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弹簧
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模具设计
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!【包含文件如下】【冲压模具设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
1任务书-弹簧片.doc
开题报告.doc
模具总装图.dwg
级进模具设计说明书.doc
零件3.par
零件31.SLDPRT
摘 要
从工件结构分析，工件有冲孔、落料、弯曲等工艺组成，工件形状具备对称性。模具的设计的设计先从工件的工艺结构出发，根据工件图只要求和形状来确定模具的设计方案，进步一确定模具制造精度等级，和排样设计从而确定出模具的类型结构，从实际生产的角度出发，为了节约模具制造成本，提高产品生产效率，保证工件的生产精度，该工件的冲裁模具设计方案采用了级进模具冲裁。在模具设计前主要查找工件图纸中未标注公差的尺寸公差，根据尺寸公差来确定模具制造的精度，经过多次的排样分析以后，开始进行模具的结构设计，计算模具的闭合高度、卸料力、冲裁力、、冲裁间隙、模具装配配合间隙、凸模高度、压力中心、模具总压力，根据总冲压力选择冲压设备；所有的设计方案确定以后开始绘制模具草图、装配图、零件图、编写技术要求、设计说明书。
关键词：级进模具，冲裁力，垫片，冲裁间隙，压力中心
目 录
1 前言 1
1.1冷冲压模具概述和发展 1
1.2当前模具的技术水平 1
2 冲压件工艺分析 2
2.1 工件材料分析 2
2.2 工件结构形状分析 3
2.3 尺寸精度 3
3 冲压工艺方案确定 4
3.1 冲裁工艺方案的确定 4
3.2 冲裁工艺方法的选择 4
4 模具总体结构 5
4.2 定位方式的选择 5
4.3 送料方式的确定 5
4.4 出件方式的确定 5
4.5模架结构和导向装置的选择 5
5 工艺参数计算 7
5.1 弯曲展平尺寸计算 7
5.1.1 弯曲中性层确定 7
5.1.2弯曲件展平尺寸计算 7
5.2 排样方式的选择 8
5.1.1 搭边值的确定 8
5.1.2 材料利用率的计算 10
5.2 冲压力的计算 11
5.2.1 冲裁力的计算 11
5.2.2 卸料力计算 11
5.2.3 总冲压力的计算 12
5.2.4 总冲压力的计算 13
5.2.5 初选压力机 13
5.2.5 压力中心的确定 13
6 刃口尺寸的计算 15
6.1 冲裁间隙的确定 15
6.2 刃口尺寸的计算及依据与法则 16
7 主要零部件设计 20
7.1 凹模设计 20
7.1.1 凹模刃口结构形式的选择 20
7.1.2 凹模精度与材料的确定 20
7.1.3 凹模外形尺寸的确定 20
7.2 凸模的设计 22
7.2.1 凸模结构的确定 22
7.2.2 凸模高度、长度的确定 22
7.2.3 凸模材料的确定 23
7.2.4 凸模精度的确定 23
7.3 卸料装置的设计 23
7.3.1 卸料板的外形设计 23
7.3.2 卸料板材料的选择 24
7.3.3 卸料板的结构设计 24
7.3.4 卸料板整体精度的确定 25
7.3.5 卸料弹簧的设计 25
7.3.6 卸料螺钉的选用 25
7.4 凸模固定板的设计 25
7.5 导向零件的设计 26
7.5.1 垫板的设计 26
7.6 模柄的选用 26
8 冲压设备的校核与选定 28
8.1 冲压设备的校核 28
8.3压力机的选择 28
结 论 29
致 谢 30
参考文献 31
- 内容简介：
-
毕业设计任务书课 题 弹簧片级进模设计 及其制造工艺 专 业 材料成型及控制工程 年 级 2012 级 姓 名 学 号 指 导 教 师 （签字） 学 院 院 长 （签字） 年 月 日课题来源工厂实际生产零件且投产。课题的目的、意义课题目的是使学生通过毕业设计完成之后，能掌握冲压模具设计的方法和步骤，能设计一般的冲压模具，能够熟悉模具行业的标准，能够借助工具翻译相关英文资料等。学生通过数月毕业设计对冲压模的具体设计及工艺确定可以使知识进一步深化，并可以熟悉通用三维造型软件等。要求课题的主要技术要求：本课题要求学生在查阅、翻译相关文献，根据所给零件的尺寸和有关参数，完成一副完整的冲压模具的设计及关键零件加工工艺的制定。课题工作量要求：查阅相关文献至少 15 篇（英文文献 2 篇以上），绘制模具装配图和非标准零件图，图纸折合为两张 A0 图，编写说明书 1.5 万字左右。课题主要内容及进度课题主要内容：零件名称：弹簧片零件材料：H62零件厚度：0.8 mm生产批量：大批量工作进度：2015 年 12 月- 2016 年 1 月：研究冲件图，收集、研读资料，拟定冲压工艺方案，完成排样图，书写开题报告。2016 年 1 月- 2016 年 2 月：分析产品工艺技术要求，测绘制品零件图。比较并拟定制品成型工艺方案及模具结构方案。2016 年 2 月- 2016 年 3 月：进行必要的工艺计算，完成模具装配草图。2016 年 3 月- 2016 年 4 月：确定成型工艺和模具总体结构。完成工程计算，绘制模具装配图。2016 年 4 月- 2016 年 5 月：绘制模具主要零件图。制订主要模具零件的加工工艺规程。2016 年 5 月- 2016 年 6 月：编写、装订毕业设计说明书，完成毕业设计，并提交全部设计资料。2016 年 6 月- 2016 年 6 月：毕业答辩准备和答辩。弹簧片零件图(公差 IT12 级,未注圆角 R0.2mm.)零件材料：H62零件厚度：0.8 mm课题来源 企业课题简介：本课题所用零件来自工厂，要求学生通过分析和计算确定冲压模具的结构和工艺。通过检索、收集和整理典型冲裁零件和弯曲零件及工艺的有关资料，确定整体设计方案，进行工艺分析和工艺设计，选择相关设备并设计相应模具。最终生成能切合实际的、较完整的模具图纸，并写出设计说明书。在时间充足的情况下利用三维造型软件将该模具进行三维实体造型。选题理由及准备情况：本课题所选零件难度适中，适用范围广。准备工作：1、查相关资料进行工艺分析；2、进行相关计算，包括冲裁力和材料利用率等；3、检索模具设计资料及手册确定模具结构；4、熟悉 Pro/E，UG 等绘图软件进行三维造型；5、辅助 AutoCAD 等软件进行二维成型；6、确定工艺卡片的编写等。设计（论文）要求及所具备的条件：本课题要求学生根据所给零件的尺寸和有关参数，设计完整的冲压模具及部分工艺过程。学生必须掌握冲裁模具和弯曲模具设计步骤、及其设计要点，并具备相关的机械设计方面的知识，熟悉 Pro/E，UG 等软件使用等。