级进模具设计说明书

1、级进模设计目录第一章 绪 论1.1冲压技术的应用和特点11.2冲压模具制造技术的发展趋势21.3论文的主要研究目标及内容31.4级进模的特点3第二章 冲压件的工艺分析及工艺方案2.1冲压件的工艺分析42.2冲压工艺方案的确定5第三章 主要参数设计计算 63.1排样方式的确定及其计算 .73.1.1毛坯排样原则83.1.2设计排样图应注意的问题93.2排样图 103.3 冲压力的计算 113.3.1冲裁力的计算123.3.2卸料力的计算13第四章 冲压设备的选择4.1压力中心的确定144.2冲压设备的选择164.2.1冲压设备类型的选择 .174.2.2冲压设备规格的确定 19第五章 模具主要零

2、件的结构与设计5.1工作零件 205.1.1凸模的设计215.1.1.1冲孔凸模的结构设计225.1.1.2冲孔凸模的结构设计235.1.1.5凸模强度校核245.1.2凹模的设计255.3卸料与顶件装置 265.3.1卸料板 295.3.2卸料螺钉的结构 305.4.2 导正销 315.4.3导柱导套 325.5固定与联接零件 335.5.1固定板与垫板345.5.2螺钉与销钉356.1模具设计总装图 36设计总结参考文献致 谢摘要本次设计题目是带宽凸缘的覆盖件模具设计，制件来源于生产。其带宽凸缘的覆盖件零件上需冲制三个孔、两个折弯位置。通过对该零件的级进模具设计，掌握一般级进冲压模具的设计

3、方法、特点和成型过程。级进模的特点是冲压生产效率高、操作安全简单、生产成本较低、带宽凸缘的覆盖件质量高。本设计详细介绍了级进模的排样方式、总体设计、零部件的设计以及工艺参数的选择计算。注意设计当中的某些细节问题，了解冲压模具结构及工作原理；通过对AutoCAD的应用，从而有效的提高工作效率。通过查阅了模架的基本类型，分析了级进模的模架技术要求，介绍了标准模架的装配工艺。并指出了模架装配时的注意事项。冲裁侧刃是模具中的重要工序，其冲裁形状和凸、凹模结构对生产质量影响很大。侧刃设计的正确性与标准化既有利于模具维修的规范化，也为整个模具的顺利生产打下了一个良好的基础。关键词：带宽凸缘的覆盖件、级进模

4、、成型、AutoCAD、冲模模架、装配工艺AbstractThe design is the subject of progressive die base film design and parts from electronic components. Its base on-chip components to be three-hole punching , deep drawing and flanging. Through the components for mold design, master general for stamping die design, characte

5、ristics and work process. Die Stamping production is characterized by high efficiency and safe operation of simple, low production costs, high product quality. The detailed design of the layout of the die, design, components and the design parameters of the choice of terms. Attention to the design o

6、f certain details of the understanding of stamping die structure and working principle through the application of AutoCAD, so as to effectively enhance the work efficiency. Through has consulted pouch frames fundamental type, analyzed the level to enter molds pouch frame specification, introduced th

7、e standard pouch frames assembly technique. And had pointed out the pouch frame assembles when matters needing attention. The blanking side edge is in molds important working procedure, its blanking shape and raised, the lower die structure is very big to the production quality influence. The side e

8、dge designs accuracy and the standardization are already advantageous the standardization which services in the mold, also has built a good foundation for the entire molds smooth production.Keyword：Base film 、Progressive die、Forming、Pro/e、AutoCAD、The model puts up a die；Assembling handicraft第一章 绪 论1

9、.1冲压技术的应用和特点冲压加工是利用安装在压力机上的模具，对在模具里的板料施加变形力，使板料在模具里产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的带宽凸缘的覆盖件零件的生产技术。由于冲压加工经常在材料的冷状态下进行，因此也称冷冲压。冷冲压是金属压力加工方法之一，它是建立在金属塑性变形理论基础上的材料成形工程技术，冲压加工的原材料或带料，故也称板料冲压。在国民经济各个领域广泛应用。例如，航空航天、机械、电子信息、交通、兵器、日用电器及轻工等产业都有冲压加工。不但产业界广泛用到它，而且每一个人都直接与冲压带宽凸缘的覆盖件发生联系。冲压可制造钟表及仪器的小零件，也可以制造汽车、拖拉机的大型覆盖件。冲压材

