【U形弯曲件冲压级进模设计（论文）15000字】

PAGE3摘要金属成形零件的生产中冲裁弯曲级进模被广泛运用。本次课题是对U型支架零件进行多工位级进模设计，对零件U型支架的工艺性能进行分析，对排样设计与载体的相关知识进行了解，确定来合理的排样方式，对零件外形接边工艺进行分析，将送料的方式与定距的构造类型进行了确定，对模具之中主要的零部件进行了设计。另外计算出了冲压的力，对冲裁间隙进行了合理设计，确定了压力中心的位置。对模具的上、下固定板性能进行了分析之后，确定用精度高，寿命长的模板，凹模的镶块为可更换类型，另外进行重复安装匹配精度较高，将弯曲工艺进行了简化，将弯曲的凹模装于卸料模板位置，卸料板为弹性卸料板，不仅可以卸料，亦可完成压力的工作。模具构造简单合理，便于生产，操作简便。本次生产使用多工位级进模完成，不仅降低生产成本，同时能让经济效益提高。关键词：U型支架；冲裁弯曲；多工位级进模；工艺分析；排样图目录1、前言 12、绪论 32.1概述 32.2冲压技术的进步 52.3模具的发展与现状 52.4模具CAD/CAE/CAM技术 62.5课题的主要特点及意义 73、冲压工艺方案的制定 83.1工艺分析 84、模具总体结构设计 144.1条料定位装置 144.2出料装置 154.3模具结构特点 154.4模具工作过程 165、模具零件的设计与计算 175.1凸、凹模刃口尺寸的计算 175.1.1.凸、凹模间隙的选择 175.1.2.凸、凹模刃口尺寸计算 175.2凸、凹模的设计 185.2.1.凸模的结构和固定形式 185.2.2.凸模长度的确定 195.2.3.凸模的强度计算 195.2.4.凹模结构形式设计 205.2.5.凹模结构尺寸的确定 215.3模板的设计 225.4卸料橡胶的选用 235.5其它零件的设计 246、冲压设备的选用 266.1冲压力的计算 266.2压力机 277、压力中心的计算 287.1计算步骤 287.2确定压力的中心 28总结 30参考文献 311、前言在金属制造行业中，冲压技术被广泛运用，比如汽车制造、仪器仪表、家用电器等工业领域。在冲压生产中，冲压模具是重要的工艺装备，在制造行业的地位也是不可忽视的。社会经济的发展，市场需求的变化，在工业生产领域，模具技术的发展越来越重要。冲压模具技术的高低，直接影响生产的效率，制件的品质，刀具的使用时间以及模具的生产周期。想要获得品质好，效率高，成本小的制件，提高冲压模具的技术水平是关键。冲压模具带来的经济效益被政府与企业高度关注，国家也推出一系列措施，推动冲压模具的发展。在塑性成形加工中，冲压工艺是一种基本生产方式。在板料零件的生产中比较常用，因此也被称之为板料冲压。冲压工艺不仅可以制作金属原料，也可用来制作非金属原料。冷冲压的生产方式不仅效率高，而且制件的品质好，一致性高，在需求量大的生产中尤为合适。所以在某些生产中，已代替机械生产，其使用范围在不断扩大。所以，冲压技术不仅让生产得到发展，生产的效益得到增强，另外也推动着新产品的研发。随着中国经济的发展，技术的引进与自主研发，国内冲压模技术技术在不断发展。CAD/CAM/CAE技术被更多的运用到了冲压模设计中，不仅缩短了设计周期，也让冲模的品质更好，零件之间的互换性提高。不过目前仍有大量企业在使用早期的冲压技术与生产方式，不少精密的冲压模具仍然需要从国外引进，这在很大程度上影响了我国冲压技术的发展。现在中国模具制造行业处于提升阶段，已经成为世界制造中心的中国，模具技术仍然需要不断提升。近年来，政府与企业对模具技术的关注程度越来越高，在模具技术研发方面投入的资金与人力也在不断增加，这让我国的模具技术得到了很大的提升。尤其是在多工位级进模与功能多的模具方面，同经济发达国家相比，不管是在模具的构造，生产的精度，加工周期还是使用寿命方面，差距在不断缩小。冲压模技术的提升可以从这两个方面进行：提高冲压工艺的技术水平，研发新工艺用于冲压；利用电脑技术CAD/CAM/CAE以及技术先进的加工中心，可以让模具设计与生产的水平得到提高。与其他生产方式相比，冷冲压有着独特的优点,因此在工业生产，特别是产品需求量大的生产中被广泛运用。越来越多的工业领域，使用冷冲压生产零件，像机械加工，汽车生产，航空，电子电器，仪器仪表等。这些行业的生产中，冲压零件所占比例越来越大，很多零件以前使用铸造，锻造或者切削进行生产，在认识到冲压制件的优点之后，都改用了冲压进行生产。