支架冲压工艺分析及模具设计

支架冲压工艺分析及模具设计摘要：本文主要分析了炊具使用支架的冲压工艺，介绍了支架冲压模具的主要结构。文章先分析了零件的冲压工艺性，确定了冲压工艺方案，用多工位的级进模和弯曲模来完成零件的生产，解决了冲裁支架窄槽的难题。第二部分确定了模具的总体结构；结合零件冲压工艺及模具的总体结构绘制了排样图，根据排样图，计算出利用率、冲裁力、选用设备及刃口的尺寸等技术参数。结合实际生产设计了模具的定位零件、固定零件、卸料及推顶装置，对选用设备进行了校核，保证其能完成整个生产加工，并用软件绘制了模具的装配图和零件图。关键词：支架,冲压工艺,模具结构StampingprocessanddesignofdieforcookerbraoketAbstract:Thisarticlemainlyanalyzesthecookersusebracketofstampingprocess,firstanalyzedthestampingmanufacturabilityoftheparts,determinedthemoldstructureaccordingtocomplexpartsappearanceusingmulti-stationprogressivedieandbendingdiecancompleteproduction,solvestheproblemofnarrowgroovecuttingstents.Inthispaper,wedeterminetheoverallstructureofthemould;Combinedwiththegeneralstructureofthepartsstampingprocessanddielayoutdiagramdrawn,accordingtothelayoutdiagram,calculatetheutilization,blankingforce,selectionofequipmentandthesizeofthebladeandothertechnicalparameters.Combinedwiththeactualproductiondesignthemouldpositioningparts,fixedparts,unloadingandejectiondevice,selectionofequipmentforthecheck,ensurethatcanfinishthewholeproductionandprocessingUsingsoftwaretodrawthemoldassemblydrawingandpartdrawing.Keywords:stents,stampingprocess,diestructure目录1.前言12.冲压工艺分析及模具设计概述.22.1冲压工艺及冲模的分类.22.2冲模设计的一般步骤.33.支架冲压工艺分析.43.1支架冲裁工艺分析.43.1.1冲压件的材料、形状和尺寸.53.1.2冲压件的精度、表面粗糙度.53.1.3此零件的冲压特殊性.63.2冲压工艺方案确定.63.3冲裁件的排样与搭边.73.3.1送料步距与条料宽度的计算.83.3.2材料利用率的计算.83.3.3冲裁间隙.93.4冲压工艺力.93.4.2卸料力、推件力和顶件力.113.4.3压力机所需总压力的计算.123.4.4初选压力机.123.5压力中心的计算.133.6凸、凹模刃口尺寸计算.153.7冲模零件设计.193.7.1凸、凹模设计.193.7.2定位零件的设计.233.7.3卸料及推顶装置.243.7.4固定零件.253.7.5模架的选用.263.8校核.264.弯曲.284.1弯曲件的结构工艺性.28I4.2弯曲力的计算.284.3弯曲模工作部分结构参数的确定.294.4模架的选用.31总结.32参考文献.33致谢.340前言制造业是体现综合国力的基础工业。模具是制造业的核心技术装备，是需要进行专门设计与制造的高新技术产品，在机械、电子、交通、轻工、家电、军事和航空航天等领域的产品生产中获得了广泛应用，作用不可替代。