机械毕业设计(论文)片状弹簧冲孔切口弯曲切断级进模设计【全套图纸】

1、四川理工学院毕业设计（论文） 片状弹簧 冲孔切口弯曲切断级进模设计学 生：四川理工学院机电工程系四四 川川 理理 工工 学学 院院毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：片状弹簧冲孔、切口、弯曲、切断级进模设计系： （签名）1.1.毕业设计（论文）的主要内容及基本要求毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1）按给定的主要技术参数，完成模具装配图和零件工作图的设计（一套）：0#图纸1 张、3#图纸不少于 9 张。 2）提出所给冲压件的工艺方案（至少两种） ，进行分析、比较和论证。 3）排样图设计。 4）总的冲压力及压力中心计算。 5）刃口尺寸计算。 6）分析零件的冲压工艺性

2、、并进行相关计算。 7）标准模具零件地选择和校核：凸模、凹模或凸凹模结构设计、计算以及非标准模具零件的设计计算。 8）编写冲压工艺卡片。 9）编写冲压零件机械加工工艺过程卡片。 10）编写设计计算说明书一份（字数不少于 2 万字） 11）毕业设计说明书、冲压工艺卡片、零件机械加工工艺过程卡片、设计图等全部用电子版。2.2.设计（论文）的原始数据：设计（论文）的原始数据：1.材料：黄铜 h68(半硬)2.厚度: 1mm3.生产批量： 20 万件/年4.工件简图： 3 3指定查阅的主要参考文献指定查阅的主要参考文献1）中国模具工业协会标准委员会编、中国模具标准件手册.上海：上海科学普及出版社，19

3、89.2） 冷冲模国家标准 国家标准出版社，19893） 冲压工艺与模具设计 姜奎华 机械工业出版社，20024） 模具制造与工艺 黄毅宏 机械工业出版社，20045） 冲模图册 李天佑主编 机械工业出版社，19986） 冷冲模设计 丁松聚 机械工业出版社，19997） 模具设计与制造简明手册 冯柄亮等。上海科技业出版社，20028） 冷冲压与塑料成型工艺及模具设计 翁其金 机械工业出版社，19909）赵孟栋主编.冷冲压设计（第 2 版）.北京：机械工业出版社，199710）王孝培主编.冲压手册. 北京：机械工业出版社，199011）肖景容，姜奎华主编.冲压工艺学. 北京：机械工业出版社，19

4、904.4.进度安排进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1熟悉、理解毕业设计课题、明确设计目的；围绕课题搜集、整理、分析相关技术资料；拟定设计方案。2009.3.3-2009.3.202初步计算与初校核。2009.3.21-2009.4.193复算与校核2009.4.20-2009.5.174结构设计2009.5.18-2009.5.305系统整理、完善；编写设计说明书。准备答辩、答辩2009.6.1-2009.6.19 注：本表一式三份，系、指导老师、学生各一份i摘 要本设计是片状弹簧冲孔、切口、弯曲、切断的级进模的设计。弹簧片为非对称形状，有 15的弯曲角，为了受力的均匀、控制回弹

5、和生产要求大批量，因此设计时采用双件对排形式排样。本套模具用侧刃和侧刃挡块完成步进送料，用弹性卸料方式卸料，主要工序分为六个工步。运作时左右受冲裁力均衡，模具磨损较小，有利于提高模具寿命，生产效率高，降低了工人劳动强度，生产成本也随之降低，提高了市场价值。关键词：冲孔、弯曲、级进模、回弹、排样、侧刃、冲裁力全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706iiabstractdesigned on the manufacture of sheet spring punching, incision, bending, cutting off the progressive die

6、design. first through the workpiece process analysis,having a 15 angle of bend ,controlling the sping bank and then comparative analysis of technology programs to identify a reasonable process design, process further calculation to determine the red pressure stamping equipment. under the die perimet

7、er elected moldbase size and structure of associated parts. the design of this mold in order to meet the requirements of mass production, the use of inlaid block structure to avoid the repair mode so raising the life of mold . the mold sets enhance the production efficiency and reduce labor intensit

8、y of workers, reducing production costs,having more marking value.key word: the incision,bending.,pressive dies,sping bank,blank layout,pitch punch,blangking force. 目 录摘摘 要要abstract第一章第一章 绪绪 论论11.11.1 模具技术的现状模具技术的现状11.21.2 模具制造的基本要求模具制造的基本要求21.31.3 关于弹簧片级进模关于弹簧片级进模3第二章第二章 工件的工艺性分析工件的工艺性分析52.12.1 工件技

9、术要求工件技术要求52.22.2 工件材料性能分析工件材料性能分析52.32.3 工件的工艺性分析工件的工艺性分析 6第三章第三章 工艺方案的确定工艺方案的确定73.13.1 初拟工艺方案初拟工艺方案 73.23.2 工艺方案比较分析工艺方案比较分析73.33.3 工艺方案最终选择工艺方案最终选择8第四章第四章 排样方案设计排样方案设计94.14.1 画图排样画图排样94.24.2 计算材料利用率计算材料利用率12第五章第五章 工艺设计工艺设计135.15.1 计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸135.25.2 计算冲压力计算冲压力165.2.1 冲裁力冲f165.2.2 弯曲力弯f165.2.3 卸料

