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货厢后横梁连接板堵板冲压模具设计-成形、落料冲孔复合模.doc
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货厢后横梁连接板堵板冲压模具设计-成形、落料冲孔复合模摘摘要要本次设计了两套单工序模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析。经过工艺分析和对比，采用成形、落料、冲孔工序。通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在文档中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。本次设计阐述了冲压复合模的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词:压力机；冲压模具；工艺；复合模 AbstractThis design has two sets of single working dies. After consulting the data, we should first analyze the parts. After process analysis and comparison, forming, blanking and punching processes are adopted. The type of press is determined through calculation of blanking force, top load and unloading force. Then analyze the type of mold for stamping parts and choose the mold that needs to be designed. The design process of each part of the die is expressed after the mold type is designed. In the first part of the document, mainly described the development of stamping die, explained the importance of stamping die and the significance of this design, followed by the process analysis of stamping parts, completed the determination of the process plan. In the second part, the design of the layout of parts is completed, and the material utilization ratio is calculated. Then the blanking force calculation and the design calculation of the working part of the blanking die provide the basis for selecting the stamping equipment. Finally, the design of the main parts and the selection of the standard parts provide the basis for the design of the mold drawing and mold forming, and provide the basis for the size of the assembly drawing. Each part drawing and assembly drawing of the die are drawn through the previous design plan. This design describes the structure design and working process of the stamping compound die. The die has reliable performance and stable operation, improves product quality and production efficiency, reduces labor intensity and production cost.Key words: press; stamping die; process; compound die目 录1 1 引言引言 .1 11.1 选题背景 .11.2 课题设计思路 .11.3 设计过程中的难点 .22 2 冲模设计程序与步骤概述冲模设计程序与步骤概述 .3 32.1 冲件工艺性分析 .32.2 确定合理的冲压工艺方案.32.3 进行工艺计算.32.4 模具总体设计.42.4.1 进行模具结构设计，确定结构件形式和标准。 .42.4.2 模架种类及规格的确认 .42.5 选择冲压设备.42.6 模具图样设计.43 3 冲模设计冲模设计 .6 63.1 冲件工艺性分析 .63.2 工艺方案的确定 .63.3 进行工艺计算 .73.3.1 拉深力.83.3.2 有凸缘及凸缘宽度.83.3.3 拉深方向的选择.93.4 工艺计算 .93.4.1 力的计算及压力机的选择 .93.4.2 主要工作部分尺寸计算 .103.4.3 模具压力中心的确定 .113.5 模具总体设计 .123.5.1 模具类型的选择 .123.5.2 定位方式的选择 .133.5.3 卸料、出件方式的确定 .133.5.4 模架的选用.143.6 选择冲压设备 .184 4 零部件的设计与选用零部件的设计与选用 .19194.1 支撑固定及卸料零件 .194.2 弹性元件 .194.4 模架及其他零部件的选用 .215 5 模具的总装图模具的总装图 .2222总结与展望总结与展望 .2323致致 谢谢 .2424参参 考考 文文 献献 .25251 1 引言引言1.11.1 模具在制造加工工业中的地位模具在制造加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产冲压制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。