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电机 机电 炭刷 冲压 模具设计

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盐城工学院机械工程系毕业设计(论文)任务书机械设计制造及其自动化专业设计（论文）题目（电机炭刷架）冷冲压模具设计学生姓名徐敏班级材机99(5)班学号B9912031起讫日期2003.03.27.2003.06.27指导教师吴德和教研室主任姜煜林系主任徐文宽发任务书日期2003年3月31日一、设计（论文）内容1.绘制冲压件零件图一张参考有关资料，合理标注尺寸、公差及有关技术要求2.根据冲压件图纸的内容，确定该制品的冷冲压模具的设计方案3.设计冷冲压模具二、技术要求1.根据冲压件的几何形状、材料及材料厚度、实际加工的需要，分析、确定加工工序2.为准确制定出各道工序，必须先绘制比较精确的工件的（平面）展开图3.根据展开图，然后具体细化“落料”、“冲孔”、“弯曲”等各工序4.根据“方案的确定”、“模具设计”及有关“计算“的全过程，汇编”毕业设计说明书“一份，内容为一万字以上三.毕业设计（论文）物化成果的具体内容及要求（冲压件）制品图一张（落料）模总装图一张（冲孔）模总装图一张（弯曲）模总装图两张（非标准）零件图十二张四.毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注3月31日-4月5日在本地实习，搜集资料4月6日-4月14日资料整理，确定设计方案，撰写设计书草稿4月15日-4月23日去外地实习，完成实习报告4月24日-4月30日绘制结构草图并初审5月2日-6月3日绘制所有工程图6月4日-6月15日编写设计说明书6月16日-6月20日审图、改图6月21日-6月22日准备答辩资料6月23日-6月27日参加答辩五.主要参考文献：1李聚松主编冷冲模设计北京:机械工业出版社1994.72高正文主编冲压工艺与模具设计北京:机械出版社2000.83魏华光主编实用模具设计与制造国防科大出版社1991.44陆子茹主编冷冲压模具设计与制造江苏科技出版社1985.45.冯炳芝主编模具设计与制造简明手册上海：上海科技出版社19936李天佑主编冲模图册北京机械工业出版社1994.107王孝培主编冲压手册北京:机械工业出版社1988.天津大学编机械零件手册教育出版社六、其他1.在设计说明书中，要注明所采用的公式的参考书目等，要有中英文概要，总字数不少于一万字；2.图纸要求：表达清楚、规范、比例合理，符合实际，总量折合Ao不少于三张，其中2/3以上采用计算机绘图；3.实习结束后，交实习报告一份，总字数不少于3000字；4.查阅相关中英文资料不少于10份。盐城工学院机械工程系毕业设计说明书摘要冷冲模是广泛运用的模具之一，种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等，近年来冷冲模的应用越来越广泛。冷冲压具有成本低，产品质量稳定，能加工多种性能，状态的零件。同时它的应用和普遍也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。本文作者从工艺的合理性出发，分析了电机炭刷架的结构，精度特点，以及在加工过程中的控制点，然后在满足加工精度的基础上充分考虑节约成本确定了电机炭刷架最优化的冲裁加工工序；紧接着通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构，完成模具总体结构分析；随后作者进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算，力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系，在此基础上确定模具的外形，完成了装配图和非标准的零件图。最后确定压力机类型及主要参数。关键词：冲孔模落料模弯曲模排样冲压压力压力机电机炭刷架冷冲压模具设计AbstractColdpunchingmouldthatisusedextensivelyamongtheallkindsdie,includingpunchingholemould,blankingdie,bendingmould,crookedmodel,conicaldieetc.,Theapplicationofthecoldpunchingdieismoreandmoreextensiveinrecentyears.Itiswithlowcoststhatthereisthecoldpunchingly,productqualityissteady,canprocessmanykindsofperformance,Partofthestate.Itsapplicationandgenerallyingreceivetherestrictioninlife-spanofthemouldandproductionsafety,etc.atthesametime.Authorofthistextproceedfromrationalityofthecraft,analyseelectricalmachinerycharcoalpastesupthestructureoftheshelf,Precisioncharacteristic,andthecontrolpointinthecourseofprocessing,Considerandeconomizecostconfirmelectricalmachinerycharcoalbrushblankingthatshelfoptimizesmostprocesstheprocessfullyonthebasisofsatisfyingthemachiningaccuracy;Andthenpasstheprocessingcharacteristicfamiliarwithallkindsofmouldsandinsidestructure,Finishtheensemblearchitectureanalysisofthemould;Authorcarryonblanksize,arrangekind,processsize,punchingpressure,pressureinthecenterafterwards,mouldworksomesize,etc.craftcalculate,Strivetodesignthestructureofeverypartofthemouldandassemblyrelationwiththebestcostperformance,Confirmtheappearanceofthemouldonthisbasis,hasfinishedtheinstallationdiagramandnon-standardpartpicture.Confirmthetypeofthepressandmainparameterfinally.Keyword:punchingholemouldblankingdiebendingmouldcrookedmodel,conicaldieArrangekindautomaticpunchingmachine；学科门类：工学单位代码：毕业设计说明书（电机炭刷架）冷冲压模具设计学生姓名徐敏所学专业机械设计制造及其自动化班级材机99（5）班学号B9912031指导教师吴德和盐城工学院机械工程系二三年六月盐城工学院毕业设计说明书1目录前言11确定工件的工序方案32弯曲件的展开尺寸43落料模的设计53.1冲裁件的工艺性53.2冲裁间隙53.3凸凹模工作部分尺寸制造公差的确定53.4冲裁力、卸料力和推件力的计算73.5排样、搭边与料宽83.6凸、凹模的设计83.7定位零件的设计与选用93.8模架的尺寸和结构形式103.9卸料零件103.10压力机的选择103.11导向零件113.12落料模的说明114冲孔模的设计124.1冲裁件的工艺性124.2冲裁间隙124.3凸凹模工作部分尺寸与公差124.4冲裁工艺力的确定134.5冲模压力中心的确定134.6凹模设计144.7凸模设计144.8凸模与凹模的固定144.9定位装置144.10卸料装置144.11漏料孔15电机碳刷架冷冲模设计24.12模架的结构形式和有关尺寸154.13导向零件154.14压力机的选择与模具的安装164.15说明165第一道弯曲模设计175.1弯曲件的工艺性175.2弯曲件的回弹175.3弯曲力的计算185.4弯曲模间隙185.5弯曲模工作部分尺寸计算195.6压力机的选择195.7模架的设计与有关尺寸205.8导向零件205.9顶出机构205.10模具的安装206最后一道弯曲模设计226.1弯曲件的工艺性226.2弯曲件的回弹226.3弯曲力的计算236.4弯曲模的间隙236.5弯曲模工作部分尺寸计算246.6压力机的选择246.7模架的设计与有关尺寸256.8顶出机构256.9模具的安装257结论26致谢27参考文献28盐城工学院毕业设计说明书3附件清单29盐城工学院机械工程系毕业设计说明书1开题报告冷冲模是冲压加工工艺的装备之一，被广泛地运用在汽车、飞机、电机、仪表以及在国防工业中。冲压工艺具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件，适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。