毕业设计（论文）-门栓固定夹的冲压成形工艺与模具设计

门栓固定夹的冲压成形工艺与模具设计【落料冲孔、弯曲模倒装的复合模】摘要：本设计题目为复合模具设计，包括落料、冲孔和弯曲等工序的模具设计，体现了典型复合模具设计的要求，内容与方向。通过工艺分析以及工艺方案的确定，确定了模具设计的方向，对毛坯尺寸的确定，冲裁力以及压力中心的计算，初步选择压力机和压力机的吨位，并对其进行校核。本设计运用了冲裁工艺、弯曲工艺及模具设计的基础知识。首先，分析了板材的性能要求，为选去模具的类型做了准备，同时，也为凸，凹模的材料有了依据。后分析冲裁件的特征，确定了模具设计参数，选择其他零件及卸料装置。也为凸、凹模、凸凹模尺寸的计算有了根据，同时也为零件的加工工艺性提供了依据。关键词:复合模凸模凹模凸凹模弯曲模全套图纸加V信153893706或扣3346389411Attachingclamp’sdrawingtechnologydiedesignAbstract：ThisdesigntopicdesignsforThepiercingdiedesignofthedunnagebackupplate,bodynowtypicalmodelThepiercingdiedesignofrequest,contentsanddirection.Passthecraftanalysis,thecraftprojectreallysettles,makingsurethedirectionofThepiercingdiedesign,reallysettlingtotheblankproductsize,computingtotheblankingpressure,computethepressurecenter,choosethetonnageofthepressuremachineandthepressuremachinepreliminary,andchecktheparameterofthemachine.ThisdesignmadeuseoftohurtlefoundationknowledgeofblankingcraftandbendingcraftandThepiercingdiedesign.First,Analyzedthefunctionrequestoftheplankmaterial,didpreparationforthetypethatchoosestothedie,isalsoconvex,inthemeantime,thematerialofpunchandcavitydiehadabasis.Analyzetohurtleacharacteristicofcutthepiecebehind,makesurethemoldingtooldesignparameter,chooseothersparepartsesandunloadtoanticipatedevice.Isalsoconvex,thecalculationofthecavemoldsizehadabasis.Stillthereissparepartstoprocessacraft.Keywords:Thepiercingdiepunchcavitydiepunch-diebendingdie目录1.绪论…………………….11.1国内模具的现状和发展趋势…………………11.1.1国内模具的现状……………11.1.2国内模具的发展趋势………11.2国外模具的现状和发展趋势……31.3冲裁复合模及弯曲模具设计与制造方面……31.3.1冲裁复合模及弯曲模具设计的设计思路…………………31.3.2冲裁复合模及弯曲模具设计的进度………32.固定夹冲压工艺的分析……………42.1制件的工艺性分析……………42.2制件的工艺计算和工艺方案的确定…………42.2.1工艺方案的分析和确定……………………42.2.2毛坯尺寸的计算……………52.2.3排样和裁板方案的选择……………………62.3冲压力的计算及冲压设备的选择……………82.3.1落料与冲孔复合工序冲压力的计算………82.3.2弯曲工序冲压力的计算……………………82.3.3压力中心的确定……………82.3.4落料与冲孔复合工序冲压设备的选择……92.3.5弯曲工序冲压设备的选择…………………93.模具的结构设计…………………103.1模具工作部分计算…………103.1.1落料冲孔复合模的尺寸计算……………103.1.2弯曲模具的尺寸计算……………………113.2模具的总体设计……………123.2.1落料与冲孔复合工序模具的总体设计…………………123.2.2半圆形弯曲工序模具的总体设计………123.3模具主要零部件的设计……………………123.3.1落料凹模的结构设计……………………123.3.2冲直径为3.5㎜孔凸模的结构设计……133.3.3冲裁模具中凸凹模的结构设计…………143.3.4冲裁模具中弹性元件的结构设计………143.3.5冲裁模具中定位零件的结构设计………153.3.6冲裁模模架的设计………163.3.7半圆形弯曲凸、凹模的设计……………163.3.8弯曲模具中导向零件的结构设计………173.3.9半圆形弯曲模架的设计…………………174.