支架多工位级进模设计说明

1、目录摘要正文1. 绪论1.1 模具工业的概况1.2 冲压模具的发展方向2. 制件的工艺分析2.1 产品公差的确定2.2 制件的工艺性分析2.3 制件的经济性分析3. 冲压工艺方案及模具结构的确定3.1方案种类3.2方案比较3.3方案的确定3.4模具结构的确定4. 级进模排样设计4.1 产品展开尺寸计算4.2排样的设计原则4.3载体形式的选择与确定4.4工序顺序安排4.5排样设计4.6压力中心的平衡5. 压力中心的确定5.1冲压力的计算5.2压力中心的确定6. 主要零件的尺寸计算6.1 冲裁凸凹模刃口尺寸的计算6.1.1 冲孔凸凹模刃口尺寸的计算6.1.2 落料凸凹模刃口尺寸的计算6.2 弯曲凸

2、凹模尺寸设计的计算6.2.1 弯曲回弹及回弹的控制6.2.2 弯曲间隙的确定6.2.3 弯曲凸 , 凹模间隙的确定6.2.4 弯曲凸凹模工作尺寸的设计7. 多工位级进模工艺零件的设计7.1 工艺零件的设计原则7.2 工作零件的结构设计7.2.1凸模的结构设计7.2.2凸模的工作长度设计7.2.3凹模尺寸设计7.2.4凹模的结构设计7.3导料装置的设计7.3.1导料零件的主要结构形式7.3.2导料装置的选择与确定7.4定距与定位装置的设计7.4.1工位间距的定距方式7.4.2工位定位方式7.5卸料装置的設計7.5.1卸料装置的结构形式与尺寸计算7.5.2卸料装置的导向形式8. 多工位级进模结构零

3、件设计8.1模架设计8.2模架导向零件设计8.3支承零件设计8.4限位装置设计8.5倒冲机构设计8.6其他零件设计9. 模具总体结构9.1 冲模的闭合高度9.2 模具的工作原理10. 压力机的选择与校核10.1 压力机的选择10.2 压力机的校核11. 模具的装配与调试11.1 模具的装配11.2 模具的调试 结束语 致謝 参考文献 附录（工艺卡）摘要冲压是利用安装在冲压设备 （主要是压力机 ）上的模具对材料施加压力 , 使其产生分 离或者塑性变形 ,从而获得所需零件 （俗称冲压或冲压件 ） 的一种压力加工方法 .冲压通常 是在常温下对材料进行冷变形加工 , 且主要采用板料来加工成所需零件 ,

4、所以也叫冷冲压 或者板料冲压 . 冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一 ,隶属于材料成型工程技 术.级进模是冷冲压模具中一种先进 , 高效的冲压模具 . 对某些形状较为复杂的 ,具有冲 裁, 弯曲, 拉深, 成型等多工序的冲压零件可在一副级进冲模上冲制完成 . 级进冲模是实现 自动化,半自动化生产 ,确保冲压加工质量稳定的一种模具结构形式 .本次设计零件支架的材料选用 H62,是优质的黄铜，具有良好的塑性与加工性能以及 导电, 导热性能. 此零件为带翻孔的弯曲件，经过计算得出一次翻孔即可达到翻孔高度， 弯曲部分采用向上与向下弯曲的弯曲形式，其中，向上弯曲工序采用倒冲机构装置来实 现。卷料

5、采用浮动导料销进行导料和托料，最后切断载体部分，弯曲件从卷料中被分离， 落到模具外的集料器里，操作方便安全。由于此弯曲件的弯曲精度有一定的要求，因此 需要考虑回弹因素对制件造成的影响，同时在模具的结构上对回弹进行补偿和修正。本 设计的特点是大部分凸模零件均采用台阶方式固定，异形凸模采用压板吊装在上模上， 由于模具整体尺寸相对较大，所以模具上模通过压板以及 T形螺钉压紧于压力机滑块上， 随压力机滑块上下往复实现其冲压运动。关键词 ：冷冲压 多工位级进模 支架內附裝配圖草圖 .其余非标准件零件图如有需要 ,请豆丁留言 , 谢谢！正文第一章 绪论1.1 模具工业的概况模具是现代工业的重要工艺设备，随

6、着科学技术的不断进步，它在国民经济中占有 越来越重要的地位，发展前景十分广阔。模具技术水平在很大程度上决定了人才的整体 水平，而模具技术水平的高低，又决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力，因此 模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。1.2 冲压模具的发展方向 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革新和发展。 其主要表现和发展方向如下 :(1) 冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国外对冲压成形理论的研究非 常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分

7、析、板料变形规律研究及坯料 与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃 发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟 技术，即利用有限元(FEM等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果， 设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上 选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也 缩短了制模具周期。(2) 冲模是实现冲压生产的基本条件 .在冲模的设计制造上 ,目前正朝着以下两方面发展 :一方面,为了适应高速、 自动、精 密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正

