毕业设计（论文）-H型铰链冲压工艺规程及模具设计【全套图纸】.doc

XII 设计（论文）专用纸H型铰链冲压工艺规程及模具设计 作者学校：昆明理工大学 作者班级：2008机械工程及自动化3班 姓 名： 导师单位： 应用技术学院 导师姓名： 导师职称： 副教授 Hinges H type stamping process and die designAUTHORS SCHOOL: Kunming University of Science and Technology AUTHORS CLASS: Mechanical Engineering Manufacture and Automatization 2008 Class 3AUTHORS NAME: Wu Chong JiSUPERVISERS UNIT: Applied Academy，Kunming University of Science and TechnologySUPERVISERS NAME: He You YingSUPERVISERS TITLE: Associate Professor摘要主要讲述的是H型铰链的冲压工艺的过程，从零件的分析、冲压设备选取到工艺方案的确定。通过分析确定需要三套模具，分别为落料冲孔连续模具、预弯模具、卷圆模具。并且就其中的落料冲孔连续模和卷圆模的设计过程进行了详细的讲述。在落料冲孔连续模中，主要讲述的落料、冲孔凸凹模的刃口尺寸的计算，定位装置,侧压装置选择与设计；而对于卷圆模具的设计主要讲述的是模具结构的确定以及工作部的尺寸的计算。全套图纸，加153893706关键词：冲压、模具设计、连续模、卷圆模AbstractMainly about the H-hinge process of stamping process, from the part of the analysis, stamping equipment to the process scheme for the selection. Through analysis identify three sets of molds, respectively, continuous blanking punching mold, pre-bending die, die rolling. Blanking and punching on one of the rolling continuous mould and mold design process described in detail.In blanking punching continuous mould, main story about the blanking, punching die and punch the calculation of the size of the blade, pushing pieces, the top pieces of size calculation and design institutions; And to roll round die design major is about the determination of the die structure and the size of the working parts of the calculation. Key word：stamping、mold design、continuous die、die rolling目 录摘要Abstract前言1第一章 绪论21.1 冷冲压的特点及应用 21.2 冷冲压的基本工序及模具31.3 冷冲压技术的发展现状及方向41.4本次设计的目的、任务81.5 毕业设计选题的原因9第二章 零件工艺性分析10第三章 工艺方案确定123.1 零件展开尺寸计算123.2 确定排样方式和计算材料利用率133.3工序组合及方案比较16第四章 各工序冲压力计算和冲压设备选择194.1第一道工序落料加冲孔连续模194.2第二道工序预弯204.3第三道工序卷圆20第五章 冲孔落料连续模及主要零部件的结构和设计225.1 送料步距、条料宽度的计算225.2压力中心计算225.3 模具工作部分尺寸设计 24 5.3.1冲孔部分刃口尺寸245.3.2落料部分刃口尺寸255.3.3凸模长度计算公式265.3.4凹模相关尺寸275.4模架的选择285.5 装模高度的校核315.6侧压装置325.7模柄的选择33 5.8定位装置的选择34 5.9卸料装置35第六章 卷圆工艺方案与模具结构分析366.1 模具工作部分尺寸确定366.2 压力中心计算376.3 压力机、弯曲力和导向装置的校核386.3.1 压力机的校核386.3.2 弯曲力的校核386.3.3 导向装置的校核396.4 斜楔机构设计396.4.1 斜楔与滑块的设计396.4.2 复位机构设计41结论43总结和体会44谢辞45参考文献46附录一：外文资料原文47附录二：外文资料翻译52附录三：冲压加工工艺过程卡5656第 56页 56 设计（论文）专用纸前言通过对这套模具的设计，把所学的专业知识和在工厂实习的实际经验结合起来，进行了一次全面的理论与实践的融合。