模具的安装与调试………………184.1模具的装配…………………184.1.1模具的安装要求…………184.1.2冲裁模的安装……………194.1.3弯曲模的安装……………204.2模具的调试…………………214.2.1冲裁模的调试要点………214.2.2冲裁模的调试方法………224.2.3冲裁模试冲时出现的问题及调试方法…………………224.2.4弯曲模的调试要点………244.2.5弯曲模的调试方法………254.2.6弯曲模试冲时初选的问题及调试方法…………………255.结束语…………27致谢………………28参考文献……………29PAGEPAGE331绪论目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，模具年产值在一亿以上的企业已达十多家。可以预见，我国经济的高速发展将对模具提出更为大量，更为迫切的需求，特别需要发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。同时要求模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。我国模具制造业面临着更大的挑战。1.1.2国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，模具企业必须找准自己的弱点，尽快缩短与国外的差距。（1）原材料问题受售价限制，国产模具多采用2Cr13和3Cr13作精密热处理，而国外则采用专用模具材料DINI、2316，其综合机械性能，耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度均明显优于国产材料。这从根本上影响了国产模具的外观质量和使用寿命。（2）制造工艺水平国内模具生产厂家，工艺条件参差不齐，差距很大。不少厂家由于设备不配套很多工作依赖手工完成，严重影响了精度和质量。模具设计体系国内一些生产厂家虽然也采用了计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造技术(CAM)，但依旧停留在引进、消化和吸收阶段，难以形成具有成熟的理论指导和设计体系。因此，规范模具设计软件系统的开发是当务之急。（3）调试水平模具就其本质而言属于工装，生产出合格制品才是最终目的。因此，模具的质量、性能依赖试模结果检验。国内模具厂因交货期短，试模设备局限，往往把质量检验工作放在用户处试模，易给用户造成大量的损失和浪费。而且由于修模受时间，场地限制，往往难以调试出最佳状态。而国外一些发展较好的企业都拥有自己的试模场所和设备，可以模拟用户的工作条件试模，所以能在最短的时限达到很好的效果。（4）配套体系我国模具生产企业习惯埋头搞生产科研，而忽视了与其他设备供应商、原料供应商合作。无形中使用户走了许多弯路。我们的模具厂必须和其他厂家及各大科研院所共同合作，为用户创造最佳的制品，创造更大的利润。（5）专业化、标准化、商品化的程度低、协作差由于长期以来受"大而全""小而全"影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，周期影响较甚。

（6）价格因素：目前一些厂商只关心价格，而忽略了模具的技术质量，对用户而言合理的质量价格比是最优选择，所以进口模具价格比国产模具高8～10倍，仍有其市场空间。国内一些模具厂，迫于竞争需要，盲目压价，甚至以次充好，粗制滥造，是一种不负责任的短期行为，将为国产模具的发展带来重创。当然，在确保品质的前提下，加强管理，扩大规模，降低成本无疑是努力的方向。1.2国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型，模具工业已成工业发展的基础，其生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一，国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是"大而专"、"大而精"。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。其发展趋势是高效、精密、数控自动化。1.3冲裁复合模及弯曲模具设计与制造方面1.3.1冲裁复合模及弯曲模具设计的设计思路冲孔和落料是冲压基本工序之一。它是利用冲裁模在压力机作用下，将板料沿一定轮廓线产生分离的一种加工方法。它不仅可以直接冲出成品零件，也可以为弯曲、拉深、成形等其他工序备料，还能对已成形的工件进行再加工。弯曲属于成形工序，也是冲压加工的基本工序之一。它是利用金属的塑性变形，将板料、棒料、型材或管材等按设计要求弯成一定曲率和一定角度的零件的一种冲压工序。与冲裁模相比弯曲模准确工艺计算较难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。