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簧片
冲压
工艺
模具设计
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簧片冲压工艺及模具设计,簧片,冲压,工艺,模具设计
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簧片冲压模具设计院 系北方科技学院专 业机械设计及其自动化（模具设计及其制造）班 级B942131学 号B94213129姓 名 吴建军指导教师王巍负责教师王巍沈阳航空航天大学2013年6月沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）摘 要本论文首先对簧片件的测绘。再对该制件的冲孔、弯曲等成形工艺分析的基础上，提出该零件采用两套模具即落料冲孔复合模、弯曲模的冲压方案，并介绍了该零件的冲压成形排样和模具结构。本模具首先完成的是落料冲孔复合模的冲裁，其次是弯曲模的弯曲的复合工艺。排样图为冲裁的排样，弯曲模用手工的方式放入两个定位销中进行定位。本论文最后还对该零件的模具设计进行了经济性分析。 关键词：簧片件；落料冲孔复合模；弯曲模；排样AbstractThis paper first plates fixed on the cards of the Survey and Mapping. In the parts of punching, bending, such as forming process on the basis of the analysis of the proposed use of two sets of parts of the mold that is, blanking compound die punching, bending die stamping of the programme and introduced the stamping parts of the layout and Die structure.The die is the first to complete the blanking punching the compound die punching, followed by the bending die of the bending of the compound. Layout map of the layout punching, bending die by hand into the way the two pins in the position. This paper finally die design of the components of the economic analysisKey words: modem fixed panels; blanking punching compound die; bend-song; nesting目 录1 引言12 制件的工艺性分析32.1 冲压制件的工艺性分析32.1.1 弯曲工艺性分析42.1.2 冲裁的工艺性分析42.2 局部弯曲展开尺寸的计算63 工艺方案的确定及排样图设计103.1 工艺方案的确定103.1.1 方案种类103.1.2 各方案的比较103.1.3 方案的确定113.2 排样图的设计133.3 材料利用率的计算144 模具的总体设计154.1 工艺力的计算154.1.1 冲裁模成形力的计算154.1.2 弯曲模弯曲力的计算164.2 压力机初选174.2.1 冲裁模压力机的初选174.2.2 弯曲模压力机的初选174.3 压力中心的计算184.4 凹模的设计与校核194.4.1 凹模的总体设计194.4.2 凹模材料的选择204.5 导料、定位系统设计214.5.1 冲裁复合模的导料、定位系统的设计214.5.2 弯曲模的导料、定位机构的设计224.6 凸模的设计224.6.1 冲裁凸模224.6.2 弯曲凸模的设计244.6.3 冲裁凸凹模的设计254.7 卸料装置的设计254.7.1 冲裁模卸料装置的设计254.7.2 弯曲模卸料装置的设计264.8 凸模固定板的设计274.9 垫板的设计与校核274.10 模架的选取284.10.1 冲裁模模架的选取284.10.2 弯曲模模架的设计284.11 弹性元件的选用294.12 压力机的复选和校核304.12.1 