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1479 前铰扣 零件 冲压 模具设计

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1479-前铰扣零件冲压模具设计,1479,前铰扣,零件,冲压,模具设计

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毕业设计（论文）题目：前铰扣零件冲压模具设计 系 别 航空工程系专业名称 机械设计制造及其自动化班级学号 068105338学生姓名 张志刚指导教师 罗海泉二O一O年 六 月 南昌航空大学科技学院学士学位论文前铰扣零件冲压模具设计学生姓名：张志刚 班级：0681053指导老师：罗海泉摘要：冲压模具是模具工业的重要组成部分，它是工业生产中的重要工艺装备。冲压模具主要包括冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、多工位级进模、简单模具等等。 随着模具工业的发展，冲压技术在机械、航空、汽车、摩托车等行业中应用十分广泛，是现代工业生产的重要手段和发展方向。冲压工艺具有生产率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，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、增强效益、更新产品等方面具有重要作用。 本课题的生产实践性非常强，所以在设计时要考虑实际生产条件。此论文的主要特点是通过设计一套模具使其同时满足两个零件的加工。首先对零件进行冲裁和弯曲工艺分析，由于零件结构简单、工艺性较好,所以属于中批量的生产采用单工序模比较好。然后确定工艺方案为落料、弯曲、最后成形，计算冲压力确定模具工作部分尺寸及公差来选取模具的结构。最后绘制落料模和弯曲模的装配图，并且拆绘一些主要零件图。本课题的关键是合理选择模具间隙和在弯曲时考虑弯曲件的回弹，这些因素对零件的质量有重要影响。关键词：冲压模 弯曲模 冲压模具标准件 工艺分析 冲压模间隙 指导老师签名：Parts of the ram up front of the die design Student name: Zhang Zhi Gang Class:0681053 Supervisor: Luo Hai QuanAbstract: Stamping die plays a very important part in die industry, it is one of the significant process equipment industry process. The principal stamping dies are blanking die, bending die, multiple station progressive die, simple die and other die, etc. With the development of mould industry, stamping technology is very applied extensively in the professions, such as machinery, aviation, automobile and motorcycle. It is the important means of modem industrial production and develops direction. The advantages of stamping technology such as productivity high, cost lowly, utilization high, become complex element and suit a large quantity of productive. In some fields, it has replaced machining, the technology scope is enlarging step by step. Therefore stamping technology has important role for developing production, strengthening benefit and update the product, etc. The production practicality of this program is very strong, so you should consider actual production condition when designing. The major characteristic of this paper is to make it at the same time satisfy the processing of two elements through designing a set of mould. First you should rush to cut and bend technology analysis for the element. Since the element structure is simple and technology better, so belong to only process mould in the production of batch. Then, the technology scheme is falling to expect, bending and becoming shape finally, and calculate the stamping force structure that determines mould working partial size and tolerance to select mould. finally the assembly drawing of stamping die and bending die, and takes apart to paint some major part drawings. The key of this program selects reasonably mould gap, and when bending, consider the spring back of curved, these factors have influence for the quality of element.Keywords: stamping die bending die standard units of stamping die technical analysis clearance of punching mould Signature of supervisor:南昌航空大学科技学院学士学位论文本设计已经通过答辩，如果需要图纸请联系QQ 251133408 另专业团队代做毕业设计，质量速度有保证。1 绪论1.1课题背景与研究意义模具是对金属、塑料、橡胶、玻璃等多种原材料进行成形加工的重要工艺设备，随着经济的飞速发展，模具越来越多的用于国民经济的各生产部门，许多新产品的开发与生产在很大程度上依赖模具制造技术。