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机械毕业设计全套

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MJC02-010@制动盒外壳冲压件设计,机械毕业设计全套

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题 目 :制动盒外壳冲压件设计 学 院（系） : 材料科学与工程学院 年级、专业 : 级材料成型及控制工程 姓 名 : 学 号 : 指 导 教 师 : 教 授 完 成 时 间 : 年 6 月 1 日 目录 nts - - - 第 2 页 摘要 1 前言 4 2 零 件的冲压工艺分析 5 3 零件冲压工艺方案的拟订和计算 6 3.1 零件冲压工艺方案的拟订 6 3.2 零件冲压工艺方案的计算 7 4 零件冲压工艺方案的确定 9 5 模具总装图的设计与计算 10 5.1 落料，拉深，冲孔复合模的设计 10 5.1.1 冲裁排样方式的 设计及计算： 10 5.1.2 第一副模具各工序压力的计算及压力机的初步选用 11 5.1.3 模具类型及结构形式的选择与计算 12 5.1.4 模具工作部分刃口尺寸和公差的计算 13 5.1.5 模具其他零件的设计与计算 15 5.2、整形模具的设计与计算： 18 5.2.1 整形力工序压力的计算与压力机的初步选用： 18 5.2.2 模具结构 类型及形式的选择与设计 19 5.2.3 凸凹模工作部分刃口及公差的计算 19 5.2.4 模具其他零件的设计与计算： 19 5.3、冲孔模具的设计与计算： 21 5.3.1 各工序压力的计算： 21 5.3.2 冲孔凸凹模刃口的计算 21 5.3.3 模具结构形式的选择 22 5.3.4 模具其它结构零件的设计与计算 23 5.4、切边模具的设计与计算： 25 5.4.1 工序压力的计算： 25 5.4.2 模具类型及结构形式的选择 25 5.4.3 模具工作部分刃口尺寸和公差的计算 25 5.4.4 模具其它结构零件的设计与计算 26 6 技术经济分析 27 nts - - - 第 3 页 总结 29 参考资料 30 致谢 .31 摘 要 : 本次毕业设计是制动盒外壳的冲压工艺与设计。毕业设计是对所学知识的一次运用实践，通过毕业设计我们可以查漏补缺，为以后的学习和工作打下坚实的基础。当拿到一个工件来进行模具设计时，我们应当首先对工件进行工艺分析。因为可能有很多种不同的制造方法，不同的方法得到制件的质量可能不一样，并且模具制造成本 也可能相差很大，所以我们必须从工件的质量和生产经济角度出发，选择最佳的设计方法和工艺方案。经分析比较，此制动盒外壳采用冲压工艺生产。 关 键 词 ： 冲压工艺、模具设计、工艺方案 abstract: the main program for this graduation design is to finish the design and producing process of the shell of controlling-box .to every student ,the graduation design is a opportunity to apply the knowledge we learned ,at the same time ,we can make best of this chance to find out our shortcomings in order to get the stead foundation of studying and work in the near future .first ,we are supposed to analyze the character of the strop before we decide to which kind of mold should be the best way to do it .because using the different method ,we can get the different