毕业设计（论文）-弯板支架冲孔弯曲模具设计-2套模具全套图纸.doc

江阴职业技术学院毕业设计（论文）题 目弯板支架冲压模具设计 姓 名 学 号 系 部 机电工程系 专 业 模具设计与制造 指导教师 职 称 副教授 2014年 12月 10日 摘 要在这次设计中根据所给题目的要求，首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择加工方案。由于模具工业的重要性,模具成型工艺在各个工业部门得到了广泛的应用,使得模具行业的产值已经大大超过机床刀具工业的产值.这一情况充分说明在国民经济蓬勃发展的过程中,在各个工业发达国家对世界市场进行激烈的争夺中,越多越多地采用模具来进行生产,模具工业明显地成为技术 经济和国力发展的关键.因此,要使国民经济各个部门获得高速发展,加速实现社会主义四个现代化,就必须尽快将模具工业搞上去,使模具生产形成一个独立的工业部门,从而充分发挥模具工业在国民经济中的关键的作用. 本设计弯板支架零件冲压模具，凸凹模安装在模具下模座上。倒装复合模废料清理无须二次清理，操作方便安全，生产效率较高。复合模与弯曲模的设计过程大致相似，复合模较弯曲模结构更为复杂。设计上主要是对凸模、凹模和凸凹模的设计，其中主要是其工作部分的尺寸设计，以保证制件的精度和质量要求。关键词：模具 冲裁件 凸模 凹模 凸凹模全套图纸，加153893706abstractin this design according to the requirements of the topic, firstly, stamping parts are analyzed, the dimensional accuracy of the parts of the analysis that the general accuracy of the mould can meet the requirements of precision parts, from the shape, dimension and mass production situation, selection and processing scheme. due to the importance of the mold industry, mold forming technology has been widely used in various industrial sectors, so that the mold industry output value has been greatly exceeded the machine tool industry output value. this fully explained in the process of national economy vigorous development, in the fierce competition for each industrial developed countries on the world market, more and more using mold for production, key technology and national economic development has become the mold industry obviously.therefore, to make each department of national economic high speed development, accelerate the realization of the four modernizations of socialism, we must mold industrial make up as soon as possible, so that the mold production formed an independent industrial sector, so as to give full play to the key role of mold industry in the national economy. the design of bending plate stamping bracket parts of the die, punch and die installed in the mould of the lower mould seat. flip composite modulus waste disposal, without two clean, convenient and safe operation, high production efficiency. the design process of compound die and bending die compound die is similar, the bending die structure is more complex. the design is mainly the design of the punch, concave die and punch and die, which is mainly designed dimension of the part of the work, to ensure the precision and quality requirements.