前夹环冲压工艺及模具设计

前夹环冲压工艺及模具设计摘要：本次设计为前夹环冲压模具，制作该零件有落料冲孔弯曲胀形四个基本序。通过对前夹环模具设计，加深自己对冲压设计的基础知识的掌握，为将来设计更复杂的的冲压模具设计打下坚实的基础。本设计的主要内容有：结构的工艺分析合理方案的确定凹凸模的设计及相关零件的计算等。制作的方法，首先通过剪板机讲板料剪切下来，再将板料冲小孔，最后弯曲胀形。制作出一套完整的模具，成功制作出前夹环。并用CAD对重要零件进行的设计。关键词：前夹环，冲压工艺，模具设计BeforetheclipstampingtechnologyanddiedesignAbstract：Thedesignforthefirstclipstampingdie,thepartsmadewithblankingpunchingbendingbulgingfourbasicprocesses.Throughtheclampringbeforethemolddesign,deepentheirmasteryofthebasicknowledgeofstampingdesign,designmorecomplexstampingdiedesignforthefuturelayasolidfoundation.Themaincontentofthisdesignare:thestructureoftheprocessanalysisofdeterminethereasonableschemeofconcaveandconvexmolddesignandthecalculationoftherelatedparts,etc.Productionmethods,firstbyshearingmachineaboutsheetmetalshear,thenplateholesandfinallybendingbulging.Createacompletesetofmould,produceclipbeforesuccess，UsingCADforthedesignoftheimportantparts.Keywords：Beforetheclip,stampingprocess,molddesign.任务书设计（论文）题目：前夹环冲压工艺及模具设计1设计的主要任务及目标（1）任务：1)模具装配图及零件图2)设计说明书一本3)电子资料一份（2）目标：以所学专业知识为基础，以实用为目的，通过对前夹环冲压工艺的分析及相关参数的计算，进一步进行模具的总装图及零件的设计，总结出并熟练掌握模具设计的规律和方法。2设计的基本要求和内容（1）基本要求1）认真学习相关书籍，查阅中外文资料，制定出合理的设计方案；2）认真做好各环节计算与分析，使零件的工艺分析正确，模具设计合理；3）勤于思考，应用所学的专业知识来解决设计中遇到的问题；4）翻译一篇与本课题相关的英文文献；（2）主要内容1）冲裁弯曲件的工艺设计2）确定工艺方案及模具的结构形式3）模具设计工艺计算4）冲裁力的计算5）模具压力中心与计算.6）模具总的结构设计7）零件图及装配图的绘制3主要参考文献1吕瑛波王影机械制图手册化学工业出版社2徐政坤程设计指导主编张家界航空工业职业技术学院3徐政坤冲压模具及设备.北京：机械工业出版社，2005，1.4万本善.实用冲模结构图解与冲压新工艺详图及常用数据速查速用手册.北京：科大电子出版社，2004，8.5李铭杰.冲模设计应用实例.北京：机械工业出版社，2003，8.6王立刚.冲模设计手册.北京：机械工业出版社，2002，5.7郭书彬.最新冲压新工艺新技术与冲模设计图集及典型疑难实例应用手册.北京：机械工业出版社，2003，9.8王芳.冷冲压模具设计指导.北京：机械工业出版社，1998，10.9李奇，江莹.模具构造与制造.北京：青华大学出版社，2004，8.10王秀凤.冷冲压模具设计与制造.北京：航空航天大学出版社，2005，4.11成虹.冲压工艺与模具设计.北京：高等教育出版社，2006，7.12杨玉英，崔令江.实用冲压工艺及模具设计手册.机械工业出版社，2005，1.13彭建生.模具设计与加工速查手册.北京：机械工业出版社，2005，7.4进度安排设计各阶段名称起止日期1资料查阅，完成开题报告2014.01.102014.03.102制定工艺方案，制定模具结构方案2014.03.102014.04.213中期检查2014.04.212014.04.304绘制模具图2014.04.302014.05.215撰写毕业设计2014.05.212014.05.316制作PPT，准备毕业设计答辩2014.05.312014.06.055附图图中D=260mm,L=284mm,D1=18mm,F=5mm,t=1.5mm;材料为08钢。