1.3.2冲裁复合模及弯曲模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间5天；2.确定加工方案，所用时间15天；3.模具的设计，所用时间30天；4．模具的调试．所用时间10天。2固定夹冲压工艺的分析2.1制件的工艺性分析原始资料：如图所示图2-1制件图材料： 08钢厚度：1.2mm该零件是一个简单的固定夹。零件工作时受力不大，对强度、刚度和精度要求不高，零件形状简单对称，大批量生产，由冲裁和弯曲加工即可成形。2.2制件的工艺计算和工艺方案的确定制件的工艺计算是工艺设计中的一个环节，本制件的工艺计算属于最简单的弯曲工艺的计算。2.2.1工艺方案的分析和确定根据制件的工艺分析可知，制件进行冲压加工的基本工序为冲孔、落料和弯曲。其中冲孔和落料属于简单的分离工序，半圆形弯曲属于简单的成形工序，可一次成形。该制件上直径为3.5㎜孔的边与弯曲中心的距离为5.25㎜，大于1.0t（1.2㎜），弯曲时不会引起孔变形，因此四个孔可以在压弯前冲出。根据零件特点和工艺要求，可能有的冲压工艺方案有：方案一：冲直径为3.5㎜的孔和落料工序复合，然后进行半圆形的弯曲。方案二：全部工序组合采用带料连续冲裁。冲压工艺方案的分析如下：方案一：模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快，工件的回弹容易控制，尺寸和形状准确，表面质量高，操作比较简单方便。但是工序分散，模具数量多，生产效率低。方案二：工序集中，用一副模具完成全部工序，由于它实质上是把方案一的各工序布置到级进模的个工位上，所以它具有方案一的各项优点。但是模具结构复杂，安装、调试、维修困难，制造周期长。综上所述，考虑到该零件的批量较大，为保证各项技术要求选用方案一。其工序如下：落料和冲直径为3.5㎜的孔，弯曲半径为2㎜的半圆。落料和冲孔的复合工序可用复合冲裁模来完成，由于正装复合模的冲孔废料需要从上模引出，该制件孔较多，冲孔废料易落入下模部分，造成清理麻烦，而且制件上冲裁孔边距离较大，因此可选用倒装的复合模来完成冲裁。而弯曲工序可依靠简单的单工序弯曲模弯曲成形。由于制件的相对弯曲半径较小，卸载后弯曲圆角半径的变化很小，则不需采用压边装置。2.2.2毛坯尺寸的计算因为圆角半径r2和r3大于0.5t,则可根据柸料总长度等于弯曲件直线部分长度和弯曲圆角部分应变中性层长度之和，即图2-2毛坯展开长度L0:L0=2(l1+l2)+l3(1-1)由毛坯图得：L1=9㎜,L2=∏×(r2+x×t)/180=3.14×180×(2+0.457×1.2)=8㎜,(根据r/t可得应变中性层系数x的值为0.457)L3=∏×(r3+xt)/180=3.14×90×(1+0.457×1.2)=0.8㎜，因此L0=2×(9+0.8)+8=27.6㎜排样和裁板方案的选择柸料形状为矩形，查表可得，取搭边值a=1.2㎜,a1=1.5㎜,B=(D+2a)0-△,查表得△=0.15侧条料宽度B=(27.6+2×1.2)0-0.15=300-0.15㎜侧送料布距A=25+1.5=26.5㎜板料规格选用1.2㎜×400㎜×1800㎜采用纵排法：每板条料数n1=400/30=13(条)，余10㎜每条制件数n2=(1000-1.2)/26.5=37（条），余19.5㎜10×1000余料利用件数n3=1000/30=33(条)，余10㎜每板制件数n=n1×n2+n3=13×37+33=514(件)材料利用率=514×（27.6×25-4×3.14×3.52）/400×100﹪=68.9﹪采用横排法：每板条料数n1=1000/30=33(条)，余10㎜=每条制件数n2=(400-1.2)/26.5=15（条），余2.5㎜20×1000余料利用件数n3=400/30=13(条)，余10㎜每板制件数n=n1×n2+n3=33×15+13=508(件)材料利用率η=508×（27.6×25-4×3.14×3.52）/400×1000﹪=68.1﹪由此可见，纵排利用率高，但横排时弯曲线与纤维方向垂直，弯曲性能好。08钢塑性好，为提高效率，降低成本，选用纵向单排法。柸料尺寸为1.2㎜×30㎜×1000㎜。排样图如图2-3所示。图2-32.3冲压力的计算及冲压设备的选用2.3.1落料与冲孔复合工序冲压力的计算由于冲裁工序选用倒装复合模，因此冲压力的计算只需计算推件力和卸料力。查表可得b=360MPa,K卸=0.05,K推=0.05，凹模刃口高度取8㎜，则可推出制件数n=8/1.2=6冲裁力：F=Ltb=(2×25+2×27.6+4×3.5)×1.2×360=51494.4(N)卸料力：F卸=K卸F=0.05×51494.4=2574.72(N)推件力：F推=nK推F=6×0.05×51494.4=15448.32(N）则冲压力F总=（F+F卸+F推）=51494.4+2574.72+15448.32=69517.44(N)2.3.2弯曲工序冲压力的计算由于半圆形弯曲开始为U形弯曲，因此按U形件弯曲计算。