毕业设计（论文）-锁把冲压工艺分析及模具设计.docx

毕业设计锁把冲压工艺分析及模具设计102018236张光福机械工程系学生姓名： 学号： 材料成型及控制工程系 部： 韩海军专 业： 指导教师： 二一四年 六 月毕业设计任务书设计题目： 锁把冲压工艺分析及模具设计 系部： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学号： 102018236 学生： 张光福 指导教师（含职称）： 韩海军（高级工程师）专业负责人： 赵跃文 1 设计的主要任务及目标 完成锁把零件的模具设计，锁把零件图如下： (1)通过毕业设计能够巩固所学的各类基础和知识、初步掌握冲压模具设计的流程，熟练掌握使用各类工具书籍。 (2) 通过毕业设计使学生初步达到工程师所具备的素质。2设计的基本要求和内容 （1）认真学习相关书籍，查阅中外文资料，制定出合理的设计方案；认真做好各环节计算与分析，使零件的工艺分析正确，模具设计合理；编写设计说明书。 （2） 通过查阅相关的模具图册，设计出合理的模具装配图及主要零部件图（不少于5张）。 （3）勤于思考，应用所学的专业知识来解决设计中遇到的问题； （4）探索总结出一套相关的模具设计规律和方法。3主要参考文献 1丁松聚. 冷冲模设计M. 北京.机械工业出版社. 2011.6 2王孝培. 冲压设计资料M.北京. 机械工业出版社, 1983.12 3编写组. 冲模设计手册M. 北京.机械工业出版社, 1992.3 4王芳冷冲压模具设计指导书M.北京机械工业出版社，1988.104进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅相关材料，撰写开题报告2014.3.52014.3.152工艺分析及计算2014.3.152014.4.153模具结构设计及计算2014.4.152014.5.154绘制图纸及编写设计说明书2014.5.152014.6.105校订论文，外文翻译，论文装订，PPT制作2014年6月中旬锁把冲压工艺分析及模具设计摘要:用模具技术生产的制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和低消耗等特点。由此可见，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。本设计详细的论述了冲压模具的全过程。冲压模具即是在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备。该零件是锁把，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计技术，确定排样，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、定位零件、卸料装置等进行了设计，对于部分零件选用的标准件，本文就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成本毕业设计。关键词： 落料，冲孔，弯曲 Lock staMping process and die designAbstract:Die technology to produce products with high accuracy, high coMplexity, high consistency, high production efficiency and low consuMption and so on. Thus, die technology has becoMe the Measure of a country Manufacturing an iMportant indicator of the level deterMines the product quality, efficiency and new product developMent capability. This paper discusses in detail the whole process of staMping dies. StaMping die that is in the process of staMping, the Material (Metal or non-Metallic) processing into parts(orseMi-finished products) of a special technical equipMent. The parts are lock, according to the size of coMponents, Materials, production requireMents, first of all parts of the process analysis, to deterMine the plan of staMping process and die structure, and then through design and process technology, deterMine the layout, blanking force calculation and the center of pressure, the priMary election press, calculation the convex, concave die size and tolerance, the final design selection of parts and coMponents, to check the press, drawing die asseMbly drawings, and processing technology on the Main parts of the die for. In structural design, Mainly introduced the design of the punch, die, positioning parts, unloading