收放机架安装支架冲压工艺及模具设计

收放机架安装支架建模和冲压工艺及模具设计学生姓名: 指导老师: 摘要:收放机架安装支架是汽车上的一个结构零件，它是板料成形零件，采用的材料是 SPHC。通过分析收放机架安装支架的工艺性，确定了在技术上可行，经济上合理的冲压工艺方案，并且设计出生产此零件的全序模具。通过对零件结构工艺性分析，设计中采用了四副模具来完成收放机架安装支架的成形。第一副为落料冲孔复合模，落料的同时冲出两个小圆孔。落料冲孔复合模的特点是工作效率高。第二副模具为弯曲模，由于有一个较大的弯曲半径，所以在设计中主要考虑回弹因素对成形精度的影响。第三副为斜楔冲孔模，模具设计中采用了斜楔机构，冲出弯曲面上的长圆孔。最后一副模具也是弯曲模，用来弯曲两边。本次设计不但对模具总体结构进行了设计、还运用 CAD 软件绘制模具装配图和零件图。设计中采用功能强大的模具 CAD/CAM 软件 UGNX 作出零件的三维数值模型，不仅使零件看起来更加直观，而且为模具的 CAM 提供了依据。同时对制件的冲压工艺进行了设计并选择了合适的压力机型号。关键词: 冲压工艺 模具结构 回弹 斜楔机构指导老师签名： Model Building and Die Designing of the Radio Sets BracketAbstract: The radio sets bracket is a component of the automobile ,which also is a sheet deformed component .The material used in the design is SPHC .The main task is to determined the stamping Process of the radio sets bracket , which is economic and suitable on technique , according to the analysis of the details processibility. And then design all the dies used to deform the component .Four sets of dies are designed to deform this small component according to the analysis of the shape of the part and the the stamping Process of it .The first set is blanking and punching compound die .This compound die can punch the two small holes and blank at the same time .its trait is high working efficiency .The second set is bending die . Springback is considered in the design of the bending die , since there is a big bending radius .The third die is wedge clicker die .The slide wedge adjustment is adopted in the design ,which is used to punch the hole on the bending surface deformed in the second step .The last set is bending die too , which is used to bend the two sides .This article not only introduce the design of the integral construction of the dies ,but also use CAD software to draw the assembly drawings and the detail drawings of the dies in the