自由弯曲力:F自=0.7Kbt=0.7×1.3×25×1.2×360/(2+1.2)=3685.5N因为制件相对弯曲半径较小，r/t﹤0.5,由于变形程度大，卸载后弯曲圆角半径的变化很小，可以不予考虑，而仅考虑弯曲中心角的回弹量，因此需要校正弯曲。校正弯曲力：F较=Ap=(6×25)×50=7500(N)校正面积A=6×25=150(㎜2),单位校正力P=50MPa为安全可靠，将自由弯曲力F自和校正弯曲力F较合在一起。即冲压力为F总=F自+F较=3685.5+7500=11185.5（N）2.3.3压力中心的确定由制件图分析，制件前后左右结构均对称，因此冲孔和落料复合模的压力中心P在制件的中心。2.3.4落料与冲孔复合工序冲压设备的选择为使压力机能安全工作，取P压机≧（1.6～1.8）F总则P压机=1.7×69.517（KN）=118.18(KN)因此可选用160KN的开式压力机，其型号为J23-16F。其主要技术参数如下：公称压力：160KN最大封闭高度：205㎜滑块行程：70㎜封闭高度调节量：45㎜工作台尺寸：300㎜×450㎜垫板孔尺寸：210㎜模柄孔尺寸：φ40㎜×60㎜垫板厚度：40㎜弯曲工序冲压设备的选择为使压力机能安全工作，取P压机≧（1.6～1.8）F总则P压机=1.7×11.19（KN）=19.023(KN)因此可选用31.5KN的开式压力机，其型号为J23-3.15。其主要技术参数如下：公称压力：31.5KN最大封闭高度：120㎜滑块行程：25㎜封闭高度调节量：25㎜工作台尺寸：160㎜×250㎜垫板孔尺寸：110㎜模柄孔尺寸：φ25㎜×40㎜垫板厚度：30㎜3模具的结构设计3.1模具工作部分的计算3.1.1落料冲孔复合模的尺寸计算因为零件图中的尺寸公差为未注公差，在处理这类零件公差的等级时均按IT14级要求。由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸、凹模分开加工的方法制作凸、凹模。其中凸、凹模尺寸计算如下：查表可得，凸、凹模制造公差：￡凸=0.02㎜，￡凹=0.02㎜校核：查表可知Zmax=0.126，Zmin=0.180，Zmax-Zmin=0.066㎜,而￡凸+￡凹=0.04，满足Zmax-Zmin≧￡凸+￡凹的条件查表可得，IT17级时磨损系数x=0.5。按公式可得：d凸=（dmin+x△）0-￡凸=（3.5+0.5×0.3）0-0.02㎜=3.650-0.02㎜d凹=（d凸+Zmin）0+￡凹=（3.65+0.126）0+0.02㎜=3.7760+0.02㎜所以冲孔凸凹模的尺寸为：d凸=3.650-0.02㎜，d凹=3.7760+0.02㎜，L=17±0.12㎜。由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸、凹模分开加工的方法制作凸、凹模。因为零件图中的尺寸公差为未注公差，在处理这类零件公差的等级时均按IT14级要求，查相关文献可得外形尺寸的极限偏差为：250-0.52㎜，27.60-0.52㎜。凸、凹模尺寸计算如下：查表可得，凸、凹模制造公差：￡凸=0.02㎜，￡凹=0.025㎜校核：查表可知Zmax=0.126，Zmin=0.180，Zmax-Zmin=0.066㎜,而￡凸+￡凹=0.045，满足Zmax-Zmin≧￡凸+￡凹的条件按公式D凹=（Dmax-x△）0+￡凹,D凸=（D凹-Zmin）0-￡凸零件尺寸为25㎜处凸、凹模的尺寸：D凹1=（25-0.5×0.52）0+0.025㎜=24.740+0.025㎜D凸1=（24.74-0.126）0-0.02㎜=24.5140-0.02㎜零件尺寸为27.6㎜处凸、凹模的尺寸：D凹2=（27.6-0.5×0.52）0+0.025㎜=27.340+0.025㎜D凸2=（27.34-0.126）0-0.02㎜=27.1140-0.02㎜所以落料凸模和凹模的尺寸为：D凹1=24.740+0.025㎜，D凸1=24.5140-0.02㎜D凹2=27.340+0.025㎜，D凸2=27.1140-0.02㎜弯曲模具的尺寸计算凸模圆角半径的计算：因为弯曲半径为2㎜,尺寸较小，但不小于工件材料所容许的最小弯曲半径rmin=0.4t㎜=0.48㎜,则可取凸模圆角半径r凸等于或略小于弯曲件内侧的圆角半径。因此可取凸模半径r凸=2㎜。凹模圆角半径的计算：凹模圆角半径r凹的大小对弯曲力以及弯曲件的质量均有影响。r凹过小会使弯矩的弯曲力臂减小，毛坯沿凹模圆角滑入时的阻力增大，弯曲力增加，并易使工件表面擦伤甚至出现裂纹。凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时会发生偏移。