冲裁模具压力机的复选与校核314.12.2 弯曲模压力机的复选与校核325 工作部分尺寸计算345.1 冲裁部分尺寸计算345.2 弯曲部分刃口尺寸计算385.2.1 凸、凹刃口尺寸计算385.2.2 凸凹模圆角半径及弯曲深度的确定396 模具经济性评估416.1 模具成本概述416.2 模具材料及各密度表426.3 模具价格估算446.3.1 Cr12MoV成型零件的价格446.3.2 45钢板价格计算456.3.3 HT200模座价格计算456.3.4 其他标准件零件费用457 结 论47参 考 文 献48致 谢49附录50511 引言自从我国加入WTO以来，机械制造行业迎来了空前发展的机遇，也正逐步向成为“世界制造中心”而努力着。为了提高竞争力，我国的制造行业开始广泛的使用数控技术和模具技术。而我国的模具工业在近20年来更是迅猛发展，模具及模具加工设备市场需求潜力巨大，前景也很广阔。模具在汽车、拖拉机、飞机、家用电器、工程机械、机床、仪器仪表、日用五金等制造业中，起着极为重要的作用。模具是实现钣金件、锻件、粉末冶金件、铸件、压铸件、注塑件和陶瓷件等生产的重要工艺装备。采用模具生产毛坯或成品零件是材料成形的重要方式之一，与切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、产品性能好、生产效率高和成本低等显著特点。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越多且越来越高的要求，尤其是电子产品的使用日益广泛，更新速度极快，故需要其制造生产的质量和效率要大大提高，因此新型的设计制造方法也应运而生。虽然随着计算机技术的发展和工程技术的提高，开始利用三维软件设计模具，但是冷冲压技术仍然占主导地位，不容忽视。为了了解这方面的知识，借着这次做毕业设计的机会，我选择了冲压模具设计以提高认识。这次毕业设计的内容是利用冷冲压的有关知识设计显卡固定板的冲裁弯曲复合模具。说明书共包括六章内容，详细叙述了整个设计的过程，分析零件经济性、工艺性，确定零件的冲压工艺方案及其模具的结构，然后进行模具零件的设计计算。此外还概括的叙述了两套模具的结构特点和工作原理，模具的经济性评估。这些都是模具的真正设计和生产的必要环节，尤其是模具的经济性评估具有重要的现实意义。由于本人模具专业知识水平有限，在设计中难免会出现不足之处，恳请各位老师和同学给与批评指正。2 制件的工艺性分析2.1 冲压制件的工艺性分析制件简图：如图2-1所示。名称：簧片。材料：Q235.材料厚度：1mm.图2.1 制件图2.1.1 弯曲工艺性分析1. 最小弯曲半径：r=2t=12=2mm3mm,故最小弯曲半径合理。2. 弯曲孔边距：弯曲时，孔边与制件直壁间应保持一定距离，即c2t如图2.2，c=5mm21=1mm.所以，弯曲件孔边距合理。图2.2 孔边距3. 弯曲直立部分高度：H最小等于3mm2.5t=2.5mm.所以，弯曲直立高度合理。2.1.2 冲裁的工艺性分析图2.3 冲裁示意图零件材料为Q235。1. 冲孔最小尺寸：冲圆孔时，直径a=31t=11=1mm,所以，满足条件。2. 最小孔边距：冲孔件边缘与冲孔外形边缘平行时，at,通过图2-3可以看到，a=1mm,所以满足最小孔边距要求。综上所述，冲裁件符合冲裁工艺要求。3. 冲裁圆角：图2.4 冲裁圆角d1.3t,即r0.65t所以，r0.651=0.65mm,取r最小为1mm，满足条件要求。2.2 局部弯曲展开尺寸的计算 该制件如图2.5所示：图2.5 制件图此宽边弯曲为角度为90的单边弯曲，尺寸如图2.6，对于弯曲半径r0.5t的弯曲零件，则展开件的长度尺寸为： L=a+(0.40.6)t 式（2.1）式中a标注在零件内侧的弯曲边长度；图2.6 宽边直角弯曲根据已知t=1mm,r=0.45,所以L=10.55+0.51.0L=11.05mm.11.05的公差等级为IT14级，提高3级，IT级的公差值为0.11，所以高度偏差为，高度为mm.长边弯曲如图2.7：图2.7 长边直角弯曲视图L=11.55+0.41.0L=11.95mm.11.95的公差为IT14级，提高3级，IT11级的公差值为0.11，所以展开长度偏差为,高度为mm.故，零件展开图如图2.8：图2.8 零件展开图3 工艺方案的确定及排样图设计3.1 工艺方案的确定3.1.1 方案种类该工件包括落料、冲孔以及弯曲三个基本工序，可以有以下几种工艺方案：方案一：先冲孔，然后落料最后完成弯曲工序。分别采用单工序模具来完成各工序。