毕业论文（设计）底座冲压工艺分析及模具设计

1、诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目：底座冲压工艺分析及模具设计系部： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学号： 112021140 学生： 指导教师含职称： 讲师 1课题意义及目标1通过毕业设计能够稳固所学的各类根底知识、初步掌握冲压模具设计的流程，熟练掌握使用各类工具书籍.2通过毕业设计使学生初步到达工程师所具备的根本素质。2主要任务1完成冲压件的工艺性分析工艺分析、工艺方案确定、工艺计算2进行冲压模具的结构设计和计算主要零部件的结构设计、模具结构设

2、计 及模具工作局部尺寸计算等3制定模具典型零件加工的工艺规程4完成模具总装配图及模具主要零件图的绘制5编写模具毕业设计论文3主要参考资料( 1 丁松聚. 冷冲模设计M.北京：机械工业出版社，2021.( 2 ) 李天佑. 冷冲模图册M.北京：机械工业出版社，1998.( 3 ) 王孝培. 冲压设计资料M.北京：机械工业出版社，2004.( 4 ) 王芳. 冷冲模设计指导M.北京：机械工业出版社，2005.( 5 )陈锡栋.周小玉 实用模具技术手册M.北京：机械工业出版社，1997.4进度安排设计论文各阶段名称起 止 日 期1开题报告2工艺分析及计算3模具结构设计及计算4绘制图纸及编写设计说明书

3、5毕业辩论2021年6月中下旬5工件图1工件名称：底座 2市场批量：大批量 3材料：Q235钢5零件图如下：审核人： 2021 年 12 月 15 日底座冲压工艺分析及模具设计摘 要：本次设计为底座冲压工艺分析及模具设计，通过分析零件的加工需要冲孔、落料、弯曲。考虑到零件较薄，批量较大，选用复合模加弯曲模的工艺方案。利用我们所学的知识，到达学以致用。首先，对底座做全面的研究。内容有：结构分析、零件精度、工序安排。合理的排样，可降低本钱，选用适宜的方案。工艺的分析计算内容包括合理的方案和工序安排，根据零件计算冲压力，选择适宜的压力机。模具刃口的选择和计算，选择适宜的凸凹模间隙可以提高模具寿命，刃

4、口的精度保证了，那么零件精度保证。根据结构的设计和工作过程分析选用适宜的标准件，完成装配图。最后进行校核模具高度和压力机校核，以满足实际生产需求。关键词：底座；冲压工艺；冲孔；落料；弯曲Stamping process analysis and mould design of substructureAbstract：This design is for stamping process analysis and mould design of substructure. Based on component analysis, it can be found that components

5、molding involves three processes: punching, blanking, and bending. This requires a design of the compound die and bending die to realize component production, considering the parts thinner, the batch is bigger. The mould design should be easy to understand according to our knowledge so we can have a

6、 systematic grasp of what we have leaned and put them into application.First, it conducted an overall study of the base. The study contains structure analysis, available accuracy and reasonability of process arrangement. A proper layout can lower the cost and choose a suitable solution. The process

7、analysis and calculation include selecting a reasonable solution and process arrangement, in order to determine corresponding punching machine based on the pressure the mould needs calculated from the component. A proper gap between the punch die can improve mould durability according to the selecti

8、on and calculation of mould edge, guaranteeing the parts precision. According to the structure design and working process to choose the right standard parts and complete the assembly drawing. The final step is to calibrate mould height for a standard mould carrier, followed by calibration of punchin

9、g machine to meet requirements for actual production.Keywords: Substructure; Punching process; Punching; Blanking; Bending目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc421129184 1 前言. PAGEREF _Toc421129184 h 1 HYPERLINK l _Toc421129185 1.1 冲压加工概述 PAGEREF _Toc421129185 h 1 HYPERLINK l _Toc421129186 1.2 冲压技术的开展

10、PAGEREF _Toc421129186 h 1 HYPERLINK l _Toc421129187 1.2.1 冲压工艺理论的进展 PAGEREF _Toc421129187 h 2 HYPERLINK l _Toc421129188 1.2.2 冲压生产自动化方面 PAGEREF _Toc421129188 h 2 HYPERLINK l _Toc421129189 1.2.3 模具技术方面 PAGEREF _Toc421129189 h 2 HYPERLINK l _Toc421129190 2 零件的工艺性分析 PAGEREF _Toc421129190 h 3 HYPERLINK

11、l _Toc421129191 2.1 零件的精度等级 PAGEREF _Toc421129191 h 3 HYPERLINK l _Toc421129192 2.2 零件结构 PAGEREF _Toc421129192 h 4 HYPERLINK l _Toc421129193 2.3 材料及厚度 PAGEREF _Toc421129193 h 4 HYPERLINK l _Toc421129194 3 确定工艺方案 PAGEREF _Toc421129194 h 5 HYPERLINK l _Toc421129195 3.1 工艺方案确实定原那么 PAGEREF _Toc421129195