design .UG software is adopted in the design to draw the three-dimensional model of the component , which will not only look more intuitive , but also be used as a basis of the CAM .At the same time , analyze the stamping Process and select the suitable pressing machine . Keywords: Stamping Process Die Structure Springback Slide Wedge AdjustmentSignature of the teacher : 目 录1 引 言 .11.1 冲压加工在生产中的应用 .11.2 冲压加工的优点 .11.3 冲压技术的发展方向 .21.4 模具 CAD/CAM 技术 .22 收放机架安装支架工艺分析 .22.1 零件工作状况分析 .22.2 零件工艺方案的分析和确定 .32.2.1 毛坯尺寸的计算 .32.2.2 工艺方案的确定 .53 落料 冲孔复合模的设计 .73.1 冲裁件的排样 .73.2 搭边值的选取 .73.3 冲裁力、卸料力、推件力的计算 .83.3.1 冲裁力的计算 .83.3.2 卸料力的计算 .103.3.3 推件力的计算 .10 3.3.4 总的冲裁力的计算 .103.4 凸、凹模设计原则 .113.5 冲孔凸凹模的设计 .113.5.1 冲孔模刃口尺寸公差及凸、凹模间隙 .113.5.2 冲孔凸、凹模工作部分的尺寸计算 .123.5.3 冲孔凸、凹模型式 .133.5.4 冲孔凸模强度校核 .133.6 落料凸、凹模设计 .153.6.1 落料模刃口尺寸公差及凸、凹模间隙 .153.6.2 凹模和凸凹模的尺寸 .183.7 其它零件的选择及相关尺寸的确定 .184 弯曲模设计 .194.1 弯曲力的计算 .194.1.1 自由弯曲力的计算 .204.1.2 校正弯曲力的计算 .214.3 弯曲模工作部分的设计 .214.4 其它零件的选择及相关尺寸的确定 .235 斜楔冲孔模的设计 .245.1 冲裁力的计算 .245.2 冲长圆孔的凸模与凹模工作部分的尺寸 .255.3 冲孔凸模强度校核 .265.4 斜楔冲孔模的工作过程 .275.5 标准零件的选用 .286 U 形弯曲模设计 .296.1 弯曲力的计算 .29 6.1.1 自由弯曲力的计算 .296.1.2 校正弯曲力的计算 .296.2 弯曲模工作部分的设计 .306.2.1 凸模圆角半径 .306.2.2 凹模圆角半径 .306.2.3 凸、凹模间隙 .306.2.4 模具宽度尺寸 .316.3 其它零件的选择及相关尺寸的确定 .317 压力机的选择 .32结 论 .34致 谢 .35参 考 文 献 .36 1 引言1.1 冲压加工在生产中的应用冲压加工作为一个行业，在国民经济中占有很重要的地位。据统计，冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车、军工、仪表、电机、家用电器等方面所占比重更大 1。而本次设计的冲压件 收放机架安装支架就是汽车上的一个较小的零件。1.2 冲压加工的优点冲压成型的零件在形状和尺寸精度方面的互换性较好，一般情况下，可以直接满足装配和使用要求。另外，在冲压加工过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以，冲压件具有质量轻、刚度好、精度高和表面光滑、美观等特点。冲压加工是一种高生产率的加工方法，由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，而且一般在冷态下加工，因此比较容易实现机械化和自动化生产。另外，冲压加工还具有节能、节材等优点，这些优点在大批量生产时更为突出。也正是由于这些优点，使冲压技术在大批量生产的汽车零件生产中占有了举足轻重的地位 1。 1.3 冲压技术的发展方向目前，冲压技术正向着精密化、自动化、无人化的方向发展。