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毕业设计任务书毕业设计任务书题 目： 电器开关过电片级进模的设计电器开关过电片级进模的设计 一、毕业设计（论文）的内容一、毕业设计（论文）的内容本设计要求学生以工程实际零件电器开关过电片级进模的设计作为设计对象，旨在培养学生严谨的分析解决问题的能力和综合运用专业基础知识进行实际设计的能力。需要学生充分运用所学的模具知识、零件设计、制图、工艺、公差与技术测 量等机械专业知识进行模具结构的方案设计、零件的结构尺寸设计计算等。1、查阅资料，进行企业调研，了解目前主流的冲压机床的类型与特点，熟悉现有的典型冲压级进模具设计的结构与工作原理，做好设计前的准备工作。2、根据给定的零件的结构特点以及尺寸参数，提出模具的设计方案（两种及两种以上） ，进行比较后选出最佳方案进行设计，并选择适当的机床；3、对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算、并选择合理的零件材料；4、运用 Pro/E、SolidWorks 等 CAD 工具进行辅助设计，完成模具整体结构的设计，绘制所设计模具的零件图、装配图。5、总结设计数据，整理设计思路，编写设计说明书。二、毕业设计（论文）的要求与数据二、毕业设计（论文）的要求与数据1、根据下图所示的电器开关过电片零件的结构特点及尺寸完成一款级进模具的设计工作，零件的材料为：H68 黄铜，0.5mm；2、设计相应的模具及其主要的零部件。3、采用 CAD 设计软件（如：Pro/E、SolidWorks、AutoCAD 等）对模具进行实体建模、绘制模具的装配图与零件图。4、编写设计说明书。三、毕业设计（论文）应完成的工作三、毕业设计（论文）应完成的工作1、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文） ，在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的 300-500 个单词的英文摘要；对模具零件进行必要设计计算、对于有标准规定的零部件，必须严格按照标准要求进行选择或设计。 2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文） ，要求排版整齐，无明显语法、字词的错误；3、绘制出所设计模具的零件图和装配图，要求折算到 A0 图纸 3 张以上，其中必须包含两张 A3 以上的计算机绘图图纸，要求图形绘制符合国家标准，方便读图，重要零件的关键尺寸和公差要标注完整正确，并配注合理的技术要求。四、应收集的资料及主要参考文献四、应收集的资料及主要参考文献1 模具设计与制造技术教育丛书编委会.模具结构设计.北京:机械工业出版社,2004.2 杨占尧，白柳.塑料模具典型结构设计实例. 北京:化学工业出版社,2009.3 宋满仓等注塑模具设计与制造实战M北京：机械工业出版社，2003.4 刘航. 模具技术经济分析M. 北京：机械工业出版社，2002.5 傅建等.模具制造工艺学M. 北京：机械工业出版社，2004.6 冯爱新.塑料模具工程师手册.北京:机械工业出版社,2009.7 张国强.注塑模设计与生产应用M . 北京：化学工业出版社，2005. 8 刘文, 王国辉, 谭建波SolidWorks 模具设计入门、技巧与实例M北京：化学工业出版社，2010.9 Chen,Y.-M. Computer-aided integrated design for injection moldingIntelligent Processing and Manufacturing of Materials, 1999.10Yan, L. An Intelligent Knowledge-based Plastic Injection Mold Design SystemJ Annual Technical Conference - ANTEC, Conference Proceedings, v 3, 2003, p 3514-3518.五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件计算机一台，并装有 CAD 设计软件（AutoCAD，CAXA，UG，Pro/E Solidworks）等。毕业设计毕业设计( (论文论文) )开题报告开题报告题 目： 电器开关过电片级进模的设计- 1 -1毕业设计的主要内容、重点和难点等1.11.1 课题主要特点及意义课题主要特点及意义 该课题主要针对电器开关过电片零件，在对电片冲孔、落料和压弯等成形工艺分析的基础上，提出了该零件采用多工位级进模的冲压方案：根据零件的形状尺寸精度要求，设计过程中综合考虑采用“双列直对排法”排样，成形侧刃定位，保证工件的尺寸和形状为课题的主要特点及意义。该课题主要针对电器开关过电片零件，在对电片冲孔，落料和压弯等成形工艺分析的基础上至精度要求的同时，提高了对材料的利用率和劳动生产率。本课题涉及知识面广，综合性较强，在巩固大学所学知识的同时，对于提高设计者的创新能力、协调能力等提供了一个好的平台1.2 研究内容及拟解决的重点难点研究内容及拟解决的重点难点 本课题主要研究的是级进模的设计。级进模是在压力机一次冲程中，在有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工序，在最后工序冲出完整工件。因为级进模是连续冲压，生产过程中相当于每次冲程冲制一个工件，故生产效率高。级进模冲裁可以减少模具数量，操作方便安全，便于实现冲压生产自动化。但它在定位中产生的累计误差会影响工件精度，因此级进模多用于生产批量大，精度要求不高，需要多工序冲裁的小零件加工。 根据零件图的设计要求，进行冲压工艺分析，制定工艺方案，编制零件的加工工艺过程卡。设计内容还包括：排样图设计，总的冲压力计算机压力中心计算，刃口尺寸计算，凸、凹模或凸、凹模结构设计以及其他冲模零件的设计，绘制模具装配图和工作零件图。编写毕业设计说明书。1、研究的基本内容 （1）冲压工艺成形方案分析 （2）级进模具的设计 （3）级进模具的运动过程 （4）模具典型零件的加工工艺分析（5）模具的装配工艺分析 （6）冲压设备的选定 2、重点难点问题： （1）冲压工艺方案的优化； （2）冲压模具的整体设计方案确定； （3）冲压力的计算； （4）凹、凸模的设计计算及其优化； （5）典型模具零件加工方案的确定。- 2 -2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）2.12.1 模具的发展现状模具的发展现状通过产业的革新，技术的提升，我国模具行业已经在整个模具大范围中逐渐占据了自己的位置。同时随着我国模具产品质量等的提升，国内模具行业已经成为世界的焦点，市场也已经转移到过来。在未来的行业发展中，技术创新自然是主要，技术提升是必要，这是行业高速发展和市场需求中最重要的条件。我国模具业虽然起步晚，前期很长时间也是以低端产品为主要，但是随着逐渐转型，行业的新机遇已经摆在了面前。目前，国内市场对中高档模具的需求量很大，其中，家电、汽车、塑料制品行业对模具需求最大。据了解，十二五期间，模具市场总的趋势平稳向上，但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。国际市场方面，近年来，工业发达国家的人工费用增加，其正向发展中国家特别是东南亚国家转移。其国内以生产高、精模具为主，人工劳动投入量大的模具依靠进口解决。因此，中低档的模具国际市场潜力十分巨大。只要国产模具的质量能够有提高，交货期能够保证，模具出口的前景是十分乐观的。此外，国模具标准件的需求量也很大。目前，我国只有少量出口。