汽车左座椅摇臂成型工艺分析与模具设计毕业设计振文.doc

1 毕 业 设 计题 目： 汽车左座椅摇臂成型工艺分析与模具设计 院： 机械工程学院 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）任务书 题目： 汽车左座椅摇臂成型工艺分析与模具设计 姓名 学院 专业 班级 学号 指导老师 职称 教研室主任 一、 基本任务及要求：1、查阅资料、调查研究，完成文献综述1篇（2500字以上，参考文献15篇以上）； 2、完成毕业实习，撰写实习报告1份； 3汽车左座椅摇臂成型工艺分析； 4、完成模具结构设计及主要零部件设计计算、工作分析和冲压设备选用； 5、完成模具总装图，凹模、凸模等零件图（折合图纸总量不少于3张0号图纸）； 6、撰写设计说明书1份（15000字以上）。 二、 进度安排及完成时间：1调研、查阅相关文献资料（2月27日至3月30日）。 2撰写文献综述、开题报告（3月15日至3月25日）。 3毕业实习及撰写毕业实习报告（3月26日至4月5日）。 4毕业设计（4月6日至5月31日）。 5撰写毕业设计说明书并将初稿交指导教师审阅（5月15日至6月 5日）。 6毕业设计说明书修改及打印（6月1日至6月5日）。 7毕业设计评阅（6月6日至6月8日）。 8毕业答辩（6月9日至15日）。 目录摘要1Abstract2第一章 冲压工艺分析31.1 冲压件工艺分析31.2 确定冲压工艺方案41.2.1计算毛坯尺寸41.2.2确定搭边值51.2.3确定排样方式和计算材料利用率61.2.4加工顺序决定的毛坯原则61.2.5冲压工艺次数的选择及最佳工艺方案的确定71.3 计算各工序冲压力和选择冲压设备71.3.1落料、冲孔复合模的冲压力计算和设备选择71.3.2翻孔、压弯复合模冲压力计算和设备选择8第2章 落料、冲孔复合模设计112.1 模具结构型式112.2 确定模具压力中心112.3 模具闭合高度的确定122.4 凸、凹模设计132.4.1冲裁凸凹模的设计原则132.4.2确定凸、凹模间隙142.4.3凸、凹模刃口尺寸确定142.4.4凸、凹模结构设计172.5 定位零件的设计182.6 卸料和压料零件192.6.1卸料板192.6.2推件块192.6.3打杆、顶杆和推杆192.6.4卸料螺钉192.7 模架及导套、导柱选择192.8 固定零件202.9 冲压设备的选择202.10 落料、冲孔复合模具工作原理202.11 编制工作零件机械加工工艺卡21第3章 翻孔、压弯复合模设计233.1 模具结构型式233.2 模具闭合高度的确定233.3 凸、凹模设计233.3.1确定弯曲凸、凹模间隙233.3.2翻孔凸、凹模尺寸及结构设计243.4 卸料及压料零件设计与标准263.5 卸料螺钉及其它零件的选择263.6 模架及导套、导柱选择273.7 选择冲压设备273.8 弯曲、翻孔复合模具工作原理283.9 编制工作零件机械加工工艺卡28小结30致谢31参考文献32附录33汽车左座椅摇臂成型工艺分析与模具设计摘要：汽车左座椅摇臂是汽车不可缺少的一部分，主要起固定作用。课题通过对汽车左座椅摇臂结构工艺性分析，确定工艺方案由落料、冲孔、弯曲、翻孔四道工序组成，采用落料冲孔复合模和弯曲翻孔复合模具完成成型。根据零件尺寸、生产批量、公差的要求，对模具进行了结构设计和计算。在模具结构设计和计算中，确定了模具结构形式，选择压力机，计算了凸、凹模间隙和刃口尺寸，并对模具主要零件进行了设计和选择, 通过本课题研究，使我掌握了冲压模具设计的理论知识。关键词：汽车摇臂；模具设计；冲压工艺The Rocker Arm Of The Car Left Seat Molding Process Analysis And Mold DesignAbstract: The rocker arm of the car left seat which is an indispensable part basically performs bracing function. On the basis of the manufacturability analysis of the rocker