其中，精密化是针对冲压产品特别是小型零件要求而发展的相应生产技术；而自动化和无人化能达到快速、高效、安全的生产要求，更适合大批量的生产。而计算机技术的应用和发展，加快了冲压技术向着这些方向的发展 2。1.4 模具 CAD/CAM 技术CAD 和 CAM 就是计算机辅助设计和计算机辅助制造，而模具是机械行业中较早采用 CAD/CAM 技术的行业。国外自 50 年代初就已经开始在汽车模具开发中采用计算机辅助设计和制造。近 20 年来，模具 CAD/CAM 技术得到了突飞猛进的发展，现在已经得到了广泛的应用 3。本次设计也应用到了CAD 技术。 2 收放机架安装支架工艺分析2.1 零件工作状况分析收放机架安装支架是汽车上的一个联接件，其形状如图 2-1 所示，其作用是将收放机架安装到汽车车身上。零件材料采用热轧软钢板，其牌号为 SPHC，厚度为 1.5mm。此种钢板含 C 量小于 0.15% 、含 P 量小于 0.05% 、含 Mn 量小于 0.6% 、含 S 量小于 0.05%，可以保证工作中的强度和刚度 要求。图 2-1 零件图2.2 零件工艺方案的分析和确定2.2.1 毛坯尺寸的计算由图 2-1 可知，此零件为一个弯曲件，故零件毛坯尺寸按照弯曲件的毛坯尺寸来计算，即根据应变中性层在弯曲前后不变的原则。根据图 2-1，将零件毛坯的长度分成 L 、L 两段计算，总长 L = L + 12 1N L ，其中 L 的计算公式为： 21L = l + l + 0.4t （2-121）将 l = 11.5 +2 + 4 + 3 + 2 + 3.5 = 26 mm , t = 1.5 mm1l = 4 + 3 + 2 + 3.5 = 12.5 mm 带入公式（2-1）有，2L = 26 + 12.5 + 0.41.5 = 39.1 mm1而 L 计算公式为：2L = l + /180 ( r + t ) 23 0x（2-2）查表 311 有 = 0.5 ， 将 l = 2.5 mm , r = 23 mm ,t = 0x31.5mm , = 53, = 0.5 带入公式（2-2）中有，0L = 2.5 + /180（23 + 0.51.5）53 = 24.5 mm 2于是，总长 L = L + L = 39.1 + 24.5 = 64 mm12零件毛坯宽度的计算公式为：B = b + b + b + 0.6 123（2-3）将 b = b = 7 1.5 = 5.5 mm , b = 51.53 = 48.5 mm ,t = 13 2 1.5mm带入公式（2-3）有 ，B =5.5 + 48.5 + 5.5 + 0.61.5 = 61mm2.2.2 工艺方案的确定通过对零件图（如图 2-1）的初步分析可知，生产此零件需要经过以下几个基本工序：落料、冲孔、弯曲。对基本工序进行不同的组合，可以初步拟定以下四种工艺方案：方案一：拟定采用两副模具完成零件的生产。首先采用落料冲孔复合模，完成落料的同时，冲出两个圆孔和一个长圆孔；然后采用一模两件的弯曲模，弯曲成图 2-1 中所示的形状。方案二：拟定采用三副模具来完成零件的生产。首先采用落料冲孔复合模，落料的同时，冲出两个小圆孔；然后采用一模两件的弯曲模，弯曲后成为图 2-1 中所示的形状；最后采用斜楔冲孔模，一模两件，冲出长圆孔。方案三：拟定采用四副模具来完成零件的生产，并且都采用一模两件的形式。首先采用冲孔落料连续模，先冲出两个圆孔，再落料；其次采用 一模两件的弯曲模；再次采用斜楔冲孔模，一模两件，冲出曲面上的长圆孔；最后采用一模一件的弯曲模，完成两边的弯曲。方案四：拟定采用四副模具来完成零件的生产。首先采用落料冲孔复合模，落料的同时，冲出两个小圆孔；然后采用方案三中的两个弯曲模和斜楔冲孔模最终成型零件。分析比较四种工艺方案，可以看出：方案一最简单，但是由于长圆孔在曲面上，若先冲出长圆孔再进行弯曲，可能会造成长圆孔的变形和位置的移动，因此不宜采用。方案二与方案一比较，增加了一副模具，弯曲后再冲长圆孔，避免了方案一中的缺点；但是此方案采用一副模具来完成长圆孔所在的曲面的弯曲和两边的弯曲，若两步弯曲同时进行，零件的定位就比较困难，而且最终也很难保证零件的形状。方案三和方案四中采用四副模具，前面两种方案相比，复合程度低，但是避免了上述的缺点，能够很好地保证零件质量。