毕业设计（论文）-支架多工位级进模的设计与制造.doc

青岛滨海学院毕业设计前言模具是现代工业生产上午重要工艺装备，被成为“工业之母”。模具是工业生产的重要工艺装备。由于用模具加工成形零部件，具有生产高效、质量好、节约原材料和能源、成本低等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具制造是一个生产周期要求紧迫，技术手段要求较高的复杂生产过程。总之，模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点。应用数控加工进行模具的制造可以大幅提高加工精度，减少人工操作，提高加工效率，缩短模具制造周期。同时，模具的数控加工具有一定典型性，并比普通产品的数控加工有更高的要求。在模具的加工中，各种数控加工均有用到，应用最多的是数控铣及加工中心，数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中的应用也非常普遍，线切割主要应用在各种直壁的模具加工，如冲压加工中的凹凸模，注塑模中的镶块、滑块，电火花加 工用的电极等。对于硬度很高的模具零件，采用机加工办法无法加工，大多采用电火花加工，另外对于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用电火花加工。模具计算机辅助设计、制造与分析（cad/cam/cae）的研究和应用，将极大地提高模具设计。制造的效率，提高模具的质量，使模具设计与制造技术实现cad/cam/cae一体化我国模具工业的现状及发展趋势：模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 1 支架的工艺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。工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大的影响。零件名称:支架零件材料：q235零件厚度：1.5mm生产批量：大批量 图1-1 零件图1.1材料由表1、表2分析知：q235钢为普通碳素结构钢，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。表1-2 部分碳素钢抗剪性能材料名称牌号材料状态抗拉强度（mpa）普通碳素钢q215未退火340-420q235380-470q275550-620表1-1 碳素结构钢的化学成分、性能及用途牌号等级化学成分s/mpa5/%b/mpa用途举例钢材厚度和型材直径16mmc%不小于q1950.060.1219533315390用来制造薄钢板、钢丝、管钢、钢钉、螺钉、地脚螺栓等q215a0.090.1521531335410bq235a0.140.2223526375460用来制造拉钉、螺栓、螺母、轴、销子、螺纹钢、角钢、槽钢、钢板等b0.120.20c0.18d0.17q255a0.180.2825524410510用来 制造各种型条钢和钢板bq2750.280.3827520490610相当于3540钢1.2工件结构形状工件结构形状相对简单，有两个圆孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚大于5mm满足许用壁厚要求（两圆孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁。利用cimatrone软件对零件冲压成型时的有限元分析，观察其厚向压应力和安全区域分析的具体情况。如图1-2、1-3所示。这样就可以直观看到冲压零件在成型中容易起皱和拉破的位置。以方便我们在设计中能采取一些工艺上的措施解决。图1-2 厚度压力分析图1-3 安全区域分析由图1-2,1-3可知厚度压力和安全区域分析都在折弯的要求之内，折弯时不会出现变形和损坏的现象，此零件可以进行折弯。1.3尺寸精度根据零件图上所注尺寸公差，内孔和外形为it14级，尺寸精度均较低，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。2 零件工艺方案的确定方案一：先冲孔，后弯曲。单工序模生产。方案二：冲孔弯曲复合冲压。复合模生产。方案三：冲孔弯曲级进冲压。级进模生产。表2-1 三类模具的优缺点比较：单工序模复合模级进模结构简单较复杂复杂成本、周期小、短小、短高、长制造精度低较高高材料利用率高高低生产效率低低高维修不方便不方便方便产品精度高高低品质低低高安全性不安全不安全安全自动化/易于自动化冲床性能要求低低高应用小批量生产大、中型零件的冲压试制大批量生产内外形精度要求高大批量生产中、小零件冲压根据分析结合表2-2分析：方案一：需要两套模具完成工件加工。优点：模具结构简单，寿命长，制造周期短，投产快；工件回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高；后续工序都能利用两个孔和同一个侧面定位，定位基准一致且与设计基准重合。操作比较简单方便。缺点：工序分散，模具多，工作量大，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二：只需一副模具，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：也只需一副模具，生产效率高，操作方便，操作安全，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，该工件的冲压生产采用方案三为佳。