10、力卸f和推料力推f175.2.45.2.4 总冲压力总冲压力175.35.3 冲压设备的选择及校核冲压设备的选择及校核185.3.1 冲压设备的选择185.3.2 冲压设备的校核195.45.4 计算压力中心计算压力中心19第六章第六章 刃口尺寸计算刃口尺寸计算216.16.1 冲裁间隙冲裁间隙216.26.2 间隙的影响间隙的影响216.2.1 对冲裁件质量的影响216.2.2 对模具寿命的影响226.2.3 对冲裁力、卸料力的影响236.36.3 合理间隙的选用合理间隙的选用246.46.4 计算凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模刃口尺寸256.4.1 冲孔刃口尺寸266.4.2 切口和切断刃口

11、尺寸276.56.5 回弹值回弹值286.5.1 弯曲件回弹分析286.5.2 弯曲件回弹的影响因素296.5.3 减少回弹的措施306.66.6 弯曲模工作部分尺寸的计算弯曲模工作部分尺寸的计算316.6.1 弯曲凸模的圆角半径316.6.2 弯曲凹模的圆角半径316.6.3 弯曲凸凹模间隙326.76.7 弯曲模工作部分尺寸与公差弯曲模工作部分尺寸与公差32第七章第七章 模具材料的选用模具材料的选用347.17.1 模具材料的选用原则模具材料的选用原则347.27.2 冲压模具材料的确定冲压模具材料的确定35第八章第八章 模具结构工艺性设计模具结构工艺性设计368.18.1 模具类型的选择

12、模具类型的选择368.28.2 确定送料方式确定送料方式368.38.3 定位方式的选择定位方式的选择368.48.4 卸料、出件方式的选择卸料、出件方式的选择368.58.5 导向方式的选择导向方式的选择368.68.6 模具结构形式的确定模具结构形式的确定37第九章第九章 冲模主要零件设计冲模主要零件设计389.19.1 工作零件工作零件389.1.1 凸模、凹模的固定形式389.1.2 凹模刃口形式389.1.3 凹模外形和尺寸的确定399.29.2 固定零件固定零件419.2.1 凸模固定板419.2.2 垫板429.2.3 模板439.2.4 模柄439.2.5 螺钉和销钉439.3

13、9.3 压料及卸料零件压料及卸料零件449.3.1 弹性卸料板和卸料螺钉449.3.2 橡皮零件469.49.4 导向零件导向零件469.4.1 承料板469.4.2 导料板479.4.3 侧刃489.4.4 侧刃挡块499.59.5 凸模长度确定及其强度校核凸模长度确定及其强度校核509.5.1 凸模长度计算509.5.2.凸模抗弯能力校核509.69.6 标准模架的选取标准模架的选取529.6.1 标准模架529.6.2 上模座和下模座529.6.3 导柱和导套54第十章第十章 模具总图模具总图5610.110.1 模具装配图模具装配图5610.210.2 模具工作过程概述模具工作过程概述

14、58总总 结结59致致 谢谢61附录附录 a a62四川理工学院毕业设计（论文）1第一章 绪 论1.1 模具技术的现状80 年代以来，中国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，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。目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。 在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。在

15、中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30 余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学 cad 国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研

16、究中心等。经过多年的努力，在模具 cad/cae/cam 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而且在很大程度上决定着这个国家的产品质量、效益及新产品开发能力。我国目前的模具开发制造水平比国际先进水平至少相差 10 年，特别是大型、精密、复杂、长寿命模具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。但是我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2006 年我国模具生产厂点约有 3 万家左右，从业人员约 100

17、多万人，近年来，模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，增长在 20%以上。2006 年模具销售额为 720 亿元。2006 年进口模具 20.47亿 美元，与上年基本持平，比 2005 年减少 1.03%；出口总量为 10.41 亿美元，比2005 年增长 41.06%。出口首次突破 10 亿美元。随着我国工业的不断发展，对模具提出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于总量发第一章 绪论2展速度。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断更新和发展。1.2 模具制造的基本要

18、求在工业产品的生产中，应用模具的目的在于保证产品的质量，提高生产效率和降低成本等。因此，正确进行模具设计，采用合理的模具结构外，还必须有高质量的模具制造技术作为保证。制造模具时，不论采用哪一种方法都应满足如下要求：1）制造精度高 为了生产合格的产品和 发挥模具的效能，模具的设计和制造必须具有较高的精度。模具的精度主要制品精度要求和模具结构决定，为了保证制品的精度和质量，模具工作部分的精度通常要比制品的精度高 24 级。模具结构则对上，下模之间的配合有较高的要求，组成模具的零部件都必须有足够的制造精度，否则模具将不可能生产出合格的制品，甚至会导致模具无法正常使用。2） 使用寿命长 模具是比较昂贵