指导小组意见：组长签字：年 月 日2弹簧片冲压工艺分析及模具设计1 选题背景及其意义背景：我国为了优先发展模具工业，制定了一系列优惠政策，并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位。近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、压延、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为 58mm 以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm 的厚板实现精密冲裁，并可对 b 900MPa 的高强度合金材料进行精冲。意义：导师选择了弹簧片多工位级进模设计课题，为了能深入了解和学习模具设计知识，通过毕业设计的工艺分析优化、模具结构设计优化、CAD软件操作应用等过程，进步巩固、拓展专业知识、掌握多工位级进模的特点及典型结构，提高了理论联系实际解决实际问题的能力，对将来走向工作岗位，更好的适应工作具有指导意义。2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲压模具是一种特殊的工艺装备,与冲压件有“ 一模一样” 的关系,且没有通用性，是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，其功能和作用、设计与制造方法和手法决定了冲压模具是技术密集、高附加值型产品。冲压成形加工特点：低耗、高效、低成本、 “一模一样” 、质量稳定、高一致性，可加工薄壁、复杂零件，板材有良好的冲压成形性能，但是模具成本高，所以冲压成形适宜批量生产。冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法，采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和材料，成本底等一系列的优点，模具成形已经成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。模具是机械、电子等行业的基础工业，它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用 5。3 研究内容3.1 主要研究的内容收集相关冲压模具、机械设计、材料成型、公差测量等相关资料；对毕业设计指定的课题零件进行冲压工艺性分析，确定冲压工艺方案，进行冲压工艺参数计算，确定冲压模具的基本结构和基本尺寸、选择模架和压力机，进行模具主要零件的结构设计，并3在必要时进行强度校核。所有方案制定结束后，开始绘制模具总装图和主要零件图，编制主要零件机械加工工艺过程，撰写设计说明书。3.2 课题技术关键及难点分析（1）分析零件的冲压工艺，判断零件加工生产所需要的工序和工艺性质，确定合理的冲压方案。（2）根据零件所给定的尺寸，查阅相关的设计手册，结合零件给定的弯曲半径，材料厚度选取弯曲中心层系数，计算计算零件的展平尺寸，设计合理的零件排样图，以便模具结构稳定，凸模的强度足够，提高材料利用率。由于零件的材料、形状、尺寸精度精度、技术要求等的不同，在多工位级进模的排样图设计时，需建立在技术要求和生产需要来设计，保证零件生产的料率、成本、质量、精度。所以在模具设计前，尽量制定多个设计方案，反复研究最总确定适合的设计方案。（3）进行模具总体设计，要充分考虑到模具结构、选材、制造、精度等关键要素。4 研究方案图 4-1 制件图4.1 工艺方案分析及确定4.1.1工艺方案分析冲裁工序可分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。4(1) 单工序模在一副模具中完成只完成一种工序的冲模，如落料模，冲孔模，拉深模等结构较为简单，生产效率不高，一般适用于小批量生产。(2) 复合模是在单工序模的基础上发展起来的一种较先进的模，在一副冲模中一次定位可以同时完成几个工序。复合模结构紧凑，一套模具能完成若干工序，大大减少了模具和占用的冲压设备的数量，减少了操作人员和周转时间，劳动生产效率高。(3) 连续模是把完成一个冲件的几个工序，排列成一定的顺序，组成连续模， 在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm）、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件5。从零件图可看出，该零件包括冲孔、多次冲裁外形和落料,弯曲等基本工序，可以采用以下三种工艺方案：(1) 先落料，再冲孔，最后弯曲采用三副单工序模生产。(2) 冲孔落料复合冲压，再弯曲单工序生产。(3) 冲孔、冲外形弯曲和落料连续冲压，采用级进模生产。对以上三种工艺方案进行分析比较：方案一：模具结构简单，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。方案二：复合模定位精度高并且满足大批量生产的要求，仍然需要一副复合模和一副单工序模，成本较高。同时需要考虑提高劳动效率和节约人力成本，该工件并不适合用复合模加工。方案三：级进模本身能满足大批量生产，而且生产效率最高，也能够自动进料，节约人力。由于工件的部分尺寸精度为IT9级，符合级进模加工工件的精度要求。综上所述，最后确定用级进冲裁方式进行生产。4.2排样设计及方案确定排样的目的旨在确定从毛坯材料转变为产品零件的工序过程。排样包括：毛坯排样，冲切刃口排样，工序排样。4.2.1工件展开尺寸计算板料弯曲过程中，应变中性层的长度不变，因此，可以根据这一原理来确定弯曲件的毛坯展开尺寸。当 r0.5t 毛坯展开长度计算公式,按公式 4-37。)(321xtrllL式中 l 1、l 2直边长度(mm)；L3底边长度(mm)；r弯曲件内圆角半径(mm)；x中性层位移系数；t板料厚度(mm)。5因零件上有两个不同的完全半径，展平尺寸可按照如图 4-2 的方案计算。a） b） c）图 4-2 展平尺寸计算分别根据中性成系数计算圆弧 b 和 c 的展平尺寸，最后相加的和则为工件的展平尺寸。故工件弯曲部位展开长度为L=L1+（r1+xt）+（r2+xt）=48.61mm。计算得到毛坯的总体尺寸如下图：图 4-3 毛坯尺寸4.2.2工序排样设计弹簧片零件为一带孔弯曲件，其主要工序包括：冲孔落料弯曲根据工序排样的基本原则，一般先冲孔，后冲外形，将复杂的外形分解为简单的几何形状。结合以上工艺性分析及基本工序，查阅相关资料，利用 CAD 软件进行排样设计，得到以下两种方案：方案一：61-冲侧刃 2-冲孔 3-冲孔 4-冲废料 5-空位 6-弯曲 7-落料图 4-4 排样方案如图 4-3 所示，采用错位对排排列，分 7 个工位。