冲压生产不仅能提升生产的效率，同时也减小了生产的成本。2、绪论2.1概述现代工业生产中，冲压成形工艺被运用的十分广泛。冲压被用在各种类型的板料工件的加工中，冲压零件不仅自重小，有较强的刚度，互换性能好，生产费用低，同时生产自动化程度高，这些优点是其它生产方式不能代替的。在机械制造行业有较强的竞争力，在汽车制造，电子电器，医疗器械等方面广泛运用。在冲压学科中，不仅有冲压生产相关专业知识，同时还涉及到力学、数学、材料学以及电脑技术等方面知识。冲压生产，是模具与现代技术相结合的产物，在现在市场上，冲压零件所占比例不断提高。在国民经济的发展中，冲压技术的重要性在不断提高。在普通类型级进模的基础之上，发展的一类精度高，效率高，寿命长的模具，便是多工位级进模，作为技术密集型模具，多工位级进模成为冲模发展的重要方向之一。这类型模具不仅可以进行落料与冲孔，同时可以按照工件的构造，以及成型要求，实现弯曲、拉伸等加工工序，有些还能在模具之中实现装配。在进行冲压生产时，从模具的进料口将带料输送进去，设定好步距，根据工艺流程的顺序，对每一个工位进行不间断的冲压，在最后的工位上完成切断，即可冲压出合格的制件。想要让设计的多工位级进模能稳定工作，模具要满足精度高，导向稳定，定距准确的要求，另外要设计自动送料部件，出件部件，还需要设置检测部件。因此多工位级进模的设计要更复杂，其特点有这些：

（1）利用一套模具，即可实现冲裁，弯曲，拉深以及成形等几道冲压工序，无需设计多套模具，减少了定位的次数，让生产的效率与模具的利用效率跟高。

（2）在级进模之中，工序可以在不相同的工位上分散，因此无需考虑最小壁厚的情况，另外设计时，可以结合模具的强度与安装需要，预留合理的空工位，以此来确保模具的刚度与强度。

（3）大部分的多工位级进模其内外导向精度都较高，另外其定距部件有较高的稳定性，不仅很好的确保了制件的品质与精度，同时可以让模具的使用寿命更长。

（4）在使用多工位级进模进行冲压加工时，所用冲床为高速类型，模具中送料、出件以及安全检测都设计自动化部件，不仅稳定性更高，操作更安全，同时生产的效率也更高。现在世界上技术最先进的多工位级进模，其工位有50个之多，进行冲压的速度可以实现1000次／分。

（5）多工位级进模在构造上相对复杂，有较多镶块，对模具的精度有较高要求，这对于模具的设计，加工，修护来说难度将增加。另外，多工位级进模具，要求零件有较高的互换性你，在零件摩擦损坏之后，可以快速的更换。因此模具中所用零件，其所用原材料要好，多用强度高的合金工具钢，硬度高的合金材质制作，在制作时以磨削，切割的方式进行加工。

（6）对于原料厚度较小（小于2mm），需求量大，构造相对复杂，精度要求高，构造不大的零件来说，使用多工位级进模进行冲压加工尤为合适。利用此类模具冲制时，精度能实现IT10级。分析可知，多工位级进模在构造上相对复杂，模具设计与生产都有较高的要求，另外对冲压机器，所用原料的要求也较高，模具的制作费用不低。在设计模具之前，需要对工件进行整体分析，对工件的冲压工艺方案进行合理设计，另外模具的构造与零件的生产工艺要进行合理设计，以达到经济效益最大化。与一般的冲压模具相比，多工位级进模在进行冲压生产时的工艺，模具构造，生产成本都有很大的不同之处，在本次设计中，对冲压工艺与模具设计两方面进行分析。2.2冲压技术的进步最近几十年，冲压技术的发展速度越来越快，更多的新型工艺与新型技术被运用到了生产中，比方说软模成型，高能率成形等，企业对冲压技术也更加重视。作为一种规模大不间断的工作方式，冲压生产的技术在不断提高。随着新技术的研发，冲压生产已从最初的人工操作不断向集成生产转型。整个生产也越来越机械化，自动化。生产的自动化，不仅安全性更高，效率更高，材料的消耗也降低，未来冲压生产将朝着自动化方向不断发展。2.3模具的发展与现状作为工业生产中不可缺少的工艺装备，模具是一种技术密集型产品，同时模具技术也是高新技术得以运用的重要表现。模具技术的高低，直接影响国家制造行业技术水平的高低。近年来国民经济持续发展，每一个行业对模具的需求也在不断增加，同时也对模具技术提出了更高的要求。现在国内模具行业的发展速度越来越快，其发展的重点体现在这些方面（1）汽车制造中，覆盖件模具的发展；（2）精度更高的冲模；（3）结构大型，精度更高的注塑模；（4）模具中，标准零件的比例不断增加；（5）其他方面的高技术含量的模具。