arm, the molding process program which includes blanking, piercing, bending and hole flanging has been determined. The production is performed molding by the use of the blanking and punching composite die, and bending and the hole flanging composite die. The mold structure design and calculation have been made according to the part size, production, allowance. The mould structure form was determined, and the press was chosen and the clearance between convex mold and concave mold was calculated on the basis of the mould structure design and the blade size calculation, and the major parts of the mold have been designed or chosen,Through this design, the basic theory of a mold design was gained.Key words: Rocker arm；Mold design；Stamping process第一章 冲压工艺分析工件如下图1.1，材料08F,料厚，中批量生产，模具精度为普通，设计成型该零件的模具。图1.11.1 冲压件工艺分析零件的名称为汽车左座椅摇臂，该零件的材料是08F, 是优质碳素结构钢，塑性很好，板厚，具有良好的可冲压性能，易于弯曲和翻孔。该零件冲裁的形状简单，的两个小孔，冲孔工艺性较好。壁部圆角半径，相对圆角半径为0.5大于最小弯曲半径值0.4，可以弯曲成型。零件图上没有注公差，属自由尺寸，可按经济级别IT14来确定工件尺寸的公差。零件三维视图如图1.2。图1.21.2 确定冲压工艺方案1.2.1计算毛坯尺寸（1）弯曲边的毛坯长度可下式计算。即式中，弯曲件内弯曲半径板厚；为应变中性层位移系数，查表；为工件直边尺寸，由图1.1可知，。将数值代入，可得。（2） 翻孔的尺寸圆孔翻边毛坯计算主要是利用板料中性层长度不变的原则，用翻边高度计算翻边圆孔的初始直径。由图1.3可得将及代入上式并整理后可得预制孔直径为式中，翻边内圆角半径；板厚；翻边孔中径；翻边高度将这些数值代入，可得到。图1.3一次翻孔的极限高度为将做成圆柱形平底时，查表，式中；将数值代入得，。将凸模圆角半径做成球形时，查表，将数值代入得，。由上可知，凸模半径为球形可一次翻孔成形，因此将凸模圆角半径做成球形。计算出的工件毛坯图如图1.4图1.41.2.2确定搭边值搭边的作用一是补偿定位误差和剪板误差；二是增加条料刚度，以保证零件质量和送料方便。设计时，应注意以下一些问题：硬材料的搭边值可小些；软材料、脆材料的搭边值要大些；用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些；弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。综上所述，查最小搭边值的经验数表可知：工件间的最小搭边值，工件侧面最小搭边值。1.2.3确定排样方式和计算材料利用率冲裁件在条料、带料或板料的布置方法叫排样。在冲压零件的成本中，材料的费用约占以上，合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。一张板料的总材料利用率为：式中一张板料上冲裁件总数目；一个冲裁件的实际面积；板料宽度；板料长度。排样方法有如图1.5中a、b两种。 图1.5通过CAXA软件分析落料面积为17091 因此采用a种排样方案。