目录第一章 工件分析1第一节 材料的工艺分析1第二节 材料选择2第三节 工件结构形状2第四节 尺寸精度3第二章 冲裁工艺方案的确定5第四章 模具总体设计6第一节 模具类型的选择6第二节 操作与定位方式6第三节 卸料、出件方式6第四节 确定送料方式7第五节 确定导向方式7第五章 模具工艺参数确定8第一节 排样设计与计算8第二节 搭边值的确定8第三节 进距与条料宽度计算9第四节 材料利用率的计算12第六章 计算冲压力与压力机的初选13第一节 冲裁力fp的计算13第二节 卸料力fq1的计算14第三节 顶件力fq2的计算14第四节 总的冲压力f的计算14第五节 压力机的初选15第七章 模具压力中心的确定16第八章 冲裁模间隙的确定17第一节 冲裁间隙z17第二节 冲裁间隙分析17第九章 凹、凸模刃口尺寸的计算19第一节 刃口尺寸计算的基本原则19第二节 刃口尺寸的计算19第十章 主要零部件的设计23第一节 工作零件的设计与计算23第二节 橡胶的选用30第三节 模架及其零件的设计31第四节 弯板弯曲模设计32第十一章 校核模具闭合高度及压力机有关参数38第一节 闭合高度的计算38第二节 冲压设备的选定38参考文献39致谢40第一章 工件分析第一节 材料的工艺分析近年来,.由于模具技术的迅速发展, 模具设计与制造已成为一个行业越来越来引起人们的重视.模具是现代工业生产中重要的工艺装备,他在各种生产行业,特别是冲压和塑料成形加工中,应用极为广泛.我国模具工业总产值中,冲压模具的产值约为50.现代模具技术的发展,在很大程度上依赖于模具标准化的程度,优质模具材料的研究,先进的模具设计和制造技术,专用的机床设备及高水平的生产技术管理等等,但其中模具设计是至关重要的一个方面. 利用模具生产零件的方法已成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段,它对于保证制品质量,缩短试制周期,进而争先进入市场,以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性意义.因此德国把模具成为”金属加工中的帝王”,把模具工业视为”关键 工业”,美国把模具成为”美国工业的基石”,把模具工业视为”不 可估量其力量的工业”,日本把模具说成”促进社会富裕繁荣的动力”把模具工业视为”整个工业发展的秘密”由于模具工业的重要性,模具成型工艺在各个工业部门得到了广泛的应用,使得模具行业的产值已经大大超过机床 刀具工业的产值.这一情况充分说明在国民经济蓬勃发展的过程中,在各个工业发达国家对世界市场进行激烈的争夺中,越多越多地采用模具来进行生产,模具工业明显地成为技术 经济和国力发展的关键.从我国的情况来看,不少工业产品质量上不 去,新产品开发不出来,老产品更新速度慢,能源消耗指标高,材料消耗量大,这些都与我国模具生产技术落后,没有一个强大的 先进的模具工业密切相关.因此,要使国民经济各个部门获得高速发展,加速实现社会主义四个现代化,就必须尽快将模具工业搞上去,使模具生产形成一个独立的工业部门,从而充分发挥模具工业在国民经济中的关键的作用.冲压生产靠模具和压力机完成加工过程,与其他机械加工方法相比,其在技术和经济方面有如下特点:冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化和自动化.普通压力机每分钟可以生产十几个零件,高速压力机每分钟可生产几百甚至上千件零件.所以它是一种高效率的加工方法.冲压件的尺寸精度由模具来保证,所以质量稳定,互换性好.冲压可加工出尺寸范围较大 形状较复杂的零件,小到仪表零件,大到汽车覆盖件,还可获得其他加工方法难以制造的壁薄 、 质量轻、 刚性好 、 表面质量高 、 形状复杂的零件.冲压加工一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样,需大量切削金属,所以它不但节能,而且节约金属,故冲压件的成本较低.由于冲压工艺具有上述突出的特点,因此在国民经济各个领域广泛应用.例如,航空航天、机械、电子通信 、交通 、兵器 、日用电器及轻工等产业都有冲压加工,不但在工业生产中广泛才用冲压工艺,而且可以说每个人每天都直接与冲压产品发生联系.冲压在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛.相当多的工业部门 越来越多地才用冲压加工方法加工零件部件,如汽车 、农机、仪表 、仪器 、电子、航空 、航天 、军工 、家电及轻工等行业.在这些工业部门中,冲压件所占比例相当大,少则60以上,多则90以上.不少过去用锻造 铸造 和切削加工方法制造的零件,现在大多也被质量轻 刚度好的冲压件所代替.因此可以说,如果生产中不广泛才用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量 、 降低生产成本 、快速进行产品更新换代是难以实现的。工件名称：弯板支架 工件简图：如图1.1所示 生产批量：大批量 材料：q235 厚度：1mm 工件精度：it14图1.1工件简图第二节 材料选择根据表1.1，q235为碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比均适合冲裁加工。第三节 工件结构形状工件结构形状相对简单，属轴对称结构，除有一个孔,其余皆为直线，孔与边缘之间的距离也满足要求，可以冲裁。2.2展开尺寸的计算弯曲件毛坯的展开尺寸是根据变形中性层长度不变的原理来求出的，对于变形程度很小或对尺寸要不高的弯曲件来说，可以近似的认为变形中性层与毛坯的断面中心相重合，这时，中性层的位置为=r+t/2式中 r弯曲件内层的弯曲半径t板料的厚度，而当需要精确的求出弯曲毛坯的展开长度时，就必须精确的求出变形中性层的位置。确定位置之后就可以进行毛坯展开长度的计算了，这需要一个中性层的位移系数，此系数对于弯曲形状及弯曲程度不同，数值也不同，需要根据实际的模具调节展开尺寸。本产品，尺寸没标公差，属于自由公差，可以直接按毛坯的断面中性层尺寸计算， 经过计算 l1=43.8，宽度d=13此尺寸目前是待定，在实际生产时需调节。