温控器弹片级进模毕业设计说明书.doc

摘 要 本设计的题目是：温控器弹簧片级进模的设计，课题的主要内容是通过对工件的工艺分析、方案讨论，以及通过对毛坯尺寸及其他相关尺寸的计算，然后对模具进行总体设计，包括模架的选择以及凸、凹模形状和尺寸的设计，以及它们的固定等等。最后画出该零件生产所需的装配图，及主要的零件图。通过对温控器弹簧片级进模模具的设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果 ，达到了预期的设计意图。关键词 ：弹簧片；级进模；分析及方案；计算；装配图 THE PROGRESSIVE DIE DESIGN OF SPRING ABSTRACT The title of the design: the progressive die design of spring. The first step is a craft analysis of the part, then a project discussion, next step is the calculation of the semifinished products dimensions and some other related size. After these steps, the overall design of mold need to be done, including framework choice and convex, concave design of their shapes and sizes, also their fixed , etc. Finally draw the parts assembly drawing, and the main parts. This task strengthen and deepen the knowledge that we leant thougnt the progressive die design of spring, achieving satisfactory effect and the expected design intent.Key words : spring; analysis and project; calculation; assembly drawing.目 录绪 论 模具是国民经济的基础工业，模具工业的发展水平从某种意义上来说代表着一个国家的工业发展水平。我国重点发展的汽车、通讯、电子、航空航天等行业的产品有80%以上的零部件是由模具加工成型的。由于模具自身特点，现代模具企业大多体现出技术密集、资金密集和高素质劳动力密集以及高社会效益的特点，模具制造业已成为高新技术制造产业的一部分。 在当今制造业快速发展的前提下，随着中国成为模具制造大国，国内模具业得到迅猛发展。中国模具产业已接近1000亿元的大关，已经形成了巨大的生产规模。以北京地区的模具企业为例，北京现有模具企业达到200多家6，每年可以生产几十万套模具。据北京模协的一位领导介绍，目前北京地区重点发展的汽车、电子、节能环保等行业都需要大量的模具工业的支持，当然，这样也会促进北京地区模具制造业的快速发展。尽管北京地区模具企业的发展良莠不齐，但还是涌现出了比亚迪汽车冲压模具、长城牡丹塑料挤出模具、康迪普瑞精密多工位级进模具等代表性企业和产品9。 从2009年我国模具发展的水平来看8 ，模具行业发展的表现有：大型级进模长度已超过3m；精密级进模已可与2000次/min；高速冲床匹配；热流道模具和气辅模具有的已达国际水平；在CAD/CAM技术得到普及的同时，CAE技术应用越来越广，CAD/CAE/CAM一体化技术得到发展，并取得较好成果；模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，专利数量增多。 多工位级进模和精冲模代表了冲压模具的发展方向，精度要求和寿命要求极高，主要为 IT 电子信息产业、半导体精密组件、端子连接器、手机外壳等配套。据北京一家 IT 模具企业负责人介绍，IT 模具在国内已有相当的基础，并已引进了国外先进的技术和设备，个别企业生产的产品已达到世界水平，但大部分企业仍有较大差距，总量也供不应求，进口较多。对于为超大规模集成电路配套、为引线脚100以上及间隙0.2mm 以下的引线框架配套、为精度 5mm 以上的精密微型连接件配套、为直径1.6mm以下的微型马达铁芯配套及为显像管和电子等配套的精密模具是发展的重中之重 7。 有关专家预测，今后模具产业发展的重点是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给、需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势 ，因此对于出口前景好的模具产品也将成为发展的重点。 1 弹簧片的工艺分析1.1 弹簧片介绍弹簧片的零件图如右图1.1所示：图1.1名称：弹簧片 ； 其材料为：QBe19 铍青铜；厚度为: 0.5mm。