注：一式4份，系部、指导教师各1份、学生2份：毕业设计（论文）及答辩评分表各一份目录1绪论.11.1冲压工艺与模具的发展方向.11.2我国模具技术的发展趋势.12零件图的分析.42.1零件的功用与经济性分析.42.2零件成形工艺性分析.42.2.1结构形状与尺寸分析：.42.2.2精度与表面粗糙度.52.2.3材料.53工艺设计和计算.63.1成形工艺方案的确定.63.1.1成形工序性质与数量的确定.63.1.2冲压工艺方案的分析与确定.63.2冲压工艺参数的计算.73.2.1工序尺寸的计算.83.2.2排样设计及材料利用率.83.2.3各工序冲压力的计算与冲压设备的选择.103.3冲模刃口尺寸及公差的计算.124冲孔模具设计.144.1模具类型的选择.144.2定位方式的选择.144.3卸料装置与推件装置的选取.144.4导向方式的选择.154.5工作零件的设计.164.5.1凹模.164.5.2冲孔凸模.164.5.3模架及其他零件的设计.174.6模架及其它零部件的设计.174.7闭模高度的计算.174.8冲孔模具装配图.185弯曲模具设计.195.1冲压力的计算.195.2模具类型的选择.225.3定位方式的选择.225.4卸料出件方式的选择.225.5模具主要零部件的设计.235.6弯曲设备的选择.265.7绘制模具总图.28总结.29参考文献.30致谢.31太原工业学院毕业设计01绪论1.1冲压工艺与模具的发展方向1、成形工艺与理论的研究近年来，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b900MPa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测等技术的发展，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。2、为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势发展了一些新的成形工艺(如高能成形和旋压等)、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。1.2我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。1、模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。太原工业学院毕业设计1随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位复合模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求在1m以下，这就要求发展超精加工。2、多功能复合模具将进一步发展新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。3、模具标准件的应用将日渐广泛使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。4、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。5、在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已太原工业学院毕业设计2基本成熟。由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大CAE技术的应用范围。对于已普及了模具CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM技术的深化应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPP,PDM、CIMS,VR，逐步深化和提高。6、快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展快速原型制造(RPM)技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材料累加)成形思想，根据零件CAD模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。RPM技术是集精密机械制造、计算机、NC技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继NC技术之后的一次技术革命。