毕业设计（论文）-卡箍零件冲压工艺分析及模具设计

1、卡箍零件冲压工艺分析及模具设计STAMPING PROCESS ANALYSIS AND DIE DESIGN OF CLAMP PARTS全套图 纸加扣 3346389411或3012250582摘要本次设计是根据老师给定的零件图来进行冲压分析和模具设计，主要是将材料为Q235的钢材通过落料、冲孔和弯曲三个工艺方法最终形成所需要的零件。通过查阅相关资料和考虑零件的外形和生产品量来确定合理的制造工艺方法。经过老师的指导，分析出该零件的制造需要通过两套复合模具，根据零件的工艺性，这两套模具分为落料冲孔模和弯曲模。零件的外形尺寸决定了冲裁模冲压力的大小，而压力机的选择又与冲压力有关。计算出模具主要

2、零件的尺寸，选择合适的模架，最终利用画图软件画出模具装配图达到本次设计的意义。弯曲模具设计要考虑到零件弯曲的工艺性比如回弹现象，计算材料弯曲半径索尔设计弯曲模内的凹模和凸模尺寸结构。进过多次修改和核验冲压力和弯曲力大小是否满足材料所需要的强度，最终确定冲裁模具和弯曲模具。本文中还提及冲压零件和其它零部件的选择依据和要求。通过本次设计让我对这大学四年里所学的知识进行了更深一步的了解，认识到理论和实际应用相结合的重要性，提高了独立解决问题的能力。关键词：冲压；弯曲；冲压工序；弯曲工艺性AbstractThe design is based on the part drawing of the te

3、acher to carry out stamping analysis and die design, the main material is Q235 of steel through blanking, punching and bending of three process methods to form the required parts. By consulting the relevant information and considering the shape of the parts and the amount of production to determine

4、the reasonable manufacturing process. Through the teachers guidance, the analysis of the parts of the manufacturing needs through two sets of composite mold, according to the parts of the process, the two sets of mold is divided into blanking punching die and bending die. The shape and size of the p

5、art determines the size of punching die, and the choice of the press is related to the punching pressure. To calculate the size of the main parts of the die, choose the suitable mold. Finally, the software for drawing die assembly drawings to the significance of the design. Design of the bending die

6、 to considering the bending part of the process such as springback, computational materials bending radius sol design bending die concave die and punch size structure. In several modification and verification of the impact pressure and bending force size meets the strength of the materials needed, u

7、ltimately determine the punching blanking die and bending die. In this paper, the selection of stamping parts and other parts are also mentioned. This design allows me to learn more about the university four years of knowledge, a deeper understanding of the theoretical and practical application of t

8、he combination of the importance of improving the ability to solve problems independently.key words bending stamping stamping process bending process目 录1.绪论51.1选题的背景及意义51.2模具在工业生产和国民中的作用51.3模具工业的研究现状61.4模具工业技术的发展趋势82. 零件工艺设计102.1 零件草图和三维图102.2材料成型性能112.3 卡箍零件的工艺阐述112.3.1 毛坯展开尺寸的运算122.3.2 冲裁件的工艺性阐述14

9、2.3.3 弯曲件的结构工艺性的阐述142.4 工艺方案的确定143.冲压模具的设计与计算153.1排样153.2 搭边163.3 材料使用率的运算173.4 冲压力的运算和冲压设备的选取183.4 .1 冲孔力的运算183.4 .2 落料力的运算193.4 .3 卸下凸模上的材料所需力的计算193.4 .4 推出凹模上的材料所需力的计算203. 4.5 冲压设备压力机吨位的选取203.4.6 冲压设备压力中心的计算213.5 冲裁间隙及刃口尺寸的计算223.5.1 冲裁间隙223.5.2 凹模和凸模刃口尺寸的运算234.冲裁模具结构和主要零部件的计算264.1 主要零部件运算264.2 模具

