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编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： I型软管夹冲压装配工艺设计 及部分模具设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 0923832学生姓名： 张同敏 指导教师： 张大骏（职称：副教授 ） （职称： ）2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） I型软 管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 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（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械97 学 号： 0923832 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目I型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 2、专题 冲压装配工艺设计和模具设计 二、课题来源及选题依据 1.来源：无锡市海江汽车部件有限公司。 2. 组件中各工件的材料。 3.工件产量：30万件年。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1.进行软管夹的冲压装配工艺分析和设计。 2.部分模具设计（折合3张0号图纸）。 3.模具装配图和零件图。 4.设计说明书一份（不少于一万字）。 5.专业英语翻译（不少于10000个字符）。 四、接受任务学生：机械97 班 姓名 张 同 敏 五、开始及完成日期：自 2012 年 11月12日 至 2013年 5 月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 张大骏签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名2012年11月12日摘 要冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对指定工件进行的单工序模设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键词：冲压成型；单工序模；弯曲模；冲孔37AbstractStamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the suspension by the single operation dies design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And draw the mapping of the mold assembly and part drawings. Suspension of the project through the stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent. Keywords: press forming; single operation die; bending die;punching目录摘 要IIIAbstractIV目录V1 绪论11.1 本课题的意义目的11.2 本设计的技术要求12 软管夹加工工艺规程设计22.1 要求22.1.1 标准要求22.1.2 软管夹所用材料，镀层厚度的要求32.1.3外观要求32.1.4 夹紧范围32.1.5 试验方法32.1.6 检验规则32.2 钢带加工工艺规程设计32.2.1 落料冲孔42.2.2 冲斜排孔42.2.3 冲标记42.2.4 孔部成型42.2.5 打磨毛刺42.2.6 检验42.3 壳体加工工艺规程设计52.3.1 壳体落料52.3.2 打弯脚冲标记52.3.3 成型52.3.4 弯脚成形62.3.5 检验62.4 蜗杆加工工艺规程设计62.4.1 下料72.4.2 墩头72.4.3车外圆及各台肩72.4.4铣槽72.4.5 搓丝72.4.6 去毛72.4.7 渗碳淬火72.4.8 镀锌72.4.9 检验72.5装配工艺规程设计72.5.1 钢带与壳体的装配工艺设计72.5.2 钢带，壳体与蜗杆的装配工艺设计72.6 工艺工序卡片及装配工序卡83 钢带冲孔模具设计113.1 钢带冲孔工艺分析113.1.1产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析113.1.2 产品材料分析113.2 钢带冲压工艺方案的确定113.2.1 钢带冲压工艺分析113.3 钢带冲孔模结构的确定123.3.1 模具的形式123.4 钢带冲压工艺计算123.4.1排样123.4.2 计算冲压力123.4.3 计算模具压力中心143.4.4计算刃口尺寸153.5 钢带冲孔模主要零件设计计算183.5.1 凹模的设计计算183.5.2 根据凹模尺寸查标准典型组合193.5.3 固定板的设计计算193.5.4 卸料板的设计计算203.5.5 弹性元件的设计计算203.5.6凸模的设计计算213.5.7 钢带冲孔模其他零件的设计和选用223.5.8 钢带冲孔模闭合高度的计算223.5.9 压力机的选择223.5.10 其他234 钢带冲斜孔模具的设计244.1 钢带冲斜孔工艺分析244.1.1产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析244.1.2 产品材料分析244.2 钢带冲斜孔工艺方案的确定244.2.1 钢带冲斜孔工艺方案分析244.3钢带冲斜孔模结构的确定254.3.1 模具的形式254.3.2 定位装置254.3.3 卸料装置254.3.4 导向零件254.4 钢带冲压工艺计算254.4.1 排样254.4.2 计算冲压力264.4.3 计算模具压力中心274.4.4计算刃口尺寸284.5 钢带冲斜孔模主要零件设计计算294.5.1凹模的设计计算294.5.2根据凹模尺寸查标准典型组合304.5.3 固定板的设计计算304.5.4 卸料板的设计计算314.5.5 定位零件的设计计算314.5.6凸模的设计计算324.5.7钢带冲斜孔模其他零件的设计和选用334.5.8 钢带冲斜孔模闭合高度的计算334.5.9压力机的选择344.5.10其他355 壳体落料模具的设计365.1 壳体落料工艺分析365.1.1产品尺寸精度365.1.2 产品材料分析365.2 壳体落料工艺方案的确定365.2.1 壳体落料工艺方案分析365.3 钢带冲孔模结构的确定375.3.1 模具的形式375.3.2 定位装置375.3.3卸料装置375.3.4 导向零件375.4 钢带冲压工艺计算375.4.1 排样375.4.2 计算冲压力385.4.3 计算模具压力中心395.4.4计算刃口尺寸395.5壳体落料模主要零件设计计算415.5.1凹模的设计计算415.5.2 根据凹模周界尺寸选择典型组合425.5.3 固定板的设计计算425.5.4卸料板的设计计算435.5.5 定位零件的设计计算445.5.6凸模的设计计算455.5.7钢带冲孔模其他零件的设计和选用455.5.8 钢带冲孔模闭合高度的计算455.5.9 压力机的选择465.5.10 其他476结论与展望486.1结论486.2不足之处及未来展望48 I型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计 1 绪论1.1 本课题的意义目的毕业设计是对每个即将毕业的大学生都具有十分重要的意义：首先是对学生的知识能力进行一次全面的考核，其二是对学生进行科学研究基本功的训练，培养学生综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后工作或撰写专业学术论文打下良好的基础。