products in quality and the cost concerned is also different .for these reasons, we should find out the best way in terms of the quality and cost .after analysis and comparison ,we decide to chose punch as the best way. Keywords: Hurtle to press the craft 、 mold design ,skill method 1 前言 通过对专业课一年的系统学习，使我对模具知识有了一定的了解，而本nts - - - 第 4 页 次毕业设计是对我大学四年所学的无论是基础知识还是专业知识都是一次 全面的检查和考核，同时也是培养我解决具体问题的一种能力和一次深入再学习的过程。 上学期末对压铸模具的课程设计和本学期的模具制造课程设计，我对模具设计的思路和程序有了一定的掌握，初步具备了设计模具的能力。这次是冲压模具的设计，要求对冲压件进行冲压工艺的设计，冲模的装配图设计，利用电脑设计模具的零件图以及模具零件的制造工艺设计。这就需要我对以前所学过的知识进行全面的、系统的复习与回顾，并且通过借助于资料、手册、图册等设计所需的工具书，在导师的指导下，进行一次全面而系统的设计，同时在设计过程中要进行反复的修改以不 断改进设计的质量，以顺利完成本次毕业设计的各项任务，同时也要力求自己设计的模具尽可能地有低成本、高生产率和生产的产品高合格率的要求，使它具有较高的性价比。 本次设计包括模具总装配图四张，模具各零件图十四张左右，毕业设计说明书一份。 由于本人水平有限和失误等原因，因此在本次设计图纸中还存在不少错误和不足之处，恳请各位老师批评、指正。 在此感谢学院各位领导特别是赵平教授的悉心指导！ 学生 李永强 2006 年 6 月 2 零件的冲压工艺分析 本次毕业设计的冲压件是 制动盒外壳，是由 Q235 钢材料制造，其厚度为1.6mm,外圆半径为 80mm 的壳体。 Q235 钢的抗拉强度为 375-500Mpa,屈服强度为 235Mpa，综合性能较好，既有良好的塑性又有适中的强度，且年生产量为 10000 件，我们既要能够保证制件的质量又要尽可能的去降低生产成本，以求取最佳的生产效益，综合考虑多种生产方式，此制动盒外壳用冲压工艺生产是生产厂家的相对最优方案。 nts - - - 第 5 页 制动盒外壳主要工序是落料、冲孔和拉深，孔的位置对称分布，可以减少工序和模具的制造成本。从孔的 分布与数量来看，可将所有孔一次性冲出，但考虑到孔之间的间距在安装时是否会产生干涉及模具的强度，直径为 10 的孔和直径为 8 的孔不能同时冲出，否则凹模的强度不够，并且凸模安装时易产生干涉，并且要必须考虑到是先拉深还是先冲孔，如果底部的孔径相对于壳的外形直径过大，要先拉深再冲孔，否则会将该工件拉裂。 同时，由于工件的圆角半径为 1，而材料的厚度为 1.6，圆角半角太小，在拉深时易被拉裂，故拉深时不能将圆角一次拉成，须进行整形。拉深时需留修边余量以保证制件的精度，故最后还要对工件进行切边。 nts - - - 第 6 页 工件图 3 零件冲压工艺方案的拟订和计算 3.1 零件冲压工艺方案的拟订 生产此制动盒外壳所需基本工序为（ 1）落料，（ 2）拉深，（ 3）冲孔（ 4）整形（ 5）切边，经分析，可有以下几种方案 方案一：落料，拉深，冲孔（ 2 10mm） , 冲孔 (12 12mm 方型孔），整形，冲孔 (3 8mm)，冲孔 (3 6mm)切边。即每道工序单独由一副模具完成。 方案二：落料， .拉深， .冲孔 3 (8mm)，冲孔 (12 12mm 方型孔），冲孔（ 2 10mm）五道工序复合模，再整形，冲孔（ 3 6mm）， 最后切边。 方案三：落料 .，拉深， .冲孔 (3 8mm)，冲孔 (12 12mm 方型孔）四道工序复合模，再整形，冲孔（ 2 10mm）冲孔（ 3 6mm）两道工序复合模，最后切边。 方案四：落料 .，拉深，冲孔 (3 8mm)，冲孔 (12 12mm 方型孔 )连续模，整形，冲孔（ 2 10mm）冲孔（ 3 6mm）连续模，最后切边。 