19、的工艺装备，目前模具的制造费用约占产品成本的 10%30%，其使用寿命将直接影响生产成本。因此，除了小批量生产和新产品试制等特殊情况外，一般都要求模具有较长的使用寿命，在大批量生产的情况下，模具的使用寿命更加重要。3） 制造周期短 模具制造周期的长短主要决定于制造技术和生产管理水平的高低。为了满足生产的需要，提高产品竞争力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具制造周期。4）模具成本低 模具成本与模具结构的复杂程度，模具材料，制造精度要求以及加工方法等有关。模具技术人员必须根据制品要求合理设计和制订其加工工艺，努力降低模具制造成本。上述四个指标是相互关联，相互影响的。如果想提高模具制造的综合指标，

20、就应该认真研究现代模具制造理论，积极采用先进制造技术，以满足现代工业发展的要求。自我认为，模具行业虽说是一个高薪技术行业，但它也面临着极大的问题，除了在地域性的发展水平不平衡外，在发展地区生产的模具的外观也是一个很重要和需要改进的地方，我们在追求实用的基础上还应该向艺术方面发展把审美观和艺术修养的培养列为考察对象,以利于中国在新一轮的较量中取得优势，我们不能在每一个环节都落后于他人，我们也应该有一点自己的优势，否则，我们的模具行业将永远被别人牵着鼻子走，踩在别人脚下。四川理工学院毕业设计（论文）3在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。通过

21、改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。1.3 关于弹簧片级进模 对于此次我要设计的弹簧片制件比较小而生产批量有比较大，那么要完成此次设计要求就必须要满足生产要求因此综合考虑最好是用级进模设计。制件的生产精度要求不是很高，但有两个小孔还要弯曲，模具还是比较复杂那么就要求我们要全面的考虑才能在商场经济中起到

22、作用，才会有竞争力，才能体现设计的价值。1.3.1 选选用原用原则则: 1.弹簧长度选择一般保证:在开模状态时弹簧的预缩量一般取值 24mm(如遇特殊情况需加大预压时，视需要来确定压缩值);闭模状态弹簧压缩时小于或等于最大压缩量(最大压缩量 la=弹簧自由长 l*最大压缩比取值). 2.复合模外脱板用红色弹簧，内脱板用录(棕)色弹簧。3.冲孔模和成形模用录色或棕色弹簧。4.活动定位销一般选用 8.0 顶料销，配 10.0*1.0 圆线弹簧和 m12.0*1.5 止付螺丝。 5.弹簧规格优先选用 30.0;在空间较小区域考虑选用其它规格(如25.0,20.0,18.0.)。1.3.2 分布原分布

23、原则则: 1. 弹簧分布排列时，应保证弹簧过孔中心到模板边缘距离大于外径 d,与其它过孔距离保持有 5mm 以上实体壁厚。 2. 弹簧排列首先考虑受力重点部位，然后再考虑整个模具受力均衡平稳。受力重点部位是指:复合模的内脱料板外形和冲头的周围;冲孔模的冲头周围;成形模的折弯边及有抽牙成形的地方。 3. 在内导柱的周围也应均匀的分布弹簧，以保模具运动正常。1.3.3 模板加工孔模板加工孔: :第一章 绪论4 1.弹簧在模板上的过孔，根据弹簧外径不同取值不一样。直径25.0 时，过孔取单边大 1.0mm,如 30.0 的弹簧，在模板的过孔为 32.0;直径25.0 时，过孔取单边大 0.5mm,如

24、 20.0 的弹簧，在模板的过孔为 21.0。 2. 弹簧过(沉)孔位置尺寸可不用标注;直径尺寸则注解处说明精确到小数点后一位。 四川理工学院毕业设计（论文）5第二章 工件的工艺性分析2.1 工件技术要求工件的要求有以下几点：1.工件的材料技术要求为：（1）厚度 =1mm ；材料:黄铜 h68（半硬） 。（2）表面质量：平整,制件尺寸精度为 it4 级。2.为大批量生产：年产量约 20 万件。工件形状（片状弹簧工件图）如图 2-1。图 2-1 片状弹簧2.2 工件材料性能分析工件材料的选取首先要考虑满足冲压件材料的使用要求。对于主要冲压件，要求材料具有较高的强度和刚度，足够的塑性和表面质量等。

25、冲压材料一般应满足以下几个要求： 1、具有良好的塑性第二章 工件的工艺性分析6对于冲压成形工序，材料具有良好的塑性有利于冲压变形和制件质量的提高；对于冲压分离工序，虽然对材料的塑性要求没有成形工序的严格，但是也需要足够的塑性。2、具有较好的表面质量工件材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其他附着物。表面质量好的材料，冲压时不容易破裂，不容易擦伤模具。3、较小的板料厚度公差工件材料厚度不均匀会导致冲压件出现缺陷，直接影响着制件的质量，严重时还会损坏模具和压力机等。此次设计冲压的产品为片状弹簧，其材料为黄铜 h68（半硬） ，h68 黄铜具有高的塑性和强度，成型性好，应用

