毕业设计（论文）-空调导流板冲压模具设计【全套图纸】.doc

毕毕业业论论文文 (设设计计) 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 学位论文（设计） 目 录 摘 要 . 关键词 . ABSTRACT . KEY WORDS . 绪 论 .1 0.1 冲压及冲压模具的概念、特点 .1 0.2 冲压的基本工序及模具 .1 0.3 本课题的目的和意义 .2 第 1 章 冲裁件的工艺分析 .2 1.3 工件尺寸精度 .3 1.4 翻边孔尺寸计算 .4 1.4 弯曲展开尺寸计算 .4 1.6 拉深展开长度计算 .6 第 2 章 冲裁工艺方案的确定 .7 第 3 章 模具结构形式的确定 .8 第 4 章 模具总体设计 .9 4.1 模具类型的选择 .9 4.2 操作方式 .9 4.3 卸料、出件方式 .9 4.4 确定送料方式 .10 4.5 确定导向方式 .10 第 5 章 模具设计计算 .10 5.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 .10 5.2 冲压力的计算 .15 学位论文（设计） 5.3 压力中心的确定 .17 5.4 模具刃口尺寸的计算 .18 第 6 章 主要零部件设计 .20 6.1 工作零部件的结构设计 .20 第 7 章 校核模具闭合高度及压力机有关参数 .22 7.1 校核模具闭合高度 .22 7.2 冲压设备的选定 .23 第 8 章 设计并绘制模具总装图及选取标准件 .23 第 9 章 模具的装配与调试 .24 参考文献 .26 设计总结 .27 武汉生物工程学院学位论文（设计） 空调导流板冲压模具设计空调导流板冲压模具设计 摘摘 要要 冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形 状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计 模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对空调导引板进行的级进模设计，利用 Auto CAD 软件对制件进行设计绘图。明确了 设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出 的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期 的设计意图。 关键词关键词 冲压模具；冲压成型；模具设计 武汉生物工程学院学位论文（设计） Air conditioning deflector stamping die design Abstract Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the air guiding plate for the progressive die design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And the mapping of the mold assembly and part drawings. Through this project stamping die design, consolidate and deepen the knowledge obtained satisfactory results, to achieve the desired design intent. Keywords stamping die; stamping molding; die design 武汉生物工程学院学位论文（设计） 1 绪绪 论论 0.10.1 冲压及冲压模具的概念、特点冲压及冲压模具的概念、特点 冲压工艺是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分 离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在 常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲 压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成 所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进 行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构 成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 0.20.2 冲压的基本工序及模具冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产 中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离 工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件） 的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件 的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每 种基本工序还包含有多种单一工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按 工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由 上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时， 坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹 模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模 具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 2 - 0.30.3 本课题的目的和意义本课题的目的和意义 本课题的题目是，空调导引板成型工艺与成型模具进行设计。该课题是通过空调导引板的 成型工艺分析和成型模具设计，对冲压成型工艺进行分析并对冲压模具设计的一般步骤和方法 进行研究和探讨。通过查阅相关资料和对生产实际进行调研，对冲压成形技术和模具设计的现 状和发展趋势提出自己的认识和看法。该课题不仅具有实际意义并且也有很强的启发性，可以 起到总结和考核作用。以下就是本文的详细论述。 1 1 冲裁件的工艺分析冲裁件的工艺分析 本次设计冲压工件为空调如下图： 图 1-1 工件图 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 3 - 1.11.1 工件材料工件材料 由图 1-1 分析知：工件材料采用 Q235。Q235 是一种钢材的材质。Q 代表的是这种材质的 屈服度，后面的 235，就是指这种材质的屈服值，在 235MP 左右。并会随着材质的厚度的增加 而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合， 用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚 钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车 辆、锅 炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。 Q235 的机械性能: 抗拉强度（b/MPa）：375-500 伸长率（5/%）： 26（a1.6mm） 25（a1.6-4.0mm） 24（a4.0-6.0mm） 23（a6.0-10.0mm） 22（a10.0-15.0mm） 21（a15.0mm） 其中 a 为钢材厚度或直径。 1.21.2 工件结构形状 工件结构形状相对简单，有一个拉深，另外有 1 个非圆形孔和一个圆孔，有 2 个翻边，孔 与边缘之间的距离满足要求，料厚为 1mm 满足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁 厚） ，可以冲裁加工。 1.31.3 工件尺寸精度工件尺寸精度 根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用 IT14 级精度，普通冲 裁完全可以满足要求。 