10、料可使用黑色金属、有色金属以及某些非金属材料。1.2冲压模具制造技术的发展趋势随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压工艺和冲模技术也在不断地革新和发展。我国未来模具制造技术发展方向和动向，主要有以下几个方面：（1）工艺分析计算的现代化。冲压技术与现代数学、计算机技术联姻，对复杂曲面零件（如覆盖件）进行计算机模拟和有限元分析，达到预算某一工艺方案对零件成形的可能性与成形过程中将会发生的问题，供设计人员进行修改和选择。这种设计方法是将传统的经验设计升华为优化设计，缩短了模具设计与制造周期，节省了昂贵的模具试模费用等。（2）模具计算机辅助设计、制造与分析（CAD/CAM/CAE）的研究和应

11、用，将极大地提高模具制造效率，提高模具的质量，使模具设计与制造技术实现CAD/CAM/CAE一体化。（3）冲压生产的自动化。为了满足大量生产的需要，冲压生产已向自动化、无人化方向发展。现已经实现了利用高速冲床和多工位精密级进模实现单机自动，冲压的速度可达每分钟几百上千次。大型零件的生产已实现了多机联合生产线，从板料的送进到冲压加工、最后检验可全由计算机控制，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了生产率。目前已逐渐向无人化生产形成的柔性冲压加工中心发展。 （4）为适应市场经济需求，大批量与多品种小批量共存。发展适宜于小批量生产的各种简易模具、经济模具和标准化且容易变换的模具系统。 （5）推广和发展冲

12、压新工艺和新技术。如精密冲裁、液压拉深、电磁成形、超塑性成形等。 （6）与材料科学结合，不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果。1.3论文的主要研究目标及内容（1）设计目标1）完成带宽凸缘的覆盖件级进模的结构设计2）完成带宽凸缘的覆盖件级进模的模具设计3）完成带宽凸缘的覆盖件级进模零件图和模具装配图的绘制（2）设计的主要内容本论文，主要是对带宽凸缘的覆盖件结构和模具设计做了研究和探讨，所做的工作主要有以下几个方面：1）介绍了生产带宽凸缘的覆盖件的模具的一般要求，以及在生活中的应用，主要设计出带宽凸缘的覆盖件的结构设计。2）根据带宽凸缘的覆盖件的结构形式，选择模具的基本模架，然后根据带宽凸

13、缘的覆盖件的工艺要求设计出带宽凸缘的覆盖件成形零件和模具所有构件。3）对模具进行试模、调整。以得到符合实际生产要求的模具。（3）设计的关键技术问题在设计模具的过程中，要解决的最主要问题是，各个构件之间相互配合的问题。各个构件之间选用合适的配合的方式，使各个构件之间不发生碰撞，灵活自如，整个模具平稳运作。1.4级进模的特点1)冲压生产效率高。级进模可以完成复杂零件的冲裁、翻边、弯曲、拉深、立体成形以及装配等工艺，减少了中间转运和重复定位等工作，而且工位数量的增加不影响生产效率，可以冲制很小的精密零件。2)操作安全简单。级进模冲压时操作者不必将手伸入模具的危险区域。对大量生产，还采用自动送料机构，

14、模具内装有安全检测装置。3)模具寿命长。复杂的内形和外形可分解为简单的凸模和凹模外形，分段逐次冲切，工序可以分散在若干个工位，在工序集中的区域还可以设置空位，从而避免了凸、凹模壁厚过小的问题，改变了凸、凹的受力状态，提高了模具强度。此外，级进模还采用卸料板兼作凸模导向板，对提高模具寿命也非常有利。4)带宽凸缘的覆盖件质量高。级进模在一副模具内完成带宽凸缘的覆盖件的全部成形工序，克服了用简单模时多次定位带来的操作不变和累积误差。5)生产成本较低。级进模由于结构比较复杂，所以制造费用较高，同时材料利用率较低，但由于级进模生产效率高、压力机占有数少、需要的操作工人数和车间面积少，减少了半成品的储存和