12、 h 5 HYPERLINK l _Toc421129196 3.2 工序性质 PAGEREF _Toc421129196 h 5 HYPERLINK l _Toc421129197 3.3 工艺方案确实定及模具的选择 PAGEREF _Toc421129197 h 5 HYPERLINK l _Toc421129198 4 毛坯尺寸确实定及相关计算 PAGEREF _Toc421129198 h 6 HYPERLINK l _Toc421129199 4.1 毛坯尺寸及相对弯曲半径的计算 PAGEREF _Toc421129199 h 6 HYPERLINK l _Toc421129200

13、4.2 排样及相关计算 PAGEREF _Toc421129200 h 6 HYPERLINK l _Toc421129201 4.2.1 搭边值确实定 PAGEREF _Toc421129201 h 7 HYPERLINK l _Toc421129202 4.2.2 送料步距和条料宽度确实定 PAGEREF _Toc421129202 h 7 HYPERLINK l _Toc421129203 4.2.3 材料利用率的计算 PAGEREF _Toc421129203 h 8 HYPERLINK l _Toc421129204 4.3 冲压力的计算和压力机的选定 PAGEREF _Toc421

14、129204 h 8 HYPERLINK l _Toc421129205 4.3.1 冲压力的计算 PAGEREF _Toc421129205 h 8 HYPERLINK l _Toc421129206 4.3.2 卸料力、推件力和顶件力的计算 PAGEREF _Toc421129206 h 9 HYPERLINK l _Toc421129207 4.4 压力中心确实定 PAGEREF _Toc421129207 h 9 HYPERLINK l _Toc421129208 4.5 初选压力机 PAGEREF _Toc421129208 h 10 HYPERLINK l _Toc42112920

15、9 5 复合模模具刃口计算、结构设计和标准件的选用 PAGEREF _Toc421129209 h 11 HYPERLINK l _Toc421129210 5.1 冲孔凸模和凹模尺寸的计算 PAGEREF _Toc421129210 h 11 HYPERLINK l _Toc421129211 5.2 落料凸凹模尺寸的计算 PAGEREF _Toc421129211 h 12 HYPERLINK l _Toc421129212 5.3 落料凹模的设计及技术要求 PAGEREF _Toc421129212 h 13 HYPERLINK l _Toc421129213 5.3.1 凹模的设计 P

16、AGEREF _Toc421129213 h 13 HYPERLINK l _Toc421129214 5.3.2 凹模的技术要求 PAGEREF _Toc421129214 h 14 HYPERLINK l _Toc421129215 5.3.3 凹模的垫板 PAGEREF _Toc421129215 h 14 HYPERLINK l _Toc421129216 5.4 冲孔凸模的设计 PAGEREF _Toc421129216 h 15 HYPERLINK l _Toc421129217 5.5 凸凹模的设计 PAGEREF _Toc421129217 h 18 HYPERLINK l _

17、Toc421129218 5.6 定位零件20 HYPERLINK l _Toc421129219 5.6.1 送料放向的控制20 HYPERLINK l _Toc421129220 5.6.2 送料步距的控制21 HYPERLINK l _Toc421129221 5.7 结构零件与装配21 HYPERLINK l _Toc421129222 5.7.1 卸料装置 PAGEREF _Toc421129222 h 21 HYPERLINK l _Toc421129223 5.7.2 推件装置 PAGEREF _Toc421129223 h 23 HYPERLINK l _Toc42112922

18、4 5.7.3 模架 PAGEREF _Toc421129224 h 24 HYPERLINK l _Toc421129225 5.7.4 模柄的选择 PAGEREF _Toc421129225 h 25 HYPERLINK l _Toc421129226 5.7.5 其他标准件的说明 PAGEREF _Toc421129226 h 26 HYPERLINK l _Toc421129227 5.7.6 复合模装配图 PAGEREF _Toc421129227 h 26 HYPERLINK l _Toc421129228 6 弯曲工艺分析及计算 PAGEREF _Toc421129228 h 2

19、8 HYPERLINK l _Toc421129229 6.1 工艺分析及工艺方案 PAGEREF _Toc421129229 h 28 HYPERLINK l _Toc421129230 6.2 弯曲模主要设计计算 PAGEREF _Toc421129230 h 28 HYPERLINK l _Toc421129231 6.2.1 毛坯展开计算 PAGEREF _Toc421129231 h 28 HYPERLINK l _Toc421129232 6.2.2 回弹值确实定 PAGEREF _Toc421129232 h 28 HYPERLINK l _Toc421129233 6.2.3

20、最小弯曲半径确实定 PAGEREF _Toc421129233 h 28 HYPERLINK l _Toc421129234 6.2.4 弯曲力的计算 PAGEREF _Toc421129234 h 29 HYPERLINK l _Toc421129235 6.2.5 弯曲时的顶件力和卸料力 PAGEREF _Toc421129235 h 29 HYPERLINK l _Toc421129236 6.3 压力机确实定30 HYPERLINK l _Toc421129237 7 弯曲模的计算31 HYPERLINK l _Toc421129238 7.1 凸凹模圆角半径与凹模的深度31 HYPE