近年来，我国模具市场产需两旺，行业发展渐入佳境，年生产总量已居世界第三，但与世界模具现金技术国家相比，我国模具行业总体落后的面貌仍未得到根本改善，主要差距是标准化、专业化、和商品化程度较低，特别是标准化程度以成为制约模具发展的瓶颈。总之，随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是模具专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有了一个基本的了解和认识，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用工程软件进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。本文是支架冲孔落料级进模和支架弯曲模设计说明书，结合模具的设计，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化，标准化和合理性，通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。文中附有必要的插图和数据说明。12.冲压工艺分析及模具设计概述2.1冲压工艺及冲模的分类（1）冲压加工冲压加工：借助于常规或专门设备的动力，使板料在模具里直接得到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。冲压加工简称冲压，也称为冷冲压或板料冲压。冲压加工要素：板料、设备和模具时构成冲压加工的三个要素。冲压加工三要素的构成如以下定义：板料：冲压加工的对象，是直接制造出冲压件的原材料。冲压加工所用板料主要指各种金属板料，如钢板、铜、铝及合金板料等。模具：冲压加工安装在设备上的专用模型、工具、能制造出一定数量的冲压件。冲压模具简称冲模或冲压模。设备：进行冲压加工所必需的成套机器、装置、生产线或加工中心。（2）冲压工艺分类从加工工艺的角度来看，冲压产品零件往往经过冲压基本工序和其他工序才可以完成。所谓基本工序是指借助于典型的冲压设备及冲压模具而实现的板料冲压加工工序；所谓其他工序是指除了基本工序外，在板料成为成为冲压产品的过程中所涉及的那些加工工序，包括备料工序、特殊工序、结合工序、装配工序、辅助工序、修饰工序和包装工序等。按照板料在冲压加工过程中受变形力学的范围不同，可以把冲压加工所有的基本工序分为分离工序、成形工序及其组合出的复合变形工序三大类。其中：2分离工序：使板料产生断裂变形而分离，获得所需形状、尺寸的工件的冲压工序；成形工序：使板料产生塑性变形而不断裂分离，获得所需形状、尺寸的工件的冲压工序；复合变形工序：既有使板料产生塑性变形又有断裂分离，或有几处断裂分离，或有几处塑性变形，获得所需形状、尺寸的工件的冲压工序。（3）冲模的分类冲模的结构形式很多，通常多按照工艺和工序组合分类，如冲孔模、翻边模、落料-拉深复合模等。2.2冲模设计的一般步骤模具设计实质上是冲压件工艺方案的制定和模具结构的设计。一般步骤可归纳为以下几点；（1）取得必要的资料根据相关资料分析工件的冲压工艺性，对工件进行工艺审核及标准化审核。（2）确定工艺方案及模具结构形式工艺方案的确定是冲压件工艺性分析之后一个最重要的的环节。它包括：根据工件的形状特性、尺寸精度及表面质量的要求，进行工艺分析，判断出它的主要属性，确定基本工序的性质。根据工艺计算、确定工序数目。根据各工序的变形特点、尺寸精度要求及便于操作等要求，确定工序排列的先后顺序。（3）进行必要的工艺计算进行材料的排样和计算毛坯尺寸计算冲压力（包括冲裁力、弯曲力、拉伸力、卸料力、推件力等），必要时还要计算冲压功和功率。计算模具的压力中心计算或估算模具各主要零件的厚度，如凹模、凸模固定板、垫板的厚度以及3卸料橡胶和弹簧的自由高度等。决定凸凹模的间隙，计算凸、凹模工作部分的尺寸。（4）模具的总体设计在上述分析计算的基础上，进行模具设计的总体设计（此时一般只需勾勒出草图即可），并初步算出模具的闭合高度，大概的顶出模具的外形尺寸。（5）模具主要零部件的结构设计工作部分的零件：如凸模、凹模等结构形式的设计及固定形式的选择。定位零件：在模具中常用的定位装置有很多的形式，如固定挡料销、活动挡料销及定距侧刃等，需要根据具体的情况进行选用及设计。