毕业设计（论文）-盖板一模两件落料冲孔切断弯曲复合模设计

优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 盖板一模两件落料冲孔切断弯曲复合模设计 摘 要 冲压生产是一种先进的金属加工方法。它是利用模具和冲压设备对板材金属进行加工，通过冲压生产可以获得所属要的零件形状和尺寸。 本课题是盖板零件的冲压模具的设计。根据设计零件的尺寸、材料、生产批量等要求，分析零件的工艺性，确定冲裁工艺路线方案，从而设计一套复合模具，在保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时，尽量的提高材料的利用率和生产效率。随着计算机技术的不断发展，采用 CAD/CAE/CAM一体化技术可以准确、快速的完成模具设计制造。 本文主要是介绍说明了盖板零件成 形的各个工序及其模具的设计及尺寸计算，在结构设计的同时，对主要零件的设计和装配要求技术进行了分析。设计时考虑到模具设计合理、简单，便于制造和修模，有利于缩短模具生产制造周期，降低成本。 关键词： 盖板零件，落料冲孔弯曲，复合模，模具设计 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 I 目 录 1 绪论 . 1 1.1 模具发展的现状及趋势 . 1 1.2 相关模具制造 . 1 2 零件的工艺性分析 . 2 2.1 零件的工艺 分析 . 2 2.1.1 零件尺寸确定 . 2 2.1.2 零件材料的选择 . 3 2.1.3 尺寸精度 . 3 2.1.4 零件精度选择 . 3 2.1.5 弯曲回弹及其影响因素 . 3 2.2 冲裁工艺方案的确定 . 4 2.3 选择模具结构形式 . 5 2.3.1 模架及导向方式的确定 . 6 2.3.2 定位方式的选择 . 7 2.3.3 卸料装置的选择 . 7 3 排样设计与计算材料利用率 . 8 3.1 弯曲件坯料尺寸的计算 . 8 3.2 排样设计与计算材料利用率 . 9 4 冲压力的计算 . 14 4.1 落料力 F 落的计算 . 14 4.2 冲孔力 F 冲的计算 . 14 4.3 切断力 F 切的计算 . 15 4.4 卸料力 F 卸的计算 . 15 4.5 弯曲力 F 自的计算 . 15 4.6 总压力的计算 . 16 5 压力中心的确定和初选压力机 . 17 5.1 压力中心的确定 . 17 5.2 初选压力机 . 18 5.2.1 冲压设备类型确定 . 18 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 II 5.2.2 冲压设备规格的选择 . 18 6 模具的结构计算 . 20 6.1 冲裁间隙 . 20 6.2 工作零件刃口尺寸计算 . 21 6.3 弯曲模工作部分尺寸的设计 . 25 6.3.1 凸模圆角半径 . 25 6.3.2 凹模圆角半径 . 25 7 模具主要零部件设计 . 26 7.1 凹模设计 . 26 7.1.1 凹模材料的确定 . 28 7.1.2 凹模的固定方式 . 28 7.1.3 凹模精度的确定 . 28 7.1.4 凹模的零件图 . 28 7.2 凸模的设计 . 29 7.2.1 凸模的结构确定 . 29 7.2.2 凸模的长度确定 . 29 7.2.3 凸模材料 . 30 7.2.4 凸模的固定方式 . 31 7.2.5 凸模零件的精度确定 . 31 7.2.6 凸模的强度校核 . 31 7.3 凸凹模的设计 . 31 7.3.1 凸凹 模外形的介绍 . 31 7.3.2 凸凹模壁厚的确定 . 31 7.3.3 凸凹模洞口类型的选取 . 32 7.3.4 凸凹模的尺寸设计 . 33 7.3.5 凸凹模零件精度确定 . 33 7.4 弯曲凹模的设计 . 34 7.5 卸料装置的设计 . 34 7.6 材料的选择 . 35 7.7 卸料板的结构设计 . 35 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 III 7.8 卸料板整体精度的确定 . 35 7.9 卸料螺钉的选用 . 36 7.10 弹性装置的选用 . 36 7.11 垫板的设计 . 37 7.12 斜楔的结构设 计 . 37 8 标准件的选用 . 39 8.1 模架的选用 . 39 8.2 导柱与导套的设计 . 39 8.3 模柄的尺寸的确定 . 40 8.4 其它螺钉长度选择 . 40 8.5 圆柱销尺寸选用标准 . 41 9 冲压设备的校核与选定 . 41 9.1 冲压设备的校核 . 41 9.2 压力机的确定 . 42 10 模具总装图结构简 述 . 43 结论 . 445 致谢 . 46 参考文献 . 47 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 1 1 绪论 1.1 模具发展的现状及趋势 标志冲模技术先进水平的多工位级进模，是我国重点发展的精密模具品种。复合模能够在一副模具的一次冲压完成复杂零件的冲裁 、 弯曲 、 拉深，立体成型以及装配等复杂工艺，具有生产效率高，操作安全可靠，可以加工复杂零件等特点而受到普遍的重视，应用也日益广泛。有代表性的是电机的转子、定子叠片复合模，已达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模具。 