2.22.2 多工位级进模的研究现状多工位级进模的研究现状 多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点： （1） 所使用的材料主要是黑色或有色金属，材料的形状多为具有一定宽度的长条料，带材料或卷料。（2） 所用的压力机刚性要足够，精度好，而且滑块要能长期承受较大的侧向力。（3） 送料方式按“步距”间歇或直线连续送给。（4） 冲压的全过程在未完成成品件前的毛坯件始终不离开条料和载体。（5） 适合大批量中小型产品零件的生产，冲压精度高，相当于 IT10IT13。（6） 生产率高。- 3 -（7） 在一副模具的不同工位上，可以完成多种性质的冲压工序。（8） 模具综合技术含量高。（9） 可以实现自动化生产。（10） 模具制造周期较长。（11） 工作零件采用超硬质材料制造，模具寿命长。2.32.3 级进模冲压设备要求级进模冲压设备要求 这种冲压设备与普通压力机相比，要求精度高、刚度更好一些，功率、冲次、台面尺寸更大一些，制动系统可靠稳定。还应具备行程可调等功能，便于级进模的调试。 用多工位级进模进行冲压生产时，选取压力机的行程是不大的，一般以保证冲压能顺利进行和送料能正常为原则。因此，不同的级进模，由于制件的不同，所取行程大小虽不完全相同，但总体来说都是较小的范围。多工位级进模取小行程冲压，可以保持模架的导柱、导套工作过程始终不脱开，这样有利于保证冲压精度。而采用较小行程对实现高速冲压，也是十分有力的。 冲压设备还应附有高精度的自动送料装置和安全保护装置，这在自动冲压无人看管的情况下，保持连续安全工作十分重要2.42.4 多工位级进模的合理应用多工位级进模的合理应用 尽管多工位级进模有许多特点，但由于制造周期相对长些，成本相对高等原因，应用时必须慎重考虑，合理选用多工位级进模，应符合如下情况： (1)制件应该是定型产品，而且需要量确实比较大。 (2)不适合采用单工序模冲制。如某些形状异常复杂的制件，如弹簧插头、接线端子等。需要多次冲压才能完成制件的形状和尺寸要求，若采用单工序冲压是无法定位和冲压的，而只能采用多工位级进模在一副模具内完成连续冲压，才能获得所需制件。(3)不适合采用复合模冲制。某些形状特殊的制件，例如集成电路引线框，电表铁心，微型电动机定、转子片等，使用复合模是无法设计与制造模具的，而应用多工位级进模能圆满解决问题。(4)冲压用的材料长短、厚薄比较适宜。多工位级进模的冲件材料，一般都是条料，料不能太短，料太短冲压过程中换料次数太多，生产效率上不去。料太薄，送料导向定位困难；料太厚，无法矫直，且太厚的料长度一般较短，不适合用于级进模， 自动送料也困难。(5)制件的形状与尺寸大小适当。当制件的料厚大于 5mm，外形尺寸大于 250mm 时，不仅冲压力大，而且模具的结构尺寸大，故不适宜采用级进模。 (6)模具的总尺寸和冲压力适用生产车间现有的压力机大小，必须和压力机的相关参数匹配。- 4 -参考文献参考文献1多工位级进模设计与制造/ 陈炎嗣编著.-北京：机械工业出版社，2006.9. 2冲压工艺与模具设计实例分析/ 薛啟翔. -北京：机械工业出版社，2008.43 冲压工艺与模具学/卢险峰编著.-3 版. -北京：机械工业出版社，2014.34 李志刚，周永泰，李玉华.开展技术交流参与国际竞争EuroMold 2002 参展考察纪行.模具工业，2003.6 5 Michael R. Duffey et. al. Knowledge-Based Design of Progressive StaMping Dies. Journalof Material Processing Technology.6冲压模具设计自动化/季忠，王晓丽，刘韧等编著.-北京：化学工业出版社，2007.67王智礼.125 电器开关过电片级进模设计.模具技术,2005.58金龙建,洪慎章.键盘接插件外壳级进模设计.锻压装备与制造技术,2010.49吴维敏.低压电器铜触头少废料级进模设计.模具制造,2008.810傅芰,董家权.电器接插件多工位级进模设计.模具工业,2008.8 3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料3.1 实施方案及进度安排实施方案及进度安排第 1 周： 图书馆查找文献书籍了解级进模的情况，确定成型方案，完成开题报告第 2-3 周： 找相关手册，选用各国家标准模具、模架等相关零件，熟悉软件的应用初步进行三维实体造型。第 4 周： 收集关于多工位级进模具设计的资料，明确多工位级进模具的组成结完成一篇外文翻译第 5-7 周： 完成模具总图的设计，三维造型设计第 8-10 周： 进行模具零件图，装配图的出图设计第 11 周： 完善修改零件图和装配图。第 12-13 周： 完成计算说明，撰写毕业设计说明书第 14-15 周： 检查论文，做好答辩准备，准备答辩第 16 周： 答辩3.23.2 预期提交的毕业设计资料预期提交的毕业设计资料 1、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文） ，对模具零件进行必要设计计算、对于有标准规定的零部件，必须严格按照标准要求进行选择或设计，编制出主要零件的加工工艺卡，要求符合实际加工情况，合理选择零件的加工机床，并进行必要的理论计算，给出计算结果；- 5 -2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）.3、绘制出所设计模具的零件图和装配图，要求折算到 A0 图纸 3 张以上，其中必须包含两张 A3 以上的计算机绘图图纸. 指导教师意见指导教师（签字）： 月日开题小组意见开题小组组长（签字）：月日 院（系、部）意见 主管院长（系、部主任）签字： 月日I摘摘 要要毕业设计是对我们大学学习的一个重要的总结。在本设计中，我的题目是电器过电片级进模模具设计。通过分析我们发现，电器过电片弯曲件是一个落料冲孔弯曲相结合的弯曲件，上面有孔和凹槽孔。外形依靠落料完成，冲孔依靠冲孔工序来完成，还有 1 次弯曲工序。通过这个模具的设计，将是对我大学学习的一个重要的考核。设计过程中，首先我们要对电器过电片弯曲件的结构性、材料进行分析，选择合适的方式进行生产。材料的分析来确定工件是否适合生产。之后要通过工件的厚度来确定工件排样图的搭边，然后计算排样图的材料利用率。接下来就是进行冲压力的计算，通过计算冲压力选择合适的冲压设备。模具刃口的计算也有其的重要，只有选择合适的刃口才能够确保模具的寿命，提高模具的使用率。模具刃口计算后，就是模具的结构设计，先进行凹模外形尺寸的计算的通过凹模的外形尺寸来得到模具中其他固定板,卸料板等的尺寸，最后选择模架等一系列标准件，最终完成模具的设计。关键词：级进模；冲压工艺；模具设计；工艺性II Abstract Graduation design is an important summary of study on our university. In this design, the title of my speech is stamping die design of double bolt door lock accessories. Through the analysis we found, double tongue lock accessories is a rectangle with a rectangular, above a two screw hole and the two rectangular holes. Shape depends on the blanking punch finish, rely on punching process to complete. Through the mold design, will be one of the important appraisal in University