8、向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功 能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自 动化的模具加工机床和检测设备以及模具 CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了 适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板 冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模 的技术水平。目前， 50 个工位以上的级进模进距精度可达到 2 微米，多功能级进模不仅 可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际 水平的精度

9、达 25微米，进距精度 23微米，总寿命达 1 亿次。我国主要汽车模具企业， 已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但 在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但 在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术 等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中 高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等 代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工

10、精 度和表面质量（主轴转速一般为15000到40000r/min ）,加工精度一般可达10微米，最 好的表面粗糙度Ra< 1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低、切削力小，因而可 加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料 （60HRC加工; 电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮 廓加工（像数控铣一样） ，因此不再需要制造昂贵的成形电极，模具加工过程中的检测技 术也取得了很大的发展 ,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外 , 其良 好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场

11、自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM与树脂浇注技术在快速经济制模 技术中得到了成功的应用。利用 RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂 喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。（3）冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效 率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要， 目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向 发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的 冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四

12、边折弯机中送入板料毛坯后， 在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率;在高速自 动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯， 生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%公称压力为250KN的高速压力 机的滑块行程次数已达2000次/min以上。(4) 冲压标准化及专业化生产方面模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量 生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有 实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模 具的成本，提高模具的质量

13、和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产 程度已达 70%80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买， 使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有 模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲 模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近 年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩 展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程 度还不高(一般在 40%以下)，标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂

14、家未形成规模 化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还 有待于进一步提高。第二章 制件的工艺分析2.1 产品介绍图2.1所示为支架零件产品图,材料为厚0.8mm的黄铜H62由于该零件在产品中是起 定位支承作用 , 故部分尺寸和形状精度要求相对比较高 , 又由于产品批量较大 , 对零件的 一致性要求比较高 , 为减少零件生产中多次定位对其精度和生产效率的不良影响 , 故决定 采用多工位级进模在普通冲床上进行冲压生产 .图 2.1 产品图制件图比例1:1.51 '2533名称支架材料H625料厚0.8mm批量大批量未注公差尺寸按4级标注2.2制件的工艺性

15、分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构、形状、尺寸及公 差等技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求。由图2.1知,零件的外形尺寸一般，总体呈U形,并附有3处弯曲,特别是翻孔边附近的 垂直弯曲，成形时易发生干涉，好在零件尺寸精度要求不高.其中另外两次的U形弯曲可采 用一次弯曲工序成形，考虑到弯曲件的成形精度要求，将工序分散成两次弯曲，这样既容 易保证弯曲成形精度，也简化了模具的结构.另外,为了保证弯曲制件的精度，需要考虑回 弹因素对产品公差的影响.具体情况将在模具结构设计部分进行说明.2.3制件的经济性分析所谓经济性分析，就是分析在冲压加工过程中，如何采用尽可能少的生产消费获

16、得尽 可能大的经济效益.在进行冲压工艺设计时，应该运用经济分析的方法找到降低成本，取得优异经济效果的工艺途径.冲压件的制造成本包括：C C材 C工C模 由图2.1 可以看出,该产品的生产纲领为大批量生产 ,从冲压加工的经济性角度考虑 ,适合采用级进模进行冲压生产 .另外,可以通过多件同时生产 , 提高材料的利用率 ,工艺合理化等措施来进一步提高制件的经济性 .第三章 工艺方案及模具结构的确定3.1 方案种类分析此产品，知该产品成型工艺包括落料冲孔，翻孔，弯曲和切断四个基本工序，可 以选择以下三种工艺方案：方案一：按照冲孔，落料，翻孔，弯曲的顺序，采用单工序模生产。方案二：采用冲孔 - 落料，翻

17、孔，弯曲并行的复合模与单工序模生产。方案三：采用冲孔，落料，翻孔，弯曲和切断的多工序级进模进行生产。3.2 方案比较方案一：模具结构简单，制造方便，但需要四道工序，六副模具，成本较高，生产效 率低，劳动强度大，且更重要的是在第一道工序完成后，进入下道工序必然会增大误差， 使工件精度、质量大大下降，达不到相关的技术要求，难以满足生产需要。故而不采用 此方案。方案二：需要至少三副模具，成本相对还是高，但相比于方案一，冲裁的工件公差等 级有所提高，避免了多次冲裁的定位误差，并且在冲裁过程中工件较平整。但是误差也 不小，工件尺寸精度，质量还是难以满足生产要求。故而也不采用此方案。方案三：级进模是一种多