1.2 工艺分析1.2.1工件材料 铍青铜具有优良的力学性能，具有高的强度、弹性、硬度、耐磨性和耐疲劳性等，在工业上有特殊的用途。根据加工工艺，铍青铜可分为两大类：第 1 类为加工变形铍青铜，可加工成各类板、带、管、棒和线材，用作各种高级弹簧元件；第 2 类是铸造铍青铜1。因此该零件的材料选为QBe19铍青铜。材料为QBe19铍青铜，冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，适合冲裁加工。表1-1 QBe19铍青铜的力学性能12抗拉强度b(MPa)：1000MPa屈服强度s(MPa)：=1035弹性模量（GPa)128淬火前硬度200-250HV淬火后硬度36-42HRC1.2.2 工件形状结构该零件为冲压件，厚度很薄，冲裁和冲孔时间隙小，最小方孔是1.3mm2.2mm，工件上有五个部分的弯曲质量要求高，弯曲部分与孔的距离大于1.0t，所以弯曲时不会发生孔变形,适合冲裁和弯曲加工。1.2.3 工件尺寸精度该零件尺寸(60.1)mm外均未标注尺寸公差，属未注公差尺寸，平冲压件尺寸按ST6级确定,成型冲压件尺寸公差按FT4级确定。根据以上的分析，该工件冲裁工艺较好，适合冲裁。除此之外，模具的设计与制造还要考虑的是结构要合理，制造加工要经济方便。2 冲裁工艺工序方案的确定2.1模具结构的选择方案一：先冲冲孔，然后弯曲，再然后胀形，最后弯曲。单工序模。方案二：冲孔弯曲胀形落料复合冲压。复合模方案三：冲孔冲废料弯曲胀形切断级进冲压。级进模表 2-1 工件加工工艺方案及模具的结构特点Tab.2-1 Machining process plans of the workpiece andstructure characteristic of the die工艺方案结构特点先冲孔，后弯曲，最后胀形，采用单工序模 生产模具结构简单但需要多道工序、多副模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件批量生产的需要，并且多道工序中的定位误差，将导致孔心距精度难以保证。冲裁弯曲胀形复合冲压，采用复合模生产同一副模具完成多道工序，大大减小模具数量，降低模具成本，提高了生产效率，并且提高压力机等设备的使用效率，但工件工序较多，壁厚很小，将导致模具结构过于复杂，同时模具的强度、刚度、可靠性也都随之下降，制造和维修更加困难。冲裁弯曲-胀形级进冲压，采用级进模生产在一副级进模内，包括冲裁、弯曲、成形、胀形等多道工序，故用一台冲床就可以完成从板料到成品的各种冲压过程，从而免去用单工序模的周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动生产率和设备的利用率。生产效率高，操作方便，工件精度也能够满足要求。该工件主要包括多处冲孔、弯曲、胀形基本工序，可以有以下3种工艺方案： 方案 1 ：先冲裁，后弯曲，采用单工序模生产； 方案 2 ：冲裁弯曲复合冲压，采用复合模生产； 方案 3 ：冲裁弯曲级进冲压，采用级进模生产。 通过表格分析得：比较分析，像弹簧片这样复杂的小型零件， 若不采用级进模几乎是不能生产的，所以该工件的冲压生产采用方案 3 为好，即采用级进模生产。2.2 冲压工序的选择以上分析已经确定选用级进模进行冲裁，冲裁工序可设计如下： （1）切侧刃冲孔冲废料弯曲胀形切断 （2）切侧刃冲废料弯曲冲孔胀形切断对以上两种方案进行比较，可以看出：方案一：切侧边后就进行冲孔，在冲出孔后就可以用来定位，能很好的保证零件的精度，使后面不需要再冲孔用于定位，减少了所需要的工步。方案二：切侧边以后先进行弯曲，因工序的前几步因工件上没有孔用于定位，使得不能保证零件上的位置精度；并且弯曲后在进行冲孔不容易进行定位。所以综上分析选择第一个方案：切侧边冲孔冲废料弯曲胀形切断。3 排样的设计3.1 冲压件的合理排样冲压件在板、条料上的布置方法叫排样。排样的合理与否，直接影响到材料的利用率，还会影响到模具的结构、生产率、产品质量和生产操作方便与安全。因此，排样是冲裁工艺和模具设计中一项很重要的工作，也是模具设计的关键。特别是在多工序级进模中，合理的排样显得尤为重要。3.1.1 排样方法根据料的使用情况，排样方法可分为：（1） 有废料排样（2） 少废料排样（3） 无废料排样经过对比和分析（在后面的模具的定型中介绍），对弹簧片的设计采用多工序级进模进行冲裁：对于多工序级进模而言，由于制件的原因，无废料冲裁是很少见的，很难达到要求。最好的办法是从排样的方法上寻找出路，采用双排、多排等都可以提高材料的利用率。所以在本设计中选择了双对排，这样既可以提高了材料的利用率，又增加了工件的生产效率。3.1.2 搭边值的确定排样中相邻两工件间的余料或条料边缘的余料称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出不合格的产品。 搭边值的确定要合理。搭边值过大，材料的利用率就低。搭边值小，材料的利用率虽高，但不能发挥搭边的作用，在冲裁过程中会被拉断，造成送料困难，使工件产生毛刺，有时还会被拉进凸模或凹模的间隙中，磨损模具刃口。