毕业设计（论文）-电器开关过电片级进模的设计.docx

全套图纸加扣 3012250582I编号： 毕业设计说明书题 目： 电器开关过电片级进模的设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2016年 6 月 3 日全套图纸加扣 3012250582V摘 要毕业设计是对我们大学学习的一个重要的总结。在本设计中，我的题目是电器过电片级进模模具设计。通过分析我们发现，电器过电片弯曲件是一个落料冲孔弯曲相结合的弯曲件，上面有孔和凹槽孔。外形依靠落料完成，冲孔依靠冲孔工序来完成，还有1次弯曲工序。通过这个模具的设计，将是对我大学学习的一个重要的考核。设计过程中，首先我们要对电器过电片弯曲件的结构性、材料进行分析，选择合适的方式进行生产。材料的分析来确定工件是否适合生产。之后要通过工件的厚度来确定工件排样图的搭边，然后计算排样图的材料利用率。接下来就是进行冲压力的计算，通过计算冲压力选择合适的冲压设备。模具刃口的计算也有其的重要，只有选择合适的刃口才能够确保模具的寿命，提高模具的使用率。模具刃口计算后，就是模具的结构设计，先进行凹模外形尺寸的计算的通过凹模的外形尺寸来得到模具中其他固定板,卸料板等的尺寸，最后选择模架等一系列标准件，最终完成模具的设计。关键词：级进模；冲压工艺；模具设计；工艺性 Abstract Graduation design is an important summary of study on our university. In this design, the title of my speech is stamping die design of double bolt door lock accessories. Through the analysis we found, double tongue lock accessories is a rectangle with a rectangular, above a two screw hole and the two rectangular holes. Shape depends on the blanking punch finish, rely on punching process to complete. Through the mold design, will be one of the important appraisal in University learning.In the design process, we must first structural, material on the double tongue lock parts to carry on the analysis, select the appropriate mode of production. Material analysis to determine whether a workpiece is suitable for the production of. After going through the thickness of the workpiece to determine the layout of the edge of workpiece, then calculate the layout of the material utilization ratio.The next is the blanking force calculation, through the calculation of blanking pressure to choose suitable stamping equipment. The calculation of the die cutting edge also has its important, only select the appropriate edge eloquence can