查文献4表 3-10 得搭边值，边距 a=1.8mm，制件间 b=1.5mm，则：条料宽度 B=D+2(a+)+Z式中 B 条料宽度尺寸；D垂直于送进方向毛坯的最大轮廓尺寸；条料宽度的单向（负向）公差，参见表 3-114；Z条料与导料板之间的间隙，参见表 3-124考虑到料带两边需冲侧刃定位，应选取宽度为 77mm 料带歩距 S=L+b式中 S冲裁步距；L沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值；b沿送进方向的搭边值。S=20mm材料利用率 =2A/（BS）100%=2460.8/(2077)=59.84%式中 材料利用率；A产品毛坯外形所包容的面积；B条料宽度；S冲裁步距。方案二71-冲侧刃 2-冲孔 3-冲废料 4-冲废料 5-空位 6-弯曲 7-空位 8-落料 图 4-4 排样图如图 4-4 所示，采用单侧载体送料，分 7 个工位。查文献4表 3-10 得搭边值，边距 a=1.8mm，制件间 b=1.5mm，则：条料宽度 B=D+2a+Z式中 B 条料宽度尺寸；D垂直于送进方向毛坯的最大轮廓尺寸；条料宽度的单向（负向）公差，参见表 3-114；Z条料与导料板之间的间隙，参见表 3-124B= 48.61+22+0.7mm=52.31mm考虑到料带两边需冲侧刃定位，应选取宽度为 104mm。 歩距 S=L+b式中 S冲裁步距；L沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值；b沿送进方向的搭边值。在该方案正对排，采用的是零件间无搭边的排样，所以送料步距等于零件的最大宽度 12mm。材料利用率 =A/（BS）100%=460.8/(1253)=72.45%式中 材料利用率；A产品毛坯外形所包容的面积；B条料宽度；S冲裁步距。方案三81-冲侧刃 2-冲孔 3-冲废料 4-冲废料 5-空位 6-弯曲 7-空位 8-落料 图 4-5 排样图如图 4-5 所示，采用正对排列外侧弯曲，分 9 个工位。查文献4表 3-10 得搭边值，边距 a=1.8mm，制件间 b=1.5mm，则：条料宽度 B=2D+3a+Z式中 B 条料宽度尺寸；D垂直于送进方向毛坯的最大轮廓尺寸；条料宽度的单向（负向）公差，参见表 3-114；Z条料与导料板之间的间隙，参见表 3-124B= 248.61+32+0.7mm=103.92mm考虑到料带两边需冲侧刃定位，应选取宽度为 104mm。 歩距 S=L+b式中 S冲裁步距；L沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值；b沿送进方向的搭边值。在该方案正对排，采用的是零件间无搭边的排样，所以送料步距等于零件的最大宽度 12mm。材料利用率 =2A/（BS）100%=2460.8/(12104)=73.71%式中 材料利用率；A产品毛坯外形所包容的面积；9B条料宽度；S冲裁步距。4.2.3方案比对确定由上述三种方案，对其进行分析，如表 4-1：表 4-1 排样方案比对项目 方案一 方案二导正方式条料采用双侧载体，为保证零件上的孔的精度，采用侧刃和导正孔定位。条料采用双侧载体，为保证零件上的孔的精度，采用侧刃和导正孔定位。条料采用中间载体，为保证零件上的孔的精度，采用侧刃和导正孔定位。工序 7 道工序 8 道工序 9 道工序相关数据条料宽度：77mm导正步距：20mm材料利用率：59.84%条料宽度：104mm导正步距：12mm材料利用率：73.84%条料宽度：104mm导正步距：12mm材料利用率：73.84%优缺点比对第一种方案模具工位少，模具结构相对简单，模具制造耗材少，模具结构复杂，材料利用率低。第二种方案材料利用率与第三种方案相等，但第三方案采用的是中间载体送料，送料比较稳定。综合上述，选择方案三做为后期模具设计的排样设计方案。4.3 工艺参数计算4.3.1材料力学性能分析材料名称：黄铜；材料牌号：H62；材料状态：已退火；抗剪强度：260Mpa；抗拉强度：300Mpa；屈服点：380Mpa；伸长率：35%。4.3.2冲压力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，冲裁力是随着凸模进入材料的深度而变化的。计算冲裁力是为了选择合适的压力机，冲裁力是指冲裁力的最大值，设计模具和检验模具的强度，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一 7。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模。10F 冲 =KtL 式中: -材料抗剪强度；L-冲裁周边总长；t-材料厚度。系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值得波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动的因素的影响而给出的修正系数，一般K 值取1.3。根据工件材料的力学性能查表可得抗剪强度取260MPa。F冲 =1.30.8343.2260=92.8KN4.3.3 卸料力的计算在冲裁结束时，由于材料的弹性回复及摩擦存在，将冲入凹模内的工件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。为了使冲裁工作连续，操作方便，必须将套在凸模上的材料卸下，从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力 5，卸料力计算公式如下：F 卸 = K 卸 F 冲 式中： F 卸 -卸料力；F 冲 -冲裁力；K 卸 -卸料力系数查表得 0.05；F卸 =0.0592.8=4.64KN4.3.4弯曲力的计算由于弯曲力受材料性能、零件形状、弯曲方法、模具结构等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确的计算，生产中常按经验公式对弯曲力进行近似计算。影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量；弯曲件的形状和尺寸；模具结构及凸凹模间隙；弯曲方式等，因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验公式进行概略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论 6。弯曲件的经验公式为：F 弯 =0.7KBt2 b/+t 式中： F 弯 -自由弯曲力；B-弯曲件的宽度（mm） ；t-弯曲件材料的厚度（mm） ；11-内弯曲半径（等于凸模圆角半径） （mm） ； b-弯曲件的抗拉强度（Mpa）,查考文献5 b为 300Mpa；K-安全系数，一般取 1.3。 