毕业设计(锁具多工位级进模设计)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY本 科 毕 业 设 计 说 明 书 锁具多工位级进模设计The Lock of Progressive Die Design系（院）名称： 专业班级： 学生姓名： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 2012年5月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材

2、料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 专心-专注-专业目 录锁具级进模设计摘 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

3、杂的精密制件。本课题就是将锁具作为设计模型，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。 本设计是对锁具进行的级进模设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确设计思路，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。关键词：级进模 冲孔 弯曲 模具设计The Lock of Progressive Die DesignAbstract: Stamping is an important method of metal forming, it is mainly ap

4、plied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape.This topic is will lock as design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the lock is progressive die design.it is mainly applied to relatively soft metal

5、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.Keywords: progressive;die Punching;moldin

6、g;Bending molding;Mold design引 言冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的加工方法。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分

7、离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中,常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、切舌是几种主要的冲压工序。多工位级进模是当代先进模具的典型代表，是冲压模具重点发展的方向之一。多工位级进模是在压力机一次行程中，在模具的不同位置同时完成数道冲压工序。利用多工位级进模可以在副模具中完成冲裁、弯曲、拉深、成形等多种冲压工序，其工序集成度之多、功能之广是其他模具无法与之相比的。多工位级进模可以采用自动送料、高速冲压、无人操作下的完全自动化冲压生产，是高精密、高效率、长寿命“三高”模具的典型代表。本

8、课题研究锁具多工位级进模设计及利用Auto CAD技术进行辅助设计。锁具多工位级进模设计有冲裁、弯曲两种典型冲压工序。通过参考、查阅各种有关模具方面的资料书籍，系统的设计一整套模具，但是，又不完全依赖于设计参考书，具体问题具体分析，根据实际状况进行模具结构的调整。锁具在日常生活中应用广泛，利用多工位级进模模具生产锁具操作方便、精度高并且可以大大提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。第1章 冲裁件工艺性分析 本次设计冲压工件如图1.1所示，材料为Q235，厚度为1.5mm。公差等级为IT14。 图1.1 工件图1.1 工件材料由工件图分析有：此工件材料采用Q235，生

9、产批量为大批量，需要用模具进行生产。该钢属于优质低碳碳素结构钢，使用状态下的组织为铁素体加珠光体，强度适中，韧性、塑性和焊接性较好。大量适用于建筑及工程结构用钢，。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。Q235力学性能：弹性模量（E/Gpa）：200210泊松比（V）：0.250.33抗拉强度（/MPa）：375500材料抗剪强度（/MPa）：310380伸长率（5/%）：26（a16mm）其中a为板材厚度由于该零件有2个3mm的孔，而且有直线及曲线组成的不规则轮廓外形，有2处弯曲，因而模具包含有冲孔、弯曲、落料工序。对

10、于2小孔，由于孔径大于或者等于料厚，不属于深孔冲裁，因此在模具设计时没有必要对冲孔小凸模采取适当保护措施加以保护，也没有必要对凸模进行强度校验。从材质上看，冲裁材料母线为Q235号钢，属低强度、高延伸性、高延伸率、塑性及流动性好的软材料，有利于成型，总体来说，该零件冲压工艺性较好。1.2 工件结构工艺性工件结构形状相对简单，有2段弯曲，有2个圆形孔，孔的直径为3mm，满足无导向凸模冲空孔最小尺寸(3mm1.3t=1.95mm)，边缘与工件边缘之间的距离最小值为2mm，弯曲半径为1.5mm，不小于最小弯曲半径，满足结构工艺性要求，料厚为1.5mm满足许用壁厚要求，可以冲裁加工。1.3 工件尺寸精

11、度 根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT14级精度，普通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。1.4 工件展开长度计算 一般弯曲中，弯曲毛胚尺寸计算是按弯曲中性呈长度不变的原则进行的，对于弯曲件弯曲半径R0.5t的双直角弯曲件，如图1.2所示：图1.2 弯曲工件尺寸计算 其弯曲件展开长度L的计算公式为： 式中 t为工件材料厚度1.5mm x为中性层的位移系数，查资料有x=0.41 弯曲件按最大尺寸计算，其中a=11.5 b=11.5 c=34 r=1.5 =3.14 代入数值计算得： L=63.64mm展开后基本尺寸如图1.3