在连续模中还需要考虑是否采用初始挡料销。卸料推件装置：如选用刚性还是弹性的零件及弹簧和橡胶的选用和计算等导向零件：如选用导柱、导套导向还是导板导向，选用中间导柱、后侧导柱还是对角导柱，是用滑动导套还是带钢球的滚珠导套等支持及夹持零件、紧固零件：如模柄、上下模座结构形式的选择等（6）选定冲压设备冲压设备地选择主要决定其类型和规格。冲压设备类型的选定，主要取决于工艺要求和生产批量。冲压设备规格的选定，主要取决于工艺参数及模具结构尺寸。对于曲柄压力机必须满足一下要求：压力机的公称压力必须大于冲压的工艺力。压力机的装模高度必须符合模具的闭合高度的要求。压力机的行程要满足工件行程的要求。压力机的台面尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并要留有固定模具的余量，一般每边大于50-70mm。（7）绘制模具总图模具总图包括：主视图、左视图、侧视图，三种视图。工件图，一般工件图画在右上角。排样图，对于级进模则需要绘出排样方式、工序安排顺序及各工步所完成的冲压任务。4列出零件明细表，注明材质及数量。技术要求及说明。（8）绘制各非标件的零件图零件图上应注明全部尺寸、公差及配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料及热处理要求，以及它各项技术要求。3.支架冲压工艺分析3.1支架冲裁工艺分析冲裁的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性对冲裁件质量、材料利用率、生产率、模具执照及使用寿命等都有很大影响。因此，在设计中应尽可能提高工艺性。冲裁件的工艺性主要包括以下几个方面。本次课题的零件如图所示：制件材料：1Cr13中批量生产材料厚度为0.5mm其展开图如下：53.1.1冲裁件的材料、形状和尺寸由设计任务书可知此冲裁件材料为1Cr13，是一种经退火处理的马氏体型不锈钢，具有良好力学性能，是冲压常用的一种钢材。此零件的材料厚度为0.5mm，为薄料冲裁，选1Cr13适合冲裁加工。由图1-1可知工件的形状比较复杂，内有7个孔，其最小孔径为1.6，材料厚度为0.5mm，大于冲孔的最小尺寸;最小未注圆角为R2，没有较为尖锐的角;冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离不应过小，分析此零件孔与与孔，孔与制件边缘距离都符合冲裁要求，适合冲裁。3.1.2冲裁件的精度、表面粗糙度冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。分析零件图采用普通模具进行冲裁，未注公差时，一般选取IT12-IT14公差等级。冲裁件的材料厚度0.5mm一般冲裁件剪切面的近似表面粗糙度为Ra3.2。根据以上分析：此零件冲压工艺性可以满足一般冲压条件，适合冲压。3.1.3此零件的冲压特殊性6以上分析满足冲压一般要求，但是零件外形较为复杂，由于是炊具使用的支架其加工精度要求并不高。成形该零件需冲裁与弯曲工序完成。冲裁工序成形零件的展开形状，弯曲工序最终成形零件。从支架展开图可以看出外形轮廓较为复杂，总体不对称，多处有圆角过渡。在图2-2的A处有窄槽，宽度仅为1mm，B处孔与外边缘距离也为1mm。从从冲裁工艺来看，冲压工艺性并不好，因此成形零件的难点在于冲裁其展开形状。由支架三维图可知，成形支架需要从几个不同的方向弯曲，但弯曲工艺性尚好，弯曲成形也较为容易。3.2冲压工艺方案确定冲裁模的结构形式多种多样，如果按照工序的组合分类，可以分为单工序模、级进模（连续模）复合模等。各种冲裁模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件卸料与推料零件、导向零件、连接与固定零件等组成。