10、总体结构304.3 冲裁模具总体装配图325.弯曲模的设计、计算335.1弯曲的工艺性335.2弯曲件的回弹现象335.3 弯曲力的计算335.4 推件力和压料力的计算355.5 弯曲压力机的选取355.6 弯曲凹、凸模之间的间隙值和宽度大小的计算365.7 弯曲主要部件385.8 弯曲模具总装配图40结论41谢辞42参考文献431.绪论1.1选题的背景及意义冲压加工是机械制造中比较普遍的零件制造方法，它利用压力机通过模具对板料持续加压，使板料发生形变或者断裂，从而得到具有一定外形、大小和性能的零件。板料可以通过冷加工来成型，因而也被称为板料冲压。由于冲压加工在电子信息产业中被广泛的使用，它已

11、成为零件生产必不可少的一部分。根据粗略的统计，冲压件的数量在电子信息产品的零件总数量上占据很大的成分。另外，冲压加工在汽车、收割机、电子仪器仪表等机械制造工业以及日常生活所需产品的生产方面，也有着非常高的地位。冲压加工拥有非常的优点1，举例说明，比如能够得到质量好、外形复杂、互换性好的的零件，同时材料利用率高，从而节约成本，操作方便简单便于组织生产，生产效率高易于实现机械化、自动化生产，对建设社会的现代化具有显著的效果并且未来具有很好的发展前景。但没有任何事情都是完美的，冲压同样具有缺点，例如模具设计制造周期较长，费用昂贵，因此冲压加工只适宜于大批量零件的生产。本课题研究的卡箍零件也是冲压件，

12、大批量的生产。所以采用冲压加工的机械制造方法。通过对该课题的研究，我学到了更多的知识：1 能够综合运用冲压工艺的知识和模具设计课程的理论知识，两者相结合更有利于我对卡箍零件的分析，并且能够运用CAD、Pro/e等绘图软件去进行卡箍零件的模具绘图设计，还能够进一步巩固自己在课堂上所学到的知识。2 进一步掌握模具设计的过程及方法和熟悉零件产品的制造工艺和方法，培养正确的设计思路以及锻炼分析解决问题的能力，使我能够更进一步的掌握设计过程。3. 学会绘图软件的使用，不但能够减少设计的时间，而且还可以降低产品设计的成本。提高工作效率。1.2模具在工业生产和国民中的作用模具在工业制造上是必不可少的基础装备

13、，【更多成品毕业设计，QQ380615448，介绍成功有报酬】卡车、仪器、仪表和电话中绝大部分的零部件的生产都需要通过模具的作用来成型。如果没有模具的加工标准的零部件就无法做到大批量的生产，从而影响工作效率。并且，塑料模具加工、冶金、合金铸造等工艺也都需要通过模具来实现大批量的生产。因此可以看出，模具不仅是材料成型不可缺少的主要工具之一，也是在工业设备的生产中被广泛运用的工艺设备。利用模具制造零件能够降低工作所需时间，使材料的利用率大大的提升，更加有易于实现零件的大量生产。通过模具生产的制件，其精确程度、外形复杂、工作效率和材料损耗远远比别的生产方式所生产的零件要好很多。通过模具制造的产品，其

14、价值往往高于模具的自身价值，随着时代的发展与进步，模具的制造工业发展快与慢已经变成一个国家制造水平高和低的标志，在很大程度上决定着产品的质量和效益。在工业生产中，产品的更新都是随着模具的发展而改变。比如，假设模具的制造精度没有达到设计要求，那么生产产品的质量就不高，从而利益也不能够保障。随着现代化工业的发展和产品快速的更新，模具的使用需求越来越大，因而模具设计与制造水平要求不断的提高。模具虽然只是高新技术产业的一部分，但在其中却占据很重要的地位。例如，计算机的外壳及众多的元器件的生产都需要高精度的模具。可以通过信息化技术的快速发展来提高制造模具水平能力，这也是模具制造工业发展的重要环节。随着技