实际生产中r凹通常根据材料的厚度t选取：当t﹤2㎜时，r凹=（3～6）t;当t=2～4㎜时，r凹=（2～3）t;当t﹥4㎜时，r凹=2t;该制件厚度t=1.2㎜,故凹模圆角半径r凹=5×1.2=6㎜3.2模具的总体设计3.2.1落料与冲孔复合工序模具的总体设计根据上述的各项分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，且孔边距较大，采用倒装复合模进行冲裁时，可直接利用压力机上的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹模孔洞中，应在凹模孔设置推件块；卡于凸凹模上的废料可由卸料版推出；而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽，使废料从孔洞中落下。由于在该模具中压料是由落料凸模与卸料版一起配合工作来实现。所以卸料版还应具有压料作用，应选用弹性卸料版来卸下条料废料。因为是大批量生产，则可采用手动送料装置，从右往左送料。因为该制件采用的是倒装复合模，所以直接用挡料销和导料销即可。为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于该零件导向尺寸较小，且精度要求不是太高，所以易采用后侧导柱模架。3.2.2弯曲半圆形工序模具的总体设计根据上述的各项分析，该模具采用弯曲单工序模，由于该制件为半圆形弯曲，且弯曲时回弹较小，制件结构对称，因此不需要采用压料装置。上模主要由上模座、凸模等零件组成，下模主要由下模座、凹模、凹模固定板和定位板、垫板、螺钉等零件组成。由于该零件弯曲是回弹较小，因此不需要采用压边装置。因为该制件为半圆形弯曲，所以采用手工前后脱模，不需要采用弹顶装置。3.3模具主要零部件的设计3.3.1落料凹模的结构设计冲裁时凹模承受冲压力和侧向挤压力的作用，因此凹模的外形尺寸应保证有足够的强度和刚度。在落料凹模内部，由于需要设置推件块。所以凹模刃口应采用直筒形刃口，经查相关资料可取得刃口高度h=8㎜。该凹模的结构简单，宜采用整体式。查表可得厚度系数k=0.5,则凹模厚度H=ks=0.5×27.6=13.8(㎜),由于凹模壁厚要大于等于15㎜，因此凹模厚度为15㎜。凹模壁厚C=1.5H=1.5×13.8=20.7(㎜)凹模外形尺寸的确定：凹模外形长度：L=27.6+2×20.7=69(㎜)凹模外形宽度：B=25+2×20.7=66.4(㎜)依据设计尺寸，按冲模标准确定凹模外形尺寸为：75㎜×75㎜×25㎜。凹模的上下表面应保持平行，凹模孔轴线应与凹模顶面保持垂直型孔表面粗糙度要求Ra=0.8～0.4μm。凹模结构如下图3-1所示：图3-1冲直径为3.5㎜孔凸模的结构设计为了增加凸模的强度与刚度，凸模非工作部分应制成逐渐增大的多级形式，这种凸模在装配修模时也很方便。凸模固定板厚度取h=0.7H=0.7×13.8(㎜)=8.8(㎜)。凸模长度根据结构上的需要来确定：L=h凸模固定板+h落料凹模=8.5+25=33.8（㎜），取35㎜.由于此凸模直径不大，长度较短且料厚较薄，则刚度和强度足够，所以无需对其进行强度校核。冲裁时凸模进入凹模刃口1㎜。凸模结构如图3-2所示：图3-2冲裁模具中凸凹模的结构设计本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计需要，确定凸凹模安排在模架的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。凸凹模的结构简图如上图3-3所示。图3-3校核凸凹模的强度：查表可得凸凹模的最小壁厚为3.2㎜，而实际制件中的最小壁厚为3.4㎜，大于所要求的最小壁厚，因此复合强度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模的尺寸配制，并保证双面间隙为0.246㎜～0.36㎜。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸5㎜的公差，应比零件所标注的精度高3～4级，即定为（5±0.048）㎜。3.3.4冲裁模具中弹性元件的结构设计为了得到较平整的工件，此模具采用弹顶式卸料结构，使条料在落料和冲孔中始终处在一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的变形稳定性，避免材料在切向应力作用下起皱的可能。弹性卸料装置由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等组成。在弹性元件的选用时，考虑到橡胶可以承受的负荷较弹簧大，且安装调试方便，因此落料卸料采用橡胶作为弹性元件。橡胶的自由高度H自由=(3.5～4)S工作式中H自由—橡胶的自由高度，㎜；S工作—工作行程与模具修模量或调整量（4～6㎜）之和，㎜。S工作=10+1+5=16(㎜)H自由=(3.5～4)×16=(57.6～64)㎜取H自由=60㎜。橡胶的装配高度H装配=(0.85～0.9)H自由=(0.85～0.9)×60=（51～54）㎜取H装配=52㎜。橡胶的截面面积，在装配时按模具空间大小确定。冲裁模具中定位零件的结构设计冲裁模定位零件的作用是使条料或半成品毛坯在模具上能迅速放正，便于实施冲裁。