滑轮弯模压线卡冲压工艺与模具设计(doc 48页).doc

1、青岛理工大学2010材料成型及控制工程大丸子2014.1.2摘 要本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，首先根据工件图算工件的展开尺寸，在根据展开尺寸算该零件的压力中心，材料利用率，画排样图。 根 据零件的几何形状要求和尺寸的分析，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对于简单。当所有的参数计算完后，对模具的装 配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析。在设计过程中除 了设计说明书外，还包括模具的装配图，非标准零件的零件图。本套模具包括落料冲孔复合模和弯曲模两套模具，在模具的结构设计和计算完成后，开始利用UG NX建模模块下设计模具的每个零件图，如上、

2、下模座，上、下垫板，凸、凹模等，在零件的设计过程中需要利用UG NX的拉伸、旋转、扫掠、孔等各种功能，有利于我们熟悉UG NX的强大功能。之后在UG NX装配模块下再将零件装配。最后再利用UG NX将零件的三维图转换为二维图。关键词：模具 复合模 弯曲模 冲压 UG NXAbstractThis text introductive molding tool solid example the structure is in brief practical, the usage convenience is dependable, first according to the work piec

3、e the diagram calculate the work piece to launch size, at according to launch the pressure center that the size calculates that spare parts, the material utilization, painting row kind diagram. According to spare parts of several the shape request with the analysis of the size, adoption compound the

4、 mold hurtle to press, so be advantageous to an exaltation production an efficiency, molding tool design and manufacturing also opposite in simple. When all parameter calculations are over after, requested the technique requests to the design and assemble of the main spare parts to all carry on anal

5、ysis to the assemble project that whets to have. During the period of design in addition to designing manual, also include the assemble diagram of the molding tool, the spare parts diagram of the not- standard spare parts, the work piece processes the craft card, the craft rules distance card, the n

6、ot- standard spare parts processes craft process card.This set of punch dies including blanking die and bending die two sets of composite mold, in mold design and calculation of the structure is complete, start using UG NX Modeling to design the mold for each part drawing, above, under the mold base

7、, the next plate, convex, concave mold, the parts of the design process need to use UG NX stretching, rotating, sweeping, hole and other features will help us know the power of UG NX. Finally, using UG NX will be part of the three-dimensional diagram into two-dimensional map.Key words: mold, compoun

8、d die, bending die , stamping ,UG NX目 录摘 要IAbstractII目 录III1 前 言11.1 本课题研究的意义11.2 研究本课题国内外的现状11.3 本课题研究的主要内容22 冲裁零件工艺分析及工艺方案确定32.1 弯曲件的工艺分析32.1.1 结构与尺寸32.1.2尺寸精度42.2 工艺方案的确定43 冲裁工艺与设计计算53.1计算毛坯的尺寸53.1.1计算中性层弯曲半径53.2排样、计算条料宽度及步距的确定63.2.1搭边值的确定63.3 冲裁力的计算93.3.1计算冲裁力的公式93.3.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力9

9、3.3.3 总的冲压力的计算113.4模具压力中心与计算113.5 凸凹模的尺寸计算123.51冲裁模间隙的确定123.5.2刃口尺寸的计算144 冲裁模具的主要零件、结构设计及材料选择174.1 凸凹模设计174.2 凹模的设计174.2.1刃口高度的计算174.3凸凹模的设计184.4 定位元件的设计194.5 卸料和出件装置194.5.1卸料装置194.5.2 出件装置204.6 模架及其他零件的设计204.6.1上下模座204.6.2 导柱、导套的设计204.6.3 模柄214.7 模具总装图225 弯曲模具的零件及结构设计235.1弯曲件的结构工艺分析235.2 弯曲件工艺方案的确定

10、245.3 弯曲力的计算245.31弯曲力计算245.3.2 顶件力和压料力的计算245.3.3 弹簧的选择245.4 回弹值的计算255.5 弯曲凸凹模之间的间隙265.6 弯曲凸、凹模横向尺寸及公差275.7弯曲模具的装配图286.基于UG NX 的模具设计296.1 UG NX 的模具设计的意义296.2 基于UG 的模具零件三维设计306.2.1 上模座的三维建模实例306.3冲压模具总装配图336.3.1零件装配实例336.3.2 复合模的装配图356.4弯曲模的总装配图366.5模具三维视图转化为二维视图实例366.5.1上垫板的三维图转化为二维图367、总结388、谢辞399参考