15、术在模具中的广泛应用，使得模具的设计与制造水平得到很大的提高。模具工业不仅需要依赖先进的制造技术，还要与电子信息等高新技术相结合，从而使模具工业向智能化方向发展。推动国民经济的增长和提高工作效率。1.3模具工业的研究现状我国模具工业发展较为快速，改革开放后，人民生活水平提高，经济的迅速发张，导致模具的市场需求量日益增长，据概略统计，我国拥有18000家模具生产企业单位，年产值大于350亿元，模具工业已趋见成型，在加入后，随着地区的转移，中国已变成上世界上较大的制造国家。从而推动了模具制造业在中国的快速发展和对其更高的需求。模具工业的快速发展也导致模具工业企业所有制出现重大的变革，除了国有企业之

16、外，集体制、私营制和独资这些体制的企业也纷纷出现和快速发展。例如广东的大集团公司；浙江的“模具之乡”。随着交通的便捷，国与国之间的贸易频繁，市场的需求和竞争越来越激烈，产品质量和新产品的开发变得尤为重要。而模具制造的水平是衡量产品质量和成本重要要素之一，因为模具的“效益放大作用”使得模具制造技术水平的高低决定企业的发展状况占据很多的成分。 现在许多模具制造企业更加注重于模具技术的创新和投入更多的资源去培养技术人员，把技术的开发和研究作为企业进步的标准。随着模具制造技术的革新和通信技术的发展，二维在国内已普遍被使用，并逐渐使用、等通用软件，一些企业与国际接轨，引进更加先进的技术，例如、和等软件，

17、并且成功的使用它们进行精度更高模具的制造，使中国模具设制造水平大幅度的提高。但由于人才的缺乏，引进的软件未能充分发挥其效益。此外，国家在全国组织了许多研究机构对模具制造技术的进行创新和测试。经过多年的努力，取得丰厚的成果，模具制造的进步提高了产品质量和减少设计模具的时间。 随着中国经济的快速发展，对模具产业的技术要求越来越严格，同时也为其发展起到助推的作用。我国模具工业与其他国相比起步比较晚，虽然后来有较大的提升。但在模具设计与制造的总体水平上与德、美、日、法等发达的国家相比较仍有较大的距离。精密仪器的加工设备在模具设备中占据比例较低，由于人才短缺，技术1不能够被普遍使用和引进的先进模具制造工

18、业技术不能够被广泛运用。特别是在精密模具和外形复杂模具的制造上落后很多，一是技术水平落后，二是国内市场供给不足，一些企业只能自产自足，只能从国外进口模具来满足市场的需求。造成这种供给不足的情况的主要原因是：国内模具商品化比较低，专业人才缺少，【代做毕业设计，QQ380615448，介绍成功有报酬】企业新产品的更新速度较慢满足不了市场的需求，模具制造技术相对落后，模具使用年限短，企业管理落后。近十几年以来，随着经济的快速发展，“三资”及民营企业规模逐渐扩大。中国模具工业速度快速发展。现在，中国大概有18000多家模具生产企业，员工接近有五十几万人，一年生产总值靠近达534亿元。这几年模具生产结构

19、变革越来越快，体现在行业的总体发展速度低于精密、复杂模具和模具标准件的发展速度；塑料模和合金压铸模所占比例逐渐增大；面对市场的巨大需求，专业模具厂家数量越来越多。 由于地域差异，中国模具工业的发展存在不平衡性，沿海地区发展比内陆地区发展迅速，南方的经济水平领先于北方地区，其模具产业发展也远远快于北方。改革开放后，随着深圳和长江地区与国际快速的接轨，引进先进的资源，从而模具工业主要集中在这片地区。当前我国模具企业只能生产小型模具，而大型精密模具只能从国外引进。从过去到现在，虽然我国模具技术和其他工业发达国相比较落后，但经过许多人的努力，模具技术还是进步很多，主要体现在以下几方面：（1）对合金材料

20、和模具钢的研究和开发，并对材料处理方法进行改进，从而提高模具的使用年限。（2）对模具结构进行研究，开发新的多工位模具，并且独立研究精密的生产模具来满足国内的市场需求，减少进口量。（3）开发新的技术和工艺来促进模具产品的更新速度。（4）模具设备的类型越来越多，更能很好的加工复杂零件。（5）已经在全国范围内被广泛的使用。早在20世纪中期，根据市场需求，美、日等工业发达国家就投入大量资源，将模具视为一个新兴产业来统一发展，因而取得了显著地进步。根据市场的需求，在对模具技术进行更深入的研究和开发，模具的精确程度和可靠性得到很大的进步，更是为以后实现模具的快速制作打下很好的基础。美国走在世界的前端，不仅