现在在全球范围内，中国模具每一年的生产总量已经位居第三，其中冲压模具的占比就达到四成，不过从模具的生产水平以及标准化程度方面来看，与工业发达的德、美、日等国还有一定的差异。随着我国模具技术的提升，冲模已经可以制造出较大型的覆盖零件。汽车制造行业中，其覆盖零件的模具设计与生产都存在较大的难度，同时要求的品质高，精度高，因此覆盖件模具的设计，要求较高的技术水平。尽管在模具设计，生产以及制造方法上，已经大致接近国际水平，不过从生产品质，精度以及耐用程度与生产费用方面，仍然有待提高。因此我国在模具技术方面，仍然有待提升，重点要提升精度，寿命以及模具构造等方面的技术。2.4模具CAD/CAE/CAM技术冲压技术的进步直接体现在模具技术上，研究冲模技术性能是冲压技术主要的发展方向。上世纪六十年代初，工业发达国家已经开始将模具生产技术运用在汽车与飞机制造行业。重点以电脑技术为主要的技术手段，数字模型作为中心，利用人机匹配的方式，将各个系统的特长展现出来，将模具设计、计算、生产与校验形成一个整体，让模具设计更对的利用计算机技术来完成。现在模具技术的进步主要体现在精度更高，寿命更长，效率更高这些方面。传统模具设计改造的关键技术便是CAD/CAE/CAM技术，利用该项技术可以让生产效率更高，精度更高。冲压技术与计算机技术相结合，为企业模具生产创造了更有利的条件。设计者可以利用电脑软件，来了解产品的特性，模具的构造，工艺特点，并且可以对数控生产进行操控，实现自动化管理。CAD/CAE/CAM技术运用在模具设计中，不仅能大大缩短模具设计的周期，同时可以减小费用支出，提高产品的品质。查阅相关资料，了解我国以及其它发达国家在CAD/CAE/CAM技术方面的发展。进入二十一世纪之后，科学技术发展的速度越来越快，利用计算机技术的运用，实现来人工智能，自动化生产等等。自改革开放之后，广州，上海等经济发达地区，经济发展的速度不断加快，出现了越来越多的模具生产企业。这使得模具销售市场的竞争日益激烈，产品的更新速度越来越快，品种更丰富，小批量加工在整个生产中占比在增大。对于模具生产企业而言，在竞争激烈的市场上生存下去，就需要对产品进行调整，让产品设计时间缩短短，加强工艺设计，提高经济效益。随着模具技术的发展，CAD技术在不少企业都得到应用，其市场需求量在不断增加。2.5课题的主要特点及意义本次课题设计的零件为U型支架，分析过电片凸包在落料与压弯方面的工艺，确定该零件的制作通过多工位级进模的来完成；结合工件的构造，精度要求，确定排样方式为单排，定位通过成形的侧刃来完成，不仅确保了工件的规格，精度，同时提高来生产效率与原料的利用效率。本次课题设计有较强的综合性，涉及的专业知识多且广，利用本次设计的机会，让所学的知识得以巩固，同时提升了设计人员的创新能力与设计能力，为将来从事相关工作奠定了良好的基础。PAGE163、冲压工艺方案的制定本次设计的零件是U型支架，在某电子制造企业的重要零件。其构造可见图1。此次设计的零件需求量大，其构造没有间隙，进行冲裁的壁厚不大，成形期间有一定的干涉现象，利用复合模具不宜生产；如果选用单工序模，进行落料、弯曲等多项工序，也能实现冲压，不过需要设计多套单工序模，另外整个生产所需的操作人员较多，在冲压生产中，频繁更换模具，导致定位误差较大，同时生产的效率过低，所以本次生产不考虑用单工序模。考虑到本次零件的需求量大，对零件的精度要求高，另外想要让工件在制作期间，定位次数减小，生产效率提高，这里确定用多工位级进模来生产，用Q235来制作模具，该原料具有较高的弯曲与冲裁特性，可以频繁使用。3.1工艺分析从整体看来，该U型支架是弯曲冲裁零件的一种，成形的主要工序有两个部分的弯曲，该零件的需求量大，有较高的精度要求。本次设计的零件，其规格为53±0.1没有公差标注的，计算按照IT10级进行。确定用Q235制作零件，原料的厚2mm，从规格精度与原料的特性方面来分析之后，确定进行冲压生产。在计算之后，可得工件毛坯的打开规格，详情可见图2，其长与宽依次为150.68mm，28mm，该零件的尺寸不大，是小型零件，从结构可知，该零件有多处折弯，因此弯曲模的构造相对复杂。（二）排样图设计在多工位级进模具中，排样的设计尤其重要。排样图的设计能反映出在冲压生产期间，条料的截取方式与原料的利用效率，另外还影响冲压生产的工艺性能，模具的构造与使用寿命。因此要合理设计排样图，合理的排样，可以让原料的利用效率更高，制件的精度更高，模具更易于操作，使用的时间也更长，另外模具每一个工位之间的运行也更稳定。