冲孔落料压弯复合模设计_毕业论文.doc

安徽建筑工业学院毕 业 设 计 (论 文)专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 08机械(1)班 学生姓名 学 号 课 题 落料冲孔压弯复合模设计 指导教师 雷 2012 年 4 月 1日安徽建筑工业学院毕业设计（论文）摘 要本设计说明书中概括了模具市场的发展趋势及冲压技术的概念和发展方向，主要是冲孔、落料、压弯复合模具的详细设计过程，包括工艺方案的确定，模具刃口尺寸的计算，以及压力机校核等。此次设计的零件采用冲压生产时是必要的，由于零件的尺寸、结构、产量限制最好采用复合模生产，还采用弹性卸料装置。关键词：冲模；复合模；排样。Abstract: This brochure outlines the design mold ,the development of the market trends and the concept of stamping technology for the future, is punching, blanking, bending composite mold design process in detail, including the process of determining program, mold edge size, the presses, etc., as well as check. The design of the parts used when stamping is necessary, due to the size of components, structure, production-limiting compound die using the best production, but also adopt a flexible discharge device. Keywords: Stamping mold; compound die; black lay53第1章 绪论1.1 模具在工业生产中的重要地位模具是工业产品使用的重要工艺装备，它以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型。现代工业生产中，由于模具的加工效率高，互换性好，节省原材料。生产成本低。所以得到广泛应用。模具技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益。模具是效益放大器，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。在美国模具被称为点铁成金的磁力工业，德国则认为其是所有工业中的关键工业；日本认为模具是促进社会繁荣富裕的动力。模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国民经济五大支柱产业机械、电子、汽车、石油化工和建筑都要求模具工业的发展与之相适应，都需要大量模具，特别是汽车、电动机、电器、家电和通信等类产品中60% 80%的零部件要依靠模具成型。1.2现代模具工业的发展方向模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19世纪，随着军火工业（枪炮的弹壳）、钟表工业、无线电工业的发展，冲模得到广泛使用。第二次世界大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在最前列一一许多模具先进技术，如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术，大多起源于美国；而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术、前苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。20世纪50年代，模具行业工作重点是根据订户的要求，制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，对所设计模具零件的机能缺乏真实了解。从1955年到1965年，是压力加工的探索和开发时代一对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分析，对金属塑性加工工艺及原理也进行了深入探讨（如对薄板成形性能的探讨），并把这些知识不断应用于实际，使得冲压技术在各方面有了飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则，并使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进，从而使冲压加工从仅能生产优良产品的第一阶段，进入20世纪70年代向高速化、自动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、高寿命、高精度的多功能自动模具。