毛坯在模具中的定位有两方面的内容：一是在与条料送料方向垂直的方向上的限位，保证条料沿着正确的方向送进，称为送进导向或称导料；二是在送料方向的限位，控制条料一次送进的距离称为送料定距或称挡料。送进导向零件的设计：由于采用的是弹性卸料装置，因此不需要选用导料板或者承料板等其它结构，只要选用导料销作为送进导向零件即可。导料销一般有两个，设在条料的同侧，条料沿着两个导料销确定的直线送进。因为该冲裁模具从右向左，则导料销可装在模具后侧，并固定在弹性卸料板上。导料销的尺寸可按标准结构选择，直径可为6㎜。送料定距零件的设计：由于该模具采用的是倒装复合模，因此可选用圆头形式的固定挡料销，并安装在弹性卸料板上。挡料销的形状如右图3-4所示：图3-43.3.6冲裁模模架的设计模架各零件标记如下：上模座：150㎜×130㎜×25㎜下模座：150㎜×130㎜×30㎜导柱：B25h5×100㎜×17.5㎜导套：B25H6×45㎜×25㎜模柄：φ30㎜×60㎜垫板厚度：75㎜×70㎜×9㎜卸料板厚度：75㎜×70㎜×12㎜凸模固定板厚度：75㎜×70㎜×8.8㎜凸凹模固定板厚度：75㎜×70㎜×10㎜模具闭合高度：H闭=h上模座+h垫板+h凸模固定板+h落料凹模+t+h卸料版+h橡胶装配+h凸凹模固定板+h下模座=25+9+8.8+25+1.2+12+52+10+40=183（㎜）由于所选冲床的最大闭合高度为205㎜，安装模具时，需在工作台面上配备垫块，垫块的实际尺寸可配制。冲裁所需的总压力为118.18KN,而冲床的总称压力为160KN,因此满足使用要求。而且模具的最大安装尺寸为150㎜×130㎜，冲床工作台台面尺寸为300㎜×450㎜，也可以满足模具的正确安装。因此所选冲床满足使用要求。3.3.7半圆形弯曲凸、凹模的设计由于该制件为半圆形弯曲，制件结构对称，且弯曲相对半径较小，因此弯曲凸模可选用半径为2㎜的圆柱形凸模。弯曲凹模深度的选取要适当，若太小，则弯曲件两端自由部分太长，工件回弹大，不平直；若深度过大，则凹模增高，多耗模具材料，并需要较大的压力机行程。因为直边高度不大，且两边要求平直，因此凹模深度应大于工件的深度。查相关资料可得知，弯曲时凹模的底部最小厚度为4㎜，因此选择凹模深度为10㎜。3.3.8弯曲模具中导向零件的结构设计为提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该模具采用中间导柱的导向方式。3.3.9半圆形弯曲模架的设计由于弯曲模不是标准模架，因此需要自主设计。模架各零件标记如下：下模座：100㎜×60㎜×20㎜模柄：φ25㎜×40㎜凸模：40㎜×4㎜×29㎜凹模板厚度：40㎜×40㎜×20㎜顶板厚度：80㎜×40㎜×10㎜中间的安全距离：20㎜弯曲模闭合高度是指冲床运行到下止点时，模具工作状态的高度。因此模具闭合高度为：H=H模柄+H凹模板+H安全距离+H顶板厚度+H顶杆=25+20+20+10+30.2=105.2（㎜）经计算校核，前面所选的型号为J23-3.15的弯曲模压力机的最大闭合高度可以满足使用要求。由于所选冲床的最大闭合高度为120㎜，安装模具时，需在工作台面上配备垫块，垫块的实际尺寸可配制。冲裁所需的总压力为19.023KN,而冲床的总称压力为31.5KN,因此满足使用要求。而且模具的最大安装尺寸为100㎜×60㎜，冲床工作台台面尺寸为300㎜×450㎜，也可以满足模具的正确安装。由于此压力机的滑块行程为45㎜，大于工件高度的两倍，因此满足支承板弯曲时的冲压行程。4模具的装配与调试4.1模具的装配模具装配没有严格的工艺规程。装配工艺过程由钳工掌握。模具装配是模具制造中关键的一个环节，也是体现模具钳工技术能力的标志。模具装配就是将加工达到要求的模具零件组合，连接起来，成为一副与规定的技术要求相符合的合格模具。模具的质量和使用寿命不仅与模具零件的加工质量有关，更与模具的装配质量有关。比如一副冲裁模具凸模和凹模的尺寸在加工时已经得到保证，但是如果装配调整的不好，凸模、凹模配合间隙不均匀，冲制的工件质量就差，甚至会出废品，模具的寿命也会大大降低。模具的装配工艺过程视模具类型结构的不同会有所差别，但是模具制造属单件、不批量、生产类型、装配精度和技术要求比较严格和特殊，为了保证装配精度和技术要求，主要采用修配和调节的装配方法。模具的装配包括组件装配、总装和调试等阶段，整个装配过程中的调试工作及其重要，在组装尤其视在总装中常常反复装拆、调整、修配，直至试模合格才算装配完成。4.1.1模具的安装要求1）组成模具的各零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和热处理等均应符合相应图样的要求。2）模架的三项技术指标：上模座上平面对下模座下平面的平行度，导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套孔轴心线对上模座上平面的垂直度均应达到规定的精度要求。3）模架的上模沿导柱上、下移动应平稳，无阻滞现象。4）装配好的冲裁模，其封闭高度应符合图样规定的要求。