device, for soMe parts selection of standard parts, this paper is not deep design, and structure design at the saMe tiMe, soMe parts of the process analysis, finally coMpleted the graduation design.Keywords: blanking, punching, bending 目 录1绪论11.1冲压工艺与模具的发展方向11.2 我国模具技术的发展趋势22 设计题目53零件的工艺分析及方案确定63.1 零件的工艺分析63.2 工艺方案的确定63.3 零件的设计及工艺计算63.3.1 毛坯的尺寸设计及工艺计算63.3.2 排样方法，计算条料宽度，步距及材料利用率计算83.3.3 压力中心计算104 第一套落料冲孔复合模设计及工艺计算124.1模具各部分的设计及工艺分析124.1.1 各部分工艺力计算124.1.2压力机的初选134.1.3 主要的工作尺寸计算134.2 模具总体设计154.2.1 模具结构形式的选择154.2.2 模具主要零件的设计164.2.3 校核压力机214.3 模具的装配与调试214.3.1 模架总装图214.3.2模具的装配225 第二套U型弯曲模设计245.1弯曲件工艺性分析245.2 弯曲工艺计算245.2.1 弯曲力计算245.2.2 弯曲时压力机吨位的确定245.3 弯曲模的总体设计255.3.1弯曲模的主要零部件设计255.3.2 其他零部件设计285.4 校核压力机295.5 模具的装配图295.6装配图使用注意事项30结 论32参考文献33致 谢34 III太原工业学院毕业设计1绪 论随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是模具专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有了一个基本的了解和认识，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。为了更进一步加强我们的设计能力，巩固所学的专业知识，在毕业之际，特安排了此次的毕业设计。毕业计也是我们专业在学完基础理论课，技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。本次设计的目的：一、综合运用本专业所学的理论与生产实际知识，进行一次冲压模设计的实际训练，从而提高我们独立工作能力。二、巩固复习四年以来所学的各门学科的知识，以致能融贯通，进一步了解从模具设计到模具制造整个工艺流程。三、掌握模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。 由于本人设计水平有限，经验不足，错误难免，敬请老师批评、指导，不胜感激。 1.1冲压工艺与模具的发展方向近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为58mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm 的厚板实现精密冲裁，并可对b 900MPa的高强度合金材料进行精冲。由于引入了CAE，冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。发展了一些新的成形工艺(如高能成形和旋压等)、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。1.2 我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下， 用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。 1) 模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位复合模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求在1M以下，这就要求发展超精加工。2)多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。 3)热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高 由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体 还达不到10%，个别企业已达到20%-30%。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高 质量的元器件，是发展热流道模具的关键。 4)模具标准件的应用将日渐广泛 使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 5)模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视 在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣 重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。 模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。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普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 6)在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件 价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普 及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋 简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。 