21、经济领先，在模具制造技术的方面也是遥遥领先。在1989年美国进过粗略的统计，模具企业有13970多个，员工达21.68万人之多。1.4模具工业技术的发展趋势冲压模具制造技术发展应满足模具制造的以下四个基本要求3：（1）“制造进度高”、（2）“使用寿命长”、（3）“制造周期短”、（4）“模具成本低”。满足其要求应该发展如下技术：(1)模具的发展模具技术在模具设计和制造上具有很大的优势，它是模具设计制造的向集成化、智能化方向的发展。计算机的普及和发展，技术的普及和应用将会越来越有利，各个模具企业将会投入更多的资源进行员工对技术培训和技术服务，对技术进行更大的推广和使用。国际的网络化发展能够实现技术

22、在整个模具行业中的推广。(2)高速铣削机床4（）的发展国外近年来发展的高速铣削加工是型腔模具加工的重要工具，具有切削力小、加工效率高、加工质量好和大大改善模具表面的粗糙程度的优点。另外，还可以加工硬材料。以后将会往机械化、多功能化和智能化方向去发展。(3) 快速制模技术的发展 随着市场经济的持续发展，缩短产品生产周期在市场竞争中变得至关重要。快速原型制造（）技术可直接用于模型制造，与传统加工方法相比，零件生产周期和生产所需成本都要低。现在市场需求量大，技术占工业生产的比例达到70%以上。因此，越来越受到欢迎。(4)材料及表面处理技术的研究因为选材不当而导致模具失效，在失效模具中占据一半的比例。

23、因此在实际生产中，选用高级模具材料和使用必要的表面处理工艺才能提高模具的使用年限。模具钢材料性能能否充分发挥主要是靠热处理和表面处理。 (5)模具研磨的自动化的研究磨具表面质量是影响模具使用的重要因素之一，我国目前扔在使用手工研磨的方式，这种方式不仅生产效率低，而且质量不稳定。阻碍了我国模具加工业的发展，所以模具研磨的自动化研究是我国模具加工技术发展的趋势。另外，从我国模具工业发展的现状可以看出，往后可以朝着以下方面去发展：1）随着经济的快速发展，为满足市场需求，应发展大型精密和寿命较长的模具。2）推动模具产品的商品化，减少模具设计与制造的周期，保障模具的质量。3）提高模具设计技术和模具制造的

24、自动化进程。4）着重于新材料和新技术的研究和开发。5）广泛运用快速制模技术，满足市场的需求。2. 零件工艺设计2.1 零件草图和三维图零件CAD图：如图2.1所示 零件名称：卡箍零件图2-1 零件图 技术要求： 1.去毛刺； 2.生产批量：大批量； 3.材料：Q235； 4.板厚：2.2mm。 图2-2三维图2.2材料成型性能卡箍零件是一个冷冲压零件，选择Q235钢5作为加工材料，Q235钢是碳素结构钢，其中Q表示的是这种材质的屈服强度，其屈服值大小不超过235MPa，在235MPa左右，其屈服值与材料的板厚成反比。因为其碳含量不多不少，屈服条件好，弯曲性能较好，所以被广泛的使用。2.3 卡箍

25、零件的工艺阐述由图2.2-1所示，该课题研究的卡箍零件是左右对称的零件，采用的材料是Q235钢，板厚为2.2mm，中间经过弯曲，底面有两个8的小圆孔，零件外形规则，根据其形状特点和生产要求，可以看出该零件可以经过落料、冲孔和弯曲三道工序成型。2.3.1 毛坯展开尺寸的运算如图2.-3所示图2-3零件图弯曲件展开总长度1：L= 直线 + 圆弧圆弧展开长度查书（1）式（3.3-22）得：L= / 180（2.3-1）公式中L圆弧中性层所展开的长度;圆周率;弯曲角;中性层曲率半径。查书（1）式（3.3-20）可得： = r + xh （2.3-2）r零件内圈圆半径;x圆弧中性层位移系数;H零件板厚。