搭边过小，会使作用在凸模侧面上的法向应力分布不均，引起模具刃口的磨损。影响搭边值的因素有：（1）材料的力学性能 硬度高与强度大的材料，搭边值可小一点，塑性好的材料，搭边值要大一些。（2） 材料厚度 材料越厚，搭边值越大。（3） 工件的形式和尺寸 工件越复杂，圆角半径越小，搭边值越大。（4） 排样的形式 对排的搭边值大于直排的搭边值。（5） 送料方式 手工送料，有侧压板导向的搭边值可小一些。 表 3-1 冲裁金属材料的搭边值 2材料厚度t（mm）手工送料 圆件非圆件往复送料侧边a工件间a1侧边a工件间a1侧边a工件间a11 1.51.52 1.5321221.52.523.52.5232.5232.543.53432.53.5354由弹簧片零件图， 并根据表3-1可知工件间的搭边值a=1.5mm，侧边搭边值a1 =2mm 。3.2 毛坯尺寸的计算如图 3.1 所示，工件中涉及到弯曲，而这类弯曲零件变形区材料变薄不严重，且断面畸变较小，可按应变中性层长度等于毛坯长度的原则来计算。当 r 0.5t,弯一个 90 度角时，其毛坯长度的计算公式 1 :L =L1 +L2 +L0 +/2（r+Kt）其中，L 毛坯展开长度（mm） ； L1、L2工件直边长度（mm） ； K应变中性层位移系数； r弯曲件内弯曲半径（mm） ； t板厚（mm） 。 r 未知，这里取材料的最小弯曲半径弯曲90角时，r取2t=1mm L1 =10+21.5+/2（r+kt）= 10+3+ /2(1+0.40.5)=14.9mm L2=4.5+/2（r+kt）=4.5+/2(1+0.40.5)=6.4mm弯曲90时，L3=a+b+c+0.6t=11+3+4.5+0.60.5=18.8mm孔心距： Ld=（Lmin+/2）d/2=（5.9+0.05）0.02/2=5.96mm表 3-2 应变中性层位移系数 r/t0.10.20.30.40.50.60.70.81.01.2K0.210.220.230.240.250.260.280.300.320.33r/t1.31.522.5345678K0.340.360.380.390.400.420.440.460.480.50排样图如 3.2 所示：1、2、3-冲孔 4、5-冲废料 1、6、7、8、9-弯曲 10-胀形 11落料图 3-2 弹簧片排样图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，下偏差为负值B0 =（ Dmax 2 a ） 0 式中 Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；A侧刃冲切的料边定距宽度;板料剪裁下的偏差； （其值查表 5-2） 3 可得=0.15mm。B0 =（20.32 + 22 +1.5+ 1.952）00.15 =50.0mm故条料宽度为 50.0mm步距 S = D1 max，D 1 max 为零件横向最大尺寸 S=16mm3.3 材料的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， 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：/BS 100%式中 A 一个步距内冲裁件的实际面积； B 条料宽度； S 步距；由此可之，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。所以材料利用率 =A/BS 100% 一个冲裁件的实际面积A1=（10810）+（14.98）+r2 -2.21.3-6.41-5.53.6-2r2 =191.075mm A=2A1=2191.075=382.15mm2 BS=5016= 800mm2 =A/BS 100%=382.15/800 100%=47.77%4 冲压工艺力的计算4.1 冲压力的计算 通常说的冲压力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。平刃口冲裁模的冲裁力F一般按下式计算：F = K Ltb 式中 F 冲裁力（N） ； L 冲裁周边长度（mm） ； t 材料厚度（mm） ； b 材料抗剪强度（MPa） ； 系数；系数 是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取=1.3。t=0.5mm b=10350.8=828MPaL=2（21.5）+7+14.8+18.2+59+40=296.84mmF, = K Ltb =1.3296.840.5828=159759.288N落料F落=1.310.710.5828=5764.1N F冲=F+F,=159759.288+5764.1=166523.388N4.2 卸料力、顶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1 计算：卸料力 FX = KX F 推件力 FT = n KT F式中 F 冲裁力；n同时梗塞在凹模内的工件数；所以 FX = KX F =0.06166523.388=9931.4N FT = n KT F=20.06166523.388=19862.8N其中 n =2， K X、 K D 为卸料力系数，其值查表 4-1 可得:料厚t/mmKXKTKD钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0500.