本套模具采用连续模，连续模是指在压力机的一次行程内在模具的一个工位上完成两道以上冲压工序的模具，是一种多工序冲压模。与单工序模相比，主要优点是：生产效率高； 冲压件精度高。其的缺点是：模具结构复杂，不易制造。适用于生产精度要求较高的软材料或薄板料冲压件。通过该次设计，首先进一步培养了独立工作和综合分析问题的能力，提高了解决冷冲压模具设计与制造以及冷冲压生产过程中遇到问题的能力，同时进一步巩固和加强了在学校四年来学到的专业和相关的知识，为今后在学习和实际工作中解决问题打下良好的基础。第一章绪论1.1 冷冲压的特点及应用冷冲压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，使材料的内部产生相应的内力。当内力的作用达到一定数值时，材料毛坯的某个部分便产生与内力的作用性质相对应的变形，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需尺寸及形状的零件。冷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。冷冲压与切削加工比较，具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品尺寸精度稳定、操作简单、容易实现机械化和自动化等优点，特别适合于大量生产。冷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。冷冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。1.2 冷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，按基本变形方式分离工序又可分为落料、冲孔和切割等。成形工序则可分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形、扩口、缩口和旋压等，即基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。 复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。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。从20年代开始，金属制品、玩具和小五金等行业就使用冲床、压机等简易机械设备及相应的模具加工产品的毛坯或某些零部件，其中有用于落料、冲孔的“刀口模子”，用于金属拉伸的“坞工模子”。当时各厂使用的冲压设备功率不大，大多还是手扳脚踏。模具加工除使用少量简陋的通用设备外，以手工为主，故而模具的精度不高，损坏率大。直到40年代初，才出现水压机冷冲模具。50年代公私合营后，由于增添了磨床、铣床和锯床等设备，又配上硬度计、外径内径测定器和块规等，使冷冲模具的精度得以提高。随着产品生产大量使用冲压机床，19601970年，冷冲模具已从原来单冲落料、单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。又由于冷冲模架标准件的出现，使模具设计结构形式多种，精度也由此提高。同时，随着热处理技术的进步和检测手段的完善，冷冲模具使用寿命提高57倍。这一时期，还由于成型磨削、电脉冲和线切割机等机床相继使用，又采用硬质合金为模具材料，冷冲模具的制作工艺有了新的发展。硬质合金冷冲模具的使用寿命从原来3.5万次跃增到150万次以上。由于设计人员改进制模工艺，具有自动送料、自动理片和接料装置的复合模具大量问世。靠模铣床引进后，用石膏、木模或实物即可翻制出相同形状的模芯，给制作复合拉深模具提供了方便，确保了精度。70年代以后，使用斜度线切割机加工冷冲模具，其凸模（冲头）和凹模可先淬火处理再切割装配，取代了原来冷冲模具制作：热处理装配变形修正的繁琐工艺。模具的光洁度也相应提高一个等级，精度可达到0.01毫米。后来各专业模具厂、模具车间小组已广泛使用线切割机加工制作冷冲模具。