毕业设计（论文）-止动件级进模设计（含全套CAD图纸）

1、全套全套 CAD 图纸，联系图纸，联系 qq 695132052 湖南农业大学东方科技学院湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业论文全日制普通本科生毕业论文止动件级进模设计止动件级进模设计 THE DESIGN OF CONSECUTIVE STOPS BENDING MOLDM学生姓名学生姓名：梁 新 星学学 号：号：200841914324年级专业及班级：年级专业及班级：2008 级机械设计制造及其自动化(3)班指导老师及职称：指导老师及职称：陈文凯 副教授学学 部：部：理工学部湖南长沙提交日期：2012 年 5 月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业论文诚信声明本人郑重声明

2、：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日 目目 录录摘要1关键词11 前言22 毕业设计的目的、要求与任务4 2.1 本设计的研究目的4 2.2 主要内容和要求4 2.2.1 本设计的主要内容4 2.2.2 本设计的主要要求43 止动件零件

3、图结构与工艺分析4 3.1 工艺 的比较分析，确定加工方案54 确定模具总体结构方案6 4.1 模具类型64.2 操作与定位方式64.3 卸料与出件方式6 4.4 模架类型及精度65 图的设计及材料利用率的计算6 5.1 初步拟定排样方案6 5.2 级进冲裁的顺序安排原则8 5.3 确定搭边值与步距8 5.4 材料利用率的计算96 冲压力及压力中学计算9 6.1 冲裁力的计算9 6.2 翻孔时所需的冲压力11 6.3 弯曲 1.3mm 的直边所需的弯曲力11 6.4 模具的总冲压力12 6.5 模具压力中心的计算12 7 凹凸模刃口尺寸计算13 7.1 确定凹、凸模的设计及其尺寸计算13 7.

4、2.1 凸模尺寸14 7.2.2 凹模尺寸14 7.3 成形侧刃凸模与凹模的设计及其尺寸计算14 7.3.1 测刃凸模刃口尺寸计算15 7.3.2 成形侧刃凹模尺寸计算15 7.4 翻孔凸、凹模的设计及其尺寸计算15 7.5 弯曲凸、凹模的设计及其尺寸计算16 7.5.1 凹、凸模之间间隙的确定167.6 T 形切断凸模的设计及其尺寸计算168 模具主要零件的结构设计16 8.1 模具设计的原则16 8.2 确定模架结构的类型及模架中各模板的选取17 8.3 模架种各模板的选取18 8.4 橡胶板的选取与计算19 8.5 凹、凸模的设计原则20 8.5.1 凹、凸模的设计原则20 8.5.2

5、凹模的结构设计20 8.5.3 凹模轮廓尺寸的确定21 8.5.4 凸模的形式与固定方法的确定21 8.5.5 凸模长度计算22 8.5.6 凸模强度与刚度的校核23 8.6 模具闭合高度的确定24 8.7 压力机的选取259 辅助零件的设计26 9.1 导向零件的设计26 9.1.1 导柱、导套的设计26 9.2 固定与连接零件的设计与选取27 9.2.1 模架与模座27 9.2.2 模柄27 9.2.3 凸模固定板28 9.2.4 垫板28 9.3 紧固件3810 模具材料的选择与加工29 10.1 模具材料的选择的一般原则29 10.2 模具零件材料的选取和热处理要求29 10.3 模具

6、零件的加工3011 冲裁模 凸、凹模的制造工艺过程31 11.1 凸模的制造工艺过程31 11.2 冲裁模凹模的制造工艺过程31 11.3 T10A 刚3112 材料的热处理3112.1 模具材料热处理的基本要求3112.2 模具用钢的热处理过程及硬度要求32 12.3 T10A 钢3213 模具的装配的概述32 13.1 模具装配的概述32 13.1.1 模具装配的内容32 13.2 模具零件的固定方法32 13.3 冷冲模的装配33 13.3.1 组建装配33 13.4 级进模的装配方法3314 结论34参考文献35致谢351 止动件件级进模设计止动件件级进模设计 学 生: 梁新星 指导老

7、师: 陈文凯 （湖南农业大学东方科技学院, 长沙 410128） 摘 要: 本设计的止动件是一种冲压零件，成形工艺包括冲孔、落料、弯曲翻孔登多种冲压工序。根据所给的止动零件图，生产方式是大批量生产，设计一副多工位级进模。冷冲压工艺操作简单，便于实现机械化和自动化，适合于较大批量零件的生产，其制品一般都不需要进一步的机械加工，尺寸精度和互换性也都比较好他在航空、汽车、电机电器精密仪表等工业中占有十分重要的地位。据有关统计资料介绍，在电机及仪器仪表生产中，有 60%多的零件是采用冷冲压工业来实现的。此外，随着人们屋子生活水平的提高，在诸如家电电子元器件领域内，冷冲压加工量也占有相当大的比例。可见，

8、支持和促进冷冲压加工技术对发展国民经济和加速工业化建设，具有十分重要的意义。关键词: 连续模;排样;凸模;凹模;模架 The Design of Consecutive Stops Bending Mold Student: Liang Xinxing Tutor: ChenWenkai (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract: The desing of the Consecutive Stops is a stamping parts,