learning.In the design process, we must first structural, material on the double tongue lock parts to carry on the analysis, select the appropriate mode of production. Material analysis to determine whether a workpiece is suitable for the production of. After going through the thickness of the workpiece to determine the layout of the edge of workpiece, then calculate the layout of the material utilization ratio.The next is the blanking force calculation, through the calculation of blanking pressure to choose suitable stamping equipment. The calculation of the die cutting edge also has its important, only select the appropriate edge eloquence can ensure the life of the mold, improve the mold use rate.Die cutting edge calculation, die structure design is advanced, the calculation for die dimensions by the shape of concave die size to get other fixed plate mould stripper and other dimensions, the final choice of mold and a series of standard parts, the final completion of die design.Keywords: progressing die;stamping process;die design; manufacturabilityIII目 录1 前言.11.1 冲压工艺与模具的发展方向.11.1.1 成形工艺及模具发展.11.2 关于冲模 CAD.21.2.1 概述冲模设计的优化技术.22 电器过电片弯曲件工艺分析 .32.1 材料分析.32.2 零件结构.32.3 尺寸精度.32.4 毛坯尺寸展开.43 冲裁方案的定.54 模具总体结构的确定 .64.1 模具类型的选择.64.2 料方式的选择.64.3 定位方式的选择.64.4 卸料、出件方式的选择.64.5 导向方式的选择.65 工艺参数计算.85.1 排样方式的选择.85.1.1 排样及搭边值的计算.85.1.2 距的计算.85.1.3 条料宽度的确定.95.1.4 材料利用率的计算.95.2 冲压力的计算.105.2.1 冲裁力的计算.105.2.2 弯曲力的计算.115.2.3 卸料力与推件力的计算.115.2.4 总冲压力的计算.125.3 压力机吨位选择.135.4 压力中心.146 刃口尺寸计算.15IV6.1 冲裁间隙的确定.156.2 刃口尺寸的计算.166.3 弯曲模计算.197 模具主要零部件的计算 .207.1 凹模的计算.207.1.1 凹模外形的计算.207.1.2 凹模的固定螺孔与定位销孔大小及间距.217.1.3 凹模精度与材料的确定.217.2 凸模的设计.227.2.1 凸模结构的确定.227.2.2 凸模高度的确定.227.2.3 凸模材料的确定.237.2.4 凸模强度.257.2.5 弯曲模的设计.267.3 卸料板的设计.297.3.1 卸料板外型设计.297.3.2 卸料板材料的选择.307.3.3 卸料板整体精度的确定.307.3.4 弹性元件的选择.317.4 固定板的设计.327.5 垫板的设计.327.5.1 垫板分析.327.5.2 垫板受力分析.337.6 其他零件设计.337.6.1 定位零件.347.6.2 导料浮顶装置.347.7 上下模座、模柄的选用 .357.7.1 上下模座的选用.357.7.2 模柄的选用.357.7.3 螺钉、销钉的选用.367.7.4 导正销的选用.377.8 总装配图.387.8.1 模具装配图.387.8.2 工作原理.38V8 冲压设备的校核与选定 .408.1 冲压设备的校核与选用.409 部分零件加工工艺 .419.1 加工的分析.419.2 冲孔凸模加工工艺.419.3 落料凹模的加工工艺.42设计总结.43谢 辞.44参考文献.45附录.461 前言前言1.1 冲压工艺与模具的发展方向冲压工艺与模具的发展方向1.1.1 成形工艺及模具发展成形工艺及模具发展冲压与锻造相比，锻造加工的对象一般都是成块的料，并且胚料必须热， ，冲压的技术经验可以叫做冲压工艺，冲压模与塑性及其他冷热加工方法比，拥有它非常独特的优点,它的生产效率非常的高， ，并且，每一次的工作或者每一次的冲压都可能产生新的零件。模具作为特殊的工艺装备，在现在这个社会体现越来越重要的作用，因为模具的发展，企业会向人们提供各种各样的的商品，具体的说，如果考虑到具体的实践中我们不难发现，像一些手机，空调，汽车，玩具等商品，可以精确到魔门生活的每一件产品，都和模具相关，模具可以采用各种优质，强度高，耐磨性好的材料用于制造。 模具在消费品，汽车，电子，飞机制造等工业部门有非常重要甚至不可替代的作用，我国模具行业增长速度为 22%，模具的出口也有广阔的前景，2003年我国的模具及标准模件的出口额可以达到 3.5 亿美元，比 2002 年增长34.7%，在今后一段时期对模具的需求会更加的增多。研磨技术是使用了许多年好，高的耐磨性，尺寸稳定性等特性，是一种很有前途的钢。特别是对于形状复杂和高速冲压模具冲压，其优势更加突出。这种钢也适合于注塑油漆和玻璃纤维增强塑料或金属粉末模腔作为主成分，芯形状，闸门等。此外，不同规格的多样化，细料的产品的模具钢，尽可能的产品，以缩短交货期也是一个重要的方向近年来，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、拉深、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。由于引入了 CAE，冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。1.2 关于冲模关于冲模 CAD1.2.1 概述冲模设计的优化技术概述冲模设计的优化技术（1）将优化方法这门学科灵活的运用到模具的设计中来，就可以模具的最优化技术。也就是说。把优化的方法应用在模具的一些工艺参数和运用在模具的设计上，能达到模具设计的非常好的效果，方法如下 ：数学模型的建立选用一些数值上的解法求解除最优的解 （2）CAD 的组成 一般我们所了解的 CAD、就是运用计算机去绘图，达到快速简便的效果，是专业技术人员最简单的设计工具并且必不可少，CAD 的概念其实在 20 世纪中期就已经开始出现，在经过漫长的几十年里一直发生着变化然而 5060 年代里，CAD 被视为有趣的但不使用的东西，当硅谷的广泛应用，使计算机慢慢的模具设计这一行业所接受。硅片中拥有非常小的集成电路，因此它的我存在，大大减小了计算机的大小，使得计算机比电视还小。随后，微机出现了，20 世纪 70年代计算机硬件，软件的开发变得非常的迅速，后来，到了 80 年代，制造与销售 CAD 系统变成了当时时代特有的标志。