但同时，冲压技术的推广受到投入成本低，模具成本高，不适应中小生产规模的特点。但是总的说来，随着我国经济实力的进一步加强，模具行业，包括冷压模一定会得到更普及地应用。随着冲压工艺的广泛应用于国民经济中，再加上随着数控技术和机械CAD/CAM的发展，冷冲模的发展和迅速。它以生产率高、成本相对低廉被广泛应用。外国的冲压模发展水平相当高，无论是设计还是制造，都达到较高的水平。以精确的定位，合理的工艺，连续加工精度很高的薄臂零件。而国内模具行业的起步较晚，基本上以单模为主，因此，加工精度够高。冷冲模的设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸、胀形等模具的设计。冷冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此它是一门综合性很强的学科。经过了三个多月的学习，设计，绘图，我学会了冲裁的机理，冲压的基本理论；理解了冲裁力，卸料力等工艺参数的确定；熟悉了冲裁模的结构，内部的结构零件及其设计的控制点；同时对于弯曲模、冲孔模、拉深模、落料模的结构能够熟悉了解。电机碳刷架的加工包括了冲孔、落料、和弯曲的加工。通过对冲孔模、落料模、弯曲模的学习，分析和比较了各加工工艺方案，完成了模具总体的结构分析，进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算。绘制了装配草图并进行零部件初步选用设计,然后确定外形尺寸,选择冲压设备,绘制总的装配图和非标准的零件图。落料和冲孔都属于冲裁模。冲裁模是从条料、带料或半成品上使材料烟规定的轮廓产生分离的模具，随着科学技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、精密化的方向发展。冲裁模一般分为简单模、级进模、和复合模。简单模在国内应用比较广泛，它是在压力机的冲压行程中完成一次冲裁工艺。简单模也分为无导向简单模、导板式简单模，和导柱式简单模；级进模是在单工序冲模基础上发展的一种多工序、高效率冲模。在压力机一次冲程中，级进模在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工艺，在最后工位冲出完整的工件。由于级进模是连续冲压，因此生产效率高，适用于大规模生产，但是因为其结构复杂，定位要求比较严格，因电机炭刷架冷冲压模具设计2此说制造成本高。复合模是指在压力机的一次冲压行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位可以同时完成几道冲裁工序的模具称为复合模。复合模同连续模一样，也是在简单模的基础上发展的一种较先进的模具。与连续模相比，冲裁模冲裁件的位置精度高，对条料的定位精度要求低，复合模的轮廓尺寸较小。复合模虽然生产效率高，冲压件精度高，但模具结构复杂，制造精度要求高，适用于生产批量大，精度要求高，内外形尺寸差较大的冲裁件。电机的炭刷架的材料是冷轧钢板，适用于冷冲压加工。如何去安排合理的加工工艺，确保生产的效率最高，同时也能满足零件的加工要求。这是整个设计的重点。在该零件的加工中，包括了冲孔，落料，以及弯曲等冷冲加工。冲孔属于冲裁加工的一种。冲裁模的结构比较简单，冲裁过程分为弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。其断层直接关系到冲裁加工质量的好坏，一般的，断面分为四个特征区，即圆角带，光亮带，断裂带，和毛刺。我们必须有合理的冲裁模的间隔来保证良好的特征带的分布。冲裁模有刃口尺寸、冲裁力等工艺参数的确定。在设计电机炭刷架的冲孔和落料加工时，须首先确定其力学性能，然后设计主要零件，完成结构草图，最后完成装配图。弯曲是将金属材料完成一定的角度、曲率和形状的冲压工艺方法。通常弯曲加工的材料有板料、棒料、管材和型材。弯曲有回弹的现象，因此回弹会降低弯曲件的精度，是在弯曲加工中不易解决的问题，因此在设计的时候必须考虑这个问题，例如可以考虑通过利用回弹规律补偿回弹，改变弯曲变形区应力状态校正回弹等。在了解了弯曲加工的特点及工艺参数后，安排了炭刷架的合理的工序，熟悉各种模具结构。进而完成零件设计和结构设计，绘制零件工作图。在冲压模的设计过程中，还必须考虑到模具的成本，因此在进行选材，结构设计时，必须尽量不去设计形状复杂的结构，同时采用镶嵌式代替整体式的结构。针对模具的定位要求高的特点，在零件的设计中必须要有比较高的加工精度要求。总的一句话，必须在有高的模具寿命和满足加工精度要求的基础上，尽量降低模具材料的成本，简化模具的结构，这样才能有利于这个行业在我国的发盐城工学院机械工程系毕业设计说明书31确定件的工序方案根据工件的形状.