21、RLINK l _Toc421129239 7.1.1 凸模圆角半径r凸31 HYPERLINK l _Toc421129240 7.1.2 凹模圆角半径r凹31 HYPERLINK l _Toc421129241 7.2 凸凹模的间隙32 HYPERLINK l _Toc421129242 7.3 弯曲凹模和凹宽度尺寸的计算32 HYPERLINK l _Toc421129243 8 弯曲模具的结构设计34 HYPERLINK l _Toc421129244 8.1 第一部弯曲凹模的设计34 HYPERLINK l _Toc421129245 8.2 弯曲凸模的设计36 HYPERLINK

22、l _Toc421129246 8.3 凸凹模的设计37 HYPERLINK l _Toc421129247 8.4 零部件的设计及标准件的选用38 HYPERLINK l _Toc421129248 8.4.1 定位零件 PAGEREF _Toc421129248 h 38 HYPERLINK l _Toc421129249 8.4.2 卸料和推件装置39 HYPERLINK l _Toc421129250 8.5 模架40 HYPERLINK l _Toc421129251 8.6 其他标准件的说明41 HYPERLINK l _Toc421129252 8.7 弯曲模装配图41 HYPE

23、RLINK l _Toc421129253 9 总结43 HYPERLINK l _Toc421129254 参考文献 PAGEREF _Toc421129254 h 45 HYPERLINK l _Toc421129255 致 谢451 前言1.1 冲压加工概述 冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生别离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法1。冷冲模又称为板料加工，是塑性加工的方法之一，在机械制造和金属加工领域有广泛的应用。在冷冲压加工中，冷冲模就是冲压加工所用的工艺设备。一般来说理论高于实际，我们从现实出发，设计零部件来到达我们自己的要求，但是有些零件我

24、们可进行电脑模拟，但是无法完成生产，说到本次设计我们可以设计先进的零件，但是没有与之相应的工艺来加工，我们的设计就是徒劳的，没有意义的，是我发实现的。在进行冲压加工时，首先是压力机将充压力传递给模具，模具通过相应的动作将力作用于毛坯或半成品的不同形状、大小的轮廓，使其产生相应的变形。模具的工作局部扮演着重要的角色，它不但与毛坯相互作用使毛坯产生塑性变形，而且能利用模具的工作局部对毛坯的作用，实现对其产生塑性变形进行控制，到达冲压成型的目的。 冷冲压工艺加工零件的特点：耗、高效、低本钱“一模一样、质量稳定、高一致性可加工薄壁、复杂零件易于实现机械化和自动化板料有良好的冲压成型性能，但是模具本钱高

25、，且有磨损冷冲压工序的分类，通常将冷冲压分为五个根本的工序：1、冲裁2、弯曲 3、拉伸4、成型5、立体压制1。每一种工序又有多种加工方法，以满足各种冲压加工的要求。由于冷冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，其冲压方法多种多样，但概括起来可分为别离工序和变形工序两大类1。别离工序是将冲压件或毛坯沿一定的轮廓相互别离1；变形工序是在材料不产生破坏的前提下使毛坯发生塑性变形，形成所需要的形状及尺寸的制品。 1.2 冲压技术的开展 在过去的几十年中，冲压生产开展迅猛，尤其在相关学科和技术成果的相互融合下，进一步促进冲压技术的开展，在以下几个方面取得了成果。1.2.1 冲压工

26、艺理论的进展传统塑性力学分析方法在适当简化应力与应变分析根底上，可概略地完成冲压工艺设计所必须的工艺计算，但不够准确。随着有限元理论的开展，可以对某个具体的冲压成形过程中毛坯的应力与应变进行分析与计算，得到相应的力学与变形有关的工艺参数4，将成为冲压分析的重要手段1.2.2 冲压生产自动化方面冲压自动化不仅可以很大程度的提高劳动生产率，减少冲压加工设备的数量，减少劳动力的人数，改善工人的劳动条件，降低危险指数，还能降低本钱，获得更大的效益，而且能够有效地保证冲压生产过程中的人身平安，促进工业的开展和社会的进步，从根本上改变冲压生产面貌4。与早期的冲压生产自动化相比，现代冲压生产自动化形式更多、

27、针对范围更广，无论是小型零件的大批量生产还是大批量生产中型冲压件以及大型零件的大批量生产都有相应的合理的自动化模式。随着社会的开展，理论和技术的进步，冲压生产自动化必定不断深入开展，并且已成为冲压生产的一种开展趋势。1.2.3 模具技术方面冲压加工离不开模具，模具技术对冲压技术水平有很大影响。模具技术包括模具设计、模具制造和模具材料与热处理三个方面4。模具设计与制造方面，已成功地应用了电子计算机技术、CAD/CAM方法，使模具技术有很大提高。模具对材料的要求较高，目前为止我们已经有了相当成熟优质冲模合金钢和硬质合金，此外人们还正在不断的研究，努力突破已有的材料，来到达更好的性能，例如陶瓷已能成