12、所示。图1.3 工件展开图第2章 冲裁工艺方案及排样图的确定2.1 冲裁工艺方案的确定该零件冲压加工可能有的工艺方案为：方案一：落料U形弯曲，单工序模冲压生产。方案二：落料U形弯曲，复合模冲压生产。方案三：冲零件孔、冲导正孔切废料弯曲分离，多工位级进模具冲压生产。表2.1 工艺方案适用范围模具种类比较项目单工序模（无导向）（有导向）级进模复合模零件公差等级低 一般 可达IT13IT10级 可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm零件平面度 低 一般

13、中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率 低 较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全 不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本 低 比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产 工艺方案适用范围如表2.1，分析各种方案如下：方案一，模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要多副模具，

14、成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二，属于复合式冲压，复合模结构复杂且装配较困难，强度也会受影响，寿命不高。因此采用复合冲压使用价值不高，也不宜采用。方案三，属于多工位级进冲压，生产效率高、质量稳定、操作安全，适用于大批量冲压生产，既解决了方案一、二的问题，又能满足使用要求，故此方案最为合适。2.2 排样图的确定 级进模的排样是指制件在条料上分几个工位冲制的布置方法。排样图不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生产率、模具结构与制造复杂程度、模具使用寿命长短等都不同。所以排样图的确立非常重要。2.2.1 排样载体形式的确立多工位级进模又称连续模或跳进模，是指模具沿被冲原材料的直线

15、送进方向，具有至少两个或两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。常见的冲压工序有冲孔、弯曲、拉深、成形、落料等。多工位级进模排样中的搭边作用特殊，通常称为载体。载体是运送柸件的物体，载体的主要作用是将怌件传递到各工位进行各种冲裁和成形加工。载体形式的确定，在多工位级进模的排样中是很重要的，它对材料的利用率高低影响最大，还关系到能否保证正常生产和保证制件冲裁精度和效果，影响到模具结构的复杂程度和制造难以。多工位级进模的排样方式根据载体形式不同将级进模排样分为无载体排样、边料载体排样、单载体排样、双边载体排样及中心载体排样五种。根据本套模具特点

16、，需要两边弯曲，故选择中间载体排样较为合适。中间载体排样是在产品条料中间留出一定宽度的材料，并于产品前后两边相连，材料利用率较高。2.2.2 排样方法的确定常用的排样方法有三种：有废料排样、少废料排样、无废料排样。各方法方式及优缺点比较如下：1. 有废料排样 沿冲件全部外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。2. 少废料排样 沿冲件全部外形切断或冲裁，只在冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。3. 无废料排样 沿直线或曲线切断条料而获得冲件

17、，无任何搭边。冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方法的分析比较，考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方法选择方案二为佳。排样方式有单排、多排、对排、斜排等方式，考虑模具结构和制造成本少废料排样的具体形式选择直排最佳。2.2.3 排样图的确定排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则 1. 提高材料利用率。2. 排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。3. 模具结构简单、寿命高。4. 保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。根据相关原则，排样图如图2.1所示。图2.1 排样图第

18、3章 模具结构形式的选择3.1 模具类型的选择 由冲压工艺方案及排样图，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。3.2 操作方式及送料方式零件的生产批量为大批量，但自动送料装置较复杂，故用手动送料方式，合理安排生产既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。根据模具及所选压力机特点，送料方式为左右进料。3.3 模具的导料及顶出装置多工位级进模中，不仅有冲孔、弯曲、分离等多个工序，故步数多，条料的工作区间较长。因此要求条料必须沿着正确的方向顺利的直线运动，以保证各工位连续、正确、稳定地工作。因此，必须在级进模中使用导料装置。常用的导料装置一般包括：左右导料板、脱料板、条料的侧压装置、导

19、料杆、或浮顶杆、安全检测机构等。根据本套模具工序特点采用导料板和浮顶杆结合导料的方式。导料板用于引导材料沿着一定方向送进，一般设置在凹模两侧，其导向面与凹模中心线相平行，基本形式为平行的两块长条版。浮顶杆起托顶条料浮离凹模平面以便条料送进的作用，一般是对称形式设置。 浮顶杆既有导料作用同时起顶出作用。弹压力主要靠压缩弹簧获得。本套模具中浮顶杆固定在下模座上。3.4 工位间距的定距及导正方式级进冲模条料在模具送进的定距方式主要有侧刃定距、冲压设备附设的自动送料机构定距、模具内设置的导正钉定距等。本模具采用侧面导料板和模具内设置的导正钉定距及挡料销配合使用。侧面导料板保证了条料的顺利直线进给运动。