所以我们需要抓住这次机会好好的锻炼自己的能力。1.2 本设计的技术要求本次毕业设计的题目是“I型软管夹冲压装配工艺设计及部分模具设计”专题是“冲压装配工艺设计”和“模具设计”，课题来源于无锡市海江汽车部件有限公司。本次设计的任务是：不锈钢I型软管夹的各个零件工艺规程的制定；完成生产软管夹的其中三种模具的设计。技术要求：要求模具工作平稳，结构简单，工作可靠，装卸方便，维修及调整便利，加工精度应符合零件图要求。设计课题涉及到课题的分析、资料的查询、资料摘录，整理收集的资料。然后深入无锡市海江汽车部件有限公司生产一线向使用者、设计者学习，具体的了解模具的外形、模具的大致结构，并记录了如何有所改进，最后确定设计的方案。以及模具体的结构图，并进行相关零件的选型计算。设计该模具要求我们具备基本的实践知识和经济意识因此考虑到：模具的实用性以及企业资源。本课题的设计由本人独立完成，故本人的设计说明书包括加工钢带的其中两种模具以及加工壳体的模具，并附有装配工艺卡片。2 软管夹加工工艺规程设计图2.1 1.壳体 2.蜗杆 3.钢带表2-1 软管夹要求表零件编号夹紧范围dmm齿带厚度tmm拧紧扭矩Nmmax实验扭矩Nmmax密封压力MPaCQ675128120.5322.41.4CQ675161016CQ6752212220633.6CQ675271222CQ6753523350.7CQ675453045CQ675503250CQ675604060CQ675705070CQ6758060800.3CQ675907090CQ67510080100CQ67511090100CQ6751201001202.1 要求2.1.1 标准要求 软管夹应符合本标准的要求，并按经规定程序批准的图样及技术文件制造。2.1.2 软管夹所用材料，镀层厚度的要求软管夹所用材料、镀层厚度应符合表2-2的规定。表2-2 软管夹各组件材料表零件名称材料类型执行标准镀锌厚度（um）蜗杆Q235GBT 7009壳体1Cr18Ni9TiGBT 4239钢带1Cr18Ni9TiGBT 42392.1.3外观要求1. 表面质量：夹箍表面应光亮，不得有影响使用的裂纹，毛刺，飞边，伤痕，锈蚀等缺陷。2. 表面处理：软管夹的蜗杆，螺栓应进行镀锌防蚀处理，镀锌表面应均匀。无锈斑，露底和脱落现象。齿带的表面应进行抛光处理。2.1.4 夹紧范围 软管夹的蜗杆的夹紧范围应符合表一的规定，不得有泄漏和损坏现象。2.1.5 试验方法1. 原材料质量查质包书或合格证；2. 外观质量：目测检查；3. 尺寸：用满足精度的量具检测；4. 扭矩：用扭力扳手；5. 密封压力：夹箍夹住橡胶管，用水压泵加压，试验压力应符合表1-1的规定；6. 抗拉强度：按GBT 228的规定进行。2.1.6 检验规则1. 软管夹应经厂质量检验部门按本部门标准检验合格方能出厂，并附有合格证。 2. 软管夹的检验分为厂检验和型式检验两种。 3. 出厂检验的项目为本标准的4.34.7条。2.2 钢带加工工艺规程设计图2.2 钢带零件图2.2.1 落料冲孔要根据实际的生产情况去领取原材料（料带宽16.5mm）。要用到的设备：模具 CH-T-1,冲床，游标卡尺0.02 ,0-150mm。具体步骤：1.准备：工地清理清洁，根据生产任务单领料，并检查钢带质量。 2.试模：将上盘的钢带放于模具上（钢带落料冲孔模具）紧靠定位，下料。并冲孔，并对冲下的钢带进行检验合格。3.开机连续生产：在生产过程中随时注意工作情况企业里是这样做的，做完之后还要去掉头部的两个倒角，为了更加节省时间且不影响加工质量我做了改进：就是头部的两个倒角和尾部的两个圆弧一起冲掉（第一个前端工件倒角和下一个工件尾部的圆弧一起冲压）这对模具的大小几乎没有影响，提高了效率。2.2.2 冲斜排孔因为所要冲的孔的间距比较小，所以不能一次全部冲完，要分两次冲完。如第一次冲第1,3,5,7,9的孔，冲完后，用一冲完的孔继续定位，再冲完剩下的孔。要用到的设备：冲床，冲斜排孔模具CH-T-2。2.2.3 冲标记钢带上需要冲有厂方的生产标记，冲有标记的部位要要显眼，且容易辨认。因此先将钢带端部定位，然后用钢带刻字模具冲出厂标。要用到的设备：冲床，刻字模具。2.2.4 孔部成型钢带的孔部还没有完全成型，要用孔部成型模具将其冲压成型。先将钢带定位，在用钢带孔部成型模具将其冲压成型。要用到的设备：冲床，孔部成型模具。2.2.5 打磨毛刺 以上的工序都完成后，需要检验钢带的表面状况。如表面状况不够理想，则要打磨。可用油石或抛光轮，也可用用手工打磨，或用机器打磨。要用到的设备：抛光机具。2.2.6 检验钢带所有的加工工序都完成后，要经过专门的技术人员检验。被型式检验的样品从出厂检验合格的产品中抽取，每次2套，型式检验中如有不合格项目出现，允许加倍抽样对不合格项目进行复检，复检中还有不合格项目出现，则型式检验不合格。要用到的设备：钢皮尺，游标卡尺0-150mm。2.3 壳体加工工艺规程设计 图2.3 壳体零件图2.3.1 壳体落料壳体的外形比较简单，且厚度较薄，又不锈钢的刚度和韧性都比较好。所以可通过冲压模具一次性将其冲出。只是冲压模具的设计精度比较高。具体过程是，先准备：清理工作现场，安装模具并调整按生产任务出领料；定位：开动冲床，冲下壳体。要用到的设备：冲床，模具CH-K-1，名称壳体HJ-10150-02。2.3.2 打弯脚冲标记壳体上需要冲有厂方的生产标记，冲有标记的部位要要显眼，且容易辨认。因此先将壳体定位，然后用壳体刻字模具冲出厂标。要用到的设备：模具CH-K-2.具体步骤：1. 安装调整好模具；2. 将壳体的展开件放于模具中；3. 开机；4. 取下2件检验。2.3.3 成型现在的壳体只是一个平面展开体，需要通过弯曲模将其冲压变形成壳体形。冲压弯曲的过程也比较简单，只是在定位是要注意些。因为壳体的尺寸比较小，定位时要用镊子将其放入凹模中，且要目视其是否定位好。要用到的设备：模具 CH-K-3.具体步骤：1. 将2件放于模中；2. 开机； 3. 取下2件。2.3.4 弯脚成形壳体两侧的小脚是用于和钢带装配的。因此，装配前需要先将壳体的弯脚打弯成形。此时，要用到壳体弯脚模。由于壳体的尺寸比较小，因此运送时要用镊子运送。要用到的设备：模具 CH-K-4.具体步骤：1. 准备；2. 将2件放于模具中；3. 开机；4. 取2件检验。2.3.5 检验壳体所有的加工工序都完成后，要经过专门的技术人员检验。被型式检验的样品从出厂检验合格的产品中抽取，每次2套，型式检验中如有不合格项目出现，允许加倍抽样对不合格项目进行复检，复检中还有不合格项目出现，则型式检验不合格。要用到的设备：钢皮尺，游标卡尺0-150mm。2.4 蜗杆加工工艺规程设计图2.4 蜗杆零件图2.4.1 下料根据图纸上的长度进行下料。