支架冲压工艺及模具设计-级进模【L形工件-小翘口】【冲压模具设计稿】
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L形工件-小翘口
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XXXX大学毕业设计说明书题 目:支架冲压工艺及模具设计年级、 专业: 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间: 本科毕业设计诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计 支架冲压工艺与模具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 学 号： 作者姓名： 2018 年 4 月 10 日目 录摘 要5第章、绪论61.1.课题来源和研究意义61.2.国内外在该方向的研究现状及分析71.3.本课题研究的主要内容81.4.本章小结8第2章、支架加工工艺综合分析92.1.支架加工工艺要求92.2.零件图分析92.3.冲压工艺性审查102.4.冲压件经济性和先进性分析102.5.工艺方案的确定102.6.本章小结11第3章、级进模的设计123.1.冲压件的工艺分析123.1.1.弯曲件回弹值的计算123.2.排样133.3.计算冲压力（根据工步计算冲压力）143.3.1.切侧刃力143.3.2.切侧刃力143.3.3.冲6.5圆孔力143.3.4.冲6.5圆孔力143.3.5.冲6.0圆孔力143.3.6.冲6.0圆孔力143.3.7.冲腰孔力143.3.8.冲腰孔力153.3.9.冲废料孔力153.3.10.冲废料孔力153.3.11.弯曲力153.3.12.弯曲力153.3.13.弯曲力163.3.14.弯曲力163.3.15.冲废料力163.3.16.切断力163.3.17.卸料力173.3.18.顶件力173.4.确定模具压力中心173.5.计算凸、凹模刃口尺寸203.5.1.冲孔凸、凹模刃口计算203.5.2.落料凸、凹模刃口计算203.5.3.弯曲压筋工作部分尺寸计算233.6.凸模、凹模的结构设计243.7.模具总体设计及主要零部件设计293.7.1.模具总休装配设计293.7.2.模架设计293.7.3.垫板设计303.7.4.凸模固定板设计303.7.5.卸料板设计303.7.6.模具的闭合高度303.8.冲压设备的选择313.8.1.公称压力的选择313.8.2.行程次数313.8.3.滑块行程（S）313.8.4.模具闭合高度323.8.5.工作台面尺寸323.8.6.模柄孔尺寸323.9.模具的装配333.10.本章小结35结 论36致 谢37参考文献38 摘 要毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。本设计主要对支架冲压模具进行设计。结合公司实际生产要求和产品的特点，在厂原有的设计上，对模具进行了改进设计。本设计对支架加工工艺进行了分析，得出了最佳加工方案，在充分保证零件质量与精度的前提下，选择高生产率的加工工艺，降低生产成本，从而有效地节约了材料。本设计中使用计算机软件进行了辅助设计，在保证高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程，使设计更为便捷。该支架从坯料到完全成形，以前是使用两套模具：冲孔落料复合模与弯曲模。所设计的两套模具较为典型，也具有一定的代表性。本设计的重点与难点是多道工序的结合以及对凸、凹模刃口尺寸的计算，因为它将直接影响零件的质量。关键词冲压模具；级进模；辅助设计；模具结构第章、绪论1.1.课题来源和研究意义本设计题目由实习单位提供，经系指导老师审核通过的。本设计题目涉及的主要内容是对冲压模的设计, 研究目的是在厂原有的基础上，对模具进行改进设计，提高产品质量与效益。在二十世纪中期甚至更早,国外就已经出现很多对模具及模具工业的高度评价与精辟的比喻。例如: “模具是美国工业的基石”(美国)；“模具是促进社会繁荣富强的原动力”(日本)；“模具工业是金属加工的帝王”(德国)；“模具是黄金”(东欧)等。在二十世纪未,中国人才开始认识到其极端重要性,作出了科学的评价:“模具工业是现代工业之母”(中国)。