1.21.2 世界模具的发展世界模具的发展国外，特别是欧美和日韩等发达地区的模具工业起步较早，拥有比较先进的上产管理技术及经验，值得我们国内模具行业学习和借鉴。在欧美，许多模具企业将高新技术应用于模具的设计和制造，主要体现在：（1） 充分发挥了信息技术带动和提升模具工业的优越性；（2） 高度切削、五轴高速加工技术基本普及，打打缩减制模周期，提升企业的市场竞争力；（3） 快速成形技术和快速制模技术得到普遍应用；（4） 从事模具的人员精简，一专多能，一人多职，精益生产；（5） 模具产品专业化，市场定位准确；（6） 采用先进的管理信息系统，实现集成化管理；（7） 工艺管理先进、标准化程度高。日本模具加工的未来发展方向主要表现为无人手修模、无放电加工、加工时间缩短、五轴加工等方面。1.31.3 我国模具的发展我国模具的发展改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。当今世界正进行着新一轮的产业调整，一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化，这代表着我国模具行业迎来新一轮的发展机遇，也代表着面临国外先进技术和高品质制品的挑战。 有数据显示，我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国，其中，汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场。据权威报告，中国已成为第一制造大国。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三。但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多。其差距主要表现在下列六方面： (1)国内自配率不足 80%。其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足 60%。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间（分厂） ，专业模具厂也大多数是“大而全” “小而全”的组织形式。国外模具企业大多是“小而专” ， “小而精” ；模具自产自配比例高达 50%以上，国外 70%以上是商品模具。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例只有 30%左右。国外在 50%以上。进出口之比 2003 年为 4.1：1；进出口相抵后净进口为 10.3 亿美元，为净进口量最大的国家。(3)模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度；工艺水平低主要表现在设计、加工、工艺装备等方面。 (4)开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低。不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右，而模具工业发达国家大多是 15-20 万美元，有的甚至达到 25-30 万美元。由此而来的是我国模具企业经济效益差，大都微利，国有企业总体亏损，缺乏后劲。(5)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上，国内模具标准件使用覆盖率只有 45%左右。 (6)与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。技术落后易被发现，管理落后易被忽视。国内大多数模具企业还沿用过去作坊式管理模式。真正实现现代化企业管理的还不多。1.41.4 冲压模具技术的发展趋势冲压模具技术的发展趋势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： (1)模具设计新技术的应用 (a)CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (b)扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (2)模具先进制造技术的推广及应用 (a)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (b)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (c)先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理 和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。 (d)自动化、智能化加工系统模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 (3)模具标准化我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。1.51.5 本文选题的主要工作内容和研究意义本文选题的主要工作内容和研究意义专家认为，模具行业冲压模的比例将不断提高。随着车辆和电机等产品向轻量化方向发展，冲压模的数量、寿命和复杂程度将提出越来越高的要求，其精度和复杂程度也将随着相应提高。从以上的内容可以看出模具正在向一个更高精度和复杂度上发展，在这期间需要充足的理论知识来支撑这个发展。所以冲压模具的设计与制造具有很强的时代进步意义。