1.2.4加工顺序决定的毛坯原则所有的孔，只要其形状和尺寸不受后续工序的影响，都应该在平板毛坯上冲出，如果孔边到弯曲半径中心距离过小，不能满足，；，。可预先在弯曲线上冲出工艺孔以防止工作孔变形，如果孔的形状精度要求高，应在弯曲后再冲孔。两孔靠近或者孔距边缘很小时，如果模具强度足够，最好同时冲出，否则应先冲大孔和一般情况孔，后冲小孔和高精度孔，或者先落料后冲孔，力求把可能产生的畸变限制在最小范围内。简单形状精度不高的弯曲件，可以一次弯曲成形。复杂弯曲件需采用两次弯曲成形。一般先弯外角，后弯内角。整形、校平工序应安排在基本成形工序之后。1.2.5冲压工艺次数的选择及最佳工艺方案的确定根据零件的形状特征，可判断所需的基本工序有落料、冲孔一次；翻边、弯曲一次。根据冲压该零件需要的基本工序，可以作出下列各种组合方案：方案一：落料、冲孔、翻孔、弯曲都采用单工序模。优点是有利于降低冲裁力和提高模具寿命，同时模具结构比较简单，操作方便。缺点是定位不方便，精度较低，生产效率较低，满足不了年产量要求。方案二:落料、冲孔采用复合模，翻孔、弯曲采用单工序模。优点是落料、冲孔的冲压件的形位精度和尺寸容易保证，缺点是弯曲后翻孔，工序分散且操作不方便，占的时间和人员多。方案三:落料、冲孔采用复合模，翻孔、弯曲采用复合模。优点是形位公差和尺寸精度容易保证，且生产效率也高。翻孔、弯曲复合模生产，定位方便，效率高。通过以上的方案分析，可以看出，在一定的生产批量下，选用方案三的落料、冲孔复合模和翻孔弯曲复合模比较合理。1.3 计算各工序冲压力和选择冲压设备1.3.1落料、冲孔复合模的冲压力计算和设备选择（1）冲压力计算冲压力包括冲裁力以及卸料力、推件力和顶件力。冲裁时分离材料所需的力为冲压力；将冲裁后由于弹性恢复而扩张、堵塞在凹模洞口内的工件（或废料）推出或顶出所需的力为推料（件）力或顶料（件）力；将因弹性收缩而箍紧在凸模上的废料（或工件）卸掉的力为卸料力。冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度(凸模行程)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的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其落料力一般按下式计算：式中:冲裁力；冲裁周边长度；材料厚度；系数。考虑冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均）、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取1.3。为计算简便，也可按下式估算冲裁力：式中材料抗拉强度。通过CAXA分析，已知，取。冲压力：卸料力、推件力和顶件力是从压力机、卸料装置或顶件装置中获得，影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大小等，一般常用下列经验公式计算：卸料力推件力顶件力式中 冲裁力； 同时梗塞在凹模内的工件（或废料）数； 材料厚度；、卸料力、推件力、顶件力系数。采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时查表得，,因此， 总压力，（2）选用冲压设备这一工序需要的总压力，从总压力来说我们选择的是1000的压力机，其具体的型号要等后面来决定。1.3.2翻孔、压弯复合模冲压力计算和设备选择（1）翻孔力的计算用普通圆柱形凸模翻边时所需压力，可按下式计算，即式中翻边后的直径（按厚度中心线直径计算），；翻边预冲孔直径，；材料厚度，；材料的屈服极限，（）。从零件图可知，查表可知。将已知条件代入式（2.10）则可得出如采用球形、锥形或者抛物线形凸模时，翻孔力可降低20%30%，无预制孔的翻边力要比有预制孔的大1.331.75倍。（2）弯曲力计算自由弯曲力时的弯曲力形弯曲件 式中，冲压行程结束时，不经受校正时的弯曲力，；弯曲件的宽度，；内圆弯曲半径（等于凸模圆角半径），；弯曲件的材料厚度，；弯曲材料抗拉强度，；安全系数，一般取。对设置顶件或压料装置的弯曲模，顶件力（或压料力）也要由压力机滑块承担，可近似取自由弯曲力的30%60%。