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、内孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件各个内孔的同轴度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。10.1 工作零件的结构设计10.1.1凹模的设计凹模采用整体凹模，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： H=Kb式中：K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8 系数值KTable 8 Coefficient Ks/mm材料厚度t/mm1336501001002002000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表8得：K=0.15 H=0.15215 =32.25mm取H=35mm模具壁厚的确定公式为： C=(1.52)H =1.535235=52.570mm 凹模壁厚取C=60mm凹模宽度的确定公式为： B=b+2C =32+230=92mm 查表8取标准取B=90mm凹模长度的确定公式为： L=215mm凹模轮廓尺寸为215mm90mm35mm。凹模材料选用Cr12，热处理6064HRC。10.1.2凸凹模的设计 凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的壁厚。10.1.3外形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4个M12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：L=215mm H1凸模固定板厚度；得H1=16mmH3卸料板厚度；查表9得H3=10mm10.1.4内孔凸模设计因为内孔凸模是圆凸摸，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。凸模材料应选T10A，热处理5660HRC，凸模与卸料板之间的间隙见表9查得凸模与卸料板的间隙选为0.035mm。表9 凸模与卸料板、导柱与导套的间隙Table 9 Clearance of punch、the stripper plate、guide pin and guide set 序号 模具冲裁间Z 卸料板与凸模间隙Z1 辅助小导柱与小导套间Z 1 0.0150.025 0.0050.007 约为0.0032 0.0250.05 0.0070.015 约为0.0063 0.050.10 0.0150.025 约为0.014 0.100.15 0.0250.035 约为0.0210.1.5弯曲凸模的设计弯曲凸模选用直通式，采用线切割加工方法。弯曲凸模与凸模固定板采用H7/r6配合。长为38mm，宽为19mm, 凸模材料应选T10A，热处理5660HRC，冲孔凸模与弯曲凸模之间有一定的间隙。为了保证间隙合理，弯曲凸模的宽度取15 mm。10.2 卸料部分的设计10.2.1 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10选择，卸料板厚度为10mm。卸料板与2个凸模的间隙以在凸模设计中确定了为0.035。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度4045HRC。表10 固定卸料板厚度Table 10 Heigh of Fixed stripper plate冲件厚度t卸料板宽度2000.866810120.81.5681012141.5381012141610.4模架及其它零件的设计10.4.1上下模座 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。导柱：d/mmL/mm分别为20120模座的的尺寸L/mmB/mm为185mm285mm。模座的厚度应为凹模厚度的1.52倍上模座的厚度为30，固定板厚度取16，下模座的厚度为30mm。10.4.2模柄模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶的压入式模柄，它与模