1.3 模具发展趋势一、充分运用IT技术发展模具设计、制造。用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。外形车身和发动机是汽车的两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，其技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三之二的时间、成为汽车换型的主要制约因素。目前，世界上汽车的改型换代般约需48个月，而美国仅需30个月，这车要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽年覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体、实现了异地设计和异地制造。同时，虚拟制造等IT技术的应用，也将推动模具工业的发展。二、缩短金属成形模具的试模时间。 当前，主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在机械压力机上的模具试验时间可减少80%、具有巨大的节省潜力。这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能。三、车身制造中的级进冲模发展迅速。 在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术，近些年来，级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件。加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制，主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机，绝大多数零件应优生考虑在多工位压力机上加工。第2章 弯曲变形过程及变形特点2.1弯曲变形的过程及变形特点2.1.1弯曲变形过程 弯曲变形过程：如图1-1所示V形件的弯曲，随着凸模进入凹模深度的增大，凹模与板料的接触处位置发生变化，支点 B沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂l 逐渐减小，接近行程终了，弯曲半径r继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形，直至板料与凸、凹模完全贴合。1-2板料弯曲变形特点 通过网格试验观察弯曲变形特点（如图1-1）。 图2-1 v型零件弯曲变形过程图2-2 弯曲前后坐标网络的变化1.弯曲圆角部分是弯曲变形的主要变形区 变形区的材料外侧伸长，内侧缩短，中性层长度不变。2.弯曲变形区存在应变中性层 应变中型层是指在变形前后金属纤维的长度没有发生改变的那一层金属纤维。3. 变形区材料厚度变薄的现象 变形程度愈大，变薄现象愈严重。 4.变形区横断面的变形 变形区横断面形状尺寸发生改变称为畸变。主要影响因素为板料的相对宽度。 t/b3 (宽板) 横断面几乎不变； t/b3 (窄板) 断面变成了内宽外窄的扇形。2.2弯曲变形区的应力和应变板料在塑性弯曲时,变形区内的应力应变状态取决于弯曲毛坯的想对宽度 以及弯曲变形程度。窄板弯曲的应力状态是平面的，应变状态是立体的。宽板弯曲的应力状态是立体的，应变状态是平面的。图2-3弯曲应力第3章 工艺及方案分析3.1 工艺分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产率有很大影响。冲裁件应满足如下要求： (1)冲裁件形状冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用。(2)冲裁件内形及外形的转角冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。圆角半径R的最小值，参照表3-1选取。表3-1 冲裁件最小圆角半径R（t料厚）冲裁件类型黄铜、铝合金钢软钢备注落料900.18t0.35t0.25t0.25mm900.35t0.70t0.50t0.50mm冲孔900.20t0.45t0.30t0.30mm900.40t0.90t0.60t0.60mm(3)冲裁件上凸出的悬臂和凹槽尽量避免冲裁件上的凸出悬臂和凹槽，悬臂和凹槽宽度也不宜过小。