方案二：采用冲孔落料复合模生产再采用弯曲模对工件进行弯曲，完成工作共需要两套工序。方案三：采用冲孔-落料-弯曲级进模生产。3.1.2 各方案的比较方案一：模具结构简单，制造方便。不过，本方案需要三道工序，即三套模具，成本相对较高，生产效率低。不得不说的是，在每一道工序完成之后，接下来的工序必然会增大制造误差，这样，就会使工件精度和质量降低，无法达到所需的要求，难以满足生产需要。所以，首先排除本方案。方案二：本方案只需要两套模具，模具机构比较简单，工件的精度及生产效率要求基本能满足，模具轮廓尺寸、制造准确度都比较好。复合模紧凑，模具零件加工精度较高。另外，模具装配准度较高。方案三：级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量，小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，结构较复杂，如果采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，进而排除此方案。综上所述，采用方案二，应用落料-冲孔复合模和弯曲模生产。3.1.3 方案的确定由以上的方案分析，本次设计采用落料-冲孔复合模和弯曲模来满足设计需要。冲裁过程首先要进行工件上五个圆孔和一个矩形孔的冲裁。五个圆孔中包括四个R1.5和一个R3的圆孔。如图3.1及图3.2图3.1 工件上包含四个R1.5的圆形孔图3.2 工件上R3的圆孔另外，本工序中包含一个非规则外形的落料。如图3.3图3.3 冲孔落料工序中非规则外形的落料在弯曲工序中，包括两个90的弯曲。如图3.4,3.5：图3.4 宽边直角弯曲图3.5 长边直角弯曲 从以上图中可以看到，该工件结构较为简单，模具设计也较为简便。由于零件制造精度为IT14级，不会影响工件的制造质量。3.2 排样图的设计 排样是指工件在条料、带料或板料上布置的方法。排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的工件。搭边还可以使条料有一定的刚度，便于送进。合理的排样和选择适当的搭边值，是降低成本、保证工件质量及延长模具寿命的有效措施。按零件的不同几何形状，可得出其相适合的排样类型，而根据排样类型又可分为有搭边和无搭边两种。图3.6 排样图由于工件厚度t=1mm,故可以确定工件间距离为1.5mm,搭边值为1.8mm.3.3 材料利用率的计算 材料的经济利用可用材料的利用率来衡量。首先应该对条料的宽度进行计算。根据前面的排样图，由1查得，同侧导料销条料宽度公式为：B=D+2a 式（3.1）式中D为毛料宽度，D=30mm搭边值a=1.5mmB=D+2a=30+21.5=33mm进距L=130.36+1.8=132.16mm 冲压毛胚的面积：A=2345.2mm 式（3.2）故由此可知，材料利用率为53.8%.4 模具的总体设计4.1 工艺力的计算由1查得Q235的材料性能如下：=304373Mpa 取450Mpa4.1.1 冲裁模成形力的计算计算冲压力，该模具采用弹性卸料和下出料方式。（下列公式出自参考文献10）1. 计算冲孔力： 式（4.1）其中为冲裁轮廓周长，=116.52mm,t=1mm=116.521420=48.94KN.2. 计算落料力： 其中为落料轮廓周长，=490.61mm,t=1mm=490.611420=206.06KN.3. 计算卸料力： 式（4.2） =0.04206.06KN=8242N.其中=0.04,查1表2-37所得。4. 冲孔时的推件力： 式（4.3） =0.05548.94KN=2691.7N.其中=0.055，查1表2-37所得。总冲压力 式（4.4） =48940+206060+8242+2691.7=263.50KN.选择冲裁复合模冲床按总冲压力选择。4.1.2 弯曲模弯曲力的计算 弯曲模具由两个U形弯曲的自由弯曲组成。（下列公式均出自参考资料1）1. 对于U形弯曲件： 式（4.5）其中P为材料在冲压行程结束时，不受校正的弯曲力； b为弯曲件沿弯曲线的长度； t为弯曲件材料的厚度； r为弯曲内半径； 为弯曲件材料的抗拉强度； K为安全系数，可取1.3。2. 顶件力和压料力的计算： 若弯曲模设有顶件装置或压料装置，其顶件力（或压料力）可近似取自由弯曲力的30%80%。 式（4.6） =0.330.57KN=9.17KN 式（4.7） =0.430.57KN=12.23KN总压弯力 式（4.8）=30.57KN+12.23KN=42.8KN选择弯曲模具冲床时按总压弯力选择。