如图，展开图纸如下图所示：第四节 尺寸精度零件图上所注公差经查标准公差表1.2为it14级，尺寸精度较低，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，适宜冲裁加工。查公差表得各尺寸公差：零件外形： 43.8mm、13mm零件内形：3.2mm表1.1黑色金属的力学性能材料名称材料牌号材料状态极限强度伸长率屈服强度弹性模量e/mpa抗剪抗拉碳素结构钢q235已退火的216-304275-3833217708255-353324-4413219618600010f216-333275-4123018610255-333294-4322920619400015f245-363314-4512815265-373333-4712622519800020f275-383333-471262251960002o275-392353-5002524520600025314-432329-5392427519800030353-471441-5882229419700035392-511490-6372031419700040412-530511-6571833320900045432-549539-6861635320000050432-569539-71614373216000表1.2部分标准公差值（gb/t1800.31998）公差等级it6it7it8it9it10it11it12it13it14it15基本尺寸/m /mm36812183048750.120.180.300.48610915223658900.150.220.360.58101811182743701100.180.270.430.70183013213352841300.210.330.520.843050162539621001600.250.390.621.005080193046741201900.300.460.741.2080120223554871402200.350.540.871.40从表1.1中查出q235抗拉强度：=275383mpa抗剪强度：=216304mpa伸长率： =32%分析其力学性能较好，故选择q235材料。第二章 冲裁工艺方案的确定该制件的冲裁工序包括落料和冲孔，其冲裁加工有以下三种方案：方案一：先冲孔，后落料，然后弯曲。单工序模生产。方案二：冲孔落料复合冲压然后弯曲。复合模生产。方案三：冲孔落料弯曲级进冲压。级进模生产。方案一模具结构简单，投资少，且每次冲裁所需的冲裁力较小，可以解决冲压设备吨位不够的问题。其缺点在于零件的精度难于保证，并且零件比较小，在第二次冲孔时，准确定位不宜，容易使人受伤，生产率低。方案二也只需2副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚，模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。通过对上述三种方案的分析比较,采用方案二复合模是比较合理的。第四章 模具总体设计第一节 模具类型的选择经分析，工件尺寸精度要求不高，形状较简单，但工件产量较大，根据材料厚度，为保证冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，弹性卸料装置的倒装复合模具结构方式。第二节 操作与定位方式一、操作方式零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，提高经济效益。二、定位方式因为导料销和挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用固定挡料销。第三节 卸料、出件方式一、卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：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。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.20.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。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。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模。工件平直度较高，料厚为1mm，卸料力不大，由于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，故可采用弹性卸料。二、出件方式因采用倒装复合模生产，故采用弹性上出件。第四节 确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机，采用横向送料方式，即由右向左送料。第五节 确定导向方式采用后侧导柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。第五章 模具工艺参数确定第一节 排样设计与计算冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有搭边、少搭边和无搭边排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。因此有下列三种方案：方案一：有搭边排样 沿冲件外形冲裁，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。方案二：少搭边排样 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。方案三：无搭边排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳（如图5.1所示）。