冲压弯曲件冲压模具设计

1、冲压弯曲件冲压模具设计摘 要随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对支架弯曲件的冲裁工艺性和弯曲工艺性，分析比较了成形过程的三种不同冲压工艺（单工序、复合工序和连续工序），确定用一幅级进模完成落料、冲孔和一幅单工序模完成弯曲的工序过程。介绍了支架弯曲件冷冲压成形过程，经过对支架的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，冲压工序性质、数目和顺序的确定，进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。还具体分析了模具的主要零部件（如冲

2、孔凸模、落料凸模、卸料装置、弯曲凸模、垫板、凸模固定板等）的设计与制造，冲压设备的选用，凸凹模间隙调整和编制一个重要零件的加工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。关键词：支架，模具设计，级进模，冲孔落料，弯曲StampingBendingStampingMold DesignABSTRACTWith China's industrial developing constantly, mold industry is beco

3、ming more and more important.Based on the stent bending blanking process and bending process, Comparative analysis of the process of forming three different stamping process (single processes, complex processes and continuous processes) confirm completion of the blanking, punching and a single proce

4、dure completed the bending modulus processes. On the cover of the cold bending stents， right after the cover of the mass production, quality components, and the use of structural components of the analysis, research, in line with lower performance prerequisite to the identification of stampings, Sta

5、mping method used to complete the processing components, and a brief analysis of the blank shape, size, layout, the conference board, stamping processes in nature, number and sequence determination. For the process, the center of pressure, the die size and the tolerance of the calculation, design mo

6、ld. Also analyzes the mold of the main components (such as mould, punch hole punch, unloader device, punch, plate, bending plate etc) design and manufacturing, stamping equipment selection, punch-gap adjustment and establishment of a vital parts machining process. Die requirements set out a detailed

7、 list of parts, and gives a reasonable assembly. By fully utilizing modern manufacturing technology to mold traditional mechanical parts for structural improvements, design optimization, process optimization methods can greatly enhance production efficiency, the method of similar products have some

8、reference.KEY WORDS:stents，mold design，progressive die，punching blanking,bending目录前言1第1章对加工零件的工艺分析51.1零件分析51.1.1 冲压件的工艺分析51.1.2 分析比较和确定工艺方案61.1.3 弯曲件的工艺分析7第2章冲裁模82.1 冲压模具的工艺分析与设计计算82.2 工作力的计算102.2.1 落料力102.2.2 冲孔力102.2.3 卸料力112.2.4 推料力112.2.5 冲侧刃缺口的力122.2.6总冲压力122.3 确定模具压力中心122.4确定凸、凹模刃口尺寸152.4.1 冲孔

9、部分162.4.2 落料部分172.5 成型零部件的结构设计18冲孔凸模结构设计18冲孔凸模结构设计19凹模结构设计192.6 模具的整体设计20选择模具结构形式20操作方式20模架类型21定位方式的选择21卸料和出料方式的选择21导向方式选择21定位零件设计21导料板设计21卸料板设计222.6.10垫板设计23模柄选择24凸模固定板的设计25导柱导套选择26模座选择26螺钉、销钉的选用27装配图设计27模架的选取27冲压设备的选择28第3章弯曲模293.1冲压零件的工艺分析293.2模具结构293.3必要的计算29弯曲力的计算30弹顶器的计算31回弹量的确定31弯曲凸模的圆角半径31弯曲凹

10、模的圆角半径及其工作部分的深度31弯曲凸模和凹模之间的间隙32弯曲凸模和凹模宽度尺寸的计算323.4模具总体设计33凹模结构设计33凸模结构设计34定位板结构设计34模柄选择35模架的选取35销钉的选用36压力机的选取36装配图设计37第4章模具制造技术要求384.1表面粗糙度及标准384.2加工精度39尺寸偏差39形位公差39配合要求39结论41谢辞42参考文献43外文资料翻译45前言冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力方法。因为它通常是在压力机室温状态下进行加工，所以称为冷冲压。冷冲压生产过程的主要特征是依