到了 21 世纪，国外推出额 CAD 软件已经达到了几十种。（3 ）冲模 CAD 内容利用几何级数完成一些结构比较复杂的模具的设计 建立标准零件和一些典型零部件的图库，方便在设计时可以快速的调用，利用这款软件，结合计算机进行数值分析工作，将有限元发和运用的数学原理计算方法应用到模具的设计中去。2 电器过电片弯曲件工艺分析电器过电片弯曲件工艺分析图 2-1 零件简图生产批量：大批量；材料：H68；材料厚度：0.5mm；未注公差：IT14。2.1 材料分析材料分析不同的产品从使用的角度出发，对其中的材料性能，力学的性能都有不同的要求，比如，机械和仪器应该具有一定的强度，硬度、刚度等要求，本次我们所采用的材料为黄铜 H68，它的导电性能好，考虑到材料的塑性，材料的抗稳能力，以及一些其他因素的影响。选用黄铜 H68 还是很符合我们的要求，它的各项工艺参数也符合常规的标准。2.2 零件结构零件结构由工件图看，此工件分为冲孔、冲部分废料边、弯曲和落料这几个程序，将外形视为落料，内形视为压凹、冲孔，故采用级进模冲压工序，这样可以大大提高工作效。2.3 尺寸精度尺寸精度因为零件尺寸有未标注公差的一般尺寸，通过翻阅资料，在这里我们取公差等级为 IT14 级,模具精度取 IT7 级即可。外形落料的工艺,因为工件属于中等尺寸零件，外形不是特别的复杂，尺寸精度要求一般，厚度为 0.5mm，采用落料可以加工获得。（1）压凹的工艺性：因为工件是横竖折形状，在零件孔的一侧需要进行压凹处理。（2）冲孔的工艺性：有一个长圆孔，有一个圆孔，在弯曲后才进行冲孔，长圆孔子之前就已经进行冲裁。（3）开口冲压工艺性：对材料进行切边处理，利用冲裁的方法将废料冲去，尺寸精度要求一般。冲压就可以满足。（4）弯曲的工艺性：零件有弯曲的部分，需要进行弯曲过程，达到一般的要求即可，对尺寸精度要求不高。2.4 毛坯尺寸展开工件弯曲部分的内倒角为 R=1mm。展开料长度的确定：表 2-1 系数 K 之值r/t00.50.50.80.82233445k0.160.250250.300.300.350.350.400.400.450.450.50因为 r/t=1/0.5=2 由表 1 可知中性层的位以系数为 0.35。可知中中性层的倒角为1 0.35 0.51.175R 所以毛坯图如 2-2 所示：图 2-2 毛坯展开3 冲裁方案的定冲裁方案的定工艺方案的一般选择原则，我们可以先从它的质量，生产的效率，生产过程中相应的一些成本，安全因素进行比较分析，最后确定一个最合适的生产方案。打个比方，如果为了达到高质量，很高的相率，极低的消耗材料的目的，并且是大批量生产时我们可以采用高效率的模具，如果为了降低生产的成本，在小批量生产时，采用建议的模具或者一般的模具即可。通过对工件的分析，要能合理的行成工件，需要经过以下的几个步骤，不难发现它们分别是先冲孔，再弯曲，最后是落料。因此我们初步采取以下方案。方案一：单工序模制造和调试都比较容易第一步是落料，然后冲孔，最后弯曲，弯曲又分为多处弯曲，需要三个弯曲模具完成。方案二：工件中的落料和冲孔工序依靠冲孔落料复合模来完成，后面的弯曲工序需要采用三个单工序的弯曲模来完成。方案三：使用级进模生产，可分为成冲长圆孔，然后冲进行弯曲，最后冲孔再落料，这几道工序可以用级进模直接加工出来的。方案对比：方案一：模具结构数量有多个，而且来回更换模具，导致工件的精度难易保证。方案二：和方案一样，由于落料冲孔弯曲需要分为多次，所以工件的精度和定位都不太方便，而且模具数量较多，成本较高，也不能实现大批量生产。方案三：采用一副模具完成，级进模里有几个不同的工序，而且都安装在同一副模具里，可以直接冲压出想要的比较复杂，并且能符合要求的东西，我们进行了整合，使用连续模这个方案最好，能进行很大的量的生产可同时满足。我们暂时设定的工序如下：先进行冲导正孔、然后再切废料、进而再进行弯曲、最后落料。中间可以根据实际情况增加空工位。 三种模具的比较见下表表 2-2 单工序模。复合模和连续模的比较项目单工序复合连续模冲压件精度一般较低中 高级精度中 高级精度原材料的要求一般不高除条料外，小件也可以用边角料条料或者卷料变更翻转冲压的方向允许不允许不允许增加工位数可能有限度可能冲模制造的复杂性及价格结构简单，制造周期短，便宜结构复杂，制造难度大，价格高结构复杂，调试难度大，价格高设备能力小中大4. 模具总体结构的确定模具总体结构的确定4.1 模具类型的选择模具类型的选择 通过工件的工艺分析，以及各生产方案额对比，采用级进模完成工件的生产,这样的操作更加方便，效率更高，成本比其他的低。4.2 送料方式的选择送料方式的选择为了实现工件的自动化生产，工件的送料方式的选择十分重要，在本次设计中，采用自动方式进行送料的机构，能够满足工件的自动化生产。4.3 定位方式的定位方式的选择选择我们的条料是的带料形式，我们送料的时候采用导料板进行定位，在每一个工序中都采用导正销进行定位。采用自动送料机进行送料。4.4 卸料、出件方式的选择卸料、出件方式的选择卸料板通过卸料的螺钉和弹簧等装在模具上组成的简单的弹性的卸料装置，模具为闭合状态时，弹簧是被压着的，当模具进行工作被打开或者上行的时候，在弹簧的的反作用力下推动卸料板往下运动，在平常中我们看到的模具的弹压卸料板一般都会比凸模底面高出一点的距离，这样冲压开始时先压住料，然后再冲压；冲压结束后，料被顺利地卸下。而且卸料板能在工对工件进行作中起到压料的作用，减少弹簧在运动时又进行反弹的力。4.5 导向方式的选择导向方式的选择第一种方案：采用对角导柱模架。在工作的过程中采用对角的导柱它们由于安装在对角的方向，所以模具上模座滑动的时候所收到的力均匀 ，没有导致不平衡，另外整体性都相对的稳定，模架的滑动都是比较稳定的，可以使得模具在使用方面时间变得更长。但是，不太好的一点是由于导柱间的的距离有一定的局限性，条料的宽度不能取得太大第二种方案：后侧式导柱模架，这种模架的优点是条料在宽度省的限制不会很大，但是他的缺点在于整体结构的中心可能会在模具工作的时候产生偏移，严重的情况可能会缩短模架的使用时间。但他的比较的利于操作和对条料的导入。第三种方案：四导柱模架。这种四个角导柱分布在模架上，不会受到工作中因为导柱和模架之间由于相互运动而产生的偏移或歪斜，一般在大型的企业就行产品的大量生产时用的比较多，因为它生产的产品的质量非常的好，但是比较复杂，成本也高。第四种方案方：中间导柱模架。模架的两侧安装有导柱，并且是对称的。模具工作室它在进行导向的能力上也是非常的完美，瑕疵小。但是只能进行前后送料，大多数需要人工进行操作。我在这里选择的是后侧导柱模架如图 2.3，后侧导柱主要采用左右送料，也可以采用前后送料，因为工件要求的精度还比较的高，并且生产有较高的要求，尺寸符合， 。不但能保证工件的正常生产，能够保证一定的精度，所以选择第 2 个方案是最合理的1。图 2.3 后侧导柱模架5 工艺参数计算工艺参数计算5.1 排样排样方式的选择方式的选择排样是模具设计的主要依据，排样图的合理或者不合理，直接关系到模具的设计。因此在设计时我们要全面更加多角度的进行思考，不可盲目大意。排样时考虑的条件或问题有很多，包括生产的能力等各种因素4。例如：利用率，冲压力要平衡，各工位的合理性要考虑的周全，对于排样来说，就要充分的尽可能的减少废料，使材料得到最大限度的利用。对于多工位级进模具来说，由于生产加工多种方面原因，不可能达到非常高的利用率，总会有废料。所以最好的方法是从排样的方式去找解决的办法，因此采用双排，多排的方法提高利用率2。我们可以采用有废料的排样方式进行排样，虽然有废料的产生，但是能够确保工件的精度能够达到要求，也能够减小对模具的损坏，使得模具更加耐用。由于工件一侧弯曲，在这里工件采用了直对排样的方式，保证弯曲受力的均匀。如图 2.4 为一些基本的排样方法。