根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 4 - 1.41.4 翻边孔尺寸计算翻边孔尺寸计算 翻边孔尺寸计算： d H r t D 图 1.2 翻边孔计算 在进行翻边之前，需要在坯料上加工出待翻边的孔，其孔径 d 按弯曲展开的原则求出，即 d=D-2(H-0.43r-0.72t) 式中符号均表示图 1.4 中. 代入数据： d=4.5-2(2-0.430.5-0.721) =2.37mm 取 2.4mm。 竖边高度则为： H=(D-d/2)+0.43r+0.72t 或 H=D/2(1-K)+0.43r+0.72t 如以极限翻边系数 K min 代入，便求出一次翻边可达到的极限高度为 HMax=D/2(1-KMin)+0.43r+0.72t 代入数据： HMax=4.5/2（1-0.36）+0.430.5+0.72 =4.45mm。 所以经过验证，最大翻边高度 4.45mm，所以可以一次翻边成形。 1.5 弯曲展开尺寸计算 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 5 - 中性层的确定 由于中性层的长度在弯曲变形前后不变，其长度就是弯曲件坯料展开尺寸的长度。而欲求 中性层长度就必须找到其位置，用曲率半径表示。中性层位置与板料厚度 t、弯曲半径 r、 0 变薄系数等因素有关，在实际生产中为了使用方便，通常采用下面的经验公式来确定中性层 的位置： 0 rxt 式中：中性层半径；r弯曲件内弯半径； 0 x 为中性层位移系数，其值件下表：表-2 r/t0.10.20.30.40.50.60.70.811.2 x0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33 r/t1.31.522.534567 8 x0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.5 从弯曲件图可以看到：圆角半径都为 r=0.5mm，板料厚度 t=1mm，查表-2 得 x=0.25，则中 性层半径为： mm xtr 75 . 0 125 . 0 5 . 00 = +=+= 2、毛坯展开尺寸的计算 由于圆角半径 r0.5t，所以毛坯展开长度等于弯曲件直线部分长度与弯曲部分中性层展开 长度的总和，即。弯曲件有 2 段直线部分和 1 段弯曲部分，因此 0 () 180 i iii Llrxt /275. 03.1458 . 1+=L =7.9775mm 所以工件展开长度为 8mm。 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 6 - 1.61.6 拉深展开长度计算拉深展开长度计算 工件有拉深和翻边，需要计算展开长度，拉深方式如图 1.3 所示： 图 1.3 拉深简图 展开计算公式为：D= 2 2 2 321 2 1 d-)(2dddld+ 代入数据 D= 222 12.3-36) 3 . 127(427+ =36.72mm。 取 36.8mm。 画出工件展开图如图 1.4： 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 7 - 图 1.4 工件展开图 2 2 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定 方案一：先冲孔，再弯曲，后落料。单工序模生产。 方案二：冲孔-弯曲-落料级进冲压。级进模生产。 方案三：落料-弯曲-冲孔复合模冲压。复合模生产。 表表 2-12-1 各类模具结构及特点比较各类模具结构及特点比较 模具种类比 较项目 单工序模 （无导向） （有导向）级进模复合模 零件公差等级低一般可达 IT13IT10 级可达 IT10IT8 级 零件特点 尺寸不受 限制厚度 不受限制 中小型 尺寸厚 度较厚 小零件厚度 0.26mm 可 加工复杂零件，如宽度极 小的异形件 形状与尺寸受模具结构与 强度限制，尺寸可以较大， 厚度可达 3mm 零件平面度低一般中小型件不平直，高质量由于压料冲件的同时得到 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 8 - 制件需较平了较平，制件平直度好且 具有良好的剪切断面 生产效率低较低 工序间自动送料，可以自 动排除制件，生产效率高 冲件被顶到模具工作表面 上，必须手动或机械排除， 生产效率较低 安全性 不安全，需采取安 全措施 比较安全不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和 成本 低 比无导向的 稍高 冲裁简单的零件时，比复 合模低 冲裁较复杂零件时，比级 进模低 适用场合 料厚精度要求低的 小批量冲件的生产 大批量小型冲压件的生产 形状复杂，精度要求较高， 平直度要求高的中小型制 件的大批量生产 根据分析结合表分析： 方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低， 难以满足大批量生产的要求。 方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成 本比较高。适合大批量生产。 方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小 壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方 案二低，模具轮廓尺寸较小。 通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二最佳。 3 3 模具结构形式的确定模具结构形式的确定 级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 9 - 同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销定 距和侧刃定距。 本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距） ，侧刃是特殊功用的 凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在 条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。 除定距外，条料送进时，需要定位，本设计采用 10 个定位螺钉代替导料板对条料进行定 位。 4 4 模具总体设计模具总体设计 4.14.1 模具类型的选择模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。 4.2 操作方式操作方式 零件的生产批量为大批量，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可 以降低生产成本，提高经济效益。 4.34.3 卸料、出件方式卸料、出件方式 4.3.14.3.1 卸料方式卸料方式 刚性卸料与弹性卸料的比较： 刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。 当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5） t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。 此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2mm 且模具结 构为倒装的场合。 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm 的板料由于有压料 作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t,若弹压卸料板还要起 对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的 卸料装置。 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 10 - 工件平直度较高，料厚为 1mm 相对较薄，卸料力较小，弹压卸料模具比刚性卸料模具方便， 操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工 件表面，所以采用弹性卸料。 