18、工位，高效率的生产方法。能满足工件尺寸公差等级要求， 且操作安全方便，能实现自动生产加工。虽然制造成本相对前两种方案较高，但是考虑 到此产品生产纲领为大批量生产，综合其成型特点和经济性条件，该方案的可行性比较3.33.4方案确定 综合以上各因素分析，最终确定采用多工位级进模具对该产品进行大批量的生产。 模具结构确定 由产品图分析可知，该制件总体尺寸精度要求不太高，形状不是很复杂，但产量比 较大，根据材料及其厚度一般的特点，为保证冲孔等位置的精度，冲模有较高的生产率， 初步采用自动送料机送料定距，导正销导正定位，弹压卸料装置卸料和自然漏料的级进 模。第四章 级进模排样设计4.1 产品展开尺寸计算

19、在进行弯曲工艺和弯曲模具设计时，要计算出弯曲件毛坯展开尺寸。计算的依据是： 变形区弯曲变形前后体积不变；应变中性层在弯曲变形前后长度不变。即：弯曲变形区 的应变中性层长度，就是弯曲件的展开尺寸。具体计算过程如下 :因为 r/t=2.5>0.5t, 知该弯曲件的弯曲为有圆角弯曲 .查相关手册 ,取应变中性层系数 K=0.458, 中性层弯曲半径 R=r+kt=2.3664.由于制件弯曲部分为90°弯曲所以采用公式L=L+L才n /2（叶kt）进行计算其中 L1, L 2为直边部分长度 , r+kt 为中性层处的弯曲半径 .另外,弯曲件上的翻孔：翻边系数m=d/D,查相关手册知道此

20、翻边系数大于极限翻边系 数 , 因此可以一次翻边成形 . 预孔直径可有相关公式计算出 .经过计算 , 得出弯曲件展开尺寸以及展开图如下备注 虚线表示弯曲线图4-14.2排樣的设计原则現代多工位级进模排样设计，常借助CAD软件进行，与传统的裁纸法或拼接法等方法比较效率明显要高的多，一般按如下步骤进行。(1) 确定冲压方向首先确定产品展开尺寸，根据产品的毛边方向，确定冲裁和成形方向，无毛刺方向要求时一般不受限制；若产品上有毛刺方向要求，必须注意冲裁和成形的方向(冲孔件毛刺位于凹模刃口面，落料件毛刺位于凸模刃口面)。弯曲件产品图上没有毛刺方向要求， 尽量把毛刺留在里面，既能保证产品的美观，还能减少弯

21、曲时出现裂纹的可能。要特别 注意材料的纹理方向，避免纹理方向与弯曲线方向平行。(2) 确定排样形式依据产品展开尺寸，粗略估算步距 P=Lm+X12)，用CAD的阵列工具作出横排，纵排,对 称排, 交错排和斜排等几种方案 , 进行比较 , 分析, 在保证产品顺利生产出来的前提下 , 选 择材料利用率最高的排样方式 .4.3 载体的形式与选择载体是制件在模具稳定移动 ,顺序加工的传送带 , 料带上导正孔大多设计在载体上 . 载 体的基本形式有 :1. 单侧载体 : 料带的一侧设计载体 . 多用于一侧有成形要求的冲压件 .2. 双侧载体 :(1) 适用于双排结构或对称之间的冲压加工 , 两侧设置导正

22、孔 ,在模具适当位置将两 排冲件分开 .(2) 单排较长制件的冲压加工 , 其中一侧作为副载体 ( 也可不设导正孔 ), 到适当位置 将其切除或冲落制件 . 双侧载体形式在冲压中送料平稳 , 且成形稳定 , 并视情形设计 成双排对插形式 , 从而提高材料的有效利用率 .3. 中间载体(1) 排较长制件的冲压 ( 两侧有各种成形要求 ), 导正孔设置在中间两冲压件之间的余 料上, 到最后工位将载体 (余料) 切除, 使制件分离 .(2) 双排冲压件排列或者两侧对称性冲压件排列 . 最后工位冲切载体或者冲落制件 , 使 制件和载体分离 . 中间载体成型时相对较不稳定 , 视情形可设双排孔导正或利用

23、零件 上冲孔(适用于较厚材料 ) 进行辅助导正 .图4-1所示为某一支架弯曲元件的展开图,材料为0.8mm的H62,主要成型工序有冲孔 落料, 翻孔, 弯曲和切断等 , 经过分析 , 该零件适宜采用级进模加工生产 , 考虑到此制件为空间三维方向弯曲 , 工艺较为复杂 ,且其中两处弯曲成型有较高的成型精度要求 , 从设计 与制造的难度与制件的实用性能等方面考虑 , 该制件采用双侧载体比较好 , 为了进一步提 高材料的有效利用面积 , 采用双排对插的排样方法 .4.4 工序順序安排根据已经确定的排样方式 , 在开始端安排冲孔 ,切废料等分离工序 , 再向另一端依次安 排成型工位 , 最后安排载体和