而方案三中的冲孔落料连续模与方案四中采用的落料冲孔复合模相比，结构更复杂，制造模具的时间更长，模具生产的费用更高。 综上所述，方案四是最佳的工艺方案。 3 落料冲孔复合模的设计3.1 冲裁件的排样冲裁件在板、条等材料上的布置方法称为排样。排样是否合理，不但影响到材料的经济利用率，而且还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。根据材料的利用情况，可以将排样分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种。本设计中采用有废料排样，排样方式采用表 2121 中的直样，具体排样图如图 3-1 所示。图 3-1 排样图3.2 搭边值的选取排样中相临两个工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出缺陷的废品。此外，还可保持条料有一定的 刚度和强度，保证送料的顺利进行，从而提高制件质量，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件断面质量。搭边值要合理确定。如果搭边值过大，则材料利用率低。如果搭边值过小，虽然材料利用率高，但是过小则不能发挥搭边值的作用，在冲裁过程中会被拉断，造成送料困难，使工件产生毛刺，有时还会被拉入凹模和凸模间隙，损坏模具刃口，降低模具寿命。本设计中的搭边值按表 2131 选取，取工件间搭边值 a=1.8mm , 工件与条料边缘间搭边值 a =2.0mm ，1如图 3-1 所示。3.3 冲裁力、卸料力、推件力的计算图 3-2 落料冲孔后的零件图形3.3.1 冲裁力的计算 计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨 位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度和冲裁件分离的轮廓长度有关。本设计中采用平刃口冲裁，冲裁力的计算公式为：F = KLt （3-1）式中 L 冲裁件周边长度 （mm）t 材料厚度 (mm) K 系数 材料抗剪强度 (Mpa) 考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化以及材料厚度偏差等因素，一般取 K = 1.3，材料厚度 t = 1.5 mm ,由表 23 4 查得热轧软钢板的抗剪强度 = 320400 Mpa , 取 = 360 Mpa ，落料冲孔后的尺寸如图 3-2 所示，近似计算得落料周边长度L =（61 + 64 + 4.52 + 1018）2 = 252 mm1而两个圆孔的周长 L = 2d = 12= 38 mm2则落料力 F 落 = K L t= 1.32521.5360 = 176904 N 1冲孔力 F 冲 = K L t= 1.3381.5360 = 26676 N 2 3.3.2 卸料力的计算F 卸 = K 卸 F 落 （3-2）查表 224 得 K 卸=0.045 ，带入公式（3-2）有，F 卸 = K 卸 F 落 = 0.045176904 = 7960.68 N 3.3.3 推件力的计算F 推 = n K 推 F 冲 （3-3） 查表 224 得 K 推 =0.055 , 根据表 2385 取凹模刃口高度 h = 8 mm ，故在凹模刃口内可以同时存放的冲孔废料的个数 n = h/t = 8/1.5 = 5 个将 K 推 = 0.055 、n = 5 、F 冲 = 26676 N 带入公式（3-3）有，F 推 = n K 推 F 冲 = 50.05526676 = 7335.9 N3.3.4 总的冲裁力的计算 本设计中的落料冲孔复合模采取倒装的形式，并且采用弹性卸料装置和下出料的方式，故总的冲裁力的计算公式为：F 总 = F 落 + F 冲 + F 卸 + F 推 （3-4） 将 F 落 = 176904 N 、F 冲 = 26676 N 、F 推 = 7335.9 N 、F 卸 = 7960.68N带入公式（3-4）有F 总 = 176904 + 26676 + 7960.68 + 7335.9 = 218876.58 N = 218.88KN3.4 凸、凹模设计原则冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，合理的间隙数值也必须依靠模具刃口尺寸来保证。