11、靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率很高，操作简便。对于普通压力机，每台每分钟可生产几件到几十件冲压件，而高速冲床每分钟可生产数百件甚至几千件以上冲压件。冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工，因而是一种节省能源、节省原材料的无或少切削加工方法。由于冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料，冲件的尺寸公差由冲模来保证，所以尺寸稳定、互换性好。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性好，可以加工成形状复杂的零件，小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。但由于冲模制造一般是单件小批量生产，精度高，技术要求高，是技术密集型产品，制造成本高。因而，冷冲压生产只有在大批量的情况下才能获得较高的经济效应

12、。综上所述，冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多采用冷冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工，大大提高了生产率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。随着科学技术的进步和社会的发展，产品对模具的要求愈来愈高，传统的模具设计与制造

13、方法已经不能适应产品及时代更新的需要。特别是90年代以来，工业产品的品种和数量不断增加，对产品质量、样式和外观提出新的要求，使模具需求量增加，对模具的质量要求也越来越高，模具技术直接影响直接造业的发展，产品更新换代和产品竞争力。因此迅速提高模具的技术水平已成为当务之急。随着近代工业的发展，冷冲压技术得到迅速发展。1.冷冲压工艺方面研究和推广应用旨在提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压技术发展的重要趋势。目前，国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有精密冲压、柔性膜成形、超塑性成形、无模多点成形、爆炸和电磁等高能成形、高效精密冲压技术以及冷挤压技术等等。这些冲压先进技术

14、在实际生产中已经取得良好的技术经济效果。精密冲压既是提高冲压件精度的有效方法，又是扩大冲压加工范围的重要途径。目前精密冲裁的精度可达IT6IT7,板料厚度可达25mm。精冲方法不但可以冲裁，还可以成形（精密弯曲、拉深、翻边、冷挤、压印和沉孔等）。2. 冲模设计和制造方面冲模是实现冲模生产的基本条件。目前在冲模设计与制造上，有两种趋势应给与足够的重视。(1)模具结构与精度正朝着两方面发展一方面为了适应高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正朝着高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展；另一方面，为适应市场上产品更新换代迅速的要求，各种快速成型方法和简易经济冲模的设计与制造业得到迅

15、速发展。高效、精密、多功能、长寿命多工位级进模和汽车覆盖件冲模的设计制造水平代表了现代冲模技术水平。我国能够设计制造出机电一体化的，达到国际先进水平的高效、精密、长寿命、多工位级进模，工作零件精度达到25µm,步距精度达到23µm，总寿命达到1亿模次以上；我国汽车工业，已具备中档轿车成套覆盖件冲模生产能力，并在汽车试制和小批量生产中应用高强度树脂浇注成形覆盖件冲模，缩短试制周期，降低成本，加速了新车型的开发。(2)模具设计与制造的现代化计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用，是模具技术设计制造水平发生了深刻的革命性的变化。目前最为突出的是模具CAD/CAM

16、/CAE。当今世界模具工业格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界模具技术发展的领头羊，占据了世界模具的半壁江山，他们拥有现代化的设计方法和先进的模具制造设备，特别是最近几年这些国家把CAD/CAM系统作为模具工业发展的臂翼，发展的势头如日中天。模具技术的飞速发展，模具CAD/CAM因其技术先进以迅速发展和广泛应用，它的技术经济效果是传统模具设计制造方法所不能比拟的，具体有以下特点：1缩短了模具的生产周期。2.高模具质量。3.显著降低生产效率。4.CAD/CAM技术将技术人员繁多的计算绘图和NC编程中解放出来使其产生更多的创造性劳动。现代模具制造和模具工业与传统模具业比较起来有新的特点：1.生

17、产率高现代模具生产率比传统模具高的多，其主要原因是现代模具有多工位，多腔模或多功能。例如，高生产率进级模有50多个2位，橡胶鞋模有18个2位。一套多功能模具除了冲压成形外,还承担装配,铆接等组装任务，可直接生产组合件。2.精度高现代模具要求精度比传统模具高出一个数量级。工位级进模精冲模精密塑料模精度已达0.003mm甚至更高。一些高精度尤其是那些全拼嵌寿命长。长寿命模具是保证高冲压设备实现高生产效率的基本条件，现代冲模寿命一般在500万次以上。硬质合金模具寿命可达2-6千万次，注塑模40-60万件，压铸模50-100万件，而传统模具寿命只有现代模具的1/5或1/10。3.型腔形状和模具结构复杂