20、挡料销是定距定位最简单的方法之一：送料送到一定长度后通过挡料的办法将料停住不动，实现定位。挡料销从结构形式可分为固定式挡料销和活动式挡料销，根据本套模具特点，本模具中采用固定式挡料销。导正钉定距是级进冲模中最常用的定距形式，是一种精定距方式。导正钉定距是首先在条料的第一工位上冲出导正钉孔。从第二工位开始的对应位置上设置导正钉孔。级进冲模的导正钉孔一般设置在条料的载体上或最后切割的空余废料。导正钉的长度一般是在凸模的长度的基础上至少再加上（0.81.5）t。本套模具中导正钉安装在上模座上。3.5 卸料及出件方式卸料装置在级进模中是很重要的组成部件，在纯冲裁的多工位级进模中，卸料装置出卸料作用外还

21、起压料、导向、保护的作用。常用的有刚性卸料与弹性卸料两种形式。刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料。由于有压料作用，冲件比较平整。常用作落料模、冲孔模、弯曲模及正装复合模等的卸料装置。 锁具工件平直度较高，料厚为1.5mm相对较薄，卸料力较小，弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，所以采用弹性卸料。弹性卸料装置一般是由卸料板通过卸料螺钉和弹

22、性元件等装在模具上的。本模具中因采用级进模生产，根据模具结构宜采用向下落料出件。3.6 模架及其组成零件模架由上模座、下模座、导柱、导套及模柄组成。3.6.1 模架 模架按导柱不同的位置，主要分为四种模架：1. 中间导柱模架。 导柱分布在矩形凹模的对称线上，两个导柱的直径不同。这种模架可以避免上、下模的错装而发生模架损坏事故，适用于工位数较少的级进模冲裁。2. 对角导柱模架。 导柱分布在矩形凹模的对角线上，既可以横向进料，也可以纵向进料，特别适用于各类级进冲模使用。同样为了避免上、下模的错装，两个导柱的直径也应不同。3. 后侧导柱模架。 两导柱分布在矩形凹模的后侧，这种形式适用于工位数较少而需

23、有较大使用空间的精度要求不太高的级进冲模。4. 四导柱模架。 4个导柱分布在矩形凹模的两对角线上。因其具有模架刚性好，导向平稳，准确可靠等优点，一般使用在大型冲模和模具刚性与精度要求很高的精密冲裁，以及高精度、多工位的级进冲模中。选用模架时，应充分了解各类模架的特点，了解制件精度要求高低、产量多少、模具间隙的大小、制件材料性质、形状尺寸及送料方式等，此外还要根据凹模面积大小，考虑模架要有一定的送料装置、废料清理等辅助装置的空间，以及安装固定到压力机上要留有足够面积等。根据本套模具特点，工件精度要求不高，工件较小等多方面因素，本套模具采用对角导柱模架。3.6.2 模架的导向装置模架的导向装置是指

24、在上下模座上安装导柱、导套等零件所组成的导向副，保证上下模架相对时，对应位置始终沿着一个正确的方向运动，从而达到保证冲裁的精度的目的。常见的模架导向装置有滑动导向和滚动导向两类。1. 滑动导向。导柱、导套在一定精度范围内的滑动配合，使上下模沿着正确方向运动。由于导柱、导套间的配合是动配合，存在一定的配合间隙，其值比较小，最小时0.005mm，所以这种导向装置能保持较高的导向精度，而且由于滑动装置结构简单、制造方便，故应用十分广泛。2. 滚动导向。滚珠导向是在导柱、导套之间多了一层滚珠和安装滚珠的保持圈，习惯上称滚珠导向。滚珠导向与滑动导向的主要区别是导向原理不同：滚动导向是通过钢球在导柱、导套