15、运输，因而带宽凸缘的覆盖件零件的综合生产成本并不高。6)设计和制造难度大，对经验的依赖性强。级进模结构复杂，技术含量高，设计灵活性大、难度大；设计和制造中的经验、推断和目测工作量多，人才培养时间长，个人之间的差异大；同一带宽凸缘的覆盖件零件可有多种不同的设计方案，设计的灵活性大；设计和制造周期长，费用高，适用于批量生产。级进模还受带宽凸缘的覆盖件零件尺寸限制，带宽凸缘的覆盖件尺寸不宜太大。7)按订单生产，而不是按计划生产，订货受市场影响大，交货期要求短。第二章 冲压件的工艺分析及工艺方案制件在冲裁外形时要求两个相交边尽量避免锐角，严禁尖角，圆角半径R=0.25t，冲裁件的凸出或凹入不宜太小，应

16、避免长悬臂和窄臂和窄槽，要求悬臂和槽长L与其宽度B应有一定的比列。钢板时，B=（1.3至1.5）t，有色金属板时，B=（0.75至0.8）t，L=3B。冲裁孔与孔之间、孔与冲件边缘之间的壁厚不应太小，否则会影响凹模强度、寿命和冲件质量。通过对制件零件图分析，可知其满足以上要求。由于制件材料是B2钢，具有良好的落料、折弯工艺性，在设计中应该考虑到其受力变形方面，以利于模具的设计与制造。在折弯过程中，因材料内部的相互作用，使每个金属小单元体之间产生了内应力：在径向产生拉应力；切向产生压应力。在、的共同作用下，凸缘区的材料发生塑性变形，其“多余”的材料将沿着径向被子挤出，由制件零件图资料可以知道：制

17、件折弯和落料工艺满足以上要求。由于制件属于薄材料冲压加工，带料的厚度为1.5mm，因此对于此制件，在设计中可以将其看作折弯半径为1mm的弯曲。冲压制件属于大批量生产；制件外观的最大长度为57.5mm，宽度为15mm，属小型制件，由于其形状较简单，生产效率要求高，因此我们设计生产效率高的级进模来完成此制件的生产。带宽凸缘的覆盖件工件二维图见图2.1所示。 图2.1 带宽凸缘的覆盖件二维图图2.2带宽凸缘的覆盖件三维图2.1冲压件的工艺分析工件名称：带宽凸缘的覆盖件生产批量：大批量工件材料：Q235A材料厚度：1mm尺寸偏差：IT11材料B2钢的力学性能见表2.1所示：表2.1 材料可伐合金的力学

18、性能材料名称牌 号材料状态极限强度/MPa伸长率(%)屈服点/MPa弹性模数/MPa抗剪强度抗拉强度普板Q235A210255235275由表2.1知，选择，=23%材料。冲裁件的精度要求，应在经济精度范围内。对于普通冲裁件，其经济精度为IT12IT14，冲孔比落料高一级；光洁冲裁、整修和精密冲裁的经济精度为IT8IT9。冲裁断面的粗糙度，对普通冲裁，当板厚小于1.5mm时，Ra为1000.8。，精密冲裁件Ra为0.80.4；整修时Ra为3.20.8。制件的毛刺高度与冲裁性质、不同材料及高度有关。普通冲裁时允许毛刺高度见表2.2所示：表2.2 毛刺高度（mm）制件厚度t(mm)试冲时生产时2.