5）模柄的轴心线对上模座上平面的垂直度公差在全长范围内不大于0.05㎜。6）凸模和凹模之间的配合间隙应符合图样要求，周围的间隙应均匀一致。7）定位装置要保证定位准确可靠。8）卸料及顶件装置活动灵活、正确，出料孔畅通无阻，保证制件及废料不卡在冲模中。9）模具应在生产的条件下进行试验，冲出的零件应符合图样要求。4.1.2冲裁模的安装由于本模具采用的是落料冲孔复合模，因此装配时的顺序应先装凸凹模，然后再装凹模和凸模，最后总装。装配过程如下：以下模座为下模部分的基准件，压装导柱。2）以下模的中心线为基准，找正凸凹模的位置后，用平行夹将凸凹模与下模座夹紧，按凸凹模型孔在模座上划出漏料孔线，取下凸凹模，加工下模座上的漏料孔。3）按下模座的中心线为基准，用平行夹头将凸凹模固定板与下模座夹紧，以凸凹模固定板上的螺钉过孔、销孔为引导，在下模座上钻螺纹孔底孔，攻螺纹，钻、铰销孔。然后将下模座与凸凹模固定板分离。4）以凸凹模固定板与凸凹模组件的基准件，铆接后磨平凸凹模尾部和端部。5）将卸料版套装在正装入凸凹模固定板的凸凹模上，两者之间垫入适当高度的等高垫铁，用平行夹头夹紧，以卸料版上的螺钉定位，在凸凹模固定板上钻出锥窝，然后拆去垫板，以锥窝定位，钻凸凹模固定板的螺钉过孔。6）将卸料版、橡胶、凸凹模与凸凹模固定板组件都安装在下模座上，以圆柱销定位，用螺钉连接。7）以上模座为上模部件的基准件，压入导套。8）在上模座上压装模柄后磨平，骑缝配钻，铰防转销孔，装上防转销钉。9）以凸模固定板与凸模组件的基准件，压装上凸模，铆接后磨平凸模尾部和端部。10）将四个凸模通过推件块插入凸凹模相应的型孔中，在凸凹模与推件块之间垫等高垫铁，使凸模插入凸凹模型孔的深度保持在1㎜左右；放上垫板和落料凹模，装上上模座，用平行夹将凸凹模固定板、垫板与上模座夹持在一起（不完全夹紧）；将模具整个翻转过来，用透光法通过下模座的漏料孔观察，调整凸、凹模配合间隙的均匀性，调整好后拧紧平夹；将模具再翻转过来，轻击上模座使冲孔凸模从凸凹模型孔中退出，垫纸片试冲，在调整，再试冲，直至间隙均匀为止。11）拧紧平夹，取下上模部件；配钻销钉孔，配钻、铰销钉孔。12）装上销钉（定位）和螺钉（连接）。13）将装好的模具装在冲床上试冲，检查送料是否通畅，凸、凹模配合间隙是否均匀，步距是否灵活，冲件是否符合图纸要求。4.1.3弯曲模的安装由弯曲模的装配图样分析，该模具应先装配上模，以上模部分的凹模板为基准，调整装配下模部分的凸模及其他零件。装配过程如下：1）以上模座为上模部分的基准件，在上模座上压装模柄后磨平，骑缝配钻，铰防转销孔，装上防转销钉。2)以上模座为基准件，按上模座的中心线为基准，找正凹模板的位置后，用平行架将凹模与上模座夹紧，以凹模上的销钉孔为引导，在上模座上攻螺纹、钻、铰销孔。3）将凹模板与上模座用销钉定位。4）用螺钉将凸模固定板与下模座和凸模连接在一起，插入顶杆，然后把顶板套装在凸模上。5）将凸模插入凹模型孔，并在其之间垫上等高垫铁，用透光法通过凸、凹模相邻两侧的间隙观察，调整凸、凹模之间配合间隙的均匀性，调整好后，垫纸片试弯，在调整，再试弯，直至间隙均匀为止。6）装上销钉（定位）和螺钉（连接）。7）将装好的模具装在冲床上试弯，检查凸、凹模配合间隙是否均匀，弯曲件是否符合图纸要求。4.2模具的调试模具按图纸技术要求加工与装配后，必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲，通过试冲可以发现模具设计与制造的缺陷，找出产生原因，对模具进行适当的调整和修理，直到模具正常工作制造处合格的制件为止。4.2.1冲裁模的调试要点1.模具闭合高度的调试模具应与冲压设备配合好，保证模具应有的闭合高度和开启高度。2．凸、凹模配合深度调整冲裁模的上、下模要有良好的配合，即应保证上、下模的工作零件凸、凹模相互咬合深度要适少，不能太深与太浅，应以能冲下合适的零件为准。凸、凹模的配合深度．是依靠调节压力机连杆长度来实现的。3．凸、凹模间隙调整冲裁模的凸、凹模间隙要均匀。对于有导向零件的冲模，其调整比较方便，只要保证导向件运动顺利而无发涩现象即可保证间隙值；对于无导向冲模，可以在凹模刃口周围衬以紫铜皮或旧纸板进行调整，也可以用透光及塞尺测试方法在压机上调整，直到上、下模的凸、凹模互相对中，且间隙均匀后，用螺钉将冲模紧固在压力机上，进行试冲。试冲后检查一下试冲的零件．看是否有明显毛刺及断面质量，不合适应松开下模，再按前述方法继续调整，直到间隙合适为止。4．定位装置的调整检查冲模的定位零件如定位销、定位块、定位板，是否符合定位要求，定位是否可靠。假如位置不合适，在调整时应进行修整，必要时要进行更换。5．卸料系统的调整卸料系统的调整主要包括卸料板或顶件器是否工作灵活；卸料弹簧及橡胶弹性是否足够；卸料器的运动行程是否足够；漏料孔是否畅通无阻；打料杆、推料杆是否能顺利推出制品与废料。若发现故障．应给以调整，必要时可重新更换。6.导向机构的调试导柱、导套要有好的配合精度，保证模具运动平稳、可靠。4.2.2冲裁模的调试方法（1）将装配后的模具顺利的装在指定的压力机上。