(4)冲裁件的最小孔径冲件孔径太小时，凸模容易折断。冲孔的最小尺寸取决于材料的机械性能、孔的形状及模具结构。如果对冲头采用导向套保护，则可以提高冲头的稳定性，最小冲孔尺寸还可以减小，见表3-2。表3-2 冲裁件最小孔径材料种类冲头无保护套冲头有保护套圆孔直径矩形孔最小边长圆孔直径矩形孔最小边长硬钢（1.3-1.5）t(1.2-1.35)t0.5t0.4t软钢及黄铜(0.9-1.0)t(0.8-0.9)t0.35t0.3t铝、布胶板、纸胶0.8t0.7t0.3t0.28t（5）孔边距与孔间距为避免工件变形和保证模具强度，孔边距和孔间距不能过小否则会产生孔间材料扭曲，或者使边缘变形。一般不小于1.5t。图3.1此汽车钣金件为汽车连接定位零件，生产批量较大，采用厚2mm的碳素钢Q235A钢板制成，其外形图如图3.1所示。用一副磨具同时完成落料冲孔压弯三道工序。该冲压件为冲孔、落料、弯曲的复合件，形状较为简单且对称，尺寸精度要求不高，材料Q235A冲压性能较好，零件弯曲直边为18mm（计算：20-r=20-3=18），大于资料要求的2t=2x2mm=4mm，故弯曲工艺性较好；而各孔与零件外形边缘的距离均大于复合模中凸凹模的最小壁厚4.9mm要求，因此，冲孔及落料复合时，凸凹模的强度足够。加之零件弯曲直边有18mm，在模具上设置活动凸模结构也较易实现。综合上述分析，可选用冲孔、落料、弯曲复合模。 有以下两种不同的工艺方案：（1）先落料，然后冲孔和弯曲在同一工步。（2）落料、冲孔为同一工步首先完成，然后进行弯曲。采用方案（1）加工工件，不易保证长度尺寸的精度要求，而且易使内孔冲头磨磨降低模具寿命。经分析、比较，确定采用方案（2），即设计一套冲孔落料弯曲复合模，该模具划分两个工步完成上述三道工序，在压力机上一次性实现零件的加工成形。3.2 工艺方案的确定 3.2.1 方案的拟定及分析比较 1) 先落料, 再钻孔, 后钳工压弯, 只需1 副落料模、2 副夹具可以完成, 其优点是模具简单, 易制造,冲床占用少, 但零件2 孔的孔径大小与位置要求难以保证, 且生产效率低, 只适合小批量试制。 2)先落料, 后冲孔, 最后压弯, 用3 副简单模完成, 其优点是模具简单, 易制造, 冲件质量好, 但冲床占用相对较多, 生产工序多, 生产效率低, 不适合大批量生产。 3)落料、冲孔、压弯一次成形完成, 采用1 副复合模完成, 其优点是冲件质量好, 冲床占用少, 生产效率高, 只是模具相对复杂, 适合冲件的大批量生产。3.2.2 方案的确定 由3.2.1的方案拟定及分析比较，汽车钣金件要求大量生产，结合生产实际，为了提高生产效率及保证工件的精度和质量，选择第三种方案最为合理。落料、冲孔、压弯一次成型，采用1副复合模具完成加工。先进行落料，再冲孔，最后完成压弯工序。为了能够实现一次成型，决定利用双斜锲及滑块机构来实现。第4章 进行必要的工艺计算4.1 排样 4.1.1 排样的方式冲裁件在板、条等材料上的布置方法称为排样。排样的合理与否，影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作安全与安全等。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中的一项很重要的工作。冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下：一个进距内的材料利用率为： 4-1 式中 A冲裁件的面积（包括冲出的小孔在内）（）；n个进距内冲件数目；B条料宽度（mm）;h进距（mm）;要提高材料利用率，就必须减少废料面积，冲裁过程中所生产的废料课分为结构废料和工艺废料。结构废料是由于工件结构形状的需要如工件的内孔的存在而产生的废料，它决定于工件的形状，一般不能改变。工艺废料是工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔，不可避免的料头与料尾的废料。它决定于冲压方式和排样方式。有时在不影响零件使用要求的前提下，对零件结构作一些调整，可以减少设计废料，提高材料利用率。排样原则有：1.提高材料利用率。对冲压件来说，由于产量大，冲压生产效率高，原材料费用常会占到冲件总成本的60%以上，所以材料利用率是是一项很重要的经济指标；2.使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度，保证有较高的生产效率。应尽量选条料宽、进距小的排样方法；3.使模具结构简单，模具寿命较高；4.排样应保证冲压件的质量。 4.1.2 排样1 4.1.3 排样2 4.1.4 排样34.2 排样方式的确定经计算冲裁件展开面积A=1772.74。