图 2.4 排样的方法5.1.1 排样及搭边值的计算排样及搭边值的计算此次设计运用的是弹性卸料装置，根据参考书籍1查表确定工件的最小的搭边的值为我们设为 0.8mm、1.0mm。但是由于具有切边工序，需要在保证最小搭边的基础上，我们在这里取整。排样图在下方 5.1 所示。 5.1.2 步距的计算步距的计算工件进给的长度我们可以称之为步距，单位 mm，当排样的步距值我们设计好了以后，在该模具相互邻进两个工位间的长度必需相当。冲压过程中每次送料的时候， ，步距的大小计算方式，我们可以选择工件直接的一个标记点，然后送一个步距后，测量相邻的工件之间的距离是多少。这个距离就是步距的数值。步距可定义为：S=L+b (5-1)式中 ：S冲裁步距；（mm）L工件板料的外形的最大距离；b沿送进方向的搭边值在和送料相同的方向上，工件板料的外形的最大距离约为 L=6.7 毫米, 有上节可知，送料方向的搭边调整为 2.3mm，所以我们确定步距：S=L+b=2.3+6.7=9（mm）5.1.3 条料宽度的确定条料宽度的确定 由于侧压装置的作用,切废料凸模既能切废料，又能定距。使条料或带料始终与导料板（定位基准）靠紧，条料沿此定位基准送进，宽度计算公式如下： (5-2)0)2(aDB式中： B条料的宽度；D工件在宽度方向的尺寸；a制件与材料侧搭边最小值。条料的剪切偏差条料的宽度确定公式如下： B=(2 23.25 + 4.5 + 2 1)0 0.5 =mm00.5535.1.4 材料利用率的计算材料利用率的计算 冲裁件的现实的面积与原来利用板料面积的比例2， 材料利用率定义为：=nA/BS100% (5-3)式中： 材料利用率A工件的面积，由二维软件测得：119.5mm2B条料宽度S冲裁步距n一个步距内制件数=nA/BS100%=2119.5/539100%=50.1%通过计算得材料利用率为 50.1%。图 5.1 零件排样图5.2 冲压力的计算冲压力的计算 5.2.1 冲裁力的计冲裁力的计算算冲裁力可按下式来计算： FKLt为了计算方便，也可以材料的强度极限（Mpa） ，按下式估算冲裁力b (5-4)bFLt式中：工件周边长度（mm） ；L 材料厚度（mm）;t 材料抗减强度（） ；MPa 系数。一般和模具刃口的磨损有关系，其他对这个因素有影K响的因素还包括模具间隙的波动，材料力学性能等，在一般设计的过程中我们取=1.3。K 材料的抗拉强度（） ，一般情况下，材料的，由bMPa1.3b于一般黄铜的硬度都大于或等于 400Mpa，因此区一个适当的中间值取=450Mpab计算结果如下表 5-1 各工位情况工位类别周长（mm）第一工位冲导正孔18.8第二工位导正孔长圆孔35.5第四工位切废料51.1第九工位冲孔28.3第十一工位落料49总的冲裁力：(18.835.551.1 28.349) 0.5 45041.2FKN总5.2.2 弯曲力的计算弯曲力的计算由于零件对称布局，所以属于两次 U 形弯曲，计算的时候按照以下公式进行。如图 5.2U 形工件计算如下，带入数据得出：其中，b=5mm. r=1mm.k 取 1.3) 110007 . 02rKbtF（弯b (5-5)20.7 1.3 5 1450=21 0.5F 弯=2730N如下图所示。b=5mm. r=1mm.k 取 1.3图 5.2 弯曲工序图5.2.3 卸料力与推件力的计算卸料力与推件力的计算 冲裁竣事的时候，经常有一些废物会塞在凹模内，要使冲裁工作继续，必需将卡在凹模内工件或者是废料弄出来。如下图 5-3图 5.3 卸料推件力有很多因素影响力的大小，比如选择的不同的材料、以及毛坯的厚度和不同种类，冲裁时候选择间隙的尺寸都可能会影响卸料力、推件力以及顶出力的计算，计算的时候选取常用的公式计算： (5-6)FK F卸卸 n (5-7)FK F推推式中：冲裁力（） ；FN卸料力K卸推件力K推顶件力 K顶表 5-2 各项力的系数如下表冲压结束后废料由下方的漏料孔落下的，其中工件时数由公式计算：推件力计算的时候按一次卡在凹模洞口内的零件数目个工件，带入数据进行计算得：n=h/t=2.5/0.5=5F总=F冲+F卸+F推 (5-8) 通过查表得 0.0450.055KK卸推通过计算得出卸料力和退料力：F卸=0.04541.2KN=1.9KNF推=50.00541.2KN=11.4KN 5.2.4 总冲压力的计算总冲压力的计算各个工位的总冲压力如下：模具总冲压力为模具各个工步的冲压力总和；41.21.911.42.857.3FKNKNKNKNKN总5.3 压力机吨位选择压力机吨位选择 通过分析零件的出产数目的多少，加工工序要领和性质，冲压零部件的尺寸，形状和精度等各方面作为冲压的设备的选择基准。下表为选择的参考。 表 5-3 按冲压件大小选零件大小选用压力机类型特点适用工序小型或中型开试或半闭式机械压力机C 型或整体式机身：重量轻，操作方便，价格低廉分离及成形大中型闭式机械压力机组合式机身：重量重，工作平稳分离，成形表 5-4 按生产批量选择压力设零件批量冲压设备类型特点适用工序小批量薄板通用机械压力机速度快，生产效率高质量比较稳定各种工序小批量厚板液压机行程不固定，不会因超载而损坏设备拉深，胀形，弯曲等大中批量高速压力机多工位自动压力机高效率，消除半成品堆堵等问题冲裁各种工序本模具在冲裁过程中总的冲压力，初步我们开始选择压力机型57.3FKN总号为 J23-16 压力机，具体参数如下。表 5-5 开式 压力机规格及参数型号J23-16J23-25J23-35J23-63公称压力 /KN160250350630滑块行程 /mm5565100120最大闭合高度 /mm220270290360闭合高度调节 /mm45556070滑块中心线至床身距离 /mm160200200300前后180220220300滑块底面尺寸 /mm左右200250250260模柄孔尺寸/mm直径40404050深度6060608054 压力中心压力中心 一般情况下，简单的冲裁件，它的压力中心一般在它的几何中心，而本工件时形状比较复杂的，将它分解成几个简单的部分，然后分别计算各个部分受到的力的合力。对于规则的图形，一般选择几何中心作为模具的压力中心，而无需计算，如果工件比较复杂，或者有多个凸模，我们可以采用解析法进行详细的计算。简单的几何图形，对称压力中心位于几何中心，冲压直线段，压力中心位于线段中心，通过公式，带入数据可以计算。 )/(212211nnnoLLLXLXLXLX )/(212211nnnoLLLYLYLYLY选坐标 XOY。如图。Xn = L1X1+L2X2+LnXn/（L1+L2+Ln） =9.42520+13.025224+14.137246.5+55246.5+26.9452105/(9.4252+13.0252+14.1372+552+26.9452) =45Yn = L1Y1+L2Y2+LnYn/（L1+L2+Ln）=9.42525.7+13.025223.8+14.137234.2+5528.7+26.945211.2/(9.4252+13.0252+14.1372+552+26.9452)=13.4图 5.4 压力中心的计算6 刃口尺寸计算刃口尺寸计算6.1 冲裁间隙的确定冲裁间隙的确定一般间隙的大小会影响其工件的品质，凸模和凹模刃口之间的缝隙为冲裁的间隙，如果间隙偏大或过偏小都是不好的，冲裁间隙大时，变形区材料受到的拉应力的作用变的比较大，冲裁结束后因材料弹性恢复 如下图，Z 表示双边间隙，Z 为正值，也可为负值，一般均为正值。设计模具时间隙要选择合理的，尺寸精度才能满足产品的要求，冲裁力就会变小、模具就更加的耐用，冲裁件的质量才能以保证1图 6.1 冲裁间隙图根据实用间隙表查参考文献2，查得材料间隙为 0.04，0.06。 表 6-1 双边间隙mm材料厚度 08、10、20、35、16Mn40、5065Mn09Mn、Q235ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小间隙 （或无间隙 ）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.50.