4.3.24.3.2 出件方式出件方式 因采用连续模生产，故采用向下落料出件。 4.44.4 确定送料方式确定送料方式 因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 B 小于送料方向的凹模长度 L 故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 4.54.5 确定导向方式确定导向方式 方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座 在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。 方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导 柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使 用浮动模柄。 方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸 较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。 方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向 送料。 根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级复 合模采用了四导柱导柱模架的导向方式，四导柱模架导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。 即方案三最佳。 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 11 - 5 5 模具设计计算模具设计计算 5.15.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 5.1.15.1.1 排样方式的选择排样方式的选择 方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来 保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一 低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方 案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。 5.1.25.1.2 计算条料宽度计算条料宽度 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。 搭边值通常由表 4 所列搭边值和侧搭边值确定。 根据零件形状，查表 4，并考虑到工件的切边，工件之间搭边值 a=1mm, 工件与侧边之间 搭边值取 a1=1.5mm, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏 差为负值 B0=（Dmax2a12b1）0 公式（5-1） 式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a1-冲裁件之间的搭边值； b1-工件与侧边之间搭边值。 板料剪裁下的偏差；（其值查表 5）可得=0.4mm。 B0=36.821.5+21 =41.80-0.40mm 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 12 - 故条料宽度为 41.8mm。 表表 5-15-1 搭边值和侧边值的数值搭边值和侧边值的数值 圆件及类似圆形制件 矩形或类似矩形制件 长度50 矩形或类似矩形制件长度50材料厚度 t（mm) 工件间 a侧边 a1 工件间 a侧边 a1工件间 a侧边 a1 0.251.01.21.21.51.52.51.82.6 0.250 .5 0.81.01.01.21.22.21.52.5 0.51. 0 0.81.01.01.21.52.51.82.6 11.5 1.01.31.21.51.82.82.23.2 1.52. 0 1.21.51.51.82.03.02.43.4 2.02. 5 1.51.91.82.22.23.22.73.7 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 13 - 表表 5-25-2 普通剪床用带料宽度偏差普通剪床用带料宽度偏差（mmmm） 条料宽度 b(mm) 条料厚度 t(mm) 50 50100100200200 0.40.50.60.7 2 0.50.60.70.8 23 0.70.80.91.0 35 0.91.01.11.2 表表 5-35-3 侧刃冲切得料边定距宽度侧刃冲切得料边定距宽度 b b1 1（mmmm） 条料宽度 b(mm) 条料厚度 t(mm) 金属材料非金属材料 1.51.52.0 1.52.5 2.03.0 1.52.5 2.54.0 5.1.35.1.3 确定步距确定步距 送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。 步距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。 进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度 能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。 级进模送料步距 S S=Dmax+a1 公式（5-2） Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 14 - S22.81 23.8mm 排样图如图 5-1 所示。 图图 5-15-1 排样图 5.1.45.1.4 计算材料利用率计算材料利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重 要指标。 一个步距内的材料利用率 /BS100% 公式（5-2） 式中 A一个步距内冲裁件的实际面积； B条料宽度； S步距； 由此可之， 值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料， 结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小， 也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 15 - 排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、 制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则： 1） 、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状） 。 2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 3) 、 模具结构简单、寿命高。 4) 、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。 一个步距内冲裁件的实际面积，根据 CAD-工具-查询-面积得： A=721mm2 所以一个步距内的材料利用率 =BS100% 公式（5-2） =72141.823.8100% =72.5% 根据计算结果知道选用直排材料利用率可达 72.5%，满足要求。 5.25.2 冲压力的计算冲压力的计算 5.2.15.2.1 冲裁力和弯曲力的计算冲裁力和弯曲力的计算 在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁 力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。 用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： F=KLtb 公式（5-4） 式中 F冲裁力； L冲裁周边长度； t材料厚度； b材料抗剪强度； 系数； 工件周长 L 计算为： L=+25.42+22.8=109.396mm 4 . 11 取 L=110mm。 系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 16 - 度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取=1.3。 