为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到 1 2m ，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra1.5m 的精冲模，大尺寸（ 300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 模具技术的发展应该为适应模具产品 “ 交货期短 ” 、 “ 精度高 ” 、 “ 质量好 ” 、 “ 价格低 ” 的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： 全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 ； 高速铣削加工 ； 模具扫描及数字化系统 ； 电火花铣削加工 ； 提高模具标准化程度 ； 优质材料及先进表面处理技术 。 1.2 相关模具制造 （ 1）模具的制造：指在相应的制造装备工艺和条件下，直接对模具构件的材料（一般为金属材料）进行加工，以改变其尺寸、相对位置和形状；使之成为符合要求的构件，再将这些构件经配合、定位并固定装配成模具的过程。这一过程，是通过按照各种工艺和工艺过程管理、工艺顺序进行加工、装配来实现的。 （ 2）模具制造技术：就是运用各类生产工艺装备和加工技术，生产出各种特定形状和加工作用的模具，并使其应用于实际生产中和一系列工程应用技术。它包括：产品零件的分析技术、模具的设计、制造技术 、 模具的质量检测技术 、 模具的装配、调试技术和模具的使用、维护技术等。 （ 3）模具的制造过程：模具制造过程可分为模具与制造工艺设计，生产准备和加工，装配、试模三个阶段。这三个阶段的工作分别在技术部门，生产管理部门，车间进行。 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 2 2 零件的工艺性分析 2.1 零件的工艺分析 冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺分析和冲裁工艺方案的确定。良好 的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序和工时，使得模具结构简单且模具寿命长，能稳定地获得合格冲件。 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。及冲裁的结构、形状、尺寸、及公差等技术要求是否符合冲裁加工要求，工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有较大影响。 2.1.1 零件尺寸确定 该零件主要用于车身零件固定，其形状与普通盖板类似，具体形状如下图所示： 图 2-1 零件图 盖板的主要尺寸是直径 6mm，直径 10mm 的孔以及中心距 30mm， 零件厚度： 2mm 材料： Q235 生产批量：大批 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 3 2.1.2 零件材料的选择 该零件主要用于车身固定件，所承受的力和弯曲强度不高。因此选择零件材料 Q235，普通碳素结构钢。 Q235，代表这种材质的区服值为 235Mpa， Q235 塑性好，焊接性能好，具有良好的冲压工艺性，也易弯曲，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。 2.1.3 尺寸精度 零件图上未注公差尺寸属于自由尺寸，可按 IT12 级确定工件尺寸的公差。查表 2-1 可得各尺寸公差为： 00.7471 mm, 00.5220 mm, + 0.36010 mm, +0.1206 mm, 00.252R mm , +0.43014 mm 。 冲裁件孔中心距公差： 0.30 12mm 表 2-1 冲裁件孔中心距公差 料厚 t 普通冲裁 高级冲裁 孔距尺寸 孔距尺寸 50 50 150 150 300 50 50 150 150 300 1 0.10 0.15 0.20 0.03 0.05 0.08 1 2 0.12 0.20 0.30 0.04 0.06 0.10 2 4 0.15 0.25 0.35 0.06 0.08 0.12 4 6 0.20 0.30 0.40 0.08 0.10 0.15 2.1.4 零件精度选择 本设计的盖板如图 2-1 所示，该零件材料为 Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁弯曲。该零件结构简单，零件图上所有尺寸均未标注公差，属于自由尺寸，可参考文献 2和查参考文献 5确定零件的公差等级。该零件精度等级取IT12 级。 2.1.5 弯曲回弹及其影响因素 回弹值的确定 : 该零件 r/t 5，属于大变形程度。当相对弯曲半径 r/t 5时，卸料后弯曲件圆角半径的变化很小，可以不予考虑，而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。 影响弯曲回弹的因素 : 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 4 （ 1）材料力学性能：材料的屈服强度s越大，弹性模量 E越小，加工硬化越严重（硬化指数 n大），则弯曲的回弹量也越大 。 （ 2）相对弯曲半径 r/t：当 r/t 较小时，弯曲毛坯内，外表面上切向变形值较大。虽然弹性应变的数值也在增加，但在总应变当中所占比例却是在减小，因而回弹量小 。 （ 3）弯曲角 ： 越大，表示变形区越大，角度回弹也越大。但对曲率半径的回弹没有影响 。 （ 4）弯曲方式和模具结构：在无底凹模作自由弯曲时，回弹量最大；校正弯曲时，变形区的应力和应变状态都与自由弯曲差别很大，增加校正力可以减小回弹。