ensure the life of the mold, improve the mold use rate.Die cutting edge calculation, die structure design is advanced, the calculation for die dimensions by the shape of concave die size to get other fixed plate mould stripper and other dimensions, the final choice of mold and a series of standard parts, the final completion of die design.Keywords: progressing die;stamping process;die design; manufacturability目 录1 前言11.1 冲压工艺与模具的发展方向11.1.1成形工艺及模具发展11.2关于冲模CAD21.2.1概述冲模设计的优化技术22 电器过电片弯曲件工艺分析32.1 材料分析32.2 零件结构32.3 尺寸精度32.4 毛坯尺寸展开43 冲裁方案的定54 模具总体结构的确定64.1 模具类型的选择64.2 料方式的选择64.3 定位方式的选择64.4 卸料、出件方式的选择64.5 导向方式的选择65 工艺参数计算85.1 排样方式的选择85.1.1排样及搭边值的计算85.1.2距的计算85.1.3条料宽度的确定95.1.4材料利用率的计算95.2 冲压力的计算105.2.1冲裁力的计算105.2.2弯曲力的计算115.2.3卸料力与推件力的计算115.2.4总冲压力的计算125.3 压力机吨位选择135.4 压力中心146 刃口尺寸计算156.1 冲裁间隙的确定156.2 刃口尺寸的计算166.3 弯曲模计算197 模具主要零部件的计算207.1 凹模的计算207.1.1凹模外形的计算207.1.2凹模的固定螺孔与定位销孔大小及间距217.1.3凹模精度与材料的确定217.2 凸模的设计227.2.1凸模结构的确定227.2.2凸模高度的确定227.2.3凸模材料的确定237.2.4凸模强度257.2.5弯曲模的设计267.3 卸料板的设计297.3.1卸料板外型设计297.3.2卸料板材料的选择307.3.3卸料板整体精度的确定307.3.4弹性元件的选择317.4 固定板的设计327.5 垫板的设计327.5.1垫板分析327.5.2垫板受力分析337.6 其他零件设计337.6.1定位零件347.6.2导料浮顶装置347.7上下模座、模柄的选用357.7.1上下模座的选用357.7.2模柄的选用357.7.3螺钉、销钉的选用367.7.4导正销的选用377.8 总装配图387.8.1模具装配图387.8.2工作原理388 冲压设备的校核与选定408.1 冲压设备的校核与选用409 部分零件加工工艺419.1 加工的分析419.2 冲孔凸模加工工艺419.3 落料凹模的加工工艺42设计总结43谢 辞44参考文献45附录46桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告纸全套图纸加扣 3012250582491 前言1.1 冲压工艺与模具的发展方向1.1.1 成形工艺及模具发展冲压与锻造相比，锻造加工的对象一般都是成块的料，并且胚料必须热，冲压的技术经验可以叫做冲压工艺，冲压模与塑性及其他冷热加工方法比，拥有它非常独特的优点,它的生产效率非常的高，并且，每一次的工作或者每一次的冲压都可能产生新的零件。模具作为特殊的工艺装备，在现在这个社会体现越来越重要的作用，因为模具的发展，企业会向人们提供各种各样的的商品，具体的说，如果考虑到具体的实践中我们不难发现，像一些手机，空调，汽车，玩具等商品，可以精确到魔门生活的每一件产品，都和模具相关，模具可以采用各种优质，强度高，耐磨性好的材料用于制造。 