Fz =0.7KBt2 b/（+t）=0.71.380.82300/（3+0.8）0.37KN4.3.5 总冲压力的计算总冲压力等于各工位冲压力之和，则F=F冲 + F卸 + F弯=92.8+4.64+0.37=97.81KN4.3.6压力机的选择压力机可分为机械式和液压式，机械式压力机分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速数控压力机，液压式压力机分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机，曲柄压力机分有开式和闭式两种，开式机身形状似英文字母 C，其操作可见大，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，一般压力机吨位不超过 2000t。闭式机左右两侧封闭，操作不方便，但机身刚度好，压力机精度高 5。考虑到经济性能、加工要求和操作方便在此选开式压力机。根据以上计算数值，查压力机型号规格表初选压力机为J23-16 型号的压力机。4.3.7压力中心计算模具压力中心是指冲压时多个冲压力合力的作用点位置。模具设计时计算压力中心是为了避免模柄与冲压和利利的中心点产生的偏心导致模具的寿命和强度减小。压力中心可按照以下几种方式确定。（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，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。求出合力作用点的坐标位置（X0，Y0） ，即为所求模具的压力中心 13。X0（L1X1+L2X2+L nXn）（L1+L2+Ln） （5-6） Y0（L 1Y1+ L 2Y2+L nYn）（L 1+ L 2+L n） （5-7）式中：X0-压力中心的横坐标； Y0-压力中心的纵坐标；L-冲裁件轮廓尺寸；X-各线段重心的横坐标；12Y-各线段重心的纵坐标。由于排样图关于X轴上对称，所Y0=100。X0（3120+18.8455.75 +38139.75）（ 20+55.75+139.75）73.75即压力中心为（73.75，100）4.3.8冲裁件的尺寸精度主要决定于凸、凹模刃口尺寸及公差，模具的合理间隙也是靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证，本套模具采用分别加工法进行加工。分开加工时计算公式如下：冲孔凸模尺寸： 0min凸凸xd冲孔凹模尺寸： minZ落料凸模寸： 0axD落料凹模尺寸： 凸凸孔距尺寸： 1/8Ld其中： ， -分别为落料凸、凹模基本尺寸；， -分别为冲孔凸、凹模基本尺寸；凸-冲孔件孔的最小极限尺寸；min13-落料件最大极限尺寸；， -分别为凹模上偏差，可按 IT7，凸模下偏差，可按 IT6；凸-制造公差；-磨损系数，其值在 0.51 之间。x该制件的最小双边间隙为 Zmin=0.072mm，最大双边间隙 Zmax=0.102mm，则有 Zmax- Zmin=0.03。零件内部尺寸 60+0.05mm，工件内部尺寸 40+0.05mm，未标注外形尺寸的公差查公差表得 12 0-042mm，18 0-0.42mm，8 0-0.36mm 查凸凹模磨损系数表得 x 为 0.5。冲孔凸模：0min凸凸xdd 凸 1=( 6+0.50.05) 0-0.02= 6.250-0.02mmd 凸 2=( 4+0.50.05) 0-0.02= 4.250-0.02mm冲孔凹模：凸0minin凸Zxdd 凹 1=（6+0.50.05+0.03） 0+0.02= 6.280+0.02 mmd 凹 2=( 4+0.50.05+0.03) 0-0.02= 4.280-0.02mm落料凹模：凹凹0maxDD 凹 1=（12-0.50.42） 0+0.03=11.790+0.02mmD 凹 2=（18-0.50.42） 0+0.03=17.790+0.02mmD 凹 2=（8-0.50.36） 0+0.03=7.840+0.02mm落料凸模：0凸minmax凸ZD 凹 1=（12-0.50.42-0.03） 0-0.03=11.760-0.03mm14D 凹 2=（18-0.50.42-0.03） 0-0.03=17.760-0.03mmD 凹 3=（8-0.50.36-0.03） 0-0.03=7.810-0.03mm155 进度计划2012年12月- 2013年1月：研究冲件图，收集、研读资料，拟定冲压工艺方案，完成排样图，书写开题报告。2013年1月- 2013年2月：分析产品工艺技术要求，测绘制品零件图。比较并拟定制品成型工艺方案及模具结构方案。2013年2月- 2013年3月：进行必要的工艺计算，完成模具装配草图。2013年3月- 2013年4月：确定成型工艺和模具总体结构。完成工程计算，绘制模具装配图。2013年4月- 2013年5月：绘制模具主要零件图。制订主要模具零件的加工工艺规程。2013年5月- 2013年6月：编写、装订毕业设计说明书，完成毕业设计，并提交全部设计资料。2013年6月- 2013年6月：毕业答辩准备和答辩。16参考文献1Pearce,R.Sheet Matal Forming,Bristol、philadelphia:Adam hilger,c19912Tomesani,L.Analy of a tension-driven outsidein tube inversion.Jouranl of Material Processing Technology,Vol.64,1997,pp.397-3863Liescu,constantin.Cold-pressing technology/constantin iliescu. -Amsterdam:Elsevior,19904 李正风主编.机械设计基础M.上海:上海交通大学出版社，2005.15 姜奎华主编.冲压工艺与模具设计M.北京:机械工业出版社，1998.56 史铁梁.模具设计指导M .北京:机械工业社出版，2003.7 刘航.模具制造技术M.西安：西安电子科技大学出版社，2006.8 陈万林.实用塑料注射模设计与制造 M. 北京：机械工业出版社，2000.9 于华.注射模设计技术及实例M.北京：机械工业出版社1998.10 孙玲.塑料成型工艺与模具设计M.北京：清华大学出版社2008.11 沈红雷.塑料注射模具设计图册M.北京：电子工业出版社2010.12 孙凤勤.冲压与塑压设备.机械工业出版社2007.13李德群.现代模具设计方法.机械工业出版社200414周大隽主编.锻压技术手册.北京:机械工业出版社,199815冲压工艺及模具设计编写委员会.