机芯自停连杆冲裁、弯曲级进模设计_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
36页免费38页免费35页免费4页¥2.004页¥2.00 1页¥0.5033页3下载券8页免费4页免费9页免费
喜欢此文档的还喜欢39页2下载券34页7下载券45页2下载券35页免费29页免费
机芯自停连杆冲裁、弯曲级进模设计|机​芯​自​停​连​杆​冲​裁​、​弯​曲​级​进​模​设​计
把文档贴到Blog、BBS或个人站等：
普通尺寸(450*500pix)
较大尺寸(630*500pix)
你可能喜欢当前位置： >>
洛阳理工学院毕业设计(论文)弯板支架冲孔弯曲模设计摘要本文介绍的是弯板支架冲孔弯曲级进模，该模具实例结构简单实用，使用方 便可靠。首先根据工件图算工件的展开尺寸，再根据展开尺寸算该零件的压力中 心，材料利用率，画排样图；其次依据凸、凹模不同的制造方法和冲裁工艺方案 计算出凸、凹模的刃口尺寸；计算冲压力，选择冲压设备；根据零件的几何形状 要求和尺寸的分析，进行凸、凹模结构设计,最后总体设计。当所有的参数计算 完后，对模具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行分析。 在设计过程中除了设计说明书外，还包括模具的装配图，非标准零件的零件图。关键词：弯曲；级进模 ；冲压 关键词I洛阳理工学院毕业设计(论文)AbstractThis article introduces is the angle iron support punch holes bending concatenation-mould membrane. This mold example structure is simple. The easy to operate is reliable. First launches the size according to the work piece graphic calculation work piece. Again acts according to launches the size to calculate this components the center of pressure. Material use factor, flowered Next basis convex-concave mold different manufacture method and the blanking craft plan calculates the convex-concave cutting edge size,computation ramming strength,choice ramming equipment. According to components geometry shape request and size analysis, carries on the convex-concave mo finally system design. After all parameters calculate, to mold assembly plan, carry on the analysis to the major parts design and the matching requirement. In design process besides design instruction booklet, also includes the mold the assembly drawing,non-standard letter detail drawing.Keywords: bending, concatenation-mould, pressingII洛阳理工学院毕业设计(论文)目前录言...……….……….……………………………………………………………1第一章 冲裁弯曲件的工艺设计…………….………………..………………..3 第二章 确定工艺方案及模具的结构形式……………...……...……………4 第三章 模具总体结构设计…………………...…...……………………………5 第四章 模具设计工艺计算………………...…..……...………………………..64.1 4.2 计算毛坯尺寸 …………………………………………………………...…..6 排样、计算条料宽度及距的确定……………………………………….......8 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.3 4.2.5 排样..……………………………………………………………………8 搭边值的确定…....……………………………………………………..8 条料宽度的确定..…....……………………………………………..…..9 送料步距的确定.…...……………………………………………..…..10 材料利用率的计算………………………………………………...….11第五章 冲裁力的计算……………………..……………………………………125.1 5.2 计算冲裁力的公式………………………………………………………….12 总的冲裁力、卸料力、推件力、顶件力、弯曲力和总的冲压力……….12 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 总的冲裁力……………………………………………………………13 卸料力 FQ 的计算……………………………………………………..13 推料力 FQ1 的计算……………………………………………………14 顶件力 FQ2 的计算………………………………………………….....14 弯曲力 FC 的计算……………………………………………………...14 总冲压力的计算……………………................................................. ..16第六章 模具压力中心与计算............................................................................17 第七章 冲裁间隙的确定…………………………………………….…………18III洛阳理工学院毕业设计(论文)第八章 刃口尺寸的计算……………..………………………………...………208.1 8.2 8.3 8.4 8.5 刃口尺寸计算的基本原则………………………………………………….20 刃口尺寸的计算…………………………………………………………….21 计算凸、凹模刃口的尺寸………………………………………………….21 冲裁刃口高度……………………………………………………………….23 弯曲部分刃口尺寸的计算………………………………………………….23 8.5.1 8.5.2 最小弯曲半径…………………………………………………………23 弯曲部分工作尺寸的计算……………………………………………24第九章 主要零部件的设计…………..………………………………………..289.1 工作零件的设计………….……………….………………………………...28 9.1.1 9.1.2 9.1.3 9.1.4 凹模的设计…………………………..………………………………28 冲孔凸模的设计………………………..……………………………30 弯曲凸模的设计………...………………………………………… ..31 凸凹模的设计…………...………………………………………… ..319.2 模架及其他零部件的设计…..……………………………………………...33 9.2.1 9.2.2 9.2.3 上下模座……………..……………………………………………....33 模柄……………………..…………………………………………....33 模具的闭合高度…………..………………………………………....34第十章 模具总装图……………………………………………………………..35 第十一章 压力机的选择 …...…………………………………………………37 总结……………………………………………………………...…………………..38 致谢…………………………………………..……………………………………..39 参考文献...................................................................................................................40 附录……………………………………..