1.3 冷冲压技术的发展现状及方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。(1).冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT1617级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。(2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2-5微米，进距精度2-3微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为1500040000r/min）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达1.5微米，表面粗糙度达Ra=010.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。(3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的410倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。(4)冲压标准化及专业化生产方面 模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。1.4本次设计的目的、任务 毕业设计是学生在校期间的最后一个重要性的实践性教学环节。在该环节中，通过不断的查阅资料和请教老师同学，应该达到以下目的： 1.通过实习使得学生进一步巩固和加深所学的基础理论知识，并且把专业的基础知识和模具专业的专业知识有机地结合起来进行综合应用，从而把所学的知识系统化、综合化、并培养学生综合应用所学理论知识的能力。 2.通过独立思考并运用所学的知识解决自己课题中碰到的问题，从而培养自己独立工作能力和灵活应用基础知识解决工程实际问题的能力。 3.通过毕业设计可以提高在文献查询与检索、科技文献翻译、设计手册的合理利用、设计计算、计算机绘图、科技论文撰写和说明书编写等各方面的能力。在本次的毕业设计中，主要的任务有; 1.独立完成铰链模具的设计，编写完整的设计说明书和结构合理的装配图和尺寸完整的零件图。 2.通过网络和图书资料查阅与设计相关的技术资料，通过下场收集有关设计资料，对查阅的外文资料进行翻译。 3.认真的收集工厂实习资料，并进行整理。1.5 毕业设计选题的原因随着近几年来国民经济的发展，模具重要性越来越受到大家的重视。最近几年的金融危机，使得国际市场的竞争加大，并且国家开始大力的扩大内需，产品的质量将会越来越被重视。这就要求我们能不断的提高模具的设计和制造水平。而在提高之前，应该对于模具设计工艺过程有很好的了解。通过这个课题的设计，会存在很多的问题，查阅相关资料解决这些问题，对于以后的设计将会有很大的帮助；在设计过程中，了解了模具质量和模具结构、模具材料、模具加工方法等因素有关，对于以后提高模具的质量有的出发点。 第二章 零件工艺性分析本次设计零件如下图所示：图1-1零件名：H型铰链半边 材料：A3钢 厚度：2.5mm 生产批量：大批量生产 成品的精度 IT11 级要求也不是很高，材料为 A3钢，料厚为2.5mm，冲裁性能较好，查表可知：材料厚度为 2.5mm 时，工件最小距离为 1mm，工件到侧面的最小距离为 1.2mm。为了补偿定位误差和保护模具，零件间的距离为a1= 2mm、距离边的距离为a= 5mm，因零件结构简单、生产批量较大，从经济方面考虑可采用单工序模 加复合模具，弹性卸料装置，自然落料。冲压件时1，该零件外形简单,都是由直线组成的,2，宽度大于料厚的两倍即b=152t=5，3，冲裁件外形没有尖角，r0.5t 4，最小冲孔直径d=41.5t=3.755，孔与孔或孔与边缘的间距b=401.5t b1=5t弯曲件时 1，直边长度L1 L22t2，由于是用木螺钉 可以先冲孔再弯曲符合工艺性要求零件作用:连接两块东西,使其两能相对转动。第三章 工艺方案确定3.1 零件展开尺寸计算图3-1L为展开后的毛坯的长度L1为卷边长度L2为直边长度 R为卷圆孔的外半径R=r+t=3+2.5=5.5mmP=R-X1t=4.35mm (查表得X1=0.46)当R/t2.6时 由公式L1=1.5P+2R-tL1=1.5x3.14x4.35+2x5.5-2.5=29.9885mmL= L1+L2=24.5+29.988554.4mm因为在计算的过程中，有些数据为经验值。