26、广泛，可制作各种复杂的冷冲件和深冲件，波导管和冷凝器用管件,机械和电器用零件。其力学性能如表 2-1 所示。表 2-1 黄铜 h68 的力学性能材料状态抗拉强度 b/mpa伸长率 10(%)m（软）29440yz（半硬）34346125y（硬）39213t（特硬）49042.3 工件的工艺性分析工艺性工艺性即冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，影响冲压件工艺性的因素有几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。冲压工艺性对冲压件质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及设备选用等都有很大影响。良好的冲压件工艺性可显著降低冲压件的制造成本。该制件形状简单，尺寸较小，厚度适中，一

27、般批量，属于普通冲压件，但有几点应注意：（1）23.5 两孔壁距及与周边距仅 2.252.5mm，在设计模具时（2）制件头部有 15的非对称弯曲，控制回弹是关键。（3）制件较小，从安全考虑，要采用适当的取件方式。四川理工学院毕业设计（论文）7（4）有一定的批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。四川理工学院毕业设计（论文）8第三章 工艺方案的确定3.1 初拟工艺方案根据制件产品图和工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔和弯曲三种，按其先后顺序组合，可得如下五种方案：（1） 落料弯曲冲孔，单工序冲压。（2） 落料冲孔弯曲，单工序冲压。（3） 冲孔切口弯曲落料，单件复合冲压。（4） 冲孔

28、切口弯曲切断落料，两件连冲复合模。（5） 冲孔切口弯曲切断，两件连冲级进冲压。3.2 工艺方案比较分析方案 1：落料弯曲冲孔，属于单工序冲压。由于此制件生产批量较大，尺寸又较小，生产率较低，若要用此工序则要几副模具，生产成本高，操作也不安全，故不宜采用。方案 2：落料冲孔弯曲，属于单工序冲压。由于此制件生产批量较大，尺寸又较小，生产率较低，不能很好的完成生产任务，经济性不高没有市场竞争力，操作也不安全，故不宜采用。方案 3：冲孔切口弯曲落料，复合模的优点工件同轴度较好，表面平直，尺寸精度较高；生产效率高，且不受条料外形尺寸的精度限制，有时废角料也可用以再生产。也存在以下缺点：模具零部件加工制造

29、比较困难，成本较高；凸凹模容易受到最小壁厚的限制，而使得一些内孔间距、内孔与边缘间距较小的下件不宜采用。方案 4：冲孔切口弯曲切断落料，两件连冲复合模。由于制件结构尺寸较小，壁厚小，复合模装配较困难，强度也会受影响，寿命不高；又因冲孔在前，落料在后，以凸模插入材料和凹模内进行落料，必然受到材料的切向流动压力，有可能使 3.5mm 凸模纵向变形，因此采用复合模冲压，除解决了操作安全性和生产率等问题外，又有新的难题，不但提高了模具本身的复杂程度，也调高了生产的成本四川理工学院毕业设计（论文）9这是在市场条件下没有竞争力的选择，也不宜采用。方案 5：冲孔切口弯曲切断落料，两件连冲级进冲压。由于生产批

30、量大，制件结构比较简单，用级进冲压可以完成生产任务的同时可以用一副模具就能够完成节约了生产成本，并且制件精度要求不是很高，提高了生产过程中的安全性，故此方案比较合适。3.3 工艺方案最终选择 通过上面的比较与模具自身要求及经济性的考虑，我觉得最终应该确定的方案就是方案 5：冲孔切口弯曲切断落料，两件连冲级进冲压。 对于此方案的选择是根据其生产要求而决定两件联排可以提高冲压制件的均匀性和安全性，又能满足年产大批量的要求。节约了生产时间，降低了生产成本，就更加有利于在市场中的竞争。生产的目的就是为了更多的利润，那么合理的工艺方案的选择就很大程度上决定了产品的经济性。 第四章 排样方案设计10第四章

31、 排样方案设计4.1 画图排样 根据材料的利用情况，工件排样方法有三种，分别是有废料排样、少废料排样和无废料排样。按工件的外形特征、排样的形式又可分为直排、斜排、对排、混合排、多排和裁搭边等根据零件的形状尺寸，排样可以有以下几种方案：方案一：方案一：因为零件毛胚形状为矩形，所以可以采用单排直排排样，排样图如图 4-2 所示：图 4-2 排样图 1方案二：方案二：采用单排斜排排样,如图 4-3 所示：图 4-3 排样图 2四川理工学院毕业设计（论文）11方案三：方案三：采用双排斜排排样,如图 4-4 所示：图 4-4 排样图 3方案四：方案四：采用两件对排的排样方式，排样图如图 4-5 所示。图

32、 4-5 排样图 4由于本次设计制件件尺寸较小，需要坯料又为矩形，方案一和方案二的单件排列方式生产率低，材料利用率不高，所以使用价值不高。方案三的双件斜排方式有材料第四章 排样方案设计12利用率高的优点，但是有存在实际排样操作时角度不容易控制，冲孔定位困难等缺点。方案四这种方式的排样即解决了生产率、材料利用率的问题，也解决了实际操作中的定位问题。所以方案四，即采用两件对排的排样方式。因 23.5mm 的孔壁较小，考虑到凹模强度，将两小孔分两步冲出，冲孔与切口工步之间留一空位工步，故该制件需六个工步完成。由冲压工艺与模具设计 表 2-13 搭边 a 和 a1 数值得:本次设计取搭边值a=1.5*