21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。现今,全世界模具工业年总产值约为650亿美元，其中亚洲地区占到全世界一半的总产值。而在亚洲,最高属于日本,年产值达200亿美元上下。美国的年产值为50亿美元。中国也在后来居上,现在已经达到70亿美元。然而,产值并不等同于技术质量。虽然我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与发展经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。而技术含量低的模具已供过于求,市场利润空间狭小。近五年来,平均每年进口模具约为11.2亿美元,2003年就进口了近13.7亿的模具,这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。这表示中国大陆模具业的发展潜力仍然很巨大。这就是这次研究的意义。1.2.国内外在该方向的研究现状及分析在世界上大多数国家和地区，模具及模具工业早已成为了一个行业，有专门的行业组织机构指导和推动模具工业的发展。比如日本有“型技术协会”，台湾地区有“台湾模具工业同业公会”，我国有“中国模具工业协会”，各省市均有其分会。模具行业已成为一个大行业，仅我国的模具企业已达到了数万家之多。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具，中档轿车配套的覆盖件模具和多工位级进模也能生产了。模具精度达到12m，寿命2亿次左右。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模、大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。华中工学院和北京模具厂等在1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。21世纪开始，CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术，其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADSS，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低和制造难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造。它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法。例如，目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。1.3.本课题研究的主要内容1.支架冲裁工艺方案；2.支架模具总体方案设计；3.模具各零件尺寸计算；4.模具总装配图与零件图绘制。1.4.本章小结本章从国内外当今模具的发展状况这个角度介绍了课题的研究意义，在此基础上提出课题设计的任务。第2章、支架加工工艺综合分析2.1.支架加工工艺要求支架零件图如图2-1所示，材料为Q235钢，普通碳素结构钢，材料厚度2.0mm，已知年产量为大批量生产。要求表面无划痕、孔不允许严重变形、冲口无毛刺、弯曲无裂纹。设计其冲压模，确定冲压工艺方案。（Q235钢材质抗拉强度约是380-470MPa，抗剪强度约是310-380MPa，具有良好的塑性，其冲裁、成形加工性较好。）图2-1支架零件图2.2.零件图分析该件为带孔的圆孔、腰孔和弯曲的产品，尺寸精度要求不高，由冲裁和弯曲即可成形。冲压难点在于多道工序在一副模具里实现，即采用连续冲压的方法，同时要保证产品不能变形。最好是采用中间载体来设计模具，两件同时冲，对称件生产，中间连接部分做载体，最后切断，成两个产品，可以提高生产效率。2.3.冲压工艺性审查在分析冲压工艺性的基础上，其审查内容见下表所示：表2-1冲压工艺性审查表工艺性项目冲压件工艺性状工艺性允许值工艺性评价冲裁工艺性1.形状落料冲孔圆孔6, 6.53.孔边距对最小直径61.5t=3最小孔边距8.5t=2.04. 精度外形IT12孔直径是IT8IT14弯曲工艺性1.形状单边弯曲，不对称2.弯曲半径R1，R33.直边高度自然尺寸4.孔边距距6.5孔边8.752t=4.05.精度IT14由以上分析可知，该零件的工艺性较好，可以冲压加工。