28、功进行硬质薄合金板材的冲裁。2 零件的工艺性分析 零件图如图2-1所示 图2-1零件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性1。是评价零件设计优劣的重要指标。零件的结构与零件的生产加工密切相关，是零件设计，安排生产工序的重要依据。零件的工艺性直接影响零件的形状、尺寸、生产效率。因此对零件进行工艺分析是十分必要的。 2.1 零件的精度等级 零件未标注精度，按IT14设计，一般的冲压加工就能满足，在零件的设计和加工的过程中均按IT14级，所加工的零件能够满足要求。2.2 零件结构 该零件对于落料形状简单，可实现少无废料排样，节省材料。对于椭圆孔可以直接冲孔完成。查9表2-6有材料最小弯曲半径为1.0t

29、即1x1=1mm,弯曲圆角半径都较最小弯曲半径大，不易产生裂纹，可一次弯曲成形。零件为对称弯曲，使弯曲时受力平衡，毛坯不易产生滑动。故该零件有良好的冲压工艺性。2.3 材料及厚度工件的材料为Q235钢，材料的厚度为0.8mm, 查【1】表2-3屈服点s=235，伸长率=22%，抗剪强度=304-373，b=432-461。Q235钢的塑性、韧性、抗剪和抗切性能好，既能够冷加工也能热加工，正火和冷加工后的切削加工性能较好，流线也较为均匀，能够很好的完成零件的加工，焊接性能优良，回火后回火脆性小，但是Q235钢的淬透性和淬硬性均较差，淬火的作用不大。因此Q235钢用来制造受力不大、韧性高的零件且要

30、在受力后变形较小的零件，如汽车车身、贮器等。Q235在低受力的范围内有很好的性能，能完成要求不高的零件的加工，根据以上分析知Q235有很好的冲压工艺性能，能很好的完成冲孔、落料和弯曲，完成零件的加工3 确定工艺方案3.1 工艺方案确实定原那么【1】。确定工序数量的根本方法：首先要保证索要生产零件的质量；其次要保证零件易于加工，用最简单、最直接的工序来加工零件，保证加工的效率；最后要考虑经济因素，减少不必要的工序或者合并工序，以降低加工的本钱，获得更大的效益。3.2 工序性质有零件图可知，该零件的加工涉及到落料、弯曲和冲孔工序。3.3 工艺方案确实定及模具的选择方案一：先落料，再冲孔，最后弯曲。

31、采用三套单工序模，分别完成三道工序。方案二：冲孔落料一起完成，最后弯曲。采用的是一套冲孔落料复合模具和一套弯曲模具，来完成三道工序。方案三：冲孔落料弯曲一起完成。采用的一套级进模，在不同的工位来完成不同的工序。 采用方案一时，模具的结构比拟简单，寿命较长，但是工序较为分散，生产率低，操作不平安，需要模具压力机和操作的人员比拟多，劳动量大，占用的设备比拟多。采用方案二需要两套模具，工序比拟集中，占用的设备和人员比拟少，生产效率高，易于批量生产，易清理废料，操作方便。采用方案三时只需要一套模具，生产效率高，但是模具比拟复杂，送进操作不方便，模具不易修复。考虑零件形状尺寸精度、模具本钱、生产批量等多

32、方面因素，决定将冲孔落料工序组合在一起，即选择以上方案二。选用方案二来，即一套复合模具和一套弯曲模具来加工零件。 4 毛坯尺寸确实定及相关计算4.1 毛坯尺寸及相对弯曲半径的计算相对弯曲半径R/t= =2.25，查文献平【2】由零件分析知，该零件属于四直角弯曲件，又由于这类零件变薄不严重，断面畸变较少，可按中性层展开长度等于毛坯长度的方法来计算， 图4-1毛坯的总长度为L=L1+L2+L3+L4+L5+(r1+r2+r3+r4)+ (x1+x2+x3+x4)t 有零件图可知L1=12.2 L2=5.2 L3= 36 L4=5.2 L5=12.2 r1=r2=r3=r4=2 x1=x2=x3=x

33、4零件的总长度为L=12.2+5.2+36+5.2+12.2+(2+2+2+2)+ 0.4625+0.4526+0.4625)由计算得知，加工底座需要长度为85.6826mm，宽度为20mm的毛坯，并经过弯曲工序来加工成所需要的零件。4.2 排样及相关计算冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法称为排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料的费用一般占冲裁本钱的60%以上。因此材料的经济利用是一个重要的问题，特别是对贵重的有色金属。排样的合理性很重要，不合理的排样不仅将导致坯料的浪费，材料的利用率低，加大生产的本钱，而且影响冲裁件的质量，如在生产的过程不平行金

34、属流线，将导致材料的性能下降，零件达不到所需的要求。模具结构，送料方向以及模具的寿命，零件的生产效率、生产的平安性等和排样也密切相关。排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。4.2.1 搭边值确实定有零件图可知该零件尺寸不大，且外形比拟简单，所以采用有废料直排的排样方式，查【2】表3-10得，材料为Q235，材料的厚度t=0.8, 矩形的边长L50,查的a=2,a1=1.5。4.2.2 送料步距和条料宽度确实定条料在模具上每次送进的条料长度称为送料步距简称步距或进距。每个步距可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件。工艺方案中确定的方案为复合模，在一个送料步距内生产一