形件直角垂直弯曲，相当于弯曲形件的一半，而且应设置压料装置，所以可近似地取其弯曲力为形弯曲模常用于两直边相差较大的单角弯曲件，因此该零件采用形件直角垂直弯曲。取， ，代入可得出：校正弯曲的弯曲力校正弯曲是在自由弯曲阶段后进一步对贴合于凸、凹模表面的弯曲件进行挤压。一般按照各种材料单位面积所需校正弯曲力进行估算，即式中：校正力，；单位面积上的校正力，；弯曲件被校正部分的投影面积，。将代入上式得。（3）选用冲压设备由弯曲工艺可知，弯曲时的校正弯曲力与翻边力、自由弯曲力、压料力不是同时发生的，且校正力比其它力大的多。因此可以按选择冲压设备，实际选用的压力机。第2章 落料、冲孔复合模设计2.1 模具结构型式模架类型，采用后侧导柱模架。操作和定位方式，零件批量不是很大，用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料。采用固定式导料销导料，固定挡料销纵向定位。卸料与出件方式，采用弹性卸料方式，冲件由顶件装置从凹模顶出。2.2 确定模具压力中心冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。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滑块的中心线向重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，导致滑块和导轨间和模具导向零件之间非正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。冲裁形状对称的冲件时，其压力中心位于冲件轮廓图形的几何中心。冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。压力中心计算冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置按下式计算式中弧长； 半径； 弦长。根据理论力学，对于平行力系，合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之和，而冲裁力与冲裁的周边长度成正比，由此可得压力中心坐标，。图2.1， ， ，。， ，。,。代入得，。为了定位设计方便，实际中以，为压力中心进行设计。2.3 模具闭合高度的确定模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上模板的上平面与下模板的下平面之间的距离，以表示。压力机的装模高度是指滑块在下止点位置时，滑块底平面至工作台垫板上平面之间的距离。最大装模高度是指当装模高度调节装置将滑块调节至最上位置时的装模高度值，以表示。当连杆调至最长时，称为压力机的最小装模高度，以表示，模具闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应。压力机的闭合高度与模具闭合高度的关系一般为：式中压力机最大的闭合高度；压力机最小的闭合高度；压力机垫板厚度；模具的闭合高度。当模具的闭合高度大于压力机的最大闭合高度时，模具无法在压力机上安装，冲模不能在该机床上使用，必须选取其他压力机。当模具的闭合高度小于压力机的最小闭合高度时，可以在压力机的垫板上再加垫板来使用。本次设计中各零件厚度如下下模座厚度为；下垫板厚度为；凸凹模固定板厚度为；卸料板厚度为；上模坐厚度为；上垫块厚度为；凸模固定板厚度为；落料凹模厚度为；垫块厚度为；凸凹模厚度为。落料复合模具的闭合高度为。2.4 凸、凹模设计2.4.1冲裁凸凹模的设计原则冲裁模凸模和凹模刃口间有一个冲裁间隙，冲压后冲裁外形和内孔侧壁都有一定的斜度，外形最大尺寸和凹模刃口尺寸基本一致，内孔最小尺寸和凸模刃口尺寸基本一致，因而在计算和选用凸、凹模刃口尺寸时应依据以下原则：落料件尺寸取决于凹模尺寸，因此，落料模应先决定凹模尺寸，并使凸模与凹模刃口尺寸间保持一个合理冲裁间隙值。冲孔件尺寸取决于凸模尺寸，因此，冲孔模应先决定凸模尺寸，并使凹模与凸模刃口尺寸间保持一个合理冲裁间隙值。