19、2冲压工艺方案的确定该工件包括冲孔、切边、折弯、切断等几个基本工序，工艺较复杂，生产批量大，适宜采用级进模制造，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。冲裁工序工艺方案：方案一：第一工位：定距冲孔；第二工位：成型第三工位：冲孔；第四工位：空位；第五工位：落料成型；方案二：冲孔，落料一副模具，成型一副模具，分两套模具分析：方案一符合一般冲裁顺序，而且在定位要求较高的情况下，首先冲导正孔，并采用导正销导正。切形凸模端面为条形，冲裁时冲出一个切口，由于工件小、形状复杂，故采用双侧刃定位、多次级进完成工件成形工作。方案二简单，但需要多套模具，满足不了大批量的生产要求，综合分析方案一和方案二的优缺点

20、，最后选用方案一设计制造方案。第三章 主要参数设计计算3.1排样方式的确定及其计算3.1.1毛坯排样原则1） 材料利用率要尽量高。2） 满足带宽凸缘的覆盖件零件冲裁及后序工序的要求，诸如：1折弯不能出现破裂；2便于完成后续加工工序；3生产率要高，便于操作；4安全性要好。3.1.2设计排样图应注意的问题1）尽量减少工步数目，否则会增大累积误差，影响制件精度。2） 复杂型孔可分解为若干简单型孔，分步进行冲裁。3） 同一工位各冲切凸模应尽量设计为相同的高度，便于刃磨。4） 工序应尽量分散，以提高模具寿命，简化模具结构。5） 冲孔在前，折弯在后。6）同一型孔中的切口、冲割、切废料等，应尽可能在同一工步

21、冲出，以免经数次冲裁而出现不应有的毛刺、塌角或接缝不好的现象。9）小凸模在首次冲裁时，必须冲全孔，以防模具损坏。3.2排样图设计级进模，首先要设计板料排样图。支架的形状简单对称，直排时材料利用率低，应采用直对排。如图3.1所示的排样方法，设计成单行直排，有搭边排样方式，材料利用率低，但制件质量和冲模寿命较高。搭边值见表3.1，搭边值取1.5mm和4.75mm，板料宽度为85.5mm，步距87mm，一个步距的材料利用率为88.7%（计算见表3.2）。 图3.1 排样图 表3.1 普通冲裁的搭边值 （mm）板料厚度t矩形或类似矩形制件r2t弹压卸料冲模固定卸料冲模aaaa0.250.51.01.2

22、1.52.0表3.2 板料相关计算项目分类项目公式结果备注排样冲裁件面积AA=-（）3075mm板料宽度BB=119.6+（22）123.6mm采用无侧压装置，板料和导料板之间的间隙=0.4mm步距SS=毛坯+搭边值17mm一个步距的材料利用率(nA/Bh)100%=（23075/123.632） 100%79.1%3.3 冲压力的计算3.3.1冲裁力的计算计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。在冲裁过程中冲裁力的大小是不断变化的，下图3.2所示为冲裁时冲裁力-凸模行程曲线。图中AB段相当于冲裁的弹性变形阶段，凸模接触材料后，载

23、荷急剧上升，但当凸模刃口一旦挤入材料，即进入塑性变形阶段后，载荷的上升就缓慢下来，如BC段所示。虽然由于凸模挤入材料使承受冲裁力的材料面积减小，但只要材料加工硬化的影响超过受剪面积的影响，冲裁力就继续上升，当两者达到相等影响的瞬间，冲裁力达最大值，即图中的C点。次后，受剪面积的减少超过加工硬化的影响，于是冲裁力下降。凸模再继续下压，材料内部产生裂纹并迅速扩张，冲裁力急剧下降，如图中CD段所示，次为冲裁的断裂阶段。图3.2冲裁力-凸模行程曲线冲裁变形过程主要以剪切变形为主，同时伴随有拉伸、翻边和横向挤压变形，故制件常出现翘曲不平等现象。在冲裁工艺中改变这些伴随因素的影响，即可提高制件质量。 冲裁