排样1材料利用率1=1772.74/474537%，材料利用率太低，不适宜用此种排样方式。 排样2的材料利用率2=1772.74/499235.5%,材料利用率也比较低，不采用此种排样方式。 排样3的材料利用率3=1772.74/281263%，利用率高，故采用第三种排样方式4.3 计算冲压力冲裁力是选择压力机公称吨位和进行模具设计的依据。压力机的吨位必须大于冲裁所需要的载荷。在冲裁过程中，冲裁力随凸模行程不断发生变化，准确计算冲裁力并非易事。但是可以认为是在冲裁件沿周边撕裂的情况来计算。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算： 4-2式中：F-冲裁力（N）; L-冲裁边周长（mm）； t-材料厚度（mm）； b-材料抗剪强度； k-考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取k=1.3。由于大多金属材料的抗剪强度约为抗拉强度的1/2，如果取k=2，则冲裁力的计算也可用下面公式近似计算： 4-3 由零件图可知冲裁周长L=203.36mm，材料厚度t=2mm，查资料得Q235的抗剪强度b=150MPa可得冲裁力： F=1.3203.36mm2mm150MPa=79301.4N4.4 卸料力、推件力和顶件力的计算 在冲裁结束时，由于材料的弹性回复及摩擦的存在，会使落料梗塞在凹模内，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，必须将箍在凸模上的料卸下，将卡在凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需的力称卸料力；将梗塞在凹模上的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力，影响这些力的因素很多主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具的间隙、凹模洞口的结构、搭边大小、润换情况、制件的形状和尺寸等。大间隙冲裁时，由于板料的变形的静压力小，因此弹性回复较小，故这几种力都有所降低。要准确地计算这些力非常困难，生产中常用下列经验公式计算; 卸料力： 4-4 推件力： 4-5 顶件力： 4-6 式中：F-冲裁力； KxKtKd-卸料力、顶件力系数，见表4-1； n-同时卡在凹模内的落料件（或废料）数。n=h/t，h为凹模洞口的直壁高度；t为板料厚度。表4-1 卸料力、推件力、顶件力系数材料厚度/mmKxKtKd钢0.10.065-0.0750.10.140.1-0.50.045-0.0550.0630.080.5-2.50.04-0.050.0550.062.5-6.50.03-0.040.0450.056.50.02-0.030.0250.03铝、铝合金0.025-0.080.03-0.07紫铜、黄铜0.02-0.060.03-0.09所用材料为Q235A，材料厚度为2mm，故取Kx=0.05，Kt=0.055，Kd=0.06。由此可得：Fx=KxF =0.0579301.4N=3965.07N；Ft=nKtF=10.05579301.4N=4361.58N；Fd=KdF=0.0679301.4N=4758.1N 采用弹性卸料装置和下出料方式，计算冲裁总力Fz按下式计算；Fz=F+Ft+Fd=79301.4N+4361.58N+4758.1N=88421.1N4.5 压力机的选择压力机公称压力按如下经验公式确定 4-7式中：P-压力机的公称压力，kN； -冲压工艺总力，kN。零件尺寸属于中小型冲裁件，故选用开式机械压力机，查压力机技术规格表，选用JA21-35开式固定台压力机。JA21-35开式固定台压力机公称压力350kN，滑块行程130mm，最大闭合高度280mm。4.5 弯曲力计算 弯曲力是设计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一，特别是在弯曲板料较厚、弯曲线较长、相对弯曲半径较小其计算更为重要。但由于弯曲力受材料性能、形状、弯曲方法、模具结构等多种因素的影响，因此很难用理论的分析方法进行准确的计算。在生产中常采用经验公式进行弯曲力的概略计算。