冲压时，凸、凹模刃口会有正常磨损，这种正常磨损是允许的，它使模具保持了一定的使用寿命，但这种磨损应使冲件尺寸在允许偏差范围内。在计算和选用刃口尺寸时，应针对刃口磨损后使冲件尺寸增大或减小的不同情况来选用冲件的公差范围。凸、凹模刃口制造公差应保证冲件精度要求和合理的冲裁间隙数值，一般刃口尺寸的制造精度应比冲件尺寸的精度等级高23级。2.4.2确定凸、凹模间隙凸模与凹模间每侧的间隙称为单面间隙，两侧间隙之和称为双面间隙。在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这几个因素给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到合理的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙称为合理间隙，合理间隙的最小值称为最小间隙值，最大值称为最大间隙值。设计和制造时应考虑到凸、凹模在使用过程中会因磨损而使间隙增大，故应按最小合理间隙值确定模具间隙。确定合理间隙的方法有理论法和查表法两种。我选用查表法，按材料的性能和厚度来选择该零件冲压间隙，则 2.4.3凸、凹模刃口尺寸确定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，是冲裁模设计中的一项重要工作。（1）冲孔凸、凹模刃口尺寸确定冲孔采用凸、凹模分别加工时的计算法。凸、凹模分别加工是指凸模和凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保证。这种方法要求分别计算出凸模和凹模刃口尺寸及公差，并标注在凸、凹模的设计图样上，为了保证间隙值，应满足下列关系式：+- 如果验算不符合上式，出现+- 的情况，当大得不多时，可适当调整以满足上述条件，这时凸、凹模的公差应直接按公式和确定。如果出现+-时，则应该采用后面将要讲述的凸、凹模配作法。由于冲件为冲孔件，则有式中、冲孔凸、凹模尺寸；冲孔件孔的最小极限尺寸；冲裁件制造公差；最小初始双面间隙；、凸、凹模制造公差。磨损系数。值在0.51之间，与冲裁件的精度等级有关。查表，。校核间隙：+，故符合条件。冲圆孔 冲圆孔（2）落料凸、凹模刃口尺寸确定配合加工是按计算的尺寸制造凸模或者凹模中的一件基准件，另一件按基准件作。这种加工方法的特点是模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，并且还可适当放大基准件的制造公差，使制造容易，故落料凸、凹模具设计采用凸模与凹模配合加工法。根据冲裁件结构的不同，刃口尺寸的计算方法如下：落料落料时应该以凹模为基准件来配作凸模。凹模磨损后刃口尺寸有变大、变小和不变三种情况：凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模尺寸公式计算，即凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模尺寸公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即凹模磨损后无变化的尺寸，随工件尺寸的标注方法不同，又可分为三种类型计算刃口尺寸：工件尺寸为时工件尺寸为时工件尺寸为时式中、相应的凹模刃口尺寸；工件的最大极限尺寸；工件的最小极限尺寸；工件的基本尺寸；工件公差；工件偏差。落料用的刃口尺寸，按凹模实际尺寸配制，并保证最小间隙。冲孔冲孔时应以凸模为基准件来配作凹模，凸模刃口尺寸的计算情况与落料相似。根据图2.2零件的形状，凹模磨损后其尺寸变化有三种情况。图2.2第一类尺寸：第二类尺寸：第三类尺寸：该零件凸模刃口个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。2.4.4凸、凹模结构设计（1）小孔凸模小孔凸模的结构形式与固定方法，由于冲件的形状和尺寸不同，生产中使用的凸模结构形式很多。按整体结构分，有整体式（包括阶梯式和直通式）、护套式和镶拼式；按截面形状分，有圆形和非圆形；按刃口形状分，有平刃和斜刃等。