24、制件的分离 .此时应当考虑排样方案的加工可行性和稳定性 后一工位不能对前一工位的成型有破坏作用 ,或者后一工位无法成型 , 凸模或者凹模的强 度是否足够等问题 ,具体如下 :(1) 在工序顺序安排方面 , 一般先冲导正孔 , 侧刃, 压印,后冲孔, 落料,成形, 最后分离 .(2) 第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔 .第二工位设置导正销对带料进行导正 , 在 以后的工位中 ,根据工位数和易发生窜动的工位设置导正销 , 也可在以后的工位中 每隔 23 个工位设置导正销 .(3) 冲压件上落外形经分解导致冲裁工位较多 , 且各冲裁的位置太近时 , 可分布在不同 工位上冲出 , 但不能因为后续成形

25、工序的影响而变形 .(4) 工位设置应保证凹模有足够的强度 ,凸模容易安装固定 . 在空间条件不足的情况下 可以设置必要的空工位 ,空工位的数量根据模具结构的要求而定 , 一般不宜设置过 多, 以免造成工位间积累误差过多 ,影响制件的成型精度 .(5) 成型方向的选择 (向上或者向下 ) 要有利于模具的设计和制造 , 有利于送料的顺畅 . 若有不同于冲床滑块冲程方向的冲压成形动作 ,可采用斜滑块 , 杠杆和摆块来转换 成形方向.综合以上各工序安排的原则 , 结合该产品的外形和成形过程 , 大体确定此制件成 形顺序,在第一工位安排冲导正孔和后道翻孔工序的预孔 ,同时安排落部分废料 , 第二 工位

26、设置导正销对带料进行导正 , 之后安排落废料 ,翻孔, 三次不同方向的弯曲 ,最后 切断, 获得产品 .由于在三次弯曲工序中 , 每次弯曲的方向不完全相同 ,尤其是在第二 次弯曲时 ,因为是向上弯曲 ,与压力机滑块冲程方向不同 , 因此考虑采用杠杆机构来实 现冲压方向的转换 ,同时在弯曲后 ,为了实现开模状态下带料的顺利送进 ,必须采用浮 料装置使带料抬离凹模上表面一定的安全距离 . 具体浮料装置在下面章节中说明 , 由 于第三次弯曲为侧弯 , 之前翻孔工序对开模后浮料有阻碍作用 ,为了能使弯曲件顺利 浮离凹模上表面 ,采取在凹模上开槽的措施 .最后,为了防止回弹 , 保证制件的成型精 度,

27、在具体结构上采用了矫正弯曲 .4.5 排样设计根据上述的工序安排，设计了图4-2所示的排样图，共有9个工位,分别完成冲导正 孔,预孔和落矩形槽 . 落矩形废料 . 落异性废料 . 翻孔. 向下弯两翼 .向上弯成 U 形件. 落外形. 向下侧弯 .切断该排样在每隔一个工位后设置导正销对带料进行导正 , 以保证弯曲件的质量 ,同时为 了防止弯曲回弹带来的精度误差 , 在模具的具体结构采取了相应的措施来补偿回弹数值 . 同时，为了提高材料利用率，采用了双排对插的排样方法，由于条料厚度为0.8mm材料为 黄铜,适合采用卷料自动送料（首次送进人工完成）.妊林SB*TO*卄*all*111VrJ、13Lf

28、VNA ft.图4-24.6压力中心的平衡级进模在生产过程中，因多种工序容的组合冲压加工，使得产生侧压力是不可避免的 由于级进模的压力中心一般都不在模具的工作中心上 ，在实际生产中，级进模的压力中心 应保证在（或者调整到）模柄的投影位置上，以保证冲压的正常进行和模具的使用寿命.此 次设计考虑到侧向压力对总压力的影响， 采取了抵消侧向压力的措施，增设了辅助导柱。 详细说明见装配图和下面章节。第五章计算工艺力，确定压力中心5.1冲压力的计算（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。冲裁力的大小主要与材料力学性能、 厚度

29、及冲裁件分离的轮廓长度有关。 平刃口模具 冲裁时，冲裁力F （ N）可按下式进行计算Fp KptL式中L 冲裁件周边长度(mr)t 材料厚度(mr)材料抗剪强度(M Pa);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)此制件所需的冲裁力由冲孔力，落料力两部分组成。查冲压工艺与模具设计得 =294M Pa经过计算，制件各部分冲裁力如下所示：部位L/mmF/N2x © 4导正销孔25.1276802x © 2.8预孔17.5853752-5mmx 23mn矩1 形槽112342454-4mnx 25mn矩1 形槽2