18、随着人们对产品形状，尺寸精度，及整体性生产率等要求的提高，以及许多新材料新工艺的广泛应用，现代模具的型腔结构更复杂。综合以上特征，我们可以发现现代模具工业，以成为一种独立的工业体系。模具的标准化，专业化水平高，具备模具标准化和优质模具材料的生产与供应系统。另外技术人才和资本密集。模具以从传统劳动密集型转变为技术密集型。人才密集型和资本密集型的产业。技术密集型体现在模具的CAD/CAM，而先进的设计手段和设备必然需要高素质的专业人才，从而形成人才密集型。同时产业高也是现代模具的一个重要标志。但是要在模具生产中实现CIMS，还需经过一段时间。但随着CAD/CAM集成化技术的发展和广泛应用，以及相关

19、高新技术的发展，在不久的将来全盘化，自动化CIMS必将在模具生产中实现。使模具技术，及至整个人类模具技术实现新的飞越。纵观整个现代模具技术的发展，我们可以看出模具制造技术总是向着高，新方向发展，并且伴随有人工转向自动化方向发展。总而言之，模具设计与制造将会彻底的摆脱主要依靠人工的生产方法，这样才能使模具制造更合理化，结构更简化，精度更高，为将来各行业的发展提供新的活力。第1章 对加工零件的工艺分析1.1零件分析零件简图如图1-1所示：图1-1 零件图冲压件的工艺分析1、材料：Q235-A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。综合评适合冲

20、裁加工。2、工件结构：工件形状比较简单，孔边距大于凸凹模允许的最小壁厚（a=6），故可以考虑采用连续冲压工序。3、尺寸精度：零件图上未注公差，属于自由公差，按IT14级确定工件尺寸的公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。 4、结论：可以冲裁该工件是典型的冲裁件，其特点是工件尺寸不大，且上下左右对称，材料强度不高，由于工件尺寸没有明显角标注，故属于一般冲裁件。冲裁件剪断面的表面粗糙度经查表得为50Ra/mm，需要采用IT12级的冲裁模，便可满足零件的精度要求，模具制造精度为IT10级。该工件外形整体呈梯形，且上下左右对称。由所给工件图可以看出，工件上有四个圆孔，圆直径为8mm，两半圆弧半径为8

21、mm。该零件形状较简单、对称，是由圆弧和直线组成的。冲裁件所能达到的经济精度为IT12IT13。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可以认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用级进冲裁模进行落料冲孔加工和单工序模进行弯曲成形。分析比较和确定工艺方案从零件的结构特点以及冲压变形特点来看，该零件冲压工序性质有冲孔、落料、两种。根据工序性质可能的组合情况，该零件可能的冲压方案有：该工件包括冲孔、落料两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。方

22、案三：冲孔-落料连续冲压。采用连续模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，模具强度较差，制造难度大，同时落料、冲孔需要很大的冲裁力，这样就必须使用大的冲压设备，造成能量的浪费，同时模具各部分的强度、刚度难保证。并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。如果凸凹模内积存有废料，则对凸凹模的胀形力就会增加，而容易胀裂刃口，为安全起见，应避免凸凹模内积存废料。方案三也只需一副模具，生产效率高，将零件结构的内外形分解为简单形状的凸模或凹模，在不同工位上分步逐次冲压，提

23、高了模具强度和模具寿命，操作方便，工件精度也能满足要求。由于工件和孔废料都可由压力机台下排出，操作方便安全，生产效率高，同时连续模上如果没有弹性（弹簧和橡皮）卸料装置，就能在高速冲床上进行连续冲压，而复合模是有困难的。可以利用已冲的孔进行导正销定位，从而保证了工件的精度。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。弯曲件的工艺分析本工件在冲孔落料的基础上，只需一尺弯曲即可成型，确定工艺方案为一次弯曲。弯曲部位为底部四个角，。并且为中批量生产，采用一次弯曲连续进行。第2章冲裁模2.1冲压模具的工艺分析与设计计算1、排样设计与计算排样是否合理，经济型是否好,可用材料利用率来衡量。材