因此，正确确定模具刃口尺寸及其公差，是设计冲裁模的主要任务之一。确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循的原则是落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最小极限尺寸；而冲孔模先确定凸模刃口尺寸，使其标称尺寸接近或等于制件的最大极限尺寸。选取模具刃口制造公差时，一般冲模精度较工件精度高 23 级。本设计中的零件未标注公差，而且属于非圆形件，按国家标准非配合尺寸的 IT14 级精度来处理，工件尺寸公差按“入体”原则标注为单向公差。 3.5 冲孔凸凹模的设计3.5.1 冲孔模刃口尺寸公差及凸、凹模间隙凸凹模间隙值的大小对冲裁件质量、模具寿命和冲裁力的影响很大，它也是冲裁工艺与模具设计中的一个极其重要的工艺参数。查表 251 得凸、凹模双面间隙为：Z min Zmax = 0.132mm 0.240mm查表 2101 得凸模偏差 p= 0.020mm ，凹模偏差 d = 0.020mmZmax Zmin = (0.240 0.132) mm = 0.108 mm而 p + d = (0.020+ 0.020) mm = 0.040 mm 满足凸、凹模分开加工的要求： p + d Z max Zmin 故冲孔的凸模与凹模可以采取分开加工的方法，即凸模与凹模分别按图样加工至尺寸。这种凸凹模分开加工的方法可以使凸、凹模自身具有互换性，便于模具成批制造。3.5.2 冲孔凸、凹模工作部分的尺寸计算根据凸、凹模的设计原则，设计冲孔模时先确定凸模刃口尺寸。凸模直径计算公式为： dp = (d + x) （3-5）0p凹模直径计算公式为：dd = (d + x+ Z min ) （3-6）d0式中 d 冲孔件标称尺寸 （mm）工件制造公差 （mm）x系数 查表 10115得 = 0.30mm （ 按 GB180079IT14 级计算 ） 将 d = 6mm , = 0.30mm , x = 0.5 ， p= 0.020mm 带入 公式（3-5）有冲孔凸模直径：dp = (d + x) =（6 + 0.50.30） mm0p 02.= 6.15 mm02.将 d = 6mm , = 0.30mm , x = 0.5 ，d = 0.020mm 带入 公式（3-6）有凹模直径：dd = (d + x+ Zmin ) =（6 + 0.50.30 + 0.132） d0 02.mm = 6.28 mm02. 3.5.3 冲孔凸、凹模型式取冲孔凸模长度 L = 38 mm，凹模刃口采取表 2385 中第 2 种型式，取刃口高度 h = 8 mm，凸模和凹模的具体形状和尺寸见零件图。3.5.4 冲孔凸模强度校核（1） 压应力校核dmin 4t/ （3-7）式中 dmin冲孔凸模最小直径 (mm) t 料厚 （mm） 板料抗剪强度 （Mpa） 凸模材料的许用压应力 （Mpa）凸模材料采用碳素工具钢 T10A，其许用压应力=1000Mpa将 t = 1.5mm 、 = 360 Mpa 、=1000Mpa 带入公式（3-7）有，dmin 4t/ = 41.5360/1000 = 2.16mm而 dmin = 6mm 2.16mm 故设计满足要求。（2）弯曲应力校核 Lmax90 （3-8）Fd2其中 L max 允许的凸模最大自由长度（mm）d 凸模的最小直径 （mm）F 冲裁力（N）将 d = 6 mm 、F = 13338 N 带入公式（3-8）中有，Lmax 90 = 90 = 28 mm Fd213862而 L max = 24.4 mm 28mm 也满足要求，故冲孔凸模设计合理。 3.6 落料凸、凹模设计3.6.1 落料模刃口尺寸公差及凸、凹模间隙模磨损后尺寸变大（A 类尺寸） 、变小（B 类尺寸） 、不变（C 类尺寸）的规律分为三种。