4.2 压力机初选4.2.1 冲裁模压力机的初选冲裁总压力=263.50KN初选压力机：JH23-40开式双柱压力机，公称压力为400KN.4.2.2 弯曲模压力机的初选弯曲总压力=42.8KN.初选压力机：JH23-63开式双柱压力机，公称压力为63KN.4.3 压力中心的计算冲裁力的合力中心称为压力中心，要使模具正常工作，必须使压力中心与冲头把的压力中心线重合，否则会产生偏弯矩，使模具产生歪斜，间隙不均匀并使压力机和模具导向机构产生不均匀磨损，刃口变钝。一般对称工件的压力中心均位于对称中心线之交点上，即几何中心解析法。多凸模冲模压力中心的确定：1. 按比例画出凸模工作部分的轮廓位置，如图4.1。图4.1 压力中心坐标示意图2. 任意选择坐标轴线x-x,y-y。3. 找出每个凸模的压力中心和其坐标。由1查得公式并经计算得：63.36mm 式（4.9）19.42mm 式（4.10）故，压力中心为（63.36,19.42）在压力中心允许的偏移范围内，可选压力中心坐标为（63,19.5）4.4 凹模的设计与校核4.4.1 凹模的总体设计1. 冲裁模的凹模的总体设计该模采用复合模结构，采用正装式复合模，则冲孔废料、制件、落料废料均落在凹模表面，将导致清除困难而降低生产效率，增大劳动强度；同时，由制件功能可知，其平直度要求不是很高，无需采用上、下压料机构，由此采用倒装复合模。为保证制件较高的位置公差，上、下模之间采用后侧导柱，导套的精确导向定位（标准模架），各个工作零件的安装位置要求较高，主要靠加工精度保证。 条料采用手动送料，进入模具内靠导料销保证送进方向，挡料销保证定距精度。冲裁完成后，冲孔废料由漏料孔从下模漏出，制件则由上模的刚性顶件装置顶出落在下模表面。落料废料再由安装于下模的弹性卸料装置从凸凹模剥落。另外，通过设计夹板来解决由于凸模过长而导致的强度不够的问题，落料凹模以销钉、螺钉紧固的方式安装在夹板上。结构如图4.2：图4.2 冲裁模具凹模、凸模分布图2. 弯曲模的凹模总体设计根据压弯力的大小，初步考虑使用63KN的JH23-63开式双柱压力机压制，模具结构草图如图所示，主要由压块、托板、活动凸模、顶板、反侧压块等组成。此模具应用非标准下模座，采用两个反侧压块、顶板、销钉对零件进行准确定位。结构如图4.3：图4.3 弯曲模具凹模、凸模分布图4.4.2 凹模材料的选择由于所需冲裁件形状复杂，而且生产批量大，材料厚度，故考虑选用，HRC5862。1. 弯曲时凹模强度的校核：由于在冲裁过程中，如果凹模高度不够便会使凹模产生弯曲变形，以致给凹模造成损坏，为生产带来不便，故经3查得公式并计算凹模允许的最小高度： 式（4.11）式中F冲裁力； 许用弯曲应力，单位为Mpa（淬火钢为未淬火的1.53倍）。 凹模最小厚度，单位mm.=10.32mm,故强度符合要求。4.5 导料、定位系统设计4.5.1 冲裁复合模的导料、定位系统的设计为保证模具正常工作并生产出合格的零件，要求在毛坯送进的平面内，毛坯（块料或条料）相对于模具的工作零件处于正确的位置。毛坯在模具中的定位有两方面的内容：一是与送料方向垂直方向上的定位，通常叫送进导向；二是送料方向的定位，用来控制送料的进距，通常叫挡料。本模具设计采用导销式导向复合模，在条料的同一侧装设两个固定导料销，安装在卸料板上，保证条料首次或末次冲裁的正确方向，即保证条料沿导料销一侧送进，使毛坯在模具工作平面上的纵向位置准确无误。导料销送进结构简单，制造容易。另外，本模具采用挡料销限定条料送进进距，即用销钉抵挡搭边来限定条料进距，选用圆形固定挡料销。如图4.4：图4.4 冲裁导料、定位机构示意图4.5.2 弯曲模的导料、定位机构的设计为保证模具正常工作并弯曲出合格的零件，要求弯曲的毛坯相对于模具的工作零件处于正确的位置，以保证进行弯曲时，弯曲毛坯件不发生偏移而导致弯曲工序失败。本模具采用两个定位销对弯曲毛坯件进行准确定位，来防止弯曲时毛坯发生偏移。导料采用手工放置于定位销上，弯曲完成后取下。如图4-5：图4.5 弯曲模的导料、定位机构的设计4.6 凸模的设计4.6.1 冲裁凸模通过前面的工艺分析，我们知道，该制件上包括4个R1.5和一个R3的圆孔以及一个17mm13mm的矩形孔。我通过标准圆凸模和凸模组合体来完成本工序的设计。由于冲裁形状较为复杂，所以采用，淬硬HRC5862。1. 标准圆凸模下图为R1.5的标准圆凸模：图4.6 标准圆凸模2. 