RPM技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(SLA)叠层实体制造(LOM)激光选区烧结(SLS)、三维打印(3D-P)熔融沉积成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射(热喷涂)等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。RPM技术还可以解决石墨电极压力振动(研磨)成形法中母模(电极研具)制造困难问题，使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于RE(逆向工程技术)/RPM的模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。太原工业学院毕业设计32零件图的分析2.1零件的功用与经济性分析该零件材料为08钢，厚度1.5mm尺寸公差等级为IT14级该零件的产量属于小批量，零件外形对称材料为一般用钢，故冲压加工经济性良好。2.2零件成形工艺性分析2.2.1结构形状与尺寸分析：图2-1零件图太原工业学院毕业设计4该制件形状简单，厚度适中，属于普通冲压件，但有几点应该注意：1根据工件的形状分析，该工件为落料、冲孔、弯曲件，因此在加工时要考虑到冲孔和弯曲工序的干涉问题；2小批量生产，应重视模具材料的选择和模具结构的确定，保证降低模具的成本；3制件体积很大，从安全考虑，要采取适当的取件方式，模具结构上设计好推件和取件方式。2.2.2精度与表面粗糙度此零件的表面粗糙度均为自由表面粗糙度，尺寸公差等级为IT14级，所以加工此零件时，模具结构较为简单，加工方便。2.2.3材料零件材料是08钢，参考文献1可知08钢为极软优质的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。力学性能：抗拉强度b(MPa)：260-360屈服强度s(MPa)：200伸长率s()：32综上所述，该零件的形状、尺寸、精度、材料均符合冲裁工艺性要求，故可以采用冲压方法加工。太原工业学院毕业设计53工艺设计和计算3.1成形工艺方案的确定3.1.1成形工序性质与数量的确定(1)成形工序性质的确定：该零件的主要成形方法是冲裁，胀形和弯曲。成形方法可以分为二种：一种，先落料，冲孔，胀形，再弯曲，另一种是先落料，胀形，弯曲，再冲孔，这两种方法中第一种生产简单，效率高，因为弯曲之后再冲孔，定位不是很方便，而且生产效率低。所以，比较起来，采用第一种方法较为合理。（2）根据查相关表格：孔离弯曲部位较远，冲孔之后再弯曲，不会影响孔的精度和位置度。3.1.2冲压工艺方案的分析与确定根据以上基本工序，可拟定出以下三种冲压工艺方案：方案一：剪料、冲孔单工序模、弯曲胀形复合模方案二：落料冲孔复合模、弯曲胀形复合模完成方案三：采用多工位级进模分析比较上述三种工艺方案，可以看出：方案一模具简单，数量多，冲压效率低，但是由于要求小批量生产，采用单工序模，模具制造简单，成本也比较低。方案二相对于方案一模具较复杂，数量减少，冲压效率提高，但是由于落料冲孔采用复合模，落料尺寸非常大，所以模具设计比较麻烦。方案三相对于前两种方案模具最复杂，制造周期长，数量最少，冲压效率最高，但是由于落料和弯曲工序的尺寸较大，设计模具和加工模具都比较困难。表3-1冲压工艺方案比较表项目方案一方案二方案三模具结构简单一般结构较复杂模具数量3套2套1套生产效率较低较高高通过上述方案性能的比较，考虑到产品是小批量生产，采用方案一是最合理的，由于落料尺寸较大，外形要求又不是太高，所以采用剪板机直接剪切出工件的外形板太原工业学院毕业设计6料。所以我们只需要设计冲孔模和弯曲胀形模。3.2冲压工艺参数的计算3.2.1工序尺寸的计算胀形不影响工具的毛坯展开计算，所以工件弯曲展开示意图近似为如图所示的结构。弯曲部分的尺寸计算分析如图3-1，弯曲部分圆弧，半径的分别为3.5mm和130mm。图3-1展开示意图由表可知中性层的位以系数为0.5。相对弯曲半径为：R1/t=3.5/1.5=2.130.5R2/t=130/1.5=86.70.5式中：R弯曲半径（mm）t材料厚度（mm）由于相对弯曲半径大于0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求变形区中性层曲率半径（mm）。