9、forming process,including punching blanking,bending,turning hole punching and other processes. According to the stop piece part drawing, production is mass production, dedign mote than one position progerssive die.Cold stamping process is charactered by simple operation and easy to realize mechaniza

10、tion and automation,suitable for the production of a large number of part, and its products usually need not further mechanical processing, size accuracy and interchangeability are also quite good . It plays important role on the aviation, automobile, motor elextric precision instruments and other 2

11、industries. According to the statistics 60%-70% of the parts are realized through cold stamping procsss in motor and instrumentation production. Besides. With the improvement of peoples living standards, in such cold stamping areas as home appliances , electronic components, cold stamping process al

12、so has considerable proportion. Obviusly. It is very important for us to support and promote cold stamping processing technology considering of the development of the national economy and acceleration of industral construction. Keyword: Contionuous mode;Arrangement;The punch ;Concave die; Formwork 1

13、 前言日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社

14、会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密” ，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到 13000 亿日元，远远超过日本机床总产值 9000 亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%.1 随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展，冲压加工技术的应用愈来愈广泛，模具成形已成为当代工业生产的重要手段。 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。冲压工艺

15、与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素。冲压是一种先进的金属加工方法，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。与机械加工及塑性加工和其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点，主要表现如下：3 (1) 冲压一般没有切削碎料产生，材料的消耗较少利用率高，一般为70%85%，易实现机械化和自动化； (2) 在形状和尺寸精度方面的互换性较好。一般情况下可直接满足装配和使用要求； (3) 冲压可加工的尺寸范围大、形状复杂的零件，而这些零件用其它方法是不可能或很难得到的，如薄壳件； (4) 被加工的金属在冲压加工过程中产生加工硬化，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，

16、所以冲压件刚度强度较好； (5) 冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征； (6) 在大量生产的条件下，产品的成本低，经济效益较高； (7) 冲裁过程能耗较低。由此可见冲压制得的零件具有表面质量好重最轻成本低的优点。所以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的采用冲压方法加工产品零件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工业等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重相当的大，少则 60%以上，多则 90%以上。不少过去用锻造、铸

17、造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻刚度好的冲压件所代替。有些机械设备往往以冲压件所占比例的大小作为评价结构是否先进的指标之一2。工业发达国家对冷冲压生产工工艺的发展是很重视的.不少国家(如美国、日本等)模具工业产值己超过机床工业。从这些国家钢材构成可以看出冷冲压的发展趋势。钢带和钢板占全部品种的 67%，充分说明冲压这种加工方法己成为现代工业生产的重要手段和发展方向。冲压技术的发展特征是： (1)冲压成形科学化、数字化和可控化； (2)突出“精、省、净“三大优势； (3)冲压成形可以实现全过程控制； (4)产品从设计开始即进入控制，考虑工艺；(5)冲压生产的灵活性和柔性。2 毕业

18、设计的目的、要求与任务 42.1 本设计的研究目的1 巩固大学四年所学理论知识，通过毕业设计加强各学科之间联系与应用2 提高自身的独立处理问题的能力，包括 锻炼查阅相关资料的能力、翻译外文资料的能力，加强运用相关手册、国家标准、 参考资料进行独立设计的能力，以及独立完成课题调研的能力等。3 加强自己理论联系实际的能力， 学会把四年来所学的理论知识与实际生产中有关模具的问题联系起来4 在设计的过程中，能够及时发现自己的不足并予以改正5 掌握模具设计的基本方法和步骤，建立正确的模具设计理念，掌握模具设计过程中的各种设计方法，为毕业后步入工作岗位打好基础。 6 熟练掌握模具设计相关绘图软件的实用方法

19、，提高自己的计算机应用能力。2.2 主要内容和要求2.2.1 本设计的主要内容 本设计的止动件是一冲压零件，成型工艺包括冲孔、落料、弯曲、翻孔等多种冲压工序。根据所给的止动件零件图，生产方式是大批量生产设计一副多工位级进模。2.2.2 本设计的主要要求 1 确定工艺方案，选定模具结构形式，并进行必要的计算 2 绘制模具总装图 3 绘制全部自制零件的工程图 4 编制工作零件的加工工艺规程 5 编写设计说明书3 动件零件图结构与工艺分析 材料为 Q195，板厚 1.2mm，制件精度为 IT11 级.，形状简单，尺寸不大，大批量生产，属普通冲压件。制件如图 1 所示。 在冲压工艺设计和模具设计时，应

20、特别注意以下几点： （1）该制件为落料弯曲冲孔件，在设计时，毛坯尺寸要计算准确； （2）冲裁间隙、弯曲凸凹模间隙应符合制件的要求； （3）各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序工作稳妥、连贯。3.1 工艺方案的比较分析，确定加工方案5 因该工件属大批量生产，根据零件的生产批量，尺寸精度和材料种类与厚度， 图 1 工件图（材料 Q195 t=1.2mm） Fig1 Workpiece figure(MaterialsQ195 t=1.2mm) 选择模具的导向方式与精度，定距方式及卸料方式等，现有如下三种模具结构方案：方案一：采用单工序冲裁模结构。即：在压力机滑块一次行程中、在模具同一工位只完成一