对相对弯曲半径小的 V形件进行校正弯曲时，角度回弹量有可能为负值。 （ 5）摩擦：毛坯和模具表面之间的摩擦，尤当一次弯曲多个部位时，对回弹的影响较为显著。一般认为摩擦可增大变形区的拉应力，使零件的形状更接近于模具形状。但是，拉弯时摩擦的影响是非常不利的。 弯曲件回弹量的大小，还受弯曲件的形状、板材厚度偏差、模具间隙和模具圆角半径等因素的影响。但是，可以采取一些工艺措施，使回弹量控制在许可的范围内，以提高弯曲件的质量。 2.2 冲 裁工艺方案的确定 该零件的形状是由直线 、 孔 、 圆弧组成的，在冲裁时它包括落料、冲孔、弯曲、切断四个基本工序 ， 可采用三种工艺方案。 方案一：先落料、再冲孔、再弯曲、最后切断，采用单工序模生产。 方案二：落料、冲孔、弯曲、切断，采用连续模生产。 方案三：落料、冲孔、弯曲、切断复合模冲压，采用复合模生产。 其三种方案的性能见表 2-2。 表 2-2 各类模具结构及特点比较 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 5 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 IT13-IT10 级 可达 IT10-IT8 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 0.2-6mm 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，高质量制件需较平 由于压料冲件的同时得到了较平，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，平直度要求高的中小型制件的大批量生产 通过对比分析，我选用方案三，因为该工件生产批量较大，如果把三道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约资源，降低成本。 2.3 选择模具结构形式 根据模具类型确定模具的各个部分的具体结构形式。 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 6 2.3.1 模架及导向方式的确定 （ 1）模架的确定 模架已经经国家标准化，根据国 家标准模架主要有两类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架。另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。其中导柱模模架的导向结构形式有滑动导向和滚动导向两种。考虑到零件的精度不是很高，所以采用滑动导向模架。滑动导向模架的结构形式有六种，分别为对角导柱模架，后侧导柱模架，后侧导柱窄形模架，中间导柱模架，中间导柱圆形模架，四角导柱模架。在此选择后侧导柱模架，如 图2-2 所示 ，后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，在由冲压分析可知，该零件结构简单，精度要求不高，只需 一次冲裁即可成型。所以选择后侧导柱模架。 图 2-2 后侧导柱模架 （ 2）导向方式的确定 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 7 导向装置有多种形式，常用的两种有导柱导套导向和导板导向。前面已经确定模架的形式为后侧导柱模架，所以选择导柱导套导向。 导柱和导套的结构已经是标准化，根据国家标准，在此选择 B 型滑动导柱如图 2-2所示， B 型滑动导柱结构简单，制造方便。导柱已经确定，根据国家标准确定导套结构形式，在此选择与 B 型滑动导柱配套使用的 A 型滑动导套如图 所示。 2.3.2 定位方式的选择 （ 1）送进导向方式的 选择 送进导向方式有两种，分导料销导向和导料板导向。该模具采用的是条料，模具的类型采用的是复合模。在此选择复合模中常用的导料销导向，在模具中设两个导料销，并位于条料的同一侧，该模具是从前向后送料，所以导料销装在右侧。导料销的形式为固定导料销。 （ 2）送料定距方式的选择 常见限定条料送进的距离的方式有两种：一种是用挡料销挡住搭边或冲件轮廓以限定条料送进距离的挡料销定距；另一种是用侧刃在条料侧边冲切不同形状的缺口，限定条料送进距离的侧刃定距。在此模具中采用挡料销定距，挡料销根据工作特点及作用分为固定档料 销，活动挡料销和始用挡料销。在此模具中采用国家标准的固定挡料销。固定挡料销的结构简单，制造容易，广泛应用与冲制中、小型冲裁件的挡料定距。 2.3.3 卸料装置的选择 卸料装置可以卸下废料，也可以卸下冲件。其结构形式有固定（刚性）的，弹压的和废料切刀等。在此模具中采用弹压卸料装置。弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶）、卸料螺钉等零件组成。弹压卸料既起卸料作用，又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 8 3 排样设计与计算材料 利用率 3.1 弯曲件坯料尺寸的计算 （ 1） 弯曲中性层位置的确定 根据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。中性层位置以曲率半径： xtr 式中： r 零件的内弯曲半径； t 材料厚度； x 中性层位移系数。查表 3-1所得 x=0.32 。 =（ 2+0.32 2） mm=2.64mm 表 3-1 中 性层位移系数 X 值 r/t X r/t X r/t x 0.1 0.21 0.8 0.30 3 0.40 0.2 0.22 1.0 0.32 4 0.42 0.3 0.23 1.2 0.33 5 0.44 0.4 0.24 1.3 0.34 6 0.46 0.5 0.25 1.5 0.36 7 0.48 0.6 0.26 2 0.38 8 0.50 0.7 0.28 2.5 0.39 （ 2） 坯料长度 中性层位置确定后，对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采用下面介绍的 方法计算坯料长度。而对于形状比较复杂或精度要求高的弯曲件，在利用下述公式初步计算配料长度后，还需反复试弯不断修正，才能最后确定坯料的形状及尺寸。 对于该零件的结构尺寸可知其圆角半径 r 0.5t。 r 0.5t 的弯曲件由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料的总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即 Lz=l1+l2+ /180 = l1+l2+/180 （ r+xt） 式中： Lz 坯料展开总长度； 弯曲中心角 ;（） 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 9 Lz=（ 56+10+3.14 2.64 90/180 ） mm=70.1448mm 整个 U形弯曲件尺寸： L=70.1448 2+4.4 =144.7mm （ 3） 最小弯曲半径 最小弯曲半径是表示弯曲变形极限变形程度的一个参数指标。在保证弯曲变形区材料外表面不发生破坏的条件下，弯曲内表面所能形成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。 该零件弯曲半径为 2mm， Q235 材料在冷作硬化状态的最小弯曲半径为 1mm，因此满足要求。 3.2 排样设计与计算材料利用率 排样是在模具中具 有重大意义，排样的正确与否将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。 (1) 搭边值的确定 排样的方法有三种，分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。此零件排样方法采用有废料排样。 有废料排样：冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。 少废料排样：沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺易被凸模带入间隙影响模具寿命，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 无废料排样：冲件与冲 件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边。沿直线或曲线切断获得冲件。 搭边：排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。作用：补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，提高模具寿命。 一般来说，搭边值是由经验确定的。表 3-2列出了冲裁时的最小搭边值。因为此次设计采用的往复送料形式，故由表可查得搭边值：冲裁时的最小搭边值的大小为： a 2.2mm， a1 2mm。 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 10 表 3-2 搭边值和侧边值的数值 材料厚度t 圆件及 r2t 圆角 矩形边长 l50 矩形边长 l50 或圆角 r2 工件间 a1 侧边 a 工件间 a 侧边 a1 工件间 a1 侧边 a 0.25 以下 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.25-0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 0.8 1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 1.2 1.5 1.0 1.2 1.5 1.8 1.9 2.0 1.6 2.0 1.2 1.5 2.0 2.2 2.0 2.2 (2)送料步距与条料宽度计算 计算送料步距 S 定义：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲出一个或多个零件。送料步距由公式 3-1 计算： S=s+a1 ( （ 3-1） 式中： s 平行于送料方向的冲裁件宽度； a1 冲裁件之间的搭边值 ； S=s+a1=20mm+2mm=22mm 计算条料宽度 定义：条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值。 条料宽度： B=（ Dmax 2a） 0 式中： B 条料宽度的基本尺寸 (mm)； a 侧面搭边； D 平行于送料方向的冲裁件宽度； 条料宽度的单向（负向）偏差，查表得 =0.7。 B=（ Dmax 2a） 0 00.1149.1 mm (3)钢板的选取 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 11 查 7选取钢板的规格为： L B H= 2500mm 600mm 2mm 排样方案 : 方案一如图 3-1所示： 图 3-1 一模两件 排样图 计算材料利用率 定义：冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫做材料的利用率，它是衡量合理利用材料的指标。 