比较确定冲压方案； 方案一：生产效率低下，所需模具数量较多，使得生产该工件的总成本较高，且尺寸的积累误差较大，工件的质量不能保证。 方案二：虽然将大部分工序由复合模具同时完成，但是由于 冲孔（ 10mm）nts - - - 第 7 页 和冲孔 (8mm)时两凸模以及凹模相隔很近，安装时容易发生干涉，增加模具制造难度，且此处模具强度不够，不益采用。 方案三：采用此复合模可提高生产效率，保证工件尺寸的精度要求，模具制造不是很困难，且由于年生产量为 10000 件，成本可大大降低，故采用此种方案相对较好。 方案四：主要采用了连续模，连续模虽然能够提高生产效率，但是，需要在下一工序时定位，且定位的次数越多，其累积误差就会越大，严重影响了工件的质量，故不宜采用连续模。 经分析比较，最终确定第三种工艺方案为最佳组合。 3.2 零件冲压工艺方案 的计算 3.2.1 选取修边余量 &h，并初算毛坯直径 当 ho/r=13.2/1.6=8.25 时 取 &h=1mm, （查冲压手册 233 页） 故计算高度： h=ho+&h=13.2+1=14.2mm 当 R 与 r 相等时 ,应用简单计算公式 d= dRdhFd 14.342 代入相应数值 , (按中性层 ) d0=101.78mm 3.2.2 工件主要尺寸参数 各主要尺寸参数如工件图中所示： 则工件相对高度： ho/b=13.2/78.4=0.168 工件相对厚度： t/b=(1.6/101.78)x100=1.57 工件相对圆角半径： r/b=1.6/101.78 x 100=1.57 3.2.3 初步估算所需拉深的次数 由于 (t/b)x100=1.57 及 h/b=0.18 查得所需拉深次数为 N=1 nts - - - 第 8 页 即只需 1次拉深即可满足要求。 3.2.4 验证圆角部分是否可一次拉成 由于当 r=rg=1mm,而材料的厚度为 1.6mm，可知圆角半径太小，如果一次拉深容易拉裂，圆角不可一次拉成，需要进行整形。 3.2.5 重新选取圆角半径 中性层周长 c=105.2mm d=78.4 拉深圆角设为 R=2mm 则 ,可知 拉深高度为确定拉深次数 从而求得中性层拉深高度为（ 05.2 2 2.8 0.25 2 78.4+5.6）2+2.8=14.6mm 工件的相对高度： h d=14.6 78.4=0.18 毛坯的相对厚度： 1.57 查表 5-3 知拉深次数为 n=1 毛坯图 4 零件冲压工艺方案的确定 根据以上的计算和对零件结构的分析，总体确定以下方案：（需nts - - - 第 9 页 4 副模具完成该冲压件的生产）： 第一副： 该副模具完成的主要任务为落料，拉深，冲底部圆孔。该副模具所完成的工序内容多，比较复杂，也是本次设计的重点和难 点所在，其计算工作量也是最大的。 第二副： 该副模具完成的工序内容是整形，由于圆角太小需要进行整形以到工件所需要的圆角半径。 第三副： 该副模具是冲孔工序模具，主要任务是完成工件底部上由于离底部边缘太近而不能与第一副模具复合而冲出的小孔。 第四副： 该副模具的主要任务是完成工件的切边修边工作，由于拉深后的工件存在修边余量和局部凸缘，而所要求生产的工件没有凸缘，因此要进行修边工序，同时也把它作为最后的一道工序来安排。该模具主要是为了提高工件的精度和质量而设计的。 5 模具总装图的设计与计算 5.1 落料，拉深 ，冲孔复合模的设计 5.1.1 冲裁排样方式的设计及计算 根据前边的作图及计算确定零件的毛坯尺寸最大为： 101.78mm，综合各种因素及查看相关的资料后决定采用单排形式，并根据冲压手册 p44 页表2-17 查得：搭边值 a=1.2mm，间距 a1=1.5mm 5.1.1.1 若采用横排 条料宽度 ； b- =D+2（ a+） - =101.78+2（ 1.5） -0.8 =104.78-0.8（ mm） 导尺距离： S=b+c1 =101.78+2 x 1.5=104.78mm 进距 h: h=101.78+1.2=102.98(mm) nts - - - 第 10 页 查冲压手册表 8-12 选用板料规格为： 1.6x650x1300mm，按上述方法进行排料，剪切条料尺寸为： 