21、次冲孔或者落料。适合大批量生产，模具结构简单，但是需要的工序多，要多套模具才能完成零件的加工生产效率较底，成本高。需要二次定位，容易造成误差。方案二：采用复合冲裁拉深模结构。即：在压力机滑块一次行程中、在模具同一工位同时完成冲孔和落料。复合模有如下特点：冲裁出来的产品精度高，不受送料误差的影响，内外形相对位置一致性好。冲件表面较为平整。适宜冲薄料，也适宜冲脆性或软质材料。冲模面积较少。方案三：采用级进冲裁模结构。 即：在压力机滑块的一次行程、在模具不同工位分别进行工件的内形和外形冲裁，而在最后工位才制成工件。 级进模有如下特点： (1) 材料利用率较高。 (2) 凸模形状简单，提高模具使用寿命

22、。6 (3) 工作效率比较高。通过到工厂的调研，了解到其工件包括下料、冲孔落料经过和老师的研究我们采用 2 个方案来进行讨论计算对比三种方案，根据零件的形状尺寸和生产批量的特点，在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，我们决定采用多工位连续模具。4 确定模具总体机构方案4.1 模具类型 根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。4.2 操作与定位方式 为降低模具成本，可以采用手工送料方式。由于零件尺寸较小切厚度较薄，可以采用双测刃定距的定位方式。4.3 卸料与出件方式 考虑到零件的厚度较薄，可以采用弹性卸料方式。工件在最后一道工位切断后，直接从凹模斜边推下的出料方式，以提高生存

23、率。4.4模架类型及精度 考虑到本设计的零件的结构工艺特点， 采用后侧导向导柱模架。由于零件的精度要求不是很高，可以采用 I 级模架精度。5 排样图的设计及材料利用率的计算 级进模的排样是指制件在条料上分几个工位冲制的布置方法。排样不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生产率、模具结构与制造复杂程度、模具使用寿命长短登都不同。所以排样作为级进模设计的重要步骤，不仅必不可少，而且作用很大。他是多工位连续模设计时的重要依据，是设计模具图前的第一件大事。5.1初步拟定排样方案由工件凸可知，工件的材料为 Q195，厚度 t=1.2mm,展开配料的外轮廓均为平直线，根据上述加工工艺分析和加工方案的确定初步

24、拟定 2 种排样方案，其排样图如下图所示：方案一： 7 图 2 排样方案一 Fig2 The layout project 1 方案二： 图 3 排样方案二 Fig3 The layout project 2结合工件的展开图以及将要进行的各工序的操作，做如下分析： 方案一采用的是单边载体，在冲压过程中，单侧载体易产生横向弯曲，无载体的一侧的导向比较困难。 方案二采用的是一模二件双排的排样方法，其载体为中间载体。根据零件图可知本设计的止动件为单向弯曲的零件。故采用 2 方案既提高了生产效率，又提高了材料的利用路，而且抵消了弯曲时产生的侧向压力。综上所述，结合本设计的要求，故采用方案 2 的一模二

25、件双排排样方法，排样图如图 4 所示： 图 4 排样图 Fig4 The layout figure 5.2级进模冲裁的顺序安排原则8 1 先冲孔或切口，最后落料活切断，将工件与条料分离。首先冲出的孔可作为后续工序的定位作用。在定位要求较高是，则可冲出专供定位的工艺孔。 2 采用定距侧刃时，定距侧刀切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料步距。采用两个定侧刃时，可以安排成一前一后，也可并列布置。 根据上述原则，本设计的止动件连续弯曲模共分为六个工位： 第 1 工位：成型侧刃冲切搭边和工件间废料，冲两个 M3 翻纹翻孔底孔直径为 1.2mm,此二孔作导正销孔。 第 2 工位：翻孔 2M3 第

26、 3、4 工位：空工位 第 5 工位：弯曲 1.3mm 的值边 第 6 工位：用 T 形凸模切断工件间搭边5.3确定搭边值与步距由零件图可知： mmmma9 . 122 .35391因为条料的宽度小于 25mm，则根据参考资料多工位级进模表 3-5 可知： C=1.2t=1.2 1.2mm=1.44mm 而 C 的最小值为 2.0mm.所以此处 C、C取 2mm1故步距 L=6MM+C=8MM.5.4 材料利用率的计算材料利用率的计算 排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济、合理性的指标就是材料的利用率。其计算公式如式（1） 所示: 3 (1) 式中 A冲裁件的面积（包括冲出的小孔在内）