24、料利用率是指零件的实际面积与材料面积的百分比。.要提高材料利用率，主要应从减少工艺废料着手，即设计合理安排方案，选择合适的板料规格及合理的裁料法（废料冲制小件。在不影响料头，料尾），利用废料冲制小件。在不影响设计要求的情况下，改善零件结构。本工件可采用连续排样方案，如图1-2所示：图1-2排样图为节约材料，应合理确定搭边值.查表取搭边，。计算冲压件一个进距的材料利用率： （2-1）式中：一个布局内零件冲裁件面积，；一个布局内所需毛坯面积，；条料宽度，；送料进距，；（1）送料步距:式中 平行于送料方向的冲裁件的宽度；冲裁件之间的搭边值；=90+2=92=150.5（2）送料宽度:当导料板板之间有

25、侧压装置时或用手将条料贴近单边导料板（或两个导正销）时，条料宽度按下式计算： （2-2）式中 冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸；冲裁件与条料侧边之间的搭边；板料剪裁时的下偏差；当条料在无侧压装置的料板之间送料时，条料宽度按下式计算：式中冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸；-冲裁件与条料侧边之间的搭边；板料剪裁时的下偏差；条料与导料板之间的间隙；2、条料利用率:3、整个板料的利用率 （2-3）式中 :条料（或整个板料）上实际冲裁的零件数；条料（或板料）长度；条料（或板料）宽度；一个零件的实际面积。选取的钢板可计算2.2计算冲压力冲裁一个零件的周边长度外轮廓周边长度：孔周边长度：根据冲裁力的计算公式落料

26、力 （2-4）其中：K刃口磨损，间隙波动，料厚等因素设置的安全系数，取1.3；冲裁力，单位为N冲裁周边，单位为mm材料抗剪强度，单位为Mpa材料厚度，单位为mm 冲孔力 （2-5） 其中：刃口磨损，间隙波动，料厚等因素设置的安全系数，取1.3；冲裁力，单位为N冲裁周边，单位为mm材料抗剪强度，单位为Mpa材料厚度，单位为mm 卸料力 （2-6） 其中： 落料力，单位为N；卸料力系数，其值为0.020.06 经查表得 推料力 （2-7）其中：冲裁力，单位为N；推料力系数，其值为0.030.07；经查表得 凹模刃口高度取6mm，则 冲侧刃缺口的力 （ 2-8） 其中： 刃口磨损，间隙波动，料厚等因

27、素设置的安全系数，取1.3；冲裁力，单位为N冲裁周边，单位为mm材料抗剪强度，单位为Mpa材料厚度，单位为mm2.2.总冲压力所以可选用规格为630KN可倾斜式压力机。该模具采用固定卸料和下出料方式。2.3 确定模具压力中心冲裁时冲裁力的合力作用点称为压力中心，在设计模具时，要求模具的模柄中心（一般情况下也是凹模的几何中心）与压力中心重合，对于要求不高或冲裁力较小间隙较大的模具，压力中心不允许超出模柄投影面积范围，否则产生偏载，使模具导向部分偏斜，影响凸凹模间隙，加速模具磨损，降低制件质量和模具寿命，造成严重后果。确定压力中心就是为了合理的确定模具结构。求压力中心的方法是：采用求空间平行力系的

28、合力作用点。按比例画出排样图,选定坐标系xOy。如图2-3所示：图2-3 解析法解压力中心图压力中心的计算：所以压力中心（-19.34,6.4）故模具压力中心在模柄的投影范围之内，故符合要求。2.4确定凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸精度决定的合理与否，直接影响冲裁件的尺寸精度及合理间隙值能否保证，也关系到模具的成本和使用寿命。1、保证冲出合格的零件；2、保证模具有一定的使用寿命；3、考虑冲模制造修理方便、降低成本。因此，计算凸、凹模的刃口尺寸是一项重要的工作。计算冲模凸、凹模刃口尺寸的依据为：（1）冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔尺寸与凸模刃口尺寸相等。（2）零件的尺寸精度