104.78mmx1300mm 则：条数 n1=650/104.78=6（条）余 21mm 每条个数 n2=（ 1300-1） /102.98=12（个）余 63mm 每板个数 n3= n1x n2 =6x12=72（个） 故材料的利用率： =（ 72x 101.782） /（ 650x1300 4） x100%=69.3% 5.1.1.2 若采用纵排 （即长边在送料方向，短边 垂直送料方向）则： 料宽： b- =D+2（ a+） - =101.78+2（ 1.5） -0.8 =104.78-0.8（ mm） 导尺间距离： S=b+c1 =101.78+2 x 1.5=104.78mm 进距 h： h=101.78+1.2=102.98(mm) 如上所述采用规格相同的板料； 1.6x650x1300mm 则：剪切条料尺寸为： 224.4x1200mm 故：条料： n1=1300/104.78=12（条）余 42.6mm 每条个数： n2=（ 650-1） /102.98=6 余 32mm（个） 每板个数： n3= n1X n2=12x6=72（个） 材料利用率和横排时一样 综上比较采用横排和纵排都可以，材料的材料利用率一样。（排样图见下图） 101.78nts - - - 第 11 页 5.1.2第一副模具各工序压力的计算及压力机的初步选用 5.1.2.1 落料 .，拉深， .冲孔 (8mm)，冲孔 (12*12mm 方型孔 )各工序压力的计算： 参照课本 P45 例题且查看冲压手册以确定 A3（ Q235）， b=343MPa，则： F 落料 =1.3Lt b =1.3 101.78 1.6 343 =228008（ N） 查课本 P43 页表 2-9，取卸料力系数 K1=0.055 则： F 卸 = K1 F 落料 =0.055x228008 =12540（ N） 5.1.2.2 拉深力的计算： 各公式参见，冲压手册 P313 页： F2=3.14 78.4 1.6 400 0.4=63021N 5.1.2.3 冲孔 (8mm)力 F3=1.3 8 1.6 343=17922N 5.1.2.4 冲孔 (12*12mm方型孔 ) F4=1.3 12 4 1.6 343=34245N 由于这些 工序由一复合模完成，但各个工序中的压力不是由压力机同时加载的，故压力机只需达到单工序所需的最大压力即可。 这一工序所需最大总压力为 F=F0+F1=228008+12540=240548N 根据所提供的压力机，可选用 400kN 的压力机 5.1.3模具类型及结构形式的选择与计算： nts - - - 第 12 页 本次设计第一副模具采用落料，拉深，冲孔的复合模结构。该冲压件属于简单的筒形件，经计算判断可一次拉深到所要求的高度，但由于拉深件的圆角半径为 1 mm，小于板料的厚度，在拉深时容易被拉裂，所以我们必须将圆角半径加大，从而采用落料和拉深 复合的装置。另外落料的半径较大，而拉深件底部的 孔 (8mm)和孔 (12*12mm 方型孔 )分布均匀，且相距较远 ，不会产生干涉。我们可以作成单工序模具，但工件的年生产量较大，采用复合模具不仅能够减少模具制造成本，还能够提高生产率，保证工件的质量 。所以无论从结构上，经济上，还是生产效率综合考虑都可采用将落料，拉深，冲孔的复合模结构。 另外在下模座下部设有缓冲器，它驱动托杆向上运动，使压料器兼做顶件和压边的作用，且在上模上设有刚性推件装置，并在下模上设有刚性卸料板装置，采用这些结构的特点主要是，结构紧凑，布局合理且制 造使用都简单方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在刚性卸料板内不易出件，有时还需要工人用手工去把它拿出，带来了操作的不便，但是只要托杆长度设计合理，缓冲器橡皮弹力足够，就能克服这点不足。另外考虑到装模方便，模具采用后侧布置导柱，导套的模架。 