11、文献40附录41 冲压模具零件图41 弯曲模零件图44V1 前 言1.1 本课题研究的意义该课题主要针对电子零件压线卡，在对零件冲孔、落料和压弯等成形工艺分析的基础上，提出了该零件采用复合冲压模和弯曲模的方案；根据零件的形状、尺寸精度要求，设计过程中综合考虑采用“单列横排法排样”，保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时，提高了材料的利用率和劳动生产率。本课题涉及的知识面广，综合性较强，在巩固大学所学知识的同时，对于提高设计者的创新能力、协调能力，开阔设计思路等方面为作者提供了一个良好的平台。1.2 研究本课题国内外的现状我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但

12、与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。 现将我国和国外冲压模具市场情况简介如下： 据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元，约合6.2亿元。根据我国海关统计资，2004年我国共进口冲压模具5.61亿美元，约合46.6亿元。从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元。其中国内市场需求为260.4亿元。总供应约为213.8亿元，市场满足率为82%。在上述

13、供求总体情况中，有几个具体情况必须说明：一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率；二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多，具有一定的竟争力，因此其在国际市场前景看好，2005年冲压模具出口达到1.46亿美元，比2004年增长94.7%，就可说明这一点；三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。 国外模具

14、CAD/CAM技术状况 国外近年来发展的高速加工和高精度加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。高速加工和高精度加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，引进和吸收国外先进冲压模

15、具设计制造技术，不断创新，我国冲压模具水平也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。1.3 本课题研究的主要内容在更改机械类基础课和专业课的基础上，学习和初步掌握拉伸模的设计方法和原理，利用UG NX三维CAD软件，设计一个给定零件的拉伸模冲压共工艺与模具，并对模具的材料与结构进行分析计算，确定拉伸工艺与模具材料及结构尺寸。分阶段完成调研、方案论证、结构设计计算与分析，UG NX三维CAD建模、二维工程图纸生成、毕业设计论文书写与整理等工作。通过本课题的设计与研究，了解拉伸模的一般设计方法，与制作工艺，学习UG NX三维CAD的操作使用与设计思想，掌握综合运用所学机械制图、机械原理、

16、机构设计、计算机辅助设计与制造等知识的能力和解决实际问题的能力，培养学生勇于实践、开拓创新的精神。2 冲裁零件工艺分析及工艺方案确定2.1 弯曲件的工艺分析零件图：如图1-1所示生产批量：大批量材料：Q235A材料厚度：1mm图2-1 零件图2.1.1 结构与尺寸该零件结构较简单，尺寸较小。在零件中还有一孔，需要考虑冲孔的最小的尺寸。冲孔的最小的尺寸和孔的形状、板材的力学性能和厚度相关，因受凸模强度的限制，冲孔的尺寸不宜过小。查表得d=3t=1满足要求。孔离边缘之间的距离受模具的强度和冲裁件的质量的限制，其值不能过小，一般取a2t,a=6t=1满足要求。根据工件的结构形状，需要进行落料、冲孔和

17、弯曲三道基本工序。工件为大批量生产，应重视模具材料的和结构的选择，保证模具的复杂程度和模具的使用寿命。原料采用条料。2.1.2尺寸精度零件图上的尺寸无特殊要求，属自由尺寸，可按IT14级选取，利用普通冲裁方式可以达到图样要求。2.2 工艺方案的确定在冲裁工艺性分析的基础上，根据冲裁件的特点确定冲裁工艺的方案。该产品的材料为Q235A，厚度t=1mm，抗剪切强度为=310-380Mpa,抗拉强度b=380 -470Mpa,伸缩率=21-25%,屈服强度s=2240 Mpa，具有较高的强度、刚度和塑性，满足冲裁工艺对材料的要求，适合于冲压加工，能够保证冲压过程的完成，根据工件的工艺分析，其基本工序

18、有落料、冲孔、弯曲三道基本工艺，按其先后顺序组合，可得如下几种方案;(1)落料弯曲冲孔；单工序模冲压(2)落料冲孔弯曲；单工序模冲压。(3)冲孔落料弯曲；连续模冲压。(4)冲孔落料弯曲；复合模冲压。方案（1）（2）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。方案（3）属于连续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大的加工难度，因此，不宜采用该方案。方

19、案（4）属于复合冲裁模，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为合适。根据分析采用方案（4）复合冲裁 3 冲裁工艺与设计计算3.1计算毛坯的尺寸3.1.1计算中性层弯曲半径相对弯曲半径为：R/t=10/1=100.5式中：R弯曲半径（mm） t材料厚度（mm） 由于相对弯曲半径大于0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求变形区中性层曲率半径（mm）。=r0+kt (31)式中：r0内弯曲半径k中性层系数表3-1 板料弯曲中性层系数r/t0.10.20.30