26、查书（1）表3-5如下图表2 - 4所示0.10.20.30.40.50.60.70.811.2x0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.331.31.52.02.53.04.05.06.07.08.0x0.340.360.380.390.400.420.440.460.480.5表2 - 4 中性层位移系数的值R1圆：r / h =20/2.2=9.09查表可得x=0.5， 由零件图2.3-1可看出弯曲角 = 180根据式（2.3-1）和式（2.3-2）可得：L= 180(20+0.52.2)/ 180 =66.25R2圆：r / h =2/2.2=0.90

27、9查表可得x=0.3，由零件图可看出 =90根据式（2.3-1）和式（2.3-2）可得：L= 90(2+0.32.2)/180=4.08因为R3圆的半径以及弯曲角度与R2圆一直，同理可得出：L=4.08底边直边的长度：L=L=(80-40-2-2)/2=18所以毛坯展开尺寸为：L= 直线 + 圆弧 =18+18+4.08+4.08+66.25 =110.412.3.2 冲裁件的工艺性阐述冲裁件的零件图如图2-5所示：图2-5 冲裁件零件图该卡箍零件的材料属于Q235钢，含碳量适中，综合性能较好，强度、塑性和弹性都适宜。卡箍零件的结构形状简单，冲压模具设计尽量减少锐利的尖角的出现。卡箍零件的尺寸

28、无多高精度的要求，可采用普通的冲裁方法得到如图2.3-3的零件图，查标准公差表，制件的尺寸精度可按照IT14级2的标准。综上所述，可得看出该零件的工艺性较好。2.3.3 弯曲件的结构工艺性的阐述弯曲件如图2.2-1所示，弯曲件的形状左右对称，弯曲半径适宜，板料厚h=2.2，所以孔边距2h。冲裁零件只需经过一次弯曲加工就可得到最终零件，表面粗糙度精度要求不高，尺寸公差可以选用IT13-IT14级。所用材料为Q235钢，屈服强度高，有利于弯曲成型并且提高零件质量。2.4 工艺方案的确定从卡箍零件的三维图（图2-2）可以看出，该零件需要通过冲孔、落料和弯曲三个基本工序1来成型可以采取一下方案：第一个

29、方案：落料冲孔弯曲，采用三个单工序模具来完成零件的制作；第二个方案：设计一套级进模来一步完成落料、冲孔和弯曲；第三个方案：步骤一采用落料冲孔复合模，步骤二采用弯曲复合摸；第四个方案：采用先落料再弯曲冲孔的方法。通过比较四个方案的差异，选择最可行的方案：第一个方案:虽然单工序模设计方便、制造简单、生产成本低、周期短，并且该卡箍零件外形简单，但是最终零件的成型需要进过三道工序，生产效率低，不满足该卡箍零件的生产批量要求。第二个方案:只需设计一个模具就能完成多个工序，级进模生产效率高，产品质量也高，自动化程度高，降低劳动力，节约生产成本。可是该模具设备成本高，周期较长，材料利用率较低。第三个方案:分

30、离工序，设计两套复合模具来加工零件，既简化了模具设计要求，又降低了生产本，提高材料的利用率。并且，使零件的精度要求得到了大大的保障。第四个方案:这个也是两套模具落料模和弯曲冲孔模，虽然落料模结构设计简单，可是弯曲冲孔模结构复杂。不易设计和制造。综上所述，进过四个方案之间的对比，方案三比较合理。3.冲压模具的设计与计算3.1排样在条料上放置制件的布局方向叫做排样8。合理的排样能够提高材料的利用率并且提高产品的质量、降低生产成本。从而，排样的合理性成为冲压工艺必不可少的元素之一。再生产冲压零件的成本中，选取制件材料占据60%以上，所以排样的存在意义就是提高材料的利用率。冲裁的过程会产生不必要的废料