在进行冲压生产时，排样的设计不仅要满足每一个工序冲压的要求，确保送料的稳定性，完成级进冲压；另外要方便模具的生产，安装及维修。冲压制件的结构与形状多种多样，想要让排样图设计的更合理，需要查阅相关书籍，结合相关生产经验，进行分析设计。在分析完冲压零件的工艺之后，以此为基础来对排样进行设计。在排样图确定时，要结合零件图中工件的展开尺寸，进行不同类型的排样。另外还要对零件冲压的方法，形变的次数，工艺类型，形变的程度以及模具构造的类型，模具的生产工艺，生产企业具备的生产能力等进行整体分析。另外需要从零件的精度与可行性方面，在多种排样类型中，确定最佳的排样方式。一张完全的排样图，需要设计出工件的排布，载体的构造以及与之对应的尺寸等。设计完排样图之后，冲压模具中每一个工位要工作的内容，工位的个数，工序的安排，工件在条料上的排列，送料时每一步的间距，条料的宽，原料的使用效率，如何导料，导料销的设计以及模具的构造都确定下来。因此排样的设计在多工位级进模设计中至关重要，是设计模具结构重要依据，也是直接决定多工位级进模好坏的关键要素。在对多工位级进模进行排样设计时，不仅要满足一般冲模排样设计的要求，另外还需要满足这些要求：（1）将毛坯的展开样板制作出来，于图面处进行多次试排，等到基本方案确定之后，在排样图的初始位置设置分离工位（凸包、切口以及切废料），接着朝另外一端对工位进行安排，然后对工件与载体分离进行安排。在工位安排时，应尽可能防止冲小的半孔，避免凸模受力不均匀出现折断。（2）侧刃与工艺导正孔的冲制大多设置在第一工位上，接着将导正销设置在第二个工位处，用来完成带了的导正工作，在之后的工位中，在比较容易出现窜动的工位处设置导正销，有的设计中，是在间隔2、3个工位的位置，安排导正销。结合条料在冲压生产中的定位精度，将误差检测部件安装于第三工位处。（3）在冲压制件中，有较多的孔，同时孔与孔之间的间距不大，不过在制作时，不可让孔在后面的生产工序中产生形变。若多个孔的相对位置精度要求高，可以考虑进行同步冲制。若模具的强度不允许同时冲制，要对这些孔的位置精度进行保护。若是构造较为复杂的型孔，可将其划分成多个简单的孔进行冲制。（4）成形的方向是朝上还是朝下，需要从模具设计与生产方面考虑，因满足送料顺利的要求。如果成形的方向与冲压生产的方向不一致，可设置斜滑块、杠杆或者是摆块等部件，来对成形方向进行转换。（5）想要让凹模的镶块，卸料模板以及固定板的强度提高，确保每一个成形工件在安装时不出现干涉现象，在排样时，设置合理的空工位即可，从模具的构造来确定空工位的个数。（6）若为拉伸与弯曲的零件，各个工位形变的量不可太大，若形变较大的制件需要进行多次成形。如此设计，可以确保制件的品质，同时模具的调试也更方便。若制件在精度上有较高要求，需要设计整形工位。防止U形弯曲制件在形变部分材料出现弯曲现象。（7）利用级进模进行拉深，可使用拉深前切口技术，便于原料进行流动。（8）若存在局部压筋，大多设置于凸包之前，避免因压筋导致孔出现形变。当出现突包时，该突包的中间有孔存在，想要让原料的流动性你更好，可以先将一个孔冲制出来，压突之后接着再冲，至需要的孔径。（9）若级进模生产时，成形的工位数较少，工件对精度有较高要求，利用复位技术，也就是在成形工位之前，把毛坯朝着设计好的轮廓进行冲裁加工，不过与带料不分开，在凸模切到原来的20%~35%之后，模具之中的复位部件，产生放作用力把正在切的零件压进条料之中，接着送到下一个工位完成成形。设计载体与搭口在多工位级进模的设计中，搭边的设计也很重要。搭边可将坯件传到每一个工位进行冲裁生产，同时确保坯料在输送期间的稳定性。所以，在搭边有被称之为载体。输送工件的物体即为载体，载体同坯料或者是坯料与坯料之间连接的部分，就是搭边。载体有多种形式，大致分成这些：（1）通过原料的搭边或者是余料将导正孔冲制出的载体，即为边料载体,这个类型的载体有较好的刚性，节省原料，构造不复杂。若选用此类型载体，需要在弯曲或是成形的位置，将展开的形状先切出来，接着开始成形，在后工位进行落料时，主要以整体来进行。排列可以是多件类型，让原料的使用效率提高。（2）将条料两边的搭边宽度增大，来完成导正孔冲制的载体，即为双边载体。这类型载体有两种类型，即等宽与不等宽两种。在边料增加之后，双边载体可以确保送料的刚、精度，大多用在原料不厚，制件有较高精度的生产中，不过这类型载体原料的利用率不高，排列大多以单件进行。