模具在消费品，汽车，电子，飞机制造等工业部门有非常重要甚至不可替代的作用，我国模具行业增长速度为22%，模具的出口也有广阔的前景，2003年我国的模具及标准模件的出口额可以达到3.5亿美元，比2002年增长34.7%，在今后一段时期对模具的需求会更加的增多。研磨技术是使用了许多年好，高的耐磨性，尺寸稳定性等特性，是一种很有前途的钢。特别是对于形状复杂和高速冲压模具冲压，其优势更加突出。这种钢也适合于注塑油漆和玻璃纤维增强塑料或金属粉末模腔作为主成分，芯形状，闸门等。此外，不同规格的多样化，细料的产品的模具钢，尽可能的产品，以缩短交货期也是一个重要的方向近年来，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。1.2关于冲模CAD1.2.1概述冲模设计的优化技术（1）将优化方法这门学科灵活的运用到模具的设计中来，就可以模具的最优化技术。也就是说。把优化的方法应用在模具的一些工艺参数和运用在模具的设计上，能达到模具设计的非常好的效果，方法如下 ：数学模型的建立选用一些数值上的解法求解除最优的解 （2）CAD的组成 一般我们所了解的CAD、就是运用计算机去绘图，达到快速简便的效果，是专业技术人员最简单的设计工具并且必不可少，CAD的概念其实在20世纪中期就已经开始出现，在经过漫长的几十年里一直发生着变化然而5060年代里，CAD被视为有趣的但不使用的东西，当硅谷的广泛应用，使计算机慢慢的模具设计这一行业所接受。硅片中拥有非常小的集成电路，因此它的我存在，大大减小了计算机的大小，使得计算机比电视还小。随后，微机出现了，20世纪70年代计算机硬件，软件的开发变得非常的迅速，后来，到了80年代，制造与销售CAD系统变成了当时时代特有的标志。到了21世纪，国外推出额CAD软件已经达到了几十种。（3 ）冲模CAD内容利用几何级数完成一些结构比较复杂的模具的设计 建立标准零件和一些典型零部件的图库，方便在设计时可以快速的调用，利用这款软件，结合计算机进行数值分析工作，将有限元发和运用的数学原理计算方法应用到模具的设计中去。2 电器过电片弯曲件工艺分析图2-1 零件简图生产批量：大批量；材料：H68；材料厚度：0.5mm；未注公差：IT14。2.1 材料分析不同的产品从使用的角度出发，对其中的材料性能，力学的性能都有不同的要求，比如，机械和仪器应该具有一定的强度，硬度、刚度等要求，本次我们所采用的材料为黄铜H68，它的导电性能好，考虑到材料的塑性，材料的抗稳能力，以及一些其他因素的影响。选用黄铜H68还是很符合我们的要求，它的各项工艺参数也符合常规的标准。2.2 零件结构由工件图看，此工件分为冲孔、冲部分废料边、弯曲和落料这几个程序，将外形视为落料，内形视为压凹、冲孔，故采用级进模冲压工序，这样可以大大提高工作效。2.3 尺寸精度因为零件尺寸有未标注公差的一般尺寸，通过翻阅资料，在这里我们取公差等级为IT14级,模具精度取IT7级即可。外形落料的工艺,因为工件属于中等尺寸零件，外形不是特别的复杂，尺寸精度要求一般，厚度为0.5mm，采用落料可以加工获得。（1）压凹的工艺性：因为工件是横竖折形状，在零件孔的一侧需要进行压凹处理。（2）冲孔的工艺性：有一个长圆孔，有一个圆孔，在弯曲后才进行冲孔，长圆孔子之前就已经进行冲裁。（3）开口冲压工艺性：对材料进行切边处理，利用冲裁的方法将废料冲去，尺寸精度要求一般。冲压就可以满足。（4）弯曲的工艺性：零件有弯曲的部分，需要进行弯曲过程，达到一般的要求即可，对尺寸精度要求不高。2.4 毛坯尺寸展开工件弯曲部分的内倒角为R=1mm。展开料长度的确定：表2-1系数K之值r/t00.50.50.80.82233445k0.160.250250.300.300.350.350.400.400.450.450.50因为r/t=1/0.5=2 由表1可知中性层的位以系数为0.35。可知中中性层的倒角为所以毛坯图如2-2所示：图2-2 毛坯展开3 冲裁方案的定工艺方案的一般选择原则，我们可以先从它的质量，生产的效率，生产过程中相应的一些成本，安全因素进行比较分析，最后确定一个最合适的生产方案。