表2.1单工序模、复合模和级进模的比较比较项目单工序模复合模级进模冲压精度较低较高一般冲压生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压力机一次行程内完成多个工序高，压力机在一次行程内完成多个工序实现操作机械化、自动化的可能性较易，尤其适合于在多工位压力机上实现自动化难，制件和废料排除较复杂，可实现部分机械化容易，尤其适用于单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于中小批量生产通用较差，仅适合大批量生产通用性较差，仅适合中小型零件的大批量生产冲模制造的复杂性和价格结构简单、制造周期短、价格低制造复杂，价格较高低于符合模7如仅从零件形状的复杂程度及尺寸精度要求考虑，成形零件可用多工位级进模或几副单工序模来完成。但通过对支架的生产批量、模具制造条件、可供选择的冲压设备以及考虑到经济性、安全性等诸多因素，最终决定生产支架用2副模具完成。一副成形支架展开形状，一副弯曲成形。一般情况下，成形图2展开形状，有2种不同的工艺方案：方案一:采用级进模，先冲零件上的各孔，再对1mm宽的窄槽及异形件各处分段切除废料，最后进行总体落料。方案二：采用复合模一次冲裁成形。对于方案一，尽管可以加工出满足质量要求的零件，但由于工步的增加，使模具结构变得复杂，且制模难度及成本均相应增大。对于方案二，虽然复合模没有级进模的累积定位误差，模具外形尺寸也不大，但由于存在1mm的窄槽以及1mm的孔边距，使得在模具设计制造时必须考虑如何解决模具强度等问题，必须增加模具结构的复杂程度；且模具寿命也不高。因此采用方案一、二成形该支架均不合理。方案三：采用级进模，先冲零件上各孔，然后对零件外形分二次冲裁。不过此时对外形的二次冲裁不是分段切除废料，而是采用类似切舌的方法。切舌后，在上模回程时，将切舌顶回与原轮廓重合，然后再进行下一次冲裁。3.3冲裁件的排样与搭边设计多工位级进模时，首先设计条料排样图。因为条料排样图是设计动工位级进模的重要依据。条料排样图设计的好坏及合理与否，直接影响到模具设计的成败。根据零件的工艺方案选取如图所示的排样83.3.1送料步距与条料宽度的计算（1）送料步距A条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。送料布局的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离，如图所示，按照混合排自定义步距A为41mm。（2）条料宽度B当导料板之间有测压装置时或用手将条料紧贴单边导料板（或两个单边导料销）时条料宽度按下式计算B=(D+2a+)0-式中D-冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸a-冲裁件与条料侧边之间的搭边-板料剪裁时的下偏差查冷冲模设计表3-1得=0.5mm带入公式B=（56.5+3x2+0.5）0-0.5=630-0.5m3.3.2材料利用率的计算在大批量生产中，原材料费用占生产成本的60%-80%。节省材料对降低成本有着重要作用。生产中，通常用材料利用率作为衡量材料经济利用程度的指标。单个零件的材料利用率1：1=%01BhAn条料的材料利用率2：2=L式中，A为冲裁件面积，mm2；B为条料宽度，mm；h为送料进距，mm；n1为一个进距内冲件数；n2为一条条料上冲件总数；L为条料长度，mm；带入公式得:1=%4.53104637.X92=%1.5063冲裁间隙冲裁间隙指凸、凹模刃口间缝隙的距离。冲裁间隙是指冲压工艺和模具设计中的重要参数，它是直接影响冲裁件的质量、模具寿命和力能的消耗。应根据实际情况和需要合理的选用。冲裁间隙有双面间隙和单面间隙之分，未注单面间的即为双面间隙。冲裁间隙的大小主要与材料的性能及厚度有关，材料越硬，厚度越大，则间隙值应越大。由于生产中冲裁件质量和尺寸精度的要求不同，因此冲裁间隙值得确定应保证冲裁件尺寸精度和满足剪切面质量要求的前提下，考虑模具寿命、模具结构、冲裁件尺寸和形状、生产条件等因素综合分析后确定。本课题的零件查冷冲模设计表3-4根据材料和厚度确定双边间隙为:Zmin=0.025mmZmax=0.035mm3.4冲压工艺力3.4.1冲裁力的计算冲裁工艺力是指冲裁过程中的最大抗力，也就是力-行程曲线的峰值。它是合理选取压力设备和校核模具强度的重要依据。