材料.厚度及实际加工的需要,生产工件的工序过程如下:1.从板料上冲出落料件(该落料件即为弯曲体的展开图的外轮廓形体。根据弯曲体的展开尺寸,设计出冲模,将所需工件冲下。所冲工件如图所示：2第一次冲孔，冲五个间距要求不太高的圆孔。（这五个圆孔如上图所示的五处分布）。3第二次冲孔，冲方孔。4第一次弯曲，选弯曲复杂部分，即如上图所示的a.b部分。5第二次弯曲，弯曲两边，即U形弯曲。弯折线如上图中虚线所示。6第三次弯曲，弯曲中间，弯折线如上图红线所示。.第三次冲孔，此乃最后一道工序，因为此两孔间距要求较高，如果放在其它工序中冲，则可能影响定位要求，故最后工序冲此两孔比较合适。电机炭刷架冷冲压模具设计42弯曲件的展开尺寸2.1长度方向上的计算：表-r/t0.250.30.40.5K0.310.320.350.37根据r/t=0.25查表得此中性层系数k=0.31。9L圆弧=2P/360=（r+kt）=90（0.5+0.312）=1.7627(mm)L直线=10.5+9+14.5+342=102(mm)长度方向上展开总长度为：4L圆弧+L直线=41.7627+102=109(mm)2.2宽度方向上的计算：根据r/t=0.5查表得中性层系数k=0.379L圆弧=（r+kt）/180=90（1+0.372）=2.7318(mm)L直线=11+10=21(mm)L1=L直线+L圆弧=21+2.731823.73(mm)另一边:L直线=11+31=42(mm)L2=L直线+L圆弧=42+2.7318=44.73(mm)盐城工学院机械工程系毕业设计说明书53落料模的设计3.1冲裁件的工艺性3.1.1冲裁体的精度应该在经济范围内进行选择,在本冲裁中,属于一般性常见的普通冲裁,因此精度应选择在IT12IT14极（）。9413.1.2毛刺毛刺的高度与冲裁方式，材料，厚度有关，正常冲裁中的毛刺高度为:a试模时0.05mmb生产时0.15mm3.2冲裁间隙确定冲裁间隙的原则是：落料时，因制件尺寸随凹模尺寸而定，故间隙应在减小凸模尺寸上取得；冲孔时，因孔的尺寸随凸模尺寸而定，故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。根据经验公式确定合理冲裁间隙：c=mt9冲裁间隙系数m=20%c=mt=20%2=0.4(mm)3.3凸凹模工作尺寸制造公差的确定3.3.1凸凹模尺寸计算应遵循如下原则：落料时，先确定凹模刃口尺寸，其大小应取接近或等于制件的最小极限尺寸,以保证凹模在磨损到一定的尺寸范围内也能冲出合格制件。凸模刃口的基本尺寸应比凹模刃口基本尺寸小一个最小合理间隙。3.3.2凸凹模的工作尺寸的计算:弯曲体的展开图的形状比较复杂,材料厚度不太厚,因此,凸凹模的工作尺寸应配合加工法进行计算。冲裁凸凹模间隙如下:Zmax=0.36mmZmin=0.246mm未注公差的按IT14级计算当尺寸为23.73mm时,公差为0.52mm,x=0.5;当尺寸为12mm时,公差为0.43mm,x=0.5;当尺寸为44.73mm时,公差为0.62mm,x=0.5;当尺寸为9.5mm和9.73mm时,公差为0.36mm,x=0.5;当尺寸为13.76mm时,公差为0.43mm,x=0.5;当尺寸为R5时,公差为0.3mm,x=0.75;当尺寸为109mm时,公差为0.87mm,x=0.5;当尺寸为12mm时,公差为0.43mm,x=0.5;电机炭刷架冷冲压模具设计6其余x=0.75用配合加工法时,应当以凹模为基准,凹模尺寸的计算公式如下表:尺寸分类凹模魔损后尺寸变化制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸增大D0D凹=(D-x)凹0减小d0D凹=(d+x)凹落料不变L/2按凹模尺寸配合加工保证双面间隙L凹=L凹/2注:取凹=/4参照上表,本设计落料凹模的计算结果如下表:凹模磨损后尺寸变化制件按入体原则变化后尺寸计算公式计算凹模尺寸12043.D凹=(12-0.50.43)4/3.0=11.791.011.791.023.73052.D凹=（23.73-0.50.52）4/52.0=23.4713.023.4713.044.73062.D凹=（44.73-0.50.62）4/62.0=44.4215.044.4215.0403.D凹=（4-0.750.3）4/3.0=3.7808.3.7808.28.302.D凹=（28.3-0.20.75）4/2.0=28.205.28.205.增大5.503.D凹=(D-X)D凹=（5.5-0.750.3）4/3.0=5.2808.5.2808.