29、。（3）合理的间隙值。4.磨损规律，如圆形件凹模尺寸磨损后变大，凸模磨损后变小，间隙磨损后变大。5.冲模的加工制造方法。 冲孔部分 （2-9）查表得间隙值 ：=0.246mm=0.360mm查表得凸、凹模制造公差： =-0.020mm=+0.020mm查表取因数：=0.5校核：故能满足加工时： 落料部分工件如图2-4所示：图2-4 工件图落料凹模基本尺寸计算如下： （2-10）查表的间隙值=0.360mm=0.246mm校核：查表可得：故可计算得：2.5 成型零部件的结构设计冲孔凸模结构设计冲规则圆形孔的凸模，采用台阶式。尺寸标注如图1-5所示：图2-5 冲 孔 凸 模冲孔凸模结构设计落料的凸

30、模采用直通式，其尺寸标注如图2-6所示：图2-6 落 料 凸 模凹模结构设计考虑到本例为中批生产, 凹模的刃口形式，应采用刃口强度较高的凹模。凹模的外形尺寸,按式H=Kb和c=（1.52）H式中b-冲裁件的最大外形尺寸； K-系数，考虑板料厚度的影响；可得:H=0.2890=25.2mmc取1.2H=30.2mm，即取凹模厚度为32mm.符合要求.尺寸标注如图2-7所示：图2-7 凹模2.6 模具的整体设计选择模具结构形式冲压时，条料从右边送入，用始用挡料销限位，上模下行时，冲孔凸模先将四个孔冲出。松开始用挡料销，条料继续向左送进，由三角型块挡料，这时已冲出四个孔移至落料工位上。上模再次下行，

31、完成外形落料，与此同时，在冲孔工位的条料上又冲出四个孔。落料凸模上装有导正销，落料时导正销先进入工件的孔内定位，用以控制步距和提高孔与落料外形的位置精度。操作方式冲压时，条料从右边送入，用始用挡料销限位，上模下行时，冲孔凸模先将四个孔冲出。松开始用挡料销，条料继续向左送进，由三角型块挡料，这时已冲出四个孔移至落料工位上。上模再次下行，完成外形落料，与此同时，在冲孔工位的条料上又冲出四个孔。落料凸模上装有导正销，落料时导正销先进入工件的孔内定位，用以控制步距和提高孔与落料外形的位置精度。模架类型由于在冲孔落料过程中有偏心载荷，且材料幅度相对较大，可靠性有好故采用对角导柱式模架定位方式的选择因为该

32、模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用一个三角形挡料块初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置由始用挡料销控制。卸料和出料方式的选择因为工件料厚为2mm，采用固定卸料板。又因为是连续模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。导向方式选择采用对角导柱模架。因为对角导柱模架的特点是导向装置在两对角，横向和纵向送料都比较方便，但如果有偏心载荷，压力机导向精确，不会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都不易磨损，从而不影响模具寿命。定位零件设计落料凸模下部设置两个导正销，导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面lmm

33、，导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。导正销导正部分的高度h与料厚t及导正孔有关，一般取h=(0.81.2)t，料薄时取大值，导正孔大时取大值，也可查有关冲压资料。导料板设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙一侧取2mm，一侧取6mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度取10mm。导料板采用45钢制作，热处理硬度为4045HRC。如图2-8所示：图 2-8导 料 板卸料板设计当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，一般在0.5-1.0mm之间，板料薄时取小值；板料厚时取大值。当固定卸料板兼起导

34、板作用时，一般按H7/h6配合制造，但应保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板料较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为8mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4348HRC。如图2-9所示：图2-9卸 料 板2.6.10垫板设计垫板主要用于承受冲击力，垫板相对于固定板稍有移动不会影响正常工作，垫板上只有螺钉、销钉过孔（螺钉、销钉穿过垫板故称过孔），孔径比穿过的螺钉、销钉的直径大1mm，孔距与固定板上的相同。垫板的加工无特

35、殊要求。材料为45钢，淬火4348HRC。尺寸一般与固定板相同，尺寸为315mm×200mm，厚度为10mm。如图2-10所示：图2-10 垫 板模柄选择采用压入式模柄，它与模座孔采用过渡配合H7/m6、H7/h6。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模，生产中最常见。模柄材料通常采用Q235或A5钢，其支撑面应垂直于模柄的轴线（垂直度不应超过0.02:100）。如图2-11所示：图2-11模 柄凸模固定板的设计将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。模具中最常见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩型固定板两种，主要用于固