30、32709364个异形槽220672672-4mnx 16mn矩1 形槽271.683044所以，总冲裁力Fp总=268547(N)总卸料力 Fq总KFp总=1.3 X268547(N)=349111(N)总推件力 FQ1 总n©Fp总=7/0.8 X0.06 X268547(N)=140987(N)由于此副模具采用弹压卸料装置和下出件的方式：F 总=FP 总 + Fq 总 + FQ1 总=268547+349111+140987(N)=758645(N)(2) 弯曲力的计算弯曲力是设计弯曲模和选择压力机吨位的重要依据。生产中常用经验公式概略计算弯曲力，作为设计弯曲工艺过程和选择冲压

31、设备的依据该制件的三次弯曲成形工艺中应的弯曲公式计算，如下：F自,两次U形弯曲为矫正弯曲，恻弯为自由弯曲，按照相20.6kbt br t恻弯时的弯曲力代入相关数据，得Fi2F自0.6kbt2 b1997NU形弯曲时的弯曲力F校qAF校为校正弯曲时的弯曲力为校正部分垂直投影面积 为单位面积上的校正力代入相关数据,得到两次U形弯曲的弯曲力分别为46038N和19920N.故，总的弯曲力F 总=1997N+46038N+19920N=67955N(3) 翻孔力的计算F 1.1 (D d°) b代入相关数据 , 得 F=1934N模具采用曲面凸模翻孔F总=2X %8(F=3094N4)切断力

32、的计算F KPtL2X1.3X0.8X294X(14 10) 14676综上所述,总的冲压力 F总冲压力 758645N+67955N+3094N+14676=844370N=844.37KN5.2 压力中心的计算与确定冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心。为了保证压力机和冲模正常平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合。计算压力中心的坐标定在第一工位冲预孔的中心，压力中心的位置按照下列公式算出：由于是多凸模冲裁加工，计算压力中心时需要先确定各部分各冲裁部分的中心，对此，可以采用CAD软件中查询-中心功能来实现，然后标出各重心点，再使用查询-坐 标得到各重心点的相对坐标， 代入上面的

33、公式中进行计算， 得到压力中心的位置位于翻 孔工位偏右位置。由于压力中心的位置和模具中心的位置相差不太大，因此可以忽略在 冲压加工中因压力中心的偏移带来的侧压力，同时，此次设计考虑到侧向压力对总压力 的影响，采取了抵消侧向压力的措施，增设了辅助导柱。第六章 主要零件的尺寸计算6.1 冲裁凸凹模刃口尺寸的计算在决定模具刃口尺寸及制造公差时需要考虑以下原则(1) 落料件尺寸由凹模尺寸决定 . 冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定 . 故设计落料模时 , 以凹模为基准 ,间隙取在凸模上 ;设计冲孔模时 ,以凸模为基准 ,间隙取在凹模上 .(2) 考虑到冲裁中凸模 ,凹模的磨损 ,设计落料模具时 ,凹模基本尺

34、寸应取尺寸公差围 的较小尺寸 ;设计冲孔模时 , 凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差围的较大尺寸.(3) 确定冲模刃口制造公差时 ,应考虑制件的公差要求 . 如果对刃口精度要求过高 (即 制造公差过小 ), 会使模具制造困难 ,增加成本 ,延长生产周期 ;反之生产出来的之 间可能不合格 , 会使模具的寿命降低 . 一般取模具制造精度为 IT6IT7 级.(4) 间隙值的确定 : 冲裁间隙值的确定一般有理论确定法和经验确定法 . 由于制件材 料为H62,t=0.8mm,按照经验一般取间隙c=(3%4%)t,或者查相关推荐间隙值,确 定 2Cmi=n0 . 07 , 2C m =a0x . 10 .

35、冲孔凸凹模刃口尺寸的计算(1) 冲孔(2.8+0.25预孔,分別加工p =-0.006(凸模下偏差，可按照IT6级选用)，d =+0.01(凹模上偏差,可按照IT7级 选用 )dp (dmin x/) 0p=(2.8+0.5 X0.25) 00.006mm =2.930°.006 mmdd (dd 2Cmin)0d (dmin x A 2% )0 d =(2.93+0.07)00.01 mm=3.0Q0.01 mm校核 : | d| | p | 2cmax 2cmin冲孔（4+°3导正孔，分別加工p =-0.008（凸模下偏差,可按照IT6级选用），d =+0.012（凹模

36、上偏差,可按照IT7级选用）dp (dminx/) 0p =(4+0.5 X0.30)。朋 mm=4.l5).oo8 mmdd (dd 2Cmin)0d (dmin 让 2沐)。d =(4.15+0.07)00.012 mm =4.22。0.012 mm校核：| d| p | 2Cmax2Cmin$落料凸凹模刃口尺寸的计算落5X23mn矩形槽,分別加工尺寸5°o.3°mm勺刃口尺寸计算p =-0.008(凸模下偏差，可按照IT6级选用)，d =+0.012(凹模上偏差，可按照IT7级选用)Dd (Dmax Xm°d=(5-0.75 X0.30)mm=4.7&