25、间有0.010.02mm过盈量，在冲压压力的作用下上模座沿导柱上下做纯滚动运动；而滑动导向是导柱、导套间有间隙的上下滑动运动。滚动导向是无间隙的，滚动导向精度显然高于滑动导向，故常用于高精度、长寿命的薄料、小间隙多工位级进模，尤其是硬质合金级进模被广泛应用，但其结构较滑动导向复杂，制造成本高。比较滑动导向和滚珠导向特点，本套模具选用滑动导向装置。结构如图3.1所示。 图3.1 滑动导向导柱导套结构3.6.3 模柄模柄是中小型级进模模架不可少的零件，通过它使上模部分迅速找正位置，直接与压力机滑块连接固定在一起，以实现冲压的往复运动。常用的模柄种类有旋入式、压入式模柄、凸缘式模柄及浮动式模柄。其中

26、压入式模柄结构能够较好地保证模柄垂直度要求，长期使用后模柄稳定可靠，不会松动，因此在多工位级进模中是最好的一种模柄，应用最多。本套模具中采用压入式模柄。3.6.4 上、下模座上、下模座的作用是直接或间接地安装冲压模具的所有零件，分别与压力机的滑块和工作台连接传递压力，因此，必须十分重视上、下模座的强度和刚度。设计级进模时，应尽量选用标准模架，如须自行设计模座，模座材料一般选择Q235或45钢制造，并进行必要的校核参数，以确定满足使用要求。3.6.5 凸模固定板、垫板凸模固定板主要作用是对凸模进行固定，并通过它安装在上模座上，多工位级进模的凸模不仅要安装所有的凸模，有时还要安装内导柱、内导套、导

27、正钉等装置，因此，多工位级进模的凸模固定板刚度、强度要求较高，有时还需要热处理，其加工精度、装配要求也较高，以满足使用寿命的要求。凸模固定板的厚度为凹模厚度的，也可取凸模长度尺寸的为固定板的厚度尺寸。多工位级进模为连续、高速的冲压生产，是多种冲压的组合，因此，在凹模板、固定板、卸料板的背面一般都要衬以经过热处理的垫板以防止在多工位级进模连续冲压过程中将模架零件损坏。因此，其要有一定的强度刚度及耐磨、耐热等性能以满足使用要求。3.7 其它辅助零件3.7.1 紧固件冲模中的紧固件主要包括螺钉、销钉等标准件。其中螺钉主要是连接紧固模具中各零件，使其成为一体，销钉主要起定位作用。冲模中一般选用内六角螺

28、钉，这种螺钉紧固牢靠，并且螺钉头埋入在模板内，不占模具空间，外形也美观。销钉常采用圆柱形结构，销钉配合方式通常有滑合与打入两种方式，滑合采用的是过度配合，打入采用的是过盈配合。3.7.2 限位装置压力机的装模高度虽然可以调节，但是由于机器的误差，可能会造成凸模进入凹模太深或者压料装置压料过深，所以一些较精密的模具中要用到限位零件。为方便送料，一般下限位柱的高度等于下模高度。3.7.3 弹性元件在级进模模具中用于卸料、压料、推件、压边、缓冲减震等工作时，常用的弹性元件有圆钢丝圆柱螺旋压缩弹簧（普通弹簧）、扁钢丝圆柱螺旋压缩弹簧（强力弹簧）、橡胶和聚氨酯橡胶等弹性元件。圆钢丝圆柱螺旋压缩弹簧简称普

29、通弹簧，由于弹性好、制造方便、价格便宜，是在冲模中应用最广泛的一种弹性元件。橡胶习惯上又称橡皮，由于允许承受较大的负荷，安装调整比较方便，取材又容易，在模具应用非常广泛。本模具结构中弹性元件选用普通弹簧和橡胶作弹性元件。第4章 模具设计计算4.1 排样条料宽度、步距、材料利用率的计算4.1.1 条料宽度的计算因选用少废料排样方式，由排样图可知，条料宽度等于工件展开图的宽度:B=63.64mm。4.1.2 步距的确定送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，多工位级进模模具中相邻两个工位间的距离必须相等。步距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值。当制件为当行直排