打个比方，如果为了达到高质量，很高的相率，极低的消耗材料的目的，并且是大批量生产时我们可以采用高效率的模具，如果为了降低生产的成本，在小批量生产时，采用建议的模具或者一般的模具即可。通过对工件的分析，要能合理的行成工件，需要经过以下的几个步骤，不难发现它们分别是先冲孔，再弯曲，最后是落料。因此我们初步采取以下方案。方案一：单工序模制造和调试都比较容易第一步是落料，然后冲孔，最后弯曲，弯曲又分为多处弯曲，需要三个弯曲模具完成。方案二：工件中的落料和冲孔工序依靠冲孔落料复合模来完成，后面的弯曲工序需要采用三个单工序的弯曲模来完成。方案三：使用级进模生产，可分为成冲长圆孔，然后冲进行弯曲，最后冲孔再落料，这几道工序可以用级进模直接加工出来的。方案对比：方案一：模具结构数量有多个，而且来回更换模具，导致工件的精度难易保证。方案二：和方案一样，由于落料冲孔弯曲需要分为多次，所以工件的精度和定位都不太方便，而且模具数量较多，成本较高，也不能实现大批量生产。方案三：采用一副模具完成，级进模里有几个不同的工序，而且都安装在同一副模具里，可以直接冲压出想要的比较复杂，并且能符合要求的东西，我们进行了整合，使用连续模这个方案最好，能进行很大的量的生产可同时满足。我们暂时设定的工序如下：先进行冲导正孔、然后再切废料、进而再进行弯曲、最后落料。中间可以根据实际情况增加空工位。 三种模具的比较见下表表2-2单工序模。复合模和连续模的比较项目单工序复合连续模冲压件精度一般较低中 高级精度中 高级精度原材料的要求一般不高除条料外，小件也可以用边角料条料或者卷料变更翻转冲压的方向允许不允许不允许增加工位数可能有限度可能冲模制造的复杂性及价格结构简单，制造周期短，便宜结构复杂，制造难度大，价格高结构复杂，调试难度大，价格高设备能力小中大4. 模具总体结构的确定4.1 模具类型的选择 通过工件的工艺分析，以及各生产方案额对比，采用级进模完成工件的生产,这样的操作更加方便，效率更高，成本比其他的低。4.2 送料方式的选择为了实现工件的自动化生产，工件的送料方式的选择十分重要，在本次设计中，采用自动方式进行送料的机构，能够满足工件的自动化生产。4.3 定位方式的选择我们的条料是的带料形式，我们送料的时候采用导料板进行定位，在每一个工序中都采用导正销进行定位。采用自动送料机进行送料。4.4 卸料、出件方式的选择卸料板通过卸料的螺钉和弹簧等装在模具上组成的简单的弹性的卸料装置，模具为闭合状态时，弹簧是被压着的，当模具进行工作被打开或者上行的时候，在弹簧的的反作用力下推动卸料板往下运动，在平常中我们看到的模具的弹压卸料板一般都会比凸模底面高出一点的距离，这样冲压开始时先压住料，然后再冲压；冲压结束后，料被顺利地卸下。而且卸料板能在工对工件进行作中起到压料的作用，减少弹簧在运动时又进行反弹的力。4.5 导向方式的选择第一种方案：采用对角导柱模架。在工作的过程中采用对角的导柱它们由于安装在对角的方向，所以模具上模座滑动的时候所收到的力均匀 ，没有导致不平衡，另外整体性都相对的稳定，模架的滑动都是比较稳定的，可以使得模具在使用方面时间变得更长。但是，不太好的一点是由于导柱间的的距离有一定的局限性，条料的宽度不能取得太大第二种方案：后侧式导柱模架，这种模架的优点是条料在宽度省的限制不会很大，但是他的缺点在于整体结构的中心可能会在模具工作的时候产生偏移，严重的情况可能会缩短模架的使用时间。但他的比较的利于操作和对条料的导入。第三种方案：四导柱模架。这种四个角导柱分布在模架上，不会受到工作中因为导柱和模架之间由于相互运动而产生的偏移或歪斜，一般在大型的企业就行产品的大量生产时用的比较多，因为它生产的产品的质量非常的好，但是比较复杂，成本也高。第四种方案方：中间导柱模架。模架的两侧安装有导柱，并且是对称的。模具工作室它在进行导向的能力上也是非常的完美，瑕疵小。但是只能进行前后送料，大多数需要人工进行操作。我在这里选择的是后侧导柱模架如图2.3，后侧导柱主要采用左右送料，也可以采用前后送料，因为工件要求的精度还比较的高，并且生产有较高的要求，尺寸符合，。