（2）用指定的坯料（或材料）稳定地在模具上指出合格的制品零件。（3）检查制品零件的质量，若发现制品零件有缺陷，应分析原因，设法对模具进行修整和调试，知道能生产出一批完全符合图样要求的零件为止。（4）根据设计要求，进一步确定出某些模具须经试验后所决定的尺寸，并修整这些尺寸，直到符合要求为止。（5）在试模时，应排除影响生产、安全、质量和操作等各种不利因素，使模具达到能稳定、批量生产的目的。（6）经试模后，为公艺部门提供编制模具成批生产制品的工艺规程依据。4.2.3冲裁模试冲时出现的问题及调试方法冲模安装后即可进行试冲，在试冲过程中，可能会出现这样或那样的毛病，这时必须要根据所产生的毛病原因．确定正确的调制与修整方法，以使其正常工作。该冲裁模试冲时出现的问题及调整方法如下表所示：表1存在问题产生原因调整方法送料不通畅或料被卡住凸模与卸料板之间间隙过大，使搭边翻扭两导料板之间的尺寸过小或有斜度减小凸模与卸料板之间的间隙根据情况锉修或磨或重装制件有毛刺刃口不锋利或淬火硬度低配合间隙过大或过小间隙不均匀使冲件的一边有显著的带斜角的毛刺刃磨刃口，使其锋利调整凸凹模之间间隙卸料不正常由于装配不正确，使卸料机构不能动作休整卸料板刃口相啃上模座下模座固定板凹模垫板等零件安装面不平行修整有关零件，重新装上模或下模凹模被胀裂凹模孔有倒锥现象，即上口大，下口小，或凹模刃口深度太长，积存的制件太多，胀力太大修整凹模刃口，消除倒锥现象或减小凹模刃口长度，使冲下的制件尽快漏下由相关资料可知，毛刺的产生是由很多原因造成的。上述刃口变钝只是其一种，故在调整冲模时，应从多方面来分析，直至冲出合格的冲压件来。例如，由于凸、凹模之间局部间隙大，会使冲压件局部产生毛刺，造成冲压件质量不好。此时可将间隙大的一边另镶人一块镶件后重新做刃口，使之间隙均匀，消除毛刺。若无法镶件时，可以采用热压办法来解决．其方法是：将凹模加热到800℃左、右．用压柱在毛刺大的部位(间隙大)压之。在热压时，压柱的面积最好要大，经压而敲出的部位最少可为0．3一O．4mm，深度为6—7mm，热压后材料内部产生组织应力和热应力，应立即将凹模进行正常化处理，然后再重新精加工此凹模孔，使之间隙合适，毛刺减小。对于间隙不是很大情况下，也可以用挤压的方法使之间隙往小变化，即在离凹模刃口3—4mm处(未经淬火或经淬火后应退火的凹模)用压块通过手锤力使孔往中心部位挤压，来促使间隙变小，使之合适。凹模经淬硬后发现间隙小而冲出有毛刺时，则可以用油石修磨一下，使间隙增大一点，有时孔若缩小的很多，可以用研磨杆研磨—下即可。4.2.4弯曲模的调试要点1．弯曲模上、下模在压力机上的相对位置调整由于该模具是无导向装置的弯曲模。上、下模在压力机上的相对位置．一般由调节压力机连杆的长度方法调整。在调整时，最好把事先制做的样件放在模具的工作位置上(凹模型腔内)，然后调节压力机连杆，使上模随滑块调整到下极点时，即能压实样件又不发生硬性顶撞及咬死现象。然后将下模紧固。2．凸、凹模间隙的调整上、下模在压力机上的相对位置粗略调整后．再在凸模下平面与下模卸料板之间垫一块比坯件略厚的垫片(一般为弯曲坯料厚度的1—1．2倍)，继续调节连杆长度，一次又一次用手搬动飞轮，直到使滑块能正常地通过下死点而无阻滞的情况下为止。上、下模的侧向间隙，可采用垫纸板或标准样件的方法来进行调整，以保证间隙的均匀性。间隙调整后，可将下模板固定、试冲。3．定位装置的调整弯曲模定位零件的定位形状应与坯件相一致。在调整时，应充分保证其定体的可靠性和稳定性。利用定位块及定位钉的弯曲模，假如试冲后，发现位置及定位不准确，应及时调整定位位置或更换定位零件。4．卸件、退件装置的调整弯曲模的卸料系统行程应足够大，卸料用弹簧或橡皮应有足够的弹力；顶出器及卸料系统应调整到动作灵活，并能顺利地卸出制品零件，不应有卡死及发涩现象。卸料系统作用于制品的作用力要调整均衡，以保证制品卸料后表面平整，不致于产生变形和翘曲。4.2.5弯曲模的调试方法（1）将装配后的模具顺利的装在指定的压力机上。（2）用指定的坯料（或材料）稳定地在模具上指出合格的制品零件。（3）检查制品零件的质量，若发现制品零件有缺陷，应分析原因，设法对模具进行修整和调试，知道能生产出一批完全符合图样要求的零件为止。（4）根据设计要求，进一步确定出某些模具须经试验后所决定的尺寸，并修整这些尺寸，直到符合要求为止。（5）在试模时，应排除影响生产、安全、质量和操作等各种不利因素，使模具达到能稳定、批量生产的目的。（6）经试模后，为公艺部门提供编制模具成批生产制品的工艺规程4.2.6弯曲模试冲时出现的问题及调试方法该弯曲模试冲时出现的问题及调整方法如下所示：表2存在问题产生原因调整方法制件产生回弹弹性变形的存在减小凸凹模之间间隙改变凸模的形状和角度大小增加凹模型槽的深度制件表面有擦伤凹模的内壁和圆角处表面不光，太粗糙板料被粘附在凹模表面将凹模内壁及圆角修光，在凸模或凹模的工作表面镀硬铬厚0.02㎜将凹模进行化学热处理如氮化处理制件底部平面不平压料力不足顶件用顶杆的着力点分布不均，将制件底面顶变形增大压料力最好校正一下将顶杆位置分布均匀顶杆面积不可太小弯曲角变形部