大孔凸模体组合结构以上的工艺分析当中，我们知道制件上的矩形孔和旁边两个R1.5的圆孔距离过于接近，在设计及安装标准圆凸模时，凸模的阶梯部分会与旁边矩形凸模发生干涉，无法正常按照单独设计的凸模进行安装和生产。为了解决这个问题，就不得不将这三个凸模设计到一起，通过大孔凸模体组合结构解决干涉问题。我通过对矩形凸模底座的加大，在正确的位置钻孔，将两个R1.5的圆凸模套入矩形凸模内部，使其三者组合成为一体，然后在将其固定在凸模固定板上，与固定板采取H7/n6配合，由于该凸模非是大面积异形凸模，所以可以不采用销钉，而直接固定在凸模固定板上。这样不仅解决了单独设计及安装凸模时的干涉问题，也通过利用大孔凸模体组合结构提高了小孔凸模的强度，可以使制件在生产时的精度得以保证，使制件的质量提高。如图4.7：图4.7 大孔凸模组合体4.6.2 弯曲凸模的设计该制件有两处弯曲。且为相邻两边的两个边弯曲。弯曲的最大高度为13.5mm。加上2mm的修模量，而最小的弯曲高度为5.5mm，加上2mm的修模量。弯曲凸模用，淬硬HRC5862。弯曲力较小，凸模不用校核。弯曲凸模安装采用下模座设计的方孔定位，再用螺钉紧固。凸模材料：，HRC5862,即可以满足要求。如图4.8：图4.8 弯曲凸模的设计4.6.3 冲裁凸凹模的设计冲孔凹模尺寸和落料凸模尺寸均采用配合加工的方法。其外形尺寸较大，为方便外形磨削加工，设计成阶梯形，采用面与面的定位方式，即螺钉固定方式。材料选用Cr12MoV,热处理硬度为6062HRC。凸凹模的强度校核：按表2.24得凸凹模的最小壁厚为2.5mm，而实际最小壁厚为3mm，故符合强度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配置，并保证双面间隙0.340.39mm。4.7 卸料装置的设计卸料装置是起卸料作用，分为固定卸料和弹性卸料，固定卸料装置的卸料力大，卸料可靠，用于料较后且平直度要求不高的冲裁件。弹性卸料装置卸料力小，它既起卸料作用又起压料作用所得零件质量好，平直度较高，防止条料在冲压过程中产生位移和塑性变形。因此，质量要求较高的冲裁件或t1.5mm料厚的薄板件宜用弹性卸料装置。4.7.1 冲裁模卸料装置的设计倒装冲孔落料模采用弹性卸料装置，弹性卸料装置是由卸料版，卸料螺钉和弹簧组成。卸料弹簧安装在卸料螺钉上，卸料弹簧为标准件，卸料板自行设计其厚度，满足各种要求即可。导套与卸料板之间采用H7/h6过渡配合，卸料板与各凸模配合均为滑动配合，因此各工作形孔要有良好的光洁度。卸料板应具有较好的耐磨性能，并且要有必要的强度，以防止再长久的受力状态下产生变形，所以材料选用钢，进行淬火处理，得到硬度HRC4550。如图4.8：图4.8 卸料装置示意图4.7.2 弯曲模卸料装置的设计弯曲部分采用顶板和橡胶的组合装置向上顶出制件。如图4.9：图4.9 弯曲模卸料装置示意图4.8 凸模固定板的设计固定板必须能够安装全部凸模及其他的零部件，并使之正常稳定工作，这样就要求固定板要有足够的钢性和强度。本设计中固定板的厚度取20mm，在固定板上固定1个异形冲孔凸模。固定板的耐磨性要好，固定板选用45钢，淬火硬度在HRC4348。对于较大的凸模或有侧向力的凸模应用偏向过盈的过渡配合，本设计均采用H7/n6装配。4.9 垫板的设计与校核垫板主要防止凸模在冲压过程中，由于冲压力的集中而把模座的接触面压坏，则需要垫板来保护模座，所以固定板与上模座之间设置垫板，厚度有时要考虑弹簧高度，要求垫板加高，所以这里暂时定为12mm，若以后不够可加厚。垫板采用45钢，需淬火处理HRC4348,且两面平行、光洁。由1查得公式进行强度校核： 式（4.12）式中：F冲裁力，单位N； A承压面积，单位mm； 许用压力，单位MPa.所以强度符合要求。4.10 模架的选取模架用来保证凹模与凸模的相对位置，对于模具进行导向，模架要有足够的钢性和硬度。4.10.1 冲裁模模架的选取查3表7-30，选用后侧导柱模座，（GB2855.5-81）。凹模周边：L=280mm B=200 mm闭合高度：232mm上模座： GB2855.5-81下模座： GB2855.6-81导柱： GB2861.1-81导套： GB2861.7-81模柄：本装置采用压入式模柄，A42x88 材料 Q235 标准 GB2862.2-814.10.2 弯曲模模架的设计根据弯曲时的具体情况自主设计，详见弯曲装配图及零件图。4.11 弹性元件的选用1. 卸料弹簧的选用按1表10-1选择圆柱螺旋压缩弹簧（GB2089-80）根据模具安装位置，拟选用6个弹簧。 