表2-2 各类模具结构及特点比较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3 级进模总体设计3.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。3.2操作与定位方式3.2.1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，也能满足生产要求，这样就可以降低生产成本，提高经济效益。3.2.2定位方式因为导料销和固定挡料销结构简单，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。 3.3卸料、出件方式3.3.1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、正装复合模的卸料装置。 工件平直度较高，料厚为1.5mm相对较薄，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。3.3.2出件方式因采用多工位级进模生产，根据零件的排样，经济成本，生产效率等诸多因素，故采用末端直接掉落的方式出件为最佳出件方式。3.4送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度b小于送料方向的凹模长度l故采用横向送料方式，即由左向右送料。3.5确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：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。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。单只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级进模采用四导柱模架的导向方式，即方案三最佳。4 支架排样设计和工序力计算4.1排样 计算条料宽度、确定步距、计算材料利用率4.1.1排样方式的选择方案一：有废料排样 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：少废料排样 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：无废料排样 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。4.1.2计算条料宽度搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以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，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表4所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。根据零件形状，查表4工件之间搭边值a1=1.0mm,工件与侧边之间搭边值a=0mm 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，小偏差为负值 （公式1）式中 l条料宽度方向冲裁件的尺寸；a工件与侧边之间的搭边值； 板料剪裁下的偏差；（其值查表4）= mm 表4-1 搭边值和侧边值的数值材料厚度t（mm)圆件及r2t圆角矩形边长l50矩形边长l50或圆角 r2 工件间a1侧边a 工件间a侧边a1工件间a1侧边a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.52.02.22.02.2表4-2 剪裁下的下偏差（mm）条料厚度t(mm)条料宽度b(mm)50501001002002000.50.50.71.00.51.01.01.031.01.01.01.51.01.01.02.04.1.3确定步距送料步距a：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。步距与排样方式有关，是决定挡料销位置的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。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；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。送料步距aa=l+ a1 =20+3=23mm排样图如图4-1所示：图4-1 排样图4.1.4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，冲压零件的成本中，材料费用约占60以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义。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% (公式2)式中 f一个步距内冲裁件的实际面积；b条了宽度；a步距；由此可知，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。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。