37、;012mmDp(Dd2Cmin)0p(DmaxxA2%)° p =(4.775-0.07)00.008mm=4.7(00.008mm较核：| d| | p | 2Cmax 2Cm.0.008+0.012=0.020.03(满足间隙公差要求)尺寸230 052 mm的刃口尺寸计算p =-0.013（凸模下偏差,可按照IT6级选用），d =+0.（凹模上偏差,可按照IT7级选Dd (Dmax x" =(23-0.75 X0.52)mm=22.61°"1 mmDp (Dd 2Cmin)0 p (Dmax xA 2弘)° p =(22.61-0.07

38、) 00.0!3 mm=22.54o,o!3 mm较核：| d| p | 2Cmax 2Cmin0.013+0.=0.033>0.03由此可知，只有缩小p, d,提高制造精度，才能保证间隙在合理的围，此时可取:p 0.4( 2cmax 2cmin) =0.4 X 0.03mm=0.012mmd 0.6(2cmax 2cmin )=0.6 X 0.03mm=0.018mm故 Dd22.61。0.018Dp22.5400.012 落4X25mm®形槽,分別加工尺寸40 0.3°mm的刃口尺寸计算p =-0.008（ 凸模下偏差 , 可按照 IT6 级选用 ） , d =+

39、0.012（ 凹模上偏差 , 可按照 IT7级选用)Dd (Dmax x4°d=(4-0.75 X0.30) o°'°12mm=3.77°'°12mmDp(Dd 2Cmin)° p (Dmax xA 2Cmin)° p =(3.775-0.07) °0.008 mm=3.7°5o.oo8 mm较核 : | d| | p | 2cmax 2cmin0.008+0.012=0.020.03( 满足间隙公差要求 )尺寸25°0.52mn的刃口尺寸计算p =-0.013(凸模下偏差,可按

40、照IT6级选用)，d =+0.(凹模上偏差,可按照IT7级选用)Dd (Dmax xA)0 d=(25-0.75 X0.52) 00.021mm=24.6100.021mmDp(Dd 2Cmin)0 p (Dmax xA 2Cmin)0 p=(24.61-0.07) 00.013mm=24.5400.013mm较核 : | d| | p | 2Cmax 2Cmin0.013+0.=0.033>0.03由此可知, 只有缩小 p, d ,提高制造精度 , 才能保证间隙在合理的围 , 此时可取:p 0.4(2Cmax 2Cmin)=0.4X0.03mm=0.012mmd 0.6(2Cmax 2

41、Cmin)=0.6X0.03mm=0.018mm故 Dd24.6100.018Dp24.540 0.012(3)落异性槽,分別加工尺寸40o.3°mm勺刃口尺寸计算p =-0.008(凸模下偏差，可按照IT6级选用)，d =+0.012(凹模上偏差,可按照IT7级选用)Dd (Dmax x4°d=(4-0.75 X0.30)mm=3.7750.012 mmDp (Dd 2Cmin)0 p (Dmax xA 2Cmin)° p =(3.775-0.07) °0.008 mm=3.705o.oo8 mm较核：I dl I p I 2Cmax 2Cm.0.00

42、8+0.012=0.020.03(满足间隙公差要求)尺寸240 0 52 mm的刃口尺寸计算p =-0.013（凸模下偏差,可按照IT6级选用），d =+0.（凹模上偏差,可按照IT7级选d0.0210.021Dd (DmaxxQ)0 =(24-0.75 X 0.52) 0 mm=23.610 mmDp (Dd 2cmin ) p (Dmax xQ 2cmin ) p =(23.61-0.07)0.013 mm=23.540.013 mm较核: | d| p | 2cmax2cmin0.013+0.=0.033>0.03由此可知, 只有缩小d ,提高制造精度 , 才能保证间隙在合理的围

43、, 此时可取:0.4(2cmax2Cmin) =0.4 X 003mm=0.012mm0.6(2cmax2cmin) =0.6X0.03mm=0.018mm故Dd0.01823.6100.018Dp23.5400.012尺寸 12.40.43 mm的刃口尺寸计算p=-0.011（ 凸模下偏差 , 可按照 IT6级选用 ） ,d =+0.018（凹模上偏差,可按照IT7级选用）Dd ( D max X 却 °=(12.4-0.75 X 0.43)0.01800.018mm=12.080mmDp(Dd 2cmin )(Dmax xQ 2cmin )0=(12.08-0.07)00.011