查表 2325得到凹模尺寸及其公差的计算公式：若工件尺寸为 A ，则凹模尺寸为0A 凹 =（A x） （3-9）凹0若工件尺寸为 B ，则凹模尺寸为0B 凹 =（B + x） （3-10）0凹若工件尺寸为 C ，则凹模尺寸为 C 凹 = C 凹 （3-11）式中 A 凹 、 B 凹 、C 凹 凹模刃口尺寸 （mm）A 、B 、C 工件基本尺寸 （mm）x 磨损系数 工件公差 （mm） 凹 凹模制造公差（mm）,一般取 凹 =/4 工件的对称偏差 （mm）根据零件形状，如图（3-1）所示，凹模磨损后其尺寸变化有三种情况。图 3-1 凸凹模刃口尺寸第一类：凹模磨损后尺寸变大的是图 3-1 中的 A1（61mm） 、A 2 (64mm) 、和 A 3（13.5mm）三个尺寸。查表 2305得 x1 = x2 = x3 = 0.5 ，查表 2345得 1 = 2 =0.74mm , 3 = 0.43 mm 。将 A1 = 61mm ，A 2 = 64mm ， A 3 = 13.5mm ，x 1 = x2 = x3 = 0.5 ， 1 = 2 =0.74mm ， 3 = 0.43 mm 带入公式（3-9）有 A 1 凹 =（A 1 x1 1） =（61 0.50.74）凹0 4/7.0= 60.63 mm185.0A2 凹 =（A 2 x2 2） =（64 0.50.74） ）凹0 4/7.0= 63.63 mm185.0A3 凹 =（A 3 x3 3） =（13.5 0.50.43）凹0 4/3.0= 13.28 mm108.第二类：凹模磨损后尺寸变小的是图 3-1 中的 B（18mm）查表 2305 得 x =0.5 ，查表 2343 得 = 0.52mm将 B = 18mm , x = 0.5 , = 0.52mm 带入公式（3-10）有 B 凹 =（B + x） =（18+ 0.50.52） 0凹 04/52.= 18 mm013. 第三类：凹模磨损后尺寸不变的是图 3-1 中的 C1（2mm）C 2（4mm）查表 2345 得 1= 0.15mm , 2= 0.215mm 带入公式（3-11）有 C 1 凹 = C1 凹 =20.15/4mm=20.0375mmC2 凹 = C2 凹 =40.215/4mm=40.054mm落料凸模刃口尺寸按照凹模刃口尺寸配制，保证凸、凹模双面间隙为：Zmin Z max =0.132mm 0.240mm （由表 251 查得） 。本设计中将落料凸模与冲孔凹模做成一体，即做成凸凹模的型式。3.6.2 凹模和凸凹模的尺寸落料凹模刃口型式采取表 2385中第 2 种型式，取刃口高度 h = 8 mm。凹模和凸凹模的具体形状和尺寸见落料冲孔模图纸中的零件图。3.7 其它零件的选择及相关尺寸的确定1）选择上、下模座及模柄：采用 GB2851.381 后侧带导柱形式的模板，其 LB 为 160 mm125 mm，上模板厚 35 mm ，下模板厚 40mm 。选用压入式模柄，按 GB2862.181 选取 A50mm95mm 的模柄。2）选择导柱、导套：按 GB2861.181 选 d = 25mm 的导柱，导柱长度取 L = 130mm ，按GB2861.681 选 d = 25mm 的导套，导套长度取 L = 85mm 。3）卸料装置的选用：根据卸料力 F = 7960.68N 选用 4 个 8280 聚氨酯橡胶作为卸料装置，其尺寸为：自由高度 H=20mm,外径 D=25mm,孔径 d=8.5mm取卸料板平面尺寸为 132mm117mm ，厚度为 12mm 。卸料板起到卸料兼压料的作用。4）垫板、凸模固定板：垫板、凸模固定板的平面尺寸与凹模的相同，垫板厚度取 8mm ,凸模固定板厚度取 14mm 。5）档料装置的选用：采用三个活动档料销使材料在冲压时得到定位。6）定位零件的选用： 用一个直径 d=8mm，长 18mm 的销将模柄定在上模座上，防止其转动。采用四个 M12mm 长 L=55mm 的内六角螺钉将落料凹模和凸模固定板固定在上模座上面，并采用两个直径 d=10mm 长 L=60mm 的圆柱销定位。凸凹模采用三个 M8 长 L= mm 的内六角螺钉直接安装在下模座上，并且采用两个直径 d=6mm 长 L=50mm 的圆柱销定位。4 弯曲模设计4.1 弯曲力的计算弯曲力是设计冲压工艺、选择压力机和设计模具的重要依据。由于弯曲力的大小不仅与毛坯尺寸、材料力学性能、工件形状及模具结构有关，而且与弯曲方式也有很大关系，因此很难用理论方法进行准确计算。通常只根据工件的宽度、厚度、材料的力学性能和模具的结构、尺寸等采用经验公式来进行弯曲力的估算。