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技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则：（1） 提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。（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。由cimatrone8.5排样设计得：平整面积为964.713 mm2废料面积为769.487 mm2 加工面积为1734.2mm2所以一个步距内的材料利用率为：% 55.6287%4.2冲压力的计算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。用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算：f=kltb( 公式4)为了简化计算，也可以用材料的抗拉强度，按下式进行估算：式中f冲裁力； l冲裁周边长度；t材料厚度；b材料抗拉强度； 系数；冲孔裁边级进工序，查表2为380470pa,得b =400mpa。由式 ，则有:料边冲裁力（） =31440 n5孔冲裁力 5 =9420 n4.2.2卸料力、推件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）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，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力。一般按以下公式计算：卸料力： f x=kxf （公式5） 推件力： ft=ktf （公式6）卸料力和推件力，查表2-16 取kx=0.05 kt=0.055则有：由公式5 得：f x=kx= n（kx为卸料力系数，其值查表6可得）由公式6 得： kt 2247.3 nnkt （kt为卸料力系数，其值查表6可得）所以总冲压力=+=46233.6 n根据fp1.2f的要求，可选用公称压力为63kn的压力机（见附录1）。表4-3 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmkxktkd钢0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.094.3弯曲工序力的计算弯曲是指把金属坯料弯成一定角度或形状的过程，是冲压生产中应用较广泛的一种工艺。4.3.1弯曲力计算弯曲计算公式：（1）对于v形件 （2）对于y 形件 式中，fz自由弯曲力（冲压结束时的弯曲力），n； k安全系数，一般取k=1.3； b弯曲件宽度，mm； t弯曲件厚度，mm； 材料的抗压强度，mpa； r弯曲半径（内角半径），mm。一般地，应保证弯曲件的直边高度不小于料厚的2倍，该零件符合条件。该零件是v形件，所以 =2808 n4.3.2整形力计算整形力计算公式为f=pa式中,f整形力(n)；a整形面垂直投影面积(mm2)；p单位面积上的校正力(mpa)。已知a=144.25mm2，得：p=70mpa。整形力发生在工位5，将数据代入上式可得f=10115 n。4.3.3计算压料力 0.72808=1965.6 n4.3.4总弯曲工序力 13119.6 n根据fp1.3 f总的要求 可选用公称压力为63kn的压力机（见附录1）。4.3.5弯曲后的冲裁工序冲裁工序安放在此处，考虑到弯曲过程中会导致零件产生变形，因此，先折弯再冲大孔可以保证零件的精度。切断冲裁力 =15600 n12孔冲裁力 12 =22608 n料心冲裁力 =42480 n由公式5，计算卸料力f x=kx( + )= =2904 n由公式6，计算推件力ft1=kt( + )= =4437.84 nft2 = nkt=3730.32 n故冲裁工序总力fz= +fx+ft1 +ft2= 11072.16 n根据fp1.2f的要求，可选用公称压力为63kn的压力机（见附录1）。4.4弯曲件回弹的问题4.4.1回弹的定义在弯曲过程中，弹性变形在卸载后将消失，引起弯曲件脱离模具后弯曲角度和弯曲半径都与模具不一致的现象称为回弹。4.4.2影响回弹的因素材料的力学性能，相对弯曲半径，弯曲角度，磨具间隙，工件形状，非变形区的影响等。4.4.3回弹值的大小由于影响弯曲回弹的因素很多，而且个因素又相互影响，因此，计算回弹角比较复杂，也不准确。生产中一般是按经验数表或按力学公式计算出回弹值作为参考，再在试模时修正。目前最常用的计算回弹值的公式是：式中， r回弹前的圆角半径 r回弹后的圆角半径 s弯曲材料的屈服极限 t弯曲件的厚度 e弯曲材料的弹性模数但是此公式只是相对于塑性材料的，r/t10,而此材料是韧性材料，r/t10表4-4 弹性模量与热物理性质、序号材料名称弹性模量(105mpa)剪切模量(105mpa)泊松比熔点(oc)线膨胀系数(10-6/k)热导率(w/(mk)比热容(j/(kgk)1灰口铸铁/白口铸铁1.13-1.570.450.23-0.2712008.5-11.639.24702可锻铸铁1.550.45/81.1/纯铁455/纯铁3碳钢2.0-2.10.79-0.810.25-0.281400-150011.3-1349.84654镍铬钢、合金钢2.060.79-0.810.25-0.3/11.5-14.5154605铸钢1.75/0.3/49.84706轧制纯铜1.080.390.31-0.34108317.53983867冷拔纯铜1.270.4-0.48/108317.54074188轧制磷青铜1.130.410.32-0.35/17.922.2镍青铜410/镍青铜9冷拔黄铜0.90-0.97034-0.370.32-0.42108318.810637710轧制锰青铜1.080.390.35/24.8锡青铜343/锡青铜对于韧性材料，我们可以用此来计算，计算回弹的角度，0.672，由于回弹值很小，故弯曲凸、凹模均可按制件的基本尺寸标注，在试模后稍加修磨即可。