27、 ，：2mm B条料宽度，40.4mm: s进距，8mm: 将数据带入式（1） ，可得出一个进距的材料利用率为： 6 冲压力及其压力中心计算6.1 冲裁力的计算冲裁力的计算%100BsA%58%10084 .40188%100BsA9计算冲裁力的目的是为了合理的选用冲压设备、设计模具、和检验模具的强度。压力机得吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。冲裁时，工件或废料从凸模上去取下来的力叫卸料力，从凹模内将工件或废料顺着冲裁的方向推出的力叫推件力，逆着冲裁方向顶出的力叫顶件力，目前多以经验公式计算。其计算公式如式(2)、 （3） 、 （4)、(5)所示： 冲裁力： (2) bLtKLtF

28、冲 卸料力： (3)卸冲卸KFF 推件力： (4) 推冲推KnFF 顶件力： (5) 顶冲顶KFF式中：K 考虑到冲模刃口的磨损，凸模与凹模间隙的波动，润滑的情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取 1.2L冲裁件周围长度（mm）t材料厚度（mm) 材料的抗剪强度（MPa)材料的抗拉强度b n 卡在凹模洞口里工作（或废料）数目,n= ,h 为凹模刃口高度（初th定凹模刃口高度 5mm,则 则取 n=4),17. 42 . 15mmmmn 分别为卸料力系数、推件力系数、顶件力系数、其值见表 1 所顶推卸、KKK示： 表 1 系数顶推卸、KKK Table 1 The mo

29、dulus of 顶推卸、KKK材料 厚度 卸K推K顶K_ 0.1 0.065 0.1 0.14 钢 0.10.5 0.045 0.055 0.063 0.08 0.5 2.5 0.02 0.06 0.055 0.06 刚 2.5 6.5 0.03 0.04 0.045 0.05 6.5 0.02 0.03 0.025 0.03铝、铝合金 0.025 0.08 0.03 0.0710紫铜、黄铜 0.02 0.06 0.03 0.09 已知：1 零件的材料为 Q195，t=1.2mm, 查冷冲压模具设计与制造表7.1 得： =280Mpa =360Mpa b 2 查表 1 可得=0.020.06

30、，本设计去上限值 0.06卸K 3 L=321LLL 为各工序的冲裁周边长度iL =d=1.1mm=3.77mm孔L =1.9mm+2 (2.1mm+9.3mm+)+2mm=32mm侧Lomm20cos25 =4 5.5mm+2mm+2 6mm=36mm断L将数据带入（2） 、 （3） 、 （4）中，可计算出冲财力、卸料力、推件力、顶件力，如下所示：1 冲裁力 =KLt=1.2 (3.77+32+36)mm 1.2mm 280Mpa=31312N冲F2 卸料力 =31312.136n 0.061780N卸F冲F卸K3 推料力 +n=4 31349 0.055N6897N推F冲F推K6.2 翻孔

31、时所需要的冲压力翻孔时所需要的冲压力根据冲压工艺与冲模设计公式 528 可知翻孔时所需要的翻边力 4计算公式如式（7）所示： F=1.1t(D-d)=1.11.2mm （3.8mm-1.2mm) 360Mpa=3881.5Nb 式中：F翻边力，N; T材料厚度，mm; 材料的抗拉强度；b D翻边后孔的直径，mm; D预冲孔直径，mm6.3 弯曲弯曲 1.3mm 的直边所需的弯曲力的直边所需的弯曲力 根据本设计零件图的特点及其工艺与结构分析结果，此弯曲直边为 U 形弯曲，11采用自用弯曲模。既用模具弯曲时，在弯曲的最后阶段不对工作圆角及直边进行校正，根据冷冲压模具设计与制造公式 3-3 可知 U

32、 形弯曲件的自由弯曲力的计算公式如式（8） 所示： 5 F （8） 式中：F自由弯曲力（冲压行程结束，尚未进行校正弯曲时的压力） ，N; B弯曲件的宽度， mm； T弯曲件的材料厚度，mm； 材料的抗拉强度，Mpa；b R弯曲内半径（mm） ，取 R=1MM K安全因素，一般取 K=1.3将数据代入式（8）中可计算出 F 等于：6.4 模具的总冲压力模具的总冲压力 参考资料冷冲压模具设计与制造可知总冲压力如式（9） 所示： 弯翻推卸冲合FFFFFF（9）将上述通过计算所得的力都带入上式子中得： 弯翻推卸冲合FFFFFF =31349N+1881N+6897N+3881.5N+814.83N =

33、44.9KN6.56.5 模具压力中心的计算模具压力中心的计算冲压模具的压力中心就是冲压力合力的作用点，冲压时，模具的压力中心一定要与冲床滑块的中心线重合。否则滑块就会承受偏心载荷，使模具歪斜，间隙不均，从而导致冲床滑块与导轨和模具的不正常磨损，造成刃口和其他零件的损害，甚至还会亲戚压力机导轨磨损，影响压力机的精度，降低冲床和模具的寿命。所以在设计模具时，必须要确定模具的压力中心。并使其通过模柄的轴线，从而保证模具压力中心与冲压滑块中心重合。本设计的压力中心按以下程序进行计算:1 选定坐标系 xOy2 分别求出各凸模刃口的周长、 、和及中心坐标、1L2L3L4L5L1x2x 、3xtRKbtb