31、，通过减少废料的面积，就可以提高材料的利用率。废料通常分为结构废料和工艺废料，结构废料取决于制件的形状，通常不能够随便改变。制件的冲压方式和排样决定着工艺废料。所以，可以从工艺废料方面着手提高材料的利用率。对于同一个制件，我们可以选取多种排样方法，从中选择最合理的排样将工艺废料降到最少。 排样的方法有三种，如下所示：（1） 有废料排样 如图3-1（a）所示，除工件之外，其余均为工艺废料。 （a） （b）图3-1排样方法（2） 少废料排样 如图3-1（b）所示，只有制件与材料边距之间存在工艺废料。（3） 无废料排样 即工件与工件制件没有废料，工件与边距之间也没有废料。采用有废料排样能够提高工件的

32、尺寸精度，提高制件质量和使用寿命。虽然少、无废料排样不需要多复杂的模具结构，并且材料的使用率比较高。当从实际情况考虑，该卡箍零件的排样使用有料排样的方法。3.2 搭边搭边是排样时制件之间和制件与边距之间的材料距离。对于搭边值，要合理的选择。如果搭边值太大时，材料不能够被充分利用，制件容易产生变形发生断裂。如果搭边值太小时，会使制件出现毛刺，并且有可能材料会被拉入凹凸模之间的间隙，造成模具的损坏。目前矩形件的搭边值得大小有下表3-2确定。表3-2搭边a和a1的值材料厚度t/mm0.25以下0.25 -0.50.5-0.80.8 - 1.21.2-1.61.6-2.02.0-2.52.5-3.03

33、.0-3.53.5-4.0工件间a12.21.81.51.21.51.82.22.52.53.5沿边a2.52.01.81.51.82.52.52.83.24.0因为板厚h=2.2mm，故选取a1=2.2mm；a=2.5mm。因此，我们可以根据a，a1，毛坯展开尺寸画出排样图，如下图所示：图3-3 排样图3.3 材料使用率的运算材料的使用率是指在冲压时，制件在一个进距内面积与毛坯面积之比。是衡量材料被使用情况的指标。查书（1）式（2-16）得： = （3.3-1）式（3.3-1）中： n 冲裁零件在一个进距内的数量； M 一个进距内冲裁件的大小； L 进距大小； B 料宽大小。一张板料上材料的

34、总使用率： = （3.3-2） N 冲裁件的总数量； L 板长。冲裁件M的大小：M = （mm）；料宽B ：B = 115.41（mm）；进距L ：L =32.2（mm）； 所以 = 3.4 冲压力的运算和冲压设备的选取3.4 .1 冲孔力的运算在选择模具冲压设备和检测模具质量时，冲裁力是不可缺少的重要依据。采用平刃冲压时，查书（1）式（2-10）可以得到：F = KLt （3.4.1-1） 式 ： F 冲裁力大小； L 冲孔零件的周长大小； T 材料板件的厚度； 板料的抗剪强度； K 常度系数,一般来说k的取值为1.3。或者 F = （3.4.1-2） 板料的抗拉伸强度该零件的材料为Q235

35、，查书（2）中表1.3-33如下表3-4所示。表3-4 碳素钢的结构性能牌号等级拉伸试验屈服点抗拉强度伸长率/%钢板厚度/mm钢板厚度/mm1616-4040-6060-100100-1501501616-4040-6060-100100-150150Q195 -195-185 - - - -315-3903332 - - - - Q215A215205195185175165335-410313029282726BQ235A235225215205195185375-460262524232221BCD从图3-4中可以看出材料Q235的拉伸强度2 = 375460MPa，取 = 420MPa

36、。L = =23.148 = 50.24 mm = N3.4 .2 落料力的运算根据式（3.4.1-2）可以得到：落料板件的周长 ： 所以 3.4 .3 卸下凸模上的材料所需力的计算查书（1）式（2-11）得： 式里 F 卸料力的大小； K 卸料常数。查书（2）表2.1-12如下表3-5所示表3-5推料、顶料、卸料系数 系数K板厚/mmK推K顶K卸钢0.10.10.140.065-0.0750.1-0.50.0630.080.045-0.0550.5-2.50.0550.060.04-0.052.5-6.50.0450.050.03-0.046.50.0250.030.02-0.03铝、铝合金