一个步距内的材料利用率 计算公式如下： =（ A/B S） 100 （ 3-2） 式中： A 一 个步距内冲裁件的实际面积 B 条料宽度 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 12 S 步距 一个步距内冲裁件的实际面积： A=144.7 20（ 3.14 3 2 3.14 5 2 4.4 20 =2583.68mm2 所以一个步距内的材料利用率： A/BS100% =（ 2583.68/150 22） 100% 78.29% 一张条料上材料的利用率： =(nA LB) 100% 式中： n 一张条料上冲裁件的总数目； A 一个步距内冲裁件的实际面积 ； B 条料宽度 ； L 条料长度。 计算结果 77.85% 一张板料上材料的利用率： =（ n A LS1） 100% （ 3-3） 式中： n 一张板料上冲裁件的总数目； A 一个步距内冲裁件的实际面积 ； L 板料长度； S1 板料宽度。 计算结果为 77% 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。 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技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则： 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 13 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。 方案二如图 3-2所示： 图 3-2 一模一件 排样图 计算材料利用率 一个步距内的材料利用率： 1 78.55% 一张条料上材料的利用率： 1 78% 一张板料上材料的利用率： 1 77.5% 根据上述两种排样方案，得出了两种不同的材料利用率 ， 比较 1 。但是第一种排样方案有利于生产率的提高，降低生产成本，因此选用第一种排样方案。 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 14 4 冲压力的计算 4.1 落料力 F 落 的计算 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（凸模行程）而变化的，通常所说的冲裁力是指冲裁力的最大值，计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。 普通平刃冲裁模，其冲裁力 F 按公式 4-1 计算： F=KLt (4-1) 式中： F 冲裁力 L 冲裁周边长度 t 材料厚度 材料抗剪强度 K 系数 系数 K 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、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取 K=1.3。 的数值取决于材料的种类和坯料的原始状态，可在设计资料及有关手册中查找，本设计的 值查表得 =（ 303 MPa 372 Mpa） 材料厚度： t=2mm 冲裁 周边长度： L=2（ 145+20） mm =330mm F 落 = KLt =1.3 330 2（ 303 372） N =（ 259974 319176） N 4.2 冲孔力 F 冲的计算 L1=（ 3.14 6 2 3.14 10 2） mm=100.48mm 冲孔力由公式 4-2 计算： F冲 =KL1t (4-2) =1.3 2 100.48（ 303 372） N =（ 79158 97184） N 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 15 4.3 切断力 F 切的计算 L2=（ 20 2） mm=40mm 切断力由公式 4-3 计算： F 切 = KL2t (4-3) =1.3 40 2（ 303 372） N =（ 31512 38688） N 4.4 卸料力 F 卸的计算 在冲模结束时，由于材料弹性回复（包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复）及摩擦的存在，将冲落部分材料强塞到凹模内，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，将凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着 的料所需力称卸料力，将强塞到凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称为推件力。因此，需要有推件力和卸料力的作用。该模具中只有卸料力，卸料力的计算公式如下： 卸料力： F 卸 =KF 冲 (4-4) 式中： K 卸料力系数，其值为 0.02 0.06（薄料取大值，厚料取小值） F冲 冲孔力 卸料力的系数通过查 5确定，卸料力系数 K=0.04 由公式 4-4得卸料力 F卸 =KF 冲 =0.04 79158 97184） N =（ 3166 3887） N 4.5 弯曲力 F 自的计算 自由弯曲时的弯曲力： F自 =0.7KBtb/r+t (4-5) 式中 ： F 自 自由弯曲 在冲压行程结束时的弯曲力 ； B 弯曲件的宽度 ； r 弯曲件内弯曲半径 ； b 材料的抗拉强度； 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 16 K 安全系数，一般取 K=1.3。 