影响冲裁力的因素很多，主要是材料的力学性能、厚度、冲裁件的周边长度、模具间隙以及刃口锋利程度等对于普通平刃口的冲裁，其冲裁力F可按下式计算：tKLF冲式中-冲裁力冲-冲裁周长L-板料厚度t-材料的抗剪强度-系数，是考虑到刃口钝化，间隙不均匀、材料力学性能K10与厚度波动等因素而增加的安全系数。常取=1.3K在一般情况下材料的，为计算方便，可用下式计算冲裁力3.1bLtF（1）级进模冲孔冲裁力：七个直径为4mm，两个直径为1.6mm的孔，材料厚度t为0.5mm，计算的总的周长为97.9mm，查表可知1Cr13的抗压强度440MPab带入冲裁力公式NLtFb96.2151(2）两次落料的冲裁力：总的冲裁周长L=438.128mm带入冲裁力公式NLtFb16.9382（3）总的冲裁力：21.7943.4.2卸料力、推件力和顶件力冲裁时材料在分离前存在着弹性变形，在一般冲裁条件下，冲裁后材料的弹性恢复，使落料和冲孔废料塞在凹模内，而板料则紧箍在凸模上，为了是冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的板料卸下，将梗塞在凹模内的工件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力；从凹模内向下推出工件或料F废料所需的力称为推件力；从凹模内向上顶出工件或废料所需的力称为顶件力推F；顶F和冲裁件轮廓的形状、冲裁间隙、材料种类和厚度、润滑情况、凹顶推卸、与、模洞口形状等因素有关。在实际生产中常用以下经验公式计算：FK卸卸n推推11FK顶顶式中F-冲裁力K卸-卸料力系数K推-推件力系数K顶-顶件力系数n-梗塞在凹模内的冲件数（）thnh-凹模直壁洞口的高度。K卸、K推和K顶可分别由冷冲模设计表3-8查取。当冲裁件形状复杂。冲裁间隙小，润滑较差、材料强度高时应取较大值；反之则取较小值。表3.8卸料力、推件力和顶料力系数材料及厚度K卸K推K顶0.10.065-0.07-0.50.045-0.0550.0650.080.5-2.50.04-0.050.0550.062.5-6.50.03-0.040.0450.05钢6.50.02-0.030.0250.03由表可知K卸取0.05、K推取0.065、K顶取0.08代入公式：NFN52.9812.794065.33806.推顶卸3.4.3压力机所需总压力的计算采用弹压卸料装置和下出件模具时：推卸总FF采用弹压卸料装置和上出件模具时：顶卸总12采用刚性卸料装置和下出件模具时：推总F根据本课题的冲裁零件可知选用弹压卸料装置和上出件模具带入公式：NF69.148352.980.5727顶卸总3.4.4初选压力机在实际生产中，为了防止设备的超载，可按照总压）（FF8.1-6来估算压力机的公称压力。代入公式：KNF312.64-9.28）（压参照简明冲压模具设计手册初步选用型号为J23-25开式双柱可倾压力机主要技术参数如下：公称压力/KN250滑块行程/mm65滑块行程次数/n.min105最大闭合高度/mm270最大装模高度/mm220连杆调节长度/mm55工作台尺寸前后/mm370工作台尺寸左右/mm560模柄孔直径/mm40模柄孔深度/mm603.5压力中心的计算13冲裁力合力的作用点称为冲模的压力中心。设计模具时冲模的压力中心与压力机滑块的中心重合，即冲裁模的模柄中心应该与冲裁模的压力中心一致，以保证冲裁模在压力机上正常、平稳的进行冲制工作。建立如图所示的坐标系：多凸模压力中心的计算公式：niniinlxllxxlX113210l.niniinlyllyyY1132l.0该零件冲裁时有3个工位，冲孔时压力中心144.12204.56.12)8(56.12).7(05.17X3.684.72056.1204.5205.01Y同样的方法可以计算的到凹模1的压力中心：56.2800YX凹模2的压力中心：89.75430总的压力中心计算：9.602)74.3(14.0X43.3.)9.5(.)56(.0Y所以建立如图所示的坐标系，总的压力中心为43.690YX3.6凸、凹模刃口尺寸计算对于形状复杂或薄料的工件，为了保证凸凹模间一定的间隙值，必须采用配合加工。（1）冲孔凸凹模刃口尺寸计算冲孔时，先将凸模设计作为基准件，只需计算冲孔冲模的制造公差。