2.4.冲压件经济性和先进性分析冲压是该件最好的加工方法。由于批量较大，为提高生产率，宜采用复杂一点的组合工序。2.5.工艺方案的确定方案一：首先整体落料，再冲孔，最后进行弯曲压筋；方案二：落料，弯曲压筋，最后进行冲孔；方案三：落料冲孔复合，最后进行弯曲压筋。方案四：冲侧刃，冲孔，冲废料，弯曲，弯曲，最后切断，产品掉下。上述三方案的综合比较见下表：表2-2冲压工艺方案比较表项目方案一，二方案三方案四模具数量三套二套一套制件质量有回弹，可控制有回弹，不易控制形状尺寸精度较好，有回弹，可控制生产率较低较高较高模具寿命结构简单，寿命不长结构复杂，生产效率高，比较合理根据上表比较，选定方案四。由于冲压件弯曲尺寸精度均为IT14，方案四回弹可控制，对其影响不大。同时，采用这样的方案，在提高生产率的同时也很好地保证冲孔与外形尺寸精度。2.6.本章小结本章分析了支架整体加工工艺性，对其工艺性进行审查，并对冲压件进行了经济性与先进性分析，最后确定工艺方案。第3章、级进模的设计3.1.冲压件的工艺分析该产品落料，冲孔，弯曲等工序结合，结构较为简单，整个形状由直线与圆弧组成。由零件图可知，该件的经济精度为IT14，符合冲裁精度要求，精度要求能够在冲裁加工中得到保证，一次冲压成形。其尺寸要求、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求。材料为Q235。该工件一共两处弯曲，其中一处弯曲内圆角半径为1mm，等于最小弯曲半径rmin=0.5t=0.52.0=1.0mm，故此处该工件形状、尺寸、精度在计算展开尺寸时按小R角公式计算；另一处弯曲内圆角半径R为3mm，大于最小弯曲半径rmin=0.5t=0.52.0=1.0mm，故此处该工件形状、尺寸、精度在计算展开尺寸时按大R角公式计算。大R角展开尺寸计算是根据中性层不变的原则来计算，比小R角的经验计算公式更合理，准确。3.1.1.弯曲件回弹值的计算（1） 时属于小变形程度，而时属于大变形程度。此零件的r/t=3/2.0=1.5，属于大变形程度，圆角半径回弹小，不必计算，只计算凸模角度。因为，由文献3，表5-1得到：计算凸模的中心角： (3-1)其中凸模的圆角部分的中心角，（）；工件的中心角，（）。（2） 工件回弹问题的解决：当工件精度要求不高或校正弯曲时，生产中常采取调整凸、凹模间隙的方法解决工件回弹问题。3.2.排样根据产品形状，弯曲R角和材料厚度的比例等于0.5，所以勉强可以按小R角计算公式计算：L=L1+L2+0.4t，其中L1=99mm，L2=6-2=4mm，所以L=99+4+0.42=103.8mm，本次课题展开尺寸按104mm计算和设计模具大R角根据中心层不变原则计算展开尺寸，计算过程L=26+36+43.142=68.28mm，按68.2mm设计展开图，如下图所示：此尺寸还需要经过实际生产来调节，结合产品形状和模具结构情况，决定采用直排的排样方案，如下图3-1所示：图3-1排 样 图由文献3，表3-13可知：搭边值a1=2.5mm，a=2.5mm。中间搭边载体尺寸为2.5+2.5=5mm，冲压件面积为3840.161mm2,条料宽度b=68.2+68.2+2.5+2.5+2.52+2.52=151.4mm，进距h=104-10+2.52=109mm，所以一个进距的材料利用率为：23840.161151.4109100%=46.54% 3.3.计算冲压力（根据工步计算冲压力）3.3.1.切侧刃力 P1=Lt= (22.5+99)2.0380=79.04KN3.3.2.切侧刃力 P2=Lt= (22.5+99)2.0380=79.04KN3.3.3.冲6.5圆孔力 P3Lt=1 (3.146.5)2.0380=15.51KN3.3.4.冲6.5圆孔力 P4Lt=1 (3.146.5)2.0380=15.51KN3.3.5.冲6.0圆孔力 P5Lt=1 (3.146)2.0380=14.32KN3.3.6.冲6.0圆孔力 P6Lt=1 (3.146)2.0380=14.32KN3.3.7.冲腰孔力 P7Lt=1 (3.147+2+2)2.0380=19.74KN3.3.8.冲腰孔力 P8Lt=1 (3.147+2+2)2.0380=19.74KN3.3.9.冲废料孔力 P9Lt=1223.522.0380=169.88KN3.3.10.冲废料孔力 P10Lt=1223.522.0380=169.88KN3.3.11.