所以 F自 =0.7KBtb/r+t =0.7 1.3 20 2 375 460） 4 =（ 6825 8372） N 4.6 总压力的计算 总压力等于该模具中所有压力之和。 即 F总 = F 落 F 冲 F切 F卸 F 自 =(380 467)KN 故模具的总压力取为 400KN。 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 17 5 压力中心的确定和初选压力机 5.1 压力中心的确定 模具压力中心是指冲压时诸冲压力的作用点的位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。否则会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的磨损，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用解析计算法求出冲模压力中心。 解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置 X0， Y0（即 x=0， y=0），即为所求模具的压力中心。 按比例画出零件形状，选定坐标系 XOY，如图 5-1所示。 图 5-1 压力中心 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 18 由公式： X0 (L1X1+L2X2+L nXn) (L1+L2+L n) （ 5-1） Y0 (L1Y1+L2Y2+ LnYn) (L1+L2+L n) （ 5-2） 得 X0 （ 31.4 32+62 18.84+ +132.4 31.4 ） （ 31.4+18.84+ +31.4） 76.575 Y0 （ 10 31.4+10 18.84+ +10 18.84 ） （ 18.84+31.4+ +31.4） 10 根据计算得出压力中心的坐标为（ 76.575,10）。 由于该点位于模柄孔投影范围内，因此压力机工作过程中能够制作出合格的制件。 5.2 初选压力机 冲压工作是将冲压模具安装在冲压机上进行的，因而模具的设计要与冲压设备的 类型和主要规格相匹配，否则是不能工作的。正确选择冲压设备，关系到设备的安全使用、冲压工艺的顺利实施及冲压件质量、生产效率、模具寿命等一系列重要问题。 5.2.1 冲压设备类型确定 压力机按床身及结构可分为开式和闭式曲柄压力机。开式压力机有固定台式、可倾式和升台式三种。固定台式压力机刚性、抗震性和稳定性好，适用较大吨位。可倾式压力机产生的废料可通过自重滑下。升台式压力机适用于模具高度变化较大的冲孔、修边及弯曲工 序。 冲压设备类型的确定主要是根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量、冲压件的尺寸大小和精度要求等来选择。对于零件此类小型冲裁件，主要选用开式曲柄压力机。开式曲柄压力机虽然刚度不高，但是由于它提供了极为方面的操作条件和易于安装附属装置的特点，适宜于精度要求不太高的冲压件生产，目前是中小型冲压件生产的主要设备。 5.2.2 冲压设备规格的选择 在选定了冲压设备的类型后，应该进一步根据冲压件的大小、模具尺寸及冲压力及模具尺寸来选择设备的规格。确定压力机规格时，一般应遵循以下原则。 优秀毕业设计，全套设计需要图纸加 QQ97666224 19 （ 1）压力机的公称压力不小于冲压 工序所需的压力。 （ 2）压力机滑块行程应满足工件高度上能获得所需尺寸，并在冲压后能顺利地从模具上取出工件。 （ 3）压力机的闭合高度、工作台尺寸和滑块尺寸等应满足模具的正确安装。尤其是压力机的闭合高度应于冲模的闭合高度相适应。 （ 4） 压力机的滑块行程次数应符合生产率和材料变形速度的要求。 表 5-1 J23 系列开式可倾压力机主要技术参数 技术参数 代号 单位 型号 J23-3.15 J23-6.3 J23-10 J23-16 J23-25 J23-35 J23-63 滑块公称压力 Pe kN 31.5 63 100 160 250 350 630 滑块行程 S mm 25 35 45 55 65 100 100 封闭高度 H2 mm 120 150 180 220 270 290 400 连杆调节量 M1 mm 25 30 35 45 55 60 80 滑块中心线至机身距离 C1 mm 90 110 130 160 200 200 310 滑块地面尺寸 左右 a mm 100 140 170 200 250 250 430 前后 b mm 90 120 150 180 220 220 360 模柄孔尺寸 直径 d mm 25 30 30 40 40 40 50 深度 l mm 40 55 55 60 60 60 70 垫块厚度 H1 mm 30 30 35 40 50 65 80 最大倾斜角 45 45 35 35 30 30 25 工作台尺寸 左右 a mm 250 310 370 450 560 610 450 前后 b mm 160 200 240 300 370 380 310 根据 4.6已算出的总的冲裁力 F 380 467KN以及最小公称压力 P 380 KN，考虑压力机的适用范围，故选择开式双柱可倾式压力机，其型号为 J23-6