但不管凸模的结构形状如何，其基本结构均由两部分组成：一是工作部分，用以成形冲件；二是安装部分，用来是凸模正确地固定在模座上。对刃口尺寸不大的小凸模，从增加刚度等因素考虑，可在这两部分之间增加过渡段。该工序中凸模采用阶梯式结构形式，固定方法是台肩固定。台阶式的凸模强度刚性较好，装配修磨方便，其工作部分的尺寸由计算而得；与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n6）制造；最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出。 小孔凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等需要来确定。采用弹性卸料板时，其小孔凸模长度按下式计算：式中：长度，； 凸模固定板厚度，； 卸料板厚度，； 材料厚度，； 增加长度。它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般到。小孔凸模长度需根据冲模的结构要求和凸模刃磨量等因素确定，计算上式可进行计算，得长度。因为该凸模的截面尺寸不是很小，材料厚度不是很大，凸模不算细长，凸模的强度和刚度是足够的，没有必要进行校核。（2）凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。查表选用凹模厚度和壁厚，根据冲件的最大外形尺寸和料厚，查表，。凹模宽度凹模长度取凹模轮廓尺寸为（3）凹凸模凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小值限制。凸凹模的最小壁厚与模具结构有关：当模具为正装结构时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；当模具为倒装结构时，若内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。2.5 定位零件的设计冲压过程中，材料送进和中间工序件的有效、正确定位，是保证冲压件质量的前提。我采用的是台阶式固定挡料销，固定部分和工作部分直径相差较大，不致削弱凹模强度。固定部分与凹模孔配合选用。2.6 卸料和压料零件2.6.1卸料板卸料零件的作用是卸除冲件或废料。常见的卸料装置有固定卸料板、弹压卸料装置、废料切刀。落料冲孔复合模具我选用的是弹性卸料装置，它由弹压卸料板、卸料螺钉与弹性元件组成。弹性卸料既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度高。根据凹模尺寸及冲模结构选用尺寸为。2.6.2推件块推件块将制件冲凹模中顶出来，其形状应根据零件的尺寸和形状确定，与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造，与凸模的配合用较松的间隙配合。2.6.3打杆、顶杆和推杆冲孔时废料卡在凸凹模孔内，如果不及时将废料推出，会导致凸凹模膨胀，破裂，因此我采用推件装置推出。压力机回程时，带动上模座上移，推动打杆下移，打杆推动顶板，顶板推动三个推杆将废料推出。2.6.4卸料螺钉圆柱头卸料螺钉在冲压模具中应用广泛，已成为多数模具加工企业的企业标准，我采用的卸料螺钉为圆柱头卸料螺钉。圆柱头卸料螺钉的标记尺寸是，根据结构设计要求确定卸料螺钉标记尺寸。根据模具结构卸料螺钉标记长度。2.7 模架及导套、导柱选择（1）模架的选择落料冲孔模具采用后侧导柱模架。特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，能满足一般精度，较小的冲模。根据凹模尺寸选择大小为的标准模架。上模座尺寸为，下模座尺寸为， 闭合高度选择。（2）导套、导柱的选择根据已选模架，导柱和导套的基本尺寸已确定。根据闭合高度，选择导柱为，导套为。2.8 固定零件（1）模柄中小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一是与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二是与上模正确而可靠连接。