下附第一副模具装配简图 5.1.4模具工作部分刃口尺寸和公差的计算 5.1.4.1 落料凸凹模刃口尺寸的计算： （由于落料毛坯为非规则几何形状，因此，落料尺寸的计算以落料凹模的尺寸为计算基准的方式来配合计算凸模刃口尺寸） 参 照 冲压 手册 P54 页表 2-23 得 ：材 料厚 为 1mm 时，Zmin=0.22mm,Zmax=0.32mm 对尺寸 101.78mm 凹模磨损后将逐渐变大则： A1凹 =（ A1-K） 0+ /4 =(101.78-0.5x0.87)00.025 nts - - - 第 13 页 =101.3400.025(mm) （查相关资料 K 取 0.5，凹模制造公差取冲压件的 1/4） 相对应的凸模尺寸为 A2=（ A1-） - /40 =（ 101.345-0.22） -0.0350 =101.12-0.0350 (mm) 5.1.4.2 拉深凸凹模的刃口尺寸的计算： 由于在拉深时，冲压件的尺寸 标注在外形上，故参见课本 P132 页所示： Dd=（ Dmax+0.75） 0+Td Dp=（ Dmax-0.75） 0-Tp 查冲压手册 P305 页表 4-14 取单边间隙为 1.1 个料厚即 1.76mm。 则： Dd=（ 80-0.75x0.74） 0+1/4=79.40+0.12（ mm） Dp=（ 79.4-3.2） 0-0.25=76.20-0.08（ mm） 根据实际加工取 rd=rp=2mm 5.1.4.3 冲孔凸凹模刃口尺寸的计算： 查 冲 压 手 册 P54 页 取 间 隙 ： 由 于 材 料 厚 为 1.6mm 时，Zmin=0.22mm,Zmax=0.32mm 冲直径为 8mm 的孔的工作部分尺寸的确定： 凸，凹模采用分开加工的方法进行制作。 凸模尺寸为： （ K 取 0.5，公差为冲压件的 1/4） dp=（ D+K） 0-Tp =（ 8+0.5x0.36） -0.0350=8.18-0.0350（ mm） 则：对应的凹模尺寸为： dd=（ dp + Zmin） 0+Td =（ 8.18+0.22） 0+0.025 =8.40+0.025（ mm） 冲方型孔 12 12mm 的孔的工作部分 尺寸的确定： 凸模尺寸为： （ K 取 0.5，公差为冲压件的 1/4） dp=（ D+K） 0-Tp =(12+0.5x0.43)0-0.02=8.180-0.02（ mm） 则：对应的凸模尺寸为： nts - - - 第 14 页 dd=（ dp + Zmin） 0+Td =（ 12.2+0.22） 0+0.02=12.40+0.025（ mm） 5.1.4.4 凸模高度的确定 （ 参见课本 P61 页图 3-100） L=h+h1+h2+h3 其中： h1为凸模固定板厚度，一般为凸模高度的 40%左右 h2为垫 板的厚度，查课本取为 8mm。 h3导尺的厚度，查课本取 P23 页取为 6mm。 h 为附加长度，包括修模余量和安全长度，取 15mm。 综上，则： L=32+8+6+15+45 故： L=106mm 即凸模的长度为 106mm，具体长度根据实际情况调整后再确定。 5.1.4.5 落料凹模外形尺寸的设计 （参见课本 P63 页图 3-12：） 凹模厚度：查模具制造手册知，当材料厚度为 1.6mm 时，凸凹模的最小壁厚为 mm ,由于此模具是复合模，应相应的增大其壁厚，故 取为 14mm. 5.1.5模具其他零件的设计与计算 5.1.5.1 模架的选用： 根据落料凹模的周界尺寸，查冲压模具设计简明手册 P388 页相关资料，由所选定的压力机可知，压力机的最大封闭高度为 400mm，最小封闭高度为 200mm，从模具实际设计出发，我们可取模具的封闭高度为 220mm.工作台的尺寸为：左为 630mm,右为 420mm. 则模柄的规格为直径 50x 高 70mm，其它结构的尺寸参见冲压模具设计简明手册 P623 页，与此同时，在模座确定以后，导柱，导套的规格和结构尺寸也随之确定下 来由冲压模具设计简明手册相关章节查得。 5.1.5.2 定位零件 ： 本副模具采用导尺（刚性卸料板）导向送料，为使条料顺利通过导料板的间隙在计算排样尺寸图时一并算出，此处不在叙述。导料板的厚度取 6mm 左右。 同时在本副模具中采用固定挡料销来限制条料的送近步距，使用圆形挡料销，高度为 9mm，直径为 3mm。该结构的挡料结构简单，制造容易，使用方nts - - - 第 15 页 便，适用于固定卸料板及手工送料的冷冲模结构。 