所以可以将数据圆整，取L=55mm展开后毛坯的形状和尺寸图所示：图3-23.2 确定排样方式和计算材料利用率排样方式分为有废料排样、少废料排样、无废料排样，其中采用少、无废料排对节省材料具有重要的意义，且有利于一次冲裁多个工件，故可以提高生产率。同时因其冲切周边减少，又可简化冲模结构和降低冲裁力，在无废料排样时，因为材料只有料头和料尾的损失，故材料的利用率可以达到很高的程度，但是采用少、无废料排样也存在一些缺点，就是由于条料本身的公差以及条料导向和定位所产生的误差，使工件的质量和精度较低。另外，由于采用单边剪切，也影响断面质量及模具寿命。 由于考虑到冲裁完的工件在最后一道卷圆模具中会用右边的面作为基准，所以为了保证裁件的质量，延长模具的寿命，以及在卷圆时工件的定位精度，采用有废料的拍样方法。查表2-11【1】和连续模两边加侧刃切料每边为3mm可以知道工件间距离a1=2mm，沿边a=5.mm。该零件的拍样方式有以下三种不同的排样方案：方案一：排样方式如图2-3所示：材料利用率 =x100%【1】 38.49%图3-3方案二：其排样方式如图2-4所示材料利用率=x100% =51.29%图3-4方案三：材料利用率=x100% =57.95%图3-5 三个方案均为一次送料，利用提高的材料的利用率，为57.95%，是三种方案中最高的，因此采用第三个排样方案率分别为38.49% 51.29%57.95%，前两种方案材料浪费比较严重。而第三种方案但是却明显的。 方案一是用单工序模具，效率较低，方案二需要二次反向送料，方案三采用连续模冲压，提高了效率。所以采用第三套方案。3.3工序组合及方案比较根据排样要求，工序方案如下：方案一采用单工序模：a）下料b）落料c）冲4个4mm的孔d）预弯e）卷圆方案二. 采用复合模具a）下料b）落料冲孔（复合模）c）预弯d）卷圆方案三落料冲孔采用连续模： a）下料 b）落料加冲孔（连续模） c）预弯d）卷圆对以上三种方案进行对比，可以看出：方案一： 该方案各个工序的模具采用简单模，可以减少每道工序的冲裁力和提高模具的寿命，同时模具的结构简单，易于制造和生产中的操作。减少了每道工序压力机的参数。但是增加了模具的数量和工序的数量，这不仅降低了生产效率，而且增加了设备、模具的数量和车间的面积，增加了半成品的转运和存储。对于大量生产H型铰链这种结构简单而且精度要求低的制件而言不合适.方案二: 复合模具虽然跟连续模具一样具有（1）制件精度高。由于是在冲床的一次行程内，完成数道冲压工序。因而不存在累积定位误差。使冲出的制件内外形相对位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。适宜冲制薄料和脆性或软质材料。（2）生产效率高。（3）模具结构紧凑，面积较小。但是复合模具结构凸凹模璧厚不能太薄，以免影响强度。而且凸凹模刃磨有时不方便。方案三: 冲孔落料采用级进模生产，所有弯曲两次成形，只需三套模具，生产效率高，尽管弯曲后对孔的位置精度有一定影响，但是解决了复合膜最小壁厚不能保证的问题，且连续模有利益零件的大批量生产，所以此方案可以采用。第四章 各工序压力计算和冲压设备选择4.1第一道工序落料加冲孔连续模总的冲裁力 F0=F1+F2+F3+F4 其中F1为落料力，F2为冲孔力，F3为冲孔的推件力，F4为落料的推件力。平刃口模具冲裁时，落料力按以下公式计算： F1=Ltb计算落料的外形的周长L=3842=768mm （一次落两件）查附录11 可以知道Q235钢的各项参数材料名称牌号力学性能材料状态抗剪强度抗拉强度屈服强度拉伸率普通碳素钢Q2353033733754602352631未退火 t=2.5mm则 F1=7682.5380=729600N 冲8个4mm的冲裁力 F2=8Ltb 冲孔的推件力 F3=nk1F2查表2-10可以知道K1为0.055【1】 则 F3=30.05595456 =15750N从凸模中卸出制件的力 F4=nK3F1 查表2-10可以知道K3=0.05则 F4=30.05729600 =109440N所以总的冲裁力 F=729600+95456+15750+109440 =950246N950KN根据表7.10，可以初步选取压力机型号为JH21-110 4.2第二道工序预弯由于预弯是弯曲的一种，它的弯曲力有校正弯曲力决定则采用公式： F校=Ap其中A弯曲件校正部分的投影面积p单位校正力 A取6x29=174 p根据表3-3可知为120MPa 所以 F校=174x120 =20880N 根据表7.10，可以初步选取压力机型号为J23-3.154.3第三道工序卷圆卷圆由于初步考虑到采用推圆的方式，完成卷圆成型的力为水平方向的力F，而整个压力机应该供给的力为 F1卷圆力的计算，根据经验公式 Fb其中k安全系数，一般取1.3 b材料的抗拉强度 b弯曲件的宽度代入数据可以得到 F380 =9766N由于模架的结构在水平方向上的力F2=F+F弹1=9766+400 =10166N则模具向下推斜快的力F3= F2/sincos =10166x17/4 =43205N总的力 F1 = F3+ F弹2 =43205+2000 =63205N63KN 根据表7.10，可以初步选取压力机型号为J23-10第五章 冲孔落料连续模及主要零部件的结构和设计5.1 送料步距、条料宽度的计算送料步距：送料步距是指两次冲裁间板料在送料方向移动的距离，用S表示。