我采用的是凸缘模柄，用4个螺钉紧固于上模座，模柄的凸缘与上模座的窝孔采用过渡配合，具体规格为GB2862.3-81。（2）凸凹模固定板和垫板凸凹模固定板用于固定凹凸模，根据凹模厚度尺寸为，凸凹模固定板厚度约取凹模的0.8倍，取。外形尺寸与凹模轮廓尺寸一致，因此选择，材料为45号钢。垫板作用是承受凸模或凹模的压力，以降低模座的单位压力，防止模座被局部压陷。我选用外形尺寸为，材料为45号钢。2.9 冲压设备的选择冲裁时凸模进入凹模的深度一般均小于冲裁材料厚度，凸模在冲压工作时的有效距离均小于压力机的行程，因而冲裁模具无须考虑压力机的行程，只需按照总的冲裁力小于设备公称压力即可，根据,选择J23-100开式可倾冲床。其主要工艺参数如下：公称压力：滑块行程：行程次数：最大闭合高度：连杆调节长度： 工作台尺寸（前后左右）：模柄孔尺寸直径：模柄孔深度：2.10 落料、冲孔复合模具工作原理冲压时，压力机通过模柄带动上模座下移，卸料板把板料压住，凸凹模进行落料，安装在下模座底下的弹顶器从下面压住板料，使得板料与凸凹模始终压紧，同时冲孔凸模进行冲孔。冲完后，弹顶器将冲件从凹模中顶出，回程时推杆将卡在凹凸模中的废料推出，完成落料冲孔全过程。落料、冲孔复合模装配图2.11 编制工作零件机械加工工艺卡凹模机械加工工艺规程卡凹模机械加工工艺规程 材料Cr12 硬度6064序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）405255372粗铣铣六面到尺寸400.3250.3363磨平面磨光两大平面厚度达35.6，达到相邻侧面垂直，垂直度。4钳工钳工划线，并加工销孔（钻孔、铰孔）和螺钉孔（钻孔、攻螺纹）5热处理淬火+低温回火 使材料硬度达到6064HRC6磨平面磨光六面消除淬火变形和氧化皮，并达到工艺所要求的尺寸7退磁消除坯料残余磁8线切割割凹模洞口，并留0.010.02的研磨余量9钳工研磨凹模洞口内壁侧面到尺寸，粗糙度0.810检验按图纸检验第3章 翻孔、压弯复合模设计3.1 模具结构型式（1）操作与定位方式。零件的生产批量不是很大，但合理安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式，考虑零件厚度较薄，为了便于操作和保证零件的定位精度，采用凹槽的定位方式并使用翻边凸模进行辅助定位。（2）卸料与出件方式。考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式，为了便于操作，提高生产率，凹模与卸料板推下的出件方式。（3）模架类型及精度。采用中心导柱模架，正装式复合模。导柱与导套之间,导套与上模座之间,导柱与下模座之间。3.2 模具闭合高度的确定模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上模板的上平面与下模板的下平面之间的距离。模具闭合高度分最大闭合高度和最小闭合高度，模架闭合高度是指模具在最低工作位置时，模架允许使用的高度总尺寸最大值和最小值。模具计算闭合高度必须在模架允许使用的最大与最小闭合高度范围内，即本次设计中各零件厚度如下下模座厚度为；翻边凸模固定板厚度为；上模座厚度为；活动凸模固定板厚度为；凹模厚度为；翻孔、压弯复合模具的闭合高度为： =。3.3 凸、凹模设计3.3.1确定弯曲凸、凹模间隙凸、凹模之间的间隙值对弯曲件的质量有很大影响。间隙过小，弯曲力过大，同时零件直边的料厚减薄和出现划痕，降低凹模寿命。间隙过大，则弯曲件回弹增加，降低零件的制造精度。生产时，凸模和凹模之间的间隙值可由下式决定：弯曲黑色金属 式中-弯曲凸模与凹模的单面间隙（mm）；-材料厚度的最大尺寸（mm）；-间隙系数。 由，查表 可得 。 因此单面间隙值为。 3.3.2翻孔凸、凹模尺寸及结构设计（1）翻孔凸模结构与尺寸内孔翻边模的结构与拉深模相似。模具工作部分的形状和尺寸，不仅对翻边力有影响，而且之间影响翻边质量和效果。凸模圆角半径尽量取大些，或直接做成球形和抛物线，本次设计采用球形 。凹模的圆角半径对翻边成形影响不大，可取等于零件的圆角半径。凸凹模之间的间隙应根据不同要求而定。若零件孔边垂直度无要求，则间隙可以尽量取大些。