33、1.2=1.8；=1.8*1.22.2。1a由冲压工艺与模具设计采用侧刃条料宽度尺寸 b（mm）的确定公式：）（ncadb12式中 b条料标称宽度（mm） ； d工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm） ； 侧搭边（mm） ；1a 条料宽度的公差（mm） ，见冲压工艺与模具设计表 2-14 剪切条料宽度公差；n侧刃数； c侧刃冲切的料边宽度（mm）, 见冲压工艺与模具设计表 2-16和 c1b值。由冲压工艺与模具设计表 2-16 和 c 值取=0.1mm；c=1.5mm。1b1b由冲压工艺与模具设计表 2-14 剪切条料宽度公差取=0.5。由图知 s=2=2*2.2=4.4mm，考虑到凸模强度，实

34、取 s=5mm。1a由排样图知，n=2；d=2*42mm=84mm。02l得条料宽度 bmmmmncslb05 . 005 . 0092)5 . 125242()2(由表 4-2 冷轧铜板规格，选板料规格为 15006001mm，每块可剪600mm92mm 规格条料 16 条，材料剪裁利用率达 98.1%。四川理工学院毕业设计（论文）134.2 计算材料利用率 由冲压工艺与模具设计式 2-21 一个进距的材料利用率通用计算公式： %100bhna式中 a冲裁件面积（包括冲出的小孔在内） （mm2） ； n一个进距内冲件数目； b条料宽度（mm） ； h进距（mm） 。由排样图得：n=2；a=4

35、2*8.5=357mm2；b=92mm；h=l=8.5+a=8.5+1.8=10.3mm 考虑到切口的加工情况，实取 l=12mm。得： %65%10092122357四川理工学院毕业设计（论文）14第五章 工艺设计5.1 计算毛坯尺寸 由冲压工艺与模具设计式 3-19 得：最小相对弯曲半径为：5 . 021/2t /minr式中 最小弯曲半径（mm） ；minrt料厚（mm） 。由此可知，制件属于圆角半径较大的弯曲件。由冲压工艺与模具设计式 3-12 得：圆角半径较大（r0.5t）的弯曲毛坯长度计算公式：iiiiiialatxrll180)(18000直式中 弯曲件毛料展开长度（mm） ；0

36、l 弯曲件各直线段长度总和（mm） ；直l因此，应先求弯曲变形区中性层曲率半径 （mm） 。由中性层的位置计算公式txr 式中 x由实验测定的应变中层位移系数。表 5-1 应变中性层位移系数 x 值r/t0.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2x0.180.220.240.250.260.280.290.300.320.33r/t1.31.41.51.82.02.53.04.05.0 x0.340.350.360.390.400.430.460.480.50由表 4-1 应变中型层位移系数 x 值，查出 x=0.40四川理工学院毕业设计（论文）15mmmm40. 2140.

37、 02）（mm40. 221由图 4-1 可知：efcelbcabl弯直;式中 16761arcsin36.1257.1615sin*1615sin*19. 418. 037. 477. 557. 672. 02sin*21776.1751653) 12(5)212(16)2036(202211112211221chochbmmcibibcmmmmbgbimmcimmdimmcdmmchmmhommbododbogbommmmbommgommmmcommmmoommmmbgmmab则：mmmml36.3236.1220）（直mml55. 9弯mm4291.41)55.

38、 936.32(0mmmmlbao1gcfde02hi第五章 工艺设计16图 5-1 几何关系图5.2 计算冲压力 四川理工学院毕业设计（论文）17冲压力包括冲裁力、弯曲力、拉伸力、卸料力、推件力、压边力等，完成本制作件所需的冲压力由冲裁力、弯曲力、卸料力和推料力组成，因为采用弹性卸料装置和下出料方式，所以不需要计算弯曲时的顶料力和压料力。5.2.1 冲裁力冲裁力冲f由冲孔力、切口力、切断力和侧刃冲压力四部分组成。由冲压工艺与模具设计式 2-1 和式 2-2 冲裁力（n）的计算公式：冲fbltfkltf冲冲或0式中 l冲裁件周边长度（mm） ； t材料厚度（mm） ； 材料的抗剪强度（mpa）

39、 ；0 k系数，考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取 k=1.3； 材料的抗拉强度（mpa） 。b由表 2-1 有色金属黄铜 h68 的力学性能，查得：mpab350所以，knnf1 .9755 . 82)5 . 112(2)2425 . 3(214. 35 . 341350冲5.2.2 弯曲力弯曲力弯f为有效控制回弹，采用校正弯曲。由冲压工艺与模具设计式 3-11 校正弯曲力（n）的计算公式：弯fapf弯式中 a校正面垂直投影面积（mm2） ； p单位面积上的校正力（mpa） ，可按冲压工艺与模具设计表 3-2 选取。所以，a=2*8.5*39