5.1.5.3 卸料与推（顶）件装置： 由于刚性卸料板也作为导尺，故简化了卸料板结构，其结构简单，卸料力大。卸料板的型孔与凸模的单面间隙为 2mm，厚度为 8mm。用螺钉与圆柱销将导料板一起固定在落料凹模上。 打杆长度： H（模柄总长 +凸凹模高度 -推件高度） 但是由于使用了三爪推板推出机构，因此打杆长度应在（模柄总长 -推板厚度）具体情况根据装配图确定。 托杆长度： L（ l+h3） 其中： l 气垫长度 h3 气垫上平面与下平面之间隙 综上，取 L=90mm 5.1.5.4 固定与连接零件 ： 采用固定板将凸凹模固定在上模座上，其厚度 为凸凹模长度的 40%左右。即 h=40%x106=42mm，取 32mm。 固定板与凸凹模之间采用阶梯固定的形式。固定板与上模座之 间采用内六角螺钉与圆柱销来连接和定位，螺钉尺寸与圆柱销尺寸根据被连接的两部分零件厚度来确定。此外，由于本副模具的总压力较大，因此需要采用垫板的结构，以保护模具不受损坏。 5.1.5.5 第一副模具压力中心的设计与计算： 由于落料，拉深和冲圆孔的凸，凹模形状均为对称性形状，因此其压力中心均为其各自的几何形心。冲翻边预制孔凸凹模的形状虽然是不规则的形状，但是它也是对称的，因此其中心 也在其形心上：（故以模座中心为原点，建立直角坐标系，则落料和拉深的压力中心均在原点上）： 整个模具的压力中心坐标（ X0， Y0）计算如下： X0=0 Y0=8 x20/（ 12 x 4+8 x3） =4.07（ mm） 即本副模具的压力机中心在 沿 Y 轴向上偏移 4.07mm，即坐标点为 : (0.4.07). 5.1.5.6 凸凹模的强度校核 5.1.5.6.1 凹模的强度校核 nts - - - 第 16 页 ： 所选的压力机为 F ，接触面积为 S 则 F=400KN S=（ 76.82-3 x8.42） /4-12.422 =4311mm P= F/ S=400/4311=92.72MPa S 5.1.5.6.2 凸模的强度校核 所选的压力机为 F ，接触面积为 S 则 F=400KN S=（ 101.782-802） /4 =3111mm P= F/ S=400/3111=128.6MPa S 由校核可知，凸凹模的强度足够。 nts - - - 第 17 页 (第一副模具装配图结构间图 ) 5.2 第二副模具的设计与计算 5.2.1 整形力工序压力的计算与压力机的初步选用 P=p 4 (80-3.2) 300 3=463KN 顶件力 F： F=KF 冲 （ K 为顶件力系数取为 0.06） =0.06x463 =27.78（ KN） 推件力 F： F=KF 冲 （ K 为推件力系数取为 0.05） =0.05x463 =23（ KN） 总压力： F=463+27+23=513（ KN） 则根据总压力初步选用开式压力机公称压力为 630KN，具体结构尺寸参见冲压模具设计简明手册相关章节。 nts - - - 第 18 页 5.2.2 模具结构类型及形式的选择与设计 本次毕业设计第二副模具设计的主要目的是在第一道工序完成后，对工件进行整形。由于第一次拉深的圆角半径为 2mm，而最终工件的圆角半径为 1mm, 故需要整形。整形过程属于刚性接触，所需要的力也教大，所以压力机的吨位也随之增大。 本副模具的设计难点是针对凹模及其支架要进行严格的校核，以保证它们有足够的强度和刚度才行。 5.2.3 凸凹模工作部分刃口及公差的计算 查，冲压手册得：系数 K=0.75， 间隙为 :Zmin=0.1mm, Zmax=0.14mm 则： Dp=（ Dmax+0.75） 0-Tp =（ 79.63-3.2） 0-（ 0.08） =76.430-0.08（ mm） 则凹模刃口尺寸为： d 凹 =（ dp+Zmin） 0+Td =（ 80-0.75 x 0.5） 0+0.12（ mm） =79.630+0.12（ mm） 5.2.4 模具其他零件的设计与计算 5.2.4.1 压力中心的计算 ： 由于本副模具的冲孔位置对称，因此它的压力中心就在中心距的几何中心上。 