V型接触弯曲的计算公式如下： 4-8式中：b-弯曲件宽度； t-板料厚度； -板料的抗拉强度； r-凸模圆角半径； K-安全系数，取K=1.3由零件图可知弯曲件宽度b=16mm，板料厚度t=2mm，取凸模圆角半径r=3mm，查资料可得板料抗拉强度=280MP，可得出弯曲力：P=0.61.316mm2mm280MP/（3mm+2mm）=1397.76N4.6 冲裁模具压力中心冲裁模的压力中心就是冲裁过程中冲裁力系合力作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应尽量使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会影响间隙的分布，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。压力中心计算公式如下 4-9 4-10 式中，为每段线段的压力中心，为每段的周长，为所求压力中心 图 4-1 零件压力中心示意图故零件压力中心为（57.4,31.17）4.7 冲裁间隙冲裁间隙Z是指指冲裁模中凹模刃口横向尺寸与凸模刃口横向尺寸的差值。 4-11式中：-凸模尺寸 -凹模尺寸图4-2冲裁模间隙4.7.1 间隙的重要性1.间隙对冲裁件质量的影响间隙是影响冲裁件质量的主要因素。2.间隙对冲裁力的影响 随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。3.间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。 所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。4.7.2凸凹模间隙值的确定在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙 。1.理论法确定法 4-12式中：t-板料厚度（mm）； -初始裂纹出现时凸模的挤入深度（mm）； C-理论计算出的单面间隙（mm）； -裂纹方向角。表4-2 不同材料的和值材料退火硬化退火硬化软铜、紫铜0.50.3565中硬钢、硬黄铜0.30.254硬钢、硬青铜0.20.1442、经验确定法 4-13式中：Z-双面系数（mm）；K-间隙系数，实际生产中取值0.080.35t-材料厚度（mm）。4.7 凸、凹模刃口尺寸的计算4.7.1 尺寸计算原则 模具刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙也要靠模具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，是冲裁模具设计中的重要工作。因落料件的尺寸等于凹模尺寸，而冲孔件尺寸等于凸模尺寸，因此，计算模具刃口尺寸时，应按落料和冲孔两种情况分别处理。 （1）设计落料模时，由于落料件尺寸等于凹模刃口公称尺寸，故应先确定凹模尺寸，间隙取在凸模上；考虑到冲裁中模具的磨损，凹模尺寸越磨损越大，因此，凹模刃口的基本尺寸应取工件尺寸公差范围的较小尺寸，以保证磨损到一定程度时，仍能冲制出合格的零件；凸凹模之间的间隙取最小合理间隙值，以便保证模具磨损到一定程度时，间隙仍然在合理间隙范围内。 （2）设计冲孔模时，因工件孔的尺寸等于凸模刃口公称尺寸，故应先确定凸模尺寸，间隙取在凹模上，考虑冲裁过程中模具的磨损，凸模刃口尺寸越磨越小，因此，凸模刃口的基本尺寸应取工件尺寸公差范围的较大尺寸，以保证凸模磨损到一定程度时，仍可使用；凸、凹模之间的间隙取最小合理间隙值。 （3）凸模和凹模的制造公差，主要与冲裁件的精度和形状有关。一般比冲裁件的精度高23级，如果对刃口精度要求过高，势必增加模具制造成本和难度，生产周期长；如果对刃口精度要求过低，冲制的零件不合格。如零件仅为名义尺寸，即未标注公差，对非圆形件按国家标准非配合尺寸的公差数值IT14处理，而冲模制造公差可按IT11级选取；对于圆形件，一般可按IT6IT7精度制造模具。4.7.2 冲裁模凸模、凹模刃口尺寸计算由于凸模和凹模的加工方法不同，设计时计算方法不尽相同，其刃口尺寸计算应分别进行计算。（1）冲孔 设工件孔的尺寸为d+0,根据冲裁模刃口尺寸计算原则，冲孔应先确定凸模刃口尺寸，间隙取在凹模上。其计算公式为： 4-14 4-15 式中：、-冲孔凸凹模直径（mm）；-冲孔时内径的最小极限尺寸（mm）；-冲裁件制造公差（mm）；-凸凹模最小初始双面间隙（mm）；-在模具设计中考虑磨损所取的系数，为的是使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸。的值在0.5-1.0之间，与工件的制造精度有关，可查表4-3选取。表4-3 磨损系数材料厚度t/mm非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.17-0.350.360.160.161 20.200.21-0.410.420.200.202 40.240.25-0.490.5040.300.31-0.590.60.0300.30 为了保证间隙值，模具加工偏差和模具之间还应满足下列条件: 或取： 4-16（2）落料 设落料件的尺寸为D-,根据冲裁模刃口尺寸计算原则，落料应先确定凹模刃口尺寸，间隙取在凸模上。