若零件孔边垂直度要求较高，则间隙值可小于材料原始厚度，其单面间隙一般取为=),本次设计的单面间隙为1.70mm。翻孔凸模长度根据模具结构和凸模刃磨量因素确定，长度为180mm.翻孔凸模的尺寸按下式计算：式中：翻边凸模直径；翻边凹模直径；-翻边凸模直径的公差；翻边凹模直径的公差；-翻边竖孔最小内径；翻边竖孔内径的公差其结构如下图3.1图3.1（2）弯曲凸模结构和尺寸如图3.2图3.2（3）凹模结构与尺寸图3.3图3.33.4 卸料及压料零件设计与标准该弯曲、翻孔复合模采用弹性卸料板。聚氨脂橡皮允许承受的载荷较弹簧大，并且安装方便，所以选用橡皮。卸料力橡皮的高度=/(0.250.3)=3036 取32式中 （取47）橡皮的面积：=60570116487式中为橡胶预压（压10%15%）时单位面积上的压力，取0.260.5取一块的聚氨脂橡皮。面积校核：可行。3.5 卸料螺钉及其它零件的选择圆柱头卸料螺钉在冲压模具中应用广泛，已成为多数模具加工企业的企业标准，我采用的卸料螺钉为圆柱头卸料螺钉。根据所选模架的结构确定卸料螺钉的直径和长度，规格为1260 GB2867.5-81。冲模上的紧固件包括连接螺钉和定位销钉。冲压模具紧固多使用内六方圆柱头螺钉，使用材料45钢，热处理HRC2838。根据模具结构选用尺寸为上模座与翻孔凸模固定板连接用M1250 GB/T70.1-2000，下模座与凹模连接用M1290 GB/T70.1-2000，弯曲凸模与固定板用 M1280GB/T70.1-2000。冲压模具使用圆柱销作模具零件的定位，必须同时使用两个圆柱销定位，使用材料45钢，热处理HRC3842，根据模具结构尺寸选用上模座与翻孔凸模固定板定位用1255 GB119-76，下模座与凹模定位用1275 GB119-76，弯曲凸模与固定板定位用1290 GB119-76。凸模固定板得外形尺寸通常与凹模板相同，厚度约为凹模板得0.8倍。根据已选模架翻孔凸模固定板取28，弯曲凸模固定板取22。因为模具常拆卸，因此圆柱销使用较松的过渡配合,因此凸模销孔按精度加工。模柄是连接上模和压力机的零件，根据压力机型号，我采用的具体规格是B60115，并需选用模柄套与压力机相连。3.6 模架及导套、导柱选择（1）模架的选择该弯曲翻孔复合模具采用中间导柱模架，在模架的中心线上装有两个尺寸不同的导柱，导向精度高，纵向送料，适用于复合模。根据凹模尺寸选用标准模架的凹模周界范围的标准模架。上模座尺寸为，上模座尺寸为，闭合高度选择的标准。（2）导套、导柱的选择根据已选标准模架，导柱的尺寸为，；导套尺寸为，。3.7 选择冲压设备弯曲力小于冲压设备的公称压力，即式中 冲压设备公称压力 计算弯曲力。校正弯曲的弯曲力比自由弯曲时大得多，因此根据校正力选冲压设备，校正弯曲不另考虑弹顶力。一般弯曲形式选择冲压设备时，不考虑设备行程的大小，只有在弯曲深度很大时，才需校核成形和取件的可能性，因本模具的弯曲深度不大，不需要考虑，因为公称压力大于1000，选用闭式压力机，选择冲压设备为J25-160。其主要工艺参数如下：公称压力：1600滑块行程：220行程次数：3050次/分装模高度调节量：100最大装模高度：450工作台尺寸（前后左右）：2050780滑块底面尺寸（左右前后）： 15505803.8 弯曲、翻孔复合模具工作原理将凹模加工出深度的零件凸起外形，通过零件外形凸起定位，并由翻孔凸模定心来准确定位。压力机通过模柄带动上模座下移，同时进行弯曲和翻孔，完成后，安装在下模座下面的顶件装置将制件顶出，弯曲、翻孔完成。弯曲、翻孔复合模装配图3.9 编制工作零件机械加工工艺卡凹模机械加工工艺规程凹模机械加工工艺规程 材料Cr12 硬度6064序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）320205422粗铣铣六面到尺寸315.3200.3413磨平面磨光两大平面厚度达40.6，达到相邻侧面垂直，垂直度。4钳工钳工划线，并加工销孔（钻孔、铰孔）和螺钉孔（钻孔、攻螺纹）5热处理淬火+低温回火 使材料硬度达到6064HRC6磨平面磨光六面消除淬火变形和氧化皮，并达到工艺所要求的尺寸7退磁消除坯料残余磁8线切割