（3）在弯曲零件中单边载体使用较多。这类载体是在不参加成型的部分，预留合适尺寸的搭边，利用切废料把搭口留于载体部分，最后将搭扣切断，可得制件，在原料厚度t≤0.4mm的排样中使用。（4）在对称形状的弯曲零件中，大多会用中间载体，通过原料不发生形变的部分同载体相连，在制作成形之后，将载体切除。此类载体有两种，即单中、双中载体。本次设计的U型支架，有较多的弯曲部分，另外其构造相对复杂，分析展开的毛坯图，若排样用竖排，则原料有较高的利用效率，以中间载体来进行设计。这里需要对工件与工件展开之后的工艺性能进行分析，对排样图进行合理设计。搭边的值大多通过表4以及侧搭边的值予以确定。分析工件的形状，结合表4，确定工件间，搭边的值a=6mm,零件与侧边，搭边的值a1=3mm,选用无侧压部件，通过裁剪下料可得条料，想要让条料输送的更顺利，其上部偏差确定为零，将下偏差定做负值—△上式之中：Dmax—沿着条料宽的方向，制件的尺寸最大值；a1在进行冲裁加工时，制件之间搭边的值；—剪裁板料是，下偏差的值；通过表格可有△=0.2mm。c-=0.5=从而可有条料的宽155.10-0.10mm。进行冲压时，进距的尺寸h=28+4=32mm图3绘制出来毛坯的排样：结合前面的分析，利用级进模冲制图2-1中的零件，需要分成6个工位完成：第一工位：导正孔二：切边；三：切边；四：弯曲五：空步。六：落料对原料的利用效率进行计算，每一个步距之中，进行冲裁的面积A：A≈1535.2mm2那么可算出，每一个进距之中，原料的利用效率：≈(3890.8)/155.1x32=79.4%4、模具总体结构设计图4.1即为模具的装配图，想要确保模具的精度，设置了后置导柱类型模架。进行生产时条料的精度通过送料部件进行定位，并设计导正销来完成精确定位。工位2对零件的外部轮廓进行冲裁，因零件的外部轮廓相对简单，在相同部件的外部轮廓冲裁无需分解在两个工位完成，这样设计，不仅让凹、凸模的生产更方便，同时又确保了凹、凸模的强度。在工位1中的冲裁加工，不仅实现了工件外部轮廓的冲裁加工，同时实现了侧刃定距，完成了条料的粗定位。在朝下进行冲压时，工件的两边在凸、凹模的运动下，实现90°弯勾成形。在最后弯曲制件利用冲裁所用的凸模同条料分开，通过凹模的孔向下落。设计的卸料部件为弹压卸料板。卸料板在使用期间受到较大的压力，所以与板料进行直接接触的位置，需要设置合金镶块，用Cr12MoV原料制作，满足58~60HRC要求，定位通过销钉与若干个螺栓完成。4.1条料定位装置在进程冲压加工时，通过送料设备完成定距，可以让原料的输送稳定性更高，不过从另一方面来说，原料的消耗也增加，另外模具的加工与维修也更困难。图4-1装配示意图4.2出料装置前面确定了卸料的类型为性卸料板，通过橡胶的弹性来完成卸料，经过卸料螺钉的杆部，在固定凸模的模板与卸料模板之间进行安装。导正销同导正孔间，设置合理的间隙，如此导正销将不会卡在导正孔之中，若想要让导正销不卡在导正孔之中，在局部设置卸料块和橡胶，通过橡胶的弹性来完成卸料。这样设计可以让凸包、切边与切断的废料都通过凹模的下方排除，冲压件在模具的终端朝着斜面下落。4.3模具结构特点利用成形的侧刃进行切边完成定距，将工件的外部轮廓局部冲制，要将料头与料尾最大化利用。想要让送料更方便，在对外部轮廓进行冲切时，零件与零件之间需要预留一定的搭边，在完成冲弯之后，将其切除，在成形之后，工件通过凹模的终端部分自行滑下。4.4模具工作过程把剪裁完成的条料，其宽155.1mm置于下模处，利用成形的导正销完成定位。第一步：上模朝下运行，在橡胶弹性之下，卸料板将坯料压住，进行凹、凸模切边工作，实现废料切除工序；第二步：上模朝上运行，利用人工将条料输送一步，上模朝下运行，实现凹、凸模的冲制工作，在下模的下漏料孔位置，废料排除；第三步：上模朝上运行，利用人工将条料输送一步，上模朝下运行，定位通过导正销完成，凸、凹模实现弯曲；第四步：上模朝上运行，利用人工将条料输送一步，上模朝下运行，通过凸、凹模来实现切断工作，切断工序完成，在下模的下漏料孔位置，废料排除，与此同时冲压件在终端位置落下，实现冲压。PAGE22五、模具零件的设计与计算5.1凸、凹模刃口尺寸的计算5.1.1.凸、凹模间隙的选择设计的凸、凹模间隙值直接影响冲压件的品质，模具的使用寿命以及冲压的力，此间隙值是模具设计与冲压生产中重要的工艺参数。