弯曲力 V形弯曲计算弯曲力 P11=cLt=0.83.22.0470=2.41KN 式中P弯曲力c-系数，取0.5-0.8L-弯曲件长度（mm），2mm t-板料厚度（mm），2mm -材料抗拉强度（MPa）所以弯曲工序压力为2.41KN3.3.12.弯曲力 V形弯曲计算弯曲力 P12=cLt=0.83.22.0470=2.41KN 式中P弯曲力c-系数，取0.5-0.8L-弯曲件长度（mm），2mm t-板料厚度（mm），2mm -材料抗拉强度（MPa）所以弯曲工序压力为2.41KN3.3.13.弯曲力 V形弯曲计算弯曲力 P13=cLt=0.8472.0470=35.34KN 式中P弯曲力c-系数，取0.5-0.8L-弯曲件长度（mm），47mm t-板料厚度（mm），2mm -材料抗拉强度（MPa）所以弯曲工序压力为35.34KN3.3.14.弯曲力 V形弯曲计算弯曲力 P14=cLt=0.8472.0470=35.34KN 式中P弯曲力c-系数，取0.5-0.8L-弯曲件长度（mm），47mm t-板料厚度（mm），2mm -材料抗拉强度（MPa）所以弯曲工序压力为35.34KN3.3.15.冲废料力 P15Lt=(87+87+5+5)2.0380=139.84KN3.3.16.切断力 P16Lt= (12+12+3.1412)2.0380=46.88KN3.3.17.卸料力 Pr=KrP1 由文献3，表3-11：取Kr0.04,故Pr0.04（79.042+15.512+14.322+19.742+169.88+262.412+35.342+139.84+46.88）0.04859.2=34.368KN 3.3.18.顶件力由文献3，表3-11，取Kp0.045，故PtKp=0.045（79.042+15.512+14.322+19.742+169.88262.412+35.342+139.84+46.88） =0.045859.2=38.664KN总冲压力P0P1P2P3P4P5P6P7.PrPt859.2+34.368+38.66=932.228KN 初步选择1600KN冲床。3.4.确定模具压力中心图3-2 冲裁力分析图以模具中心为原点，建立如上图32所示坐标系XOY。采用解析法求压力中心，求YG，XGF1冲侧刃力 F1=Ltb，得F1=79.04KNF2冲侧刃力 F2=Ltb，得F2=79.04KNF3冲孔力 F3=Ltb，得F3=15.51KNF4冲孔力 F4=Ltb，得F4=15.51KNF5冲孔力 F5=Ltb，得F5=14.32KNF6冲孔力 F6=Ltb，得F6=14.32KNF7冲孔力 F7=Ltb，得F7=19.74KNF8冲孔力 F8=Ltb，得F8=19.74KNF9冲废料力 F9=Ltb，得F9=169.88KNF10冲废料力 F10=Ltb，得F10=169.88KNF11冲弯曲力 得F11=2.41KNF12冲弯曲力 得F12=2.41KNF13弯曲力 得F13=35.34KNF14弯曲力 得F13=35.34KNF15冲废料力 F15=Ltb，得F15=139.84KNF16切断力 F16=Ltb， 得F16=46.88KNY1F1到X轴的力臂 Y1=73.2X1F1到Y轴的力臂 X1=347Y2F2到X轴的力臂 Y2=-73.2X2F2到Y轴的力臂 X2=347Y3F3到X轴的力臂 Y3=14.5X3F3到Y轴的力臂 X3=312Y4F4到X轴的力臂 Y4=-14.5X4F4到Y轴的力臂 X4=312Y5F5到X轴的力臂 Y5=60.7X5F5到Y轴的力臂 X5=283Y6F6到X轴的力臂 Y6=-60.7X6F6到Y轴的力臂 X6=283Y7F7到X轴的力臂 Y7=14.5X7F7到Y轴的力臂 X7=258Y8F8到X轴的力臂 Y8=-14.5X8F8到Y轴的力臂 X8=258Y9F9到X轴的力臂 Y9=51.1X9F9到Y轴的力臂 X9=123Y10F10到X轴的力臂 Y10=-51.1X10F10到Y轴的力臂 X10=123Y11F11到X轴的力臂 Y11=49.1X11F11到Y轴的力臂 X11=5Y12F12到X轴的力臂 Y12=-49.1X12F12到Y轴的力臂 X12=5Y13F13到X轴的力臂 Y13=33.5X13F13到Y轴的力臂 X13=-122.5Y14F14到X轴的力臂 Y14=-33.5X14F14到Y轴的力臂 X14=-122.5Y15F15到X轴的力臂 Y15=0X15F15到Y轴的力臂 X15=-238.5Y16F16到X轴的力臂 Y16=0X16F16到Y轴的力臂 X16=-389.5根据合力距定理：YG=（Y1F1+ Y2F2+ Y3F3.）