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2 刃口尺寸的计算刃口尺寸的计算（1）刃口尺寸确定的原则 凸、凹模刃口尺寸公差的选择和计算，是一个很的重要的环节，会明显的影响到冲生产技术经济效果，必须根据冲裁的变形规律进行合理充分的考虑，遵循以下原则如下表总结：表 6-2 冲裁模的设计原则冲裁类型选择原则落料模在设计时应以凹模尺寸为基准，间隙区在凸模上，靠减小其尺寸获得；设计冲孔时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上，靠增大其尺寸获得据冲模磨损规律凹模磨损使落料件轮廓尺寸增大，因此，设计落料模时，凹模的刃口尺寸应等于接近于工件下极限尺寸，模的磨损使冲孔件孔径尺寸减小，因此，设计冲孔模时，模的刃口尺寸等于或接近于工件的上极限尺寸。冲裁模在使用中刃口的磨损结果造成间隙不断增大，因此设计时无论是落料模还是冲孔模，新模的间隙都必须选取最小合理间隙Z 使模具具有较长的寿命模具凸模和凹模一般容易磨损，所以我们要通过计算，还求出合理的凸凹模的尺寸公差和偏差，其中有一种方法为凸凹模分别加工法计算；还有一种方法，就是采用配合法。 在这里我们采用的是配合加工法，这个方法比较适合于薄料的冲件，或者是形状复杂的工件，一般这个方法不用校核双边间隙。采用配作的方式，可以简化我们计算的工作，从而降低模具的设计和制作成本，因此为了降低成本，提高劳动生产效率，我们可以采用配作的方式来计算凸模和凹模的刃口（1）凸凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不断增大-第一类尺寸 A - Aj=(Amax-x) (6-1)410（2）凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不断减少-第一类尺寸 B Bj=(Bmin+x) (6-2)041（3）磨损不变尺寸（C 类尺寸）凹模或者凸模在模具工作过程中尺寸会不变化-第一类尺寸 C Cj=(Cmin+) (6-3) 2181其中，x 为磨损系数。查表得：工件精度 IT10 级以上 x=1工件精度 IT1-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5 对于冲制形状比较复杂或相对薄料的冲裁件的冲模，或小批量单件生产的冲模，一般采用配作加工法。这种加工方法的优点是，由配制来保证模具间隙，具有比较简单的工艺性，尺寸标注简单，冲孔凸模刃口计算公式 ：减小的尺寸 (6-4) 0)(pxAAp增大的尺寸 （6-pxBBp0)(5） 不变的尺寸Cj=(Cmin+) （6-21816） 式中 A、B、C凸模刃口尺寸；x 值由参考文献可得；模具公差 由参考文献 2表 3-12 处可得。 (1) 工位 1 冲导正孔凸模刃口尺寸，图 6.4，直径 3mm： 应用公式 :其中工差等级我们 在这里取 IT14，计算，0)(pxAApD（3+0.50.25）3.1250-0.02mm 0004. 0(2)工位 2 长圆孔凸模刃口，其中冲的尺 如图 6.4 所示应用公式 :计算， 0)(pxAAp A1=（1.5+0.050.25）1.625mm 002. 0002. 0(3)工位 4 切废料凸模刃口： 应用公式 :如图 6.5 所示 计算，0)(pxAAp A2=(9+0.50.36)0-0.09=9.15mm009. 0 A3=(5+10.30)=5.14mm 0075. 00075. 0(4)工位 10 落料凸模刃口： 应用公式 :如图 6.6 所示计算 0)(pxAAp A2=(6.7+0.50.36)=6.52mm 009. 0009. 0 有的未标注的，按 IT14 级处理，取 x=0.5。 在所有的尺寸中，A 类尺寸：、 00.5223.2500.3500.366.700.34.1B 类尺寸：、0.1604.50.2501.5RC 类尺寸：1.80.1其中计算的结果如下表 6-3 所示 表 6-3 工作零件刃口尺寸计算6.3 弯曲模计算弯曲模计算弯曲模的刃口尺寸计算弯曲时，间隙的取值是关键，如果间隙小摩擦力比较大，就会导致弯曲力比较大，如果间隙过大，会导致工件的回弹比较明显，而导致工件的精度得不到保障。弯曲时，带入数据得出间隙。 （6-5）)1 (2ntZ式中 凸凹模的单面间隙；2Z t材料的公称厚度； n系数，查表，取 n=0.05。代入公式可得：。(1)0.5 1.05=0.5252Ztn有工件的尺寸可一直，弯曲件的尺寸为工件的外形尺寸，所以我们计算的时候应以凹模为准，然后凸模进行配作。保证凸凹模间隙进行调整，查表1 021. 0凸033. 0凹类型尺寸计算结果00.5223.250.13022.9900.350.0704.8500.366.70.0906.52A00.34.1)4/1 (0)max(xAAj0.0703.950.1604.500.044.58B0.2501.5R0)4/1()min(xBBj00.061.62RC1.80.1Cj=(Cmin+)21811.80.02弯曲时弯曲一边。所以只要保证凸模宽度尺寸不小于弯曲边宽度即可，冲弯曲半径，按照一般的情况的弯曲半径部弯曲应不小于，因此在我们的设计应为弯曲半径部的冲头的半径的设计（见图 6.6） ，的单倍型值弯曲冲头和就在这里一边模隙凹模孔尺寸设计【3】。图 6.6 弯曲示意图7 模具主要零部件的计算模具主要零部件的计算我们在设计模具的一些零部件时，模具的主要零部件一般情况下都可以参照国家的标准，在这里我们得首先把凹模的尺寸计算出来，有了凹模，我们就可以把卸料板，固定板，卸料板等零部件设计出来，另外，在模具进行设计时，我们要了解这些零部件设计的一些作用，及其设计的依据，一般设计直接与冲压件有关联的部分时，其余都可以从标准件中进行选取，标准化简化了模具设计，还使得设计用的时间大大的减小，提高了效率，下面分别介绍各个零部件的设计。7.1 凹模的计算凹模的计算7.1.1 凹模外形的计算凹模外形的计算凹模的形状一般和冲压件的材质以及厚度有关，其主要决定因素的为工件的厚度。有了厚度，我们即可参照一些公式，来完成凹模的设计。 。凹模板厚度尺寸 H=Kb1 (7-1) 凹模板型孔和边的距离尺寸 c1.5H （7-2）最终凹模的边长 L=b1+2c (7-3) 最终凹模的宽带 B=b2+2c (7-4) 式中：b1-工件的长度方向的最大尺寸； b2-工件弯曲件件的宽带方向最大外形尺寸，本次设计对排，所以要按两个件的宽度，取b2=50； K-系数，主要受到材料厚度的影响，查表10【2】。表 7-1 系数 K 值材料厚度 t/mm材料料宽 s/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表7-1得：K=0.4。由公式（7-1）凹模板的尺寸计算如下：凹模厚度：H=Kb2 =0.450 =20（mm） 由公式（7-2）得凹模边壁厚：c1.5H =1.520=30mm取凹模边壁厚为30mm。凹模的宽度 L=b1+2c= 50+230=110 另外通过分析模具，还要结合排样图，刃口，空的排放等几个方面，来设计凹模板的长、宽的尺寸。还要考虑模架的选择，综合一些标准件作参考最后经过一些经验和仔细的对比。结合模具结构取整后取：LBH=160mm110mm30mm7.1.2 凹模凹模的固定螺孔与定位销孔大小及间距的固定螺孔与定位销孔大小及间距 螺钉，销钉，等在凹模上的位置有一定的要求1、一般情况下 A 大于或等于螺孔直径的 1.3 到 1.5 倍/2、一般情况 D 大于或等于销孔直径的 1 到 2 倍3、C 大于或者等于螺孔直径 1 到 1.3 倍，具体的取值参照下表。