冲压工艺及模具设计.北京:国防工业出版社,199316卢险峰.冲压工艺模具学.北京:机械工业出版社,199917指导教师意见指导教师签名： 年 月 日18摘 要从工件结构分析，工件有冲孔、落料、弯曲等工艺组成，工件形状具备对称性。模具的设计的设计先从工件的工艺结构出发，根据工件图只要求和形状来确定模具的设计方案，进步一确定模具制造精度等级，和排样设计从而确定出模具的类型结构，从实际生产的角度出发，为了节约模具制造成本，提高产品生产效率，保证工件的生产精度，该工件的冲裁模具设计方案采用了级进模具冲裁。在模具设计前主要查找工件图纸中未标注公差的尺寸公差，根据尺寸公差来确定模具制造的精度，经过多次的排样分析以后，开始进行模具的结构设计，计算模具的闭合高度、卸料力、冲裁力、冲裁间隙、模具装配配合间隙、凸模高度、压力中心、模具总压力，根据总冲压力选择冲压设备；所有的设计方案确定以后开始绘制模具草图、装配图、零件图、编写技术要求、设计说明书。关键词：级进模具，冲裁力，垫片，冲裁间隙，压力中心目 录1 前言 .11.1 冷冲压模具概述和发展 .11.2 当前模具的技术水平 .12 冲压件工艺分析 .22.1 工件材料分析 .22.2 工件结构形状分析 .32.3 尺寸精度 .33 冲压工艺方案确定 .43.1 冲裁工艺方案的确定 .43.2 冲裁工艺方法的选择 .44 模具总体结构 .54.2 定位方式的选择 .54.3 送料方式的确定 .54.4 出件方式的确定 .54.5 模架结构和导向装置的选择 .55 工艺参数计算 .75.1 弯曲展平尺寸计算 .75.1.1 弯曲中性层确定 .75.1.2 弯曲件展平尺寸计算 .75.2 排样方式的选择 .85.1.1 搭边值的确定 .85.1.2 材料利用率的计算 .105.2 冲压力的计算 .115.2.1 冲裁力的计算 .115.2.2 卸料力计算 .115.2.3 总冲压力的计算 .125.2.4 总冲压力的计算 .135.2.5 初选压力机 .135.2.5 压力中心的确定 .136 刃口尺寸的计算 .156.1 冲裁间隙的确定 .156.2 刃口尺寸的计算及依据与法则 .167 主要零部件设计 .207.1 凹模设计 .207.1.1 凹模刃口结构形式的选择 .207.1.2 凹模精度与材料的确定 .207.1.3 凹模外形尺寸的确定 .207.2 凸模的设计 .227.2.1 凸模结构的确定 .227.2.2 凸模高度、长度的确定 .227.2.3 凸模材料的确定 .237.2.4 凸模精度的确定 .237.3 卸料装置的设计 .237.3.1 卸料板的外形设计 .237.3.2 卸料板材料的选择 .247.3.3 卸料板的结构设计 .247.3.4 卸料板整体精度的确定 .257.3.5 卸料弹簧的设计 .257.3.6 卸料螺钉的选用 .257.4 凸模固定板的设计 .257.5 导向零件的设计 .267.5.1 垫板的设计 .267.6 模柄的选用 .268 冲压设备的校核与选定 .288.1 冲压设备的校核 .288.3 压力机的选择 .28结 论 .29致 谢 .30参考文献 .3101 前言1.1 冷冲压模具概述和发展在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲压模具是一种特殊的工艺装备,与冲压件有“一模一样” 的关系,且没有通用性，是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，其功能和作用、设计与制造方法和手法决定了冲压模具是技术密集、高附加值型产品。冲压成形加工特点：低耗、高效、低成本、 “一模一样”、质量稳定、高一致性，可加工薄壁、复杂零件，板材有良好的冲压成形性能，但是模具成本高，所以冲压成形适宜批量生产。冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法，采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和材料，成本底等一系列的优点，模具成形已经成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。模具是机械、电子等行业的基础工业，它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用。 一个国家模具生产能力的强弱、水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品开发和旧产品更新，影响着产品质量和经济效益的提高。我国为了优先发展模具工业，制定了一系列优惠政策，并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位。1.2 当前模具的技术水平近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用UG、Pro/E、Solid Edge、Solid works、Optris 和 MAGMASOFT 等软件，并成功应用于冲压模的设计中。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。12 冲压件工艺分析图 2-1 工件尺寸图工件名称：弯曲板； 工件简图：如图 2-1；生产批量：大量；材料：H62；材料厚度：0.8mm；精度等级：IT14 。工件表面质量：工件表面无毛刺、压痕、拉裂、油污等不良现象2.1 工件材料分析材料名称：黄铜；材料牌号：H62；材料状态：已退火；抗剪强度：260Mpa；抗拉强度：300Mpa；屈服点：380Mpa；伸长率：35%2.2 工件结构形状分析（1）冲裁件为冲孔、落料弯曲件，材料厚度为 0.8mm，轮廓均由圆弧和直线相切且无尖角，工件结构具备对称性，若工件长期大批量生产，模具设计前2应该分析凸凹模工作零件刃口的使用寿命和耐疲劳和耐磨损程度，选取相应的模具模材料。（2）工件上的最小孔直径为 4mm，孔边距为 2mm，这些数值均大于材料厚度的 1.5 倍，所以该零件的结构满足冲裁要求。2.3 尺寸精度根据工件技术要求注明未标注的尺寸公差按照 IT14 计算，所以通过查表 2-1 常用公差等级表 2-1 获得零件内部尺寸 60+0.05mm，工件内部尺寸 40+0.05mm，未标注外形尺寸的公差查公差表得 12 0-042mm，18 0-0.42mm，8 0-0.36mm，模具设计的相关尺寸按照工件的公差等级来确定，一般无明确要求的情况下模具设计制造的公差等级大于工件的 2 到 3 个公差等级。