要用到的设备：切断机。2.4.2 墩头将工件放于冷镦机上，一次墩头成形。要用到的设备：冷镦机，冷镦模具 HJ-K-I。2.4.3车外圆及各台肩先夹六角部分车外圆，再夹大头车园头部，头部允许有顶尖小孔来车出。要用到的设备：仪表车床，三角卡盘或专用扎头，游标卡尺0-150mm。2.4.4铣槽夹紧外圆铣槽，槽与外圆的对称度误差不大于0.1，槽深2.5.要用到的设备：铣床，分度头。2.4.5 搓丝2.4.6 去毛2.4.7 渗碳淬火 HRC-30-342.4.8 镀锌注意不可有0.1mm以上的面积漏锌。2.4.9 检验2.5装配工艺规程设计2.5.1 钢带与壳体的装配工艺设计首先是准备，按生产任务书，将已经检验合格的适应尺寸规格的钢带，壳体准备好。接着是装配，先将钢带与壳体铆合，接着是插上芯片，再打弯，最后是弯脚。这里要用到仰合弯脚模具。2.5.2 钢带，壳体与蜗杆的装配工艺设计首先是是准备，按生产任务书，将已经检验合格的适应尺寸规格的钢带，壳体（钢带，壳体已经铆合，插上芯片，打弯，并弯脚）和蜗杆准备好。首先，将蜗杆装上，再用装蜗杆后成形模具，接着要进行手工敲平，手工夹紧，整体成型等整形工作。然后是按规格将组建定型成圆（或椭圆）。最后，收紧，放松两次，试验是否活络。前面的工序全部完成后，经技术人员检验合格后，在将其包装，最终入库。这里要用到的设备：仰和后弯脚模具，电动圈圆及（1），电动圈圆机（2），电动圆圈机。装蜗杆后成形模具，自制手动装配工具，圆形，椭圆形圈圆机，试验台架，调试工具。2.6 工艺工序卡片及装配工序卡图2.6：工序卡以上各表为工序卡片、装配工序卡，每张工序卡应只有一道工序，因文档空间有限，故把产品所有的工序都集中在同一工序卡片上。I型软管夹各组件详细的加工工艺过程请见最后的软管夹加工工艺过程卡。3 钢带冲孔模具设计3.1 钢带冲孔工艺分析图 3.1 钢带冲孔图3.1.1产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析 如上图3.1所示，矩形孔为冲孔。产品形状简单对称，无狭槽，尖角。要求普通冲裁尺寸精度低于IT13级，现在产品的设计精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求。冲裁件断面质量因为一般用普通冲裁方法冲2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度R可达2.53.2um,毛刺允许高度为0.010.05mm；本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。3.1.2 产品材料分析对与冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性好，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是不锈钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度，硬度和塑性指标适中，经对火后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家的板料，请冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证了。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。3.2 钢带冲压工艺方案的确定3.2.1 钢带冲压工艺分析冲裁件材料为1Cr18Ni9Ti,具有良好的冲压性能，冲裁件的零件图上所有尺寸均未标注公差，可按IT14确定工件尺寸公差。查标准公差数值表（GB/T1800.3-1998）,各尺寸公差为1.5 0 +0.25，1 0 +0.25，5.5 -0.3 0，9.5 0 +0.22，9.50.18，6.30.18，50+0.3。设计方案如下工艺图： 图3.2 钢带工艺图3.3 钢带冲孔模结构的确定3.3.1 模具的形式完成此工件需要两道工序，且生产批量大，尺寸精度要求不高，形状小等特点，故采用连续模结构形式。级进模又称为连续模和跳步模。连续模的主要特点：工序分散，不存在最小壁厚问题（与复合冲裁模相比），模具强度高；凸模全部都安装在上模，制件和废料（结构废料）均可实现向下的自然落料，易于实现自动化；生产效率高；这类模具主要适用于批量大，精度要求不太高的制件。3.4 钢带冲压工艺计算3.4.1排样图3.4 钢带排样图1. 冲裁件在条料或带料上的分布情形成为排样，排样的结果是要画出排样图。排样是冲压工艺设计工作的一项重要内容，也是一项技术性很强的工作。2. 按材料的经济利用程度或废料的多少，排样可分为有废料排样、少废料和无废料排样三大类。按工作在条料上的分布的形式，排样又可分为直排，斜排，对排，对头斜排，多排，混合排等多种形式。此工件的冲孔比较简单，因此用单排，步距为90mm。 3.4.2 计算冲压力冲裁力公式为 Pc = P孔1+P2其 P孔1=KL孔1t P2=KL2t L孔1=38.427(mm) L2=28.581(mm) 所以 P孔1=1.338.4270.6500=14.987(kN) P2=1.328.5810.6500=11.147(kN) P孔1=15.0(kN)P2=11.2(kN) Pc = P孔1+P2=15.0+11.2=26.2(kN)式中 K系数，常取K=1.3； t材料厚度，t=0.6mm； 材料抗剪强度，MPa,查手册，不锈钢退火，=440560MPa,取=500MPa。1. 卸料力 Fx Fx= KxPc式中 Fx卸料力； Kx卸料系数，查表Kx=0.040.05，取Kx=0.045. 所以 Fx=0.04526.2=1.18(kN） 2. 推料力 Ft Ft=KtPcn式中 Kt退料系数，查表去Kt=0.055； n同时卡在凹模洞孔的件数，取n=1.所以 Pt=0.05526.2=1.441(kN)3. 压力机的公称压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲裁力因模具卸料及出件方式不同而不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为P总=Pc+Px+Pt = 26.2+1.18+1.441=28.821(kN)3.4.3 计算模具压力中心由于该零件两个凸模，所以分别算出两个凸模的压力中心。计算孔1的压力中心： Xc=L1X1+L2X2+LnXnL1+L2+LnYc=L1Y1+L2Y2+LnYnL1+L2+LnYc1=6.30(mm)Xc1=L1X1+L2X2+LnXnL1+L2+Ln=14.75mm计算孔2的压力中心：Xc2=L1X1+L2X2+LnXnL1+L2+Ln=4.6mmYc2=L1Y1+L2Y2+LnYnL1+L2+Ln=6.1mmXc=L1X1+L2X2+LnXnL1+L2+Ln=9.4(mm) Yc=L1Y1+L2Y2+LnYnL1+L2+Ln=6.2(mm)图3.5 压力中心3.4.4计算刃口尺寸配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核d+p Zmax- Zmin的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。