式（4.13）拟选用弹簧规格：d=6mm；D=32mm；t=9.93mm；=1390N；=19.3mm。 式（4.14）=2mm, =4mm 式（4.15）所以，所选弹簧合格。2. 橡胶的选用 式（4.16）其中=t+1mm+修模量=(1+1+5)mm=7mm故=24.528mm橡胶的装配高度为=（0.850.9）=20mm=（0.850.9）=40mm4.12 压力机的复选和校核压力机类型要根据所要完成的工序的工艺性质、批量大小、工件的几何尺寸和精度等级来选定。一般冲压生产常用的是曲柄压力机和液压机。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理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。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裁的间隙分布，降低了冲模的寿命和冲件的质量。但是，它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。在大中型和精度要求较高的冲压件生产中，多采用闭式机身的压力机。这类压力机两侧封闭，刚度较好精度较高，但操作不方便。对于形状复杂零件的大量生产，应考虑选用多工位自动压力机。一台多工位压力机能够代替多台单工位压力机，并且消除了工序间半成品的堆放和运输问题。对于落料冲孔件的大量生产，应选用效率高、精度高的自动高速压力机。在小批量生产中尤其是大型板厚冲压件的生产，多采用液压机。它不会因为板料的厚度超差而过载，特别对于施力行程较大的加工，具有明显的优点。4.12.1 冲裁模具压力机的复选与校核1. 复选压力机及参数= 263.5kN按1表9-3则选用的压力机规格：选用开式压力机公称压力：400KN发生公称压力时滑块距下死点的位置：7 mm；滑块行程：100mm；行程次数：80；活动台最高位置：200mm；活动台最低位置：400mm；高度调节量：80mm；滑块中心到床身的距离：220mm；工作台尺寸：左右630mm；工作台尺寸：前后420mm；立柱间距：300mm；工作台板厚度：200mm；2. 冲裁模具压力机的校核所设计的冲模的闭合高度（在最低工作位置时，上下模板二底面间的距离），应小于压力机的最大装模高度。故该压力机符合要求。4.12.2 弯曲模压力机的复选与校核1. 复选弯曲模压力机和参数= 42.8kN按1表9-3则选用的压力机规格：选用开式压力机公称压力：63KN发生公称压力时滑块距下死点的位置：3.5mm；滑块行程：50mm；行程次数：50；高度调节量：40mm；滑块中心到床身的距离：110mm；工作台尺寸：左右315mm；工作台尺寸：前后200mm；立柱间距：150mm；工作台板厚度：40mm；2. 弯曲模压力机的校核所设计的冲模的闭合高度（在最低工作位置时，上下模板二底面间的距离），应小于压力机的最大装模高度。故所选压力机符合要求。5 工作部分尺寸计算5.1 冲裁部分尺寸计算工作尺寸是冲压件尺寸在冲切型面的反映， 确定凸、凹模工作尺寸时主要考虑下列因素：1、冲压件尺寸的类别与精度；2、模具的合理加工精度；3、模具加工中可能出现的超差和完美补救措施；4、模具长期使用磨损产生的尺寸变化；5、冲后制件尺寸与型面工作尺寸的差别。冲件尺寸分为：外形尺寸，内形尺寸，位置尺寸。外形尺寸的上偏差与内形尺寸的下偏差均为零，长度尺寸应正负偏差对称分布。尺寸类型不同，则在加工模具中形成而又难以修复的超差的方向不同。冲压时磨损的方向也不同。冲压件的外形尺寸反映在模具上则是内形尺寸，其不易弥补的超差和磨损则使工件尺寸加大，而冲件的内形尺寸则反之。冲件的长度尺寸与模具相应的尺寸一致，一般不随磨损而改变。公差取值方向的这种规定，有利于避免加工中产生不易修复的超差，而避免磨损超差则需在模具尺寸取值时解决。由1查得基准型面工作尺寸计算公式：冲件外形尺寸为,型面工作尺寸为 式（5.1）冲件内形尺寸为，型面工作尺寸为 式（5.2）冲件长度尺寸为，型面工作尺寸为， 式（5.3）尺寸转换法公式： 式（5.4）长度尺寸转换后与基准型面原尺寸一致。转换后的相关面，可按配间隙法给定尺寸，但应校核原基准型面可能达到的尺寸是否适用。零件的展开尺寸及公差见图5.1所示：图5.1 制件展开图由前面算得的单面间隙按IT11级查得的零件基本尺寸及公差为：外形尺寸：,内形尺寸：,，采用尺寸转换法计算：将所有的尺寸转换到凹模上进行标注,外形尺寸：内形尺寸：落料凹模和冲孔凸模，均按单面间隙 0.0390.042配做。