冷冲压模具设计是为材料成型及控制工程专业（锻压）学生在学完基础理论课、技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是：(1)综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和 提高学生独立工作的能力。 (2)巩固与扩充“冷冲压模具设计”等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。(3)掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。我选择的题目正好是关于冷冲压这个方面的内容，通过我对冲压模具方面书籍的查阅，使我对冲压模具的设计有了系统化的理解。况且我今后要从事这个方面的工作，这次的设计也是一次很好的学习和锻炼的过程。所以我选择了航空座椅音箱固定板冲压成形工艺分析与模具设计这个题目，货厢后横梁连接板堵板是一个普通的冲压零件，通过对它工艺性的分析和相关尺寸的计算从而展开了对该零件的模具设计。在设计过程中通过自学和老师的讲解逐渐地掌握了相关的知识。我做这个题目的最大收获就是明白了设计的思想，在这个思想的指导下我完成了下面的设计内容。2 2 冲裁工艺设计冲裁工艺设计2.12.1 冲裁件的工艺分析冲裁件的工艺分析图 2-1 货箱后横梁2.1.1 工件材料 为 10 钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对复杂，有 3 个10mm 的孔；料厚为 1.5mm，普通冲裁完全能满足要求。 2.1.2 工件结构该零件形状简单。边孔距远大于凸、凹模允许的最小壁厚（见表 1-1） ，故可以考虑采用复合冲压工序。表 2.1 倒装复合模的冲裁凸凹模最小壁厚 （单位：mm）材料厚度 t0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚 1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚度 t2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚 6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.7102.1.3 尺寸精度冲裁件内外形达到的经济精度为 IT12IT13，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.5mm。其余尺寸未注公差按 IT13 级确定工件尺寸的公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。表 2.2 冲裁件内外形所能达到的经济精度基 本 尺 寸 / mm材料厚度t / mm3366101018185001IT12IT13IT1112IT14IT12IT13IT1123IT14IT12IT1335IT14IT12IT13表 2.3 孔中心与边缘距离尺寸公差孔中心与边缘距离尺寸 / mm材料厚度t / mm505012012022022036022440.50.60.70.60.70.80.70.81.00.81.01.22.22.2 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定该零件包括冲孔、落料、成形等多道工序，产品产量大，采用单工序模生产。根据上述分析，采用单工序模进行生产。且由于该零件的最小壁厚（80/2-30/2=25mm）大于倒装式复合模所要求的最小壁厚（7.6mm） ，故可以采用单工序模进行生产，以提高生产效率。 3 3 冲模设计冲模设计3.3.1 1 工艺方案的确定工艺方案的确定（1）工序性质：冲孔、落料、成形。（2）组合程度：1）单序模：冲孔、落料、成形。2）级进模：冲孔、切边、成形等。3）单序模：成形、落料冲孔复合模。方案模具结构比较多，需要很多道工序，生产效率太低，不适合大批量加工。方案只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度比较容易保证，由于该件的几何不是很简单，采用级进模的方式复杂了，制造费用高。方案 3 模具结构为两套，一套成形结构，一套复合结构，相对前两中方案生产效率高，制造成本低，结构简单。通过对上述两种方案的比较，该件的生产采用第三种方案为佳，生产效率高，既能满足制造要求又能符合经济要求。3.33.3 进行工艺计算进行工艺计算图 3.1 毛坯图据图 3.1 毛坯图所示，此工件相对简单，尺寸上图都已标注。毛坯的尺寸 L为：毛呸长度方向尺寸 L1=195mm；宽度方向尺寸 L2=175mm；产品的厚度尺寸为 1.5mm；经过计算，该零件的毛坯尺寸为 195X175X1.5mm。3.3.1 成形方向图 3.23.3.2 模具压力中心的确定模具的压力中心，就是冲压力合力的作用点。求压力中心的方法是：采用求空间平行力系的合力作用点。根据力学原理，各分力对某轴力矩之和等于某合力对同轴之矩，则可得压力中心坐标计算公式： 1 12233101231niinninniiF xF xF xF xF xxFFFFF 112233101231niinninniiF yF yF yF yF yyFFFFF据此，本设计确定零件的压力中心如下：1）把整个刃口轮廓按基本要素划分成、，并计算各基本线段长1L2L10L度，应为产品为规则形状的图片所以压力中心为产品中心3.43.4 模具总体设计模具总体设计3.4.1 模具类型的选择图 3.3 成形模模具结构图 3.4 复合模模具结构3.4.2 卸料、出件方式的确定卸料板一般分为刚性卸料板和弹性卸料板两种形式。弹性卸料板有敞开的工作空间，操作方便，生产效率高，冲压前可对毛坯有预压作用，冲压后也可使冲压件平稳卸料，所以这里选用弹性卸料装置。图 3.5 弹压卸料装置为了得到平整的工件，模具采用弹压式卸料结构，使条料在冲孔后可以脱离凸模，所以用橡胶为弹性元件。卸料力由聚酯橡胶提供。聚酯橡胶的自由高度取10mm。因为冲裁材料较厚，而且有弯曲成型，所以冲压时需对零件起压料作用，所以选用弹压卸料装置。卸料板厚度一般取凹模厚度的（0.81.0）倍，所以取为 20mm，其外形尺寸一般与凹模相同。