盐城工学院机械工程系毕业设计说明书752.502.D凹=（52.5-10.2）4/2.0=52.305.52.305.9.5036.D凹=（9.5-0.750.36）4/36.0=9.2309.9.2309.503.D凹=（5-0.750.3）4/3.0=4.7808.4.7808.13.5450.215L凹=13.5450.43/8=13.50.0513.50.05不变180.15L凹=L凹/2L凹=180.3/8=180.0375180.0375落料凸模的基本尺寸与凹模相同,但不必标注公差。注明:以0.2460.36mm间隙配制。3.4冲裁力、卸料力和推件力的计算:3.4.1冲裁力的计算F冲=1.3Lt1=260360（）,取=300。919L为工件的周长L=304.92(mm)。冲裁力F冲=1.3Lt=1.3300304.924=237837.6(N)3.4.2卸料力的计算:表双面间隙卸推（）t.（）t.（）t.F卸=K卸F冲9查表K卸=0.029F卸=K卸F冲=0.02237837.6=4756.75(N)电机炭刷架冷冲压模具设计83.4.3推件力的计算:F推=K推F冲9查表取K推=0.039F推=K推F冲=0.03237837.6=7135.128(N)3.5排样、搭边与料宽3.5.1排样排样就是在板料、条料或带料上的布置方法,称作排样。排样是否合理,影响到材料的利用率、冲模结构、冲裁件的质量和生产率。根据所冲的落料件的形状采用搭边排样中的斜对排,一模冲两件。其排样图如装配图中的排样所示,工件的最长边与横向的方向的角度为10.25。3.5.2搭边搭边是指排样时制件与制件之间、制件与毛刺坯侧边之间多余的料。其作用是补偿定位误差,使条料在送进时有一定的刚度,以保证送料的顺利进行,从而提高制件的质量。根据材料的厚度t=2由9查得工件与工件之间的搭边值a=2mm,工件与料边的搭边值为a=2.2mm。3.5.3条料宽度的确定：B=109COS10.25+244.73sin10.25+22.2=130(mm)由于两边是采用侧刃控制送料步距，所以适当放宽，条料的宽度采用132.2mm3.6凸、凹模的设计3.6.1凸模的设计a.固定部分：由于所冲工件形状较复杂，并且要求具有防转要求，所以固定部分根据要求，设计成如图所示的形式，这样，不仅解决了防转问题，而且还节约了材料。b.台阶部分起防止凸模被拉下的作用，即承受卸料力的作用，其尺寸在此固定部分长盐城工学院机械工程系毕业设计说明书923mm左右。c.工作部分工作部分的尺寸前面已标注。由于其形状复杂，加工时采用仿形刨。d.凸模长度的计算L=h1+h2+h3+h其中：L为凸模长度h1为凸模固定板厚度，取25mm;h2为卸料板厚度，取15mm;h3为导料板厚度，取5mm;h为附加长度，一般取1020mm,这里取12mm凸模总长L=h1+h2+h3+h=25+15+5+12=57(mm)3.6.2凹模的设计根据工件的形状、大小以及一模冲两件的特点来选择凹模的形状，由于中小型凹模常采用整体式凹模，只有大型凹模通常选用镶拼式，本落料模系中小型，所以选取整体式凹模。a.凹模的刃口形式采用下图所示的凹模刃口形式这种刃口的凹模，刃口无斜度，有一定的高度，刃磨后，刃口尺由于刃口后端扩大，因此凹模工作部分强度差些。它满足使制件顺冲压方向推下的要求，因此能够选用此刃口形式的凹模。b.外形尺寸其洞口到边缘壁厚为c=40mm左右。其外形尺寸为（长宽厚）为LBH=250200323.6.3凸凹模的固定方法a.凸模的固定这里选用机械固定法中的台肩固定方法。b.凹模的固定采用螺钉将凹模直接固定在下模座上。3.7定位零件的设计与选用电机炭刷架冷冲压模具设计103.7.1导料板的选用选用分离式的导料板，其外形尺寸纵向长度由凹模长度决定，B=200mm,选用横向长度A=60mm,其高度选取5mm,如下图所示：3.7.2侧刃的选择步距A=（2+12+2+23.73）/COS10.25=40（mm）由于侧刃的断面长度应等于送料步距S侧刃长=40mm3.8模架的尺寸和结构形式3.8.1模架的结构形式因为模架是模具的主体结构，它是连接冷冲模工作零件的部件，所以选用模架相当重要。根据落料模的要求，所作用的冲裁力较大，故选用导柱在两侧的中间导柱模座结构。此结构比较平稳。3.8.2模架的尺寸根据凹模的外形尺寸LB=250200由10第九章有关表格得各零件的尺寸。3.9卸料零件3.9.1卸料板的选择为了在冲压开始时先起压料的作用，冲压结束时又起卸料的作用，所以选择弹压卸料装置，同时为了冲压开始前就将料压紧，弹压卸料板位于两侧的导料板的上部分应加工成台阶的形式。（依据9的三章第七、八节）3.9.2卸料螺钉卸料螺钉选用M83.9.3弹压装置的选用选用橡皮。冷冲模中选用橡皮一般为聚氨脂橡胶（PUR）。