24、力： F=LT=5301.5 1.04235 =194298N如表1.1所示可知=195MP3.3.2卸料力的计算无论采用何种刃口冲模,当冲裁工件完成后,由于弹性变形,在板材上冲裁出的废料(或工件)孔径沿着径向发生弹性收缩,会紧箍在凸模上.而冲裁下来的工件(或废料)径向会扩张,并因要力图恢复弹性弯曲,所以会卡在凹摸孔内.为了使冲裁过程级进,操作方便,就需把套在凸模上板材卸下,把卡在凹模孔内的冲件或废料排出.从凸模上将零件或废料卸下来所需要的力称卸料力F顺着冲裁方向将零件或废料从凹模腔内推出的力称推件力F,逆着冲裁方向将零件或废料从凹模腔顶出的力称为顶件力FF、F、F是由压力机和模具的卸料.顶件

25、装置获得的影响.这些力的因素主要有材料的力学性能.材料的厚度.模具间隙.凸.凹模表面粗糙度.零件形状和尺寸以及润滑情况等.要准确计算这些力是困难的,实际生产中常用下列经验公式计算。F=KFF=nKFF=KF式中 F=冲裁力(N)卸料力、推件力和顶件力系数见表3.3表3.3 卸料力、推件力和顶件力系数材料KKKB2钢0.0250.080.030.07因此，卸料力、推件力和顶件力的计算如下：F=KF=195000（0.040.05）=7771.92N9750N取F=8500NF=nKF=90.055195000=96525NN同时卡在凹模中的工件数目，F=KF=0.055195000=10725N

26、第四章 冲压设备的选择4.1压力中心的确定冲模的压力中心，就是冲裁力合力的作用点。确定冲模压力中心的目的，在于确定模柄的位置。压力中心必须与模柄轴线重合或近似重合，否则冲裁时会产生偏心冲击，形成偏心载荷，使冲裁间隙产生波动，冲模刃口磨损不均，影响冲件质量和冲裁寿命。另外，偏心冲击还会使冲模和设备的导向部分造成不均匀磨损。制件的压力中心如图4.1所示图4.1 制件压力中心4.2冲压设备的选择4.2.1冲压设备类型的选择 根据所要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择设备的类型。对于中小型的冲裁件,弯曲件或拉伸件的生产，主要采用开式机械压力机。虽然开式冲床的刚度差

27、,在冲压力的作用下床身的变形能够破坏冲裁模的间隙分布，降低模具的寿命或冲裁件的表面质量。可是，由于它提供了极为方便的操作条件和非常容易安装机械化附属装置的特点，使它成为目前中、小型冲压设备的主要形式。4.2.2冲压设备规格的确定 在冲压设备的类型选定之后，应该进一步根据冲压件的尺寸、模具的尺寸和冲压力来确定设备的规格。压力机的行程大小应适当。由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁、拉深等模具，其行程不宜过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。对于拉伸模，压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上，以保证毛胚的放进和成形零件的取出。所选压力机的闭合高度应与冲模的闭

28、合高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台面的受力条件也是不利的。为安全起见,防止设备的超载,可按公称压力F(1.61.8)F的原则(则F381.8=68.4KN)选取压力机.查阅参考资料可选取公称压力为100KN的开式双柱可倾压力机(J23-10),该压力机与模具设计的有关系数为:表4.1开式双柱可倾压力机J23-60技术规格型号J23-200公称压力 200KN滑块行程45滑块行程次数125最大闭合高度450闭合高度调节量

29、60滑块中心线至床身距离130立柱距离180工作台尺寸前 后600左 右900工作台孔尺寸前 后130左 右200直径170垫板尺寸厚度35直径模柄孔尺寸直径70深度100滑块底面尺寸前 后左 右床身最大可倾角35第五章 模具主要零件的结构与设计5.1工作零件冲孔、切边、压披锋、折弯、切断始用间隙根据表5.1查出。表5.1 冲裁初始双边间隙值Z（间隙较小） mm材料厚度mmB2钢ZZ0.30.0080.0120.40.0120.0180.50.0160.0240.60.0200.0300.70.0240.0360.80.0280.0421.00.0320.0481.50.0360.05420.