不但能保证工件的正常生产，能够保证一定的精度，所以选择第2个方案是最合理的1。图2.3 后侧导柱模架5 工艺参数计算5.1 排样方式的选择排样是模具设计的主要依据，排样图的合理或者不合理，直接关系到模具的设计。因此在设计时我们要全面更加多角度的进行思考，不可盲目大意。排样时考虑的条件或问题有很多，包括生产的能力等各种因素4。例如：利用率，冲压力要平衡，各工位的合理性要考虑的周全，对于排样来说，就要充分的尽可能的减少废料，使材料得到最大限度的利用。对于多工位级进模具来说，由于生产加工多种方面原因，不可能达到非常高的利用率，总会有废料。所以最好的方法是从排样的方式去找解决的办法，因此采用双排，多排的方法提高利用率2。我们可以采用有废料的排样方式进行排样，虽然有废料的产生，但是能够确保工件的精度能够达到要求，也能够减小对模具的损坏，使得模具更加耐用。由于工件一侧弯曲，在这里工件采用了直对排样的方式，保证弯曲受力的均匀。如图2.4为一些基本的排样方法。图 2.4排样的方法5.1.1排样及搭边值的计算此次设计运用的是弹性卸料装置，根据参考书籍1查表确定工件的最小的搭边的值为我们设为0.8mm、1.0mm。但是由于具有切边工序，需要在保证最小搭边的基础上，我们在这里取整。排样图在下方 5.1所示。 5.1.2步距的计算工件进给的长度我们可以称之为步距，单位mm，当排样的步距值我们设计好了以后，在该模具相互邻进两个工位间的长度必需相当。冲压过程中每次送料的时候，步距的大小计算方式，我们可以选择工件直接的一个标记点，然后送一个步距后，测量相邻的工件之间的距离是多少。这个距离就是步距的数值。步距可定义为：S=L+b (5-1)式中 ：S冲裁步距；（mm）L工件板料的外形的最大距离；b沿送进方向的搭边值在和送料相同的方向上，工件板料的外形的最大距离约为L=6.7毫米, 有上节可知，送料方向的搭边调整为2.3mm，所以我们确定步距：S=L+b=2.3+6.7=9（mm）5.1.3 条料宽度的确定 由于侧压装置的作用,切废料凸模既能切废料，又能定距。使条料或带料始终与导料板（定位基准）靠紧，条料沿此定位基准送进，宽度计算公式如下： (5-2)式中： B条料的宽度；D工件在宽度方向的尺寸；a制件与材料侧搭边最小值。条料的剪切偏差条料的宽度确定公式如下： B=(223.25+4.5+21)-0.50 =mm5.1.4 材料利用率的计算 冲裁件的现实的面积与原来利用板料面积的比例2， 材料利用率定义为：=nA/BS100% (5-3)式中： 材料利用率A工件的面积，由二维软件测得：119.5mm2B条料宽度S冲裁步距n一个步距内制件数=nA/BS100%=2119.5/539100%=50.1%通过计算得材料利用率为50.1%。图5.1零件排样图5.2 冲压力的计算 5.2.1冲裁力的计算冲裁力可按下式来计算： 为了计算方便，也可以材料的强度极限（Mpa），按下式估算冲裁力 (5-4)式中：工件周边长度（mm）； 材料厚度（mm）; 材料抗减强度（）； 系数。一般和模具刃口的磨损有关系，其他对这个因素有影响的因素还包括模具间隙的波动，材料力学性能等，在一般设计的过程中我们取=1.3。 材料的抗拉强度（），一般情况下，材料的，由于一般黄铜的硬度都大于或等于400Mpa，因此区一个适当的中间值取=450Mpa计算结果如下表5-1各工位情况工位类别周长（mm）第一工位冲导正孔18.8第二工位导正孔长圆孔35.5第四工位切废料51.1第九工位冲孔28.3第十一工位落料49总的冲裁力：5.2.2弯曲力的计算由于零件对称布局，所以属于两次U形弯曲，计算的时候按照以下公式进行。如图5.2U形工件计算如下，带入数据得出：其中，b=5mm. r=1mm.k取1.3 (5-5)如下图所示。b=5mm. r=1mm.k取1.3图5.2 弯曲工序图5.2.3 卸料力与推件力的计算 冲裁竣事的时候，经常有一些废物会塞在凹模内，要使冲裁工作继续，必需将卡在凹模内工件或者是废料弄出来。