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.094.3 弯曲力的计算 弯曲力的大小受到材料力学性能、弯曲件形状、毛坯尺寸、弯曲半径、模具间隙 、凹模圆角支点间距离、弯曲方式等多种因素的影响。因此，要从理论是非常复杂和困难的，在生产中通常采用经验公式或通过简化的理论公式来进行计算。4.3.1 自由弯曲时弯曲力的计算自由弯曲力的计算公式 1 如下： V 形件弯曲 F = 0.6 k b t2 b /(r+t) U 形件弯曲 F = 0.7 k b t2 b /(r+t) 式中 F 自由弯曲力（N） ；b 弯曲件宽度（mm） ；r 弯曲件内弯曲半径（mm） ；b 材料抗拉强度（M Pa） ；k -系数，一般取 k = 11.3。1工位弯曲为自由弯曲，可以看成 U 形弯曲，所以弯曲力的计算为： F1 = 0.7 k b t2 b /(r+t) =0.71.31.30.521000/1+0.5=197.2N6工位弯曲为自由弯曲，可以看成V形弯曲，所以弯曲力的计算为：F2 = 0.6 k b t2 b /(r+t) =0.61.3100.52 1000/1+0.5=1300N7工位弯曲为自由弯曲，可以看成V形弯曲，所以弯曲力的计算为：F3 = 0.6 k b t2 b /(r+t) =0.61.3100.52 1000/1+0.5=1300N8工位弯曲为自由弯曲，可以看成 U 形弯曲，所以弯曲力的计算为： F4 = 0.7 k b t2 b /(r+t) =0.71.380.521000/1+0.5=1213.3N9工位弯曲为自由弯曲，可以看成V形弯曲，所以弯曲力的计算为：F5= 0.6 k b t2 b /(r+t) =0.61.34.50.52 1000/1+0.5=877.5NF弯=F1+F2+F3+F4+F5 =4888N胀形力为：F胀= 32 2000.52 =1413N 4.3.2 总冲压力的计算F总=F冲+FX +FT +F弯+F胀=166523.388+9931.4+19862.8+4888+1413=202618.588N 4.3.3 压力机的初选 压力机的选择主要包括两方面的内容：类型和规格。 （1）压力机类型的选择 压力机类型的选择主要依据所要完成的冲压性质、 生产批量、冲压件的尺寸及精度要求等。本设计属于形状规整对称的小型冲压件，冲压件的尺寸及精度要求不高，故选择开式机械压力机。 （2）压力机规格的选择 压力机规格的选择主要依据冲压件尺寸、变形力大小及模具尺寸等，初选压力机规格时主要选择压力机的公称压力、行程次数等参数，闭合高度要在模具零件设计完成后，进行必要的校核再确定具体尺寸。公称压力的选择 11：公称压力要大于总冲压力，一般 F 公 =1.3 F 总 。F 公 =1.3 F 总 =1.3202618.588=263404.1644N根据公称压力的大小， 可以初选公称压力为400KN,J23-40 型开式曲柄压力机,其主要技术参数如下表所示：公称压力400KN滑块行程100mm最大闭合高度300mm连杆调节高度80mm工作台尺寸630mm420mm模柄尺寸直径 50mm70mm最大可倾角304.3.4 压力中心的确定 模具压力中心是指冲压时诸多冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，就会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可以按下述原则来确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心4。X 0 =（F1 x1 F2x2 Fn xn ）/ (F1 F2 +Fn ) （4-8）Y 0 =（F1y1 F2y2 +Fn yn ）/（F1 F2 Fn） （4-9）用解析法计算压力中心时，先画出凹模形口图，如图 4-3-4 所示。在图中将 XOY坐标系建立在建立在图示对称中心线上，然后将每个力的重心的 X、Y 坐标分解成到 X和 Y 轴的距离 x 1 、x 2 x n ，y 1 、y 2 y n 等用解析法求得该模具压力中心的坐标。先设压力中心的坐标为（ X 0 ， Y 0 ） ： 从排样图中可以看到图形关于 X 轴对称，所以在Y轴方向上的压力中心,即使Y 0=0 即X 轴。在 X 轴方向的压力中心：X 0 =（F1 x1 F2x2 Fn xn ）/ (F1 F2 +Fn ) =38+1.55+724+12242+2240+5948+35.564+2988+26104+111202+14.5136+3152+（8+1.5）168/3+1.5+1.5+7+24+22+59+35.5+29+26+22+14.5+3+8+1.5=20313.84/279.97=72.56mm所以压力中心的坐标为（0，72.56）。 