加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大CAE技术的应用范围。对于已普及了 模具CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM技术的深化 应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPP,PDM、CIMS,VR，逐步深化和提高。7)快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展 快速原型制造(RPM)技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和 新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材料累加)成形思想，根据零件CAD模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。RPM技术是集精密机械制造、计算机、NC技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继NC技术之后的一次技术革命。RPM技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(SLA)叠层实体制造(LOM) 激光选区烧结(SLS)、三维打印(3D-P)熔融沉积成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射(热喷涂)等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。RPM技术还可以解决石墨电极压力振动(研磨)成形法中母模(电极研具)制造困难问题，使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于RE(逆向工程技术)/RPM的模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。 2 设计题目 零件名称：锁把 锁把零件图如图2-1图2-1锁把零件图 锁把零件三维图如图2-2图2-2三维几何图 生产批量：中批量 材料种类：08号钢 材料厚度：23零件的工艺分析及方案确定3.1 零件的工艺分析 零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。尺寸精度和表面粗糙度要求一般。零件上没有一个尺寸有公差要求，故按普通公差要求属于IT14，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。综合以上分析，得出的结论是：该零件工艺性能较好，适于冲压。3.2 工艺方案的确定零件为U形弯曲件，该零件的冲压工序包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可以有以下三种方案：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：冲孔落料一弯曲连续冲压，采用级进模生产。方案一，模具简单，数量多，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。因为该零件的孔边距为13mm，大于凸凹模允许的最小壁厚4.9mm，所以弯曲使对已冲孔的形状不造成影响。 方案三，相对于前两种方案模具最复杂，制造周期长，数量最少，冲压效率最高，但是由于弯曲工序的尺寸较大，设计模具和加工模具都比较困难。通过对上述三种方案的综合分析比较，该零件的冲压生产采用方案二为佳。3.3 零件的设计及工艺计算3.3.1 毛坯的尺寸设计及工艺计算该毛坯的工件弯曲部分展开如图3-1所示： 图3-1 展开料长度,由表551可知中性层系数为0.38。可知中中性层的倒角为R=4+0.382=4.78通过计算可知工件的长度：L=772+8+4.763.14=176.95取整为177毛坯图如图3-2所示： 如图3-2 毛坯图3.3.2 排样方法，计算条料宽度，步距及材料利用率计算 冲裁件在板料，带料或条料上的布置方法称为排样。合理的排样是将低成本和保证冲件质量及模具寿命的有效措施。应考虑以下原则： 1）提高材料得利用率 2）使工人操作方便，安全，减轻工人的劳动强度 3）使模具结构简单，模具寿命较高。 4）排样应保证冲裁件的质量。根据零件图可选用少废料的利用率情况，排样有三种： a 有废料排样 b 少废料排样 c 无废料排样 根据零件图可选用少废料排样。沿冲件部分外形切断或冲裁。只有在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。这种排样利用率高，用于某些精度要求不是很高的冲裁件排样。排样的形式分为直排式，斜排式，直对排，斜对排，混合排等。根据零件形状两式件间按矩形取搭边值1=2.2，侧边取搭边值=2.5。条料的送料步距按下式： (3-1) 式中 送料步距（）; 最小搭边值（）;则步距：=177+2.2=179.2条料宽度按下式： =（207.2+2.52+1）= 213.2 3-2 其中为冲裁件宽度方向的最大尺寸； a为冲裁件与条料侧边之间的搭边 C为导料板与最宽条料之间的间隙 则毛坯的排样图为3.3：通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示，按式：=100%=100%式中 一个步距内零件的实际面积 一个步距内所需毛坯面积，通过cad测量为12963.27MM。 A 送料步距 B 条料宽度带入数据可得：=100%=（212963.27）/（213.2179.2）100%68.0%3.3.3 压力中心计算模具的压力中心就是冲裁力合力的作用点。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向件的磨损，从而提高模具的寿命。 因为该零件为轴对称零件，所以重心在对称中心线上。仅考虑如图3.4所示x方向的值。 设模具的压力中心坐标为x、y，则y=0。 图3.4 x方向值图 x=（l1x1+2l2x2+2l3x3+2l4x4+2l5x5+2l6x6+2l7x7+2l8x8+2l9x9+2l10x10+2l11x11）/ (l1+2l2+2l3+2l4+2l5+2l6+2l7+2l8+l9+2l10+2l11) =（2928+21520.5+220.417.15+0+240.8213+ 230.7626+28.5827.86+2130.4495.82+60.44172+ 23.14813+23.14813）/（678.66+100.48）53.344 第一套落料冲孔复合模设计及工艺计算4.1模具各部分的设计及工艺分析4.1.1 各部分工艺力计算（1）落料力计算 材料的抗剪强度取350N =1.36792350=621KN 其中 冲裁力 冲裁周边长度，cad测量679MM。 材料厚度 材料抗剪强度 系数 （2）冲孔力 =1.3100.522350=91.5KN 式中 L工件内轮廓周长（mm） (3)推件力 查表3.31 ， ，则n取4个故 =32.1KN则总压力为： F总=F落+F冲+F推 =621+95.1+32.1=748.2kN4.1.2压力机的初选冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生产批量大小、冲压件的几何形状、尺寸及精度要求等因素来确定的。冲压生产中常用的冲压设备很多，选用冲压设备时主要考虑下述因素：冲压设备的类型和工作形式是否适应于应完成的工序；是否符合安全生产和环保的要求；冲压设备的压力和功率是否满足应完成的工序要求；冲压设备的装模高度、工作台尺寸、行程等是否适合应完成工序所用的模具；冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。为了安全起见，防止设备过载。按公称压力F压1.3F总（=972.66kN)的原则选择压力机。查表9-3 2得，选取国产1000KN开式压力机J23-100的开式双柱可倾压力机。该压力机与模具设计的有关参数为： 公称压力：1000kN 滑块行程：130 最大闭合高度：480 封闭高度调整节量：130 工作台尺寸：710（前后）1080（左右） 模柄孔尺寸60（直径d）75（深度h）4.1.3 主要的工作尺寸计算刃口尺寸计算原则：落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。考虑到冲裁时凸，凹模的磨损，在设计凸，凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后增大的，应取工件尺寸公差范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减小，应取工件尺寸公差范围内较大的数值，在凸，凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又能保证有合理的间隙数值，一般模具制造精度比工件精度高3-4级凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸凹模刃口尺寸及其公差来保证。因此，正确确定凸凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模具设计中的一项重要工作。凸模、凹模工作部分尺寸即凸、凹模刃口尺寸的计算，有两种计算方法，第一种计算方式是凸模与凹模图样分别加工法计算；第二种计算方法是凸模与凹模配作法。 是否采用配作法要用公式来计算，故采用配作法来计算在所有的尺寸中，属于A类尺寸的有：、；属于B类尺寸的有：、；属于C类尺寸的有：、480.4；注：凸模或凹模磨损后将会增大的尺寸第一类尺寸A。凸模或凹模磨损后将会减小的尺寸第二类尺寸B。凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸第三类尺寸C。具体计算如表4-1。表4-1 工作零件刃口尺寸计算尺寸类型公称尺寸公式计算后尺寸 落料 冲孔中心距其中，x为磨损系数。查表得：工件精度IT10级以上 x=1工件精度 IT1-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5本工件取IT14级精度，故x=0.5。4.2 模具总体设计4.2.1 模具结构形式的选择确定冲压工艺之后，应通过分析比较，选择合理的模具结构形式，让它尽可满足一下要求： 能冲出合乎技术要求的工件；又合乎需要的生产率；模具制造和修模方便；模具有足够的寿命；模具易于安装调解，且操作方便、安全。（1）模具结构的形式由冲压工艺分析可知，在确定采用复合模后，便考虑采用正装式还是倒装式复合模。大多数情况优先采用倒装式复合模，倒装复合模的主要优点是废料能直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出去，因此操作比较方便安全。倒装复合模也易于安装送料装置，生产效率高。而正装式复合模，冲孔废由废料带上，再由推料装置推出，工件则由下模的推件装置推出，条料由上模卸料装置脱出，三者混杂在一起，如果万一来不及排除废料或工件而进行下一次冲压，就容易崩裂模具刃口。因此，这副锁把落料冲孔复合模采用倒装式结构。（2）推件装置在倒装式复合模中，冲裁后工件嵌在上模部分的落料凹模内，需由刚性或弹性推件装置推出。刚性推件装置推件可靠，可以将工件稳当地推出凹模。但在冲裁时，刚性推件装置虽工件不起压平作用，故工件平整度和尺寸精度比弹性推件装置时要低些。根据生产实际经验，用刚性推件装置已能保证锁把展开的所有尺寸精度，有考虑到刚性装置结构比较紧凑，维护方便，故这副模具采用刚性推件装置。