凸模磨损15后孔的尺寸减小0min)(xBi式中为相应工件的极限尺寸，mm，为工件公差，为基准件的极限偏iB差（mm）当标注形式为或时，；当标注形式为（）时)(0)04。8当冲裁直径为4mm的孔时，查冲压设计手册可知X取0.75，=0.12mm零件未注公差可按照GB/T1800-IT12级带入公式可得：mD03.012.494).75(当冲裁直径为1.6mm的孔时X取0.75=0.1mm代入公式可得：025.025.167)1(冲孔凹模的刃口尺寸与凸模相同分别为4.09、1.675，按照凸模的尺寸作配合，保证双面间隙值为0.025mm-0.035mm（2）落料凸、凹模刃口尺寸计算落料时只需计算落料凹模制造公差，凸模刃口由凹模实际尺寸按要求配作，由于复杂形状工件，其个部分尺寸性质不同，凸模与凹模磨损情况也不一样，对于落料来说，应以凹模为基准件，凹模磨损情况分三种情况：第一类凹模磨损后尺寸增大第二类凹模磨损后尺寸减小第三类凹模磨损后尺寸不变其中基准件的刃口尺寸可按照如下公式计算：A类：0max)(jB类：injC类：)5.(式中分别为基准件尺寸；分别为相应工件的极限尺jjj、minimaxCBA、16寸；为工件公差，为基准件的极限偏差（mm）当标注形式为或)(0时，；当标注形式为（）时。)(048对于落料凹模1带入公式计算可得如下：尺寸分类工件尺寸计算公式凹模尺寸凸模尺寸015.0375.892.6.01.03.A类2.50max)(Aj5.8437.01.0.5B类2.040min)(xBj8.415.9001.9431.525.02.6.8C类1.)5.0min(Cj09.4落料凸模的基本尺寸与凹模相同，但不必标注公差，注明以0.025-0,035间隙与落料凹模配置对于落料凹模2，用同样的方法把数据代入三个公式中，可以得到凸凹模的刃口尺寸，计算结果如下：尺寸分类工件尺寸计算公式凹模尺寸凸模尺寸17015.7037.856.6.015.90015.801015.037.8A类.60max)(Aj.01.3025.1018.5015.707.3.012.40.54B类8.0min)(xBj.681015.792.8.03002.6594C类15.0)5.0min(Cj0.2.落料凸模的基本尺寸与凹模相同，但不必标注公差，注明以0.025-0,035间隙与落料凹模配置落料凸模刃口尺寸可分别应下图表示：18图3.3落料凹模刃口尺寸1图3.4落料凹模刃口尺寸23.7冲模零件设计19件构成冲模的零部件，按其功能分为工艺结构零件和辅助结构零件。工艺结构零直接参与完成冲压工艺过程，并和毛坯直接发生作用；辅助结构零件不与毛坯直接作用，但对模具完成工艺过程起保证作用或对模具的功能起完善作用。3.7.1凸、凹模设计（1）冲孔凸模设计带台式凸模的安装部分由一圈大于D的台阶，可以用来防止凸模从固定板上脱落，安装后稳定性好，能承受较大的冲压力，是采用较多的一种安装形式。如图所示，此结构适合用于冲1-15mm的圆孔，在安装部分与工作部分之间有一段过渡。工作部分与固定板采用过渡配合H7/m6或H7/n6。查最新模具标准应用手册凸模结构如下图：图3.5孔凸模对于1.6的小孔，圆形小凸模，在冲薄料的情况下，压力不大，可以采用铆接式安装。为了保证其强度要求，提高模具寿命，对于小孔凸模采用如图2-5所示的导向法导向。20其尺寸结构设计如图2-6所示：图3.6小孔凸模衬套图3.7小孔结构凸模长度计算hhL321式中附加长度导料板厚度卸料板厚度凸模固定板厚度凸模长度h32代入公式求得mL561420对于切舌凸模1、2，形状比较复杂，采用直通式，对于直通式凸模，为了便于线切割加工，上下端面一致，用横销连接，吊在固定板槽内，承受卸力。（2)级进模凹模的设计凹模结构多工位级进模的凹模，采用整体式结构，即用一块整的矩形钢板制成，在工位不多的小型级进模中，仍是首选的一种结构。凹模只是一块板状零件，比较完整，使模具结构比较紧凑，设计加工比较简单，制造装配方便，成本较低。21矩形凹模板的标准可查简明冲压模具手册冲裁凹模孔口型图3.8凹模孔口型由图可以看出凹模的孔口型式，此种型口，刃边强度较好，孔口尺寸不随刃磨而改变；易积存冲件或废料；推件力大且刃口磨损快；刃磨时，磨去的尺寸较多。适用于冲裁形状复杂且精度要求较高的情况下及向上顶出冲件或废料的模具。