模具工业已经成为国民经济的基础工业，在国际上称为“工业之母”，国民经济的高速发展对模具工业提出越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%。冲压是利用冲模在压床上对金属(或非金属)板料施加压力使其分离或变形，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求的零件的加工方法。目前冲压技术在汽车、摩托车等行业中应用非常广泛，采用冲压技术可以提高生产率、质量稳定、节约生产成本、增强企业的市场竞争力。 冲压加工具有很高的生产率。一般在一台冲压设备上每分钟可以生产中小工件几件到几十件，高速冲床可达几百件，这是其他任何加工方法都无法实现的。此外，冲压加工所用坯料是板材或卷料，通常又是在常温下加工，故易于实现机械化与自动化，可大幅度地提高生产率。 冲压加工成本低，在大量生产中采用冲压工艺加工板料工件是最经济的工艺方法。以冲裁为例，一般冲裁模的寿命可达几百万次，硬质合金冲裁模的寿命可达几千万次至亿次；其次，冲压生产的材料利用率较高，一般可达70%-85%，故可极大地降低冲压件的生产成本。1.2模具行业现状与发展趋势在国民经济快速发展的拉动和国家产业政策的正确引导下，我国模具行业发展很快，2003年全国模具总产值已达450亿元以上。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；我国模具年生产总量虽然已位居世界第三位，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后，其差距主要表现在以下几方面。（1）模具自配率较低，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60%。（2）企业组织结构、产品结构、技术结构和进口结构都不够合理。 （3）模具产品和生产工艺水平低，模具制造周期长。 （4）模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低，开发能力弱。 （5）与国际先进水平相比，模具企业的管理落后。我国国民经济长期持续高速发展，机械行业在信息社会和经济全球化进程中也在不断发展，模具行业发展趋势是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方向发展；向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。模具技术的发展趋势主要是：（1）CAD/CAM/CAE的广泛应用及其软件的不断改进，CAD/CAM/CAE技术的进一步集成化 、一体化、智能化。（2）PDM（产品数据管理）、CAPP（计算机辅助工艺设计管理）、KBE（基于知识工程）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及Internal平台等信息网络技术的不断发展和应用。（3）高速、高精加工技术、超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用。（4）快速成形与快速制模（RP/RT）技术的发展与应用。（5）热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展与应用；模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用。（6）优质模具材料的研制及正确选用；模具自动加工系统的研制与应用。（7）虚拟技术和纳米技术等的逐步应用。1.3课题研究的主要内容和目标1.3.1课题研究的主要内容某摩托车零件为前铰扣，其材料为Q235、厚度为1.0,其年生产纲领为80000件。本课题研究的主要内容如下： （1）根据所提供的零件图对其进行工艺性分析，从而最终确定工艺方案。（2）计算冲压力并且选择压力机，确定模具工作部分的尺寸和公差，选取模具结构。（3）设计冲压模具和弯曲模具装配图，并且拆绘主要零件图。 基于上述任务设计一套可降低生产成本的模具。1.3.2课题研究的主要目标模具间隙是模具设计的一个重要因素，所以要对模具间隙进行合理性分析。由于前铰扣和铰扣的形状相同，本课题通过设计一套模具使其同时满足前铰扣和铰扣的加工，从而达到提高生产率，降低生产成本的目的。2 工艺方案设计2.1零件的工艺性分析 冲压工艺规划了一个冲压件（产品）用几道工序（模具）来冲压完成及每道工序的基本内容，对冲裁设计、制造、调试影响很大，在缩短模具制造周期、降低模具价格、保证冲压件质量这三大目标中起着重要的作用。 本设计是关于前铰扣零件的冲压工艺分析与模具设计，前铰扣零件简图：如图2-1所示。图2-1 前铰扣零件图 冲压工艺设计的基本要求为：（1）材料利用率要高，即原始材料消耗要尽可能少； （2）考虑工厂的具体生产条件，制定出的工艺方案要技术上方便可行，经济上合理； （3）工序组合方式和工序排列顺序要符合冲压变形规律，能保证冲制合格的工件； （4）工序数量尽可能少，生产效率尽可能高； （5）制定的工艺规程，要方便工厂、车间的生产组织与管理。良好的冲压工艺能保证材料消耗少、工序次数少、模具结构简单、操作方便、寿命长、产品质量稳定等等。从某种意义上讲，冲压工艺的质量就决定了模具的质量，因此，制定合理的冲压工艺方案是至关重要的。由零件图可知，零件的形状简单，便于实现少废料排样；在各直线或曲线的连接处，都采用了圆角过渡；零件的精度和断面粗糙度等都符合冲裁工艺的要求。2.2加工工艺方案的确定冲裁工艺方案的主要内容包括冲压性质、冲压工序数、冲压顺序和工序组合方式、模具结构型式、冲模压力中心和冲裁闭合高度等。根据以上对零件的工艺分析，并且考虑到现有设备的情况。加工本零件需要三道工序；根据冲裁件的结构形状、尺寸大小和精度要求可知冲裁顺序为先落料再弯曲，最后成形；送料方式采用手工操作。冲裁模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、级进模（连续模或跳步模）、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、联接与固定零件等组成。根据前铰扣的尺寸精度要求及生产批量，综合考虑经济效益，本工序组合方式为单工序模，由于单工序模的制造和调整都比较容易，有时几副单工序模的制造成本可能会比复合模（或连续模）还要低。在多工位压力机上使用多个单工序模，不但可以获得与连续模相同的生产率，而且冲压过程中还可以随意改变毛坯的冲压方向，单工序模的主要特点：冲压精度一般较低；对原材料的要求不高；比较容易实现操作机械化自动化；结构简单，制造周期短，价格低；生产通用性好，而且适合于中批量生产。3 冲裁模设计3.1毛坯尺寸计算与冲裁工艺分析3.1.1毛坯尺寸计算板料弯曲时，中性层长度是不变的，因此根据变形前后中性层长度不变的原则来确定弯曲件毛坯展开的长度和尺寸。弯曲件分为直边和弯曲两部分，以其中性层长度之和可求得弯曲件展开长度，但弯曲部分的中性层要考虑位移。弯曲件展开长度：当180时当180360时式中：弯曲件直边部分长度； 弯曲部分中性层长度； 中性层位移系数（见表3-1）根据王芳主编冷冲压模具设计设计指导表3-6。