20、.40.50.60.70.811.2K0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33r/t1.31.522.5345678K0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.5根据r/t，由表31查出中性层位移系数k值为：k1=0.5 k2=0.32计算出图3-2中的L3、L2的长度分别为：图3-2零件图L2=7 L3=12再根据公式(3-1) 得1=r1+ k1t =10+0.51=10.52= r2+ k2t=1+0.321=1.32根据1、2与角度计算L1、L2 弧长的展开长度：L1=/180=3.1410.5180/180=32.

21、99mmL2=/180=3.141.3290/180=2.07mm计算毛坯总长：L=L1+L2+L3+L4=32.99+2.07+7+12=54mm根据计算得：工件的展开尺寸为5410（mm）,如图32所示。图32 零件展开外形尺寸3.2排样、计算条料宽度及步距的确定3.2.1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，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，表所列搭

22、边值为普通冲裁时经验数据之一。 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，增加刃口磨损表22给出了钢（WC0.05%0.25%）的搭边值。该制件是矩形工件，根据尺寸从表32中查出：两制件之间的搭边值a1=1.5（mm）,侧搭边值a=1.5(mm)。表32搭边a和a1数值材料厚度圆件及r2t的工件矩形工件边长L50mm矩形工件边长L50mm或r2t的工件工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a 0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.

23、51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t设计如下两种方案：图3-3方案图3-4 方案方案步距h=10+1.5=11.5 条料宽度b=54+3=57冲压件的面积A=5410=540mm，一个步距的材料利用率=nA/bh=1540/5713

24、=82.4%方案步距h=54+1.5=55.5，条料宽度b=10+3=13，冲压件的面积A=5410=540mm，一个步距的材料利用率=nA/bh=1540/55.513=74.8%方案的利用率高，选择方案3.3 冲裁力的计算3.3.1计算冲裁力的公式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F p一般可以按下式计算：Fp=Kp tL （32）式中 材料抗剪强度，见附表（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（数值的变化或分布不均

25、），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取13。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度b代替，而取Kp=1的近似计算法计算。 根据常用金属冲压材料的力学性能查出Q235的抗剪强度为=310-380Mpa取=345(MPa)3.3.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括：F总冲压力 Fp总冲裁力 FQ卸料力 FQ1推料力。FQ2顶件力 总冲裁力：Fp=F1+F2 （33）F1落料时的冲裁力。 F2冲孔时的冲裁力.落料时的周边长度为：L1=2（54+10）=128（mm）根据公式F1=KptL

26、 （34） =11.3128345 =57.4(KN)冲孔时的周边长度为：L2=d=3.143=9.42（mm） F2= KptL =11.39.42345=4.2(KN) 总冲裁力：Fp=F1+F2=57.4+4,2=61.6(KN)表33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铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.0

27、9对于表中的数据，厚的材料取小直，薄材料取大值。 卸料力FQ的计算FQ=Kx Fp (35)式中： K卸料力系数。查表33得K0.040.05，取K0.03根据公式35 FQ K Fp 0.0361.6 1.8(KN) 推料力FQ1的计算 FQ1=Kt Fp (36) Kt推料力系数。 查表33得Kt0.055, 根据公式36 FQ1=n Kt Fp =50.0554.2 1.2(KN) (n为卡在凹模直壁洞口内的废料个数，一般取3-5件，取n=5)3.3.3 总的冲压力的计算根据模具结构总的冲压力：F=Fp+FQ+FQ1+FQ2 =57.4+4.2+1.8+ 1.2=67.6 (KN)根据总

28、的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2310标称压力 100kN 滑块行程60mm 最大装模高度180mm 行程次数 145次/min 连接杆调节长度35mm 工作台尺寸前后左右 240360 机器垫板厚度35mm 模柄孔尺寸直径深度 30503.4模具压力中心与计算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，可安以下原则来确定：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

29、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。Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln图35 压力中心由于零件时左右对称的,所以只要计算Y,将零件分为L1,L2,L3,L4求出各段长度及各段的重心的位置L1=10, Y1=0L2=54, Y2=27L3=10, Y3=54L4=9.24, Y4=6Y=L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4/L1+L2+L3+L4=10

30、0+5427+1054+9.246=24.63mm可知压力中心向孔偏移。3.5 凸凹模的尺寸计算3.51冲裁模间隙的确定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 m