结合制件所用原料，与原料的厚，翻看资料中表2.4，将冲裁刃口初始的间隙值确定：，。进行压弯时，凸、凹模的间隙值，需要结合原料的特性，料厚以及制件的高与宽来确定，间隙的单边值取值区间在，此处定为C=1.0mm。在设计时，要确保模具闭合时，坯料压靠完全，这样可以确保制件的品质与精度。5.1.2.凸、凹模刃口尺寸计算模具刃口的精度直接影响冲压零件的精度，另外间隙值也是通过模具刃口的冲裁来确保。所以模具设计时，需要对刃口尺寸进行合理设计。（1）进行切边时，凸、凹模的刃口规格本次设计的零件，有较为复杂的切边形状，原料厚度小，想要确保凹、凸模间间隙值的合理，需要利用匹配的制作方式来对凹、凸模进行加工。凸模先制作出来，接着以此匹配制作凹模，刃口的制作可以通过成形磨削来完成。工位1结合工件切边的构造，在图4-1可见，对于没有公差标注的部分，要满足IT10级。凸模在摩擦损坏之后，尺寸减小的标记成A类，那么，，φ8mm上式之中，—凸模的加工公差，=mm=mm=mm=mm此工件中，切边凹模刃口部分的规格结合凸模的规格进行匹配，确保间隙的双边值满足。5.2凸、凹模的设计5.2.1.凸模的结构和固定形式因冲裁件有不同的结构与规格，冲模是生产方式与匹配工艺都有差异，因此在真正制作期间，凸模的构造类型也有多种。进行冲裁生产时，凸模的形状大多通过制件的形状来确定，使用直身、加强型的构造均可。其固定有这些方式：台肩、铆接以及螺钉与销钉，有些也用粘结剂进行浇注法来固定。本次模具设计，用圆形与方形两类凸模，用原料CR12MOV钢制作，进行淬火满足HRC55-58要求，有时表面需要进行渗氮加工。若凸模为圆形，大多用精度高的外圆磨床进行制作，若凸模为异形，利用慢走丝线进行切割制作或者利用成形磨削制作。在模具对零件制作成形时，表面的精加工即可以通过成形磨削来完成，不仅可以得到较高的精度，同时表面的品质更高。固定凸模的方式，在5-10可见：利用过渡匹配（K6），将凸模在其固定模板上进行固定，顶端部分将成为台肩，便于固定，同时确保零件在出件时不易被拉出，生产更稳定。图5-105.2.2.凸模长度的确定结合模具的构造来对凸模运行部分的长进行确定，正常不可设置过长，不然在进行纵方向的弯曲时，凸模缺乏稳定性。让模具间隙不匀称，冲制的产品品质与精度都无法满足要求，严重的会折断凸模。结合模具构造的类型，可以这样来算出凸模的长上式之中，—凸模长（mm）； —固定凸模的模板厚（mm），此处定H1=18mm—用来卸料的模板厚（mm），此处定H2=25mm；—用来导料的模板厚（mm），此处定H3=0；—其它长度（mm）。重点对凸模到达凹模的深进行考虑，若为冲裁的凸模，则取2mm，若为压弯的凸模，制件弯曲的高为5.2mm，另外还需要考虑模具关闭期间，卸料模板至凸模固定板制件，安全尺寸，此处定为10mm。确定的数据放进上式：进行冲裁时，凸模的长L=80mm进行压弯时，凸模的长L=74.5mm5.2.3.凸模的强度计算在进行冲裁时，凸模会受到很大的压力，在进行卸料时，还要受到拉应力的作用。所以，进行一次冲裁加工，应力就是拉伸与压缩不停的反复变化。在对凸模进行设计时，要确保其强度合理，因此无需对其进行验证。结合本次设计的U型支架的特性，有些凸模的端面不大，所以需要对端面不大的凸模强度进行验证，要验证的有其抵抗压力的能力与抵抗弯曲的能力。（1）验证凸模计算凸模端面最小位置，其承受能力，需要让冲裁的力不超过端面需用的压应力。结合表2-9，制件所用原料为Q235，其中凸模相对直径的最小值为（）0.61～0.85，另外凸模的刃口部分，壁厚最小为1.2mm，,因此可知，凸模设计的合理。（2）验证失稳弯曲的应力在中心轴方向压力之下，凸模确保稳定的长度与导向相关，导向是利用卸料模板来完成，此时凸模长度最大可以这样来算出：上式之中，—凸模允许长度的最大值（mm）；—凸模所用原料的弹性模量，此处定为；—凸模或是凸包处的直径（mm）；—制件所用料的厚度（mm）；—制件所用原料的抗剪强度（），原料为Q235，那么这里对凸模的直径5进行验证，把已知数据放进等式之中，可有：L=129mm因此超过凸模的长，设计合理，保护套无需添加。5.2.4.凹模结构形式设计在设计时，凹模的制作用整体加工，想要让设计，维修与加工更方便，压弯加工所用的凹模的构造为镶拼类型，将其在凹模孔内进行嵌入，固定通过螺丝来完成，凸、凹间间隙的值即为料厚的值。进行压弯的凸模，其头部设置成圆弧的角（R=1），可以防止在进行压弯时，制件的摩擦。