表 7-2 螺孔。销钉之间距离7.1.3 凹模精度与材料的确定凹模精度与材料的确定凹模在模具设计中是模具设计的核心零件，而且也要靠凹模来保证工件的精度和表面光滑度，所以它精度和表面粗糙度一定不能太低，否则会降低工件的成品率，通过查找资料我们可以发现常用的材料我们可以使用选择 Cr12，因为 Cr12 有非常大的轻度和硬度，比较耐磨。平行度一般选择 0.02，根据具体可以参照下表，内型腔的的精度为 IT7 级。凹模的二维图和三维图如图 7.1 下所示。图 7.1 凹模7.2 凸模的设计凸模的设计7.2.1 凸模结构的确定凸模结构的确定凸模是模具工作的重要零件，和凹模的作用都是不可以缺少的零部件，圆形凸模非圆形凸模、平刃口和斜刃口等凸模，凸模的选择应该能够保证足够的稳定和工作的可行性，当损坏和修理时应该保证拆装方便，便于维修。凸模结构我们在这里设计为直柱形的，然后再利用台阶对其进行固定【1】。7.2.2 凸模高度的确定凸模高度的确定凸模高度要根据模具的实际情况，凸模的结构尺寸计算示意图如下。图7.2凸模高度尺寸由上面的图及得到凸模的高度：L=h1+h2+H (7-5)式中: h1-固定板厚度 h1=20mm； h2-卸料板厚度，橡胶或弹簧的高度，可得：h2=30mm； H-附加长度修磨量为为 2.5。由公式(7-5)得： L=20+30+2.5=52.5(mm)7.2.3 凸模材料的确定凸模材料的确定本模具需要有比较高的耐磨性和较长的寿命，并且在冲压过程中，要持续的受到冲压力，所以我们需要选择强度和韧性都比较好的材料。所以我们选择Cr12，能很好的满足电器过电片弯曲件生产的需要，模具材料热处理为HRC5862HRC。7.2.4 凸模精度的确定凸模精度的确定根据实际需要， ，表面粗糙度为 Ra0.8um。选择 IT7 级。1冲导正孔凸模如图 7-3图 7.3 冲导正孔凸模2冲长圆孔凸模，其中各尺寸如图 7.4 所示。图 7.4 冲长圆孔凸模3切废料凸模，其中各尺寸如图 7.5 所示。图 7.5 切边凸模4冲孔凸模，各尺寸如下图 7.6 所示图 7.6 冲孔凸模7.2.4 凸模强度凸模强度 1.压应力的校核一般在进行校核时候，我们都要依据凸模材料需要的应力应该小于凸模承受的最大压应力。 压 最大冲裁力p 凸模刃口面积s其中 P=LT 周长 L 料厚 t 抗剪切强度，一般 =0.8 ，由上面的 计由上面的计算得到 所以 =0.8450=360MPa 所以有导正孔凸模周长为 9.4mm，面积为，冲长圆孔周长 17.7mm 冲孔周长 13.1mm1）对于冲导正孔凸模：L=9.42mm s=7.16 带入公式有=9.420.5360/7.16=236.8mp 压2）对于冲长圆孔凸模： L=17.7mm s=15.6 带入公式有 =17.70.5360/15.6=204.2Mpa 压3)对于冲孔凸模： L=13.1mm S=15.9 带入公式有 =13.10.5360/15.9=143.8MPa 压通过计算，我们可以不难看出，基本上都符合要求，满足了所需的强度要求2 失稳力的校核因为凸模有卸料板的导向，我们用公式= 8 3式中：Lmax凸模最大允许长度 mm E凸模材料弹性模量 取 210000（Mpa） d冲孔直径 mm 冲件材料抗剪强度 mm 这里取 360Mpa（黄铜 H68） ，由上面出。由于孔为所有的凸模中直径最小的，要是他能满足要求，其他的肯定3也不会不满足。因此带入公式有=69mm 8 38 21000 30.5 3603在上面的设计中，凸模的长度我们已经设计为 52.5mm，显然69mm52.5mm，因此符合要求，故所有的凸模都符合弯曲要求。7.2.5 弯曲模的设计弯曲模的设计1.弯曲模工艺性级进弯曲模是指弯曲采用级进模在多个工位上分布弯曲成形，在即进模上，弯曲工序往往比单工序模更加的复杂，级进弯曲模一般有冲裁工序和弯曲工序组合而成。级进弯曲工艺性应注意以下:（1）.在弯曲的地方 R 应该设计合理，不能太大。 由于在材料弯曲的过程中，工件内部的材料受压，则会受到压应力的作用，而弯曲处外面的材料受拉 ，既拉应力的作用3。如果弯曲半径变小纳闷它的变形程度会增大，如果弯曲半径设计太小，材料外层手打的力会变大，远远超出了它所承受的范围，则可能会对材料或者工件造成破坏（2）弯曲的直边高度不应太短。（3）孔距不能太小（4） 弯曲件几何形状会改变的。设计者一般会把弯曲件设计成对称的形状，这样的话在工作或者是冲压的过程中，收到的力比较均匀， 。这样制造出来的工件质量更好2.弯曲模设计注意事项（1）当把毛坯放入到模具中，应该设计一个好的定位装置当材料被压弯曲时，应该对其进行固定，不让它滑动（2）一般设计完成一次设计时，应该进行力的计算，去验证是否合理（3）模具在进行作业必须保证其对人身的安全，以及机器或者模具的安全性（4）般弯曲时应使其对称，可以保证受力均匀。3.弯曲模工作部分尺寸计算3.1 弯曲凹模的设计1）第一凹模圆角半径不应该太小，内侧里面半径应该作为凸模的圆角半径的参考值。对于我的工件，因为它是 U 形的工件，所以再设计的时候，应该合理的取凸凹模的间隙2）弯曲时，U 形件的弯曲，确定间隙是个重要的问题，因为如果选择的间隙太小的话，它们在工作时靠的比较的进，导致两者的接触较多，产生的相互摩擦力比较大，就会导致弯曲力比较大，如果间隙设计的过大，会导致工件的回弹比较明显2，而导致工件的精度得不到保障一般情况下单边间隙取 z/2。3）弯曲时，带入数据得出间隙。 （6-1）)1 (2ntZ式中 凸凹模的单面间隙；2Z t材料的公称厚度； n系数，查表，取 0.05。代入公式可得：。(1)0.5 1.05=0.5252Ztn由零件的形状可以看出，弯曲时只是弯曲一边。所以只要保证凸模宽度尺不小于弯曲边宽度即可。R弯曲，故因此凸模的圆角半径和弯曲部分minr的圆角半径一样（见图 7.7） ，凹模孔尺寸为单倍弯曲凸模与凹模的单面间隙值，有排样图我们知道在进行弯曲部分时，我们需要将长为 51mm，宽为5mm 的材料进行弯曲，如下图，弯曲成形后，我们需要的是二次弯曲，我们的工件变成的形状，根据零件的要求，我们就可以计设计出凹模夫人宽度为 23.4mm，由于弯曲件弯曲部分 5.7.所以固定弯曲的深度我们设计为 5.7mm，就是凹下的地方与凹模面的距离。通过上面的分析我们就可以将弯曲凹模和弯曲凸模设计出来了。图 7.7 弯曲凹模3.2 弯曲凸模镶块以下的弯曲凸我们采用的是嵌套式的设计方法，因为在级进模具的设计过程中，在整体凹模上采用嵌套式的结构，如下图所示，因为我们经常额需要对模具进行检修，为了便于加工，更换和刃口的修模，我们还在固定端的下部分设计一个台肩，这样固定后不会拔出。通过查书中的表可以得出，台肩的高度我们设计为 3mm，高度随着凹模的厚度设计为 30mm，考虑弯曲时的设计，我们将宽度设计为 22.3mm。图 7.8 弯曲凸模7.3 卸料板的设计卸料板的设计7.3.1 卸料板外型设计卸料板外型设计通过分析，在模具设计过程中，我们选择的卸料结构为弹性卸料结构，这种结构不仅具有卸荷作用，同时也完成了凸模导向，尤其是模具设计过程中，冲头高，冲头直径较小， ，因此采用弹性卸料是一个比较恰当的方案1。推板的边界的边缘的形状和大小相同的凹模。间隙值取 0.1mm。如下表可以看出来表 7-4 卸料板与凸凹模的间隙材料厚度t0.50.511单面间隙C0.050.10.15一般的情况下我们都是先计算出凹模的形状和尺寸，有了这些数据之后，我们就能够确定卸料板的尺寸了，只是厚度不一样而已2，所以根据上问计算出来的值，再通过查找资料，也就确定了卸料板的长以及宽度，通过查资料，卸料板厚度大概是凹模厚度的 0.8 倍到 1 倍之间，如果产品小，就取 10 到 20mm 之间，由于我的零件比较小，卸料板的厚度设计为 16mm，根据凹模的尺寸算出来了以后，我们就大概的知道设计卸料板的尺寸了因此有：卸料板：160mm110mm16mm7.3.2 卸料板材料的选择卸料板材料的选择考虑到卸料的时候对卸料板的的强度和硬度要求较高 ，又因为卸料板主要是起卸料的作用不可缺少，而且很重要，所以材料选择是 45 钢。