太原工业学院毕业设计7=r+kt（3-1）式中：r内弯曲半径t材料厚度k中性层系数查表，K=0.5根据公式1=r1+kt=130+1.50.5=130.752=r2+kt=3.5+1.50.5=4.25测量角度=357.8展开料长度：如图3-1中，L=2(L1+L2)+L3=2(14.5+/24.25)+357.8/3602130.75=858.86mm最终确定毛坯图如3-2所示：厚度为1.5mm图3-2毛坯展开图3.2.2排样设计及材料利用率在冲压生产中，节约和减少废料具有重要的意义，在模具设计中，排样设计是一项极为重要的、技术性很强的设计工作，排样的合理与否直接影响到材料的利用率、太原工业学院毕业设计8制件质量、生产率与成本以及模具寿命等，所以排样工作的好坏是左右冲裁经济效益的重要因素之一。冲裁所产生的废料分为两种，一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于工件的形状，一般不能改变，称为设计废料；二是由于工件之间的搭边和工件与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾而产生的废料，它取决于冲压方式和排样方式，称为工艺废料。提高材料利用率最主要的途径是合理排样使工艺废料尽量小，另外在满足工件使用要求的前提下，适当的改变工件的结构形状也可以提高材料的利用率。排样时，工件及工件与条料侧边之间的余料叫搭边，搭边的作用是补偿定位误差和保持条料有一定的刚度，以保证冲压件质量和送料方便。搭边太宽，浪费材料；搭边太窄会引起搭边断裂或翘曲，可能“啃刃”现象或冲裁时会被拉断，有时还会拉入模具间隙中、损坏模具刃口，从而影响模具寿命。搭边值的大小与下列因素有关：材料的力学性能。硬材料可小些，软材料的搭边可要大些。工件的形状与尺寸。尺寸大或有尖突的复杂的形状时，搭边要取得大值。材料厚度。薄材料的搭边值应取的大一些。送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以取小些。常用的排样方法有三种：有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高。少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的存在。无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。本次设计由于工件外形要求不高，直接采用无废料的排样，工件件和工件条料侧边均无搭边，直接采用剪板器获取工件的外形。排样图如图3-3所示。太原工业学院毕业设计9材料利用率衡量材料经济利用的指标是材料利用率。根据进距s及料宽b得板材规格：1.504tmm1.采用横裁法：条料数量/40/862.94Ab条每条零件数()/(15)/3.87nBaS个每张板料可冲零件数47Nm个材料利用率1862.93180%0%6405SAB图3-3排样图3.2.3各工序冲压力的计算与冲压设备的选择冲孔力材料的抗剪强度=360Mpa冲孔周长L=27=22mm3-3=tFKL落1.32.560N太原工业学院毕业设计10其中冲裁力F冲裁周边长度L材料厚度t材料抗剪强度系数(K为考虑到冲裁模刃口的磨损，材料力学性能和厚度公差K变化等因数而设计的安全系数，一般取1.3)冲裁时的推件力和卸料力及压力机的选择表3-3卸料力、推件力及顶件力系数冲裁材料K卸推K顶纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.0250.080.030.070.10.060.070.50.04500550.0650.040.050.0500.030.040.0400.05钢材料厚度m6.50.020.030.0250.03查表3.3，则n取4个0.5K推0.5卸6hm故（3-5）Fn孔推推0.541.3KN卸=0.775太原工业学院毕业设计11则最大冲压力：3-615.30.759FKN总冲卸推3.3冲模刃口尺寸及公差的计算因冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同：校核满足条件：minaxZTA表3-4初始双面间隙、maxZin08、10、3509M2、Q235Q34540、5065Mn材料厚度/tmmaxZminaxZminaxZminaxZmin小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1160.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1800.1200.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.240太原工业学院毕业设计121.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.50.2900.3500.390.450.390.45查表得：、max0.24Zmin0.132冲孔时，对于冲孔70+0.21mm孔，。