36、定小型的凸模和凹模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或A3。凸模固定板的型孔位置应与凹模型孔位置一致，型孔尺寸与凸模成0.01mm的双边过盈，保证板平面与凸模的中心线有良好的垂直度，上下平面磨平，与凸模安装孔的轴线垂直，基准面的表面粗糙度为Ra=1.6m0.8m，另一非基准面可适当降低要求。为保证安装固定牢靠，固定板要有足够厚度，设计中取凸模固定板厚度为25mm。外形尺寸与卸料板外形尺寸一

37、致。螺钉销钉孔位置要与其他板件的一致。如图2-12所示：图2-12凸 模 固 定 板导柱导套选择导柱和导套一般采用过盈配合H7/r6分别压入下模座和上模座的安装孔中。导柱、导套之间采用间隙配合，其配合尺寸必须小于冲裁间隙。导柱、导套一般选用20钢制造。为了增加表面硬度和耐磨性，应进行表面渗碳处理，渗碳后的淬火硬度为5862HRC。模座选择模座一般分为上、下模座，其形状基本相似。上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。因此，必须十分重视上、下模座的强度和刚度。模座因强度不足会产生破坏；如果刚度不足，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具的工作零件和

38、导向零件迅速磨损，这是常见的却又往往不为人们所重视的现象。在选用和设计时应注意如下几点：  (1）尽量选用标准模架，而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。如果需要自行设计模座，则圆形模座的直径应比凹模板直径大3070mm，矩形模座的长度应比凹模板长度大4070mm，其宽度可以略大或等于凹模板的宽度。模座的厚度可参照标准模座确定，一般为凹模板厚度的1.01.5倍，以保证有足够的强度和刚度。对于大型非标准模座，还必须根据实际需要，按铸件工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。(2）所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核。

39、比如，下模座的最小轮廓尺寸，应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大4050mm。(3）模座材料一般选用HT200、HT250，也可选用Q235、Q255结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45。(4）模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为4级。(5）上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在±0.02mm以下；模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为4级。(6）模座的上、下表面粗糙度为Ra1.6 0.8m，在保证平行度的前提下，可允许降低为Ra3.21.6m。螺钉、销钉的选用螺钉用

40、于固定零件，而销钉则起定位作用，螺钉要尽量在被固定件的外形轮廓附近均匀分布，销钉要尽量对角分布。螺钉和销钉都是标准件，设计模具时按标准件选用即可。本设计中螺钉全部用内六角头螺钉，销钉全部为圆柱销钉。上 模 座 6个内六角螺钉： GB 70-86 M10×70 2个圆柱销钉： 销 GB 119-86 A8×50下 模 座 6个内六角螺钉： GB 70-86 M10×80 4个销钉： 销 GB 119-86 A8×70装配图设计如图2-13所示的模具总装配图，图2-13落料冲孔装配图模架的选取模架选用适用中等精度,中尺寸冲压件的三导柱模架。模架具体数据如下：

41、上模座： L/mm×B/mm×H/mm315×200×45GB-T 2855.1-90 HT200下模座： L/mm×B/mm×H/mm = 315×200×50GB-T28552-90 HT200导柱1： d/mm×L/mm40×180 GB-T2861.1导套1： d/mm×L/mm×D/mm=40×180×43 GB-T2861.6导 柱2： d/mm×L/mm35×180 GB-T2861.1导套2： d/mm×L/m

42、m×D/mm=35×180×43 GB-T2861.6冲压设备的选择选用开式双柱可倾式压力机（J23-63）,其部分参数如下：公称压力： 630KN滑块行程：130mm行程次数： 50次/min连杆调节长度：80mm最大装模高度： 280mm装模高度调节量： 65mm工作台尺寸前后×左右：480mm×710mm模柄孔尺寸直径×深度： 50×70mm机身可最大倾斜角： 30º立柱间距离： 350mm垫板厚度： 80mm垫板孔径： 250mm电动机功率： 5.5KW第3章弯曲模图3-1 工 件 图3.1冲压零件的工艺分