45 钢是很好的碳素结的构钢，它的质量较好，含碳量上下的幅度小，各方面的能力比较的平稳。经过热处理后拥有很良好的综合力学性能，也就是说我们在选择卸料板的时候要充分的了解材料是否抗压，是否能经受住大的力。不可以随随便便的选用。7.3.3 卸料板整体精度的确定卸料板整体精度的确定外轮廓一般在工作中对工件没有造成过多的影响，精度要球不是很高高；取粗糙度为 R3.2 就可以了。然而内轮廓精度会影响到工件，所以它的精度的要求要高于要求的外轮廓，因此使用，表面粗糙度为 Ra1.6；对于螺钉孔和销，他们具有导向销确定位置不变的功能，所以精准度要求比较高，表面粗糙度Ra3.2【3】。如下图 7.9 和 7.10 所示。图 7.9 卸料板图 7.10 卸料板三维图7.3.4 弹性元件的选择弹性元件的选择 一般情况下，弹簧都是有一定的标准的，选用时一般不会进行强度的校核，直接按标准的规格选用，也可以根据需求按照市场的供货选用。选择弹簧按一下条件。查阅文献1。1） 我们选择了 4 根弹簧，由之前的计算得出，卸料力为 1.9KN2） 每根弹簧分担卸料力为：F预F卸 /n=1500/4=475N 式中： F预 弹簧的预压力（N） F卸 卸料力（N） n 弹簧的个数3）根据预压力P预475和模具结构尺寸，需用高强度压缩弹簧，粗选出序号 39-42 的弹簧，其最大工作负荷 F1=600N475N3）校验是否满足 S1S总，通过查阅资料，可以得如下结果。其中： 11.5Stmm 工作mmSx5修磨其中修模量（26）mmS允许F总=F预+F工作 +S修 模由参考书中表 C1 数据可见，选序号 42 的弹簧最合适。42 号弹簧的规格为：外径：D=16mm 钢丝直径：1.0dmm自由高度：060Hmm装配高度为 35mm： 7.4 固定板的设计固定板的设计级进模对固定板的要求比较高，他需要安装的零件比较多。一般情况下对多工位级进模具的固定板要求比较高，因此我们设计固定板时就把它设计得比较厚一些，使其更加的耐用。 则凸模固定板的厚度： H固=（0.60.8）H凹 (7-6)式中：H固固定板厚度； H凹凹模厚度。根据公式（7-7）得凸模固定板厚度为：H凸固=（0.60.8）H凹=（0.60.8）30 = 1824（mm） 所以可以设计出固定板厚度20mm。如图7.10所示图7.10固定板二维图7.5 垫板的设计垫板的设计 7.5.1 垫板分析垫板分析 垫板主要防治模具在工作时由于反作用的力对模板造成损坏，其实垫板已经被纳入国家标准的里头了，参考模具的凹模的尺寸，选择垫板厚度为10mm ，设计为160mm110 mm10mm。如图7.11图7.11垫板二维图7.5.2 垫板受力分析垫板受力分析垫板承受力的校核：公式如下所示 =42 式中：模板压应力（MPa） 许用压应力 查表为220MpaF 冲裁力（ N）D 凸模承压的直径mS 承受面积mm2 由只已将算出冲裁力F=41.2KN，有上方已经计算出，所以总的面积 S=S弯曲+S冲孔+S冲导正孔+S切边+S长圆孔=424+15.92+7.142+15.62+89.12=679mm2带入公式有： =41.2 1000679= 60.6 其中=220MPa，垫板的设计符合要求。7.6 其他零件设计其他零件设计7.6.1 定位零件 为了保证零件的准确度，基本上都用到了导料板，完成定位作用，以便能得到合格的零件。本套模具采用导料板横行定位，一般安装在凹模的两侧，长度比凹模长。 。厚度取6mm，材料为 45 钢。两导料板间的距离应大于条料宽度 0.21mm，这样的设计是为了了使条料顺利通过。导料板结构如下图所示：尺寸为，190mm28.5mm6mm图 7.12 导料板7.6.2 导料浮顶装置 浮顶杆分为两种形式，一种为普通浮顶杆，另一种为套式的浮顶杆，如下图所示的浮顶装置为人们经常用的一种，在定点杆不工作的状态下或者是自由的状态下式，一般情况下都要高出凹模的平面一点的距离的。一般导料时配合导料板进行使用，在这里，我们将浮顶杆设计为圆柱的形状，设计在没有孔和没有成型的地方的下面。再者依靠凹模板内的多个圆柱形浮顶销，弹性的弹力主要来自于浮顶装置，如下图所示，推件起到了卸料的作用，可使材料处于紧压状态下进行分离，主要用于一些薄件和和对于一些要求较高的零部件。将板料送到冲压的初始位置，从而减小了卸料力。浮顶装置如下图 7-13 所示。图 7.13 浮顶器7.7 上下模座、模柄的选用上下模座、模柄的选用7.7.1 上下模座的选用上下模座的选用模具采用后侧导柱模架，由参考资料4具体尺寸规格如下表 7-5 所示。表 7-5 模架组合7.7.2 模柄的选用模柄的选用模柄分类： （1）压入式：精度较好、在小型模具中应用最多，稳定，一般不会松动（2） 凸缘式：装拆方便、大型模具（3） 旋入式：装拆方便、精度一般（4 ）浮动式：主要精密模具2分析了该模具模具结构，采用压入式模柄。模柄直径应与模柄孔径一致。名 称数 量材 料规 格标 准上模座1200HT16012540mmmmmm5 .2855/TGB下模座1200HT16012550mmmmmm6 .2855/TGB导 柱112025160mmmm/2861.1GB T导 套1120259038mmmmmm/2861.6GB T综合以上，本模具模柄选用：A40 JB/T7646.3-1994。材料为 Q235 或者Q275 钢，如图 7.14图 7.14 模柄7.7.3 螺钉、销钉的选用螺钉、销钉的选用螺钉、销钉一般都是标准件，螺钉起到固定的作用，销钉则起定位作用。螺钉一般根据经验选用。类型螺钉（mm）销钉（mm）备注上模座-垫板-固定板6M855分布均匀凹模-下模座6M8508504过渡配合凹模-固定板-垫板8704过渡配合上模座-垫板-固定板卸料板4M870卸料螺钉下模座凹模6M8508604导料板6M8128604分布均匀下表 14 为螺钉的选择方式,设计的时候依据下表选择。表 7-6 螺钉的选择凹模的厚度1313191925253235螺钉的规M4，M5M5，M6M6，M8M8，M10M10，M12格下图为螺钉圆柱销布局图如下所示。7.15 卸料螺钉、圆柱销77.4 导正销的选用导正销的选用 导正销就是起到定位的作用，在冲裁的时候，导正销插入之前已经冲裁好的恐里，保证额精度，一般多用在级进模中，常安装在第二工位以后。根据公式 dadp2所以 d=3-20.04=2.92其中 冲孔凸模直径pd a-导正销与冲孔直径的差值图7.16导正销7.8 总装配图总装配图 7.8.1 模具装配模具装配图图模具装配图如图7-17所示：图7-17 模具装配图1-下模座 2-凹模 3-弯曲凸模 4-卸料板 5-凸模固定板板 6-垫板 7-上模座 8-冲导正孔凸模 9-切废料凸模 10-模柄 11-防转销 12-冲长圆孔凸模 13-冲导正孔凸模 14-承料板 15-螺钉 16-浮顶销 17-螺钉 18-导柱 19-螺钉 20-卸料螺钉 21-弹簧 22-导套 23-导正销 24-弯曲凹模 25-卸料螺钉 26-圆柱销 27-导料板 28-圆柱销 29-圆柱7.8.3 工作原理工作原理卸料板：作用就是将冲裁后，将卡在凸模上的条料，卸掉。固定板主要是对凸模的固定。防止转动导料板控制板料的送的方向，采用自动送料，每次送料 9mm，依靠导正销进行精准定位3。第一工序：冲导正孔，有冲孔凸模完成孔的冲制，第一步设计冲孔，利于第二步利用这些孔进行导正。第二工序：冲孔。利用上一个冲好的孔进行导正，然后进行冲孔。第三工序：空位。空位表示这个工序不对板料进行冲裁，主要是防止前后两个工序凸模干涉。第四工序：冲废料。完成工件外形的切边成形。第五、六工序：空位。同工序三第七工序：完成工件的弯曲