/（F1+ F2+ F3）XG=（X1F1+ X2F2+ X3F3.）/（F1+ F2+ F3）YGF冲压力到X轴的力臂；YG=0XGF冲压力到Y轴的力臂；XG=73.415所以本次设计的模具压力中心为（73.415，0）。3.5.计算凸、凹模刃口尺寸3.5.1.冲孔凸、凹模刃口计算对冲孔采用凸、凹模分开的加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：冲6mm，6.5mm，97腰孔，由文献3，表3-5可知：Zmin=0.22mm，Zmax =0.28mm，ZmaxZmin=0.280.220.06mm由文献3，表3-7得凸凹模制造公差：=0.02mm；=0.03mm，校核： Zmax-Zmin0.06mm ，+=0.05mm 满足Zmax-Zmin +的条件。由文献3，表3-8得因数x=0.5，则dp1=（5.9+0.50.2)=6.0mmdp2=（6.4+0.50.2)=6.5mmdp3=（8.9+0.50.2)=9.0mmdp4=（6.9+0.50.2)=7.0mm冲孔凹模尺寸按凸模实际尺寸配做，保证双边间隙为0.22mm，具体零件尺寸看零件图。3.5.2.落料凸、凹模刃口计算凸、凹模刃口尺寸计算原则设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。冲裁间隙对冲裁力的影响：虽然冲裁力随冲裁间隙的增大有一定程度的降低，但是当单边间隙介于材料厚度 5%20%范围时，冲裁力的降低并不明显（仅降低5%10%左右）。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不大。冲裁间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响：间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后，从凸模上斜、从凸模孔口中推出或顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的15%25%左右时斜料力几乎减到零。冲裁间隙对尺寸精度的影响：间隙对冲裁件尺寸精度的影响的规律，对于冲孔和落料是不同的，并且与材料轧制的纤维方向有关。通过以上分析可以看出，冲裁间隙对断面质量、模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力以及冲裁件尺寸精度的 影响规律均不相同。因此，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳，尺寸精度最佳，冲裁模具寿命最长，冲裁力、斜料力、推件力、顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中，间隙的选用主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明，能够保证良好的冲裁件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来，当对冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当对冲裁件的质量要求不是很高时，则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度，凸、凹模磨损留量在公差范围内的0.5-1.0之间。磨损量用x表示，其中为冲件的公差值，x为磨损系数，其值在0.5-1.0之间，与冲件制造精度有关，可按下列关系选取：零件精度IT10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。不管落料还是冲孔，冲裁间隙一律采用最小合理间隙值（Zmin）。选择模具制造公差时，一般冲模精度较零件高3-4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7级选取；对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的1/8并冠以（）；若零件没有标注公差，则可按IT14级取值。