43、析本工件在前面冲孔落料的基础上，只需一尺弯曲即可成型，确定工艺方案为一次弯曲。弯曲部位为底部四个角，。并且为中批量生产，采用一次弯曲连续进行。3.2模具结构工件在弯曲工程中极易滑动，必须采取定位措施，采用定位板来进行定位。3.3必要的计算弯曲力的计算1、形自由弯曲力计算有公式 （3-1）式中：-冲压行程结束时的自由弯曲力； K-安全系数，一般去K=1.3； b-弯曲件的宽度（mm）； t-弯曲材料的厚度（mm）； r-弯曲件的内弯曲半径（mm）；-材料的强度极限（Mpa）。有零件图可知 b=20mm t=2mm r=2mm查表可知 =450Mpa故工件有两处弯曲 故=16.38KN顶件力和卸料

44、力值可近似去自由弯曲力的30%80%，即=（0.30.8）取0.55×16380=9009N故自由弯曲时，=16.38+9.009=25.389KN2、形校正弯曲时的弯曲力有公式： （3-2）式中： -校正弯曲时的弯曲力（N）； A-校正部分的垂直投影面积（）； p-单位面积上的校正力（Mpa）。经计算得A=4267经查表得p=100Mpa=426.7KN 校正弯曲时，可忽略顶件力和卸料力，即=426.7KN 综上 按校正弯曲的力选择合适的压力机。弹顶器的计算弹顶器的作用是将弯曲后的工件顶出凹模。由于所需的顶出力很小，在正常弯曲过程中，弹顶器的力不宜过大，应当小于单边的弯曲力，否则弹

45、顶器将压弯工件，使工件在直边部位出现变形。选用橡胶聚氨酯弹性体。有零件图可知：A=5867.119 t=2mm查表可知： 此力很小，远小于单边弯曲力，故符合要求，选用40×100×90的橡胶。回弹量的确定时，弯曲半径的回弹值不大，因此只考虑角度的回弹。查表可得弯曲凸模的圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径较小（小于10）时，凸模圆角半径等于弯曲件的弯曲半径，但必须大于最小弯曲圆角半径（经查表可知材 为Q235的2mm的工件的最小相对弯曲半径为0.4）。由于，可取mm弯曲凹模的圆角半径及其工作部分的深度凹模圆角半径不能过小，否则弯矩的力臂减小，毛坯沿凹模圆角滑进时阻力增大，从而增加

46、弯曲力，并使毛皮表面擦伤。对称压弯件两边的凹模圆角半径应一致，否则压弯时毛坯会产生偏移。 生产中，按材料的厚度决定凹模圆角半径： 由于材料t=2mm， 取弯曲凹模深度要适当。若过小，则工件两端的自由部分较长，弯曲零件回弹大，不平直。若过大，则浪费模具材料，且需较大的压力机行程。弯曲U形件时，若弯边高度不大，或要求两边平直，则凹模深度应大于零件高度。如果弯曲件边长较大，而对平直度要求不高时，可采用一部分工件弯曲之后不再凹模之内。该工件弯曲边长较大，故采用一部分工件弯曲之后不再凹模之内。经查表可得：=20mm弯曲凸模和凹模之间的间隙对于U形弯曲件，凸模和凹模之间的间隙值对弯曲件回弹、表面质量和弯曲

47、力均有很大的影响。间隙愈大，回弹增大，工件的误差愈大；间隙过小，会使零件边部壁厚减薄，降低凹模寿命。凸模和凹模单边间隙Z一般可按下式计算： （3-3）式中：Z-弯曲模凸模和凹模的单边间隙； t - 材料厚度基本尺寸；- 材料厚度的上偏差；c- 间隙系数。当工件精度要求较高时，其间隙值应适当减小，取。经查表得：=0.15 c=0.05故计算的：Z=2.25弯曲凸模和凹模宽度尺寸的计算弯曲凸模和凹模宽度尺寸计算与工件尺寸的标注有关。一般原则是：工件标注外形尺寸则模具以凹模为标准间，间隙取在凸模上。反之，工件标注内形尺寸，则模具以凸模为基准件，间隙取在凹模上。当工件标注外形时，则： （3-4）当工件