5 模具刃口尺寸的计算5.1 冲裁间隙的分析 冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，可以用符号C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着极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具的寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件尺寸的精度。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，这个差值包括两个方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或着凹模的偏差，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，间隙是也是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，摩擦也就越严重，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和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 C min ，最大值称为最大合理间隙 C max 。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 C min 。查手册 4 对于QBe19 铍青铜，一般单边间隙值取料厚 t 的 3%7%，考虑到在冲裁过程中模具会磨损使间隙增大，还有增大模具的使用寿命等因素，最小单面间隙值取厚度的5%。Z min =厚度5% =0.50.05 = 0.025mmZ max =厚度7% =0.50.07 = 0.035mm5.2 凸凹模刃口尺寸的计算依据和原则 凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此，正确确定凸凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。 在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的，而孔的光面是凸模刃口挤切材料产生的。故设计刃口尺寸时， 应按落料和冲孔两种情况分别进行，其原则如下： （1）落料 落料件光面尺寸和凹模尺寸相等，故应以凹模尺寸为基准。又因落料件尺寸会随凹模刃口尺寸的磨损而增大，为保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件， 故落料凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸。 而落料凸模的基本尺寸 ，应按凹模基本尺寸减去最小初始间隙。（2）冲孔 工件光面的孔径和凸模尺寸相等，故应以凸模尺寸为基准。又因冲孔的尺寸会随凸模的磨损而减小， 故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。而冲孔凹模基本尺寸则按凸模基本尺寸加上最小初始间隙值。（3）冲模刃口制造公差 凸、凹模刃口尺寸精度的选择应以能保证工件的精度要求为准，保证合理的凸、凹模间隙值，保证模具的使用寿命。5.3 凸凹模刃口尺寸的计算根据刃口尺寸的计算原则，计算公式如下：落料： D d =（ D max - x ）+d0 D p =（ D d - Z min ）0-d =（ D max - x - Z min ）0-d冲孔： d p =（ d min + x ）0-p d d =（ d p + Z min ）+d0=（ d min + x + Z min ）+d0式中 D d 、D p 落料凹凸模尺寸；d p 、d d 冲孔凸凹模尺寸；D max 落料件的最大极限尺寸；d min 冲孔件孔的最小极限尺寸； 冲裁件制造公差；Z min 最小初始双面间隙；p、d 凸、凹模的制造公差，可查有关资料，或取 p 0.4（Z max -Z min ）、d 0.6（Z max +Z min ）；x 系数，为了避免冲裁件尺寸都偏向极限尺寸，应使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸。x 的值在 0.51 之间，与冲裁件的精度等级有关，见表 5-1 1 。