在进行直角弯曲时，凹模与折弯线靠近，设置校正筋一条，其构造在图5-11可见，让压弯的制件在根部产生塑性形变，让回弹减小，确保弯曲角。凹模所用原料与凸模一致，用CR12MOV钢制作，进行淬火，实现硬度。进行冲裁加工时，凹模刃臂的类型可见图5-12，在内壁不厚的冲裁模具中合适。通常可以用电火花来完成凹模的穿孔加工。5.2.5.凹模结构尺寸的确定在设计凹模时，需要主要凹模的强度，生产方式，制作精度等。特别是凹模的规格，在设计时需要与零件规格一起来分析。凹模的生产精度直接影响零件的品质，所以需要对凹模外部轮廓的品质进行分析。在设计凹模厚与外部轮廓尺寸时，需要分析凹模所承受的冲裁力，要让凹模在生产时不能出现破损与形，凹模的强度在合理范围内。进行冲裁时，凹模不仅承受冲裁的力同时也承受水平方向的力，因凹模的构造有多种类型，受力相对复杂，尤其是在构造复杂的冲裁工件中，凹模强度的确定就更复杂。所以在正常生产时，大多通过制件的外部尺寸、所用原料的厚以及冲裁的力来对凹模强度进行估算。可以这样来计算结构尺寸：（1）凹模的壁厚结合文献[10]其中的表14-5来对凹模的壁厚进行选取。分析排样图2-3，可知冲裁制件的长150.68mm，原料的厚2mm，结合文献[10]其中的表14-5确定b=32mm。（2）凹模的厚：结合冲裁的力F来对凹模的厚进行确定可以这样算出冲裁的力：上式之中，L—制件周边的长（mm）；t—料厚（mm），t=2mm；t—原料抵抗裁剪的强度（MPa），τ=350MPa；K—相关系数。分析模具刃口磨损情况，间隙的波动值，所用原料力学方面性能，以及原料的厚等，来对K进行确定，大多取K=1.3。将整个冲压生产中，冲裁周边长算出L=1304.6mm，将已知数据放入等式之中：结合参考文献[10]，来对凹模的厚进行确定h=30mm。；（取）（3）算出凹模外部轮廓的尺寸结合排样图以及凹模的厚与壁厚，来对凹模的外部轮廓尺寸进行确定：L=480mm；B=210mm；即可算出凹模外部轮廓的规格。（4）凹模刃壁的高与凹模平面相互垂直的刃壁，它的高h0可以这样算出：所用原料的料厚t≤3mm，h0=3mm；所用原料的料厚t>3mm，h0=t；此处确定h0=3mm。（5）设计凹模的镶块规格凹模的规格，在零件图中进行了标注。5.3模板的设计级进模的标准模板有包含卸料板，固定板以及上、下模板，在这其中，最重要的三块模板有卸料模板、固定模板以及凹模板，是每一套级进模中不可缺少的。在此模具之中，凸模通过其固定板进行固定，设计的卸料板，不仅可以卸料，压料，另外有导向的用途。前面已经分析了凹模的模板，不仅可以用来做凹模的刃口，同时可以在上面进行镶拼，装上镶块。在设计级进模时，让位的设计也是很重要的。正常在弯曲或者是成形工位之后，需要设置让位，要让位充分的话，不仅要分析静态让位，另外要分析的还有动态让位[11]。在本次设计中，在凹模的模板上直接设置槽，进行让位，在零件成形之后，通过凹模后端的斜面位置滑出，确保送料的顺利进行。前面已经分析了凹模的外部轮廓冲裁，本模具中，其它部件的尺寸确定如下：固定凸模的模板规格：设计的上垫板规格:设计的下垫板规格:卸料模板的规格:设计的上模板规格:设计的下模板规格:从而可算出模具关闭的高：H闭合=222.5mm5.4卸料橡胶的选用将卸料的力先算出，结合文献[8]其中表2-15，可有与卸料力相关的系数，那么：（1）按照模具的构造，将橡胶暂定为8根，每一根橡胶承担的卸料的力：（2）翻看文献[12]其中表10-1，并结合模具构造的规格，将所用橡胶的规格暂定为：橡胶的钢丝的直径与中径以及节距依次是d=2mm，D2=12mm，t=4.28mm，橡胶在工作时，负荷的极限为Fj=188N，其高度的自由值h0=40mm，圈数有效值n=8.5，使用负荷极限的形变量hj=17.3mm，打开的长L=396mm。[将其进行标记：2×12×40]（3）算出预压的量。通过Fj=188N，hj=17.3mm，分析卸料的稳定性，将预压的量定为h1时，可有压力150N，从而：（4）对所用橡胶进行检查，查看其压缩量的最大值是否符合要求：进行冲裁时，所用卸料板运行的行程h2=6.2mm;分析凸模，确定其修模的量h3=4mm;所用橡胶产生的预压量是h1=14.4mm；那么橡胶压缩量合计为：h1+h2+h3=14.4mm+6.2mm+4mm=24.6mmhj=17.3mm<24.6mm，从分析可知，确定的橡胶不符合要求。