40、=663 mm2；由冲压工艺与模具设计表 3-2 单位校正压力 p 的数值，得 p=60mpa。第五章 工艺设计18所以，knnapf8 .3960663弯5.2.3 卸料力卸料力和推料力和推料力卸f推f冲裁时，工件或废料从凸模上卸下来的力叫卸料力。从凹模内将工件或废料顺着冲裁方向推出的力叫推件力。由冲压工艺与模具设计卸料力、推件力的公式：fkffkf推推卸卸式中 f冲裁力（n） ； 、分别为卸料力、推件力系数，其值见冲压工艺与模具设计表卸k推k2-2。由冲压工艺与模具设计表 2-2 卸料力、推件力和顶件力系数，取；05. 0推卸kk实际生产时，凹模孔口中会同时卡有好几个工件，所以在计算推件力

41、时应考虑卡在凹模直壁洞口的工件数目 n，所以。设 h 为凹模孔口直壁的高度，t 为材fnkf推推料的厚度，工件数 n=h/t。本设计中取 h=5mm，所以，n=h/t=5/1=5。所以，knknfnkfknknfkf3 .241 .9705. 059 . 41 .9705. 0推推卸卸5.2.4 总总冲冲压压力力由冲压工艺与模具设计总冲压力的计算公式：knknfffff1 .1663 .249 . 48 .391 .97）（弯推卸冲总5.3 冲压设备的选择及校核四川理工学院毕业设计（论文）195.3.1 冲冲压设备压设备的的选择选择冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合

42、理使用、安全、产品制造、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要的问题。对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件多用具有 c 形床身的开式曲柄压力机。虽然开式压力机的刚度差，并且由于床身的变形而破坏了冲模的间隙分布，降低了冲模的寿命和冲裁件的质量。但是，它却具有操作空间三面敞开，操作方便，容易安装机械化的附属设备和成本低廉等优点，目前仍是中小件生产的主要设备。确定设备的规格时应注意以下几个问题：1）压力机的行程大小，应能保证成形零件的取出与毛坯的放进，例如拉深所用压力机的行程，至少应大于成品零件高度的 2.5 倍以上。2）压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸，且还需要留有安装固定的余地，但过大的工作

43、台面上安装小尺寸的冲模时，工作台的受力条件也是不利的。3）所选压力机的封闭高度应与冲模的封闭高度相适应。模具的闭合高度 h0是指上模在最低的工作位置时，下模板的底面到上模板的顶面的距离。压力机的闭合高度 h 是指滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。大多数压力机的连杆长短能调节，也既压力机的闭合高度可以调整，故压力机有最大闭合高度 h max和最小闭合高度 h min。设计模具时，模具闭合高度 h0的数值应满足下式：max0min510hmmhhmm4）冲压力与压力机力能的配合关系：当进行冲裁等冲压加工时，由于其施力行程较小，近于板材的厚度，所以可按冲压过程中作用于压力机滑块上所有力的总

44、和选总f取压力机。根据本次设计所要完成的冲压工艺的性质、生产批量、几何尺寸和精度要求等来选定设备类型。由于级进模的特点，为防止设备超载，可按公称压力 f(1.11.2)压f=1.2166.1=199.32kn，初步确定选取总压力为 250kn 的压力机，查文献比较各种总压力机，确定选取开式双柱可倾式压力机，型号为 j23-25。其参数如表 4-2 所示。第五章 工艺设计20 公称压力/kn250工作台尺寸/mm*mm560*360公称压力行程/mm3模柄孔尺寸（直径/mm*深度/mm）50*70滑块行程长度/mm80倾斜角/()30滑块行程次数/spm70装模高度调节量/mm50最大装模高度/

45、mm195主电机功率/kw2.2表 4-2 开式压力机 j23-25 技术参数5.3.2 冲冲压设备压设备的校核的校核压力机行程的校核压力机行程的校核：所选压力机的滑块行程为 70 mm，而成品的高度为 8mm，则 70mm82.520mm 满足要求。压力机工作台板尺寸的校核：压力机工作台板尺寸的校核：由装配图可知，模具的最大安装尺寸为250mm230mm，压力机台板尺寸为 560mm 360mm，故能满足模具的正确安装。压力机封闭高度的校核：压力机封闭高度的校核：模具的闭合高度h0h(上模板)h(下模板)h(冲孔凸模)h(落料凹模)h(凸模垫板)h(凹模垫板)h(凸模进入凹模的深度)t(料厚

46、)=4050603581261=198mm，压力机的最大闭合高度为 250mm，最小闭合高度为 190mm，则安装模具时，需在工作台面上配装垫块，垫块实际尺寸可配制。压力机工作台孔尺寸的校核压力机工作台孔尺寸的校核：由于冲孔废料的直径仅为 3.5mm，而工作台孔直径为 180mm，足以满足要求。5.4 计算压力中心本次设计中由于图形规则，两件对排，左右对称，故采用解析法求压力中心较为方便。建立坐标系如图 4-6 所示。四川理工学院毕业设计（论文）21图 4-6 冲模压力中心因为左右对称，所以，只需求。0gxgy根据合力矩定理有：mmmmmmfffffffyfyfyfyfyfyyg3613690