其计算公式如下： 4-17 4-18式中：、-落料凹凸模直径（mm）； -落料件外径的最大极限尺寸（mm）； -冲裁件制造公差（mm）； T、A-凸模下偏差、凹模上偏差（mm）。可按IT16-IT17精度选取，或者取（1/4-1/6）。(3) 孔中心距 4-19式中：Ld-模具凸模中心距（mm）；L-零件孔中心距（mm）；-孔中心距公差。 如上零件图可知，该零件 材料为Q235A，厚度t=2mm。可按表4-4来选取初始单面间隙，查出 Zmin=0.42mm，Zmax=0.48mm（1）冲孔10孔时，由表4-4查出凸、凹制造公差T =0.02mmA =0.02mm校核：T +A =0.0418-300.0200.02530-800.0200.03080-1600.0250.035120-1800.0300.040180-2600.0300.045260-3600.0350.050360-5000.0400.0605000.0500.070（2）落料部分：落料圆角R8采用自由公差，取IT7。查表4-5： 直径为16mm =0.02mm =0.02mm（3）孔中心距第5章 弯曲模工作部分的设计计算5.1 凸、凹模的圆角半径1.弯曲凸模的圆角半径取凸模圆角半径等于弯曲件的弯曲半径r=3mm。，选择合理，取r=3mm。2.弯曲凹模的圆角半径弯曲凹模的圆角半径不能过小，否则弯矩的力臂减小，毛坯沿凹模圆角滚进时阻力增大，从而增加弯曲力，并使毛坯表面擦伤。对称压弯件两边的凹模圆角半径应一致，否则压弯时毛坯产生偏移。生产中，按材料的厚度决定凹模圆角半径： 5-1，取。5.2凹模深度弯曲件边长L=20mm，弯曲件边长较大，且对零件的平直度要求不高，可以查表5-1取凹模深度。表5-1 弯曲件凹模深度L（mm）弯曲件边长L（mm）材料厚度t（mm）2-45015202550-75202530100-150253035150-200303540由t=2mm，查表5-1得弯曲件凹模深度=20mm.5.3凸凹模间隙对于V形件，凸凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制的。对于U形弯曲件，凸凹模之间的间隙值对弯曲件的回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。间隙过大，回弹增大，工件的误差增大；间隙过小，则会使零件边部壁厚减薄，同时会降低凹模寿命。凸凹模的单边间隙C一般可按下式计算： 5-2式中：C-弯曲模凸凹模的单边间隙 t-材料的厚度基本尺寸-材料厚度上偏差K-间隙系数，可查表5-2.表5-2 U形弯曲件的间隙系数弯曲件高度H（mm）材料厚度t（mm）b/H20.50.6-22.1-40.50.6-22.1-419-25M6、M832M10、M1213-19M5、M625-32M8、M10（3） 各被联接件的销孔应配合加工，以保证精度6.6出件装置的选择出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。装在上模内的出件装置称为推件装置，装在下模内的称为顶件装置1. 推件装置推件装置有刚性推件装置和弹性推件装置两种。（1） 刚性装置利用压力机滑块上的打料机构来完成推件工作。刚性装置推件力打、工作可靠，所以应用广泛。（2） 弹性推件装置利用安装在上模内的弹性元件的弹力来给推件块一个力，弹性元件多采用弹簧和橡胶。弹性元件可安装在推件板上，也可安装在推件块上。弹性推件装置主要适用于板料较薄且平直度要求较高的冲件。2.顶件装置顶件装置的作用是是从凹模内卸下冲件或废料。装在上模内的出件装置称为推件装置，装在下模内的称为顶件装置。所设计模具采用顶件装置。顶件装置一般是弹性的。弹性顶件装置的顶件力容易调整，工作可靠，冲件平直度较高，但冲件也易嵌入边料。2、顶件块与凸凹模的配合（1）冲裁件的内形尺寸较小、外形尺寸较简单时，顶件块外形与凹模之间采用间隙配合H8/f8，顶件块内孔与凸模采用非配合工序（外导向）。（2）冲裁件内形尺寸较大，外形尺寸相对复杂时，顶件块内形与凸模之间用间隙H8/f8，外形与凹模则为非配合关系（内导向）。6.7 定位零件的选用 定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。定位零件的结构形式有很多，用于对条料进行定位的定位零件有挡料销、导料销、导料板、侧压装置、导正销和侧刃等，用于对工序件进行定位的定位零件有定位销和定位板等。1、挡料销的选择 挡料销主要用于定位，保证条料有准确的送料步距。