44、mm=12.0100.011mm较核 : | d| | p |2cmax2cmin0.011+0.018=0.0.03（ 满足间隙公差要求 ）尺寸30 0.25 mm的刃口尺寸计算p =-0.006（凸模下偏差,可按照IT6级选用），d =+0.01（凹模上偏差,可按照IT7级选用）Dd (D max X Q 0Dp(Dd 2cmin )0.01 0.01=(3-0.75 X0.25) 0 mm=2.810 mm(DmaxxQ 2cmin)0 p =(2.81-0.07) 00006.mm=2.7400006.mm较核 : | d| | p |2cmax2cmin0.006+0.1=0.103

45、>0.03由此可知 , 只有缩小 p, d ,提高制造精度 , 才能保证间隙在合理的围 , 此时可取 :p 0.4( 2Cmax 2Cmin) =0.4 X 0.03mm=0.012mmd 0.6(2cmax 2cmin )=0.6 X 0.03mm=0.018mm故 Dd2.8100.018Dp2.7400.012尺寸11.9 0 0.43 mm的刃口尺寸计算p =-0.011（ 凸模下偏差 , 可按照 IT6 级选用 ）,d =+0.018（ 凹模上偏差 , 可按照 IT7级选用)Dd(Dmax x 如 d=(11.9-0.75 X 0.43) 00.018 mm=1 1.580.0

46、18 mmDp (Dd 2Cmin)0 p(Dmax2Cmin )' =(11.58-0.07) 00.011mm=11.5100.011mm较核:| d| p | 2Cmax 2Cmin0.011+0.018=0.0.03( 满足间隙公差要求 )尺寸12.6 °o.43mm的刃口尺寸计算p =-0.011( 凸模下偏差 , 可按照 IT6 级选用 ) , d =+0.018( 凹模上偏差 , 可按照 IT7级选用)Dd(Dmax x如 d=(12.6-0.75 X0.43) 00.018mm=12.2°.018mmDp (Dd 2Cmin)0 p (Dmax2%)

47、° p =(12.28-0.07) °0.011mm=12.0i)0.Q11mm较核:| d| p | 2Cmax 2Cmin1 1 111A -H rtiii13, ll-LMlA*落4X 16mn矩形槽,分別加工尺寸4° oamm勺刃口尺寸计算p =-0.009（凸模下偏差,可按照IT6级选用），d =+0.015（凹模上偏差,可按照IT7级选用)Dd(Dmax X®0d=(4-0.75 X0.36)mm=3.730.°15mmDp (Dd 2Cmin)0 p (Dmax xA 2弘)0 p =(3.73-0.07) 00.009 mm=3

48、.66°.011mm较核：| d| p |2 Cmax2Cmin0.009+0.015=0.0.03（满足间隙公差要求）尺寸16°0.43mn的刃口尺寸计算p =-0.011（凸模下偏差,可按照IT6级选用），d =+0.018（凹模上偏差，可按照IT7级选用）Dd（Dmax XA°d=（16-0.75 X0.43）mm=15.680.018mmDp(Dd 2Cmin) p (Dmax xA 2缶)卩=(15.68-0.07)0.011 mm=15.61o.oii mm较核：| d| p | 2Cmax 2Cmin0.011+0.018=0.0.03(满足间隙公差

49、要求) I6.2弯曲凸凹模尺寸设计的計算弯曲回弹及回弹的控制在弯曲过程中塑性变形总伴有弹性变形，特别是相对弯曲半径较大时，外层进入塑性变形状态，中性层附近的材料仍处于弹性变形状态.卸载后弯曲件的弯角和弯曲半径都会 发生变化,从而影响弯曲工艺的精度.一般当弯曲半径R<5t时，回弹后弯曲中心角发生了 变化,而弯曲半径的变化很小，一般不予考虑.但此处考虑到弯曲件的精度较高，为IT4级, 因此此处要考虑回弹的影响.具体措施如下：(1)采用矫正弯曲.具体结构参照装配图 补偿回弹角弯曲凸，凹模详见零件图利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和

50、几何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量.查相关手册,知H62弯曲件单角自由弯曲90°时的平均回弹角为3°.具体措施如下：弯曲回弹角的补偿弯曲间隙的确定V形件弯曲模，凸模与凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制。对于U形件弯曲模，贝U必须选择适当的间隙值。凸模和凹模间的间隙值对弯曲件的回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。若间隙过大，弯曲件回弹量增大，误差增加，从而降低 了制件的精度。当间隙过小时，会使零件直边料厚减薄和出现划痕，同时还降低凹模寿命。实际生产中，有色金属弯曲成型凸，凹模间隙值可由下式决定:C=tmi+ntC为弯曲凸模和凹模的单面间隙，mmt mi*