采用配作法计算冲孔1凸模刃口尺寸：图3.6 凸模1基本尺寸各尺寸公差为：1.5 0 +0.25，10.13，9.5 0 +0.36，9.5 0 +0.36，6.3 0 +0.36A类尺寸（A- 0）：A=(Amax-x) 0+B类尺寸（B 0+）：B=(Bmin+x)- 0C类尺寸（C）：C=C/4以上各式中 A,B,C基准件的基本尺寸，mm； ，工件公差，mm； 模具制造公差一般取=4，mm； x磨损系数。 凸模刃口磨损后，尺寸1.5 0 +0.25, 9.5 0 +0.36，9.5 0 +0.36，6.3 0 +0.36减小，按B类尺寸计算：查表2-15得x1=0.75,x2=0.5，则Bt1=(1.5+0.750.25)-0.254 0=1.6875-0.0625 0 (mm)Bt2=(9.5+0.50.36)-0.364 0=9.68-0.09 0 (mm)Bt3=(9.5+0.50.36)-0.364 0=9.68-0.09 0 (mm)Bt4=(6.3+0.50.36)-0.364 0=6.48-0.09 0 (mm) 凸模磨损后，尺寸10.13不变，按中心距类尺寸处理。Ct=10.134=10.0325(mm)查表得： Zmin凹，凸模最小初始双面间隙， Zmin=0.09(mm)；凹模的基本尺寸与凸模相同，分别是1.687，9.68，6.48。不必标注公差，但要在技术要求中注明：凹模的实际刃口尺寸与冲孔凸模配制，保证最小双面合理间隙Zmin=0.09 mm。计算凸模2的刃口尺寸：图3.7凸模2基本尺寸采用配作法计算凸模2刃口尺寸：各尺寸公差为：6.8 0 +0.36，8.60.18，2.00.13，8.0 0 +0.36，150.22，2.00.13. 凸模刃口磨损后，尺寸6.8 0 +0.36，8.0 0 +0.36减小，按B类尺寸计算，查表2-15得x=0.5，则Bt1=(6.8+0.50.36)-0.364 0=6.98-0.09 0 (mm)Bt2=(8.0+0.50.36)-0.364 0=8.18-0.09 0 (mm) 凸模磨损后，尺寸8.60.18，2.00.13，150.22，2.00.13不变，按中心距类尺寸处理。Ct1=8.60.184=8.60.045(mm)Ct2=2.00.134=2.00.0325(mm) Ct3=150.224=150.055(mm)Ct4=2.00.134=2.00.0325(mm)查表得： Zmin凹，凸模最小初始双面间隙， Zmin=0.09(mm)。凹模的基本尺寸与凸模相同，分别是6.98,8.18,8.6,2.0，15，2.0.不必标注公差，但要在技术要求中注明：凹模的实际刃口尺寸与冲孔凸模配制，保证合理双面间隙0.090.12(mm)。3.5 钢带冲孔模主要零件设计计算 模具的工作零件，定位零件，压料和卸料零件，导向零件，连接和紧固零件，弹簧，橡胶等要首先按冲压模具标准及应用手册选用，若无标准，可先选用再进行设计。对于小而长的冲头，壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核。设计计算确定了凹模的结构尺寸后，可根据凹模周界选用模架。模具的闭合高度，轮廓大小，压力中心与选用设备适应。3.5.1 凹模的设计计算1.凹模的结构形式凹模的结构也分为整体式、组合式、镶拼式等3种形式。采用整体式凹模，模具结构简单，强度好，制造精度高，适用于中小型制件。2凹模的刃口形式。钢带冲孔模选择直筒式。其刃口加工方便、强度高，且刃口尺寸不会因俢磨而过大变化，适用于冲裁形状复杂或精度要求高的的制件，缺点是冲裁部分的制件或废料积存在刃 口部位，增大了推件力和凹模的胀裂力，会加快刃口的磨损。凹模孔口高度（h）.其孔口高度不宜过大，一般可按材料的厚度（t）选取。 t510mm h=1015mm钢带厚度为0.53或0.6mm,取凹模孔口高度h=5mm。图3.8凹模简图3. 凹模外形尺寸的计算凹模厚度的计算：Ha=30.1PHa=30.12882114.23(mm)式中 Ha凹模厚度； P冲裁力，一般取总压力P总。 取 Ha=18mmc=1.32.0Ha，且c3040mmc=1.81830mm凹模宽度B的确定：B=b+2c=22+230=82mm凹模长度A的确定：A=l+s+2c=22.6+90+230=174.6mm3.5.2 根据凹模尺寸查标准典型组合JB/T 8066.11995标准规定了冷冲模弹压卸料典型组合 纵向送料典型组合的结构参数，包括凹模周界尺寸系列、模具闭合高度、凸模长度以及相应板件的板面尺寸。所以选取凹模尺寸为20010018，凸模固定板20010018，垫板2001006，卸料板20010016，导料板240b3，承料板100402，螺钉1（4个） M1050，圆柱销（4个） 850，螺钉2（6个） M845，卸料螺钉（6个）M890，橡胶（6个），螺钉3（4个）M610， 620，配用模架闭合高度H 最大220，最小190。3.5.3 固定板的设计计算1凸模固定板的设计 (1) 凸模固定板的外形尺寸。一般情况，凸模固定板的外形尺寸与凹模或卸料板尺寸相同。 长取200mm 宽取100mm(2) 凸模固定板的厚度。查看典型组合后，固定板的厚度也就基本确定，查表得：Ht=18mm。3.5.4 卸料板的设计计算卸料板的作用是将抱在凸模上的工作或废料卸下。1. 卸料板类型选择一般常用的卸料板有固定卸料板和弹压卸料板两种。弹压卸料废料除了在冲裁后卸料外，还可在冲裁前压住材料，使冲制的工件平整度好，一般冲制材料厚度小于1.5mm或材料较软的工件。本例中的材料小于1.5mm,但由于用单个毛坯，如果采用固定卸料板会给送料，定位增加难度（视线不好），所以采用弹压卸料板。弹压卸料板与凸模的双边间隙一般为0.10.2mm，或采用H9f8等间隙配合。为了可靠卸料，弹压卸料板应高出凸模0.20.5mm。2. 卸料板的尺寸（1） 外形。弹压卸料板的外形一般与同方向上的固定板的外形一致；固定板一般与凹厚度相近。（2） 厚度。选择典型组合后卸料板的厚度基本确定Hx=16(mm)。（3） 成形孔。基本与凹模刃口的形状相同。3.5.5 弹性元件的设计计算此冲模中的弹性元件采用的是橡胶，橡胶组要是黑色橡胶和聚氨酯橡胶。橡胶的压缩量一般不能超过橡胶自由高度的30%，否则橡胶会过早失去弹性。1. 橡胶的自由高度H自=L0.250.30=120.250.30=(4048)(mm)式中 H自橡胶的自由高度，mm； L工作压缩量（工作行程），mm。取40 (mm)。2. 橡胶的直径Px=AqA=Pxq=1.1810341.06=4183mm2N=4A/4=44183/43.14=36(mm)式中 Px橡胶压力，可取等于或大于卸料力，N； A橡胶的横截面积，mm2；q橡胶压缩的单位压力，MPa；D橡胶的直径，mm。 取40 mm。3.5.6凸模的设计计算1. 凸模结构设计（1）凸模的刃口形式。圆形凸模，加工成台阶式结构。由于冲裁直径较小，为了改善凸模强度和刚度，在中部增加一个过渡段。（2）凸模的固定形式。凸模根据冲制零件的形状，尺寸，加工方法的不同而有许多固定形式。该凸模以台肩与固定板固定，凸模与凸模固定板的配合部分，采用过渡配合（H7m6或H7n6）。2. 凸模长度的计算Lt= Ht+H自+Hx-Y=18+40+16-2=72(mm) 式中 Lt凸模的长度，mm； Ht凸模固定板厚度，mm； H自卸料橡胶的自由高度，mm。3.5.7 钢带冲孔模其他零件的设计和选用1. 模架的设计(1) 采用后侧导柱模架。