31、in。冲裁间隙的大小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。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，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。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，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。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。根据实用间隙表34 查得材料的最小双面间隙2Cmin=0.100mm，最大双面间隙2Cmax=0.14mm表34冲裁模初始用间隙2c(mm)3.5.2刃口尺寸的计算

32、 刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要取决与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，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。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，冲孔时的尺寸由凸

33、模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。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。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。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），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国

34、家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形工件可按IT17IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”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。 刃口尺寸的计算查表得凸凹模的制造公差：落料部分：凸=-0.020mm 凹=+0.020mm校核：Zmax-Zmin=0.14-0.1=0,04mm =0.040.04冲孔部分凸=-0.020mm 凹=+0.020mm =0.040.04均能满足要求-的要求查表35可得X=0.5 =0.74表35 系数x料厚t(mm)非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm112244

35、0.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30落料 冲孔 式中 分别为落料凹模和凸模的基本尺寸 分别为冲孔件凸模和凹模的基本尺寸 落料件的最大极限尺寸 冲孔件的最大极限尺寸 冲裁件的公差 X磨损系数 （由工件公差来确定） 、分别为凹模和凸模的制造偏差（一）落料刃口尺寸计算图36计算刃口尺寸示意图图上的尺寸均无公差要求，安国家标准IT14级公差要求处理，查公差表得： 4 冲裁模具的主要零件、结构设计及材料选择4.1 凸凹模设计冲孔的圆形凸模，由于模具需

36、要，在凸模外面装推件块，因此设计成直柱的形状，并且非工作部分直径应做成逐渐增大的多级型式，选择B型凸模，基本尺寸如下图：图41 凸模4.2 凹模的设计4.2.1刃口高度的计算由H=KB 查得 K=0.02 （B为凹模的最大宽度，K为系数）H=KB=0.2254=10.8mm 取H=10mm凹模采用销钉GB/T119.1-2000660和内角圆头螺钉GB/2867.6-2000M8固定，凹模板的轮廓尺寸为LB及厚度尺寸H，从凹模刃口至凹模外缘的最短距离称为凹模的壁厚，对于形状简单且对称的刃口凹模只需凹模的平面尺寸可由刃口型孔向四周扩大一个凹模壁厚来确定即 L=L+2C B=b+2C由于条料宽度B

37、=1340 查表得凹模壁厚C=25mmL=L+2C=58+50=108mm B=b+2C=16+225=66mm 凹模的结构如图图42所示图42 凹模4.3凸凹模的设计凸凹模是复合模中的主要零件，由于凸凹模内外缘之间的壁厚是不能冲孔件边距确定的，所以当冲件的边距较小时必须考虑凸凹模的强度。凸凹模的强度不够时就不能采用复合模冲裁。该模采用倒桩式复合模。查表最小壁厚为2.7mm,而此模孔中心距刃口边距最小的尺寸为6mm，满足要求。根据零件的要求，凸凹模的结构设计如下图43图43 凸模4.4 定位元件的设计定位零件的作用是使坯料或工件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。定位零件的形式有很多，用于对条料

38、定位的定位零件有挡料销、导料销、导料板。测压装置、导正销和侧刀等。根据零件的结构，选用的是挡料销。挡料销主要用于定位，保证条料有准确的送料进距。挡料销又分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。采用活动挡料销，如下图44图44 活动挡料销4.5 卸料和出件装置卸料和出件装置的作用是当冲模完成一次的冲压，把冲件和废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作能够继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料，把冲件或废料从凹模中卸下来称为出件。4.5.1卸料装置卸料装置按卸料方式分为固定卸料装置、弹性卸料装置和废料切刀3中，用于零件的形状较为简单，采用的是倒装复合模，选择弹性卸料装置。它由卸料板、卸

39、料螺钉和弹性元件（橡胶）。 弹性卸料板弹性卸料板具有卸料和压料双重作用，多用于冲制薄料，是工件的平面度提高是平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6-0.8倍。H=0.623=14mm。卸料板与凸模的双边间隙根据冲件的料厚确定，一般取0.1-0.3mm.取0.1mm。当卸料板与凸模起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合。 卸料螺钉卸料螺钉选用GB2867.5-81 M1265,材料为45钢 弹性元件的选择由于零件的厚度只有1mm，且卸料力不大，选用聚氨酯橡胶作为弹性板的材料。根据公式D= = =109.3mm,根据卸料板的外形尺寸，选择橡胶板的外径为115mm,自由高度