如下图5-3图5.3卸料推件力有很多因素影响力的大小，比如选择的不同的材料、以及毛坯的厚度和不同种类，冲裁时候选择间隙的尺寸都可能会影响卸料力、推件力以及顶出力的计算，计算的时候选取常用的公式计算： (5-6) n (5-7)式中：冲裁力（）；卸料力推件力顶件力 表5-2各项力的系数如下表冲压结束后废料由下方的漏料孔落下的，其中工件时数由公式计算：推件力计算的时候按一次卡在凹模洞口内的零件数目个工件，带入数据进行计算得：n=h/t=2.5/0.5=5F总=F冲+F卸+F推 (5-8) 通过查表得 通过计算得出卸料力和退料力：F卸=0.04541.2KN=1.9KNF推=50.00541.2KN=11.4KN 5.2.4 总冲压力的计算各个工位的总冲压力如下：模具总冲压力为模具各个工步的冲压力总和；5.3 压力机吨位选择 通过分析零件的出产数目的多少，加工工序要领和性质，冲压零部件的尺寸，形状和精度等各方面作为冲压的设备的选择基准。下表为选择的参考。 表5-3 按冲压件大小选零件大小选用压力机类型特点适用工序小型或中型开试或半闭式机械压力机C型或整体式机身：重量轻，操作方便，价格低廉分离及成形大中型闭式机械压力机组合式机身：重量重，工作平稳分离，成形表5-4 按生产批量选择压力设零件批量冲压设备类型特点适用工序小批量薄板通用机械压力机速度快，生产效率高质量比较稳定各种工序小批量厚板液压机行程不固定，不会因超载而损坏设备拉深，胀形，弯曲等大中批量高速压力机多工位自动压力机高效率，消除半成品堆堵等问题冲裁各种工序本模具在冲裁过程中总的冲压力，初步我们开始选择压力机型号为J23-16压力机，具体参数如下。表5-5 开式压力机规格及参数型号J23-16J23-25J23-35J23-63公称压力/KN160250350630滑块行程/mm5565100120最大闭合高度/mm220270290360闭合高度调节/mm45556070滑块中心线至床身距离/mm160200200300滑块底面尺寸/mm前后180220220300左右200250250260模柄孔尺寸/mm直径40404050深度6060608054压力中心 一般情况下，简单的冲裁件，它的压力中心一般在它的几何中心，而本工件时形状比较复杂的，将它分解成几个简单的部分，然后分别计算各个部分受到的力的合力。对于规则的图形，一般选择几何中心作为模具的压力中心，而无需计算，如果工件比较复杂，或者有多个凸模，我们可以采用解析法进行详细的计算。简单的几何图形，对称压力中心位于几何中心，冲压直线段，压力中心位于线段中心，通过公式，带入数据可以计算。 选坐标XOY。如图。Xn = L1X1+L2X2+LnXn/（L1+L2+Ln） =9.42520+13.025224+14.137246.5+55246.5+26.9452105/(9.4252+13.0252+14.1372+552+26.9452) =45Yn = L1Y1+L2Y2+LnYn/（L1+L2+Ln）=9.42525.7+13.025223.8+14.137234.2+5528.7+26.945211.2/(9.4252+13.0252+14.1372+552+26.9452)=13.4图5.4压力中心的计算6 刃口尺寸计算6.1 冲裁间隙的确定一般间隙的大小会影响其工件的品质，凸模和凹模刃口之间的缝隙为冲裁的间隙，如果间隙偏大或过偏小都是不好的，冲裁间隙大时，变形区材料受到的拉应力的作用变的比较大，冲裁结束后因材料弹性恢复 如下图，Z表示双边间隙，Z为正值，也可为负值，一般均为正值。设计模具时间隙要选择合理的，尺寸精度才能满足产品的要求，冲裁力就会变小、模具就更加的耐用，冲裁件的质量才能以保证1图6.1 冲裁间隙图根据实用间隙表查参考文献2，查得材料间隙为0.04，0.06。 表6-1双边间隙mm材料厚度 08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小间隙（或无间隙）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.50.