因后侧导柱模架方便操作。根据GB/T 28512008冲模滑动导向模架标准规定的后侧导柱模架上模座20010040,下模座20010050。2模柄的设计模柄的作用是将上模与压力机的滑块相连接。在安装模具是应注意模柄直径与压力机模柄孔直径要一致。3.5.8 钢带冲孔模闭合高度的计算模具闭合高度为H模=Hs+Hx+Ha+Lt-h1=40+50+18+72-h1=190(mm)式中 Hs上模板的厚度，mm； Hx下模板的厚度，mm； Ha凹模的厚度，mm； Lt凸模的长度，mm； h1凸模进入凹模的深度，mm,这里取1(mm)。3.5.9 压力机的选择选用压力机公称压力应大于冲裁工序力的1.2倍，即Fp1.2F=34.59kN;最大闭合高度应大于冲裁模闭合高度5mm;工作台面尺寸应能满足模具的正确安装。综上所述，查表9-2，可选用J23-16开式双柱可倾压力机，并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。选择压入式模柄，模柄孔尺寸为4060（根据压力机选择）。 图3.9 钢带冲孔模的装配图1模柄；2上模座；3内六角螺钉1；4垫板；5凸模固定板；6凸模；7橡胶；8卸料板；9凹模；10固定挡料销；11内六角螺钉2；12下模座；13圆柱销；14卸料螺钉；15导套；16导柱；17导板；18承料板；19内六角螺钉3；20始用挡料销。3.5.10 其他1.查手册选模架。2.选导柱，导套的尺寸。 3.选螺钉，销钉等零件。 4.选定位零件的尺寸，结构。4 钢带冲斜孔模具的设计4.1 钢带冲斜孔工艺分析图4.1 钢带冲斜孔图4.1.1产品尺寸精度，粗糙度，断面质量分析1. 尺寸精度 如上图4.1所示，斜孔为冲孔。要求普通冲裁尺寸精度低于IT13级，现在产品的设计精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求。2.冲裁件断面质量因为一般用普通冲裁方法冲2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度R.可达2.53.2m,毛刺允许高度为0.010.05mm;本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。4.1.2 产品材料分析对与冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性好，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是不锈钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度，硬度和塑性指标适中，经对火后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家的板料，请冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证了。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。4.2 钢带冲斜孔工艺方案的确定4.2.1 钢带冲斜孔工艺方案分析完成此工件需要冲孔2次，每次冲12个孔，且要间隔开冲孔。设计方案如下图：图4.2 钢带冲孔图零件图上所有尺寸均未标注公差，可按IT14确定工件尺寸公差。查标准公差数值表（GB/T 1800.31998），各尺寸公差为6.50+0.36，1.250+0.25，50.15。4.3钢带冲斜孔模结构的确定4.3.1 模具的形式导柱式单工序冲裁模。该模具上、下模之间靠导柱、导套起导向作用。其结构特点：导向精度高，凸、凹模之间的的冲裁间隙容易保证，从而能保证制件的精度：安装方便，运行可靠，但结构较为复杂一些，适用于大批量生产的场合。4.3.2 定位装置采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在下模座和活动卸料板之间。工作时，可随凹模下行而入孔内，工作方便。 采用导料螺栓横向定位。因为它结构简单，对模具强度削弱小。4.3.3 卸料装置1. 条料的卸除。采用弹性卸料板。卸料板安装在上模。2. 冲孔废料的卸除。采用下模座上漏料孔排出。冲孔废料在下模的凹凸内积聚到一定数量，便从模座的漏料孔中排出。4.3.4 导向零件 导向零件有许多，如导板导向，则在模具安装不便，而且阻挡操作者的实线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对这次加工的产品对精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可，而且模具在压力机上的安装比较简单，操作方便，还可降低成本。4.4 钢带冲压工艺计算4.4.1 排样图4.3 钢带冲斜孔图冲裁件在条料或带料上的分布情形成为排样，排样的结果是要画出排样图。排样是冲压工艺设计工作的一项重要内容，也是一项技术性很强的工作。此工件的冲孔比较简单，因此用单排。 4.4.2 计算冲压力 冲裁力公式为 P=P孔公式 P冲裁力； P孔冲孔冲裁力；1. 冲孔冲裁力P孔P孔=KL孔t式中 K系数，查表取K=1.3； L孔冲孔周长，L孔=14.44512=173.34 (mm)； t材料厚度，t=0.6 mm； 材料抗剪强度，MPa,查手册，不锈钢退火，=440560MPa,取=500MPa。 所以 P孔= KL孔t=1.3173.340.6500=67602(N)取 P孔=67.6(kN)2. 卸料力Px Px = KxP孔式中 Px卸料力； Kx卸料系数，查表 Kx=0.040.05，取 Kx=0.045。所以 Px =0.04567.6=3.042 (kN) 3. 推料力Pt Pt= KtP孔n式中 Kt推料系数，查表取Kt=0.055； n同时卡在凹模洞孔内的件数，取n=12。所以 Pt=0.05567.6=3.72(kN)压力机的公称压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构选择不同的计算公式，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为P总=P孔+ Px+ Pt=67.6+3.042+3.72=74.36(kN) 初选压力机：J2316。4.4.3 计算模具压力中心冲模的压力中心，即冲裁力和力的作用点。与冲裁力的大小有关，与刃口轮廓周长有关。在设计冲裁时，必须使冲裁的压力中心与冲床滑块轴线重合，否则冲模在工作中会产生偏心负荷弯矩，模具发生歪斜，导向机构不均匀磨损，致使冲模间隙不均匀，刃口迅速变钝，直接影响模具寿命和冲裁件质量。1. 简单形状的压力中心 圆形刃口的压力中心在圆心。2. 多凸模的压力中心 该模具的压力中心是冲两个圆孔压力合力的作用点。(1) 计算方法。先确定个凸模的压力中心，在求多凸模的压力中心。(2) 计算步骤。 设坐标（所设坐标尽可能使计算简便）（见下图4.4） 图4.4 求多孔模压力中心 因该冲孔形状对称，故对称中心即是压力中心，因12个孔总长为30mm,所以压力中心为（18.125，0）。