第二节 搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损。根据制件厚度与制件的排样方法查表5.1得：两制件之间搭边值a1=1.5mm侧搭边值a=2mm表5.1搭边值和侧边值材料厚度t手动送料自动送料圆形非圆形往复送料aa1aa1aa1aa11以下1.51.521.5321221.52.523.52.532232.5232.543.53432.53.5354434543546554565465762.05第三节 进距与条料宽度计算一、送料进距a条料在模具上每次送进的距离称为送料进距，每个进距可冲出一个或多个零件。a=d+a1 (5.1)式中d平行于送料方向的冲裁件宽度a1冲裁件之间搭边值模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式,还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。就本模具而言,采用纵向送料方式。图5.1排样图二、条料宽度b计算排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度也就可以设计出。计算条料宽度有三种情况需要考虑：1.有侧压装置时条料的宽度。2.无侧压装置时条料的宽度。3.有定距侧刃时条料的宽度。有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。图5.2有侧压装置时条料的宽度确定本设计采用的是有侧压装置的模具。所谓条料宽度，是指工件最大极限尺寸加上侧搭边值。因条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值。其计算公式如下：b=d+2a （5.2）式中b条料宽度基本尺寸；d条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸；a侧搭边值，查表5.1；条料下料剪切公差；表5.2剪切公差及条料与导料板之间隙c（mm）条料厚度(mm)条料宽度(mm)1122335cccc500.40.10.50.20.70.40.90.6501000.50.10.60.20.80.41.00.61001500.0.20.70.30.90.51.10.71502200.70.20.80.31.00.51.20.7根据零件图查表5.2确定剪料公差及条料与导板之间的间隙=0.6。根据公式(5.2)： b=d+2a+c =(43.8+22)=47.8第四节 材料利用率的计算一、计算冲压件面积、周长因为该工件图由多段圆弧组成，计算周长需要准确的找到各段圆弧的长度，计算面积也需要准确的找到切点，诸多因素采用人工计算时计算量较大，因此采用三维辅助软件可快速准确的计算出面积、周长（如图5.3）。图5.3冲压件的周长和面积取f=553.68mm2l=133.76mm二、计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率。 材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率表示：=(nf/ab)100% （5.3）式中材料利用率（%）；n冲裁件的数目；f冲裁件的实际面积(mm2)；包括工件面积与废料面积；b板料宽度(mm)；a送料进距；根据公式(5.3)： =(553.68/14.547.8)100%79.88%由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。第六章 计算冲压力与压力机的初选计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力一般可以按下式计算：fp=kp lt =lt （6.1）式中材料抗剪强度（mpa）；l冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）；系数kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动，取kp =1.3。第一节 冲裁力fp的计算据图5.3可得一个零件内外周边之和l=133.76mm。查碳素结构钢的力学性能表知：q235的抗剪强度=216mpa304mpa，取260mpa，制件厚度t=1mm，则根据公式(6.1)： fp= kp lt=1.31133.76260=45210.88(n)45.2（kn）第二节 卸料力fq1的计算fq1=kxfp （6.2）式中kx卸料力系数，查表6.1取kx0.05。根据公式（6.2）： fq1= kxfp=0.0545.2（kn）2.26(kn)表6.1卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmkxktkd钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03第三节 顶件力fq2的计算fq2= kdfp （6.3）式中kd顶件力系数。查表6.1得kd0.06.根据公式（6.3）： fq2= kdfp =0.0645.2（kn）2.712（kn）第四节 总的冲压力f的计算根据模具结构总的冲压力f=fp+fq1+fq2=45.2+2.26+2.712=50.712(kn)选用的压力机公称压力p（1.11.3）f，取系数为1.3，则： p1.3f=1.3x50.712 (kn)=65.93(kn)。