34、27 . 0NmmmmMpammF83.8142 . 11360)2 . 1 (8 . 33 . 17 . 0212 niiniiiiiilylllllxlxlxlxly113213221110 niiiiiiiilxllllxlxlxlx112122110 、4x5x3 根据“合力对某轴之力等于各分力对同轴力矩之和”的力学原理分别按下列公式求冲模压力中心到 x 轴 y 轴的距离参考资料冷冲压模具设计与制造可知，压力中心计算公式如式（10）和（11） 所示： 6压力中心到 X 轴的距离 （10）压力中心到 y 轴的距 (11) 图 5 模具压力中心示意图 Fig5 Mould pressure

35、 center figure 在草稿纸上算出各凸模刃口的周长和中心坐标带入如上所示的压力中心计算公式中可知：本设计的压力中心坐标为坐标原点。7 凸凹模刃口尺寸计算确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求，如果对刃口的精度要求过高，13会使模具制造困难，制造成本上升，延长周期：如刃口精度要求过低，则生产出来的零件可能不合格，或使模具的寿命降低。根据料厚与工件精度和模具精度的关系，联系制件的零件图可知，本设计的止动件最高精度为 IT12.冲裁模凸、凹模刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的重要因素。凸凹模的合理间隙值也要靠刃口尺寸及公差保证，因此在冲裁模设计中正确确定与计算凸凹模刃口尺寸及其公差极

36、为重要。 7.1 确定凸、凹模刃尺寸的原则确定凸、凹模刃尺寸的原则 （1） 设计落料模线确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过最小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凹模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过加大凹模刃口尺寸来取得： （2） 考虑刃口的磨损对冲裁件尺寸的影响：刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸：刃口磨损后尺寸减小，应取接近或等于冲件的最大极限尺寸：（3） 管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值; （4） 冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。

37、一般冲模精度较冲件精度高 2 到3 级； （5） 件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“如题”原则标准为单位公差，所谓“如体”原则，是指标注工件尺寸公差时应想材料实体方向标注。但对磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。7.2 冲孔落料的凸、凹模的设计及其尺寸计算冲孔落料的凸、凹模的设计及其尺寸计算查冷冲压模具设计与制造表 2.12 可知：=0.16mm =mmmaxZminZ查冷冲压模具设计与制造表 2.17 可知：磨损系数为 x=0.5 7本设计因形状比较复杂，且为薄材料，为了保证凸、凹模之间的间隙值，必须采用凸、凹模配合加工的方法。本设计现已凸模为基准，配作凹模。7.2.1 凸模

38、尺寸1 因为凸模磨损后，M3 翻纹翻孔底孔直径将变小，属于 B 类尺寸，故按一般冲孔凸模尺寸公式计算，其计算公式如式（12） 所示： 8 40)(xbbp（12） 式中 b 冲孔时凸模的刃口尺寸，mmp14 B冲孔件孔的尺寸 X磨损系数，x 值在 0.51.0 之间，与冲件精度有关，这里 取 0.5 冲件的制造公差，mm（由于1.2 底孔为自由公差，故按IT14 级精度处理）将数据带入（12）中可计算去冲孔凸模的刃口尺寸 00625. 000325. 1)25. 05 . 02 . 1 ()(425. 04xbbp7.2.2 凹模尺寸 凹模尺寸按凸模的实际尺寸配置，保证双面间隙为 0.130.

39、16 之间即可。7.37.3 成形侧刃凸模与凹模的设计及其尺寸计算成形侧刃凸模与凹模的设计及其尺寸计算成形侧刃的刃口形状如图 6 所示： 图 6 成形侧刃刃口形状示意图 Fig6 The schemes of forming side blade shape 由成形侧刃口形状图可知：8mm、3mm、4.2mm、14.8mm 为 B 类尺寸:9.3mm 为 C 类尺寸。7.3.1 侧刃凸模刃口尺寸计算 参考资料冷冲压模具设计与制造表 2.18 可知道冲孔 B 类尺寸与 C 类尺寸的计算公式分别如式（13） 、 （14）所示： 9 04)(xbbp15（13） （14） 式中 冲孔时凸模的刃口尺寸

40、，mmpb B冲孔件孔的尺寸 X磨损系数，x 值在 0.51.0 之间，它与冲件精度有关，这里取 0.5 冲件的制造工程，mm 冲孔时凸模的刃口尺寸，mmpc C冲孔件孔的尺寸将数据分别带入式（13）和式（14）中，可计算出侧刃凸模各部分的刃 10口尺寸如 下所示 009. 0018. 8)36. 05 . 08(8436. 0P 00625. 00125. 3)25. 05 . 03(3425. 0P 7.3.2 翻孔侧刃凹模尺寸计算凹模尺寸按凸模的实际尺寸配制，保证双面间隙为 0.130.16 之间即可。7.4 翻孔凸、凹模的设计及其尺寸计算翻孔凸、凹模的设计及其尺寸计算 由零件图可知，翻