37、0.03-0.070.025-0.08纯铜、黄铜0.03-0.090.02-0.06因为板厚t=2.2mm，所以=0.04-0.05，取=0.05。 3.4 .4 推出凹模上的材料所需力的计算查书（1）式（2-12）所得： 式里 推件力的大小； 推件常数； n 凹模内的零件个数。其中 ，h表示凹模孔刃口高度大小，t为板料厚度。这里假设h 为5，所以n即为2个。查表4.3-1可以看出= 0.055，按照式 3. 4.5 冲压设备压力机吨位的选取 总冲压力在选择压力机11的吨位大小时，必须考虑设备的安全性。所以压力机吨位大小一般相当于总的冲压力的1.8倍。故工程压力 查书（2）表1.4-22开式压

38、力机的规格，可以选择公称压力为630 KN的开式压力机，其规格如下表3-6中所示：表3 - 6压力机规格代号J23-63公称压力/KN630滑块距下止点距离/mm8滑块位移的距离/mm120位移次数70最大封闭高度/mm360封闭调节距离/mm90工作台尺寸/mm左右710前后480工作台孔尺/mm左右340前后180直径230柱间距离/mm340滑块到工作台距离/mm250模柄孔尺寸工作台厚度/mm90倾斜角303.4.6 冲压设备压力中心的计算模具设备的的压力中心9必须要经过模柄的轴线和滑块的中心线的重合线，来保障模具在工作状态下收到的力相均衡。否则就会导致模具刃口损坏，工件的质量就得不到

39、相应的保证。零件图的形状，选择合适的坐标系，如下图所示：图3-6工件压力中心图根据上图，可以看出该零件左右和上下对称，所以压力中心就是它的几何中心。3.5 冲裁间隙及刃口尺寸的计算3.5.1 冲裁间隙冲裁模具的凹模与凸模之间的距离被称为冲裁间隙，是设计冲裁模的重要参数。间隙值的合理大小会对制件的尺寸精度、断面的质量和模具的使用寿命造成很大的影响。对于该冲裁件采用查表确定法来确定最小合理的间隙值。如下表所示：表3-8冲裁模初始间隙值板料厚度/mm08、10、35、09Mn Q235A/mm/mm0.5无间隙0.50.040.060.60.0480.0720.70.0640.0920.80.072

40、0.1040.90.090.12610.10.141.20.1260.181.50.1320.241.750.220.3220.2460.362.10.260.382.50.360.52.750.40.5630.460.64查表3-8可知 =0.285 mm，=0.41 mm。3.5.2 凹模和凸模刃口尺寸的运算刃口计算的方法有两种方式：一是采用凹、凸模分开加工，二是采用两者配合加工。对于冲裁件上两个8的圆孔的冲压采用第一种方式。分开加工比较适用于圆形且结构简单的零件加工，为了保证合理的凹、凸模之间的间隙值，不仅需要分别标注公差，并且公差必须满足下列条件： （3.5-1） 上式中 、凸、凹模的

41、制造偏差； 、最大与最小双面间隙值。表3-9凹模与凸模的制造偏差基本尺寸凸模制造偏差凹模制造偏差18-0.02+0.0218 - 30-0.02+0.02530 - 80-0.02+0.0380 - 120-0.025+0.035120 - 180-0.03+0.04由上表3-9可以知道凸、凹模的制造偏差为，。所以式（3.5-1）的条件成立。凸、凹模的刃口尺寸的计算：（1） 冲孔 查书（1）式（2-3）和（2-4）得 （3.5-3） （3.5-4）上式中 、冲孔凸、凹模的尺寸； T零件的制造偏差； X磨损系数，X的取值按照以下的关系来取值：制件精度xIT10以上1IT11-IT130.75IT