如图3-1所示前铰扣弯曲展开长度：=103 表3-1 中性层的位移系数值弯曲件的展开图如图3-1所示图3-1弯曲件展开图3.1.2冲裁工艺分析 冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。一般情况下，对一冲裁件工艺性影响最大的是制件的结构形状、精度要求、形位公差及技术要求等。良好的结构工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单而寿命高，产品质量稳定，操作简单等。通常对冲裁件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。 由弯曲件展开图3-1可知：冲裁件的形状简单、对称没有复杂的曲线，冲裁件的内、外转角处要用圆角过渡。而且本冲裁件没有凸出悬臂、凹槽和孔等。一般冲裁件的经济精度不高于IT11级，最高可达IT8IT10级，冲孔比落料的精度约高1级。本冲裁件的经济精度为IT14。 因此采用单工序、后侧导柱导向式冲裁模进行加工，以方便工人操作，并且保证制件尺寸精度。3.2工件排样与搭边3.2.1排样冲裁件在板料、条料或带料上的布置方式，称为排样。排样是冲裁模设计中的一项极其重要的工作。其目的在于减少材料的耗损，降低零件成本，提高生产率，延长模具寿命。1. 材料的利用率材料利用率主要取决于排样，是衡量排样方案合理性的技术经济指标。排样的目的是为了在保证 制件质量的前提下，合理利用原材料。根据牟林、胡建华主编冲压工艺与模具设计中（3.2）式和（3.3）式一个进距的材料利用率的计算如下：=100%式中：A 冲裁件面积（包括内形结构废料），（mm2）； n 一个进距内冲裁件数目； b 条料宽度，（mm）； h 进距,（mm）。一张板料上总的材料利用率总的计算如下：总=（）100%式中 n总 一张板料上冲裁件总数目；L 板料长，（mm）；B 板料宽，（mm）。2.排样的方式根据材料的利用情况，排样可分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种。有废料排样为沿工件的全部 外形冲裁，工件与工件之间，工件与条料侧边之间都有工艺余料（搭边）存在，冲裁后搭边成为废料；少废料排样为沿部分外形轮廓切断或冲裁，只在工件之间或工件与条料侧边之间有搭边存在；无废料排样为工件与工件之间、工件与条料侧边之间均无搭边存在，条料沿直线或曲线切断而得工件。 本课题排样方式为有废料、直排。排样图如图3-2所示图3-2 排样图3.2.2搭边 在条料上冲裁时，工件之间以及工件和条料侧边之间的余料称为搭边。搭边的作用是：补偿送料误差，以保证冲出合格工件；保持条料刚度利于送料，避免废料丝进入模具间隙损坏模具。搭边值要合理确定，从节省材料出发搭边值越小越好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。为了使作用在毛坯侧表面上的应力沿被冲压件周长军均匀分布，必须使搭边的最小宽度大于塑变区的宽度，而塑变区宽度与材料性质和厚度有关，一般约等于0.5t，搭边的最小宽度的最大值约等于毛坯的厚度。若搭边值小于材料厚度，在冲裁中还可能被拉入模具间隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值大小与下列因素有关。（1） 材料的力学性能：硬材料的搭边值可小一些，软材料、脆材料的搭边值要大一些；（2） 零件的形状与尺寸：零件尺寸大或有尖角和突出等复杂形状时，搭边值应大一些；（3） 材料厚度：厚度大的材料搭边值取大一些；（4） 送料及挡料方式：手工送料时，有侧压板导向的搭边值可以小一些。 根据牟林、胡建华主编冲压工艺与模具设计表3-12可知搭边a和a1数值：a = 2.5 mm , a1 = 2 mm冲裁件面积：通过CAD软件测绘可知A=1724.24mm2条料宽度：b =103+2=103+22.5=108mm 进距：h=25+=25+2=27mm一个进距的材料利用率：3.3冲裁间隙冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模刃口之间的尺寸之差。单边用间隙用C表示，双边用Z表示。圆形冲裁模双边间隙为 Z=D凹-D凸 式中 D凹冲裁模凹模直径尺寸（mm） D凸 冲裁模凸模直径尺寸（mm） 冲裁间隙是冲裁过程中一个重要的工艺参数，间隙的选取是否合理直接影响到冲裁件质量、冲裁力、冲模的使用寿命和卸料力等。因此设计模具时一定要选择一个合理的间隙，考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常是选择一个合适的范围作为合理的间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙Zmin ，最大值称为最大合理间隙Zmax ，由于模具在使用过程中会逐步磨损，设计和制造新模具时应采用最小合理间隙。 1、冲裁间隙的选取冲裁间隙的大小主要与材料的性质及厚度有关，材料越硬，厚度越大，则间隙值应越大。选取间隙值时应结合冲裁件的具体要求和实际的生产条件来考虑。其总的原则应该是在保证满足冲裁件剪断面质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命最长。确定凸、凹模合理间隙有理论去顶法和查表确定法，在设计时一般采取查表法确定，在冲模制造时，也可按材料厚度的百分比估算。查表3-2（根据牟林、胡建华主编冲压工艺与模具设计表3-2）选得间隙值为Zmin=0.10、Zmax=0.14（mm）。表3-2 冲裁模刃口始用间隙材料名称08F、10、35、09Mn、Q235、B2Q23440、50厚度t初始间隙ZZminZmaxZminZmaxZminZmax1.00.100.140.100.140.100.141.20.120.180.130.180.130.181.50.150.190.170.240.170.24为了使模具能在较长时间内冲制出合格的零件，提高模具的利用率，一般设计模具时取Zmin作为初始间隙。3.4冲裁力计算冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲裁力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标准压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。冲裁力计算包括冲裁力、卸料力、推件力、顶件力的计算。1、冲裁力计算冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，它与材料性质、厚度、冲裁件周长、模具间隙大小及刃口锋利程度有关。根据牟林、胡建华主编冲压工艺与模具设计第49页一般平刃口模具冲裁时，其冲裁力F可按下式计算： F=KLtb 式中：F 冲裁力, N； L 冲裁件的周长, mm；t 板料厚度，mm； b 材料的抗剪强度, Mpa； K 系数。考虑到凸模、凹模间隙波动，材料力学性能变化及材料厚度偏差等因素而增加的安全系数，常取K=1.3。 有时也可用材料的抗拉强度进行计算： F=Lt 式中： 为材料的抗拉强度，Mpa 在冲裁高强度材料或厚度大，周边长的工件时，需要很大的冲裁力。当工厂设备的吨位不能适应时，为不影响生产，可采取一定的措施降低冲裁力，常用的方法有阶梯冲裁、斜刃冲裁和加热冲裁等。