零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差，即：落料件上偏差为零，只标注下偏差；冲孔件下偏差为零，只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的，则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合的加工方法。其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口尺寸有的增大，有的减小。增大尺寸有：5，52，99，49.2，61.2，25，它在冲孔凸模上相当于落料凹模尺寸，故按一般落料凹尺寸公式计算。由文献3，表3-8得因数x为：对5，52，99，49.2，61.2，25，0.50时，所以有5d=(5.1-0.50.2) =552d=(52.15-0.50.3) =5299d=(99.2-0.50.4) =9949.2d=(49.35-0.50.3) =49.261.2d=(61.35-0.50.3) =61.225d=(25.15-0.50.3) =25由文献3，表3-5得Zmin0.11mm，凸模尺寸按凹模实际尺寸配做，保证双边间隙为0.22mm，具体零件尺寸看零件图。3.5.3.弯曲压筋工作部分尺寸计算（1）凸模圆角半径此零件两处弯曲，所以需要按两处圆角设计不同的弯曲半径，小边弯曲处圆角半径（r=1mm）较小，凸模圆角半径可取R=0.8-1.0mm。大边弯曲处圆角半径（r=3mm）较小，大于材料厚度，所以凸模圆角半径可取R=3mm。 （2）凹模圆角半径凹模圆角半径不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表面。此工件单边弯曲，属于不对称件，为方便模具设计，保证模具寿命，采用对称两件设计，凹模圆角半径应取大小一致。凹模圆角半径一般按材料厚度t来选取。本设计中取1.5t=R3，同时工件属于对称件，为防止在冲压过程中，模具收力不均匀现象，需要用一模两件的方法，最后切断，中间部分做载体。（3）凹模工作部分深度的设计计算凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度，同时也影响到弯曲件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响。一般情况下，凹模工作部分深度可查相关设计资料即能满足弯曲件的要求，本次设计根据产品材料厚度及弯曲高度，选择凹模深度为10mm。（4）凸、凹模间隙弯曲模的凸凹模间隙是指单边间隙Z。间隙越小，则弯曲力越大，间隙过小，会使制件边部厚变薄，降低凹模寿命。间隙过大，则回弹大，降低制件精度。凸、凹模间隙Z可按下式计算 Zt+Ct 式中 Z弯曲模凸、凹模单边间隙；t材料厚度（基本尺寸）；C间隙系数；由文献3，表5-11得C0.01所以 Z2.00.0122.02mm产品尺寸标注为外形尺寸，所以设计模具时，弯曲部分为倒装结构，冲孔凹模作为弯曲的凸模部分，上模安装凹模，而尺寸应该根据凹模尺寸，偏移材料厚度就是凸模尺寸，具体见CAD图纸。3.6.凸模、凹模的结构设计模具结构比较复杂，但从单独的各个工序分开看，模具就简单多了，首先，就切侧刃和冲孔，切废料，就类似冲孔模，由于需要卸料板压住材料，才能继续冲压，所以冲头和切侧刃的冲头都可以设计成直柱的形块。尺寸标注如下图3-3所示。图3-3切断凸模零件图图3-4冲圆孔凸模零件图图3-5切侧刃凸模零件图凹模的刃口形式，考虑到生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，如图3-4所示的刃口形式。凹模的外形尺寸，由文献3，式4-7，式4-8计算：Hkb=0.06794.5=47.67mm，取H50mm，C=1-1.5H=50-75mm，由于产品向下弯曲，产品弯曲的高度为39，凹模加工槽的深度至少要40mm，所以要适当增加凹模的厚度，本次课题设计凹模厚度为55mm，尺寸标注如下图所示：最后切断后产品通过条料送料时顶出模具，从模具斜面上滑下。图3-4凹模零件图本模具为连续冲压模，因此除冲孔凸模和凹模外，还会有弯曲凸模。凸模是本模具中的关键零件。 