5.2.4.2 冲模闭合高度的计算： 根据总压力所选的压力机最大闭合高度为 460mm，最小闭合高度为 220mm因此初选闭合高度为 230mm 即满足要求。 5.2.4.3 模柄的选用： 由压力机规格来确定模柄的规格为直径 37mm高度为 75mm的凸缘式模柄，nts - - - 第 19 页 具体尺寸参见冲压模具设计简明手册相关的章节。 5.2.4.4 模座的选用 ： 在本副模具设计中根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下： 上模座 200x200x45mm 下模座 250x200x50mm 其具体下模座的结构尺寸如下： L=200， B=200， t=28， L1=210， S=210， A1=130， R=45 L2=80, d2=M14-6H, h=32， S2=120 导柱导套尺寸具体参数参考冲压手册相关的章节。 下附第二副模具装配图结构示意图： 5.2.4.5 凸凹模的强度校核： 所选的压力机为 F ，接触面积为 S 则 F=600KN S= 76.82/4 =4630mm P= F/ S=400/4630=130MPa S 由校核可知，凸凹模的强度足够。 下附第二副模具装配结构简图 nts - - - 第 20 页 第二副模具结构装配 间图 5.3 第三副模具的设计与计算 5.3.1 各工序压力的计算 1 冲孔（ 6mm 3）所需的压力 冲孔（ 10mm） 冲裁力 F0=1.3 3.14 10 1.6 343=22402N 卸料力 F1=0.045 22402=1008N 顶件力 F2=0.06 22402=1344N 2 冲孔（ 10mm 2）所需的压力 F=（ F0+F1+F2+F3） 2 =（ 22402+1008+1344） 2=99016N 冲孔（ 6mm） 冲裁力 F0=1.3 3.14 1.6 343 6=13441N 卸料力 F1=0.045 13441=605N 顶件力 F2=0.06 13441=806N 冲孔（ 6mm）所需的压力 F=（ F0+F1+F2+F3） 3 =（ 1344+605+806） 3=44553N 这一工序所需最大总压力为 F=99016+44553=143569N=144KN 因此初选压力机为开式压力机，公称压力为 250KN，最大闭合高度 360mm，nts - - - 第 21 页 最大闭合高度 1800mm，模柄孔规格为直径 50x高度 70mm。 5.3.2 冲孔凸凹模刃口的计算 冲直径为 6mm 的孔的工作部分尺寸的确定： 查相关手册和表可知： =0.3 Zmin=0.22 Zmax=0.32 k=0.5 d=0.02 p=0.02 凸模尺寸为： （ K 取 0.5，公差为冲压件的 1/4） dp=（ d+K） 0-Tp =（ 6.15+0.22） -0.020=6.370-0.02（ mm） 则：对应的凹模尺寸为： dd=（ dp+Zmin） 0+Td =（ 6.25+0.5x0.3） 0+0.02=6.150+0.02（ mm） 冲直径为 10mm 的孔的工作部分尺寸的确定： 查相关手册和表可知： =0.43 Zmin=0.22 Zmax=0.32 k=0.5 d=0.035 p=0.025 凸模尺寸为： （ K 取 0.5，公差为冲压件的 1/4） dp=（ d+K） 0-Tp =（ 10+0.5x0.43） -0.0250=10.220-0.025（ mm） 则：对应的凹模尺寸为： dd=（ dp+Zmin） 0+Td =（ 10.22+0.22） 0+0.025=10.440+0.025（ mm） 5.3.3 模具结构形式的选择 本副模具主要目的是冲孔工序 ,冲孔（ 6mm 3）和冲孔（ 10mm 2）。由于此幅模具仅是完成两种不同孔的工序，故总体结构较为简单。但该工件上的孔较多，所以必须保证孔的相互位置和精度，因此，需要安装导正销以确定工件在凹模中的位置，准确定位。卸料时采用弹性卸料板卸料。 