0.25m凸凹，校核间隙：满足+条件，所以采用分别加工法.凸凹minaxZ因数由表查得，则为：.5X7凸0.21（）0.2凹0.253m（）0.2571太原工业学院毕业设计134冲孔模具设计4.1模具类型的选择该冲件属于普通冲裁，精度要求不高的单工序冲裁模，采用正装操作方便简单，生产效率较高，因此选用正装冲孔模。4.2定位方式的选择定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置，条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料方向垂直方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进成为送进导向；二是在送料方向的限位，控制条料一次送进的距离（步距）。属于送料导向的定位零件又导料销，导料板、侧压板等。导料板及侧压板多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。因此选导料销做为导向且位于条料的同侧，从右向左送料时导料销装在后侧。属于送料定距的定位零件有挡料销、导正销、侧刃等，导正销及侧刃多用于级进模和单工序模中。挡料销则多用于复合模和单工序模中。选取挡料销做定距定位零件。在模具闭合后不许挡料销的顶端高出材料因选取活动式弹顶挡料销。其挡料销的高度h查表得h=3m表4-2挡料销高度ht0.3232344.3卸料装置与推件装置的选取常见的卸料零件又固定卸料板和弹压卸料板。前者式刚性结构主要起卸料作用，卸料力大，适用于冲材料厚度大于0.8的模具，后者是柔性结构，兼有压料和卸m太原工业学院毕业设计14料两个作用。其卸料力的大小决定与所选用的弹性元件。主要用于冲制薄料和要求制件平整的充模中，长用在倒装复合模中，因此选取弹压卸料板。弹压卸料板与凸模配合间隙值查表的=0.1Cm表4-3弹压卸料板与凸模配合间隙值材料厚度t0.50.511单面间隙C0.050.10.15在自由状态下的弹压卸料板应高出凸模刃口0.30.5。卸料板的厚度查表m4.4。表4-4卸料板的厚度卸料板宽度B50508080125材料厚度thoH0hoH0hoH00.8686108130.81.561081210141.536-10-12-由于工件较大，为了保证刚度，所以卸料板的厚度我们设计为30mm。4.4导向方式的选择为了工作方便，安装调整简单，该冲孔模采用四角导柱。太原工业学院毕业设计154.5工作零件的设计4.5.1凹模冲裁时凹模板承受冲裁力和侧向挤压力的作用。由于模具结构形式及固定方法不同，受力情况又比较复杂，目前还不能用理论的方法确定凹模轮廓尺寸。在生产中，通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间距离，按经验公式来确定。本工件凹模板采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模板在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。选择模架凹模周界，取B为400mm，A为1100mm。凹模轮廓尺寸为1100m400mm60mm。4.5.2冲孔凸模因为所冲的孔为圆形或长圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，为了方便推件器推件方便，所以冲孔凸模采用直通式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。凸模长度L=凸模固定板厚度+橡胶高度+卸料板厚度+其他=30+40+30+2=102mm冲孔凸模结构详见图4-1太原工业学院毕业设计16图4-1冲孔凸模4.5.3模架及其他零件的设计4.6模架及其他零部件的设计该模具采用四角导柱模架，这种模架的导柱在四角位置。安装方便，易于加工。以凹模板周界为依据，选择模架规格为1400mm700mm。导柱d/mmL/mm分别为60320，导套d/mmL/mmD/mm分别为6017076，上模座厚度H上模=80mm，上垫板厚度H上垫=20mm，凸模固定板厚度H固定=30mm，凹模板厚度H凹模板=60mm，下模座厚度H下模=90mm，卸料板厚度H卸料=30mm，4.7闭模高度的计算该模具的闭合高度由以下零件高度相加之和求的。该模具闭合高度：H闭=H上+H下+H垫+L+H-h式中：L-冲孔凸模长度；H-凹模厚度；h-冲孔凸模冲裁后进入凹模的深度h=1mm。