图3-5弯曲凸模零件图凸模结构如图所示，通过过盈配合固定在凸模固定板上，设计螺钉孔，与上模板连接。由于变曲件圆角半径较小，所以凸模过渡圆角半径取R1，符合生产实际要求。凸模的材料选用与凹模材料相同，为Cr12MoV，工作部分热处理淬硬58 HRC 62HRC。3.7.模具总体设计及主要零部件设计3.7.1.模具总休装配设计该连续模将凹模安装在下模，冲头固定在固定板利，安装在上模上，为典型的正装结构。两个导料板控制条料送进的导向，定位销和侧刃距离控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性橡胶组成。冲制的工件在最后的切断工序后自动脱落模具，从模具上掉下。冲孔的废料可通过凹模的内孔从冲床台面孔漏下。滑块带动上模回升时，卸料装置将箍在凸模上的条料卸下，推件装置将卡在凹模之间的冲件顶出凹模面，送料装置继续往前送料，这样，一个冲次就已经完成。3.7.2.模架设计本模具选用中等精度，中、小尺寸冲压件的非标准自制钢板模架、四导柱和导套分别装在上、下模座四个角落，对称分布，为防止安装错误，导柱导套的直径不能一样大。凹模面积是导套前的有效区域。送料及操作方便，纵向，横向送料。主要适用于一般精度要求的冲模，不宜用于大型模具，因有弯曲，上模座在导柱上运动不平稳，所以模具里需要增加内导柱，使模具保持平衡。再根据凹模设计的结果，由文献2，表5.1-3得，选用模架360200189229 I GB/T 2851.3，技术条件按JB/T8050-1990的规定。所以：上模座：LBH=1060mm350mm50mm，下模座：LBH=1060mm350mm50mm，导 柱：dL=35mm200mm，dL=38mm200mm，导 套：dLD=35mm100mm50mm，dLD=38mm100mm55mm，3.7.3.垫板设计垫板的作用是直接承受和扩散凸模传来的冲压力，以减小上模板所承受的单位压力，保护凸模顶端面的上模板面不被凸模顶端压陷。垫板用45钢制造，淬火硬度为HRC4348，上下面须磨平，保证平行。本模具垫板厚度取：10mm，长、宽尺寸取与凹模长、宽一样。3.7.4.凸模固定板设计凸模要借助于凸模固定板才能安装在上模板上。凸模固定板厚度可取为凹模厚度的0.50.8倍，长宽尺寸比凹模的对应尺寸略小或相同，以减小冲模形成的危险区的面积。凸模装入凸模固定板的部位与固定板呈过渡配合，即H7m6。凸模装入固定板后，其顶面要与固定板顶面一起磨平。由于凹模的厚度已定为55mm，所以凸模固定板根据标准定为18mm。外形尺寸同凹模大小相同。3.7.5.卸料板设计由于本零件厚度为2.0mm，精度和平整度要求也较高，所以本模具采用弹性卸料装置，卸料力由弹簧产生。卸料孔与凸模的单边间距取板料厚度的0.10.2倍，卸料板长、宽尺寸取与凹模长、宽一样的尺寸。所以，卸料板厚度取为18mm，由于需要让出导料板的位置空间，所以厚度需要增加至25mm，长、宽分别为900mm和260mm。3.7.6.模具的闭合高度模具闭合高度是指冲床运行到最下点时模具工作状态的高度。故模具闭合高度为HHs+Hb+Hg+Ha+Hj+Hn=50+10+70+2.0+55+50-3=234mm其中H模具闭合高度，mmHs上模板厚度，mmHb-上垫板厚度，mmHg凸模厚度，mmHa凹模厚度，mmHj冲压件厚度，mmHn下模板厚度，mm3.8.冲压设备的选择3.8.1.公称压力的选择 选择压力机时，要根据模具结构来确定，当施力行程较大时（50%60%）即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的50%60%。校正弯曲时，更要使额定压力有足够的富余，一般压力机的公称压力要大于校正弯曲力的1.52倍。在此取了1.2倍，即公称压力P=1.2932.228=1118.67KN初选压力机的公称压力为1600KN，即JA21-160型开式双柱固定台压力机。3.8.2.行程次数选择用于弯曲的压力机的行程次数主要考虑以下因素：1.考虑操作方式（进、出料速度的快慢）；2.弯曲时，金属变形需要过程限制了行程次数增加；3.该件为大批量生产，要以较大的行程次数来提高生产效率。JA21-160型压力机的行程次数有40次/min等，合理选择。3.8.3.滑块行程（S）滑块行程是指滑块的最大运动距离，即曲柄旋转一周，上死点至下死点的距离。其值为曲柄半径的两倍：S=2R。选择用于弯曲的压力机的滑块行程主要考虑以下因素：1.