4.1.1 自由弯曲力的计算自由弯曲力的计算公式为：F = CKBb t /(r+t) （4-1）自 2式中 C与弯曲形式有关的系数，对 V 形件取 0.6；对 U 形件取 0.7K安装系数，一般取 1.3 B料宽 （mm）t料厚（mm）r弯曲半径（mm）b材料强度极限 （Mpa）分别将 C = 0.6 ，K = 1.3 ，B = 61 mm ，t = 1.5 mm ，r = 0.5 mm ，b = 1.3 = 1.3 360 Mpa 带入公式（4-1）有F = CKBb t /(r+t) 自 2=0.61.3611.33601.5 /（0.5+1.5） 2= 25050.87N = 25.05KN顶件力一般取自由弯曲力的 30%80%，即 820KN 。4.1.2 校正弯曲力的计算为了提高弯曲件的精度，减小回弹，在板料自由弯曲的终了阶段，凹模继续下行将弯曲件压靠在凸模上，其实质是对弯曲件的圆角和直边进行精压，此为校正弯曲。校正弯曲力的计算公式为： F 校 = A*p （4-2） 其中 F 校 校正弯曲力 （N）A 校正部分的投影面积 （mm ）2P 单位面积校正力（Mpa）由于此弯曲模采用一模两件的设计形式，故校正部分的投影面积为：A = 2 61 mm 37 mm = 4514 mm2由表 32 1查得 p=90 Mpa ，将 A = 4514 mm 和 p=90 Mpa 带入公式（4-2）有 F 校 = A*p = 4514 mm 90 Mpa = 406260N = 406.26KN24.3 弯曲模工作部分的设计弯曲模工作部分的尺寸主要是指凸模、凹模的圆角半径和凹模的深度等由于弯曲时有一个较大的弯曲半径 R = 23 mm,此时 R/t=23/1.510,设计时必须考虑到回弹,将凸模圆角予以修正凸模圆角半径计算公式为： （4-3） EtRSP31公式中 R p凸模圆角半径 （mm） R回弹后弯曲件的半径（mm）材料屈服强度（Mpa）sE 材料弹性模量 （Mpa）t 材料厚度 （mm）将 R = 23 mm ,t = 1.5 mm , = 260 Mpa , E = 202 s103Mpa（查表 23 4）带入到公式（4-3）中有， = = 21.71 mmEtRSP15.102613而取凹模对应的圆角半径：R d = R p + t = 21.71mm +1.5 mm= 23.21mm弹复角的计算公式为： = （180 0 ） （R/R P 1）（4-4）式中 0 工件的弯曲角度 弹复角，即工件弯曲角与凸模角度的差值将 R = 23 mm ，R P = 21.71 mm , 0 = 53带入公式（4-4）中，有 = （180 0 ） （R/R P 1）= （18053） （23/21.71 1）= 733对于另一处弯曲半径为 r = 0.5 mm 处的弯曲，取凹模上对应圆角半径与弯曲件内侧圆角半径，即 0.5mm 。4.4 其它零件的选择及相关尺寸的确定1）选择上、下模座及模柄：采用 GB2851.381 后侧带导柱形式的模板，其 LB 为 160 mm100mm，上模板厚 35 mm ，下模板厚 40mm 。选用压入式模柄，按 GB2862.181 选取 A50mm95mm 的模柄。2）选择导柱、导套：按 GB2861.181 选 d = 25mm 的导柱，导柱长度取 L = 130mm ，按GB2861.681 选 d = 25mm 的导套，导套长度取 L = 85mm 。3）卸料装置的选用：选用 3 个 8280 聚氨酯橡胶作为卸料装置，其尺寸为：自由高度 H=38mm,外径 D=60mm,孔径 d=12.5mm 取卸料板平面尺寸为 128mm81mm ，厚度为 8mm , 卸料板的作用是将零件定位，同时也起到卸料兼压料的作用。5 斜楔冲孔模的设计第三道工序是冲长圆孔，由于长圆孔在曲面上，为了保证孔的形状和位置，所以在第二道工序弯出曲面后再冲孔；而且想要冲出所需的孔，必须使冲头的垂直运动转化成为与水平成 27角的倾斜运动，于是在设计中需要采用斜楔机构。另外，鉴于零件不具有对称性，此模具采用一模两件的形式，这样可以平衡作用力。5.1 冲裁力的计算 计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。