35、个零件。送料步距h按【2】公式h=D+a1式中：D平行于送料方向的冲裁件宽度mm； a1冲裁件之间的搭边值mm计算。条料宽度B按【2】的公式b=(D+2a+)0-式中：D冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸mm； a冲裁件与条料侧边之间的搭边mm； 板料剪裁时的下偏差mm计算。查【2】表2-13得由上面的计算得知D=85.6836mm,a=2mm 即条料宽度b0=(85.6836+22+0.5) 00排样图如下列图所示 图4-2 排样图4.2.3 材料利用率的计算一个进料布步距材料的利用率，公式按【2】1=100%式中：F为冲裁件的面积mm2 n1为一个进料步距冲件数 b 为条料宽度mm h为送料进

36、距mm即 1=100%=88.38%4.3 冲压力的计算和压力机的选定4.3.1 冲压力的计算平刃口模具的冲裁时，按文献【1】的公式F=Lt进行计算式中：F冲裁力Nt材料的厚度mmL冲裁件的周长mm材料的剪切强度Mpa刃口钝化、间隙不均匀等实际因素的考虑，以及所选材料力学性能的不均匀、材料的厚度不一致波动等因素，必须考虑一个平安系数，来保证加工的顺利进行，因此应按下式计算 F冲=Ltb,其中1.3为平安系数。 查文献【1】表2-3得Q235钢b的取值范围为432-461Mpa,取b=450Mpa，即 F冲220+86.683676KN4.3.2 卸料力、推件力和顶件力的计算 按文献【1】的公式

37、进行318、319、320，卸料力、推件力和顶件力的计算卸料力F卸=K卸F冲N推件力F推=nK推F冲(N)顶件力F顶=K顶F冲N查表2-8得K卸=0.04、K推= 0.0055、K顶=0.06，即 F卸F推=1F顶考虑到零件比拟薄，会选用弹性卸料方式和上出料方式的冲裁模，此时需要的总的压力为F总= F冲+ F卸+ F顶即总的压力F总4.4 压力中心确实定 模具的压力中心就是冲裁力合力的作用点【1】。冲模的压力中心应尽可能与模柄轴线以及压力机的滑块中心线重合，以使模具能够平稳的运动，减小零件因承受偏心载荷的磨损，从而提高模具的寿命。由于工件是长方形，两边的小孔对称分布，圆心也在长方形短边的中线上

38、，故该工件压力中心为坯料中心。如下图，压力中心就在带孔长方形的中心处。即X=0，Y=0 图4-34.5 初选压力机在冷冲模设计中，一般情况下，压力机的公称压力应大于或等于成形工艺力和辅助工艺力总和，以保证零件的顺利加工，从满足冲压力的要求来看，暂选公称压力为100KN的压力机，其压力机的主要参数:公称压力： 100KN滑块行程： 60mm最大闭合高度： 180mm闭合高度调节量： 50mm工作台尺寸： 360240mm工作台孔尺寸： 130mm模柄孔尺寸直径滑高3050mm工作台厚度： 50mm5 复合模模具刃口计算、结构设计和标准件的选用5.1 冲孔凸模和凹模尺寸的计算 1冲裁间隙分析冲裁间

39、隙是指冲裁凸模和凹模之间工作局部的尺寸之差。即Z=D凹D凸，凸模、凹模间隙对冲裁工艺力、冲裁件质量以及模具寿命都有很大的影响。故设计模具时间隙的选择一定要合理。在冲裁过程中，由于材料的弯曲变形，使的凸模和凹模端面与板料的接触宽度仅限制在刃口附近，垂直的压力主要集中在刃口局部1。因此设计与制造新模具时要采用最小合理间隙Zmin。2确定合理间隙。依据经验是确定合理间隙的一个重要的方法法，但是经验的积累时间较长，考虑设计的时间，经验确定的方法不适宜。理论计算是确定合理间隙的一个很好的方法，但是计算过程复杂，经常很长时间的开展，前人已经总结了一些合理的数据，在这里我们选择查表的方法来确定数据。对于要求

40、较高的零件我们会选择小些的合理间隙，以保证零件的精度要求。对于零件的精度要求不高的零件，可以适中选用较大的合理间隙。因此要选用合理的冲裁间隙。图5-1 冲孔凸模俯视图查阅参考文献Zmin=0.06=2Cmin,Zmax=0.10=2Cmax查【2】表2-5得凸凹模的制造公差凸=-0.020，凹=+0.020。为了保证新冲模的间隙小于最大的合理间隙2 Cmax，凸模和凹模制造公差必须保证|凸|+|凹|2Cmax -2Cmin【2】。2Cmax -2Cmin=0.10-0.06=0.04 |凸|+|凹|=0.04 满足 |凸|+|凹|=2Cmax -2Cmin，能满足分别法的要求，故采用分别法制造