41、边的内孔和外孔均无尺寸精度要求。现以凸模为基准，配制凹模。其计算公式如式（15） 和（16） 所示： 11 00)(pddp（15） dZddd00)(0075. 0035. 4)3 . 05 . 02 . 4(2 . 443 . 0P045. 048. 9836. 0)36. 05 . 03 . 9(3 . 9P01075. 00015.15)43. 05 . 03 . 9(8 .14443. 0P8)5 . 0( ccp16（16） 式中 凸模的径向尺寸，mm；pd 凹模的径向尺寸，mm；dd 冲件的制造公差 翻边后孔的内形尺寸，mm；0d Z 凸凹模件的双面间隙，mm（有零件图可知：翻边

42、后翻边空的单边直径为 0.4mm，故此处的 Z 应取 0.8mm） 、翻边凸、凹模的制造公差，mm；（ 、 的pdpd数值可参考冲裁凸、凹模的制造公差，一般采用 IT7-TI9 级精度，此处取 IT9级） 将各数据代入（15） 和式（16 ) 中，可计算出翻空凸、凹模的刃尺寸如下所示： 0025. 000)025. 03()(pddp 025. 0000)8 . 0025. 03()(dZddd7.5 弯曲凸、凹模的设计极其尺寸计算弯曲凸、凹模的设计极其尺寸计算7.5.17.5.1 凸、凹模之间的间隙的确定因为弯曲 1.3mm 的直边为 U 形弯曲，所以必须选择适当的凸、凹模间隙。间隙的大小对

43、工件质量和弯曲力有很大影响。间隙越小，弯曲力越大。间隙过小会使工件壁变薄，降低凹模寿命；间隙过大则回弹较大，会降低工件精度。间隙值根据材料的种类、厚度以及弯曲件的高度和宽度而按式（17）确定： （17） 式中 Z/2凸、凹模间的单面间隙，mm T材料的公称厚度，mm N因素，与弯曲件高度 H 和弯曲线长度 B 有关（查冷冲压模具设计与制造表 3-6 可得，n 取 0.10） 将各数带入式（17）中，可得： Z/2=(1+n)t=(1+0.1)1.2mm=1.32mm本设计以凸模为设计基准，配制凸模，间隙取在凹模上。因为工件弯曲直边得尺寸要求为 3.8，为单向偏差， 故凸模的计算公式如式（18）

44、 所2 . 00 12示：tnZ)1 (217 0)75. 0(PLLP（18） 式中 L 凸模的宽度p L 弯曲件宽度的基本尺寸 凸模制造偏差，采用 IT7-IT9 级精度，此处取 IT9 级。p 将各数据带入 式（18）中，可得 0025. 00025. 00145. 1)2 . 075. 03 . 1 ()75. 0(PLLP 0025. 00025. 00295. 3)12. 075. 08 . 3()75. 0(PLLP 其弯曲凸的刃口形状如图 7 所示; 图 7 弯曲凸模刃口尺寸形状示意图 Fig7 The scheme for the bending punch blade si

45、ze shape 7.6 T 形切断凸模的设计及其尺寸计算形切断凸模的设计及其尺寸计算T 形切断凸模的刃口形状如图 8 所示： 图 8 T 形切断凸模刃口形状示意图 Fig8 The scheme for the T shape cutting edge由 T 形切断凸模的刃口形状图可知：2、1.5、为 B 类尺寸：6、13 为 C 类尺寸。参考资料冷冲压模具设计与制造表 2.18 可知道冲孔 B 类尺寸与 C 类尺18寸的 计算公式分别如式（19）和（20） 所示: b =(b+x) p（19） （20） 式中 b 切断凸模的刃口尺寸，mmp b冲孔件孔的尺寸 x磨损系数，x 值在 0.51

46、.0 之间，它与冲件精度有关，这里取 0.5 冲件的制造公差，mm（由于冲件的公差为自由公差，故按IT14 级精度出来） c 切断凸模的刃口尺寸，mm；p C冲孔件孔的尺寸将数据代入（13） 和（14）中，可计算出侧刃凸模各部分的刃口尺寸如下所示： T 形切断凹模尺寸计算：凹模尺寸按凸模的实际尺寸配置，保证双面间隙为0.130.16 之间即可。8 模具主要零部件的结构设计8.1 模具设计原则模具设计原则1 尽量选用成熟的模具结构或标准结构，这样有利于加工。2 模具要有足够的刚性，以满足寿命和精度要求；3 结构应具有简单、实用的经济性，适合大批量生产，提高性价比4 能方便的送料，操作要简便安全，

47、出件容易；5 要考虑废料的处理，设计要有利于废料的及时排除；04054. 015. 6843. 0)43. 05 . 013(13p0375.015.683.0)3.05.06(6p0625.00125.3)25.05.03(3425.0p8)5 . 0( ccp00625.00125.2)25.05.02(2425.0p196 模具零件之间定位要准确可靠，连接要牢固；7 要有利于模具零件的加工，各零件的加工要能达到所需的要求；8 模具结构与现有的冲压设备要协调，最好采用常用的压力设备；8.2 确定模架结构的类型及模架中各模板的选取确定模架结构的类型及模架中各模板的选取模架的选择应满足刚性和精