表4-5 q235材料校正弯曲回弹材料r/t材料厚度t(mm)1122q2352-101.5000201.502.50254060805601001404.5 控制回弹的措施 1、从弯曲件结构设计上采取措施 （1)在弯曲件易产生回弹部位设置加强筋。（2)在工件要求允许时，可选用弹性模量大、屈服应力小、力学性能稳定的材料，以减小回弹。（3)在满足最小许用弯曲半径的条件下，尽量使在12范围内。 2、在工艺上采取措施 （1)增加弯曲力，采用校形弯曲，可以减小回弹。（2)对冷作硬化材料，在弯曲前进行退火。（3)如果条件允许，可采用加热弯曲。 3、从模具结构上采取措施（1)对常用塑性材料，采用补偿法，这是消除回弹的比较简单方法。通过校核，该折弯所需的弯曲力为2808n，选择开式双柱可倾压力机j236.3能够满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：63kn滑块行程：50mm 最大闭合高度：170mm作台尺寸（前后左右）：31520m工作台孔尺寸（前后左右直径）：15070110模柄孔尺寸：3mm5mm最大倾角高度：30（2)对于q235材料，课增加压料力或减小凸、凹模之间的间隙，以增加拉应变减小回弹。（3)弯曲v形件时，将凸模角度减去一个回弹角；弯曲u形件，将凸模两侧分别作出等于回弹量的斜度；或将凹模底部做成弧形，利用底部回弹的作用，补偿两直边的向外回弹。5 主要零部件的尺寸计算5.1模具刃口尺寸的计算5.1.1冲裁间隙分析根据jb/z27186规定，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，用符号z表示，其值可为正也可为负，在普通冲裁模中均为正值。它对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。(1) 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。(2) 间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命。(3) 间隙对冲裁工艺力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的520%左右时，冲裁力的降低不超过510%。间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料都省力当当单边间隙达到材料厚度的1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。(4)间隙值的确定由以上分析可见，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。因此，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。根据近年的研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。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。经验公式； zmin =ct zmin 最小冲裁间隙，mmc 系数t 板料厚度，mm 软材料： t1mm， z=(3%4%)tt=13mm，z =(5%8%)tt=35mm，z=(8%1%)t 硬材料： t1mm， z=(4%5%)tt=13mm，z=(6%8%)tt=38mm，z=(8%13%)t根据分析冲裁模间隙采用查表法确定，查冲裁模初使用间隙查表得5-1 得 zmax=0.190mm,zmin=0.150mm。表 5-1 冲裁模刃口尺寸初始值问题材料名称t7,t8(退火)；磷青铜（硬）；铍青铜（硬）；45；10,15,20冷轧钢带；30钢；h62,h68(硬)；2a12,硅钢片q215,q235;08, 10,15;h62,h68（半硬）；磷青铜、铍青铜（软）h62,h68(软)；纯铜（软）；3a12,5a02,1050,1035,1200,8a06酚醛环氧层压玻璃布板、酚醛层压纸板、酚醛层压布板钢纸板、绝缘纸板、云母板、橡胶板力学性能hbs190b600mpahbs140190b400600mpahbs70140b300400mpahbs70b300mpa厚度 