料厚 tmm非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm1 0.160.170.35 0.36 0.160.1612 0.200.210.41 0.420.200.2024 0.240.250.490.60 Z max - Z min 符合d p=（ d min + x ）0-p=（1.5+0.750.070）0-0.020=1.5530-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（1.553+0.025）+0.0200=1.578+0.0200mm冲方孔1.32.2：查表Zmax=0.035mm Zmin=0.025mm p=0.020mm d=0.020mm =0.07 x=1校核间隙：p+d=0.02+0.02=0.04 Z max - Z min 符合d p=（ d min + x ）0-p=（1.3+10.070）0-0.020=1.3700-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（1.370+0.025）+0.0200=1.395+0.0200mmd p=（ d min + x ）0-p=（2.2+10.070）0-0.020=2.2700-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（2.270+0.025）+0.0200=2.295+0.0200mm冲方孔0.56.4：查表Zmax=0.035mm Zmin=0.025mm p=0.020mm d=0.020mm =0.04 x=1校核间隙：p+d=0.02+0.02=0.04 Z max - Z min 符合d p=（ d min + x ）0-p=（0.5+10.040）0-0.020=0.5400-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（0.540+0.025）+0.0200=0.565+0.0200mm=0.100 x=1d p=（ d min + x ）0-p=（6.4+10.100）0-0.020=6.5000-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（6.500+0.025）+0.0200=6.525+0.0200mm冲方孔5.53.6：查表Zmax=0.035mm Zmin=0.025mm p=0.020mm d=0.020mm =0.100 x=1校核间隙：p+d=0.02+0.02=0.04 Z max - Z min 符合d p=（ d min + x ）0-p=（5.5+10.100）0-0.020=5.6000-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（5.600+0.025）+0.0200=5.625+0.0200mmd p=（ d min + x ）0-p=（3.600+10.100）0-0.020=3.7000-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（3.700+0.025）+0.0200=3.725+0.0200mm冲废料23.56：查表Zmax=0.035mm Zmin=0.025mm p=0.020mm d=0.020mm =0.140 x=1校核间隙：p+d=0.02+0.02=0.04 Z max - Z min 符合d p=（ d min + x ）0-p=（23.5+10.140）0-0.020=23.6400-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（23.640+0.025）+0.0200=23.665+0.0200mm=0.100 x=1d p=（ d min + x ）0-p=（6+10.100）0-0.020=6.1000-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（6.100+0.025）+0.0200=6.125+0.0200mm冲废料72： 查表Zmax=0.035mm Zmin=0.025mm p=0.020mm d=0.020mm =0.100 x=1校核间隙：p+d=0.02+0.02=0.04 Z max - Z min 符合d p=（ d min + x ）0-p=（7.000+10.100）0-0.020=7.1000-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（7.100+0.025）+0.0200=7.125+0.0200mm=0.070 x=1d p=（ d min + x ）0-p=（2+10.070）0-0.020=2.0700-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（2.070+0.025）+0.0200=2.095+0.0200mm冲废料83： 查表Zmax=0.035mm Zmin=0.025mm p=0.020mm d=0.020mm =0.100 x=1校核间隙：p+d=0.02+0.02=0.04 Z max - Z min 