根据公式得模具的闭合高度为：H闭=H上+H下+H垫+L+H-h=351.5（mm）可见该模具的闭合高度不在所选模具闭合高度之间，则该压力不可以使用。所以该选用J21-400A型号的压力机，该模具的闭合高度小于所选压力机型号为J23-63的最大闭合高度为550mm，可以使用。压力机主要参数：压力机型号：J21-400A太原工业学院毕业设计17公称压力/KN：4000其最大闭合高度/mm：550模柄孔尺寸/mm：直径100深度/mm：120工作台尺寸左右前后/(mmmm):90014004.8冲孔模具装配图太原工业学院毕业设计185弯曲胀形模具设计5.1冲压力的计算弯曲过程并不是完全是材料的塑性变形过程，其弯曲部位还存在着弹性变形，弯曲后零件的形状因为回弹而与模具的形状不完全一致。回弹的大小通常用角度回弹量和曲率回弹量来表示。角度回弹是指模具在闭合状态时工件弯曲角与从模具中取出后工件的实际角度之差，即；曲率回弹量是指模具处于闭合状态00时压在模具中工件的曲率半径与从模具中取出后工件的实际曲率半径之差，即0。0当要求工件的弯曲圆角半径时，可根据材料的有关参数，用下列公式计算回弹补偿时弯曲凸模的圆角半径。只有当弯曲工件的圆角半径为板料厚度的5倍以上时，pRR计算才近似正确。板料弯曲见下式：EtSp31式中：、弯曲件圆角半径；弯曲凸模Rp.m材料屈服极限sMpa板料厚度tm材料弹性模量E所以工件的回弹量13028.52139pSREtm板料采用08，查设计手册可知，屈服点，弹性模数。将有=asMP=1980aEMP关数据代入上式，得出28.5mpR弯曲力的计算弯曲变形分三步，第一步是U形弯曲，第二步是成圆弯曲，第三步是两突耳的弯曲。前两步的弯曲的弯曲力均可用下面公式计算：弯曲件弯曲力：2b0.7ktRF自太原工业学院毕业设计19式中：自由弯曲力（）自FN弯曲件宽度（）bm弯曲件材料厚度（）t弯曲内半径（）R材料抗拉强度（）bMpa安全系数，一般取K3.1K代入公式得：22b10.7kt.0.5410.2RFN突耳弯曲的弯曲力，同样可以用上式进行计算，式中弯曲宽度b=30mm，弯曲半径R=3.5mm，则突耳的弯曲力为：22b20.7kt.130.548.3F虽然三步弯曲力是先后发生的，但由于冲压过程中主要是能量消耗，所以计算总压力时，仍然按三步弯曲力之和计算，则总的弯曲力为：120.528.394FN校正弯曲是在自由弯曲阶段后，进一步使对贴合凸模、凹模表面的弯曲件进行挤压，其校正力比自由压弯力大得多。由于这两个力先后作用，校正弯曲时只需计算校正弯曲力。V形弯曲件和U形弯曲件均按公式：qA1F式中：校正弯曲时的弯曲力(N)；F校正部分垂直投影面积()；A2m为单位面积上的校正力()，查表4-1取30MPa。qMpa23026780m根据上式得134FN表5-1单位校正力q材料mt太原工业学院毕业设计201215105铝500304黄铜234608钢、15钢、Q235346825钢、30钢、35钢45710自由弯曲力和校正弯曲力的和为：28.34023958.FNN胀形属于伸长类成形，其破坏形式是胀裂或胀破。对于某些产品的胀形件，即使不胀破，板厚过分变薄也是不允许的。因此平板毛坯局部胀形的极限变形程度可按截面最大相对伸长变形不超过工件材料许用伸长率的7075来控制：(0.70.75)式中L0、L胀形前、后变形区截面长度；工件材料的许用伸长率。系数0.70.75可视胀形变形的均匀程度来选取，例如压加强筋时，截面为圆弧形时可取较大值，截面为梯形时应取较小值。胀形周边长：L=2816.5+27.1=1660.1mm采用刚性凸模对平板毛坯进行胀形时所需的胀形力按下式估算：=0.71660.11.5300=522.931KN式中L胀形区周边长度（）；t板料厚度（）；板料抗拉强度(MPa)；K考虑变形程度大小的系数，一般取K=0.71。因为不需要校正弯曲，则总压力：F总=5.528+522.931=528.46KN5.2模具类型的选择模具类型分为三种分别是：单工序模、复合模和级进模。太原工业学院毕业设计21单工序模又称简单冲裁模，是指在压力机一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，如落料模、冲孔模、切断模切口模等。复合模是指在一次压力机的行程中在模具的同一工位上同时完成两道或两到以上不同冲裁工序的模具。复合模是一种多工序冲裁模，它在结构上的主要特征是有一个或几个具有双重作用的工作零件凸凹模，如落料冲孔复合模中有一个既能作落料凸模又能作冲孔凹模的凸凹模。由弯曲工艺分析可知，该工件要进行批量生产，所以模具类型为转轴模式压弯模。