表 2-1 常见零件公差等级表公差等级 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14尺寸 /mm /m /mm336 610 1018 1830 3050 5080 80120 12018034456781012456891113151868991316192225101215182125303540141822273339465463253036435262748710040485870841001201401606075901101301601902202500.100.120.150.180.210.250.300.350.400.140.180.220.270.330.390.460.540.630.250.300.360.430.520.620.740.871.0033 冲压工艺方案确定3.1 冲裁工艺方案的确定冲裁工序可分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。(1) 单工序模在一副模具中完成只完成一种工序的冲模，如落料模，冲孔模，拉深模等结构较为简单，生产效率不高，一般适用于小批量生产。(2) 复合模是在单工序模的基础上发展起来的一种较先进的模，在一副冲模中一次定位可以同时完成几个工序。复合模结构紧凑，一套模具能完成若干工序，大大减少了模具和占用的冲压设备的数量，减少了操作人员和周转时间，劳动生产效率高。(3) 连续模是把完成一个冲件的几个工序，排列成一定的顺序，组成连续模， 在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm）、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件 5。从零件图可看出，该零件包括冲孔、多次冲裁外形和落料,弯曲等基本工序，可以采用以下三种工艺方案：(1) 先落料，再冲孔，最后弯曲采用三副单工序模生产。(2) 冲孔落料复合冲压，再弯曲单工序生产。(3) 冲孔、冲外形弯曲和落料连续冲压，采用级进模生产。对以上三种工艺方案进行分析比较：方案一：模具结构简单，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。方案二：复合模定位精度高并且满足大批量生产的要求，仍然需要一副复合模和一副单工序模，成本较高。同时需要考虑提高劳动效率和节约人力成本，该工件并不适合用复合模加工。方案三：级进模本身能满足大批量生产，而且生产效率最高，也能够自动进料，节约人力。由于工件的部分尺寸精度为IT9级，符合级进模加工工件的精度要求。综上所述，最后确定用级进冲裁方式进行生产。44 模具总体结构4.2 定位方式的选择在级进模具设计时，因工序需依次按照步距往前送料完成，所以要采用侧刃定步距，导正销精确定位，为了方便生产中送料和精准的确定步距，两侧根据材料宽度设计两个冲裁废料侧刃，在实际生产加工时，只需要将条料靠导料板，方可精确地定位。4.3 送料方式的确定因工件的要求精度不高，冲裁模具对冲压设备的要求不高，因工件材料厚度为 4mm，条料通常为板材，为了进一步的提高经济效益，冲裁件的生产加工将采用手工送料的方式。4.4 出件方式的确定级进模具的出件方式大致分为两种，一种为工件完成落料工序，直接从冲裁落料洞口漏出，另外一冲则是将凹模的尾部设计成斜状，当工件完成落料工序时，工件由凹模的尾部下料，在这次模具设计中，工件落料有凹模的尾部下料。4.5 模架结构和导向装置的选择模架的外形尺寸主要由凹模尺寸决定，根据模具结构、且对于此副模具的话，主要有落料的凹模来确定长以及宽，模具的闭合高度则有设计的上模，下模，以及模具的一些配件来决定，对于此复合模，应该先考虑他的闭合高度，其次才是它的宽度和长度，所以要合理选择模架，就有必要考虑它的工作零件以及配件的合理高度，这样才能合理的选择模架，模架结构可分为：对角导柱模架由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。后侧导柱模架由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。四导柱模架具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。中间导柱模架，导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一5个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高生产效率，模具寿命和工件质量以及工件尺寸精度，采用后测式导柱模架，模具导向性能好，精度高。65 工艺参数计算5.1 弯曲展平尺寸计算5.1.1 弯曲中性层确定 相对弯曲半径为：R/t=2/0.8=2.50.5式中：R-弯曲半径（mm）t-材料厚度（mm） 由于相对弯曲半径大于等于 0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，查表 5-1，因 R/t=0.5，所以 K 值取 0.42表 5-1 板料弯曲中性层系数r/t 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0k1 0.30 0.33 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.41 0.42k2 0.23 0.29 0.31 0.32 0.35 0.37 0.38 0.40 0.41r/t 1.2 1.5 1.8 2 2.5 3 3.75 4 4.5k1 0.43 0.45 0.46 0.46 0.458 0.464 0.470 0.472 0.474k2 0.42 0.44 0.45 0.45 0.460 0.473 0.475 0.476 0.478注：k 1适用于有顶板 V 形件或 U 件弯曲，k 2适用于无顶板 V 形件弯曲。5.1.2 弯曲件展平尺寸计算板料弯曲过程中，应变中性层的长度不变，因此，可以根据这一原理来确定弯曲件的毛坯展开尺寸。当 r0.5t 毛坯展开长度计算公式,按公式 4-37。)(321xtrllL式中 l 1、l 2直边长度(mm)；L3底边长度(mm)；r弯曲件内圆角半径(mm)；x中性层位移系数；t板料厚度(mm)。因零件上有两个不同的完全半径，展平尺寸可按照如图 4-2 的方案计算。a） b） c）7图 5-1 展平尺寸计算分别根据中性成系数计算圆弧 b 和 c 的展平尺寸，最后相加的和则为工件的展平尺寸。故工件弯曲部位展开长度为L=L1+（r1+xt）+（r2+xt）=48.61mm。