根据工作特点及作用，挡料销可分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。（1）固定挡料销 固定挡料销一般固定的位于下模的凹模上，设计时要注意凹模壁的强度。其国家标准可参见新编实用冲压模具设计手册表10-16。6.8 凸模、凹模、凸凹模、弯曲模设计6.8.1 凸模凸模的形式一般有两种：直通式凸模和台阶式凸模。 1)直通式凸模 直通式凸模，其工作部分尺寸和固定部分尺寸做成一样。这种凸模可以采用成型磨削、线切割等方法进行加工，加工容易，但固定板型孔的加工比较复杂。这种凸模的固定端应当进行淬火，淬火长度应为全长的1/3，另一端处于软状态，便于与固定板联接，直通式凸模常用于非圆形断面的的凸模。2）台阶式凸模台阶式凸模，其工作部分与固定部分的形状与尺寸不同。固定部分多做成圆形或矩形，这时凸模固定板的型孔为标准孔，加工容易。工作部分可采用车削、磨削或仿形铣加工，最后用钳工精修，加工较困难，但精度较高。对于圆形凸模，广泛采用这种台阶式凸模结构。由以上分析可知对于该复合模具的冲压凸模采用台直通凸模结构。结构如下图所示：（2）凸模长度 凸模的结构尺寸应该根据模具的具体结构来确定，同时还要考虑凸模的修模量及固定板与卸料版之间的安全距离等因素。该凸模采用弹性卸料，凸模长度可按下式计算： 6-1式中 L凸模长度，mm； h1凸模固定板厚度，mm； h2卸料板厚度，mm； h4弹性元件被预压后的厚度，mm；6.8.2凹模冲裁凹模的刃口形式有直筒形和锥形两种，选用时主要根据冲件的形状、厚度、尺寸精度及模具的具体结构形式来确定。（1）直筒形其孔壁垂直于顶面，刃口尺寸不随修磨刃口增大。故冲件精度较高，刃口强度也较好。直壁式刃口冲裁时的磨损量比较大，洞口磨损后会形成倒锥形，因此每次修磨的刃磨量大，总寿命低。冲裁时，工件易在孔内积聚，严重时使凹模胀裂。（2）锥形其特点与直壁式相反，在一般的工件或废料向下落的模具中应用广泛。适用于中小型薄料冲裁。经以上对比凹模采用整体式直接联接形式如下图：6.8.3 凸凹模由于需要同时一次性完成冲孔、落料、弯曲、三道工序，故需要设计一个凸凹模，其结构如下图：6.8.4 活动凸模和弯曲模此次设计采用一个活动凸模配合双滑块机构实现零件的落料弯曲工步，活动凸模和活动滑块的结构如下：6.9 落料、冲孔、压弯复合模具装配图1. 上模板 2.导套 3.导柱 4.落料凹模 5.弹簧 6.垫板7.凸模固定板 8.凸模 9.橡胶 10.卸料版 11.弯曲凹模 12.活动凸模 13斜锲 14.斜锲固定板 15.滑块导轨 16.下模板 17.活动滑块 18.挡料销 19.下卸料版 20.凸凹模第7章 结论与展望7.1 本文工作总结 经过三个多月的努力，最终完成了落料、冲孔、压弯复合模具的全部设计。绘制了CAD总装配图1张、零件图8张，顺利完成了复合模具的设计，在设计过程中主要完成了以下任务：（1） 了解模具在生产中的地位并了解模具未来发展方向；（2） 掌握弯曲变形过程和弯曲变形特征；（3） 零件冲压工艺分析；（4） 确定落料方案并进行必要的分析计算；（5） 完成模具各部件设计（6） 绘制零件图和复合模具装配图通过本次设计我受益良多，掌握了模具设计的基本方法和步骤。通过本次设计，我将大学四年所学知识综合运用到设计中去，更好的掌握了所学本专业的基础知识，为以后的工作积累了宝贵经验和必备的专业知识。7.2 课题展望 模具是现代工业生产中使用极为广泛的工艺装备。模具在成形工艺中对成形件尺寸、形状精度和内在质量具有重要作用。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和产品的开发能力.由于用模具加工零件具有生产率高、质量好、节约原材料和成本低等一系列优势。因此模具在很大程度上决定企业在市场竞争中的应变能力，模具成型己成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。为了保证将来模具加工的零件精度，为了提高模具的设计速度和加工精度，我们可以引入有限元分析，对设计的模具进行运动和力的分析，以提高磨具设计的质量，保证模具加工出来的工件更加精确。由此可以看出模具的发展空间还很大，需要更多从事模具行业的人们加倍的努力，为模具的发展贡献力量。参考文献 1 许树琴，王文平 编，模具设计与制造.北京：北京大学出版社，2005.112 曹立文，王冬，丁海娟，郭士清 编，新编实用冲压模具设计手册.北京：人民邮电出版社，2007.103 王树勋，吴裕农，朱亚林，江维健，梅伶 编，典型模具结构图册.广州：华南理工大学出版社，2005.044 周玲 编，冲模设计实例详解.北京：化学工业出版社，2007.015 安继儒 主编，