冲裁力：冲裁件周长（用CAD测绘）L=258.6mm板料厚度t =1mm 材料抗剪强度=345MPa系数K=1.3F=K Lt= 1.3258.61345=115982N2、卸料力、推件力和顶件力计算由于冲裁时材料的弹性变形及摩擦，在一般冲裁条件下，冲裁后材料将发生弹性恢复，使落料或废料梗塞在凹模内，而板料则紧箍在凸模上，为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的板料卸下，将卡在凹模内的工件或废料向下推出或向上顶出。将紧箍在凸模上料卸下所需的力称为卸料力，将卡在凹模中的料推出所需的力叫推件力；将卡在凹模中的料逆着冲裁力方向顶出所需的力叫顶件力。根据牟林、胡建华主编冲压工艺与模具设计第50页卸料力、推件力和顶出力通常采用经验公式进行计算， 卸料力：F卸=K卸F 落推件力：F推=nK推F孔顶件力：F顶=K顶 F 落式中： K卸、K推、K顶 分别为卸料力、推件力系数,其值见表3-3；n 同时卡在凹模内的零件数；h凹模直壁洞口的高度。表3- 3 推件力、顶件力、卸料力系数料厚/（mm）K推K顶K卸 钢0.10.10.50.52.52.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.10.0630.0550.045 0.140.080.060.05卸料力：F卸=K卸F 落=0.04115982 =4.64KN推件力：F推=nK推F孔=50.055115982 =31.9KN（n=ht=5mm1mm = 5个）F总 = FF卸F推 =115.984.6431.9=152.5KN3.5模具压力中心计算冲模对工件施加的冲压力合力的中心称为模具的冲压压力中心。要使冲压模具正常工作，模具的压力中心必须通过模柄曲线和压力机的滑块中心线重合。否则，冲裁过程中压力机滑块和冲模将会承受偏心载荷，使滑块导轨和冲模导向部分产生不正常磨损，合理间隙得不到保证，刃口迅速变钝，从而降低冲件质量和模具寿命甚至损坏模具发生冲压事故。因此，设计冲模时，应正确计算出冲裁时的压力中心，并使压力中心与模柄轴心线重合，对于制件外形尺寸大、形状复杂，多凸模的冲裁模和连续模，正确确定其压力中心就显得更为重要。若因冲件的形状特殊，从模具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄轴心线相重合，也应注意尽量使压力中心的偏离不超出所选压力机模柄孔投影面积的范围。压力中心的确定有解析法、图解法和实验法。由于本零件形状简单，且对称，其压力中心即位于冲件轮廓图形的几何中心。画出所示制件，选定坐标系xoy,如图3-3所示。冲裁件以X轴对称，所以Y0 = 0，X0 =51.5图3-3 压力中心图3.6凸、凹模刃口尺寸计算冲裁模凸、凹模刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的重要因素。凸、凹模的合理间隙值也要靠刃口尺寸及其公差保证。因此，正确确定冲裁凸模和凹模刃口的尺寸及公差，是冲模设计的重要环节。1、凸、凹模刃口尺寸计算的原则由冲裁过程和生产实践可知：落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的，而孔的光面是凸模刃口挤切材料产生的，落料件的大端尺寸等于或接近于凹模刃口尺寸，冲孔件的小端尺寸等于或接近于凸模刃口尺寸。计算凸模和凹模尺寸时应遵循下述原则：（1）落料时，应先确定凹模刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于零件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损在一定范围内也能冲出合格的零件。凸模刃口的基本尺寸则按凹模刃口基本尺寸减小一个最小间隙值。（2）冲孔时，先确定凸模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损在一定范围内也可使用。而凹模的基本尺寸则按凸模刃口的基本尺寸加上一个最小间隙值。（3）凸模和凹模刃口的制造公差，主要取决于冲裁件的精度和形状。一般模具的制造精度比冲裁件的精度至少高12级。若制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准非配合尺寸的IT14级精度来处理，圆形件一般可按IT10级精度来处理。2、凸、凹模刃口尺寸计算的方法凸、凹模刃口尺寸的计算与加工方法有关，基本上可分为两类。（1） 凸模与凹模分开加工这种方法适用于圆形或简单形状的工件。采用凸模与凹模分开加工这种方法，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差。同时，为了保证一定的间隙，模具的制造公差必须满足下列条件：p +d Zmax-Zmin或 p=0.4（Zmax-Zmin） d=0.6（Zmax-Zmin）式中:p 凸模的制造公差； d 凹模的制造公差； Zmax 最大合理间隙； Zmin 最小合理间隙。 根据牟林、胡建华主编冲压工艺与模具设计表3-14知凸模与凹模分开加工工作部分尺寸和公差计算公式如表3-4表3-4凸模与凹模分开加工工作部分尺寸和公差计算公式工序性质制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料D后求出Dp=(d-Zmin)先求出Dd=(D -)冲孔d先求出dp=(d+)后求出dd=(d-+Zmin)根据牟林、胡建华主编冲压工艺与模具设计表3-15知因数如表3-5表3-5因数材料厚度t/mm非圆形值圆形值10.750.50.750.5工件公差/ mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.500.240.2440.300.210.590.600.300.30（2） 凸模与凹模配作加工凸、凹模配作加工是指先按图样设计尺寸加工好凸模或凹模中的一件作为标准件（一般落料时以凹模为基准件，冲孔时以凸模为基准件），然后根据基准件的实际尺寸按间隙要求配作另一件。这种加工方法的特点是模具的间隙由配作保证，工艺比较简单，不需要公式+Zmax-Zmin来进行校核，并且还可以放大基准件的制造公差（一般可去冲裁件公差的），使制造容易，因此是目前一般工厂常常采用的方法。用配合加工法制造模具常用于复杂形状及薄料的冲裁件，图样上只需标注基准件的尺寸及其公差，配作件仅注基本尺寸，并注明与基准件配作及应保证的间隙值。配作加工凸模和凹模的尺寸计算，落料件按凹模磨损后尺寸变大、变小、不变的规律分为三种，如图3-4所示；冲孔件按凸模磨损后尺寸变大、变小、不变的规律也分为三种如图3-5所示。具体计算公式见表3-6。图3-4落料件与凹模尺寸a)落料件 b)凹模图3-5冲孔件和凸模尺寸a)冲孔件 b)凸模表3-6凸模与凹模配作加工工作部分尺寸和公差计算公式工序性质制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料A按凹模尺寸配制，其双面间隙为ZminZmaxAd=(A-)BBd=(B+)CCCd=(C+0.5)CCd=(C-0.5)CCd=C冲孔AAp=(A+)按凸模尺寸配制。其双面间隙为ZminZmaxBBp=(B-)CCCp=(C+0.5)CCp=(C-0.5)CCp=C注：Ad 、Bd 、Cd凹模刃口尺寸，mm；Ap 、Bp 、Cp凸模刃口尺寸，mm；A、B、C制件基本尺寸，mm；d 、p凹模、凸模制造公差，取值为；制件公差，制件偏差，对称偏差是=，mm；因数；Zmin、Zmax落料、冲孔模刃口最小、最大合理间隙。