4.4.4计算刃口尺寸冲孔凸、凹模：凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则dt=(dmin+x)t0da=(dmin+ x+Zmin)0a以上各式中 dt凸模刃口尺寸； da凹模刃口尺寸； dmin冲孔件孔的最小极限尺寸，mm,d1min=6.5mm，d2min=1.25mm x系数，查表x1=0.5，x2=0.75； 工件冲孔公差，mm, =0.36mm； t凸模刃口尺寸制造偏差，mm,查表t1=-0.009mm,t2=0.006mm； a凹模刃口尺寸制造偏差，mm,查表a1=+0.015mm，a2=0.01mm； Zmin凹，凸模最小初始双面间隙，mm,查表Zmin=0.09mm； 2工件两孔中心距公差,mm, 2=0.3mm。所以 dt1=(6.5+0.50.36)-0.090=6.68-0.090(mm)da1=(6.68+0.09) 0+0.015=6.77 0+0.015(mm)dt2=(1.25+0.750.25)-0.090=1.4375-0.090(mm) da2=(1.4375+0.09) 0+0.01=1.5275 0+0.01(mm)校核因为 a1+t1=0.009+0.015=0.024mm a2+t2=0.006+0.01=0.016mmZmax-Zmin=0.12-0.09=0.03mm (Zmax是凸，凹模最大许用双面间隙，查表Zmax=0.12mm)均满足a+tZmax-Zmin所以凸、凹模刃口尺寸dt1=6.68-0.009 0(mm)，da1=6.77 0+0.015(mm), dt2=1.4375-0.0060mm， da2=1.5275 0+0.01(mm)， L=50.0375(mm)设计合理。4.5 钢带冲斜孔模主要零件设计计算模具的工作零件，定位零件，压料和卸料零件，导向零件，连接和紧固零件，弹簧，橡胶等要首先按冷冲模国家标准选用，若无标准，可先选用再进行设计。对于小而长的冲头，壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核。设计计算确定了凹模的结构尺寸后，可根据凹模周界选用模架。模具的闭合高度，轮廓大小，压力中心与选用设备适应。4.5.1凹模的设计计算1.凹模的结构形式 凹模的结构也分为整体式、组合式、镶拼式等3种形式。采用整体式凹模，模具结构简单，强度好，制造精度高，适用于中小型制件。2凹模的刃口形式。钢带冲孔模选择直筒式。其刃口加工方便、强度高，且刃口尺寸不会因俢磨而过大变化，适用于冲裁形状复杂或精度要求高的的制件，缺点是冲裁部分的制件或废料积存在刃口部位，增大了推件力和凹模的胀裂力，会加快刃口的磨损。3. 钢带冲斜孔凹模孔口的形式。钢带冲孔落料模选择常用的直刃壁孔口凹模。凹模孔口高度（h）.其孔口高度不宜过大，一般可按材料的厚度（t）选取。 t510 mm h=1015 mm钢带厚度为0.53 mm或0.6 mm,取凹模孔口高度h=6 mm。4. 凹模外形结构的设计 一般圆形刃口凹模外形结构也为圆形。5. 凹模外形尺寸的计算(1) 凹模厚度的计算。 Ha=30.1P Ha=30.17436019.5 mm式中 Ha凹模厚度； P冲裁力，一般去总压力P总。在这里取冲大孔的冲裁力，卸料力，推件力的和，据前面计算知 P总=74.36kN， 取 Ha=20 mm。c=1.32.0Ha，且c3040 mmc=1.52030 mm凹模宽度B的确定：B=b+2c=55+230=115(mm)凹模长度A的确定：A=l+s+2c=55+90+230=205(mm)4.5.2根据凹模尺寸查标准典型组合JB/T 8066.11995标准规定了冷冲模弹压卸料典型组合 纵向送料典型组合的结构参数，包括凹模周界尺寸系列、模具闭合高度、凸模长度以及相应板件的板面尺寸。所以选取凹模尺寸为20012520，垫板2001256，凸模固定板20012518，卸料板20012516，圆柱销1（2个） 1055，螺钉1（6个） M1050，卸料螺钉（6个）M1090，橡胶（6个），螺钉2（4个）M1050，圆柱销2（2个）850， 配用模架闭合高度 H 最大 220，最小 190。4.5.3 固定板的设计计算1. 凹模固定板的设计(1) 凹模固定板的外形尺寸。(2) 凹模固定板的厚度。与凹模一致，取20mm。 2. 凸模固定板的设计(1) 凸模固定板的外形尺寸。一般情况，凸模固定板的外形尺寸与凹模（或凹模固定板）或卸料板尺寸相同。 长取200mm 宽取125mm(2) 凸模固定板的厚度。在选择典型组合后，固定板的厚度也就基本确定，查表得：Ht=18mm;也可以用经验公式求得Ht=(0.60.8)Ha=(0.60.8)20=(1216)(mm)式中 Ht凸模固定板厚度。4.5.4 卸料板的设计计算卸料板的作用是将卡在凸模上的工件或废料卸下。1. 卸料类型选择一般常用的卸料方式有固定卸料和弹性卸料两种。固定卸料板装与下模，具有卸料力大，工作可靠，模具安装方便等优点；但是冲裁时卸料板压不住材料，冲出的工件平整度差。固定卸料板与凸模的间隙一般为0.20.6 mm，冲裁的材料厚度大于1.5 mm。弹压卸料废料除了在冲裁后卸料外，还可在冲裁前压住材料，使冲制的工件平整度好，一般冲制材料厚度小于1.5 mm或材料较软的工件。本例中的材料虽然大于1.5 mm,但由于用单个毛坯，如果采用固定卸料板会给送料，定位增加难度（视线不好），而本产品需要人工手动操作，送料困难，所以采用弹性卸料方式。弹压卸料板与凸模的双边间隙一般为0.10.2 mm，或采用H9f8等间隙配合。为了可靠卸料，弹压卸料板应高出凸模0.20.5 mm。2. 卸料板的尺寸(1) 外形。弹性卸料板的外形一般与同方向上的固定板的外形一致；固定板一般与凹模板外形一致。(2) 厚度。查冲压模具应用手册得Hx=16 mm。(3) 成形孔。基本与凹模刃口的形状相同。4.5.5 定位零件的设计计算此冲模中的弹性元件采用的是橡胶，橡胶组要是黑色橡胶和聚氨酯橡胶。橡胶的压缩量一般不能超过橡胶自由高度的30%，否则橡胶会过早失去弹性。1. 橡胶的自由高度H自=h0.250.30=120.250.30=(4048)(mm)式中 H自橡胶的自由高度，mm； h工作压缩量（工作行程），mm。 取40mm。2. 橡胶的直径Px=AqA=PxP=3.0421031.06=2869(mm2)D=4A4=4286943.14=30.3 mm式中 Px橡胶压力，可取等于或大于卸料力，N；B橡胶的横截面积，mm2；P橡胶的直径，mm；D橡胶的直径，mm。 取40mm。4.5.6凸模的设计计算1. 凸模结构设计(1) 凸模的刃口形式。圆形凸模，加工成台阶式结构。由于冲裁直径较小，为了改善凸模强度和刚度，在中部增加一个过渡段。(2) 凸模的固定形式。凸模根据冲制零件的形状，尺寸，加工方法的不同而有许多固定形式。该凸模以台肩与固定板固定，凸模与凸模固定板的配合部分，采用过渡配合（H7m6或H7n6）。(3) 凸模长度的计算Lt=Lt+H自+Hx-Y=18+40+16-2=72(mm) 式中 Lt凸模的长度，mm； Ht凸模固定板厚度，mm； H自卸料橡胶的自由高度，mm； Hx卸料板的厚度，mm。4.5.7钢带冲斜孔模其他零件的设计和选用1. 模座的设计(1) 采用矩形模座。长度比凹模大4070mm,宽度可与凹模的宽度相同或稍宽一些。(2) 模座厚度一般可根据凹模厚度来定，通常按下式选取 Hs=Hx=(11.5)Ha (有时取HsHx)式中 Hs上模座厚度，mm； Hx下模座厚度，mm。(3) 模柄的设计模柄的作用是将上模与压力机的滑块相连接。在安装模具是应注意模直径与压力机模柄孔直径要一致。