（3）卸料零件的选择卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来成为卸料 。 在此模具中，可采用弹性卸料装置，卸料装置由卸料版，卸料螺钉和弹簧组成。 （4）导向装置由于展开形状为轴对称形状，为使冲裁时不宜偏心，上压力中心在对称轴上，所以选择后侧滑动导柱导套。4.2.2 模具主要零件的设计(1)冲孔凸模结构形式及尺寸的确定冲孔凸模形状为圆形，通过台肩固定。冲孔凸模尺寸根据要求及其工作尺寸要求确定。冲孔凸模的材料采用T12，工作部分热处理淬硬6264HRC。(2)凹模结构形式及尺寸的确定凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模。凹模的外形尺寸。按公式：HKb0.2181MM36.2MM，c1.5H54.3MM。取整后，最终选取凹模尺寸36036035。(3)凸凹模尺寸的确定本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。校核凸凹模的强度：按式得凸凹模的最小壁厚M1.5t3M，而实际最小壁厚为9MM，故符合强度要求。是否配作要用公式计算得出，并保证双面间隙。(4)凸模、凹模和凸凹模的图纸如图4-1-1、4-1-2、4-1-3所示图4-1-1 凸模图4-1-2 凹模图4-1-3 凸凹模（5）定位零件的设计 挡料销 选用活动挡料销，查表8-462得具体参数如下： 材料：45#钢 GB699-65 热处理：淬火HRC4348 规格：挡料销614 GB2866.5-81 导料销 选用活动导料销，查表8-462得具体参数如下： 材料：45#钢 GB699-65 热处理：淬火HRC4348 规格：导料销1215 GB2866.5-81（6）卸料零件的设计卸料板本模具采用弹性卸料装置，卸料板厚度查表14-103得， H1=10，其周界与落料凹模同等大小。卸料螺钉 查表8-11（参考文献2）卸料螺钉的相关参数如下： 材料：45#钢 GB 699-65 热处理：淬火HRC3540 规格：卸料螺钉12112 GB2867.5-81 （7）推杆零件的设计 推杆由于零件结构的限制，其结构形式采用简单的圆柱式推杆，其直径按模柄孔大小确定，d=16MM，打杆长度L=L1+L2+C=20+135+15=170MM 式中 L1推出状态时，推杆在固定板下平面以下的长度； L2模柄、垫板和固定板的长度 C考虑各种误差而加的常数，通常取C=1015在此取15MM 推板 推件块按落料凹模配作，保证间隙在（0.51）MM,推件块凸台与凸模固定板之间的间隙在此取0.5MM,推件块长度L=L1+L2=8+16=24 式中 L1推件块凸台高，取为8 MM； L2在推出状态时，推件块凸台下平面到落料凹模板下 平面的距离；（8）固定板、垫板设计 模架等各标准件及各固定零件的选择 模具的连接与固定零件有模架，模柄，固定板，螺钉等这些零件大多都 有国家标准，设计时可按国家标准选用。 凸模固定板 凸模固定板厚度为（0.60.8）倍落料凹模板厚，即(21.2428.32)MM， 在此取25MM，其周界尺寸与落料凹模同等大。 凸凹模固定板 凸模固定板厚度为（0.60.8）倍落料凹模板厚，即(21.2428.32)MM， 在此取25MM，其周界尺寸与落料凹模同等大。 垫板垫板厚度一般取412MM。取h=10。采用Q235材料。（9）模架、模柄的选择 模架 由于由前面所确定的为标准的后置导柱模架，又根据凹模周界尺寸 L=280MM、B=280MM，查表8-152得： 初选模架 280280(245290)MM GB/T2851.3-81。 又依模具结构草图及以上得到的各板厚度,可知模具闭合高度 H=261MM 在模架最大最小闭合高度（245290）之间。 所以所选模架合适。 序号零件名称数量规格材料1上模座136036060HT2002下模座136036075HT2003导柱24530020号钢4导套2451506020号钢 模柄本模具采用压入式模柄,又根据所初选的压力机，从而得到的模柄孔尺 寸参数，可以确定模柄相关参数如下： 材料：45钢 规格：模柄60145 GB2862.1-81 查表8-32 2(10)螺钉和销钉的选择查表8-6、8-92得：序号零件名称数量规格材料1上模紧固螺钉4M1282452下模紧固螺钉4M1282453上模长圆柱销21250454上模短圆柱销2828454.2.3 校核压力机1)模具闭合高度的校核：模具闭合高度为H=330.5mm。冲压机最大装模高度480mm，使用垫板后可以满足要求。2)冲压过程中冲压力（F=760.5KN）最大，选择压力机为J23-100压力机的公称压力，且工作时压力曲线位于压力机滑块的许用负荷曲线之下，因此满足生产要求。3)模具最大安装尺寸为246.5mm302.5mm，压力机工作台尺寸左右为710、前后1080，能满足模具的正确安装。4.3 模具的装配与调试4.3.1 模架总装图 1-下模座 2-导柱 3-卸料螺钉 4-下垫板5-橡胶 6-卸料板 7-凹模 8-固定挡料板9-导套 10-上固定板 11-上垫板 12上模座 13,23，25-内六角圆柱头螺钉 14-推板 15冲孔凸模 16推杆 17压入式模柄 18,19,22圆柱销 20-固定导料销 21-下固定板 24凹凸模通过以上设计，可得到如图所示的模具总装图，模具上模部位主要有上模座、垫板、凸模（4个）、凸模固定板、落料凹模等组成。下模部分由下模座、卸料板、凸模固定板、凸凹模、橡胶等组成，卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。冲孔废料由漏料孔漏出。模具工作工程：冲裁时，弹性卸料板先压住条料起校平作用。继续下行时，落料凹模将弹性卸料板压住，进入落料凹模中，冲孔凸模也进入冲孔凹模孔中，于是同时完成冲孔与落料。当上模回程时，弹性卸料板在橡皮作用下将条料从凸凹模上卸下，而推杆受到压力机横杆的推动，通过推板将冲件从落料凹模中自上而下推出，冲孔废料则直接由凸凹模孔中漏到压力机台面下。冲裁时，条料在模具上定位是采用布置在前后的四个活动导料销控制送料方向，左侧的一个活动挡料销控制送料步距。