由于前铰扣落料形状较复杂，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算具体见表3-7：以凹模为基准件，因凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此属于A类尺寸。表3-7凸、凹模加工部分尺寸和公差原尺寸处理后的尺寸L及公差凸、凹的制造公差凹模轮廓尺寸及公差凸模轮廓尺寸l及公差1515.150.02515.0514.952525.210.0522524.9103103.30.072103.3103.262.9163.160.06263.1663.063.7凸、凹模结构设计3.7.1凸模结构设计 凸模又称冲头，是冲模的关键零件之一，凸模本身按其作用又可分为工作部分（即刃口）和固定部分。1、 凸模的结构形式及固定凸模的结构形式主要取决于冲件的形状和尺寸、冲模结构、加工以及装配工艺等实际条件，所以实际生产中使用的凸模种类很多。按照凸模的截面形状可分为圆形凸模和非圆形凸模；按照凸模刃口形状可分为平刃口凸模和斜刃凸模；根据凸模结构形式可分为整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式凸模等。 凸模的固定有台套固定、铆接、螺钉和销钉固定、黏结剂浇注法固定等形式。2、 凸模长度计算凸模长度的确定主要根据模具结构、修磨、操作安全、装配等因素的需要。凸模长度过短则凸模不能插入凹模刃口内对板料进行冲切，但若凸模过长又降低其工作时的稳定性，如果选用冲裁标准典型组合，可取标准长度，其他情况应该进行计算。 根据徐政坤主编冲压模具设计与制造式（3-34），凸模长度：L=h1+h2+h4+h式中：h1凸模固定板厚度，mm； h2固定卸料板厚度,mm； h4卸料弹性元件被预压后的厚度，mm； h附加长度，它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度0.51mm、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等一般取1020mm。凸模长度：h1=16mm，h2=16mm h4=24mm, h=10mm L=16+16+24+10=66mm3、凸模材料及其其他要求 模具刃口要有较高的耐磨性，并且能承受冲裁时的冲击力，所以应有较高的硬度与适当的韧性。形状简单的凸模常选用T8A、710A等制造。形状复杂，淬火变形大，特别是用线切割方法时，应选用合金工具钢（如Cr12、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV等）制造。其热处理硬度为5862HRC。本设计的凸模材料CrWMn。 凸模工作部分的表面粗糙度Ra=0.80.4um,固定部分Ra=1.60.8um。4、凸模固定板与垫板 凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸除应保证凸模安装孔外， 还要考虑螺钉与销钉孔的设置。其型式有圆形和矩形两种。厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。 故固定板厚度：H1=0.7H=0.719=13.3mm，取16mm根据郝海滨编著冲压模具简明设计手册表15.57：固定板16010016，Q235 JB/T7643.2 垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，保护模座以免凸模端面压陷。冲裁凸模是否加垫板，应根据模座承压的大小进行判断 根据王芳主编冷冲压模具设计指导式2-23，凸模支承端面对模座的单位压力（MPa）为p=式中：F冲裁力（N）； A凸模支承端面积（mm2）。 如果凸模支承端面的单位压力p大于模座材料的许用应力，则需加经淬磨平的垫板；反之则不加。垫板厚度一般取412mm。根据郝海滨编著冲压模具简明设计手册表15.60：垫板1601008，T8A JB/T7643.33.7.2凹模结构设计1、凹模的结构形式与固定 凹模的结构形式比较多，按外形可分为标准圆凹模和板状凹模，按结构分为整体式和镶拼式，按刃口形式也有平口和斜口。 凹模多采用机械法固定，有螺钉将其紧固在下模座上，并且用两个圆柱销定位，或用凹模的长宽尺寸与下模座呈过渡配合的止口代替两圆柱定位。2、模刃口的结构形式本设计的凹模刃口的结构形式，如图3-6所示。其主要特点是：刃口强度较好，刃口尺寸不随修磨刃口而增大；易积冲裁件或废料，孔壁磨损和压力较大，修磨时刃口磨去的尺寸较多。应用范围：向上（下）顶出零件或废料的模具；形状复杂或精度较高的零件；直径d5mm的冲裁等。图3-63、 凹模外形尺寸的确定凹模外形应保证有足够的强度与刚度，冲裁时，凹模要承受一定的冲裁力和侧向挤压力。随着凹模结构形式、固定方法的不同，受力情况比较复杂，凹模外形还不能仅用理论计算的方法来确定。在设计模具时，凹模外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸，按经验公式来确定。 根据根据王芳主编冷冲压模具设计指导式2-19和2-20凹模厚度：H=Kb(15mm)凹模壁厚：C=(1.52)H(30mm)式中：b冲裁件的最大外形尺寸； K系数，考虑板料厚度的影响。可查表3-8表3-8 系数K值查表3-8得K=0.18,而b=103mm凹模厚度：H=Kb=0.18103=18.5419mm 凹模壁厚：C=（1.52）H=30mm3.8冲模的闭合高度 冲模的闭合高度是指滑块在下死点即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H 。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。压力机的装模高度是指滑块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面的距离。当连杆调至最短时为压力机的最大装模高度Hmax；连杆调至最长上时为最小装模高度Hmin。 冲模的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度Hmax和最小装模高度Hmin之间，其关系为：Hmax5mmHHmin10mm 如果冲模的闭合高度大于压力机最大装模高度时，冲模不能在该压力机上使用。反之，小于压力机最小装模高度时，可加经过磨平的垫板。冲模的其他外形结构尺寸也必须和压力机相适应，如模具外形轮廓平面尺寸与压力机垫板、滑块底面尺寸，模柄与模柄孔尺寸，下模缓冲器平面尺寸与压力机垫板孔尺寸等都必须相适应，以便模具能正确安装和正常使用。3.9结构件与标准件选用3.9.1模架 模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上。为了缩短模具制造周期，降低成本，我国已制定出模架标准，并且有商品出售。根据模架导向用的导柱和导套的配合性质分为滑动导向模架和滚动导向模架两大类。每类模架中，由于导柱安装位置和数量不同，又各具有多种模架类型。 选择模架结构时要根据工件的受力变形特点，坯件定位、出件方式，材料送进方向，导柱受力状态，操作是否方便等方面进行综合考虑。