30、0400.060因t=1，故选取Z=0.036，Z=0.0545.1.1凸模的设计5.1.1.1冲孔凸模的结构设计（1）凸模的形式：主要根据冲裁件的形状和尺寸而定。常见圆形凸模结构形式如下图所示：图5.1 阶梯式凸模的结构形式这种结构加工方便，固定部分采用过渡配合H7/m6或H7/n6与凸模固定板相配。图中a 、c适用于冲裁直径d=0.120mm的冲裁件，为避免应力集中和保证强度与刚度方面的要求，而作成圆滑过度的阶梯形式或在中部增加过度阶段。图b适用的冲裁直径d=830mm。图d适用于冲制孔径与料厚相近的小孔。采用保护套结构既可以提高抗弯能力，又能够节省模具钢。本设计采用图a形式，此形式凸模与

31、固定板紧配合，上端带台阶，以防拉下。（2）凸模的尺寸计算：凸模刃口尺寸计算模具工作部分尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本可分为两类。1）与凹模分开加工：2）与凹模配合加工：首先按分开加工方法计算凸模与凹模分开加工是指凸模与凹模分别按图样加工至尺寸。次种方法适用于圆形成形状简单的工件，为了保证凸模与凹模间初始间隙小于最大合理间隙Z，不仅凸模与凹模分别标注公差而且要求有较高的制造精度，以满足如下条件： p+dZ- Z冲裁凸模的制造公差等级查表5.2得表5.2 规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凹模公差180.0200.02018300.0200.02530800

32、.0200.030801200.0250.0351201800.0300.040所以 ，50 凸模尺寸50 -0.020 凹模尺寸500+0.02校核+=0.02+0.02=0.04Z- Z=0.054-0.036=0.018+Z- Z所以凸、凹模只能采用配合加工的方法计算。对于冲制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,然后根据次基准件的实际尺寸,配做凹模或凸模,使它们保持一定的间隙因此只需在基准件上标注尺寸及公差,另一件只标注标准尺寸,并注明“尺寸按凸模或凹模配件，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

33、大小的限制，制件容易，并容易保证凸、凹模间的间隙。由于复杂形状工件各部分尺寸性质不同，凸、凹模磨损后，尺寸变化的趋势也不同，所以基准件的刃口尺寸计算的方法也不相同。因此，冲孔时，应以凸模为基准件，然后配做凹模。先做凸模，凸模磨损后，刃口尺寸的变化有增大、减小和不变三种情况。显然该设计的工件凸模磨损后尺寸减小。计算这一类尺寸，先把工件尺寸化为A0-,再按冲孔凸模公式计算： Ad= (A+X) Ad-凹模刃口尺寸（mm） -工件公差 =0.2d -凹模制造偏差（mm）, d =/4X- 摩擦因数（查表5.3可知）表5.3 摩擦因数x的值查下表材料厚度t/mm非圆形x值圆形x值10.750.50.7

34、50.5工件公差 /mm10.160.160.360.360.160.16120.200.210.420.420.200.20240.240.240.50.500.240.2440.300.300.60.60(=0.6t=0.6*1.5=0.9mm)，（R=1）(=0.8t=0.61.5=0.9mm)。故弯曲时不会产生裂纹，可直接弯曲胀形。4.2 弯曲件坯料展开尺寸的计算按照弯曲件的形状，弯曲半径大小以及弯曲的方法等不同情况，其毛坯展开尺寸的计算方法也不相同，弯曲件毛坯展开尺寸的计算有以下几种。圆角半径 r 0.5 t 的弯曲件、圆角半径 r 0.5t=(0.51.5=0.9mm)，r=1mm