模柄的形式采用压入式模柄结构。4.5.8 钢带冲斜孔模闭合高度的计算模具闭合高度为H模=Hs+Hx+Ha+ Lt-h1=40+50+20+74-h1=182(mm)式中 Hs上模板的厚度，mm； Hx下模板的厚度，mm； Ha凹模的厚度，mm； Ht凸模的长度，mm； h1凸模进入凹模的深度，mm,这里取2 mm。4.5.9压力机的选择选用压力机公称压力应大于冲裁工序力的1.2倍，即Fp1.2F=89.23kN，最大闭合高度应大于冲裁模闭合高度5mm;工作台面尺寸应能满足模具的正确安装。综上所述，查表9-2，可选用J23-16开式双柱可倾压力机，并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。选择压入式模柄，模柄孔尺寸为4060（根据压力机选择）。通过分析最后确定还是选用J2316型开式双柱可倾式压力机。其余参数查手册。注意：（1） 模柄孔尺寸（2） 漏料口尺寸（3） 压力值（4） 功率（5） 闭合高度（6） 工作台尺寸与下模板尺寸匹配（7） 行程（8） 生产率 图4.5 钢带冲斜孔模具的装装配图1模柄；2上模座；3内六角螺钉1；4垫板；5圆柱销1；6凸模固定板；7橡胶；8凸模；9卸料板；10卸料螺钉；11冲孔凹模；12内六角螺钉2；13圆柱销2；14下模座；15导套；16导柱；17定位挡销；18定位扁销。4.5.10其他1. 查手册选模架。2. 选导柱，导套的尺寸。3. 选螺钉，销钉等零件。4. 选定位零件的尺寸，结构。5 壳体落料模具的设计5.1 壳体落料工艺分析图5.1 壳体落料图5.1.1产品尺寸精度 1.尺寸精度 如上图5.1所示，叶型为落料件，产品形状简单对称。要求普通冲裁尺寸精度低于IT13级，可按IT14级确定尺寸公差。查标准公差数值表41-0.620，24-0.520，10-0.360，12-0.430，17-0.430，18-0.430，14-0.430，7-0.360，27-0.520，25-0.520，2.3-0.250，20.13，4-0.30，20+0.25，5.2-0.30 。5.1.2 产品材料分析对与冲压件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性好，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是不锈钢，属优质碳素结构钢，其力学性能是强度，硬度和塑性指标适中，经对火后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家的板料，请冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证了。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。5.2 壳体落料工艺方案的确定5.2.1 壳体落料工艺方案分析 完成此工件只需要落料一道工序，因此比较简单。按最省材料设计方案如下图： 图 5.2 壳体落料排样图5.3 钢带冲孔模结构的确定5.3.1 模具的形式因为完成此工件只需一道工序，故模具结构采用导柱式单工序冲裁模。5.3.2 定位装置采用伸缩式挡料销纵向定位，安装在下模座和活动卸料板之间。工作时，可随凹模下行而入孔内，工作方便。采用导料螺栓横向定位。因为它结构简单，对模具强度削弱小。5.3.3卸料装置1. 条料的卸除。采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料板安装在下模。2. 工件的卸除。采用打料装置将工件从上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。3. 冲孔废料的卸除。采用下模座上漏料孔排出。冲孔废料在下模的凹凸内积聚到一定数量，便从模座的漏料孔中排出。5.3.4 导向零件导向零件有许多，如导板导向，则在模具安装不便，而且阻挡操作者的实线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且模具在压力机上的安装比较简单，操作方便，还可降低成本。5.4 钢带冲压工艺计算5.4.1 排样按工作在条料上的分布的形式，排样又可分为直排，斜排，对排，对头斜排，多排，混合排等多种形式。此工件的冲孔比较简单，因此用单排。（见图5.2）确定条料宽：B=L+2a+b0-0=44.9-0.50(mm)。5.4.2 计算冲压力 1.冲裁力公式为 Pc=P落公式 Pc冲裁力； P落落料冲裁力。2. 落料冲孔裁力P落P落=KL落tL落143.69(mm)P落=1.3143.690.6500=56(kN)式中 K系数，查表去 K=1.3； L落冲孔周长，L落143.69(mm)； t 材料厚度，t=0.6 (mm)； 材料抗剪强度，MPa,查手册，不锈钢退火，=440560MPa,取=500MPa。1. 卸料力Px Px=KxPx落式中 Px卸料力； Kx卸料系数，查表Kx=0.040.05，取Kx=0.045。所以 Px=0.04556=2.52(kN) 2. 推件力Pt Pt=Kt P落 式中 Pt推件力； Kt推件系数，查表 Kt=0.06。 所以 Pt=0.156=5.6(kN)3. 总冲压力P总。冲裁是，压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和，即大于总的冲压力。总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同，当采用弹压卸料装置和下出件的模具时，总的冲压力为 P总= P + Px + Pt= P落+ Px+ Pt=56+2.52+5.6=64.12(kN) 初选压力机：J2316。5.4.3 计算模具压力中心由于该零件几乎完全对称与中心线，所以模具的压力中心在几何图形的中心点上。5.4.4计算刃口尺寸1. 计算落料凹，凸模刃口尺寸查表2-13，确定冲裁间隙为Zmin=0.09mm,Zmax=0.12mm。采用配制加工，刃口尺寸以凹模为基准，凸模尺寸按相应的凹模实际尺寸进行配制，保证双面间隙为0.090.12mm 。查表2-15，确定落料刃口尺寸为A类的有41-0.620，24-0.520，10-0.360，12-0.430，17-0.430，18-0.430，14-0.430，7-0.360，27-0.520，25-0.520，2.3-0.250，4-0.30，20+0.25，7-0.360，5.2-0.30 ；C类的有20.13。其中磨损系数为x=0.5的有41-0.620，24-0.520，10-0.360，12-0.430，17-0.430，18-0.430，14-0.430，7-0.360，27-0.520，25-0.520，磨损系数为x=0.75的有5.2-0.30 2.3-0.250，4-0.30，20+0.25，7-0.360。B类尺寸有20+0.25。取=/4： A类尺寸(A- 0)：A=(Amax-x) 0+B类尺寸(B 0+)：B=(Bmin+x)- 0C类尺寸(C)：C=C/4以上各式中 A,B,B基准件的基本尺寸，mm； ，工件公差，mm； 模具制造公差一般取=4，mm； x-磨损系数。 