所冲的长圆孔如图 5-1所示：图 5-1 弯曲面上的长圆孔冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度和冲裁件分离的轮廓长度有关。本设计中采用平刃口冲裁，冲裁力的计算公式为： F = KLt （5-1）式中 L 冲裁件周边长度 （mm）t 材料厚度 (mm)K 系数，一般取 K = 1.3 材料抗剪强度 (Mpa) 取 = 360 Mpa根据图图 5-1，长圆孔的周长 L =（266）2 + 23 = 58.8 mm将 L = 58.8 mm 、t = 1.5 mm 、 K = 1.3 、= 360 Mpa 带入公式（5-1）有 F= K Lt= 1.358.81.5360 = 41277.6 N由于采用一模两件冲裁，所以总的冲裁力 F 总= 2F = 82555.2N=82.55KN5.2 冲长圆孔的凸模与凹模工作部分的尺寸冲长圆孔的凸、凹模采用配合加工的方法。根据长圆孔的图形（图 5-1） ，冲长圆孔的凸模磨损后尺寸只有变小这一种情况，凸模尺寸的计算公式为：A 凸 = （A + x） （5-2）0凸其中 A 凸 凸模刃口尺寸 （mm） 工件公差 （mm）A 工件尺寸 （mm）x 磨损系数 凸 凸模制造公差 （mm）一般取 /4凸模磨损后长圆孔上变小的两个尺寸即图 5-1 上的 A1（26mm）和A2（6mm）查表 2345得 1 =0.52 mm , 2 =0.30mm , 查表 2305得 x = 10.5,x = 0.75，将两组数值分别带入公式（5-2）中有，2A1 凸 = （A1 + x ） = (26 + 0.50.52) 10凸 04/52.= 26.26 mm013.A2 凸 = （A2 + x ） = (6 + 0.750.30) 20凸 04/3.= 6.225 mm075.冲长圆孔的凹模刃口按凸模尺寸配制，保证凸、凹模的双面间隙为：Zmin Z max = 0.132mm 0.240mm（由表 251 查得） 。5.3 冲孔凸模强度校核主要对凸模进行压应力校核 Amin F/ （5-3）其中 A min冲孔凸模上最小截面积 (mm ) 2F 冲裁力 （N） 凸模材料的许用压应力 凸模采用碳素工具钢 T10A，其=1000Mpa ，将 F = 41277.6N 和=1000Mpa 带入公式（5-3）中有，Amin F/ = 41277.6/1000 = 41.28mm 2而 Amin =（266）6 +9=148 mm 41.28mm 故而满足要求25.4 斜楔冲孔模的工作过程图 5-2 斜楔冲孔模1. 斜楔座 2.卸料螺钉 3.上模座 4.压块 5.垫块 6.滑块 7.圆柱销 8.弹簧 9.垫板斜楔冲孔模的结构如图 5-2 所示，由于其结构比较特别，故在此特别 解释一下其工作原理：为了操作方便，设计将冲孔的斜楔机构用卸料螺钉吊在上模座上，斜楔冲孔模的工作过程大致为：当压力机滑块下行时，首先，斜楔座 1 与垫板 9 接触，而压力机继续下行时，滑块 6 在压块 4 的作用下沿着斜楔座 1 向前移动，进行冲孔。当压力机滑块上行时，滑块 6 通过圆柱销 7 在弹簧 8 的作用下复位。上模座 3 通过卸料螺钉 2 将斜楔机构带向上行，不影响送件和取件。 5.5 标准零件的选用1）选择上、下模座及模柄：采用 GB2851.381 后侧带导柱形式的模板 ，其上模板尺寸为：400mm250mm50 mm ，下模板厚为： 400mm250mm 60mm 。选用压入式模柄，按 GB2862.181 选取 A50mm95mm 的模柄，并按 GB119-76 选用 818 的销将模柄定住，防止其转动。2）选择导柱、导套：按 GB2861.181 选 40mm200mm 的导柱，按 GB2861.681 选40mm125mm48mm 的导套。3）定位零件的选用选用 4 个直径为 6mm 的销将零件定位于凹模上，并且在每个冲孔凸模 上套上聚氨脂橡胶，在冲孔凸模进行冲孔时起到压料的作用。6 U 形弯曲模设计6.1 弯曲力的计算弯曲力是设计冲压工艺、选择压力机和设计模具的重要依据，通常采用经验公式来进行弯曲力的估算。6.1.1 自由弯曲力的计算自由弯曲力可以按照公式（4-1）计算，分别将 C = 0.7 ，K =