因为在冲压过程中，凸模自然会将冲件从凹模中卸下，所以这里不需要有推件与顶出装置。卸料板采用 DF-2 制造，淬火硬度为 4045HRC。弹压卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁模厚度按表 11-2 选用，这里工件厚度为 1.5，所以卸料板与凸模间隙取 0.2。 表 3-1 弹压卸料板与凸模间隙值 （mm）材料厚度 t0.50.511单边间隙 Z0.050.10.15图 3.7 卸料板3.53.5 模架的选用模架的选用模架是上模座、下模座、导柱、导套的组合体。有导柱模模架、导板模模架。该模具应选择后置导柱。选用滑动导柱和导套，其结构和尺寸都有标注规定。导套内孔有储油槽，以便储油润滑，内孔与导柱滑动配合；导柱的两端基本尺寸相同，公差不同。按照标注选用时，L 应保证导柱的上端面与上模座的上平面之间的距离不小于1015mm，以保证凸、凹模经多次刃磨而使模具闭合高度变小后，导柱也不会影响模具正常工作；而下模座的下平面与导柱压入端的端面之间的距离不应小于23mm，以保证下模座在压力机工作台上的安装固定；导套的上端面与上模座上平面之间的距离应大于 23mm，以便排气和出油。导套的外径和上模座采用过盈配合（H7/r6） ；导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合（H7/r6） 。导柱、导套之间采用间隙配合，其配合间隙必须小于冲裁间隙，冲裁间隙小的一般按照 H6/h5 配合，冲裁间隙大的一般按照 H7/h6 配合。根据标准规定，模架主要有两大类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模架；另一类是是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。模架及其组成零件已经标准化，并对其规定了一定的技术条件。导柱模模架按导向结构形式分为滑动导向和滚动导向两种。滑动导向模架的精度等级分为级和级，滚动导向模架的精度等级分为0级和 0级。各级对导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都规定了一定的公差等级。这些技术条件保证了整个模架具有一定的精度，也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提，加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求，整个模具达到一定的精度就有了基本点保证。滑动导向模架的结构形式有 4 种：对角导柱模架、中间导柱模架、四角导柱模架、后侧导柱模架。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，但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损。从而影响模具寿命。此模具一般用于较小的模架。该模具采用后侧导柱模架，这种模架的导柱在模具的一边。以 凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。查冲压模具课程设计指导与范例书第 231 页，得到以下数据：1.拉深模300*220*221.5mm，上模座厚度 h 上模取 40mm，上模垫板厚度 h 垫取 10mm，上固定板厚度 h 固取 35mm，卸料板厚 25，下模座厚度 h 下模取 40mm，那么，该模具的闭合高度：H 闭=H 上模+H 垫+ H 固+L+H 卸料+H 凹+ H 垫+H 下模 =221.5mm可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23300 的最大装模高度（300mm） ，可以使用。4 4 冲压力和压力中心的计算冲压力和压力中心的计算4.14.1 确定冲压力确定冲压力4.1.1 冲裁力的计算冲裁力是冲裁时凸模冲穿板料所需的压力。在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入板料的深度（凸模行程）而变化的。通常，冲裁力是指冲裁过程中的最大值（Fmax） 。影响冲裁力的主要因素是材料的力学性能、厚度、冲件轮廓周长及冲裁间隙、刃口锋利程度与表面粗糙度等。综合考虑上述影响因素，平刃口模具的冲裁力可按下式计算 F=KLtb 式中 F：冲裁力，N； L：冲件周边长度，mm； t：材料厚度，mm； b：材料抗剪强度，MPa； K：考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数，一般取 K=1.3。对于同一种材料，其抗拉强度与抗剪强度的关系为 b1.3b，故冲裁力也可按下式计算 F=Ltb （式 3-2）本设计的冲裁力按式 3-2 进行计算。查表 3-1，b的取值范围为 460520，取 b=500MPa。（1）冲裁件的外边周长 L1=555（mm）则冲裁力为 F1=L1tb=5551.5500=416（KN）（2）冲裁件的冲孔周长 L2=94.5（mm）则冲孔力为 F2=L2tb=94.51.5500=70.8（KN）则冲裁力为 F=Ltb= F1+ F2=486.8（KN）表 3-1 冲压常用金属材料的力学性能力 学 性 能材料名称牌 号材 料状 态抗剪强度/MPa抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa伸长率（%）2553143153901952833303372375460 2352631普 通碳素钢Q195Q235Q275未 经退 火3924904906102751520230310275380180273026036021541020027220340 275410190272603402954302102627038033547023025380400355500250244005204906353201944056053068536015碳 素结构钢08F0810F101520354550已退火440580540715380131Cr13已退火3203804404701202010 