5.3.4 模具其它结构零件的设计与计算 5.3.4.1 模座的选用 : nts - - - 第 22 页 根据凹模周界尺寸初步确定模架采用后侧导柱式模架 ,其规 格为 : 上模座： 160x150x40mm 下模座： 160x160x45mm 下模座具体参数如下 : L=160 B=160 t=28， L1=210， S=210， A1=110， A2=195， R=42 L2=80, d2=M14-6H, h=35， S2=150 5.3.4.2 压力中心的计算 : 由于本副模具翻边中心位置虽然在盒行件的底部的中心位置上 ,但由于翻边的形状属于对称形状，其几何中心位置就是压力中心的位置所在处。 5.3.4.3 固定板垫板的使用： 本副模具的翻边凸凹模均采用固定板以台阶形式将他们与上 ,下模座固定起来，然后再利用内六角螺钉和圆柱销分别将其固定和限位。 5.3.4.4 凸凹模的强度校核 ： 所选的压力机为 F ，接触面积为 S 则 F=250KN S=（ 76.82-3 x62 -2 x102） /4 =4275mm P= F/ S=250/4275=59MPa S 下附第三副模具装配结构简图 nts -冲压中材料的利用 有效的利用板料使浪费降低到最低限度是模具设计中一个很重要的因素，虽然工件制图能够经常给模具设计者带来困难，甚至导致花费大量的时间在计算上来寻求最佳的加工余量，这些都是值的的。 很多工件在被弯曲时要通过已经被轧制的方向，这应该在工件图上用显著的箭头表示出来。这种做法可以消除可能的压裂以及在很多场合我们不得不采用这种程序来防止这种情况的发生，即使他需要使用更多的材料。为了说明这个观点，图 46 用颗粒的方位表示一个简单的零件，这个轧制的方向经常指使用这种方式 -在经过材料的转角处。 浪费是很显然的，但是我们必须这样做，因为后面的弯曲操作要求颗粒按照这个方向移动从而避免破裂的危险。一般说来，是颗粒的运动弯曲到 30度已经足够来克服断裂，同时这有时候有利于节省材料。 我们必须加上一些尺寸来表示板料的宽度和每个加工余量所需要的材料区域，这些后面的数据很重要因为它给出了不同特殊工件设计图案之间的比较，因此在 B板料中留下的加工余量是更加经济的，决定颗粒的箭头是一个决定性的因素。挤压相互之间的片料是一种节省材料的特殊方法，这两个例子展示了这是怎样完成的。如果有可能采用 B 中的布置图案方式，那么就可以 利用三角形部分，使之不浪费，这样可以避免 6%的材料被浪费。当板料从一个方向通过刀具后来翻转过来让第二个通过时，我们应该注意到第一个加工余量的细节部分，所以允许图中所显示的空白部分。 图 46C 显示了同样的加工余量，它们是被紧挨着布置的。同时这意味着在板料宽度和斜度中加工余量之间的调整。留下这个部分的方式与 B 中所展示的一样，但并不是右角边的颗粒和在那个例子中所说的每个加工余量的草绘图一样。如果 A 中角的设定是不必要的以及那个部分在后面的操作中不需要弯曲，这些意味着颗粒的方位不需要考虑，那么在每个工序中这个区域的 观察表示最好的排样方法和从这个因素讲设计加工余量的刀具也被确定了。当从外面买相关设备时，绘制图形应该表示出模具中冲头的位置、导向材料的宽度和考虑材料顺序的一些信息。 图 47 展示了一系列被各自布置在板料中部件，在试图去设计一个加工余nts量的刀具之前，每个部分的排样是必须的。有一种观点是值得注意的。尽管处理这样的材料显然很容易，但是用箭头标出工件的长度方向很少被认为是做这项工作的经济方法。所以假如这个部分在后面的工序中没有被弯曲，留下的部分穿过板料是可取的。为了用图来表示它，图中展示了被安排在两个方向的同样的部件 。如果 B只有一半的板料是从同样半径的卷料中获得的，需要两倍的改变来获得同样数量的组件。让设计图案横过板料意味着斜度会更加小。最终当金属弯曲时任然要考虑到破裂，如果最初遇到这种困难，对特殊材料的修改经常能够克服这种困难，同时不同程度的实验能够证明这一点。 板料之间的加工余量的距离随着加工材料的厚度和表 1 中所给出的与材料厚度相关的搭边值而改变。这些数据适用于半硬或硬质轧制板料，而不适合于加工余量较大而且较软的材料，因为相连的边易于被扭曲。我们建议将板料的侧边增加 50%。在由狭长的搭边导致的地方，当材料有向模具边 缘移动的趋势时，需要一个增加值。如果刀具不够锋利，这种情况也会发生。 有时侯，尽管试图减小斜度或将两个加工余量之间的搭边值减到最小，条料的浪费率也是比较高的。一个典型的例子就是图 47，条料 G，但