5.2 排样方式的选择冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理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。排样的方法有：直排、斜排、对直排、混合排 ，根据设计模具制件的形状、厚度、材料等方面全面考虑。因此考虑以下三种方案：方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。为了综合考虑排样条料的强度，决定采用有废料的排样方案。1-冲侧刃 2-冲孔 3-冲废料 4-冲废料 5-空位 6-弯曲 7-空位 8-落料 图 5-2 排样图85.1.1 搭边值的确定排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验和查表来确定的，该制件的搭边值采用查表 5-1 取得。如表 5-1 所示：根据此表和工件外形可知 r2t，可确定搭边值 a 和 a1，a的最小值取 1.8，a1 最小值取 2.0mm。表5-1 搭边a和a 1数值（低碳钢） （mm） 圆件及 r2t 的圆角 矩形件边长 L50mm 矩形件边长 L50mm 或圆角r 2t材料厚度a a1 a a1 a a10.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.52.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t根据模具的结构不同，可分为有侧压装置的模具和无侧压装置的模具，侧压装置的作用是用于压紧送进模具的条料（从料带侧面压紧） ，使条料不至于侧向窜动，以利于稳定地加工生产。侧压装置适用于工件材料厚度较小的模具，在这次工件的模具设计中，工件材料厚度 4mm，无需测压装置，只需导料板横向导料即可。故按公式 5-1 计算：B =（D max+2a1+C） 0 - 0 - （5-1） 式中：B-条料宽度；B9Dmax-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a1-侧搭边值，可参考表 5-1；-条料宽度的单向（负向）偏差，见表 5-2；C-导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值见表 5-3。表 5-2 剪料公差及条料与导料板之间隙 （mm）材料厚度 t/mm条料宽度B/mm 01 12 23 3550501001001501502202203000.40.50.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3表 5-3 有侧压装置和无侧压装置对照表 （mm）无侧压装置 有侧压装置条料宽度 B（mm）材料厚度t（ mm）100 100200 200300 100 10000.50.51122334450.50.50.50.50.50.50.51111111111555555888888所以根据以上理论数据由公式 5-1 得出条料宽度为：B= 248.61+32+0.7mm=103.92mm考虑到料带两边需冲侧刃定位，应选取宽度为 104mm。 5.1.2 材料利用率的计算关于材料利用率，可用公式 5-2 表示：=A/BS100% （5-102）式中， A-一个步距内冲裁件的实际面；B-条料宽度； S-步距。由图 5-1、图 5-2 和公式 5-2 得：A=1915.4（mm 2）=A/BS100% =2460.8/(12104)=73.71%5.2 冲压力的计算5.2.1 冲裁力的计算计算冲裁力是为了选择合适的压力机，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，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力 Fp 一般可以按公式 5-3 计算：F 冲=KtL （5-3） 式中， -材料抗剪强度， （MPa ） ；L-冲裁周边总长（ mm） ；t-材料厚度（mm） 。系数K是考虑到冲裁模刃口的磨损，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数而设置的安全系数K，一般取13。当查不到抗剪强度时，可以用抗拉强度 b代替，而取K为1.3的近似计算法计算。 F 冲 =F1+F2 （5-4 ）式中， F 冲 -冲裁力；F1-落料时的冲裁力；F2-冲孔时的冲裁力。落料冲裁力由公式 5-3 得： F 冲 =KtL=1.30.8343.226011=92.8KN5.2.2 卸料力计算当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。为了使冲裁工作连续，操作方便，必须将套在凸模上的材料卸下。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力；凹模型口直壁高度 h=4mm，所需卸料力 F 卸 为：卸料力计算公式如下：F 卸 = K 卸 F 冲 （5-5）式中， F 卸 -卸料力；F 冲 -冲裁力；K 卸 -卸料力系数，见表 5-4；表 5-5 卸料力、推件力和顶件力系数 （mm ） 料厚/mm K 卸 K 推 K 顶钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.020.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03注：卸料力系数 K 卸 在冲多孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值。K 卸 卸料力系数通过查表 5-4 确定，卸料力系数取 K 卸 0.04，由公式 5-5 得：F卸 =0.0592.8=4.64KN5.2.3 弯曲力的计算由于弯曲力受材料性能、零件形状、弯曲方法、模具结构等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确的计算，生产中常按经验公式对弯曲力进行近似计算。影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量；弯曲件的形状和尺寸；模具结构及凸凹模间隙；弯曲方式等，因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验公式进行概略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。12弯曲力计算公式为：Fz=0.7KBt2 b/+t （5-3）式中： Fz-自由弯曲力；B-弯曲件的宽度（mm） ；t-弯曲件材料的厚度（mm） ；-内弯曲半径（等于凸模圆角半径） （mm） ； b-弯曲件的抗拉强度（Mpa）,查机械手册 b为 360Mpa；K-安全系数，一般取 1.3。