42、140.5 制件的精度为IT14级，显而易见x = 0.5。由公差表查得：的孔的制造偏差为0.36mm。 （2） 孔心距的计算 （3.5-5） 上式中 L孔心距的大小； 凹模的孔心距大小。查公差表可知冲裁件长度的公差为0.87mm，故 对于冲裁件的外形轮廓的加工，采取凸模与凹模的两者相结合的加工方法。其是先确定一个凹模（凸模），再根据冲裁件的实际尺寸来制作剩下的模具，保持合理的间隙值。以凹模为标准件时，凹模的尺寸和公差磨损后会出现三种情况，分为变大、变小和不变这三类。这里在凹模磨损之后，模具的部分刃口大小都会增大，因而属于第一种情况，查（1）书式（2-7）得 （3.5-6） 上式中 凹模的刃口

43、尺寸大小； A制件的标准尺寸大小； 凹模制作偏差，一般来说，如果标注是的时候， 。查标准公差表可知，冲裁件宽度上的公差为0.52mm，长度上的公差为0.87mm。零件按照IT14级的标准。所以x得取值为0.5。故 根据以上的计算我们能够得到凹模相应的尺寸，从而能够设计相应尺寸的凸模，但是必须保证凹模与凸模之间的间隙值在0.285-0.41mm之间。落料件的尺寸标注如下图所示：图3-10 落料件图4.冲裁模具结构和主要零部件的计算4.1 主要零部件运算（1）冲圆孔的凸模： 因为孔直径为mm，在1mm-25mm之间，可以选取圆滑过渡的阶梯型的凸模来冲孔，这样既可以减少应力的集中和提高模具的强度和硬

44、度。凸模的长度大小一般按照模具的要求和具体结构来选择。查书（1）式（2-23）来确定凸模长度为： L = （4-1） 上式中 H固定模具板的厚度； H卸料板的厚度； H导料板的厚度； H额外的长度，一般与进入凹模的深度有关。按照式（4-1）的计算，该凸模的深度L = 56.7mm。其凸模的其他的尺寸标注如下图所示：图4-2 冲孔凸模的尺寸标注（2） 凹模整体外形尺寸的确定 凹模的高度是影响模具使用性能的重要因素，而且凹模的长度和宽度的选取也与它有关。该模具的选取为矩形凹模。查书（1）式（2-19）得：凹模高度 H = Kb （4-3）凹模厚度 (4-4)上式中 b孔壁之间的最大距离； K常数系

45、数，与材料的板厚有关，它的大小可查下表可知：表4-5 凹模系数k/mm材料板厚t/mm11336500.3 -0.40.35-0.50.45-0.650 - 1000.2 -0.3 0.22-0.350.3-0.45100 - 2000.15-0.20.18-0.220.22-0.32000.1-0.150.12-0.180.15-0.22 看表可以查出k = 0.208,所以按式（4-3）和（4-4）可以得出： 所以选取C = 40mm，其余的尺寸标注入住下图所示：（3）凸凹模的设计 该冲压模为落料冲孔复合摸，肯定存在凸凹模。凸凹模的壁厚与冲裁模的结构有关可查表4-7得到其最小值。表4-7凸

46、凹模最小壁厚值a板料厚度最小厚度最小直径0.51.6150.61.80.720.82.30.92.51812.71.23.21.53.8211.75424.92.15252.55.8由表4-7可以得到a = 5mm，而检验凸凹模强度的公式为： （4-8） 上式中 a最小壁厚值； T板料厚度。所以 满足3.35，所以凸凹模的强度符合要求。凸凹模的尺寸标注入下4-9图所示：图4-9 凸凹模尺寸标注4.2 模具总体结构（1） 模架的选取 在实际的生产中，为了保障凸、凹模之间的间隙值的合理大小，并且简便模具的安装要求和提高生产安全，具有导向装置的标准模架被广泛的采用。该冲裁件的设计模具应该采用后侧导柱模架，它的特点是可以对宽度较大的材料进行冲裁，可以双向送料，操作简便。由于重心不够平稳，只适用于中和小精度的模具。在国家标准中可以查到后侧导柱式模架的标准值为：a. 上模座 ：长宽高 = 250mm 250mm 50mm； 选择内六角螺钉型号为来固定住上模座。b. 下模座 ：长宽高 = 250mm 250mm 65mm； 同样选择型号一致的内六角螺钉来固定位置。c. 导柱 ：直径为35mm，高度为210mm，公差带为h5的B类型；d.