41、模具刃口。零件图未标注公差，按IT14级，查文献【3】=0.3，查【2】磨损系数为0.75。刃口尺寸的计算按【2】式2-5直径方向： d凸=d+x0 -凸d凹= (d+x+2Cmin)+ 凹 0 伸长方向：d凸伸长= d凸+伸长量d凹伸长= d凹+伸长量式中d为凸模的直径x为磨损系数零件的公差d凸凸模的直径d凹凹模的直径d凸伸长伸长方向凸模的直径d凹伸长伸长方向凹模的直径凸凸模的制造公差凹凹模的制造公差直径方向：d凸=d+x0 -凸=(5+0.750.3)d凹= (d+x+2Cmin)+ 凹 0 =(5+0.750.3+0.06)+0.02 0+0.02 0伸长方向：d凸伸长= d凸d凹伸长=

42、 d凹+0.02 05.2 落料凸凹模尺寸的计算 刃口尺寸的计算，按【2】公式A凹模=A-X/4 对于宽为20的尺寸 ，按【2】公式A凹模=+0.13 0+0.13 0 对于宽为的尺寸 ，按【2】公式A凹模=+0.22 0+0.22 0凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为2Cmin -2Cmax ，即5.3 落料凹模的设计及技术要求5.3.1 凹模的设计 落料件为长方形，由此可知，凹模的外形选择为长方形，查【1】可知凹模厚度 H=kb凹模壁厚 C=1.5-2H式中b冲裁件的最大外形尺寸 K85.68=18.85mm，取H=19mm19=30mm图5-2凹模的形式如上图所示凹模的周界L=85.

43、68+30B=20+302=80即凹模的周界为L80。表5-1落料凹模加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的圆形棒料在锯床上切断。2锻造将棒料锻造成较大的矩形毛坯，其尺寸为150mm85mm24mm。3退火4粗铣80mm20mm，并且保证上下外表与侧面保持垂直。5精铣精铣上下平面至19.20mm，并铣销侧面且保持与上下外表垂直6钳工划线 划出各孔径中心线以及凹模型孔轮廓尺寸线；钻孔 钻螺纹孔及销孔；攻螺纹。7铣孔铣出落料凹模的矩形台阶孔，并在刃口孔处留0.2mm的研磨余量。8热处理淬火 使硬度到达HRC60-62。9平面磨磨上下两平面至19mm。10钳工研磨刃口内壁达要求。11平面磨磨凹

44、模使其尺寸到达要求。5.3.2 凹模的技术要求凹模一般采用螺钉和销钉固定在下模座上，在材料的选择方面，凹模和凸模的材料一般是一样的，选用Cr12MoV,其热处理硬度要略高于凸模，硬度到达60-64HRC。m。5.3.3 凹模的垫板 垫板通常是装在固定板与上模座或下模座，它的作用是防止冲裁时凸模压坏上模座【1】80mm8mm,材料选用45钢，热处理硬度取43-48HRC。图5-3表5-2垫板加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为133mm97mm15mm。2粗铣铣出垫板外形至130mm94mm12mm，并且保证上下外表与侧面垂直。3钳工划线 划出各圆孔的中心线；钻

45、孔 钻出各圆孔并保存一定的加工余量。4精铣精铣垫板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5热处理淬火 硬度：HRC43-486磨磨上下两平面及各孔至精度要求。7钳工装配5.4 冲孔凸模的设计凸模的形式有两种，即直通式凸模和台阶式凸模【1】。台阶式凸模加工容易，固定更加容易，故在这里选择台阶式凸模凸模的固定形式如图4-3所示。凸模的长度为L=A+H1+H2,式中H1凸模固定板的厚度mmH2落料凹模中的长度(mm)A空心垫块的厚度(mm) 图5-4 凸模固定板的形式为 图5-5凸模固定板的厚度定位H1L=A+H1+H2=19mm+20mm+16mm=55mm。

46、凸模的材料的选择：模具的刃口存在较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此要有较高的硬度和适当的韧性，材料选用Cr12MoV,其热处理的硬度要到达58-60HRC。m。凸模的材料的性能要求比拟高，因此凸模强度一般不需要进行校核，只有在凸模很小、细长比大以及板料很厚、强度很大时才进行校核，在本次的设计中凸模是在标准中选取的故不必进行强度上的校核。表5-3冲孔凸模加工工艺规程序号工序名工序内容1备料圆形棒料锻件：1460mm。2热处理退火3车车一端面，车外圆至12mm；调头车另一端面，长度至56mm。车外圆，车出凸模的外形并保存1mm的余量。4热处理淬火，硬度至HRC58-60。5磨削磨外形至精度

47、要求。6精加工钳工精修刃口7检验8钳工装配图5-680mm8mm。垫板加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为133mm97mm15mm。2粗铣铣出垫板外形至130mm94mm12mm，并且保证上下外表与侧面垂直。3钳工划线 划出各圆孔的中心线；钻孔 钻出各圆孔并保存一定的加工余量。4精铣精铣垫板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5热处理淬火 硬度：HRC43-486磨磨上下两平面及各孔至精度要求。7钳工装配图5-75.5 凸凹模的设计在复合模中，定有一个凸凹模，来同时完成冲孔和落料，凸凹模的外形尺寸决顶冲件的外形尺寸。凸