要保证毛坯放进和工件取出，应使滑块行程大于工件高度的两倍以上，。2.该件为大批量生产，需要以限制行程来增加行程次数，提高生产效率。JA21-160型压力机的滑块行程为160mm，大于工件高度的两倍，满足产品弯曲时的冲压行程。3.8.4.模具闭合高度压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。 压力机的闭合高度可以通过调整连杆长度来改变其大小，将连杆调至最短时，闭合高度最大，称最大闭合高度；将连杆调至最长时，闭合高度最小，称最小闭合高度。JA21-160型压力机的最大闭合高度为450mm，连杆调节量为130mm，故最小闭合高度为450-130=320mm； 当压力机工作台面上有垫板时，用压力机的闭合高度减去垫板厚度，就是压力机的装模高度，没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等； 模具的闭合高度是指压力机滑块在下止点位置时，模具上模座上平面至下模座下平面之间的距离。如果压力机上不设置垫板，本例所设计的模具闭合高度H达不到320400mm之间，加上垫板，模具闭合高度H就减小。3.8.5.工作台面尺寸 压力机工作台尺寸应大于下模周界5070mm。JA21-160型的压力工作台尺寸（前后左右）为710mm1120mm。那么，设计时模具的下模座（宽长）不要超过640mm1060mm。3.8.6.模柄孔尺寸 直径深度为70mm80mm,那么，设计时模具的模柄尺寸要与模柄孔匹配,本次设计模具外形比较多啊，笨重，仅仅靠模柄的侧压力，是无法牢固安装上模，所以不能依靠模柄固定，所以本次设计不考虑模柄，依靠通用压板固定。综上所述，选用开式双柱可倾压力机JA21-160符合本模具设计,其具体各参数如下所示：公称压力：1600KN 滑块行程：160mm 最大闭合高度：400mm 连杆调节量：130mm 滑块中心至床身距离：380mm 立柱距离：530mm工作台尺寸（前后左右）：710mm1120mm模柄孔尺寸（直径mm深度mm）：70mm80mm滑块底面尺寸（前后左右）：460mm650mm3.9.模具的装配根椐连续模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。序号工序工艺说明凸、凹模预配装配前仔细检查各凸模开关及尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状。将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并挤紧牢固装配下模在上模座上划中心线，按中心预装凹模、固定板；在下模座、导料板上，用已加工好的固定板分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝；将下模座、导料板、凹模、活动导销销、树脂装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉装配上模在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入0.3mm的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模；预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔；用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧；将卸料板装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料板高出凸模下端约1mm；复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉；安装导料板、卸料板；切纸检查，合适后打入销钉试冲与调整装机试冲根椐试冲结果作相应调整3.10.本章小结本章分析了加工该支架冲压工序的安排，计算与模具结构的设计，根据零件的特点以及厂里的要求，设计计算并确定模具各零件尺寸，完成了模具总体设计，绘制出模具装配图。本章重点与难点是工艺方案，模具结构的确定以及凸模，凹模尺寸的计算，因为它将直接影响零件的质量和模具的合
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