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2刃口尺寸的计算（1）刃口尺寸确定的原则 凸、凹模刃口尺寸公差的选择和计算，是一个很的重要的环节，会明显的影响到冲生产技术经济效果，必须根据冲裁的变形规律进行合理充分的考虑，遵循以下原则如下表总结：表6-2 冲裁模的设计原则冲裁类型选择原则落料模在设计时应以凹模尺寸为基准，间隙区在凸模上，靠减小其尺寸获得；设计冲孔时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上，靠增大其尺寸获得据冲模磨损规律凹模磨损使落料件轮廓尺寸增大，因此，设计落料模时，凹模的刃口尺寸应等于接近于工件下极限尺寸，模的磨损使冲孔件孔径尺寸减小，因此，设计冲孔模时，模的刃口尺寸等于或接近于工件的上极限尺寸。冲裁模在使用中刃口的磨损结果造成间隙不断增大，因此设计时无论是落料模还是冲孔模，新模的间隙都必须选取最小合理间隙Z使模具具有较长的寿命模具凸模和凹模一般容易磨损，所以我们要通过计算，还求出合理的凸凹模的尺寸公差和偏差，其中有一种方法为凸凹模分别加工法计算；还有一种方法，就是采用配合法。 在这里我们采用的是配合加工法，这个方法比较适合于薄料的冲件，或者是形状复杂的工件，一般这个方法不用校核双边间隙。采用配作的方式，可以简化我们计算的工作，从而降低模具的设计和制作成本，因此为了降低成本，提高劳动生产效率，我们可以采用配作的方式来计算凸模和凹模的刃口（1）凸凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不断增大-第一类尺寸A - Aj=(Amax-x) (6-1)（2） 凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不断减少-第一类尺寸B Bj=(Bmin+x) (6-2)（3）磨损不变尺寸（C类尺寸）凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不变化-第一类尺寸C Cj=(Cmin+) (6-3) 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 对于冲制形状比较复杂或相对薄料的冲裁件的冲模，或小批量单件生产的冲模，一般采用配作加工法。这种加工方法的优点是，由配制来保证模具间隙，具有比较简单的工艺性，尺寸标注简单，冲孔凸模刃口计算公式：减小的尺寸 (6-4) 增大的尺寸 （6-5） 不变的尺寸Cj=(Cmin+) （6-6） 式中A、B、C凸模刃口尺寸；x值由参考文献可得；模具公差由参考文献2表3-12处可得。 (1) 工位 1冲导正孔凸模刃口尺寸，图6.4，直径3mm： 应用公式:其中工差等级我们在这里取IT14，计算，D（3+0.50.25）3.1250-0.02mm (2)工位2 长圆孔凸模刃口，其中冲的尺如图6.4所示应用公式:计算， A1=（1.5+0.050.25）1.625mm (3)工位4 切废料凸模刃口： 应用公式:如图6.5所示 计算， A2=(9+0.50.36)0-0.09=9.15mm A3=(5+10.30)=5.14mm (4)工位10 落料凸模刃口： 应用公式:如图6.6所示计算 A2=(6.7+0.50.36)=6.52mm 有的未标注的，按IT14级处理，取 x=0.5。 在所有的尺寸中，A类尺寸：、 B类尺寸：、C类尺寸：其中计算的结果如下表6-3所示 表 6-3工作零件刃口尺寸计算类型尺寸计算结果ABCCj=(Cmin+)6.3弯曲模计算弯曲模的刃口尺寸计算弯曲时，间隙的取值是关键，如果间隙小摩擦力比较大，就会导致弯曲力比较大，如果间隙过大，会导致工件的回弹比较明显，而导致工件的精度得不到保障。弯曲时，带入数据得出间隙。 （6-5）式中 凸凹模的单面间隙； t材料的公称厚度； n系数，查表，取n=0.05。代入公式可得：。