48、模的形式如图4-5所示。凸凹模的厚度L的大小取决于凸凹模固定板的尺寸，卸料板的尺寸以及弹性原件的尺寸，凸凹模的长度为L=A+H1+H2式中H1凸凹模固定板的厚度mmH2卸料板的厚度(mm)A-弹性原件的厚度 其中H1=12mm, H2=20mm,A=5mm,即凸凹模的长度为L=12mm+20mm+5mm=37mm凸凹模的技术要求：m。材料选在为Cr12MoV，硬度到达60-64HRC。表5-4落料、冲孔凸凹模的加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的圆形棒料在锯床上切断。2锻造将棒料锻造成长方体毛坯,其尺寸为102mm36mm41mm。3退火4粗铣铣出凸凹模外形，并保存2mm的加工余量。5

49、精铣精铣凸凹模外形，并保存0.5mm的加工余量。6钳工划线 划出落料凹模孔径中心线；钻孔 钻落料凹模孔并留有一定的加工余量。7镗孔镗出落料凹模的圆形洞孔，并在刃口处保存0.2mm的研磨余量。8热处理淬火 使硬度到达HRC60-62。9平面磨磨零件外形到达精度要求。10钳工磨刃口达要求。11检验12钳工装配 图5-8凸凹模固定板：其固定凸凹模的作用。m。材料选在为45钢，硬度到达43-48HRC图5-980mm8mm,材料选用45钢，热处理硬度取43-48HRC图5-105.6 定位零件5.6.1 送料放向的控制条料的送料方向一般都要靠导料板或导料销送进，以防止送偏，在这里考虑到模具的结构，选择

50、导料销来保证送料方向。5.6.2 送料步距的控制零件的厚度较薄，模架的结构为正装复合模，在这里选择固定挡料销，来保证一个送料步距内完成一个零件的冲裁。 图5-11其中固定挡料销的主要参数为D=8,d=4,h=2,L=85.7 结构零件与装配5.7.1 卸料装置冲裁件是厚度小于1.5mm的板料，故要有压料的作用，以使冲裁件较为平整，应选用弹性卸料装置。此卸料装置由弹性原件、卸料螺钉和卸料板组成，弹性原件一般是聚氨酯橡胶或者是弹簧，考虑到板料较薄，应选用橡胶。图5-12选用D=16，d=6.5，H=12，D1=21。即聚氨酯弹性体1612。卸料螺钉的长度根据垫板，凸凹模固定板和卸料板来确定。卸料板

51、的材料选择为45；热处理硬度：HRC4348。表5-5卸料板加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为150mm85mm12mm。2粗铣80mm10mm，并且保证上下外表与侧面垂直。3钳工划线 划出各圆孔和中间矩形孔的中心线；钻孔 钻出各圆孔。4粗铣铣出中间的矩形孔。5精铣精铣卸料板外形及各孔，对于精度要求不高的孔精铣至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。6钳工攻螺纹 加工出各螺纹。7热处理淬火 硬度：HRC43-488磨磨上下两平面及各孔至精度要求。9钳工装配图5-135.7.2 推件装置顶件装置选用顶件装置，弹性顶件装置一般装于下模，可以顶出工件以及压平工件，

52、保证零件的平整性【2】。推件板的材料选择为45；热处理硬度：HRC4348。图5-14表5-6推件板加工工艺规程序号工序名工序内容1备料用扎制的板料在锯床上切断，其尺寸为80mm26mm30mm。2粗铣铣出推件板外形并保存1mm的加工余量。3钳工划线 划出各圆孔的中心线；钻孔 钻出各圆孔。4精铣精铣推件板外形及各孔，并留有0.2mm的研磨余量。5热处理淬火 硬度：HRC43-486磨磨上下两平面及各孔至精度要求。7钳工装配图5-155.7.3 模架模架是整副模具的骨架，模架的全部零件都固定在它上面，并承受冲击过程的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作

53、台面上。上下模座之间靠模架的导向装置来保持着精确位置，以引导凸模运动，保证冲裁过程中的间隙均匀1。模架现已标准件，并由模座及导向装置组成，其中模座是指上下模座，导向装置是指导柱和导套。模架的形式较为多样，例如后侧导柱模架、中间导柱模具等。考虑到零件的厚度比拟薄，不能有偏心载荷，两侧的导柱必须左右对称，应选用中间导柱模架，上下模板的材料为HT200，需热处理到达一定的硬度，导柱导套的材料为导柱导套采用20钢，为了增加外表硬度和耐磨性，应进行外表渗碳处理，渗碳后的淬火硬度为5862HRC。图5-1680mm满足160100的模架。上模座为 160mm100mm下模座为 160mm100mm导柱为

54、25mm导套为 25mm85mm模架的闭合高度为H 140-170mm 对于冲裁模，模架的闭合高度H的计算公式为：HH1H2H3H4H5H6式中 H为模具闭合高度；H1为上模座的厚度；H2为下模座的厚度；H3为上垫板的厚度；H4为圆凸模的长度；H5为凸凹模的高度；H6为下垫板的厚度；为凸模刃口进入凹模刃口的深度，一般去=0.51mm，此处取=带入数据得模具的闭合高度为H=167mm.小于压力机的最大闭合高度180mm，因此压力机复合要求。导套的形状为 为a形导套，如图4-10所示 图5-17同样导套也选择a形导套，导柱导套的配合形状如图4-11所示图5-18技术要求：导柱和导套一般采用过盈配合