其值等于冲裁件相应部分宽度加上工件间搭边值，即S=D+=72+2=74mm；D垂直送料方向上工件的宽度；条料的宽度B按下式计算：；B条料宽度的基本尺寸，mm；D垂直送料方向上工件的宽度；D=140mm搭边值，mm；由表2-11（参考1）选取搭边值a=2mm条料宽度公差；mm 参见表2-9（参考3）=0.6mm是指侧刃冲切料边宽度，b=3mm；是指侧刃数量；=（140+2*2+2*3）0-=1500-0.6mm5.2压力中心计算模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机模块的中心线相重合。对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模，必须求出冲压力合力的作用点即压力中心。模具的压力中心与模柄的轴线重合，否则会影响模具及压力机的精度和寿命。压力中心的计算，其公式如下，选定坐标系XOY如图5-1所示：； 图5-1X0=3160+78100.5+79768+153160/(160+100.5+768+160)=78.6479Y0=37160+37100.5+148768+168160/(160+100.5+768+160)=126.36126压力中心坐标（79,126）。5.3 模具工作部分尺寸设计 5.3.1冲孔部分刃口尺寸：对于冲孔模，因为其结构相对的比较简单，因此在计算刃口尺寸时采用凸模与凹模分开加工的方法，其计算过程如下：因为在后续工序中对于冲裁件的断面要求较高，于是采用第类间隙值，工件的公差为10级，其公差=0.075mm。所以其间隙值由表2-5【1】查可知：Zmax=0.500mm Zmin=0.360mm Zmax-Zmin=0.500-0.360=0.14mm由表2-6【1】查出图、凹模制造公差： p=0.02mm d=0.02mm p+d=0.04Zmax-Zmin由表2-7【1】查出：x=0.75，公式：dp=（d+x）0-p dd=(dp+Zmin)0+ d由公式得dp=(4+0.75x0.075)0-0.02=4.060-0.02mm查表2-23得 ZminZmax=0.3600.500mmdd=(4+0.360)0+0.02=4.420+0.02mm 5.3.2落料部分刃口尺寸：落料部分由于结构比较复杂，采用凸、凹模的配合加工，并且以凹模为基准，制件的公差还是10级，制件各个部分的尺寸和尺寸分类如下图图5-2对于各类尺寸，其刃口尺寸按一下公式计算：A类 AjB类 BjC类 Cj其中的值，当刃口尺寸公差标注形式为+（或为-）时，当标注形式为。所以由公式和上图的尺寸可以知道落料凹模尺寸如下：A1mmA2mmA3mmC1mmC2mm该零件落料的凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值Zmin Zmax =0.360-0.500mm(由表2-5)5.3.3凸模长度计算公式（a）凸模长度计算公式L= ；其中凸模固定板厚度 取30mm；卸料板厚度，取12mm；导板厚度，取8mm； -增加长度，它包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度（0,51mm），图模固定板与卸料板之间的距离等，取40 mm。L=30+12+8+58=90mm（b）凸模强度校核对于细长的凸模，为防止纵向失稳和折断，应该进行凸模承受能力和抗弯能力的校核，其校核公式如下校核承压能力 dmin【1】校核抗弯能力 Lmax【1】根据以下模具材料的各种参数带入公式dminLmax=41mm尽量取小凸模的直径d=4mm。自由长度l=40mm。满足上述的强度和抗弯能力的校核，因此此凸模满足要求。虽然小凸模的直径强度满足要求，但考虑到刚性的要求，我最后还是在小凸模上加上了衬套，以满足刚性要求。5.3.4凹模相关尺寸 凹模厚度的确定：H=kb 为系数 凹模刃口的最大尺寸 b=71