b的值查表为 303372pa,取 b=370Mpa 所以 F=KLtb =1.31101370 =52910N 根据计算，模具冲裁力约为 53KN。 翻边力计算： 查冷冲模设计 ，第 216 页，翻边力公式为 F 翻=1.1(D-d)ts 其中 F 翻翻边力(N) D翻边后中经(mm) d翻边直径(mm) t材料厚度(mm) s 材料的屈服点(MPa) 这里 D=4.5mm，d=2.4mm, t=1mm, s=500MPa 于是 F翻=21.13.14(4.5-2.4)1500 =7253.4(N) 5.2.25.2.2 卸料力的计算卸料力的计算 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将 使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必 须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力； 一般按以下公式计算： 卸料力 F X=KXF 公式（5-5） FX=KXF =0.05553KN=2.915KN （KX 、KD为卸料力系数，其值查表 7 可得） 所以总冲压力 FZ=F+FX+FD 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 17 - =53KN+7.25KN+2.915KN =63.165KN 压力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为 J2310。 表表 5-45-4 卸料力、推件力和顶件力系数卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/mm KXKTKD 钢 0.1 0.10.5 0.52.5 2.56.5 6.5 0.060.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.063 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 铝、铝合金 纯铜，黄铜 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 5.35.3 压力中心的确定压力中心的确定 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作， 应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷， 使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心，可以按下述原则来确定： 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相重合。 3）.形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。 X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) 公式（5-7） Y0=（L1y1L2y2Lnyn ）/（L1L2Ln）公式（5-8） 由于该工件在 Y 方向上高度对称，所以代入数据计算得：压力中心为（11.4，19） 。 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 18 - 5.45.4 模具刃口尺寸的计算模具刃口尺寸的计算 5.4.15.4.1 冲裁间隙分析冲裁间隙分析 根据 JB/Z27186 规定，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，用符号 C 表示，其 值可为正也可为负，在普通冲裁模中均为正值。它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。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。 1） 、间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这 个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。 2） 、间隙对模具寿命的影响 模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，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，而且间隙越小，模具作用的压应 力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而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，出现间隙不均匀的不利影响， 从而提高模具寿命。 3） 、间隙对冲裁工艺力的影响 随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲 裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的 520%左右时，冲裁力的降低不超过 510%。 间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料都省力当当 单边间隙达到材料厚度的 1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大， 又将引起卸料力、顶件力迅速增大。 4） 、间隙值的确定 由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。 因此，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。考虑到模具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。 武汉生物工程学院学位论文（设计） - 19 - 确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。 根据近年的研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度，断面 垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲 裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。其间隙暂取厚度的 12%，所以由公式： Zmin=厚度12% 公式（5-9） 取中间间隙可得： Zmin=112%=0.12mm 由于工件形状较简单，所以可分别加工凹、凸模。 5.4.25.4.2 落料尺寸落料尺寸 落料尺寸大小为： 为保证冲出合格冲件。冲裁件精度 IT10 以上，X 取 1. 冲裁件精度 IT11IT13,X 取 0.75. 冲裁件精度 IT14，X 取 0.5。由于本产品采用 IT14 级精度，所以 X 取 0.5. 360-0.32 DA=( Dmaxx) +0.020=(360.320.5) +0.020=35.74 +0.020 DT=( DAZmin) 0-0.02=(35.740.12) 0-0.02=35.620-0.02 220-0.24 DA=( Dmaxx) +0.020=(220.240.5) +0.020=21.88 +0.020 DT=( DAZmin) 0-0.02=(21.880.12) 0-0.02=21.760-0.02 150-0.16 DA=( Dmaxx) +0.020=(150.160.5) +0.020=14.92 +0.020 DT=( DAZmin) 0-0.02=(14.92 0.12) 0-0.02=14.8 0-0.02 40-0.08 DA=( Dmaxx) +0.020=(40.080.5) +0.020=3.96 +0.020 DT=( DAZmin) 0-0.02=(3.960.12) 0-0.02=3.84 0-0.02 2.40-0.06 DA=( Dmaxx) +0.020=(2.40.060.5) +0.020=2.37 +0.020 DT=( DAZmin) 0-0.02=(2.370