凹模设计与计算按经验公式计算。凹模厚度H和凹模壁厚C为bk)15(mH)25.1(403C式中k为系数，其值查表可得，b为最大孔径的宽度尺寸，mm代入公式可以得出6计算凹模板的长：m5.186305.4130凹模板的宽：72凹模板的厚:m16查最新模具标准应用手册矩形凹模板标2015HBL3.7.2定位零件的设计22（1）冲裁时，通过侧刃粗定位，导正销精定位，侧压挡料装置如图所示：图3.9侧压挡料装置冲压时首先利用挡料块挡住条料端面，侧刃在条料侧面冲出2个工艺切口。同时在条料上冲出2个导正销孔及零件上的5个4的孔及2个1.6的孔。随着条料的送进，挡料块与第一工步冲出的右侧工艺切口的重合，完成粗定位，当压力机滑块下行时，导正销插入工艺孔精定位。（2）侧刃尺寸计算侧刃的长度ml)1.05(0式中为送进步距，为工件送料方向上的尺寸，搭边值。0laDa所以：4321侧刃的宽度为6-10mm（3）导料板的设计导料板导料适用于简单模具和级进模。条料沿导料板送进可以保证正确的送进方向。查简明冲压模具手册表6.18导料板厚度Hth固定挡料销自动挡料或侧刃0.3-236-84-8查表可知：导料板的厚度H=6mm导料板的长度比凹模板稍微长一些L=240mm23导料板的宽度B经过计算可知为32mm3.7.3卸料及推顶装置对于质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁以宜采用弹压式卸料装置。弹压卸料装置由（卸料板、弹性元件如橡胶、弹簧）卸料螺钉等零件组成。弹性卸料板有卸料和压料的双重作用，多用于冲裁薄料，使工件平面度提高。（1）卸料板的设计卸料板应具有良好的耐磨性，常采用高速钢或合金工具钢制造，淬火后硬度为56-58HRC。弹压卸料板的外形尺寸与凹模板相同为：mmBL1250查最新模具应用标准手册表9-18弹性卸料板的厚度卸料板宽度冲裁件厚度580125208.081012141611012141618查表可知：弹压卸料板的厚度为H=14mm（2）顶件装置的设计其结构如下图所示图3-10顶件装置243.7.4固定零件（1）固定板与垫板对于小型的凸凹模零件，一般通过固定板间接地固定在模座上以节约贵重的模具钢,为使固定牢固可靠并具有良好的垂直度，固定板必须有一定的厚度。固定板厚度一般可按照下式计算即：凸模固定板DHp)25.1(带入公式可以求得m0如果凸凹模端面上的单位压力大于模板材料的许用抗压力，即凸凹模与铸铁模座接触的单位压力不应大于100Mpa，与刚模座接触的单位压力不应大200Mpa，否则应采用垫板减低模板承受的单位压力。垫板的外形尺寸与凸凹固定板相同，厚度查表的H为12mm，所以凹模板的尺寸为mBL1250（2）模柄选用压入式模柄其结构如下图：尺寸可选A32X80JB/T7646.1标准件图3.11模柄253.7.5模架的选用冲模模架由上、下模座及导向装置（导柱和导套）组成。根据本次模具设计，选用的是对角导柱模架，其功能和用途如下：在凹模面积的对角中心线上，装有前、后导柱，其有效区在毛坯进给方向的到套间。受力平衡，上模座在导柱上运动平稳，适用于纵向或横向送料。使用面宽，常用于级进模或复合模。其凹模周界范围为：mm505063根据凹模周界，选取模架，其主要参数如下：凹模周界：mBL1250闭合高度：17上模座：42下模座：导柱：6580导套：m3923.8校核模具的闭合高度与压力机的装模高度必须相符才可以使用。模具的闭合高度（）是指模具在最低工作位置时上模座的上平面与下模座模具H的下平面之间的高度。模具的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。压力机装模高度是指滑块在下止点位置时，滑块底平面与压力机工作台上的垫板上平面之间的高度。由于压力机的连杆长度可以调节，所以压力机的装模高度是可以调节的。当连杆调节至最短为压力机的最大装模高度；当连杆调节至最长时为压力机的最小装模高度maxHminH。模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度与最小装模高度模具maxHin之间，否则就不能保证正常的安装与工作。