橡胶允许承受的载荷较弹簧大，且安装方便，所以在冲裁模中应用很广。3.10压力机的选择3.10.1压力机的公称压力冲模为一模冲两件P=2F冲=475.68（KN）根据P的大小，选用公称压力为630KN的压力机。盐城工学院机械工程系毕业设计说明书113.10.2压力机的各参数选择如下发生公称压力时滑块离下死点距离为SP=8mm,滑块行程（）937a.固定行程S=120mmb.调节行程Smax=120mmSmin=12mm最大闭合高度H=360mm闭合高度调节量H=90mm工作台尺寸左右L=710mm前后B=480mm立柱间距A=340mm3.11导向零件由模具架中的上下模座上的导柱孔知，两侧的导柱为形状相同而尺寸不同、分别为32、35mm。选用不同的尺寸，目的是为了防止安装时装反，不至于损坏模具，起到安全保护模具的作用。3.12落料模的说明本落料模具是一套用侧刃定距的导柱导向的落料模。侧刃断面的长度等于送料步距。在压力机的每次行程中，侧刃在条料的边缘冲下一块长度等于送料步距的料边。用侧刃定距，其应用不受冲裁结构限制，并且操作方便安全，送料速度高，便于实现自动化。适用于大批量生产。凹模直接固定在模架上，凹模内所积压的料最多为两件。所落料和侧刃冲裁的废料烟凸凹模和下模座的出料口落下。工作原理：第一步落下一个料；第二步落下两个料，以后每步是落两个料。电机炭刷架冷冲压模具设计124冲孔模的设计4.1冲裁件的工艺性本工件所冲孔的直径为3mm。根据有关标准dt，3mm大于允许的最小冲孔直径，所以能够用冲孔模冲孔。4.1.1冲裁体的尺寸精度和断面粗糙度a.精度IT10级。（依据9第三章第一节）b.表面（即断面）的粗糙度材料为厚度t=2mm冲裁件断面的粗糙度为6.3um。表10材料厚（mm）粗糙度Ra(um).4.2冲裁间隙由于材料为08钢，料厚t=2mm,因此查冷冲模设计表3-3知：Zmax=0.360mmZmin=0.246mm由于模具使用过程中会使间隙增大，所以在设计与制造模具时要选用最小合理间隙即Zmin=0.246mm。4.3凸凹模工作部分尺寸与公差4.3.1冲孔凸、凹模尺寸计算的原则a.冲孔时的尺寸由凸模决定，因此应该以冲孔凸模为设计基准。b.凸模尺寸做得趋向于冲孔件的最大极限尺寸。c.凸、凹模的合理间隙对于冲孔件凸模是设计基准，间隙应由增大凹模尺寸取得。4.3.2用配合加工法的尺寸计算由1第44页可知，这里x取0.75。由冷冲模设计表3-6查得凸、凹模的制造偏差:凸=0.020凹=+0.020凸+凹=0.04mm2t=4mm,而实际弯曲的弯曲件高度为34mm远大于4mm,因此弯曲件直边高度也符合弯曲要求。5.1.3弯曲件孔边距离当需要冲孔之后再弯曲时，孔的位置处于弯曲变形区之外，孔壁到弯边的最小距离由st+r=2+0.5=2.5mm10弯曲件的孔边距离实际上为2.7mm大于s=2.5mm，所以弯曲时孔的精度是不受影响的。5.1.4弯曲件的精度弯曲件的精度要求应合理,弯曲件角度公差为2。弯曲件的直线尺寸公差精度为IT14级。5.2弯曲件的回弹5.2.1影响回弹的因素(1)材料的力学性能与材料屈服点成正比,与弹性模数成反比。（2）相同弯曲半径，r/t愈大，则愈大。（3）弯曲中心角，愈大，则回弹角愈大。（4）弯曲方式，本模具采用自由弯曲，因此回弹角较大。(5)制件形状,这一道工序结构形状较简单,回弹量也稍大。5.2.2回弹角的大小回弹角的大小通常按实验总结的数据修正或经试冲后再修正。单角90自由弯曲时可由冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料中表1-3-5查得回弹角=2。5.2.3减少回弹角的措施由于弯曲件已经设计好，所以只有在以下两个方面采取措施。电机炭刷架冷冲压模具设计18（1）弯曲工艺方面：采用压弯前先将坯料进行退火处理。（2）在模具结构方面采取以下措施：a.补偿回弹。根据弯曲件的回弹方向和回弹量的大小，控制模具工作部分的几何形状和尺寸，使弯曲件弯曲后的回弹得到补偿。b.增加压料力或减小凸、凹模之间的间隙的方法减小回弹。c.弯曲时在弯曲件的端部加压。5.3弯曲力的计算5.3.1弯曲力的大小弯曲力的大小通常采用经验公式进行计算。本弯曲模为自由弯曲，采用以下弯曲力公式：F=0.6KBt2b/（r+t）10其中：F自由弯曲力B弯曲件的宽度t弯曲件的厚度r弯曲的内弯曲半径b材料的抗拉强度K安全系数，一般取K=1.3弯曲件的宽度B1=28mmB2=4mm材料的抗拉强度b=400MPa由前面知r=0.5mmF=F1+F2=0.61.32400(28+4)/(2+0.5)=1.340.640032/2.5=15974.4(N)=15.9744(KN)5.3.2顶件力对于有顶件装置的弯曲模,其顶件力可取自由弯曲力的30%80%,这里取50%顶件力F1=15.974450%=7.9872(KN)5.3.3弯曲时压力机公称压力的确定F压力机F自+F1=15.9744+7.9872=23.9616(KN)5.4弯曲模的间隙凸、凹模间隙的大小对弯曲件质量有直接影响,过大的间隙会引起较大的回弹;过小的间隙会使制件边薄,增加了模具的磨损。