30、样时，步距的基本尺寸有下式计算：式中 A步距（mm）； C与送料方向平行的制件外形尺寸（mm）； a制件间搭边值（mm）根据排样图特点，步距为： 式中 C=34mm a为导正钉孔与制件间的搭边值，查相关资料表格得a1.5mm，取a=3mm d为导正孔直径，查表4.1确定导正孔d的数值 取d=4mm带入数据得： A=44mm表4.1 导正孔d的确定 单位（mm） 对制件的质量要求 一般结构件 精 密 件 料厚t 导正空直径d 料厚t 导正空直径d 1.6 2.54 0.5 1.62 1.0 2.02.5 注：如果条料的排样上有余地，导正孔直径宜采用大值4.1.3 计算材料利用率冲裁件的实际面积与

31、所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。一个步距内的材料利用率：/BS100% 式中 A一个步距内冲裁件的实际面积； B条料宽度； S步距；由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。由排样图计算材料利用率： 一个步距内冲裁件的实际面积，运用CAD软件，工具-查询-面积： A=1562.28mm2所以一个步距内的材料利用率 =BS100% =1562.2863.6444100% =55.79%根据计算结果知道选用直排材料利

32、用率可达55.79%，满足要求。4.2 冲压力、弯曲力及卸料力的计算4.2.1 冲裁力的计算在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。所选压力机的吨位必须大于计算的冲裁力。用普通平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： F=KLt 式中 F冲裁力； L冲裁周边长度； t材料厚度； 材料抗剪强度； 系数；系数是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、材料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取=1.3。的值取为b=350Mpa根据条件计算长度： 冲出的孔的周长为： =31.41mm 切废料

33、的周长为： =262.21mm 分离的周长为： =68mm 所以： =1.331.411.5350/1000 =21.44（KN） =1.3262.211.5350/1000 =178.96(KN) =1.3681.5350/1000 =46.41(KN)计算总冲裁力： =21.44+178.96+46.41 =246.81(KN)根据计算，模具冲裁力为246.81KN。4.2.2 弯曲力的计算弯曲力是指弯曲件在完成预定弯曲时所需要的压力机施加的压力，也是设计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一。弯曲力的大小与毛坯尺寸、零件形状、材料的机械性能、弯曲方法和模具结构等多种因素有关，理论分析方法很

34、难精确计算，在实际生产中常按经验公式进行计算。 U形件自由弯曲时的弯曲力公式： 式中 F弯曲力（KN） K系数，一般取1.2 B弯曲件宽度 （mm） B=34mm T弯曲件厚度 （mm） t=1.5mm 材料的抗拉强度极限 （MPa） =400MPa r弯曲件圆角半径 （mm） r=1.5mm带入数值得：=0.71.2341.51.5400/(1.5+1.5) =8.57KN4.2.3 卸料力的计算在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复等）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹

35、模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力。对于冲裁件卸料力一般按以下公式计算： 式中 为卸料力系数，查表4.2，取=0.04 F为冲裁力 F=246.81代入数值得： =0.04246.81=9.87KN 表4.2 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKXKTKD钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0500.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.094.3 压力

36、机的选用 压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和。当采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：所以总冲压力: =246.81+ 8.57+9.87 =265.25KN压力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为JC2335。部分压力机的参数如下：公称压力：350KN；滑块行程：80mm；最大封闭高度：280mm；立柱距离：300mm；工作台尺寸：前后：380mm 左右：610mm；模柄尺寸：直径：50mm 深度：70mm。4.4 压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应尽可能使模具的压力中心与压力机滑块的中心相

37、重合，以便平稳地冲裁，减少导向磨损，提高模具及压力机寿命。冲模的压力中心，可以按下述原则来确定：1. 对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。2. 工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3. 形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) Y0=（L1y1L2y2Lnyn ）/（L1L2Ln） 由于该工件在Y方向上高度对称，所以代入数据粗略计算，建立坐标系如装配图所示：压力中心（54.17，0）。4.5 冲裁凸凹模刃口尺寸计算4.5.1 凸凹模间隙值的确定凸凹模间隙

38、对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力等有较大影响，所以必须选择合理的间隙。合理间隙值的确定方法主要有：理论确定法和经验确定法。理论确定法是根据上下裂纹重合，用几何方法推导，使用意义不大。故实际常采用经验确认法。根据冲裁件质量要求的高低，当冲裁件质量要求一般时采用较大间隙值。查相关表格有：当材料是Q235，厚度是1.5mm时，间隙值=0.132 mm =0.240 mm4.5.2 凸凹模刃口尺寸的确定 1. 确定凸凹模刃口尺寸的原则（1） 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，即冲裁间隙通过减小凹模凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为