符合d p=（ d min + x ）0-p=（8.000+10.100）0-0.020=8.1000-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（8.100+0.025）+0.0200=8.125+0.0200mmd p=（ d min + x ）0-p=（3+10.070）0-0.020=3.0700-0.020mmd d=（ d p + Z min ）+d0=（3.070+0.025）+0.0200=3.095+0.0200mm5.3.2 弯曲凸、凹模工作部分尺寸的计算弯曲件为双向对称偏差时，凹模尺寸为： L凹 =（ L -0.25）+凹0凸模尺寸为： L 凸 =（ L 凹 -2 Z ）0- 凸弯曲件为单向偏差时，凸模尺寸为： L 凸 =（ L +0.75）0- 凸凹模尺寸为： L 凹 =（ L 凸 +2 Z ）0+凹第二工序弯曲： L凸 =（ L +0.25）+凹0 =（2.2+0.250.07）0-0.02=2.220-0.02mm L 凹 =（ L 凸 +2 Z ）0+凹 =(2.22+20.55)+0.020=3.32+0.020mm第六工序弯曲： L=8.4sin60=7.27mm L凹 =（ L -0.25）+凹0 =（7.27-0.750.09）+0.020=7.20+0.020mm L 凸 =（ L 凹 -2 Z ）0-凸=（7.20-0.55）0-0.02=6.650-0.02mm第七工序弯曲： L=4.5cos45=1.90mm L凹 =（ L -0.25）+凹0 =（1.90-0.750.07）+0.020=1.850.020mm L 凸 =（ L 凹 -2 Z ）0-凸=（1.85-0.55）0-0.02=1.300-0.02mm第八工序弯曲 L凹 =（ L -0.25）+凹0 =（4.5-0.750.09）+0.020=4.430.020mm L 凸 =（ L 凹 -2 Z ）0-凸 =（4.43-0.55）0-0.02=3.880-0.02mm第九工序弯曲 L凹 =（ L +0.75）0-凸=（10+0.750.12）0-0.02=10.09mm L 凸=（ L 凸 +2 Z ）0+凹=（10.09+20.55）+0.020=11.19mm5.3.3 落料凸、凹模人口尺寸的计算 如右图 5.2 落料部分图为最后一步工序落料，本设计采用一次落料两个工件，即只要切除图中的 a、b、c 三个边即可。 由于在落料的过程中凸模尺寸会变小 ，所以凹模尺寸以凸模尺寸进行配置。凸模刃口尺寸，a 边的部分，这里为保证落料件的精度和冲裁方便，这里取其刃口尺寸为La凸 =3.50-0.02 mm，在b边刃口尺寸Lb凸 =160-0.02mm，c边刃口尺寸Lc凸 =30-0.02mm。L a 凹 =（3.5+0.55)+0.020= 4.05+0.020mmLb凹 =（16+0.55)+0.020= 16.55+0.020mmLc凹 =（3+0.55)+0.020= 3.55+0.020mm6 主要零部件的设计6.1 工作零部件的设计6.1.1 凸模的设计（1）凸模结构设计 凸模的刃口形式：对于较小的凸模，由于直径或相对直径较小，加工成台阶式结构。较大的凸模直接加工成直通式凸模。 凸模的固定形式 ：凸模根据冲制零件的形状、尺寸、加工方法的不同而有多种固定形式。 在本次设计中，凸模采用台肩形式与固定板固定，凸模与凸模固定板的配合部分采用过渡配合（H7/m6 或 H7/n6）。(2) 凸模的长度计算 凸模长度主要根据模具结构，并考虑修磨、操作安全、装配等的需要来确定。采用弹性卸料装置时，其凸模长度应按下列公式计算：L t = h 1 + h 2 + h 3 式中 L t 凸模的长度，mm； h 1 凸模固定板厚度，mm； h 2 固定卸料板厚度，mm； h 3 导料板厚度，mm；冲孔凸模计算Lt= h 1 + h 2 + h 3 =20+32+10+10=72mm弯曲凸模计算落料凸模计算6.1.2 凹模的设计 制件的结构对称，总体尺寸并不大，故采用整体矩形凹模较为合理，选用 Cr12 为凹模材料。（1） 凹模厚度 H a ： H a =ks 式中 s 垂直送料方向的凹模刃壁间最大距离（mm） ； k 系数，考虑板料厚度的影响，其值查表 6-1 5 。 表 6-1 凹模厚度系数（ mm）s材料厚度 t11336500.300.400.350.500.450.60查表得 k=0.4；而 s 就是零件垂直送料方向的最大刃壁间距 46mm。所以凹模的厚度为 H a =ks =0.446= 18.4mm， 但由于在弯曲部分凹模深度为5.85mm ，而且在弯曲部分底面装一弹簧用于顶件，所以综合考虑凹模深度选 30mm。（2） 凹模宽度 B s +（2.54.0）H a =46+（2.54.0）18.4=92119.6mm 这里B选160mm （3） 送料方向的凹模长度 L = s 1 + 2 s 2式中 s 1 送料方向的凹模刃壁间最大距离（mm） ；s 2 送料方向的凹模刃壁至凹模边缘的最小距离（mm）