48、度的要求。本设计的零件形状结构较小，精度要求不高，所以本设计的模具可采用后侧双导柱模架，导向方式为滑动导向，其结构简图如图 9 所示： 图 9 模架结构简图 Fig9 The diagram of form work structure8.3 模架中各模板的选取模架中各模板的选取在本次设计中，模架中用到的包括：上模座、下模座、垫板、凸模固定板、卸料板、倒料板、凹模板、下模座。根据弹压卸料的典型组合，选取各个模板的尺寸，具体数值如表 2 所示（单位:mm）： 表 2 模架各部分尺寸规格 Table 2 The dimensions of subpress名称 规格 上模座 16010040 垫板

49、 1251006 上固定板 12510020 卸料板 详件零件图20 倒料板 详件零件图 凹模板 详件零件图 下模座 16010050 下固定板 125100208.4 橡胶板的选取与计算橡胶板的选取与计算橡皮的允许承受的负荷较大，而且安装调整比较方便，故本设计中采用橡胶板作为卸料的弹性元件。参考资料冲模技术可知：1 橡胶板的工作压力计算公式如式（21）所示： 12 F= q (21)式中 F橡胶板工作压力（N) A橡胶板横截面积（mm )2 q单位压力，一般取 2-3Mpa 已知橡胶板的宽度取 b=80mm，橡胶板的工作压力为卸料力 F=1881N.将数据代入上式（19）可得橡胶板压缩后的厚

50、度为：将 a 化为整数，取 a=15mm2 橡胶板的压缩量和厚度 橡皮的最大压缩量一般不超过厚度 H 的 45%，橡皮的预压缩量为 10%15%H，本设计因此取 H=（0.25-0.3）H (22) 式中 H橡胶板自由状态下的厚度（mm） ； h许可压缩量，即冲模所需的工作行程（mm） 本设计取 h=0.3H，则可以推出 H=21.43，化整取 H=25mm。 则橡皮的预压缩量为 25%10%=2.5mm 8.5 凸、凹模的结构设计凸、凹模的结构设计8.5.1 凸、凹模的设计原则mmmmMpaNbqFa4 . 910021881211 凸、凹模必须有足够的强度、刚度和硬度；2 凸、凹模的结构就

51、要简单可靠、制造方便；3 便于调整、维修和保养；4 要考虑刃磨后的凸、凹模相对位置对其他工位凸、凹模相对位置的影响；5 要考虑排样的及时畅通和防止浮料。8.5.2 凹模的结构设计参考资料多工位级进模设计与制造可知，凹模常用的结构形式有：整体式凹模、镶套式凹模、拼合式凹模等等。结合本设计的特点选用整体式凹模。即用一整块钢板制成的凹模，具有以下优点：凹模是一块板状零件，比较完整，使模具的结构比较紧凑，设计和加工简单，制造装配比较方便，生产成本低。 参考资料表 247 可知：凹模孔口形式及主要参数，由于本设计的零件的生产属于大批量生产，在实际生产中凹模刃口需要多次刃磨，且零件的形状较为复杂，因此凹模

52、用下图的形式，保证多次刃磨后刃口尺寸不变：10 凹模样式Table 10 The concave mold style上凸的刃口的的特点及适用范围： 1 刃口轻度较高、修磨后刃口尺寸不变2 用于冲裁形状复杂或精度要求较高的零件且刃口直壁下面的扩大部分可 使用凹模加工简单 3 用于冲裁形状复杂、精度要求较高的中小型件，也可用于装有反向顶出装置的模具8.5.3 凹模轮廓尺寸的确定本设计所需的凹模具选取标准的矩形凹模板。凹模轮廓尺寸包括凹模板的22平面尺寸 LB(长宽）及厚度 H其计算公式如下所示（参考资料新编实用冲压模具设计手册 ）：凹模板的厚度主要是从螺钉旋入深度和凹模刚度的需要两个方面考虑的，

53、一般应不小于 8mm。随着凹模板平面尺寸的增大，其厚度也应相应的增大。整体式凹模板的厚度可按如式（23） 经验公式估算： 13 FKKH1 . 0321（23）式中 F冲裁力，N; K 凹模材料修正系数，合金工具刚取 1，碳素钢取 1.3；1 K 凹模刃口周边长度休整系数，参考资料新编实用冲压模具2设计手册表 2-49，取 K =1 2将数据带入式（23)中可得整体式凹模板的厚度为： H=1.31=30mm331082.1231 . 08.5.4 凸模的形式与固定方法的确定多工位级进模中的凸模形式和固定方法很多。凸模的形式从形状来说圆形和异形用得最多；从结构特点来说用于冲裁的凸模比较多，小凸模