钢1Cr18Ni9Ti经 热处 理46052056064020040已退火807011050802028铝1060、1050A、1200冷作硬 化10013014034 （续）力 学 性 能材料名称牌 号材 料状 态抗剪强度/MPa抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa伸长率（%）已退火1051251502201214淬硬并经时效处理2803104004353681013硬铝2A12淬硬后冷作硬化280320400465340810软 160210702948纯铜T1、T2、T3硬2403003软2602943002540半硬30034346020020H62硬4201210软24029430010040半硬28034044125黄铜H68硬40039240025013 注：表中数据为板材力学性能。4.1.24.1.2 卸料力、推件力及顶件力的计算卸料力、推件力及顶件力的计算当冲裁完成后，从板料上冲裁下来的冲件（或废料）由于径向发生弹性变形而扩张，会塞在凹模孔口内或者板料上的孔，则沿径向发生弹性收缩而紧箍在凸模上。为了使冲裁工作继续进行，必须将工件或废料从模具内卸下或推出。从凸模上卸下紧箍的料所需要的力称为卸料力，用 F卸表示；将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称为推件力，用 F推表示；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力，用 F顶表示。卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具的卸料、顶件和推件装置传递的。所以在选择压力机公称压力和设计以上机构时，都需要对这三种力进行计算。影响这些力的因素较多，主要有：材料的力学性能和料厚；冲件形状和尺寸大小；凸、凹模间隙大小；排样搭边值大小及润滑情况等。生产中常用下列经验公式计算F卸= K卸FF推= nK推FF顶= K顶F式中 F：冲裁力； K卸、K推、K顶：分别为卸料系数、推件系数和顶件系数，其值见表3-2； n：塞在凹模孔口内的冲件数。有反推装置时，n=1；锥形孔口，n=0；直刃口，下出件凹模，n=h/t，其中 h 是直刃口部分的高度（mm） ，t 是材料厚度（mm） 。 表 3-2 卸料力、推件力及顶件力的系数 料厚 /mmK卸K推K推钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜、黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09对于本模具设计的计算如下。查表 3-2，得 K卸=0.030.04，K推=0.045，K推=0.05。（1）卸料力 F卸 =K卸F=0.04486.8=19.5（KN）式中 K卸查表 3-2，取 K卸=0.04。（2）推件力 F推= nK推F2 =10.045486.8 =21.9 （KN）式中 K卸查表 3-2，取 K推=0.045；n 为卡在凸、凹模内的冲孔废料数目。（3）顶件力 F顶= K顶F2 =0.05486.8 =24.3 （KN）式中 K顶查表 3-2，取 K顶=0.05。4.1.3 压力机公称压力的确定冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲压力（F总） ，F总为冲裁力和与冲裁力同时发生的卸料力、推件力或顶件力的总和。根据不同的模具结构，冲压力计算应分别对待，即当模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式时：F总=F+ F卸+ F推当模具结构采用弹压卸料装置和上出件方式时：F总=F+ F卸+ F顶当模具结构采用刚性卸料装置和下出件方式时：F总=F+ F推该落料冲孔复合模采用倒装结构及弹压卸料和下出料（冲孔废料）方式，则总冲压力 F总为F总=F+ F卸+ F推=486.8+21.9+24.3=533KN）3.1.4 冲裁功选择冲裁设备时，除了要计算冲裁力，使压机的公称压力大于冲裁力以外，还要进行冲裁功的验算，使压机的每次行程功不超过额定的数值，以保证其电动机不过载、飞轮转速不致下降太多。因为功是力与其行程的乘积，所以平端刃口的冲裁功按下式计算： W=mPt/1000式中 W：冲裁功，Nm； t：材料厚度，mm； P：冲裁力，N： m：系数，一般取为 0.63。当计算出的冲裁功大于压机规定的行程功时，就必须改变冲裁工艺或另选更大行程功的设备。压机规定的行程功，可从压机的说明书或有关资料、手册中查询。4.2 冲压设备的选用机械压力机类型的选定依据是冲压的工艺性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等。中小型冲压件生产中，主要应用开式机械压力机。机械压力机的规格指机械压力机的主参数公称压力。所选机械压力机的公称压力和功率必须大于冲压作业所需的压力和功率，以避免压力和功率的超载。所选压力机的闭合高度要与冲模的闭合高度相适应，压力机的滑块行程必须满足冲压工艺要求。此外，选择压力机台面尺寸必须考虑到固定冲模的位置，压力机滑块模柄孔尺寸、工作台孔尺寸、滑块中心线到机身后侧的距离、顶件横梁槽的尺寸、机身侧柱间及导轨间的距离及压力机的倾斜范围等，都应与模具各部位尺寸相适应。从满足冲压工艺力的要求看，可选用 1000的开式KN致 谢通过几个月的查资料、计算分析验证、不断修改后，终于完成了模具设计以及设计说明书。在设计过程中遇到很多困难，在解决困难的过程中不断的改进设计中的不合理之处，尽自己最大努力做一份合格的毕业设计。毕业设计的完成也表示着大学学习过程的结束，几个月的设计过程让我领悟很多也进步很多，从刚开始的无从下手到慢慢找到思路，每一次进步对我来说都是极大地收获。在这里最要感谢老师，章老师带的学生不少，又有教学任务，他在百忙之中还要督促指导我们毕业设计，在这里向老师表示崇高的敬意和忠心的
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