48、标注内形时，则： （3-5）式中：-弯曲件宽度的尺寸公差； 、-凸模和凹模的制造偏差，一般按IT9级选用。经查表得：=1.2 =-0.074 =+0.074该工件采用标注内形：经计算得：3.4模具总体设计凹模结构设计如图3-2所示：图3-2 弯 曲 凹 模凸模结构设计如图3-3所示：图3-3 弯 曲 凸 模定位板结构设计如图3-4所示：图3-4 定 位 板模柄选择采用压入式模柄，它与模座孔采用过渡配合H7/m6、H7/h6。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模，生产中最常见。模柄材料通常采用Q235或A5钢，其支撑面应垂直于模柄的轴线（垂直度不应超过0.02:100）

49、。如图3-5所示：图3-5模柄模架的选取模架选滑动中间导柱标准模架：下模座：GB-T 2855.1090HT200上模座：GB-T 2855.990HT200导柱1： d/mm×L/mm25×130 GB-T2861.1导套1： d/mm×L/mm×D/mm=25×85×33GB-T2861.6导 柱2： d/mm×L/mm28×130 GB-T2861.1导套2： d/mm×L/mm×D/mm=28×85×33 GB-T2861.6销钉的选用螺钉用于固定零件，而销钉则起定位

50、作用，螺钉要尽量在被固定件的外形轮廓附近均匀分布，销钉要尽量对角分布。螺钉和销钉都是标准件，设计模具时按标准件选用即可。本设计中螺钉全部用内六角头螺钉，销钉全部为圆柱销钉。上 模 座 6个内六角螺钉： GB 70-86 M10×40 2个圆柱销钉： 销 GB 119-86 A8×40下 模 座 6个内六角螺钉： GB 70-86 M10×80 4个销钉： 销 GB 119-86 A8×80压力机的选取按校正弯曲计算的选取压力机选用开式双柱可倾式压力机（J23-63）,其部分参数如下：公称压力： 630KN滑块行程：130mm行程次数： 50次/min连杆

51、调节长度：80mm最大装模高度： 280mm装模高度调节量： 65mm工作台尺寸前后×左右：480mm×710mm模柄孔尺寸直径×深度： 50×70mm机身可最大倾斜角： 30 º立柱间距离： 350mm垫板厚度： 80mm垫板孔径： 250mm电动机功率： 5.5KW装配图设计如图3-6所示：图3-6 弯 曲 装 配 图第4章 模具制造技术要求设计模具时，应根据模具零件的功能和固定方式及配合要求的不同，合理选用其公差配合、形位公差及表面粗糙度。否则，将不仅直接影响模具的正常工作和冲压件的质量，而且也影响模具的使用寿命和制造成本。4.1表面粗糙

52、度及标准为了较少金属流经模腔的阻力，降低摩擦和避免发生粘滞现象，模具表面必须非常光洁，并应对整个模腔进行仔细研究。表4-1 模具零件粗糙度粗糙度使用范围配合面零件部件Ra0.21.抛光的成形面及表面2.精密配合的滑动面凸模成形端部，工作面圆角，导柱导套滑动面Ra0.41.凸模2.凹模工作表面，行腔表面、圆角，高精密导柱和导套的压入面Ra0.81.零件的固定和支撑表面凹模夹持固定，尾部端面和非工作不分；凹模的外表面和上下表面；垫板和垫块平面；凹模支承的断面及外表面2.工作部分滑动表面顶料杆与凹模；环形顶出器与凸模和凹模一般精度的导柱、导套的滑动表面3. 密合表面横向分割凹模的接触面4. 导向表面凸凹模自身导向的滑动面5. 过盈配合和过度配合的紧固表面凸模与固定套，组合凹模的压配合面Ra1.6一般配合部位非配合的滑动表面支承面模柄表面、销孔、顶杆、打料杆的滑动面，模板，模低平面4.2加工精度4.2.1尺寸偏差1、凸、凹模有效部位工作尺寸的极限偏差，按GB1804-79规定的IT7级，孔尺寸为，轴尺寸为，长度尺寸为。2、模具中配合部位的尺寸，采取基孔制。工作及导向部分，采用七级精度的第一种间隙配合；滑动部分；紧固部分。3、安装尺寸应与机器尺寸规格相吻合，除模柄按与压力机滑块的模柄孔配合外，其余轮廓尺寸的极限偏差，按GB1804-79规定的IT14。 4、模具零件未注明公