5.2 弯曲部分刃口尺寸计算5.2.1 凸、凹刃口尺寸计算此处两处弯曲高度和宽度，只要保证三个边的尺寸就能保证弯曲高度。所以刃口按冲孔的计算如上的, .如图5-2，图5-3：图5.2 短直角边弯曲图5.3 长直角边弯曲5.2.2 凸凹模圆角半径及弯曲深度的确定1. 凸模圆角半径的确定因为弯曲件的相对弯曲半径r/t远小于58，而且不小于/t，所以当弯曲的内侧弯曲半径为r时，则应取。由10查得，在 式（5.5）弯曲件为纯塑性弯曲则： 式（5.6）所以取=0.45mm。2. 凹模圆角半径与弯曲深度凹模圆角半径是根据冲压手册中表320，取.弯曲深度分别为=13.5mm, =10.55mm.6 模具经济性评估6.1 模具成本概述在市场经济环境中，追求最大的经济利益应该是企业的主要目标之一。影响这一目标实现的一个很重要的因素就是其所生产产品的竞争力，而竞争力在很大程度上又决定于产品的性能价格比。制造环节是商品最终流通销售价格构成的一个重要部分，有效地控制这一部分成本会使商品更有竞争力。冲压作为某一种商品的主要生产加工手段或加工工程的一部分时，有必要对其生产过程的经济性进行分析，以便选择更为恰当的工艺、工装或工艺技术路线，使生产在合理、适度的方式下进行。模具报价估计：a.首先要看客户的要求，因为要求决定材料的选择以及热处理工艺；b.选择好材料，做出一个粗略的模具方案，从中算出模具的重量（计算出模芯材料和模架材料的价格）和热处理需要的费用（都是毛胚重量）；c.加工费用。根据模芯的复杂程度，加工费用一般和模芯材料价格是1.53：1，模架的加工费用一般是1：1;d.风险费用是以上总价的10%;e.税17%;f.设计费用是模具总价的10%;模具价格计算（材料系数法）；根据模具尺寸和材料价格可计算出模具材料费；模具价格=(610) 材料费；锻模,塑料模=6材料费；压铸模=10材料费。6.2 模具材料及各密度表常用工具钢价格如下表所示：表6.1 常用工具钢价格表品名规格钢厂/产地价格（元/吨）涨跌备注45#钢16-70首钢、石钢4250-45#钢80-110首钢、石钢4350-45#钢120-150首钢、石钢4500-45#钢160-200首钢、石钢4850-45#钢210-250长钢4900-40Cr20-100长钢、首钢4500-40Cr110-130长钢、首钢4700-40Cr140-180长钢、首钢4950-40Cr200-250长钢、首钢5400-35CrMo25-110西宁、长钢、首钢5600-轧材35CrMo120-150西宁、长钢、首钢5900-轧材35CrMo160-220西宁、长钢、首钢6600-轧材35CrMo230-250西宁、长钢、首钢6750-锻材42CrMo25-110西宁、长钢、首钢5600-42CrMo120-150西宁、长钢、首钢5900-42CrMo160-220西宁、长钢、首钢6600-42CrMo230-250西宁、长钢、首钢6750-锻材2Cr1325-150长钢10050-2Cr13160-200长钢10750-Cr12MoV25-150长钢13350-Q23520-150首钢3950常用模具材料密度如下表：表6.2 常用金属材料密度表材料名称密度材料名称密度克/厘米3克/厘米3灰口铸铁6.67.4不锈钢1Crl8NillNb、Cr23Ni187.90白口铸铁7.47.72Cr13Ni4Mn98.50可锻铸铁7.27.43Cr13Ni7Si28.00铸钢7.80纯铜材8.90工业纯铁7.8759、62、65、68黄铜8.50普通碳素钢7.8580、85、90黄铜8.70优质碳素钢7.8596黄铜8.80碳素工具钢7.8559-1、63-3铅黄铜8.50易切钢7.8574-3铅黄铜8.70锰钢7.8190-1锡黄铜8.8015CrA铬钢7.7470-1锡黄铜8.5420Cr、30Cr、40Cr铬钢7.8260-1和62-1锡黄铜8.5038CrA铬钢7.8077-2铝黄铜8.60铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.8567-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.50镍黄铜8.50铬镍钨钢7.80锰黄铜8.50铬钼铝钢7.65硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.50含钨9高速工具钢8.305-5-5铸锡青铜8.80含钨18高速工具钢8.703-12