因此，必须确定合理的间隙值。凸、凹模的合理间隙值可由公式单边间隙：Z=t+ct盐城工学院机械工程系毕业设计说明书19其中：t坯料厚度材料厚度正偏差C间隙系数由冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料中表1-3-15查得t=2mm=0C=0.04Z=t+ct=2+0+0.04=2.08(mm)5.5弯曲模工作部分尺寸计算5.5.1凸模圆角半径弯曲件的内侧弯曲半径r=0.5mm材料所允许的最小弯曲半径rmin=0.2mmrrminrp=r=0.5mm5.5.2凹模圆角半径（1）凹模圆角半径一般不小于3mm，以免弯曲时对材料表面产生划痕。弯曲凹模的半径rd=5mm10(2)凹模深度凹模深度L0=20mm105.5.3凸、凹模工作部分的尺寸与公差因为弯曲件标注的为外形尺寸，且为单向偏差，所以公式为：L凹1=（Lmax1-0.75）凹0=（8-0.750.36）36.=7.73（mm）36.0L凸1=（L凹1-Z）凸=（7.73-2.08）036.=6.65(mm)036.5.6压力机的选择5.6.1压力机的公称压力由前面有关计算，公称压力F23.9616KN，根据F23.9616KN选择公称压力为40KN的压力机。电机炭刷架冷冲压模具设计205.6.2压力机各参数如下：发生公称压力时滑块离下死点距离SP=3mm滑块行程:固定行程S=40mm调节行程S1=40mmS2=6mm标准行程次数n=200次/min最大闭合高度H=160mm闭合高度调节量H=35mm滑块中心到压力机的距离C=100mm工作台尺寸:前后B=180mm左右L=280mm工作台孔尺寸前后B1=60mm左右L1=130mm立柱间距A130mm5.7模架的设计与有关尺寸5.7.1模架的结构形式模架是模具的主体结构，它是连接冲模工作零件的部件。冲模的主要零件都要通过螺钉、销钉连接到模架上构成一副完整的冲模结构，才可使用。本弯曲模选用后侧导柱模架，两个导柱导套分别装在模架的后侧，凹模面积是导套前面的有效区域。由于导柱装在一侧，因重力产生力矩而会引起模座歪斜，上模座在导柱上滑动不够平稳，影响模具寿命。但是本弯曲模为中型模具，精度要求不太高，所以上述缺点对工件质量并不会产生太大影响。5.7.2模架的有关尺寸由凹模的外形尺寸（LB）为12580，由冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料中的国家标准GB2851.3-81可查得。5.8导向零件为了保证上模相对于下模或凸模相对于凹模能够正确运动，就必须采用导向零件以达到规定要求。5.8.1导柱、导套的尺寸、结构导柱尺寸根据模架中下模座的导柱孔确定为20mm,选用A型。同样，导套与导柱配套，也选用A型。导柱导套的结构可由冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料中国家标准GB2861.1-81和GB2861.6-81查得。5.9顶出机构5.9.1顶板与凹模的配合弯曲件的形状相对比较复杂，所以顶板与凹模为非配合关系。5.9.2顶板的尺寸盐城工学院机械工程系毕业设计说明书21（1）顶板的长度顶板的长度一般根据弯曲件的长度而确定，此弯曲模长度确定为108mm。（2）顶板的尺寸中的厚度顶板的厚度由国家标准GB2858.2-81查得为10mm。5.10模具的安装5.10.1模具安装的注意事项：（1）检查模具的闭合高度与压力机的闭合高度是否合理；（2）模具安装前应将上下模板和滑块底面的油污揩试干净，并检查有无遗物，防止影响正确安装和发生意外事故。5.10.2模具安装的一般次序如下：（1）根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度，使滑块在下死点时其底面与工作台面之间的距离大于冲模的闭合高度。（2）先将滑块升到上死点，冲模放在压力机工作台面规定位置，再将滑块停在下死点，然后调节滑块的高度，使其底平面与冲模上模座上平面接触。（3）将压力机滑块上调35mm，开动压力机，空行程12次，将滑块停于下死点，固定住下模座。电机炭刷架冷冲压模具设计226最后一道弯曲模设计6.1弯曲件的工艺性6.1.1弯曲件如图所示：6.1.2最小弯曲半径弯曲件的最小弯曲半径与材料的力学性能、硬化程度、纤维方向、表面质量等因素有关。