初始间隙zminzmax=zminzmax=zminzmax=zminzmax=zminzmax=zminzmax=0.10.0150.0350.010.030.20.0250.0450.0150.0350.010.030.30.040.060.030.050.020.040.010.030.50.080.100.060.080.040.060.0250.0450.010.020.70.130.160.100.130.070.100.0450.0750.0150.031.00.170.200.130.160.100.130.0650.0950.0250.040.010.030.0150.0451.20.210.240.160.190.130.160.0750.1050.0350.051.50.270.310.210.250.150.190.100.140.040.061.80.340.380.270.310.200.240.130.170.050.072.00.380.420.300.340.220.260.140.180.060.082.50.490.550.390.450.290.350.180.240.070.103.00.620.680.490.550.360.420.230.290.100.130.040.063.50.730.810.580.660.430.510.270.350.120.164.00.860.940.680.760.500.580.320.400.140.18工件形状较复杂，采用配作法加工凹、凸模。配作法加工的特点是模具的间隙由配做保证，工艺比较简单，无需较核tazmaxzmin的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易，所以采用配作法加工。5.1.2冲孔刃口尺寸计算 冲孔时应以凸模为基准件来配作凹模。凸模磨损后变小的尺寸有：、r、r、r、各刃口尺寸具体计算见表5-2。表5-2 冲孔凸模刃口尺寸计算尺寸公式结果备注b=(bmin+x)0tb=(bmin+x)0tb1= 查表11：x1=x5=0.5，x2=x4= x3= =0.75，t=-/4rb1= b2= rb3= b4= b5=rb6=b7=凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配制，保证双面间隙值（0.150.19）mm。表5-3 系数x料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.305.2弯曲工序由于弯曲的上部分的尺寸标注在内形上,所以计算以奥凹模为基准。未注公差按it14级，查公差数值表，确定弯曲尺寸公差为。凹模的制造公差取it8级，查公差数值表可得p =0.033mm。5.2.1计算凹模宽度 当工件标注双向对称偏差（l）时，去x=0.5；当工件标注单向偏差（l+0）时，取x=0.75。 =(15.5-0.750.43)= mm 间隙值为 c=1.1t=1.11.5 =1.65mm 度尺寸按凹模进行配制，保证单向间隙为1.65mm5.2.2凸、凹模圆角半径 (1)凸模圆角半径rp 当弯曲件的内侧弯曲半径为r时，凸模圆角半径应等于弯曲件的圆角半径，即rp=r,但必须使凸模圆角半径rp大于最小弯曲半径rmin。若因结构需要，必须使凸模圆角半径rp小于最小弯曲半径rmin时，则可先弯曲成较大的圆角半径，然后再采用整形工序进行整形。制作精度要求较高时，凸模圆角半径rp应根据回弹值做相应的修正，可根据下式进行估算： 式中， r弯曲件内侧弯曲半径，mm； s材料的屈服强度，mpa； e材料的弹性模量，mpa； t弯曲件厚度，mm。所以，=0.7mm(2)凹模口圆角半径rd为了避免弯曲时毛坯表面出现裂纹，rd通常可根据板料厚度t取值： t 2mm, =(36)t t=24mm, =(24)t t4mm, =2t 所以，=4t=6mm 设计时注意凹模口两侧的圆角半径应相等，以避免弯曲时毛坯发生滑移。6 主要零部件的设计6.1工作零部件的结构设计根据对模具的认识可知，冲模的主要工作零件主要包括凸模、凹模及凸凹模等。冲压工序分为分离工序和成形工序两大类，工作零件在两种工序中所承受的力是不同的。分离工序在工作过程中，工作零件除了要承受使材料分离的冲压力外，还要承受着与材料端面的剧烈摩擦；在成形工序的工作过程中，冲模除承受材料塑性变形所需的冲压力外，其表面也受到材料的塑性流动而产生的剧烈摩擦。所以，这就要求工作零件具备耐冲击、耐磨损的高强度、高硬度性能。正因为工作零件有这样的要求，在设计工作零件时应当考虑周详。6.1.1凹模外形尺寸的确定 凹模设计应考虑的事项是关于凹模强度、制造方法及其加工精度等。特别是凹模孔的尺寸，在实用上是和制件尺寸一起来考虑的。它关系到制件质量的好坏，因此对其加工表面质量亦必须予以充分的考虑。 凹模的厚度和外形尺寸，对于其承受的冲裁力，必须具有不引起破损和变形的足够强度。冲裁时，凹模承受冲裁力和水平方向的作用，由于凹模的结构形式不一，受力状态又比较复杂，特别是对于复杂形状的冲件，其凹模的强度计算就相当的复杂。因而，在目前一般的生产实际情况下，通常都是根据冲裁件的轮廓尺寸和板料厚度、冲裁力的大小等来进行概略的估算及经验修正的。 凹模采用整体凹模，采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，凹模的几何中心与压力中心重合，可以得到凹模的位置。根据零件排样图以及模具的尺寸，这里选用凹模的外形尺寸为22515030。图6-1 凹模二维图为了能更好的理解凹模的形状 尺寸以下用三维实体图进一步表示，如图6-2所示。图6-2 凹模三维图6.1.2凸模长度尺寸的确定 零件外形相对简单，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸模强度和刚性，将凸模固定在凸模固定板上。采用成形铣、成形磨削加工。凸模的结构形式有很多，从结构上分有整体式、组合式；从形状上分有圆形、非圆形。本模具中凸模结构形式既有圆形又有非圆形。图6-3是凸模的二维图：图6-3 凸模二维图利用凸模固定板来更好的突出凸模三维视图以及安装位置如图6-4 所示。 图6-4 凸模三维图6.2 卸料部件的设计6.2.1卸料板的设计 卸料板采用q235制造