根据公式（5-3）得： F 自 =0.7KBt2 b/（+t）=0.71.380.82300/（3+0.8）0.37KN5.2.4 总冲压力的计算由于冲裁模具采用弹压卸料装置，固总的冲压力包括：F= F 冲 +F 卸 +F 自 （5-6）=92.8+4.64+0.37=97.81KN5.2.5 初选压力机压力机可分为机械式和液压式，机械式压力机分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速数控压力机，液压式压力机分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机，曲柄压力机分有开式和闭式两种，开式机身形状似英文字母C，其操作可见大，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，一般压力机吨位不超过 2000t。闭式机左右两侧封闭，操作不方便，但机身刚度好，压力机精度高 5。考虑到经济性能、加工要求和操作方便在此选开式压力机。根据以上计算数值，查压力机型号规格表初选压力机为 J23-16 型号的压力机。5.2.5 压力中心的确定压力机可分为机械式和液压式，机械式压力机分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速数控压力机，液压式压力机分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机，曲柄压力机分有开式和闭式两种，开式机身形状似英文字母13C，其操作可见大，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，一般压力机吨位不超过 2000t。闭式机左右两侧封闭，操作不方便，但机身刚度好，压力机精度高 5。考虑到经济性能、加工要求和操作方便在此选开式压力机。根据以上计算数值，查压力机型号规格表初选压力机为 J23-16 型号的压力机。4.3.7压力中心计算模具压力中心是指冲压时多个冲压力合力的作用点位置。模具设计时计算压力中心是为了避免模柄与冲压和利利的中心点产生的偏心导致模具的寿命和强度减小。压力中心可按照以下几种方式确定。（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，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。求出合力作用点的坐标位置（X0， Y0） ，即为所求模具的压力中心 13。X0（L1X1+L2X2+L nXn）（L1+L2+Ln ） （5-6） Y0（L 1Y1+ L 2Y2+L nYn）（L 1+ L 2+L n） （5-7）式中：X0-压力中心的横坐标； Y0-压力中心的纵坐标；L-冲裁件轮廓尺寸；X-各线段重心的横坐标；Y-各线段重心的纵坐标。14图 5-1 压力中心计算示意图由于排样图关于X轴上对称，所Y0=100。X0（3120+18.8455.75 +38139.75）（20+55.75+139.75）73.75即压力中心为（73.75，100）156 刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。6.1 冲裁间隙的确定设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 Zmin，最大值称为最大合理间隙 Zmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 Zmin，如图6-1。16冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。冲裁间隙是冲裁工艺与冲裁模具设计的一个重要工艺参数，对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大的影响。冲裁间隙还影响着冲裁件的尺寸精度。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，精度越高。间隙过大，会使落料件尺寸小于凸凹模尺寸，冲孔件尺寸大于凸模尺寸，冲裁力也会慢慢下降，卸料力、推件力或顶件力都将随之下降。间隙过小，会使落料件尺寸大于凸凹模尺寸，冲孔件尺寸小于凸模尺寸，冲裁力也会增大，会使模具刃口磨损加剧，还会产生凸凹模胀裂，小凸模折断，凸模和凸凹模相互啃刃等异常损坏。由此可见，我们在确定冲裁间隙时，一定要有一个合理的范围作为间隙值，当然我们在设计时要采用最小合理间隙。由表6-1可知，Z min=0.64mm Zmax=0.88mm。表 6-1 部分冲裁模初始双边间隙值 08、10、35、09Mn、Q23516Mn 40、50 65Mn材料厚度Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax小于 0.5 极小间隙( 或无间隙)170.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.10.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2 刃口尺寸的计算及依据与法则冲裁件的尺寸精度主要决定于凸、凹模刃口尺寸及公差，模具的合理间隙也是靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。其计算方法是：（1）因为冲出的孔，落下的料都有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模刃口尺寸，而冲孔的小端尺寸等于凸模刃口尺寸。（2）在测量与使用中，冲孔能测量到小端尺寸，落料件能测量大端尺寸。（3）从产品的使用性能看，孔必须控制最小端尺寸，落料的外形尺寸要控制最大端尺寸。（4）凸、凹模的设计原则冲孔时，设计计算以凸模为准，间隙放大在凹模刃口上。落料时，设计计算以凹模为准，间隙缩小在凸模刃口上。（5）考虑磨损（名义尺寸）冲孔时，凹模越磨越小，凸模设计应取制件尺寸公差范围内移大尺寸。落料时，凹模越磨越大，凹模设计应取制件尺寸公差范围内移小尺寸。（6）凸、凹模刃口的制造公差制件上未注公差，非圆形件按 级精度，模具比其高 2-3 精度即 级14IT12IT或 级，圆形件按 - 级精度，凸模和凹模刃口尺寸的计算与加工方法1IT6I718有关，有分开加工和配合加工，分开加工是指凸模和凹模分别
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