40、为15mm，按10%-45%压缩后，工作的高度为14mm,，外径为116mm。4.5.2 出件装置出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。装在上模内的出件装置称为推件装置，装置下模内的称为顶件装置。推件装置又分为刚性推件装置和弹性推件装置两种。此设计选用的是刚性推件装置。4.6 模架及其他零件的设计4.6.1上下模座模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。本模具采用后侧导柱模架来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座

41、底面与导柱底面的距离为5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用H7/h6的配合,导套的外径与上模座导套孔采用H7/r6的配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的间隙配合，导柱与导套均采用 20钢，热处理硬度渗碳淬硬5660HRC。模座的的尺寸L/mm B/mm为178mm152mm。模座的厚度应为凹模厚度的1.52倍上模座的厚度为35mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取12mm，下模座的厚度为40mm。4.6.2 导柱、导套的设计导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：d/ mm L/mm分别为20150mm GB2861.381；导套：d/m

42、m L /mm D mm分别为203275mm GB2861.6814.6.3 模柄模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。（3）带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具。（4）有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具。（5）浮动式模柄，它由模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对对冲模导向精度的影响，适用

43、于滚珠导柱、导套导向的精密冲裁。本模具采用带台阶的压入式模柄。在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔径一致。如下图45所示图45 模柄4.7 模具总装图 通过以上的设计，可得到模具总装图。模具的上模部分由上模座、上模垫板、凸模、凸模固定板、及卸料板等组成。卸料方式是采用的弹性卸料板卸料。上模座、上模垫板、凸模固定板、及卸料板用4个M8螺钉和2个6圆柱销固定。螺钉选取：M860mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度2428HRC。圆柱销选取：660mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度4045HRC。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等组成。下模座、凹模、卸料板

44、用4个M10的螺钉和4个6的圆柱销固定。螺钉选取：M850mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度2428HRC。圆柱销选取：645mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度4045HRC。冲孔废料由漏料孔漏出。如下图47图47 复合模总装图1-下模座 2-导柱 3-卸料螺钉 4-弹性板 5-卸料板 6-导套 7-活动挡料销8-上模座 9-上垫板 10-销钉 11-冲孔凸模 12-模柄 13-打杆 14-凸模固定板 15-内六角螺钉 16-推件块 17-落料凹模 18-凸凹模 19-凸凹模固定板 20-下垫板 21-螺钉 22-销钉5 弯曲模具的零件及结构设计5.1弯曲件的结构工艺分析图51 弯

45、曲件 弯曲部分的圆角弯曲半径不宜过大或过小，过大时因受回弹的影响，弯曲件的精度不易保证，过小时会产生破裂，通常将不致使材料弯曲时的最小弯曲半径的极限值称为材料的最小弯曲半径。查表可得Q235A 的最小弯曲半径为0.4 ，而此工件r/t=10.4满足条件 弯曲件的弯曲边高度直角弯曲时，应使弯曲边的高度hr+2t，h=8mm,r=1 ,t=1 所以hr+2t 满足要求 弯曲件的孔边距离当弯曲件毛坯上有孔时，若孔位于弯曲变形内，弯曲材料的流动会使原有孔变形，因此，应尽量使孔位为于变形区外，当t=1mm时 L=6t满足要求 形状与尺寸的对称性该工件形状为非对称件，可以采取一模两件方式，便于保证毛坯偏移

46、、 板材弯曲零件的冲裁毛刺面与弯曲方向弯曲件的毛坯往往是经冲裁落料而成的，冲裁的断面是光亮面，另一面是毛刺面。弯曲件应使毛刺面作为弯曲件的内侧，当必须将毛刺面置于外侧时应尽量加大弯曲半径，以避免开裂 弯曲件的尺寸公差弯曲件的精度受坯料的定位、偏移、回弹和翘曲的影响，弯曲的工序越多，精度越低，该工件选择尺寸公差为IT14级=0.4 角度公差为+25.2 弯曲件工艺方案的确定该工件外形较小，且压力中心不在其对称中心上，为了提高其稳定性，采用一模两件的方式，此方式有利于提高效率;采用倒装式模具便于脱模，并且通过零件上的孔飞达到定位要求，采用弹性卸料装置。5.3 弯曲力的计算5.31弯曲力计算由于弯曲