选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度上及宽度上都应比凹模大3040mm。模板厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。选择模架时还要注意到模架与压力机的安装关系。本设计采用后侧导柱式模架，如图3-7所示。其主要特点：后侧导柱送料方便，可以纵向和横向送料。但是冲压时如果有偏心载荷，则导柱、导套会单边磨损。它不能用于模柄与上模座浮动连接的模具。图3-7后侧导柱式模架1上模座；2下模座；3导柱；4导套3.9.2模座 模座分为上模座和下模座，它们是冲模全部零件安装的基体，有承受和传递冲裁力，因此它要具有足够的强度、刚度和足够大的外形尺寸。上模座通过模柄安装在冲床滑块上，下模座用压板和螺栓固定在工作台上。模座的前侧面须进行机械加工，以便在此面打上模具的标记。上模板导套孔的外侧面要加工一条浅窄槽，便于冲模工作时对导套润滑。 后侧导柱上模座：材料HT200，上模座16010040 GB/T2855.5 后侧导柱下模座：材料HT200，下模座16010050 GB/T2855.63.9.3模柄中小型模具一般均通过模柄将模具固定在压力机滑块上的。对于大型模具则可用螺钉、压板直接将上模座固定在滑块上。常用模柄有：旋入式模柄、压入式模柄、凸缘模柄、槽型模柄、通用模柄、浮动模柄、推入式活动模柄。在设计冲模时，除按模具结构特点选用不同模柄外，必须要根据选定的压力机确定模柄的安装直径和高度。模柄安装直径d和长度L应与滑块模柄孔尺寸相适应。模柄直径可取与模柄孔相等，采用间隙配合H11/d11，模柄长度应小于模柄孔深度5mm10mm。模柄支撑面应垂直于轴线。压入式模柄配合面的表面粗糙度Ra应达到1.6um0.8um，模柄压入上模座后，应将底面磨平。本设计采用压入式模柄（如图3-9所示），它与模座孔采用过渡配合H7/m6，并且加销钉防转。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。试用于各种中、小型冲模，生产中最常用。A型压入式模柄：材料Q235，模柄A3295 JB/T7646.13.9.4导向装置 导向装置可提高模具精度、寿命以及工件的质量，而且还能节省调试模具的时间。大批量生产的冲压模具中广泛采用了导向装置。 导柱、导套都是圆柱形，加工方便，容易装配，是木匠行业应用最广泛的导向装置。可在上、下模座上分别设置两对或四对导柱、导套对凸、凹模进行导向。后置导柱的两导柱直径相同，中间配置和对角配置的导柱，两导柱的导向直径不相等，可避免合模时上模误装方向而磨损凸、凹模刃口。 在选用时应注意在冲裁过程中导柱最好不要脱离导套的导向孔，导柱的长度应保证模具闭合后，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10mm15mm，而下模座与导柱底面的距离应为0.5mm1mm。导柱与导套之间的配合根据冲裁模的间隙大小选用。当冲裁板厚在0.8mm以下的间隙模具时，选用H6/h5配合的级精度模架。当冲裁板厚为0.8mm4mm时，选用H7/h6配合的级精度模架。 导套压入上模板中的长度H值要比上模板厚度H上模板小2mm5mm，以此保证润滑油注入导套之导向孔内。导套上端直径为d1,长度为H2，这样就可避免导套外径入上模板时引起内孔微缩而影响导柱在此部位自如地滑动。一般导柱安装在下模座,导套安装在上模座,分别采用过盈配合。高速冲裁、精密冲裁或硬质合金冲裁模具，要求采用滚珠导向装置。 A型导套：材料20#，导套A25H69038 GB/T2861.6 A型导柱：材料20#，导柱A25h5120 GB/T2861.13.9.5卸料装置1、卸料板 卸料板的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可作压料板用以防止材料变形，并且能帮助送料导向和保护凸模等。设计时应注意以下几方面。（1）卸料力一般取5%20%冲裁力。（2）卸料板应有足够的刚度、其厚度H可按下式计算，即H=（0.81.0）Hd式中：H卸料板厚度，mm； Hd凹板厚度，mm。卸料板厚度：H=（0.81.0）1916mm（3）卸料板要求耐磨，材料一般选45钢，淬火，磨削，粗糙度Ra0.40.8um。（4）卸料板安装尺寸，计算中要求考虑凸模有46mm的刃磨量。（5）卸料板可根据工件形状制作成圆形或矩形，型孔与凸模的配合为H7/h6或H8/f7。2、卸料板的结构 卸料结构是用于将条料、废料从凸模上卸下的装置，分固定卸料板、弹性卸料板两种。 固定卸料板，又称刚性卸料板，用于厚料或硬材。特点是卸料力大，使用安全，但送料操作受约束，常用于料厚大于0.5mm，平面度要求不高的工件，特别适用于卸料力较大的简单冲模。使用条料时固定卸料板可兼作送料导向，在连续模中也可用作凸模导向。 弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高。借助弹簧、橡胶或气垫等弹性装置卸料，常兼作压边、压料装置或凸模导向。3、弹性组件的选用与计算在冲裁模卸料与出件装置中，常用的弹性组件是弹簧和橡胶。弹簧压力随行程增加而增加，呈一定线性增长。橡胶的压力和行程呈曲线式增长。弹簧相比，橡胶的刚度要大一些，因此对要求卸料力较大、行程较小的模具，应选择橡胶为好，反之则选择弹簧。当所选橡胶的高度H与直径D之比值大于1.5时，应将橡胶分为若干块，其间垫以钢垫片。 本设计的弹性元件选用橡胶：橡胶是冲模中常用的弹性元件，其许用负荷比弹簧大，安装调整也很方便。卸料、顶件常选用硬橡胶，拉压边多选用软橡胶。 根据王芳主编冷冲压模具设计指导第244页 为保证橡胶垫不过早失去弹性面损坏，其允许的最大压缩量不得超过自由高度的45%，一般取h总=（0.350.45）h自由。橡胶垫的预压缩量一般取自由高度的10%15%，即h预=（0.100.15）h自由h工作=h总-h预 故工作行程：h工作=h总-（0.100.15）h自由 由工作行程可计算出橡胶垫高度：h自由=h工件/（0.250.30）式中：h自由橡胶垫自由状态下高度（mm）； h工作所需工作行程（mm）。 工件的材料厚度是1mm；冲裁时凸模进入凹模深度取1mm；模具维修时刃磨留量取4mm；开启时卸料板高出凸模1mm。则总的工作行程：h工作=7mm橡胶的自由高度：h自由=h工件/（0.250.30）=23.328mm，取h自由=28mm。模具在组装时橡胶的预压量：h预=（0.100.15）h自由=2.44.2mm，取h预=4mm。由此可算出模具中安装橡胶的空间高度尺寸为24mm。本设计采用的橡胶是聚胺酯弹性体，如表3-9所示4、卸料螺钉的选用对于卸料螺钉为使螺纹根部不直接承受侧压力，应不螺钉圆柱部分埋入卸料卸料板中，其埋入的深度为s=35mm。凸模刃磨后也需在卸料螺钉头下加垫圈调节。圆柱头内六角卸料螺钉M1080 JB/T7650.6 材料：45钢热处理硬度3540HRC技术条件：JB/T7650.694的规定根据郝海滨编著冲压模具简明设计手册表15.40得表3-10表3-9 聚酯氨弹性体表3-10圆柱头内六角卸料螺钉3.9.6定位装置 为限定被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置。用于冲模的定位零件有导料销、导料板、挡料销、定位板、导向销、定距侧刃和侧压装置等。