有工件的尺寸可一直，弯曲件的尺寸为工件的外形尺寸，所以我们计算的时候应以凹模为准，然后凸模进行配作。保证凸凹模间隙进行调整，查表1 弯曲时弯曲一边。所以只要保证凸模宽度尺寸不小于弯曲边宽度即可，冲弯曲半径，按照一般的情况的弯曲半径部弯曲应不小于，因此在我们的设计应为弯曲半径部的冲头的半径的设计（见图6.6），的单倍型值弯曲冲头和就在这里一边模隙凹模孔尺寸设计【3】。图6.6 弯曲示意图7模具主要零部件的计算我们在设计模具的一些零部件时，模具的主要零部件一般情况下都可以参照国家的标准，在这里我们得首先把凹模的尺寸计算出来，有了凹模，我们就可以把卸料板，固定板，卸料板等零部件设计出来，另外，在模具进行设计时，我们要了解这些零部件设计的一些作用，及其设计的依据，一般设计直接与冲压件有关联的部分时，其余都可以从标准件中进行选取，标准化简化了模具设计，还使得设计用的时间大大的减小，提高了效率，下面分别介绍各个零部件的设计。7.1 凹模的计算7.1.1 凹模外形的计算凹模的形状一般和冲压件的材质以及厚度有关，其主要决定因素的为工件的厚度。有了厚度，我们即可参照一些公式，来完成凹模的设计。凹模板厚度尺寸 H=Kb1 (7-1) 凹模板型孔和边的距离尺寸 c1.5H （7-2）最终凹模的边长 L=b1+2c (7-3) 最终凹模的宽带 B=b2+2c (7-4) 式中：b1-工件的长度方向的最大尺寸； b2-工件弯曲件件的宽带方向最大外形尺寸，本次设计对排，所以要按两个件的宽度，取b2=50； K-系数，主要受到材料厚度的影响，查表10【2】。表7-1系数K值材料料宽s/mm材料厚度t/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表7-1得：K=0.4。由公式（7-1）凹模板的尺寸计算如下：凹模厚度：H=Kb2 =0.450 =20（mm） 由公式（7-2）得凹模边壁厚：c1.5H =1.520=30mm取凹模边壁厚为30mm。凹模的宽度 L=b1+2c= 50+230=110 另外通过分析模具，还要结合排样图，刃口，空的排放等几个方面，来设计凹模板的长、宽的尺寸。还要考虑模架的选择，综合一些标准件作参考最后经过一些经验和仔细的对比。结合模具结构取整后取：LBH=160mm110mm30mm7.1.2 凹模的固定螺孔与定位销孔大小及间距 螺钉，销钉，等在凹模上的位置有一定的要求1、一般情况下A大于或等于螺孔直径的1.3到1.5倍/2、一般情况D大于或等于销孔直径的1到2倍3、C 大于或者等于螺孔直径1到1.3倍，具体的取值参照下表。表7-2 螺孔。销钉之间距离7.1.3 凹模精度与材料的确定凹模在模具设计中是模具设计的核心零件，而且也要靠凹模来保证工件的精度和表面光滑度，所以它精度和表面粗糙度一定不能太低，否则会降低工件的成品率，通过查找资料我们可以发现常用的材料我们可以使用选择Cr12，因为Cr12有非常大的轻度和硬度，比较耐磨。平行度一般选择0.02，根据具体可以参照下表，内型腔的的精度为IT7级。凹模的二维图和三维图如图7.1下所示。图7.1凹模7.2 凸模的设计7.2.1 凸模结构的确定凸模是模具工作的重要零件，和凹模的作用都是不可以缺少的零部件，圆形凸模非圆形凸模、平刃口和斜刃口等凸模，凸模的选择应该能够保证足够的稳定和工作的可行性，当损坏和修理时应该保证拆装方便，便于维修。凸模结构我们在这里设计为直柱形的，然后再利用台阶对其进行固定【1】。7.2.2 凸模高度的确定凸模高度要根据模具的实际情况，凸模的结构尺寸计算示意图如下。图7.2凸模高度尺寸由上面的图及得到凸模的高度：L=h1+h2+H (7-5)式中: h1-固定板厚度h1=20mm； h2-卸料板厚度，橡胶或弹簧的高度，可得：h2=30mm； H-附加长度修磨量为为2.5。由公式(7-5)得： L=20+30+2.5=52.5(mm)7.2.3 凸模材料的确定本模具需要有比较高的耐磨性和较长的寿命，并且在冲压过程中，要持续的受到冲压力，所以我们需要选择强度和韧性都比较好的材料。所以我们选择Cr12，能