4.3 弯曲力的计算本产品属于u形弯曲，由于弯曲虽然是一副模具，定位做成可调接的，所以在计算弯曲力时，需要计算1次，u形弯曲的计算公式如下，弯曲力计算f=0.6kbtt/(r+t) (4-1) f=0.61.3201600/（0.5+2）=7488n =7.488kn式中 f弯曲力（n）；b产品的弯曲的宽度（mm）；材料抗拉强度（mpa）；（550-700 mpa）t材料厚度；(mm)k系数，通常k=1.3；第五节 压力机的初选冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机。表6.2部分常用开式压力机的主要技术参数技术参数单位型号j23-4j23-6.3j23-10j23-16j23-25j23-63j23-100滑块公称压力kn40631001602506301000滑块行程次数次/mm2001601351151007070最大闭合高度mm160170180220250360360闭合高度调节量mm35405060709090立柱间距mm100150180220260250250滑块地面尺寸左右mm100140170200300300前后mm90120150180340340模柄孔尺寸直径mm3050深度mm5070垫块厚度mm35405060708090最大倾斜角453530工作台尺寸左右mm280315360450560630710前后mm180200240300360420480根据冲压力的计算和压力中心的计算，选择开式压力机的型号为j23-10。第七章 模具压力中心的确定模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。模具的压力中心，可按以下原则来确定：1.对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2.工件形状相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3.各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的 力矩。求出合力作用点的坐标位置0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。其中、分别为各冲裁周边长度。按比例画出零件形状，选定坐标系xoy。计算出零件压力中心为（0，0）第八章 冲裁模间隙的确定第一节 冲裁间隙z指冲裁模中凹模刃口横向尺寸da与凸模刃口横向尺寸dt的差值（如图8.1），是设计模具的重要工艺参数。图8.1冲裁间隙第二节 冲裁间隙分析一、间隙对冲裁件尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。二、间隙值的确定凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙zmin，最大值称为最大合理间隙zmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值zmin。确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。对于尺寸精度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。根据间隙表8.1查得材料q235的最小双面间隙zmin=0.100mm，最大双面间隙zmax=0.140mm表8.1部分较大间隙的冲裁模具初始双面间隙材料厚度08、10、35、09mn2、q23540、5016mn65mnz最小z最大z最小z最大z最小z最大z最小z最大小于0.5较小间隙0.50.040.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2402.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.50.3600.5000.3800.5400.3800.5403.00.4600.6400.4800.6600.4800.6604.00.6400.880注：08钢冲裁皮革、石棉和纸板时，取间隙的25%。第九章 凹、凸模刃口尺寸的计算第一节 刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模关键环节。由此在决定模具刃口尺寸及其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，以凸模尺寸为基准，间隙取在凹模上。2.考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。3.确定冲模刃口制造公差时。如果对刃口精度要求过高，增加成本，如果对刃口精度要求过低，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件按国家“非配合尺寸的公差数值”it14级处理，冲模可按it11级制造；对于圆形工件按it6it7级制造。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。第二节 刃口尺寸的计算根据模具的加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸的计算方法分为两种情况。凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。对于该制件应该选用凸模与凹模分开加工方法。凸模与凹模分开加工是指凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸。要分别标注凸模与凹模刃口尺寸与制造公差。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙zmax必须满足下列条件：或者、一、冲孔凸、凹模计算设冲孔尺寸为根据以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙zmin。凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式为：凸模 dp=(dx)0- p 凹模 dd=(zmin)0+ d(dxzmin) 0+ d在同一工步中冲出制件两个以上孔时，凹模型孔中心距ld按下式确定：ld=(lmin0.5)0.125式中dd冲孔凹模基本尺寸(mm)； dp冲孔凸模基本尺寸(mm)； d冲孔件孔的最小极限尺寸(mm)； ld同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)； lmin制件孔距最小极限尺寸(mm)； 冲孔件孔径公差(mm)； zmin凸、凹模最小初始双面间隙(mm)；x磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，可查表9.1取值：当工件精度it10以上，取x=1；当工件精度it11it13，取x=0.75；当工件精度it14，则取x=0.5。表9.1磨损系数x料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30根据图1.1和表9.1查得磨损系数x取0.5，即x=0.5设凸、凹模分别按it6和it7级加工制造，所以凸模： dp =(3.2+x) 0- p=(3.2+0.50.30)=3.35凹模： dd=( dp +zmin)=(3.35+0.246)=3.596校核: pd=0.011+0.018=0.029mm表8.1得zmax =0.1；zmin =0.14)。pdzmaxzmin二、落料凸、凹模计算凹模： dd=(dx)凸模： dp=( ddzmin)(dxzmin)式中dd落料凹模基本尺寸(mm)；dp落料凸模基本尺寸(mm)；d落料件最大极限尺寸(mm)；r落料件外径公差(mm)；zmin凸、凹模最小初始双面间隙(mm)；x磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关。表9.1取x=0.5。由公差表（1.2）查得：43.8mm、13mm设凸、凹模分别按it6和it7级加工。所以凹模 43.8:dd2=(d2-x)=(43.8-0.50.62)0+0.021 =43.49+0.021mm13:dd4=(d4-x)=(13-0.50.36)=12.82mm凸模 43.8:dp2=(dd2- zmin)=(43.49-0.1)=43.39mm13:dp4=(dd4- zmin)=(12.82-0.1)=12.72mm校核因为 =0.018+0.011=0.029mm=0.013+0.021=0.034mm=0.016+0.025=0.041mm=0.019+0.030=0.049mmzmaxzmin =0.24-0.132=0.108mm(zmax、zmin是凸、凹模最大初始双面间隙，查表8-1得zmax =0.24、zmin =0.132)满足zmaxzmin。6.3.3 弯曲凸模，凹模设计计算毛坯经凹模圆角进入凹模时，受弯曲和摩擦作用，若凹模圆角半径过小，因径向拉力增大，易使拉伸件表面划伤或产生断裂；若过大，则压边面积小，由于悬空增大，易起内皱。因此，合理的选择凹模圆角半径很重要。具体数值查表可得。弯曲模间隙是单面间隙，即凹模和凸模直径之差的一半。本次设计的模具结构比较简单，在选择间隙时可以直接查表，所以查表可知间隙为(1-1.1t)，t为材料厚度。由于产品圆角较大，所以间隙不能大，否则产品有锥度，精度差，不符合要求，间隙太小，模具寿命短，所以取间隙为t。凸、凹模工作部分尺寸的确定，主要考虑模具的磨损和产品的回弹。1）、制件标注外形尺寸 凹模尺寸为l d=（lmax 0.75）凸模尺寸为l p=（ld0.75z）（2）、制件标注内尺寸凸模尺寸为l p=（lmin +0.4） 凹模尺寸为l d=（lp+0.4+z） 其中 l产品件的外形或内尺寸产品件的尺寸偏差l d产品凹模的基本尺寸l p产品凸模的基本尺寸z凸凹模双面间隙具体计算如下，制件标注内尺寸，按此公式计算弯曲凸模尺寸为l p1=（lmin +0.4） =0.5凹模尺寸为l d1=（lp1+0.4+z） =1.5 凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度应达到0.8；圆角处的表面粗造度一般要求0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。第十章 主要零部件的设计第一节 工作零件的设计与计算一、凹模的结构设计和外形尺寸计算1.凹模的结构设计凹模：在冲压过程中与凸模配合直接对冲压制件进行分离或成形的工作零件。凹模洞口的类型如图10.1所示，其中a、b、c型为直筒式刃口凹模，其特点是制造方便，刃口强度高，本设计选用c型筒口。图10.1凹模类型2.外形尺寸计算凹模结构分为整体式和镶拼式两大类，本设计凹模采用整体式凹模。凹模厚度： h=kb(15mm) (10.1)凹模壁厚： c=(1.52)h(30mm) (10.2)凹模外形尺寸： b=b+2c (10.3)式中b冲裁件的最大外形尺寸；（mm）；k系数，考虑板料厚度的影响（见表10.1）；h凹模厚度；c凹模壁厚；b凹模外形最大尺寸。表10.1系数k的数值b/mm厚度t/mm0.51233500.30.350.420.50.650-1000.20.220.280.350.42100-2000.150.180.20.240.32000.10.120.150.180.22根据图1.1查表10.1，取k=0.25，又b=75mm，则由公式10.1和公式10.2得：凹模厚度： h=kb=0.25107=26.75mm；凹模壁厚： c=(1.52)h=(1.52)26.75=40.12553.5mm根据表1