定位装置应可靠并具有一定的强度，以保证工作精度、质量的稳定；定位装置应可以调整并设置在操作者容易观察和便于操作的地方；定位装置应避开油污、碎屑的干扰并且不与运动机构干涉。定位精度要求较高时，它们的定位基准应该一致；设计定位装置还应考虑避免坯件正、反误放置的措施。1、挡料销 挡料销（又称定位销）主要用于定位，保证条料有准确的送料距。其结构形式主要有固定挡料销、活动挡料销、自动挡料销、始用挡料销和定距侧刃等。 活动挡料销借助弹簧可在定位面上自由伸缩以避免运动件的干涉，常与弹性卸料板、压料板配合使用，始用挡料销主要用于连续模的初始定位，或当挡料位置与凹模刃口太近会影响凹模强度时使用。本设计的挡料销是圆头形式固定挡料销，一般装在凹模上，适用于带固定卸料板和弹性卸料板的冲模中。结构简单，制造容易，但销孔离凹模刃口较近，会削弱凹模强度。当挡料销离凹模刃口太近时，可采用钩形挡料销，但此种挡料销由于形状不对称，需要另加定向装置，适用于冲制较大较厚材料的工件。设计固定挡料销要注意凹模壁的强度，并要求更换方便，且压料板向下运动时和挡料销不能产生干涉。挡料销一般用45钢制造；热处理硬度4448HRC。当料厚3mm以下时，挡料销的高度可高于料厚1mm左右，而当料厚5mm以上时，挡料销的高度可低于料厚12mm。根据冷冲模标准，如表3-11，选用适当尺寸的固定挡料销：表3-11 固定挡料销A型固定挡料销：材料45钢，固定挡料销 A6 JB/T7649.102、定位销 定位销用于冲裁、修边和成形时工件或毛坯轮廓的定位。 定位销：材料35钢，B型圆柱销 B858 GB119-86 材料35钢，B型圆柱销 B615 GB119-863.10冲裁设备选择3.10.1冲裁设备类型的选择 设备类型的选择要依据冲裁件的生产批量、工艺方法与性质及冲裁件的尺寸、形状与精度等要求来进行。（1）根据冲裁件的大小进行选择 对于中小型的冲裁件，弯曲件或浅拉深件的生产，主要应采用开式机械压力机。虽然开式冲床的刚度差，在冲裁力的作用下床身的变形能够破坏冲裁模的间隙分部，降低模具的寿命或冲裁件的表面质量。但操作方便，价格低廉。对于大中型的冲裁件，深度大的成形件及复合工序件的生产，可选择闭式机械压力机，结构紧凑、工件平稳。在大型拉深件的生产中，应尽量选用双动拉伸压力机，其所用模具结构简单，调整方便。 （2）根据冲裁件的生产批量选择 在小批量生产薄板件中，可选择通用压力机，速度快、生产效率高、质量较稳定。在大型厚板的拉深、弯曲等冲裁件的生产中，应采用液压机。液压机行程不固定，不会因为板料厚度变化而超载，而且在需要很大的施力行程加工时，与机械压力机相比具有明显的优点。 （3）考虑精度与刚度 压力机的刚度是由床身刚度、传动刚度与导向刚度三部分组成的，在选用设备类型时，应允许注意到设备的精度与刚度，尤其是在进行校正弯曲、校形及整形这类工序时，更应选择刚度与精度较高的压力机。如果刚度较差，负载终了和卸载时模具间隙回发生很大变化，影响冲压件的精度与模具寿命。 （4）考虑生产现场的实际问题可能和技术上的先进性 在进行设备选择时，应该设法利用现有设备来完成工艺过程。有时可利用原有压力机进行适当改进，以满足生产需要。需要采用先进技术进行冲裁时，可以选择带有数字显示的、利用计算机操作的及具有速控加工装置的各类新设备。如对于断面要求特别光洁的冲裁件加工，对工艺先进和设备先进的要求较高，此时，可选择精冲压力机甚至激光加工机。3.10.2压力机选用原则确定压力机规格时，一般应遵循以下原则。（1）压力机的公称压力不小于冲压工序所需的压力。（2）压力机滑块行程应满足工件高度上能获得所需尺寸，并在冲压后能顺利地从模具上取出工件。（3）压力机的闭合高度、工作台尺寸和滑块尺寸等应满足模具的正确安装。尤其是压力机的闭合高度应于冲模的闭合高度相适应。（4）压力机的滑块行程次数应符合生产率和材料变形速度的要求。根据3.4冲压力的计算，总的冲裁力为125.5KN，考虑到压力机的适用范围，故选择开式双柱可倾式工作台压力机其型号为JB23-16。查冲模设计应用实例附录B3，其部分参数如下：标称压力：160KN滑块行程：55mm行程次数：120次/min最大闭合高度：220mm最大装模高度：180 mm工作台尺寸（前后左右）：300mm 450 mm模柄孔尺寸(直径深度)：40 mm 60 mm电动机功率：1.5KW4 弯曲模设计4.1弯曲工艺性分析与工序安排 具有良好的工艺性的弯曲件，不仅能简化弯曲工艺过程和模具设计，而且能够提高弯曲件的精度和节省材料。板材弯曲半径过小，弯曲时板料外层拉伸变形量过大，使拉应力达到超过抗拉强度，则板料外层将出现断裂，致使工件报废。因此板料弯曲存在一个最小半径允许值。材料为Q235的最小半径允许值是0.8t，而前铰扣的最小弯曲半径是2mm。所以该零件的结构、尺寸、精度和材料均符合弯曲工艺性要求。弯曲件的工序安排应根据工件形状的复杂程度、精度要求的高低、生产批量的大小以及材料的机械性能等因素进行考虑。如果弯曲工序安排得合理，可以减少工序，简化模具设计，提高工件的质量和产量。反之，安排不当，工件质量低劣，废品率高。本设计的弯曲工序是：先进行U形弯曲，最后进行弯曲成形。4.2弯曲回弹板料在常温下的弯曲总是由塑性变形和弹性变形两部分组成，所以在卸载以后，弹性变形完全消失，塑性变形将完全保留下来，使弯曲件的弯曲半径与弯曲角发生变化，这一现象称为回复、回跳。弯曲回弹是弯曲成形不可避免的现象，它将直接影响弯曲件的精度，必须加以控制。4.2.1影响回弹量的因素（1）材料的力学性能。回弹的大小与材料的屈服强度成正比，与弹性模量E成反比，即/E越大，则回弹越大。在材料性能不稳定时，回弹值也不稳定。（2）相对弯曲半径r/t。当其他条件相同时，回弹随r/t值的增大而增大。这是因为，当r/t增大时，弯曲变形程度减少，其中塑性变形和弹性变形成分均减少，但总变形中弹性变形所占比例在增加。这也是大曲率半径的制件难以弯曲成形的原因。因此，可按r/t值来确定回弹角的大小（3）弯曲工件的形状。一般U形工件由于各边互相牵制而比V形工件回弹要小。（4）模具间隙。U形弯曲模的凸、凹模单边间隙Z/2越大，则回弹越大；Z/2t时，板料处于挤压状态，可能产生负回弹。（5）弯曲力。生产中多采用加大弯曲力的校正弯曲。弯曲力的增大可扩大弯曲件内部的塑性变形区，从而减少回弹。4.2.2减少回弹量的措施弯曲成形必然要发生回弹现象。如前所述，回弹大小与弯曲的方法及模具结构等因素有关，要完全消除回弹是极其困难的，生产中可以采用某些措施来减少或补偿由于回弹所产生的误差，以提高弯曲件的精度。 （1）改善制件的结构，提高材料塑性弯曲处压出加强筋，使弯曲件回弹比较困难，这样既能增加弯曲件尺寸的准确性，又能提高弯曲件的刚度。尽量选用弹性模数量（E）大而屈服强度（）低的材料弯曲，以减少回弹。硬材料或冷作硬化材料必须先退火，降低其屈服点。采用加热弯曲。（2）采用正确的弯曲工艺，改善变形区应力状态。 采用校正弯曲。在弯曲终了，对板料施加一定的校正力，使内外层金属都被拉长，则回弹可因为相互抵消而减少。一般认为，弯曲变形区的校正压缩量为料厚的2%5%时，校正效果较好。采用拉弯工艺。对大曲率半径的制件，用普通弯曲方法弯曲时，由于回弹大而很难成形，故常用拉弯法，即在制件弯曲的同时施加有轴向拉力，使材料内、外层均为拉应力，回弹互相抵消，达到了减少工件回弹的目的。采用端部加压弯曲，在弯曲终了帖模时，利用模具对板料端部施加压力，上弯曲变形内、外层均产生压应力以减少回弹。 （3）改善模具结构，补偿回弹根据弯曲件的回弹趋势和回弹量的大小，修正凸模或凹模工作部分的形状尺寸，使弯曲后的工件回弹量得到补偿。如V形弯曲时，根据工件可能产生的回弹角，将凸模弯曲角预先做得小升些，一补偿回弹；U形弯曲时，可在凸模两侧分别做出回弹角或将模具底部做成弧形，利用底部向下的回弹来补偿弯曲件侧壁的回弹。利用橡胶或聚酯胺酯软凹模来代替金属的刚性凹模进行弯曲。这样可排除在非变形区的变形和回弹，并且调整凸模入软凹模的深度以控制回弹值，此回弹量比金属凹模小得多。把凹模做成活动式的，以便于实现过正弯曲来控制回弹。4.3弯曲工艺计算4.3.1弯曲件展开长度的确定确定弯曲件展开长度的原则：变形前后中性层长度不变。根据前面设计可知：L=103mm4.3.2弯曲力和顶件力计算1、弯曲力计算弯曲力是指弯曲工件完成预定形状时需要压力机所施加的压力，是设计冲压工艺和选择设备的依据之一。弯曲力不仅与板料材质、板料厚度、弯曲几何参数和凸、凹模间隙有关，而且与弯曲方式关系密切。由于因素众多而难以精确计算，故常采用经验公式或简化公式计算。根据郝海滨编著冲压模具简明设计手册表3.26知：V形自由弯曲 P=V形约束弯曲 P=U形自由弯曲 P=U形约束弯曲 P=式中：P弯曲力，N； C系数，取11.3； b弯曲件的宽度，mm； t料厚，mm； 材料的抗拉强度，MPa； r凸模圆角半径，mm； K系数，取0.30.6。2、顶件力（压料力）的计算顶件力或压料力Q值可近似取自由弯曲力的30%80%，即Q=（0.30.8）P式中：Q顶件力或压料力，N； P自由弯曲力，N。 U形弯曲模：前铰扣弯曲力的计算按U形约束弯曲计算：弯曲力：P= =24959.0N顶件力：Q=（0.30.8）P=（0.30.8）2495920000N3、弯曲时压力机的压力确定弯曲时压力机的压力可用下式计算式中：Q顶件力或压料力，N； 自由弯曲力，N； 弯曲用压力机标称压力，N。故：4.3.3弯曲模工作部分尺寸计算弯曲模工作部分的尺寸计算主要指凸、凹模间隙、圆角半径、凹模深度及凸、凹模横向宽度尺寸等（见图4-1）。图4-1弯曲模工作部分尺寸1、弯曲是凸模与凹模之间的间隙弯曲V形工件时 ，凸、凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的，不需要在模具结构上确定间隙。U形工件的弯曲，则必须选择适当的间隙。间隙的大小对于工件质量和弯曲力有很大影响。间隙越小，弯曲力越大。间隙过小，会使工件壁变薄，并降低凹模寿命。间隙过大，则回弹较大，还会降低工件精度 。U形工件弯曲的凸、凹模间隙，根据材料的厚度、弯曲件的高度和宽度（即弯曲线的长度）而定。单边间隙(见图4-2)按下列确定：式中：弯曲时凸模与凹模之间的间隙，mm； 材料的公称厚度； 间隙系数（见表4-1）； 板料厚度的正偏差。图4-2弯曲模间隙表4-1 系数的数值故单边间隙值：2、弯曲时凸模与凹模的宽度尺寸凸模与凹模的宽度尺寸与工件的尺寸有关，根据工件尺寸的标注方式不同而不同。分为下列两种情况。（1）弯曲件标注外形尺寸（见图4-3），这种情况下应以凹模为基准件，减少凸模取间隙。 图4-3标注外形尺寸（单向公差和双向公差）弯曲件为双向对称偏差时，凹模尺寸为弯曲件为单向偏差时，凹模尺寸为凸模尺寸为或按凹模尺寸配制，保证间隙为Z。（2）弯曲件标注内形尺寸（见图4-4），这种情况下应以凸模为基准件，增大凹模取间隙。 图4-4标注内形尺寸（单向公差和双向公差）弯曲件为双向对称偏差时，凸模尺寸为弯曲件为单向偏差时，凸模尺寸为凹模尺寸为或按凸模尺寸配制，保证间隙为Z。式中：弯曲件的基本尺寸； 凸模、凹模工作部分尺寸；弯曲件公差； 凸、凹模制造公差，选用IT7IT9级精度； 弯曲模的双面间隙。图4-5 U形弯曲零件图由图可知：弯曲件标注为内形尺寸，故凸模尺寸：= 凹模尺寸 3、弯曲时模具圆角半径与凹模深度（1）凸模圆角半径。如工件内侧的圆角半径为,通常=，但不能小于材料允许的最小弯曲半径。当工件弯曲半径小于时，则应取，然后再利用随后的整形工序满足制件的要求，此时，整形模的圆角半径。对于工件圆角半径较大，而且精度要求较高时，应考虑回弹的影响，将凸模圆角半径根据回弹角的大小作相应的调整，以补偿弯曲的回弹量。凸模圆角半径：=3mm（2）凹模圆角半径。工件在压弯过程中，凸模将工件压入凹模而成形，凹模口部的圆角半径对于零件质量有明显的影响。如过小，弯曲板料表面出现划痕；如凹模两边圆角半径不一致，则毛坯会产生偏移。凹模圆角半径的大小与弯边高度和材料厚度有关。当 =(612) 0.52 =(36)24 =(23)4 =(1.52.5)本设计板料厚度1mm, =(36)= (36)mm,取=6mm。为便于机械加工，V形件弯曲凹模的底部最好设置退刀槽，或按（0.60.8）取圆角半径。（3）弯曲凹模深度。弯曲凹模深度的大小与弯曲件的形状、尺寸及弯曲方式有关。若过小，则工件两端直边的自由部分太多，弯曲件回弹大，不平直，影响工件质量。若过大，模具笨重，浪费材料并且需较大的冲压行程，没有必要。弯曲U形件时，若弯边高度不大或要求两边平直，则凹模深度应大于工件的高度。4.4弯曲模总体设计与标准件选用弯曲模的设计应在选定弯曲件工艺方案的基础上进行，为了保证达到工件的要求，在进行弯曲模设计时，必须注意以下几点：坯料放置在，模具上应保证可靠的定位；在压弯的过程中，应防止毛坯的移动；为了消除弹性恢复，在冲程结束时应上工件在模具中得到校正；弯曲模的结构应考虑到制造与维修中消除弹性恢复的可能；毛坯放入到模具上和压弯从模具中取出工件要方便。4.4.1 U形弯曲模 由于前铰扣和铰扣的形状相同，只是长度不同而已，本U形弯曲模的设计可以同时满足前铰扣和铰扣的弯曲加工。1、凸模工作部分圆角半径=3mm，其他尺寸根据零件要求和安装固定要求确定，材料可以选用T10A，热处理硬度可取60HRC64HRC。2、凹模工作部分圆角半径=5mm，其他尺寸根据零件要求和安装固定要求确定，材料可以选用T10A，热处理硬度可取56HRC60HRC。3、 模座后侧导柱上模座：材料HT200，上模座1258030 GB/T2855.5 后侧导柱下模座：材料 HT200，下模座1258040 GB/T2855.64、 模柄选用压入式模柄：材料Q235，模柄A3285 JB/T7646.15、 导向装置导柱：材料20 钢，A20h5130 GB/T2861.1导套：材料20钢，A20H67028 GB/T2861.66、定位装置定位销：材料35钢，B1045（B1070） GB117-86定位板：材料45钢，调质硬度为28HRC32HRC7、压料板压料板：材料45钢，淬火硬度为40HRC45HRC8、顶件装置顶件装置的作用是将制件或废料从凹模型腔中顶出，凹模装在下模座时，如果工件不能通过模具的底部漏出，则需要借助于装在压力机工作台下的顶件装置利用弹簧和气垫驱动推板顶出工件。分刚性和弹性两种。顶杆：材料45钢，顶杆860 JB/T7650.39、开槽盘头螺钉不经表面处理的开槽盘头螺钉：M1045（M1060） GB67-854.4.2斜楔式弯曲模1、凸模其他尺寸根据零件要求和安装固定要求确定，材料可以选用CrWMn，热处理硬度可取58HRC62HRC。2、斜楔、滑块结构尺寸滑块在斜楔的作用下移动，完成圆弧部位的弯曲成形，而滑块在初始位置要配合凸模完成第一次弯曲。确定凸模与凹模的间隙，根据冲模设计应用实例式（3-8） 本设计的斜楔角为30。滑块的斜面和底面是滑动工作台，表