39、基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。（2） 考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响：刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸减小，应接近或等于冲件的最大极限尺寸。（3） 不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值()。（4） 考虑冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高23级。（5） 工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造误差原则上都应按“入体原则”标注为单向公差，所谓“入体原则”，是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。对磨损后无变化的尺寸，一般应

40、标注双向偏差。 2. 凸、凹模加工方法的确定凸、凹模加工方法一般分为两种：凸、凹模分开加工法和凸、凹模配合加工法。当凸、凹模分开加工时，模具具有互换性，制造周期短，便于模具成批制造，但模具的制造公差小，模具制造困难，成本较高。凸、凹模配合加工就是先按设计尺寸制造出一个基准件，然后根据基准件的实际尺寸按间隙配制另一件。其模具的间隙是由配制保证，工艺较简单，并且可以适当放大基准件的制造公差，使制造容易，故目前一般工厂常采用这种加工方法。结合模具及工件的形状特点，本套模具宜采用配合加工的方法。 3. 凸、凹模配合加工时工作部分尺寸的计算公式落料件按凹模，冲孔件按凸模磨损后尺寸增大、减小、和不变的规律

41、分三种，具体计算公式如下:(1) 凸模或凹模磨损后会增大的尺寸,相当于简单形状的落料凹模尺寸。第一类尺寸A: (2) 凸模或凹模磨损后会减小的尺寸，相当于简单形状的冲孔凸模尺寸。第二类尺寸B: （3） 凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸，相当于简单形状的孔心距尺寸。第三类尺寸C： 式中 、模具基准件尺寸，mm 、工件极限尺寸，mm 工件公差，mm X磨损系数。相关数据查相关手册可得。根据以上原则及公式并查公差，成形尺寸如图4.1。 图4.1 模具刃口尺寸计算 工作零件刃口尺寸的计算如表4.3所示。表4.3 工作零件刃口尺寸的计算尺寸分类 尺寸转换 计算公式 结果切外形凸模1 7 9 3 15 R

42、2 11 切外形凸模2 7 4 12 切外形凸模3 6 24 30 R3 冲孔凸模 R1.5 4.6 弯曲模工作部分尺寸计算弯曲模工作部分的尺寸是指与工件弯曲成形直接有关的凸、凹模尺寸和凹模的深度，如图4.2所示。 图4.2 凸、凹模工作部分尺寸4.6.1 凸模圆角半径当弯曲件的相对圆角半径（58）时，由回弹计算决定。当（58）时，一般取=r。当时，取，弯曲后通过整形工序使r达到要求。故凸模尺寸取=r=1.5 mm。4.6.2 凹模圆角半径凹模口圆角半径的大小直接影响坯料的弯曲成形。太小，弯曲时坯料拉入凹模的阻力大，厚度易拉薄，表面易镲伤。太大，会影响毛坯定位的准确性。对称弯曲时，若凹模两边的

43、大小不一致，将因两边流动阻力不一致使坯料在弯曲过程中产生偏移。的值可参考表4.4。表4.4 凹模口的圆角半径材料厚度t mm凹模口圆角半径mm材料厚度t mm凹模口圆角半径mm 1 3 12 5 23 7 34 9 45 10 56 11 67 12 78 13 810 15 故取5 mm。4.6.3 凹模工作部分深度凹模工作部分深度要适当。若深度过小，则工件弯曲成形后会弹大，而且直边不平直。若深度过大，则模具材料消耗大，而且压力机需要较大的行程。4.6.4 弯曲凸模和凹模的间隙 U形件弯曲时必须合理确定凸、凹模之间的间隙，凸、凹模间隙较小，弯曲时的摩擦力和弯曲力将增加。间隙太小时，制件直边料较薄，表面容易出现划痕，同时还会降低凹模寿命。间隙过大时制件回弹量增大，误差增加，从而降低制件精度。因此，必须根据弯曲件材料厚度、力学性能和弯曲件的高度、尺寸精度合理选择凹、凸模的间隙。钢件材料U形件凸、凹模的单面间隙值一般可按下式计算： 式中 Z/2凸、凹