5.3定位方式的选择定位方式的选择通俗的说既是选择定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正确的位置，定位零件的结构形式很多，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、侧刃等，用于对工序进行定位的定位零件有定位销、定位板等。定位零件基本上都已标准化，可根据坯料和工序件形状、尺寸、精度及模具的结构形式与生产效率要求等选用相应的标准。因为该模具采用是板料，控制板料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制板料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。5.4卸料出件方式的选择卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。卸料装置按卸料的方式分为固定卸料装置弹性卸料装置和废料切刀三种。固定卸料装置,固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件；废料切刀是在冲裁过程中冲裁废料切断成数块，从而实现卸料的一种卸料零件。出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把装在上模内的出件装置称为推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。太原工业学院毕业设计22综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为1.5mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料。依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于弯曲平面度要求较高的冲件。5.5模具主要零部件的设计(1)凸模部分该工件的断面属于卷圆弯曲,要考虑当卷圆成形后如何将工件从凸模上卸下来,假如把凸模制成整体型式,则工件很难从凸模上卸下来,所以必须把凸模制成圆柱形凸模,如图5-1所示。图5-1轴形凸模这种凸模分成三个部分:有一个凸模支架，固定在上模座，同时有个支撑块。工件可以从凸模上很容易取下。凸模支架和支撑块如图5-2和5-3所示。太原工业学院毕业设计23图5-2凸模支架图5-3支撑块(2)凹模部分太原工业学院毕业设计24凹模是转轴式的，左右两件相对称。这种形状的凹模也不应该制成整体而应是组合的，且通过销轴和凹模支架连接，不但便于机械加工。而且可以来回摆动，完成工件的弯曲。凹模和凹模支架如图5-4和5-5所示。图5-4摆动凹模太原工业学院毕业设计25图5-5凹模支架5.6弯曲设备的选择（1）弯曲设备类型的选择原则根据所要完成的弯曲工艺的性质，生产批量的大小，弯曲件的几何尺寸和精度要求等来选择设备的类型。对于中小型的弯曲件或拉深件的生产，主要应用开式机械压力机，虽然开式冲床的刚性差，在冲压力的作用下床身的变形能够破坏冲裁间隙分布，降低模具的寿命或冲裁件的质量。可是，由于它提供了极其方便的操作条件和非常容易安装机械化附属装置的特点，使它成为目前中、小型冲压设备的主要形式。对于大、中型弯曲件的生产，多采用闭式结构形式的机械压力机，其中有一般用途的通用压力机，也有台面较小而刚度大的挤压压力机、精度机等。在大型拉深件的生产中，应尽量选用双动拉深压力机，因其可使所用模具结构简单，调整方便。太原工业学院毕业设计26磨擦压力机具有结构简单、造价低廉、不易发生超负荷损坏等特点，所以在小批量生产中常用来完成弯曲、成形等冲压工序。但是，摩擦压力机的行程次数少，生产率低，而且操作不太方便。在大批量或形状复杂零件的大量生产中，应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机。（2）冲压设备规格的确定。在冲压设备的类型选定以后，应该进一步根据冲压件的尺寸、模具的尺寸和冲压力来确定设备的规格。选定设备该零件所需的总力F=528.46KN对于校正弯曲力的最大值发生在下死点，改值比自由弯曲大的多，而在弯曲过程中两者不同时存在。因此只考虑校正弯曲力。又由于工件尺寸较大，还要要根据模具的闭合高度和外形来确定压力机。由图纸进行分析，模具闭合高度H模=1400mm模具外廓尺寸1024m选用800T型号的压力机可以满足使用。压力机主要参数：型号：800T公称压力/KN：8000滑块行程/mm：800行程次数/min:10最大装模高度/mm:1400连杆调节长度/mm:150工作台尺寸前后左右/（mmmm）模柄孔尺寸直径深度:T型槽:45002400（中心无槽）太原工业学院毕业设