47、049303601000)8 .391 .97(398008 .55)25 . 8(66*)5 .4225 . 3(8 .37350121000)8 .391 .97(5 . 314. 38 .1914. 35 . 38 . 712635012654321665544332211上式中注*尺寸比制件展开尺寸大 0.5mm，目的是避免在切口工序时模具或条料的误差引起制件边缘毛刺的增大。第六章 刃口尺寸计算22第六章 刃口尺寸计算6.1 冲裁间隙冲裁间隙是冲裁模的凸模和凹模刃口之间的间隙。冲裁间隙分为单边间隙和双边间隙单边间隙用 c 表示,双边间隙用 z 表示。间隙值的大小对冲裁件质量、模具寿命、

48、冲裁力的影响很大，是冲裁工艺与模具设计中一个极其重要的工艺参数。6.2 间隙的影响6.2.1 对对冲裁件冲裁件质质量的影响量的影响冲裁件的质量主要是指断面质量、尺寸精度、和形状误差。断面应平直、光滑；圆角小；无裂纹、撕裂、夹层和毛刺等缺陷。零件表明应尽可能平整。尺寸应在图样规定的公差范围内。影响冲裁件质量的因素有：凸、凹模间隙值的大小及其分布的均匀性，模具刃口锋利状态、模具结构与制造精度，材料性能等，其中，间隙值的大小与分布的均匀性是主要因素。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与标称尺寸的差值（） ，差值越小，精度越高。这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差，二是模具本身

49、的制造偏差。冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差，主要是由于冲裁过程中，材料受拉伸、挤压、弯曲等作用引起的变形，在加工结束后工件脱离模具时，会产生弹性恢复而造成的。偏差值可能是正的，也可能是负的。影响这一偏差值的因素主要是凸、凹模的间隙。当间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的尺寸则大于凸模尺寸。当间隙较小时，凸模压入板料接近挤压状态，材料受凸、凹模挤压力大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。此外，尺寸变化量的大小还与材料力学性能、厚度、轧制方向、冲裁件形状等因素有关。

50、材料软，弹性变形量小，冲裁后弹性恢复量就小，零件的精度也就高。材料四川理工学院毕业设计（论文）23硬，弹性恢复就大。上述讨论的是模具在制造精度一定的前途下进行的，间隙对冲裁件精度的影响比模具本身制造精度的影响要小得多，若模具刃口制造精度低，冲裁出的工件精度也就无法得到保证。模具的制造精度与冲裁件精度之间的关系见表 6-1。表 6-1 冲裁件精度材 料 厚 度 t (mm)冲模制造精度0.50.81.01.52345681012it6it7it7it9it9it8-it8it9-it9it10-it10it10it12it10it12it12-it12it12-it12it12-it12-it1

51、4-it14-it14-it14模具的磨损及模具刃口在压力作用下产生的弹性变形也会影响到间隙及冲裁件应力状态的改变，对冲裁件的质量会产生综合性影响。6.2.2 对对模具寿命的影响模具寿命的影响冲裁模具的寿命以冲出合格制品的冲裁次数来衡量，分两次刃磨间的寿命与全部磨损后的总寿命。冲裁过程模具的损坏有磨损、崩刃、折断、啃坏等多种形式。影响模具寿命的因素很多，有模具间隙；模具制造材料和精度、表面粗糙度；被加工材料特性；冲裁件轮廓形状和润滑条件等。模具间隙是其中的一个主要因素。因为在冲裁过程中，模具端面受到很大的垂直压力和侧压力，而模具表面与材料的接触面仅局限在刃口附近的狭小区域，这就意味着即使整个模

52、具在许用压应力下工作，但在模具刃口处所受的压力也非常大。这种高的压力会使冲裁模具和板材的接触面之间产生局部附着现象，当接触面发生相对滑动时，附着部分便发生剪切而引起磨损附着磨损。其磨损量与接触压力、相对滑动距离成正比，与材料屈服强度成反比。它被认为是模具磨损的主要形式。当模具间隙减小时，接触应力（垂直力、侧压力、摩擦力）第六章 刃口尺寸计算24会随之增大，摩擦距离随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧（如图 6-1） ，甚至使模具与材料之间发生粘结现象。而接触压力的增大，还会引起刃口等异常损坏。这些都导致模具寿命大 大降低。因此适当增大模具间隙，可使凸、凹模侧面与材料间的摩擦减小，并减缓间隙

53、不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。但间隙过大，板料的弯曲拉伸相应增大，使模具刃口端面上的正压力增大，容易产生崩刃或产生塑性变形使磨损加剧，降低模具寿命。同时，间隙过大，卸料力会随之增大，也会增加模具的磨损。所以间隙是影响模具寿命的有一个重要因素。从上图可看出，凹模端面的磨损比凸模大，这是由于凹模端面上材料的滑动比较自由，而凸模下面的材料沿板面方向的移动受到限制的原因，而图中所看到凸模侧面的磨损最大，是因为从凸模上卸料，长距离，摩擦加剧了侧面的磨损，若采用较大的间隙可使孔径在冲裁后因弹性回弹增大，卸 料时减少与凸模的摩擦，从而减小凸模侧面的磨损。 模具刃口的磨损，带来刃口的钝化和间隙的增加，使