55、H7/r6分别压入下模座和上模座的安装孔中1。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。导柱导套进行装配时，应考虑到模具修磨后其闭合高度将减小的问题。导柱的长度应保证冲模在最低位置时，导柱的上端面为上模座顶面的距离不少于1015mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.51.0mm。5.7.4 模柄的选择所谓的模柄是连接压力机和模具的零件，分为刚性和浮动两种。中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑块上。一般可参照压力机模柄孔的尺寸来选择模柄。压力机模柄孔的尺寸为30，查文献【9】在这里选择刚性模柄，并采用A型螺纹式。形式如图4-12所示。图5-195.7.5 其他标准件的

56、说明1销钉 销钉主要对工件其起定位作用，防止零件发生错移，销钉本身承受切应力，一般为两个，且销钉的最小配合长度是销钉直径的2倍【1】。在这里选择圆柱销，2螺钉 螺钉的作用是紧固模具，主要承受拉应力。常选用圆柱头内六角螺钉。选用如下列图所示由前面的设计知，凹模的厚度为19mm, 应选择M6型号的螺钉。5.7.6 复合模装配图复合模要完成弯曲毛坯的冲裁。工作原理是随着压力机的下行带动凸凹模下行，接触板料，冲孔和落料两个工序要同时进行，开始接触时橡胶会被压缩，凸凹模进入落料凹模的内部，同时冲孔凸模进入凸凹模的内部，同时完成冲孔和落料，在模具别离的过程中，橡胶会逐渐放松，压缩卸料板完成卸料，落料后的废

57、料要靠打杆来打下，人工取出。复合模装配图如5-14所示。图5-206 弯曲工艺分析及计算6.1 工艺分析及工艺方案弯曲工艺分析：在前面零件的分析中已经给出，该零件能够弯曲且能够满足精度的要求，弯曲工艺方案:弯曲模的作用是对复合模加工出的半成品进行弯曲，完成零件，初步定弯曲方案为：弯曲出件。6.2 弯曲模主要设计计算6.2.1 毛坯展开计算毛坯的展开计算已经在前面的零件分析中给出，在这里不在重复。弯曲所需要的毛坯为长度85.6826mm，宽度为20mm。6.2.2 回弹值确实定弯曲件的回弹变形由于外力去除后会恢复，出现弯曲件的形状和模具形状不一致的情况，影响弯曲件的形状和尺寸，因此必须考虑材料的

58、回弹的影响【1】R/t=2.5，当R/t最小弯曲半径，因此能够弯成。6.2.4 弯曲力的计算弯曲力的影响因素比拟多，例如毛坯的尺寸，材料的力学性能等，因此理论计算难以精确，多采用经验公式或简化的理论公式进行计算【1】。对U形接触弯曲件来说，自由弯曲时的弯曲力式中：F冲压行程结束时的自由弯曲力Bb弯曲件的宽度mmt弯曲件的厚度mmrp弯曲件的内弯曲半径mmb 材料的强度极限Mpa前面，b =450Mpa ,即=1872N校正弯曲的弯曲力FC=sq式中：FC校正弯曲力NS校正局部投影面积(mm2)q校正所需要单位压力(Mpa)计算得校正弯曲的面积为1400mm2,查【2】3-11可知q=60Mpa

59、,即FC=sq=1400600=84KN6.2.5 弯曲时的顶件力和卸料力FQ=(0.3-0.8)F自，在这里取系数为0.5，即FQ自1872=936N6.3 压力机确实定自由弯曲时压力机的吨位F吨F自+FQ=1872+936=2808N校正弯曲时，可忽略顶件力和卸料力。即F机F枝=84KN，在冷冲模设计中，一般情况下，压力机的公称压力应大于或等于成形工艺力和辅助工艺力总和，从满足冲压力的要求来看，暂选公称压力为100KN的压力机，其压力机的主要参数：公称压力 100KN滑快行程 60mm最大闭合高度 180mm闭合高度调节量 50mm工作台尺度 360mm240mm工作台孔尺度 130mm模

60、柄孔尺度 30mm50mm工作台厚度 30mm7 弯曲模的计算7.1 凸凹模圆角半径与凹模的深度7.1.1 凸模圆角半径r凸一般r凸等于弯曲件内侧弯曲半径r。如果弯曲半径较大，那么应考虑回弹因素适当修正凸模圆角半径【9】。假设r凸比拟小，那么可先弯成较大的圆角半径，然走在采用整形工序进行整形。7.1.2 凹模圆角半径r凹凹模的圆角半径并不直接影响工作的尺寸，但r凹太小，会使零件在弯曲挤压严重，材料的性能会发生破坏，会擦伤毛坯，使材料外表出现划痕影响其工作的精度与质量。r凹的选择 t2mm r凹=3-6t,材料的厚度 t=0.8mm，查【1】表3-12凹模圆角半径与凹模深度的对应关系图7-1由零