其关系为：5-10maxmin模具若模具的闭合高度，则该压力机不能用，若模具的闭合高度模具H模具H,则可以在加垫板。inH模具闭合高度的计算：2654321hhH式中垫板厚度下模座高度凹模板厚度凸模长度上模座高度模具的闭合高度54321h带入公式得：mH17820640通过校核压力机符合要求。开式双柱可倾压力机523J4.弯曲4.1弯曲件的结构工艺性由于零件需在多处进行90度折弯，弯曲时必须利用工件上已有的2个mm孔进行4定位，在弯曲过程中为了不使零件中间部位产生不必要的变形并保证工件从凹模中顺利脱出，弯曲模采用在凹模底面对毛坯施加较大的反向定压力，已保证零件的平稳。4.2弯曲力的计算弯曲力是指设计弯曲模和选压力机吨位的重要依据。特别是在弯曲板料较厚、弯曲线较长、相对弯曲半径较小、材料强度较大、而弯曲设备吨位与功率有限的情况下，必须对弯曲力进行计算。(1)自由弯曲力U形件弯曲力：trKbF27.0自式中：弯曲件的宽度安全系数弯曲力冲压行程结束是的自由自b-27材料的强度极限弯曲件的内弯曲半径弯曲材料的厚度brt将数据代入公式得：NF3.20自(2)校正弯曲时的弯曲力校正弯曲时，校正力比弯曲力大得多，而且两个力先后作用。因此，若采用校正弯曲时，一般只计算校正力。U形件弯曲力的校正可以按照下列公式计算：APF校式中：）单位面积上的校正力（积校正部分的垂直投影面校正弯曲时的弯曲力（校pa-)(2MpmN(3)弯曲时的顶件力和卸料力顶件力和卸料力值可近似取自由弯曲力的30%-80%，即QFN)84.169.0(3自(4)弯曲时压力机吨位的选择自由弯曲时，压力机吨位QF自机校正弯曲时，可忽略顶件力和卸料力，即校机跟据模具闭合高度以及弯曲力，选择压力机开式双柱可倾压力机1023J其主要的技术参数如下：公称压力/KN100滑块行程/mm45滑块行程次数/n.min145最大闭合高度/mm180最大装模高度/mm145连杆调节长度/mm35工作台尺寸前后/mm240左右370模柄孔直径/mm30深度/mm55284.3弯曲模工作部分结构参数的确定(1)弯曲凸模的圆角半径当弯曲件相对弯曲半径tr较小时，凸模圆角半径等于弯曲件圆角半径，但必须大于最小弯曲圆角半径。若tr小于最小相对圆角半径，则可先弯成较大的圆角半径，然后再采用整形工序进行整形。若弯曲件的相对弯曲半径较大时，精度要求较高时，凸模圆角半径应根据回tr弹值作相应的修正。(2)弯曲凹模的圆角半径及其工作部分的深度凹模圆角半径不能过小，否则弯矩的力臂减小，毛坯沿凹模圆角滑进阻力增or大，从而增大弯曲力，并使毛坯表面擦伤。对称压弯件两边的凹模圆角半径应一凹r致，否则压弯时毛坯会产生偏移。生产中，按材料的厚度决定凹模圆角半径：mt2tr）（凹6-34）（凹2凹弯曲U形件时，若弯曲边高度不大，或要求两边平直，则凹模深度应不大于零件高度。(3)弯曲凸模与凹模之间的间隙对于U形件弯曲件，凸模与凹模之间的间隙值对弯曲件回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。间隙愈大，回弹增大，工件的误差愈大；间隙过小，会使零件边部壁厚减薄，降低凹模寿命。凸模和凹模单边间隙Z一般可以按照下列公式计算：cttctZmax式中：间隙系数材料厚度的上偏差材料厚度基本尺寸间隙弯曲凸模和凹模的单边ct-查冷冲模设计表5-10可得C取0.05，材料厚度的上偏差按IT12可取0.1mm。代入公式可以求得：mZ625.029(4)弯曲凸模和凹模宽度尺寸的计算弯曲凸模和凹模宽度尺寸计算与工件尺寸的标注有关。一般原则是：工件标注外形尺寸则模具以凹模为基准件，间隙取在凸模上。反之，工件标注内形尺寸，则模具以凸模为基准件，间隙取在凹模上。当工件标注外形时，则：0-max2)75.凸凹）（凹凸凹ZLl带入公式可得：弯曲凹模1：036.098.-9凹）（凹L.-7165.8凸）（凸弯曲凹模2：0360).7凹（凹.-2-.凸）（凸弯曲凹模3：03609.凹（凹L.-71569.凸）（凸经过计算可以得出弯曲凹模的周界为mBL2(5)凸模长度的计算凸模长度：321hH式中mh凹模高度，自由高度，凸模固定板的厚度，凸模的长度，321凸模固定板的厚度取15mm