47、件是半圆形，并且是受约束弯曲，弯曲力的计算根据 （51）其中K为弯曲系数，取K=1.3；B宽度；r弯曲件的内弯半径，b材料的强度极限；t工件的厚度5.3.2 顶件力和压料力的计算由于工件弯曲后会箍在凸模上需要顶件力和卸料力并且该零件的压力中心会有一定的偏移，也需要一定的压料力弯曲顶件力或卸料力FQ=（0.3-0.8）F自=0.41933.75=773.5N弯曲压料力F压=（0.3-0.8）F自=0.41933.75=773.5N5.3.3 弹簧的选择弹簧在冲模中的主要作用是为弹性卸料板、压料，及出件装置提供弹力。弹簧的选择原则：所选择弹簧必须满足压力的要求，即F预F预/n=2773.5/4=3

48、86.75N 选择圆柱弹簧4.03040左GB/T2089-94-DZn d=4mm，D=30mm Flim=552.9N,最大变形量为f=5.91mm卸料板需要的行程为18mm,则弹簧的圈数为4圈。5.4 回弹值的计算 在材料弯曲变形结束，工件不受外力作用时，由于弹性恢复，使弯曲件的角度、弯曲半径与模具的形状尺寸不一，这种现象称为回弹。（1）回弹的表现形式图52 弯曲件的回弹1）弯曲半径增大卸载前坯料的内半径r（与凸模的半径吻合），在卸载后增加到，其增量为。2）弯曲角增大卸载前坯料的弯曲角度为（与凸模顶角吻合），卸载后增大到，其增量为。（2）影响回弹的因素1）材料的力学性能材料的屈服点越大，

49、弹性模量E越小，弯曲回弹越大。即的比值越大，材料的回弹值也就越大。2）相对弯曲半径相对弯曲半径越小，回弹值越小。相对弯曲半径越小，则弯曲变形程度越大，其中塑性变形和弹性变形成分也同时增大。但在总变形中，弹性变形所占的比例则相应地变小，因此回弹会较小。3）弯曲件角度a弯曲件角度越小，表示弯曲变形区域越大，回弹的积累越大，回弹角度也越大。4）弯曲方式自由弯曲与校正弯曲比较，由于校正弯曲可增加圆角处的塑性变形程度，因而有较小的回弹。5）模具间隙压制U形件时，模具间隙对回弹值有直接影响。间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；间隙小材料被挤紧，回弹就小。6）零件形状零件形状复杂，一次弯曲成形角的数量越多，

50、各部分的回弹相互牵制作用越大，弯曲中拉伸变形的成分越大，回弹就越小。（3）回弹值的大小由于影响弯曲回弹的因素很多，而且各因素又相互影响，因此，计算回弹角比较复杂也不准确。一般生产中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。此工件有两个弯曲，一个半圆，一个直角弯曲。半圆弯曲时，凸模半径修改较小。直角弯曲时查表得回弹角为-1-130。（4）控制回弹的措施压弯中弯曲件回弹产生误差，很难得到合格的零件尺寸。生产中必须采取措施来控制或减小回弹，控制弯曲件回弹的措施有：1） 改进零件的设计选用弹性模量大、屈服极限小的材料，使坯料容易弯曲到位。2） 从工艺上采取措施用校正弯曲代替自由弯曲

51、，对冷作硬化的硬材料须先退火，降低其屈服点，减小回弹，弯曲后再淬硬。本工件不适合。3） 从模具结构上采取措施对于一般材料（如Q235、Q215、10、20、H62M等），可增加压料力，以增加拉应变，减小回弹。5.5 弯曲凸凹模之间的间隙V形件弯曲模的凸、凹模间隙是靠调整压力机的装模高度来控制的，设计时可以不考虑。对于U形件弯曲模，则应当选择合适的间隙。间隙过小，会使零件弯边厚度变薄，降低凹模的寿命，增大弯曲力。间隙过大，则回弹大，降低零件的精度。U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙一般可按下式计算式中 Z弯曲模凸、凹模单边间隙； 零件材料厚度（基本尺寸）； 材料厚度的上偏差； C间隙系数查表可得=+0.07 C=0.05=1+0.07+0.051=1.12mm图53 标注内形和外形的弯曲件及模具尺寸5.6 弯曲凸、凹模横向尺寸及公差 确定U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差的原则是：零件标注外形尺寸时（见图53a)，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上。零件标注内形尺寸时（见图53b)，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。而凸、凹模的尺寸和公差则应根据零件的尺寸、公差，回弹情况以及模具磨损规律而定。当零件标注外形尺寸时，则当零件标注内形尺寸时，则 式中 凸、凹模横向尺寸； 弯曲件横向的最大极限尺寸；