51、，为材料厚度的最小尺寸和基本尺寸,mmn为间隙系数,查相关手册,取n=0.05mm.代入相关数据，最终得C=0.84mm弯曲凸,凹模间隙的确定1）弯曲凸模的圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径r/t<58，且不小于tmin 时，凸模的圆角半径一般等于 弯曲件的圆角半径；又前面工艺分析知各处弯曲凸模半径均取r=2mm2）凹模圆角半径凹模的圆角半径的大小对弯曲变形力和制件质量均有较大影响，同时还关系到凹模厚度的确定。凹模圆角半径过小，坯料拉入凹模的滑动阻力大，使制件表面易擦伤甚至出 现压痕。凹模圆角半径过大，会影响坯料定位的准确性。凹模两边的圆角要求制造均匀 一致，当两边圆角有差异时，毛坯两侧移动

52、速度不一致，使其发生偏移。生产中常根据 材料的厚度来选择凹模圆角半径.当t 2mm 时，rA （3 6）t由于支架厚度为0.8mm<2mr因此凹模圆角半径取3t,即r=2.4mm.3）弯曲凹模深度的确定弯曲凹模深度要适当。过小时，坯件弯曲变形的两直边自由部分长，弯曲件成形后回 弹大，而且直边不平直。若过大，则模具材料消耗多，而且要求压力机具有较大的行程 由产品图及排样图可知，成型该制件过程中有三次弯曲工序，其中前两次为U形弯曲，最后 一次恻弯类似与V形件弯曲,查相关冲压手册,取两次U形弯曲凹模工作高度为5mn和7mm, 恻弯部分取10mm工作高度.624弯曲凸凹模工作尺寸的设计设计凸模和

53、凹模工作宽度尺寸与弯曲件的尺寸标注有关 设计原则是：弯曲件标注外 形尺寸时，则以凹模为设计基准件，间隙取在凸模上；弯曲件标注形尺寸时，则以凸模为 设计基准件，间隙取在凹模上有产品图知，弯曲件尺寸标注形尺寸，因此以凸模为设计基 准，间隙取在凹模上工件按标注形尺寸计算：当弯曲件为单向偏差时凸模尺寸为：30LP(L -4 ®P什pdL(L2叽dp0凹模尺寸为：(1)形尺寸为36.8+0.62U形弯曲的凸凹模的工作尺寸30300LP(L 环 A)P(36.84 X0.62) 0.0!6373 0.016d0.0250.025Ld(L2c)c' p丿0(37.32X 0.84) 038

54、.98 0(2) 形尺寸为20+0.06 U形弯曲的凸凹模的工作尺寸Lp30(20 耳 XOg 0.01320.1 0.013Ldd(Lp 2c)00.021(20.12X0.84) 00.021Wo第七章 多工位级进模工艺零件的设计多工位级进模工位多，细小零件和镶块多，机构多，动作复杂，精度高，其零部件 的设计，除应满足一般冲压零部件的设计要求外，还应根据多工位级进模的冲压成形特 点和成形要求，分离工序和成形工序差别，模具主要零部件制造和装配要求来考虑其结 构形状和尺寸，认真进行系统协调和设计。7.1工艺零件的设计原则（1）工艺零件应有足够的强度和刚度由于多工位级进模是高速，连续的冲压加工，

55、工艺零件的磨损比一般冲压模具大地多, 受力状态也是不平衡，不对称，不垂直的，模具损坏的可能性也比较大。所以，在多工 位级进模设计中应认真进行受力分析，工艺计算以及工艺零件的刚度，强度校核等。（2）工艺零件应有统一的基准在设计多工位级进模时，应遵循基准统一的原则，以冲压件的尺寸基准作为各凹模 型孔间坐标位置的统一基准，以该统一基准作为凹模，卸料装置，固定板等模具零件的 型孔坐标基准，及各凸模的安装位置基准，这样既可以减少累积误差和减少设计中的计 算差错，又便于模具的加工，测量，组装。（3）工艺零件间应有合理的间隙多工位级进模工作零件，卸料零件，定位零件间都要保持合理的间隙要求（4）废料的排除应方

56、便，可靠在多工位级进模的连续冲裁过程中，产生的废料较一般冲模要多的多，因此必要时 应考虑要在凸模上设置废料顶杆，凹模上设置高压气孔，以及时清除废料。7.2 工作零件的结构设计凸模的结构设计常见的凸模的固定方式台肩固定， 螺钉固定，销钉吊装，小压板固定等形式 ,见图 7-2。 台肩固定给模具的制造会带来一些难度，且在工位数较多的多工位级进模中拆卸，维修 也不方便，但是由于其安装稳定性比较好，因此常常采用这种固定方式。本次设计中绝 大部分凸模的固定方式均采用这种方式。对于细小的凸模，考虑到其在冲压加工中强度 和刚度的问题，一般采用增加护套结构或者凸模采用台阶分段式结构来加强其强度和刚 度，此次设计中2.8的细长凸模，考虑到其强度和刚度问题，采用了多台阶结构从而保 证了它在冲压加工中的工艺性能 .图 7-2-1 凸模常用的固定方法*b)722凸模的工作长度设计在同一多工位级进