因此将橡胶钢丝直径，中径以及节距进行修改，确定为d=3.0mm，D2=18mm，t=6.13mm，橡胶在工作时，负荷的极限为Fj=388N，其高度的自由值h0=45mm，，圈数有效值n=6.5，使用负荷极限的形变量hj=18.2mm，打开的长L=482mm。[将其进行标记：橡胶3×18×45]所用橡胶产生的预压量是：那么橡胶压缩量合计为：h1+h2+h3=7.0mm+6.2mm+4mm=17.2mmhj=18.2mm>17.2mm，分析可知，此处确定的规格是合理的。5.5其它零件的设计在级进模用于生产时，某些辅助零件在模具制造期间有着重要的作用。本次级进模的设计中，针对导正销进行的设计进行介绍。在设计该级进模时，定位利用导正销来完成，很好的确保了制件的精度。设计导正孔时要特别注意导正孔位置的控制。六、冲压设备的选用结合本次设计的零件，在冲压生产中的性能，需求量的大小，制件的构造，精度要求来确定生产所需的设备。开式曲柄类型的压力机尽管刚度不高，不过制作成本小，并且可以从三个方向进行操控，在构造不大的冲裁、弯曲件的制作中使用较多。闭式曲柄压力机有较好的刚度与精度，操控从两个方向来完成，在结构较大的冲裁件中使用较多。双动曲柄压力机设置有滑块两个，压边不仅稳定并且可以调整，在结构复杂，大型的拉深制件中使用较多。分析之后，确定本次零件的制作用开式曲柄压力机完成。6.1冲压力的计算本次设计的级进模，其卸料为弹性，出料类型为下出料。结合4.2节-4.4节中的分析可知：F冲=154.6KN；F卸=0.05*154.6=7.7KN翻阅书籍[8]其中表2-15，可有推件力相关的系数，可以这样来算出推件的力：卸料力 推荐力生产时的弯曲力，即自由和校正两个弯曲力的和。可以这样来算出：在对弯曲进行校正，校正所需的弯曲力要超过自由弯曲的力，从而的计算可省去。的值与压力调节相关，结合经验进行确定因此，F总=376.3+18.8+67.7+5=467.8KN所选压力设备公称的压力要超过。6.2压力机从上面冲压力的分析，将压力设备暂定为开式双柱可倾压力机，其具体型号是J23-63，相关参数下面详细介绍：设备J23-63公称的压力630KN设备J23-63滑块的行程120mm闭合高度的最大值200mm;装模高度的最大值300mm;连杆可以调节的值55mm;设备J23-160工作台规格800ⅹ500模柄孔的规格（半径深）;R20ⅹ60滑块的中心位置到床身的中心间隔尺寸160mm;从4.3节可知：模具关闭时的高H闭合=228mm从而，选用的压力设备模具安装的高和模具关闭的高要满足下面不等式：此处定为H闭合=222.5mm：，如此设计可以防止连杆调节的长度太大，螺纹接触区域太小被压坏。七、压力中心的计算模具压力的中心就是进行冲裁加工时合力的作用点或者各个工序吃冲压力合力的作用点。若某个模具之中，压力的中心与所用设备滑块的中心不同，进行冲压时，将会出现偏载，让模具与滑块磨损严重，减小模具与设备的使用寿命。所以，在设计时，需要将冲压时压力的中心算出，同时尽量让压力的中心重合于模柄轴心的线；如果冲压制件有较特殊的形状，考虑到模具的构造，不适合让压力的中心重合于模柄轴的中心线，需要让压力的中心偏离的程度在设备所用模柄投射的区域间，通过解析法，来对冲压模中压力的中心进行确定。7.1计算步骤（1）完成平面处直角坐标系的建立（2）将每一个图形中压力的中心至坐标轴的间距算出来x1、x2、x3、…xn与y1、y2、y3、…yn；（3）把（2）中算出的数据，放入到下面等式之中，可算出压力中心的坐标（x0,y0）。

7.2确定压力的中心结合设计的排样图以及每一个工位处于模具中的位置，完成直角坐标系的建立。通过计算，可知压力中心的坐标是。把前面算出的每一个工位处冲压的力在图7-1上进行标注，所以在该坐标系之中，压力中心的坐标可确定（294.25，0）。真正生产时，冲压模具的压力中心在生产期间可能产生变化，在实际生产中，可能出现冲模压力中心在加工过程中发生变化的情况，有时冲压制件有较特殊的形状，考虑到模具的构造，不适合让压力的中心重合于模柄轴的中心线，此时压力中心的偏离不可超过压力设备许用区间。总结作为模具制造的源头，模具设计的成本在整个模具设计中仅占一成，然而却直接影响模具的制造成本。因此，设计者在设计时，需要完善模具的构造，不仅要考虑模具制造的成本，生产的效率，同时要易于维修。不过在实际生产期间，不可完全按照设计进行，因此模具生产流程较多，实际遇到的问