其值：r=0.1t=0.22=0.2mm106.1.3弯曲件直边高度如上图所示的弯曲件，直边高度为H=33mm,满足H2t=22=4mm,所以符合弯曲条件。弯曲件孔边距离为15.5，最小孔边距为S=2.2mm,15.5远大于最小孔边距，不处于弯曲变形区内，因此，弯曲基本不影响小孔的精度和形状。6.1.4弯曲件的精度（1）弯曲件的角度公差为2。（2）弯曲件的直线尺寸公差为IT14级。6.2弯曲件的回弹盐城工学院机械工程系毕业设计说明书23回弹是指金属材料在塑性弯曲时总是伴随着弹性变形，因此，当弯矩去掉之后，弯曲件的弯曲角与弯曲半径变的与模具尺寸不一致，回弹值通常以回弹角表示。=-0其中：表示回弹后制件的实际角度；0：表示模具的角度6.2.1影响回弹的因素（1）材料的力学性能与弹性模数成反比；（2）相对弯曲半径r/tr/t大则回弹角大；（3）弯曲中心角愈大，则愈小；（4）弯曲方式校正弯曲比自由弯曲回弹角小；（5）制件形状U形件回弹小于V形件。6.2.2回弹角的大小在实际设计时，通常按实验的数据来修正，或经试冲后再修正。该弯曲为U形弯曲，且为自由弯曲回弹角为=2。106.2.3减小回弹的措施因为本弯曲件形状已设计好，所以，常常就以以下几个方面采取措施：（1）弯曲工艺方面压弯前将坯料进行退火处理。（2）在模具结构方面：a.补偿回弹；b.增加压料力或减小凸凹模之间的间隙的方法减少回弹；c.弯曲时在弯曲件的端部加压的方法，不但能获得精确的弯曲高度，而且能减小回弹。6.3弯曲力的计算6.3.1弯曲力的大小通常采用经验公式该弯曲为U形自由弯曲弯曲力采用公式F=0.7KBt2b/(r+t)其中：F为自由弯曲力B为弯曲件的宽度为12t为厚度为2r弯曲件的内弯曲半径为0.5b为材料的抗拉强度,其值为400MPaK为安全系数，一般取K=1.3弯曲力F=0.3KBt2b/(r+t)=0.71.31222400=6.9888（KN）6.3.2顶件力或压料力F1顶件力一般取自由弯曲力的30%80%，现取自由弯曲力为50%。顶件力F1=0.56.9888=3.4944（KN）6.3.3弯曲时压力机公称压力的确定电机炭刷架冷冲压模具设计24F压F自=6.9888+3.4944=10.4832（KN）6.4弯曲模的间隙U形件弯曲时，凸凹模间隙的大小对弯曲件质量有直接影响，过大的间隙会引起较大的回弹，过小的间隙会使制件厚度变薄，增加模具的磨损。因此必须确定合理的间隙值。凸凹模的合理间隙值可按下式进行计算：Z/2=t+ct其中：Z/2弯曲凸、凹模单边间隙；t坯料厚度；坯料厚度正偏差；C根据弯曲件高度H和弯曲线长度L决定的系数，这里取C为0.04。t=2,为零，C为0.04Z/2=2+0.042=2.08mm6.5弯曲模工作部分尺寸计算6.5.1凸模圆角半径rp若弯曲件的内侧半径rrmin(材料所允许的最小弯曲半径,见冷冲模及塑料成型工艺与模具设计资料表1-3-1),则应取rp=r凸模圆角半径rp=r=0.5mm6.5.2凹模圆角半径rd及凹模深度L0(1)凹模圆角半径凹模圆角半径一般为不小于3mm,以免弯曲时材料表面产生划痕。弯曲凹模圆角半径由冷冲模及塑料成型工艺与模具设计资料表1-3-16查得：rd=5mm（2）凹模深度L0当弯曲U形件时，如果弯曲边长较大，而对平直度要求不太高时，可采用冷冲模及塑料成型工艺与模具设计资料表1-3-19空中的数值，查得：L0=20mm6.5.3凸、凹模工作部分的尺寸公差L凸=（Lmin+0.75）0凸=（10+0.750.2）036.=10.15(mm)036.L凹=（L凸+Zmin）凹0=(10.15+2.08)36.盐城工学院机械工程系毕业设计说明书25=12.23(mm)036.6.6压力机的选择6.6.1由上面已确定为压力机的公称压力了,为10.4832KN。6.6.2压力机各参数如下:发生公称压力时滑块离下死点距离SP=3mm滑块行程:固定行程S=40mm调节行程S1=40mmS2=6mm标准行程次数n=200次/min最大闭合高度H=160mm闭合高度调节量H=35mm滑块中心到压力机的距离C=100mm工作台尺寸:前后B=180mm左右L=280mm工作台孔尺寸前后B1=60mm左右L1=130mm立柱间距A130mm6.7模架的设计与有关尺寸采用中间导柱模架,根据L、B为125、80查冷冲模及塑料成型工艺与模具设计资料第九章表1-9-1、表1-9-5得到模架模座的有关尺寸,再查表1-9-7查得导栓、表1-9-9得导套尺寸及表1-9-11得模柄尺寸等等。6.8顶出机构6.8.1顶板与凹模的配合弯曲件的形状相对比较复杂顶板与凹模采用非配合关系6.8.2顶板的尺寸顶板的长度一般根据弯曲件的长度而确定,或由凹模的长度确定。在前面的模具工作尺寸的计算中已