A1=(41-0.50.62)0+0.62/4=40.690+0.155 A2=(24-0.50.52)0+0.52/4=23.740+0.13 A3=(10-0.50.36)0+0.36/4=9.820+0.09A4=(12-0.50.43)0+0.43/4=11.7850+0.1075A5=(17-0.50.43)0+0.43/4=16.7850+0.1075A6=(18-0.50.43)0+0.43/4=17.7850+0.1075A7=(14-0.50.43)0+0.43/4=13.7850+0.1075 A8=(7-0.50.36)0+0.36/4=6.820+0.09 A9=(27-0.50.52)0+0.52/4=26.740+0.13 A10=(25-0.50.52)0+0.52/4=24.740+0.13 A11=(5.2-0.750.3)0+0.3/4=4.9750+0.075 A12=(2.3-0.750.25)0+0.25/4=2.1130+0.0625 A13=(4-0.750.3)0+0.3/4=3.7750+0.075 B1=(2+0.750.25)-0.25/40=2.188-0.06250C1=20.13/4=20.0325凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是40.69，23.74，9.820，11.785，16.785，17.785，13.785，6.82，26.74，24.74，4.975，2.113，3.775，2.188，2,不必标注公差，但要在技术要求中注明：凸模的实际刃口尺寸与凹模配制，保证合理双面间隙0.090.12 mm。5.5壳体落料模主要零件设计计算模具的工作零件，定位零件，压料和卸料零件，导向零件，连接和紧固零件，弹簧，橡胶等要首先按冷冲模国家标准选用，若无标准，可先选用再进行设计。对于小而长的冲头，壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核。设计计算确定了凹模的结构尺寸后，可根据凹模周界选用模架。模具的闭合高度，轮廓大小，压力中心与选用设备适应。5.5.1凹模的设计计算1.凹模的结构形式(1) 凹模的结构也分为整体式、组合式、镶拼式等3种形式。采用整体式凹模，模具结构简单，强度好，制造精度高，适用于中小型制件。2凹模的刃口形式。钢带冲孔模选择直筒式。其刃口加工方便、强度高，且刃口尺寸不会因俢磨而过大变化，适用于冲裁形状复杂或精度要求高的的制件，缺点是冲裁部分的制件或废料积存在刃口部位，增大了推件力和凹模的胀裂力，会加快刃口的磨损。3. 钢带冲斜孔凹模孔口的形式。钢带冲孔落料模选择常用的直刃壁孔口凹模。凹模孔口高度（h）.其孔口高度不宜过大，一般可按材料的厚度（t）选取。 t510 mm h=1015 mm钢带厚度为0.53 mm或0.6 mm,取凹模孔口高度h=6 mm。4凹模外形结构的设计 一般圆形刃口凹模外形结构也为矩形。5凹模外形尺寸的计算(1) 凹模厚度的计算。 Ha=30.1P Ha=30.164.1218.6(mm)式中 Ha凹模厚度； P冲裁力，一般取总压力P总，据前面计算知 P总=64.12kN，取Ha=20mm。c=1.32.0Ha，且c3040 mmc=1.52030 mm凹模宽度B的确定：B=b+2c=41+230=101(mm)凹模长度A的确定：A=l+s+2c=21+21+230=102(mm)5.5.2 根据凹模周界尺寸选择典型组合JB/T 8066.11995标准规定了冷冲模弹压卸料典型组合 纵向送料典型组合的结构参数，包括凹模周界尺寸系列、模具闭合高度、凸模长度以及相应板件的板面尺寸。所以选取凹模尺寸为10010020，垫板1001004，凸模固定板10010014，卸料板10010012，承料板100402，导料板140b5，圆柱销（4个） 840，螺钉1（4个） M840，卸料螺钉（4个）M880，橡胶（4个），螺钉2（2个）M610，螺钉3（4个）M845 ，配用模架闭合高度 H 最大 195，最小 160。5.5.3 固定板的设计计算1. 凹模固定板的设计(1) 凹模固定板的外形尺寸。因为是整体式凹模所以无需凹模固定板。2. 凸模固定板的设计(1) 凸模固定板的外形尺寸。一般情况，凸模固定板的外形尺寸与凹模（或凹模固定板）或卸料板尺寸相同，但本例采用的橡胶直接卸料，故凸模板的外形尺寸可小些。 长取135 mm 宽取100 mm(2) 凸模固定板的厚度。在选择典型组合后，固定板的厚度也就基本确定，查表得：Ht=14 mm;也可以用经验公式求得Ht=(0.60.8)Ha=(0.60.8)25=(1520)(mm)式中 Ht凸模固定板厚度。取Ht=25 mm。5.5.4卸料板的设计计算卸料板的作用是将卡在凸模上的工件或废料卸下。1. 卸料板类型选择一般常用的卸料板有固定卸料板和弹压卸料板两种。固定卸料板装与下模，具有卸料力大，工作可靠，模具安装方便等优点；但是冲裁时卸料板压不住材料，冲出的工件平整度差。固定卸料板与凸模的间隙一般为0.20.6mm，冲裁的材料厚度大于1.5 mm。弹压卸料废料除了在冲裁后卸料外，还可在冲裁前压住材料，使冲制的工件平整度好，一般冲制材料厚度小于1.5 mm或材料较软的工件。本例中的材料虽然大于1.5 mm,但由于用单个毛坯，如果采用固定卸料板会给送料，定位增加难度（视线不好），所以采用弹压卸料板。弹压卸料板与凸模的双边间隙一般为0.10.2mm，或采用H9f8等间隙配合。为了可靠卸料，弹压卸料板应高出凸模0.20.5mm。2. 卸料板的尺寸(1) 外形。弹压卸料板的外形一般与同方向上的固定板的外形一致；固定板一般与凹模外形一致。(2) 厚度。查冲压模具标准及应用手册得Hx=12 mm。(3) 成形孔。基本与凹模刃口的形状相同。在工厂的实际生产中，冲压单个毛坯时直接采用橡胶紧箍在凸模上进行卸料，这样可使模具设计，加工机维修简单化，缩短周期，降低成本。5.5.5 定位零件的设计计算此冲模中的弹性元件采用的是橡胶，橡胶组要是黑色橡胶和聚氨酯橡胶。橡胶的压缩量一般不能超过橡胶自由高度的30%，否则橡胶会过早失去弹性。1. 橡胶的自由高度H自=h0.250.30=80.250.30=(2532)(mm)式中 H自橡胶的自由高度，mm； h工作压缩量（工作行程），mm。取30 mm。2. 橡胶的直径Px=AqA=Pxp=3.0421031.06=2869(mm2)D=4A4=4286943.14=30mm式中 Px橡胶压力，可取等于或大于卸料力，N；C橡胶的横截面积，mm2；p橡胶的直径，mm；D橡胶的直径，mm。取30 mm。5.5.6凸模的设计计算1. 凸模结构设计(1) 凸模的刃口形式。矩形凸模，加工成台阶式结构。由于冲裁直径较小，为了改善凸模强度和刚度，在中部增加一个过渡段。(2) 凸模的固定形式。凸模根据冲制零件的形状，尺寸，加工方法的不同而有许多固定形式。该凸模以台肩与固定板固定，凸模与凸模固定板的配合部分，采用过渡配合（H7/m6或H7/n6）。2. 凸模长度的计算Lt=Ht+H自-Y=25+30+12-2=60 (mm) 式中 Lt凸模的长度，mm； Ht凸模固定板厚度，mm； H自卸料橡胶的自由高度，mm；Y为了可靠卸料，在橡胶高度上所加的量，mm,取2mm。5.5.7钢带冲孔模其他零件的设计和选用1. 模座的设计(1) 采用矩形模座。长度比凹模大4070mm,宽度可与凹模的宽度相同或稍宽一些。(2) 模座厚度一般可根据凹
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