54、制件尺寸精度降低，冲裁能量增大，断面粗糙。刃口的钝化会使裂纹发生点由刃口端面向侧面移动，发生在刃口磨损部分终止处，从而产生大小和磨损量相当的毛刺（凸模刃口磨钝，毛刺产生在落料件上，凹模刃口磨钝，毛刺产生在孔上） ，所以必须注意尽量减小模具磨损。为提高模具寿命，一般需要增大间隙，使 2/t 达到 15%25%，模具寿命可提高 35 倍，若采用小间隙，就必须提高模具硬度与模具制造精度，在冲裁刃口进行充分的润滑，以减小磨损。6.2.3 对对冲裁力、卸料力的影响冲裁力、卸料力的影响当间隙减小，凸模压入板材的情况接近挤压状态，材料所受拉应力减小，压应力增大，板料不易产生裂纹，因此最大冲裁力增大；当间隙增

55、大，板料所受拉应力增大，材料容易产生裂纹，因此冲裁力减小。继续增大间隙值，凸、凹模刃口产生的裂纹不相重合，会发生二次断裂，冲裁力下降变缓（图 6-2） 。四川理工学院毕业设计（论文）25间隙大小对卸料力的影响可见图 6-3。间隙增大时，而冲裁件光滑带窄，落料件尺寸偏差为负，冲孔件尺寸偏差为正，因此使卸料力、推件力或顶件力减小。间隙继续增大时，而毛刺增大，卸料力、顶件力迅速增大。6.3 合理间隙的选用凸、凹模间隙是冲裁过程最重要的工艺参数，它对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力和卸料力等都有很大的影响。因此，设计模具时，一定要选择一个合理的间隙，使冲裁件的断面质量好，尺寸精度高，模具寿命长，所需冲裁力

56、小。但严格来说，并不存在一个同时满足所有理想要求的合理间隙。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适当的范围，就可以基本满足以上各项要求，冲出合格制件。这个范围的 图 6-4 合理间隙的计算最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。考虑到模具在使minzmaxz用过程中的逐步磨损，设计和制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙的方法主要有理论计算法和查表选取法两种。（一）理论计算法确定间隙时理论计算的依据主要是：在合理间隙的情况冲裁时，材料在凸、凹模刃口处产生的裂纹成直线会合。从图 6-4 所示的几何关系可得出计算合理间隙的公式： 002()2 (1/ )zth

57、tgtht tg式中 0h产生裂纹时的凸模压入深度（mm） ； t料厚（mm） ； 最大切应力方向与垂线间夹角（即裂纹方向角） 。由上式可知，间隙 z 一板材厚度、相对压入深度、裂纹方向角 有关。而、th /00h 又与材料性质有关，表 6-2 为常用材料的与 的近似值。由表中可以看到，th /0影响间隙值的主要因素是板材力学性能及其厚度。板材越厚、越硬或塑性越差，值越小，合理间隙值越大。材料越软，值越大，合理间隙值越小。材料硬化th /0th /0后，之比值较表中值要小 10%左右。式中，令，称为材料的品th /0tgthk)/1 (20第六章 刃口尺寸计算26质系数。由于这种方法用起来不方

58、便，所以目前生产上普遍使用的是查表选取法。表 6-2 与 值th /0（%）th /0材料t4软钢中硬钢硬钢75706560544770656055474565555548443850404535352556454（二）查表选取法如上所述，间隙的选取主要与材料的种类、厚度有关，但由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不同，以及生产条件的差异，在生产实践中就很难有一种统一的间隙数值，各种资料中给的间隙值并不相同，有的相差较大，选用时应按使用要求分别选取。对于断面质量和尺寸精度要求高的工件，应选用小的间隙值，而对于精度要求不高的工件，则应尽可能采用大间隙，以利于提高模具寿命、降低冲裁力。同时还

59、必须结合生产条件，根据冲裁件尺寸和形状、模具材料和加工方法、冲压方法及生产率等，灵活掌握、斟情增减。本模具设计冲裁间隙的选取，参考资料（1）p59 表2-7 选取，。mmzmmz04. 0,02. 0maxmin6.4 计算凸、凹模刃口尺寸模具工作部分尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本上可分为两类。1.凸模与凹模分开加工 凸、凹模分开加工，是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。此种方法适用于圆形或形状简单的工件，为了保证凸、凹模间隙小于最大合理间隙，不仅maxz凸、凹模分别标注公差（凸模，凹模） ，而且pd要求有较高的制造精度，以满足如下条件 maxmindpzz或取 maxmin0.4(

60、)pzz maxmin0.6()dzz也就是说，新制造的模具应该是，如图 6-5 所示。否则minmaxdpzz四川理工学院毕业设计（论文）27制造的模具间隙已超过允许的变动范围，影响模具的使用寿命。minzmaxz2.凸模与凹模配合加工 对于冲制件形状复杂或薄板制件的模具,其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模（或凹模）作为基准件，然后根据此基准件的实际尺寸，配作凹模（或凸模） ，使他们保持一定距离。因此，只需在基准件上标注尺寸及公差，另一件只标注标称尺寸，并注明“尺寸按凸模（或凹模）配作，保证双面间隙” 。这样。可放大基准件的制造公差。其公差不再受凸、凹模间隙大小的限制，制