35、0.5t=(0.51.2=0.6mm)，带宽凸缘的覆盖件的圆角半径属于圆角半径 r 0.5 t弯曲件的情况。这类弯曲件变薄不严重，其毛坯展开长度可以根据弯曲前后中性层长度不变的原则进行计算，毛坯的长度等于弯曲件直线部分长度与弯曲部分中性层展开长度的总和，如图所示：图3-1 带宽凸缘的覆盖件弯曲布局图根据公式：（冲压工艺与模具设计。式3.3.12）式中： 弯曲件毛坯总长度（mm）； 各段直线部分长度（mm）； 各段圆弧部分弯曲中心角（度）； 各段圆弧部分弯曲半径（mm）； 各段圆弧部分中性层位移系数。当弯曲中心角为 90 时(如下图所示), 单角弯曲件的毛坯展开长度为 : 图3-2 单角弯曲弯曲

36、中心角为 90 时： =119.6所以：L=119.6mm。所以毛坯展开总长度为：119.6mm，如下图：图3-3 毛坯展开图5.1.1.5凸模强度校核1、 圆凸模冲裁时凸模所受的应力，有平均压应力和刃口的接触应力k两种，孔径大于冲件材料厚度时，接触应力k大于平均压应力，因而强度核算的条件是接触应力k 小于或等于凸模材料的许用应力。孔径小于或等于冲件材料厚度时，强度核算条件可以是平均压应力小于或等于凸模材料的许用应力。当dt时，凸模强度按下式核算； k =2/（1-0.5t/d） 式中 t-冲件材料厚度（mm）； d-凸模或冲孔直径（mm）； -冲件材料抗剪强度（MPa）； k-凸模刃口接触应

37、力（MPa）； -凸模材料的许用压应力（MPa）； 已知 冲小孔的凸模t=1mm d1=50mm =120MPa 凸模材料为Cr12 为18002200 MPa所以冲50的孔 k=2120/ (1-0.50.3/1.5)=266.67 故圆凸、凹模强度符合条件。 凸模在中心轴向压力的作用下，保持稳定不产生弯曲的最大长度与导向方式有关。带台肩的凸模如下图最大允许长度Lmax按下式计算 图5.5台肩凸模示意图 式中C-系数，见表5.6 d0-凸模大端直径（mm） E-凸模材料弹性模量 对于Cr12可取280000MPa t-材料厚度 1mm -冲件材料抗剪强度MPa表5.6系数CL0/lmaxd0

38、/d1.11.21.31.51.822.530.10.1760.1570.1420.1170.08970.07750.05610.04240.20.1840.1670.1520.1280.09950.08630.06290.04770.30.1870.1760.1640.140.1120.09740.07150.05440.40.1930.1860.1770.1570.1270.1120.08270.06320.50.1970.1960.1910.1750.1480.1310.09830.07550.60.2010.2040.2040.1960.1750.1570.1210.09370.70.

39、2040.2100.2150.2180.2100.1950.1560.1230.80.2050.2140.2210.2330.2390.2420.2160.1790.90.2060.2150.2240.2390.2610.2730.2960.297 对于的凸模：因为d0/d=2/2=1 所以Cmax=0.297 Cmin=0.0424则对于1mm的孔 = =103.5 =18.4Lmin50.75Lmax 所以长度符合条件。同理求得的凸模长度也符合条件，这里不再做重复计算。2、异行凸模核算异形凸模强度，按凸模工作端面尺寸计算，当凸模端面宽度B大于冲件材料厚度t时，核算刃口接触应力k，因为此时接

40、触应力k大于平均应力。 k=Lt/FK 式中L-冲件轮廓周长（mm） t-冲件材料厚度（mm）- 冲件材料抗剪强度（MPa）FK- 接触面积（mm2）k= (132+2)/ 4.3+=20.2 所以设计符合强度。5.1.2凹模的设计（1）凹模刃口形式几种常见的凹模刃口形式如图5.6所示图5.6凹模刃口形式 图a为锥形刃口凹模，冲裁件或废料容易通过，凹模磨损后的修摸量较小。但刃口强度较低，刃口尺寸在修磨后略有增大。适用于形状简单，精度要求不高，材料厚度较薄工件的冲裁。当t2.5mm时，a=15；当t=2.56mm时a=30；当采用电火花加工凹模时，a=420 图b、c为圆柱刃口筒形或锥形凹模。刃