-5铸锡青铜8.69高强度合金钢7.826-6-3铸锡青铜8.82轴承钢7.817-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.80不锈钢0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr287.754-0.3、4-4-4锡青铜8.90Cr14、Cr177.704-4-2.5锡青铜8.750Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni97.855铝青铜8.201Cr18Ni11Si4A1Ti7.52锻铝LD82.777铝青铜7.80LD7、LD9、LD102.8019-2铝青铜7.60超硬铝2.859-4、10-3-1.5铝青铜7.50LT1特殊铝2.7510-4-4铝青铜7.46工业纯镁1.74铍青铜8.30变形镁MB11.763-1硅青铜8.47MB2、MB81.781-3硅青铜8.60MB31.791铍青铜8.80MB5、MB6、MB7、MB151.800.5镉青铜8.90铸镁1.800.5铬青铜8.90工业纯钛（TA1、TA2、TA3）4.501.5锰青铜8.80钛合金TA4、TA5、TC64.455锰青铜8.60TA64.40白铜B5、B19、B30、BMn40-1.58.90TA7、TC54.46BMn3-128.40TA84.56BZN15-208.60TB1、TB24.89BA16-1.58.70TC1、TC24.55BA113-38.50TC3、TC44.43纯铝2.70钛合金TC74.40防锈铝LF2、LF432.68TC84.48LF32.67TC94.52LF5、LF10、LF112.65TC104.53LF62.64纯镍、阳极镍、电真空镍8.85LF212.73镍铜、镍镁、镍硅合金8.85硬铝LY1、LY2、LY4、LY62.76镍铬合金8.72LY32.73锌锭（Zn0.1、Zn1、Zn2、Zn3）7.15LY7、LY8、LY10、LY11、LY142.80铸锌6.86LY9、LY122.784-1铸造锌铝合金6.90LY16、LY172.844-0.5铸造锌铝合金6.75锻铝LD2、LD302.70铅和铅锑合金11.37LD42.65铅阳极板11.33LD52.756.3 模具价格估算6.3.1 Cr12MoV成型零件的价格按Cr12MoV钢的市场价格为13350元/吨，即13.35元/Kg.成型零件的体积：=2345.226+40.61160.3630+43.6389.517+38.291922+142289.7+6.055.4250+16.98118.3650=4684487.923mm=468.45cm查得Cr12MoV钢=7.85g/cm，则M=468.457.58=3550.851g=3.55KgCr12MoV价格=3.5513.35=47.4元。6.3.2 45钢板价格计算按45钢的市场价格为42504900元/吨，选45钢的价格为4.5元/Kg45钢零件的体积：=342515+1610050+10022020+22.62133.9827+67.567.510+1690230+6020010+1760200+6020012+2345150=1712093.20mm=1712.09cm查得45钢=7.9g/cm，则M= =1712.097.9=13525.51g=13.53Kg45钢价格=13.534.5=60.89元6.3.3 HT200模座价格计算按HT200的市场价格4500元/吨，选HT200的价格为4.5元/Kg模座的体积：=40110220+74190300+38065288+50380288=17771600mm=17771.6cm查得HT200 =6.67.4 g/cm 取=7.4 g/cmM=17771.67.4=131509.84g=131.51KgHT200价格=131.514.5=591.80元。6.3.4 其他标准件零件费用导柱导套2对 100元其它通用件，如弹簧、螺钉、圆柱销、导料板等，600元模具材料费总计47.4+60.89+591.80+100+600=1400.09元冷冲模具的模具价格=6材料费=61400.09=8400.54元7 结 论本人认为模具设计的重点在于做出合理的工艺方案和对模具结构的合理优化，力求设
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