54、多；固定方法主要是机械固定法和物理固定法，但机械固定法用的比较多。1 凸模的形式的选择参考资料多工位级进模设计与制造可知，常见的凸模结构形式和固定方法有：带台式、铆接式、叠装式、插入式等等。结合本设计零件结构的特点可知，本设计所需凸模的结构形状尺寸均较小，所以所有的凸模结构形式和固定方法均采用带台式，以简化模具的结构，降低生产成本。以工位 1 为例冲孔与成形侧刃凹模的结构简图如图 11 所示：23 图 11 冲孔凸模与成形侧刃的结构简图 Table 11 The diagram of the Punching punch and forming side blade这种凸模的安装部分由一圈大于

55、 D 的台阶或是异形部分多出一个小台，它可以防止凸模从固定板中脱落，安装后稳定性非常好，能承受较大的冲压力，是采用较多的一种安装形式，凸台得尺寸取 D =D+(3-4)mm，工作部分与固定板1采用过渡配合 H7/m6 或 H7/n6，本设计的凸模与固定板采用 H7/m6 的过度配合。8.5.5 凸模长度计算凸模的长度尺寸应根据模具的具体结构来确定，同时还要考虑凸模的修模量及固定板预卸料板之间的安全距离等因素。本设计的卸料方式采用弹性卸料装置。参考资料新编实用冲压模具手册可得凸模长度计算公式如（24） 14所示： L=+h 321hhh（24）式中 L凸模长度，mm； 凸模固定板厚度，mm；1h

56、 卸料版（参考资料新编实用冲压模具设计手册表 2-58，2h取 =12mm） ；2h 卸料弹性元件被预压后的厚度，mm； 3h h附加长度，mm，包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度及凸模=固定板与卸料板之间的安全距离登，一般取 h=15-20mm，这里取 h=15mm将各数据带入（24）中可计算出凸模的长度为： L=20mm+12mm+2.5mm+15mm=49.5 本设计的凸模长度取整数为 50mm8.5.6 凸模强度与刚度的校核冲压加工时，凸模承受压力，在卸料时又受到拉力，连续不断地冲压加工，凸模在压力和拉力的反复交变作用下，凸模有可能被压坏或疲劳损坏。如遇有24细长小凸模，压力会使凸模

57、纵向弯曲，同时由于冲裁间隙的不均匀和凸模对被冲材料的不垂直等原因，使凸模刃口受到侧向压力的作用而产生横向弯曲，也会造成凸模折断。但在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，没有必要进行校核。但是当凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较大，或根据结构需要确定的凸模特别细长时，则应进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。因此针对本设计的特点，需对工位 1 的冲孔凸模具进行承压能力和抗纵向弯曲能力的校核。1 压应力的校核凸模上承受的最大压应力应不超过凸模材料的需用压应力，这样凸模是安全的。参考资料多工位级进模的设计制造可知，压应力的校核公式如（25）所示： 15 （25）式中 F最大冲裁力，N; A凸模最小断

58、面积，；2mm 凸模材料的许用压应力，Mpa。值取决于材料、热处理 压 压 和模具的结构，其值一般为淬火前的 1.5-3 倍。对于如T8A、T10Acr、 12MoV 等工具刚，淬火硬度为 58-62HRC 时，取 1000-1800Mpa。本设 将各计凸模 所选取的材料为 T8A 取为 1500Mpa 数据带入上式子 压 得：则凸模上承受的最大压应力小于材料的许用压应力。2 弯曲应力的校核 弯曲应力的校核，即凸模的抗弯能力，他主要是通过检查凸模自由长度是否超过允许值。参考资料多工位级进模的设计与制造可知，弯曲应力的校核公式如式（26） 所示： （26） 压压MpammMpammdtAF145

59、62 . 12802 . 12 . 52 . 5 压AFFdL2max9525式中允许凸模的最大自由角度，mm；maxL d凸模的最小直径，mm； F最大冲裁力，N; 本设计只校核直径为最小的凸模，即只校核冲孔凸模的弯曲应力，将数据带入上式中可知冲孔凸模的抗弯能力符合要求。8.6 模具闭合高度的确定模具闭合高度的确定冲压模具的闭合高度是指模具处于闭合状态时（工作行程最低点）时，上模板的上平面到下模板的下平面的高度。在确定模具闭合高度之前，应现了解冲床的闭合高度。冲床的闭合高度是指滑块在下止点时，滑块底平面到工作台（不包括冲床垫板厚度）的距离。冲床的调节螺杆可以上下调节，当滑块在下止点位置，调节

60、螺杆向上调节，将滑块调整到最高位置时，滑块底面到工作台的距离，成为冲床的最大闭合高度。当滑块在下止点的位置，调节螺杆向下调节，将滑块调整到最下位置时，滑块底面到工作台的距离称为冲床的最小别和高度。为了使模具正常工作，模具闭合高度应该与冲床的闭合高度相适应，应介于冲床最大和最小闭合高度之间。正常条件下模具与压力机闭合高度间的关系应满足如式（27） 所示： 16 （27）mm105minmaxHHmmH模式中：5mm 和 10mm 为装配时的安全裕度。当模具的闭合高度高于压力机的最大闭合高度时，模具不能再改压力机上使用。反之，小于压力机的最小封闭高度时，模具不能在改压力机上使用。反之，小于压力机的