41、口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。但孔口容易积存工件或废料，推件力大且磨损大。适用于形状复杂或精度要求较高工件的冲裁。当t0.5mm时，h=35mm;当t=0.55mm时，h=58mm;当t=510mm时，h=1015mm,a=35。 本设计冲孔凹模和异形凹模采用图c形式（2）凹模外形尺寸 凹模外形尺寸通用下列经验公式确定。 凹模厚度的确定式 H=Kb 凹模壁厚（指凹模刃口与外边缘的距离）的确定式： 小凹模c=(1.52)H 大凹模c=(23)H 式中 b凹模孔的最大宽度（mm）K因数，见表5.7；H凹模厚度，其值为1520mm,C凹模壁厚，其值为2640表5.7因数K的数值b/mm 料厚0.5

42、1233500.30.350.420.500.60501000.20.220.280.350.421002000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.22 所以50的孔凹模厚度为 H=Kb=0.35*14.85（14.85为异形凸模宽度）=5.2mm 显然这方法不合理。凹模厚度h可根据冲裁力P从图5.7选择。图5.7凹模厚度h与冲裁力P关系冲裁力P=F总=38KNH=10.09凹模壁厚可以查表5.8可知表5.8 凹模厚度冲件料宽冲件料厚0.80.81.51.533540202522282432283640502228243228363040507028

43、36304032423545709032423545384840529012035454052425445581201504052425445584862查表可知凹模壁厚为2030从表凹模壁厚范围选用具体数值时，冲件料薄取小值。故凹模壁厚取为30mm则凹模板长度L为L=3h(步进距)+2h(凹模壁厚)=57.5 +241.25=140mm宽度B=57.5(料宽)+2h=57.5+31.25*2=120mm5.3卸料与顶件装置5.3.1卸料板（1）卸料板的结构形式本模具采用弹压卸料装置，如图3-5所示。其优点是所需卸料力较小，但可在冲压前将板料压平，可以防止冲裁件翘曲，一般用于板料厚度的冲裁从凸

44、模（或凹模）上卸料。弹压卸料装置一般由卸料板 弹性元件合 卸料螺钉组成。弹压卸料板上的型孔与凸模双面间隙通常取，因卸料板上装有切口凸模等，弹压卸料板的厚度取。卸料板的材料采用45钢，热处理。 图3-5卸料装置5.3.2卸料螺钉的结构从卸料螺钉来说，实际上只有两类：一类是带圆柱头或内六角头的标准型卸料螺钉，另一类是通用的圆柱头螺钉或内六角螺钉与其他零件组合，起卸料螺钉作用。 弹压卸料板上的型孔与凸模的双面间隙通常取0.10.3mm。如图5.12所示：图5.12卸料螺钉卸料螺钉的尺寸为保证装配后卸料板的平行度，同一副模具中各卸料螺钉的长度L及孔深H都必须分别保持一致，相差不超过0.02mm。卸料螺

45、钉尺寸规格采用国家标准。表5.14 卸料螺钉基本尺寸dLd1DHntrr1d2bc基本尺寸极限偏差M881562.5114.52068400-0.03942454850550-0.04660因此选定8115卸料螺钉的装配关系如图5.13所示：图5.13 卸料螺钉装配关系H=（卸料板行程）+（模具刃磨量）+h1+（510）mmd1=d+（0.3-0.5）mmh1 =5mm(为卸料螺钉大头高度)5.4.2 导正销材料位置的导正，一般通过导正销伸入工件上的圆孔或其他形状的孔来完成。如果工件上没有适当的孔，可以考虑在废料上冲工艺孔以供导正。为便于进入孔内，导正销头部一般都做成尖的，一圆弧逐步过渡到工作直径。只有在工作直径伸入孔中后，冲压工序才允许开始。在工作直径伸入孔中前，材料不能被压住。到正销必须越早开始工作越好，第二工位就应导正。导正销的数目，不宜少于工位数的一半。导正销有时因送料