这两种销的结构完全相同。4.3.2模具的装配根据复合模装配要点，本副模具的装配选凸、凹模为基准件，先装下模，再装上模，装配后，应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作面5MM，并调整间隙、试冲、返修。具体装配如下：凸、凹模预配1）装配前仔细检查各凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状。2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不适合者应重新修磨或更换。凸模装配 以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并挤紧牢固。装配下模 1）在下模座上划中心线，按中心预装凹模、导料板；2）在下模座、导料板上，用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝；3）将下模座、导料板、凹模装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉。装配上模 1） 在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入0.12MM的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模；2） 预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、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） 将卸料板套装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料板高出凸模下端约1MM；5） 复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉；6） 安装导正销、承料板；7） 切纸检查，合适后打入销钉。试冲与调整 装机试冲并根据试冲结果作相应调整5 第二套U型弯曲模设计5.1弯曲件工艺性分析 此工件为典型 U型弯曲件。材料为08钢，中批量，厚度为2MM，具有良好的弯曲性能 适合弯曲成型加工。工件结构简单，工件整体上看，尺寸精度较低，普通弯曲成型完全能满足要求。5.2 弯曲工艺计算5.2.1 弯曲力计算(1)自由弯曲时的弯曲力 F自=0.7Kbt2b/（r+t） =0.71.315122400/（4+2）=36642.6N 式中 F自冲压行程结束时的自由弯曲力（N）； K安全系数，一般取K=1.3； b弯曲件的宽度（）； t弯曲材料的厚度（）； r弯曲件的内弯曲半径（）； b材料的强度极限（MPa），查表2-3（参考文献1）得： 取b=400MPa。(2)压弯时的顶件力和卸料力 顶件力和卸料力FQ值可近似取弯曲力的3080，即 FQ=(0.30.8)F自=10992.829314.6N5.2.2 弯曲时压力机吨位的确定自由弯曲时，压力机的吨位F机为： F机F自+FQ=36642.6+29314.6=65957.2N65.95kN显然，考虑冲件尺寸、行程及节约机床成本等方面要求，选用J23-25查表此压力机的参数为： 其最大闭合高度为270MM 连杆调节高度为55 模柄孔尺寸为直径4，深度为60 工作台尺寸左右为370，前后5605.3 弯曲模的总体设计5.3.1弯曲模的主要零部件设计（1）弯曲凸模和凹模之间的间隙 对于U形弯曲件，凸模和凹模之间的间隙、表面质量和弯曲力均有很大的影响。间隙愈大，回弹增大，工件的误差愈大；间隙越小，回使零件边部壁厚减薄，降低凹模寿命。凸模和凹模单边间隙Z为 Z=tMax+ct=t+ct=2+0.072=2.14式中 Z弯曲模凸模和凹模的单边间隙； t材料厚度基本尺寸； 材料厚度的上偏差； c间隙系数，可查表5-10（参考文献1）得：c=0.07凸模和凹模的单边间隙（2）弯曲凸模和凹模的宽度尺寸计算 工件标注内形尺寸，则模具以凸模为基准件，间隙取在凹模上。 当工件标注内形时，则： L凸=16 L凹=20 式中 LMin弯曲件宽度的最小尺寸 L凸凸模宽度 L凹凹模宽度 弯曲件宽度的尺寸公差 凸、凹凸模和凹模的制造偏差，一般按IT9级选用。（3）凸凹模圆角半径的确定 凸模的圆角半径 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较 小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即r凸=r=4。 凹模的圆角半径 材料的厚度决定凹模圆角半径： t2 r凹=（36）t=612 所以 r凹取10。（4）凹模的工作部分深度计算 过小的凹模深度会使毛坯两边自由部分过大，造成弯曲件回弹量大，工作 不平直；过大的凹模深度增加了凹模尺寸，浪费模具材料，并且需要大行程的压力机，因此模具设计中，要保持适当的凹模深度。该产品零件为弯边高度较大，而平直度要求不高的U形弯曲件，可采取如 下图所示的凹模形式。 弯曲模结构尺寸 查表5-9（参考文献1)得：L0=30（5） 凸、凹模尺寸图5-2 凸模图5-3 凹模5.3.2 其他零部件设计（1）模座设计（2）定位板、顶料块及模柄尺寸 定位板尺寸取5MM 顶料块厚度为20MM。 根据设备的模柄孔尺寸，应选用规格为A3060的模柄。（3）紧固装置 圆柱销，圆柱头内六角螺钉，（4）弹顶装置中弹性元件的计算 橡胶是冲模中常用的弹性元件，其许用负荷比弹簧大，安装调整也很方 便。卸料、顶件常选硬橡胶，拉压边多选用软橡胶。 橡胶压力P P=Aq 式中 P橡胶压力，N； A橡胶横截面积，mm2； q橡胶压缩的单位压力，MPa,q值与橡胶的的压缩量有关， P = F卸 = 32.1KN A = 3602-129642=16636mm2 则 q = P/A = 32100/16636 = 0.275 考虑到卸料板的行程L18，故而取q = 0.26，则橡胶的自由高度 H 18/0.25 =