…………………………………………..41 外文翻译……………………………………….…………………………………..42IV洛阳理工学院毕业设计(论文)前言改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断 增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、 小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的 需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生 产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率 的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具 生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料， 实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员 没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件 与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加状 比 较 复 杂 的 零 件 制 品 ；容 易 实 现 生 产 的 自 动化 的 特 点。 冷冲模是实现冷冲压加工中必不可少的工艺设备，没有先进的模具技术， 先进的冷冲压工艺就无法实现。众所周知，产品要具有竞争能力，除了应具有 先进技术水平、稳定的使用性能、结构新颖、更新换代快等特点外，还必须具 有价格竞争优势。这就需要采用先进、高效的生产手段，不断降低成本。要达 到上述目的，途径是多方面的，模具就是其中的重要因素之一。它的重要性早 已为国内外所重视，并为工业发达国家的发展过程所证实。在美、日等工业发 达国家，模具工业年产值，早已超过机床工业。在模具工业中，冲模占的比例 很大，由此可以看出冷冲压与冲模在国内外生产中的重要地位。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冷冲压工艺和模具技术 也不断创新与发展，主要表现在以下几个方面： 1)工艺分析计算方法现代化。采用有限变形的弹塑性有限元法，对复杂成 形件成形过程进行应变分析的计算机模拟，可以预测某一工艺方案对零件成形 的可能形和会发生的问题，将结果显示在图形终端上，共设计人员进行修改和 选择。这样，不但可节省模具试制费用，缩短新产品的试制周期，而且可以逐1洛阳理工学院毕业设计(论文)步建立一套能结合生产实际的先进设计方法，既促进了冷冲压工艺的发展，也 使塑性成形理论逐步达到对生产实际的指导作用。这一工作国内已开始研究和 应用。 2）模具设计与制造技术现代化。为了产品的更新换代，缩短模具设计与制 造周期，工业发达国家正在大力发展模具计算机辅助设计与制造（CAD/CAM） 的研究， 并已在生产中应用。 采用这一技术， 一般可提高模具设计制造效率 2~3 倍。发展这一技术，最终是实现模具 CAD/CAM 一体化。当前国内部分企业对 引进的软件经过二次开发，已逐步应用到模具生产中。应用这一技术，不仅可 以缩短模具制造周期，还可以提高模具质量，减少设计和制造人员的重复劳动， 使设计者可以把精力用在创新开发上。 3）冲压生产机械化与自动化。为了满足大量生产的需要，冲压设备由低速 压力及发展到高速自动压力机。国外还加强了由计算机控制的现代化全自动冲 压加工系统的研究与应用，使冲压生产达到高度自动化，从而减轻劳动强度和 提高生产效率。 4） 为了满足产品更新换代和小批量生产的需要， 发展了一些新的成形工艺、 简易模具、数控冲压设备和冲压柔性制造技术等。这样，就使冲压生产既适合 大量生产，也适合小批生产。 5）不断改进板料的冲压性能。目前世界个先进工业国不断研制出冲压性能 良好的板料，以提高冲压成形能力和使用效果。2洛阳理工学院毕业设计(论文)第一章 冲裁弯曲件的工艺分析冲裁件的工艺性是指该工件在冲裁加工中的难易程度。图 1-1 零件图如图 1—1 所示零件图。 制件名称：弯板支架 材料厚度：2mm 年产量：10 万件 材料: 10 10 钢,表示平均ωc=0.1%的优质碳素结构钢，正火后，σb≥335MP。 该材料，冷塑性变形能力好，常用来制作受力不大、韧性要求高的冲压件。 该制件材料为优质碳素结构钢，较利于弯曲。 尺寸精度：零件图上的尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按 IT14 级确定 工件的公差。+ 经查公差表，各尺寸公差为：? 50 0.30 ; 540 0.74 ; 400 0.62 ? ?两孔的位置公差为： 20±0.15 工件结构简单，形状对称，需冲孔、落料、弯曲三道基本工序制成，尺寸 精度和表面粗糙度要求一般。3洛阳理工学院毕业设计(论文)第二章 确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析，其基本工序有冲孔、落料、弯曲三道基本工序，按 其先后顺序组合，可得如下几种方案; (1) 落料——弯曲——冲孔；单工序模冲压 (2) 落料——冲孔——弯曲；单工序模冲压。 (3) 冲孔——落料——弯曲；复合模冲压。 (4) 冲孔——落料——弯曲；连续模冲压。 方案（1） （2）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内 完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生 产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。 方案（3）制造精度和生产效率较高，但是定位精度低于方案（4）. 方案（4）只需要一套模具，提高了生产率，有利于实现生产的自动化，模 具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，但是模具使用寿命长，有利于大批量 生产。 通过对上述四种方案的综合比较， 选用方案 （4） 为该工件的冲压生产方案。4洛阳理工学院毕业设计(论文)第三章 模具总体结构设计3.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用冲孔、落料、弯曲级进冲压，所以模具类型为 级进模。3.2 定位方式的选择因为该模具采用的是条料，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挡料块定距。3.3 卸料方式的选择因为工件料厚为 2m，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性卸料装置， 采用模具的顶杆卸料。3.4 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整和送料，该级进模采用对角 导柱的导向方式。5洛阳理工学院毕业设计(论文)第四章 模具设计工艺计算4.1 计算毛坯尺寸 计算毛坯相对弯曲半径为：R/t=5/2=2.5&0.5 式中：R——弯曲半径（mm） t——材料厚度（mm） 由于相对弯曲半径大于 0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先 求变形区中性层曲率半径 ρ ρ=r+kt 式中：r—弯曲件内层的弯曲半径 t—材料厚度 k—中性层系数表 4—1 板料弯曲中性层系数 r/t 0.1 0.30 0.2 0.33 0.29 1.5 0.45 0.44 0.25 0.35 0.31 1.8 0.46 0.45 0.3 0.36 0.32 2 0.46 0.45 0.4 0.37 0.35 2.5 0.458 0.460 0.5 0.38 0.37 3 0.464 0.473 0.6 0.39 0.38 3.75 0.470 0.475 0.8 0.41 0.40 4 0.472 0.476 1.0 0.42 0.41 4.5 0.474 0.478(4—1)k1 k2r/t 0.23 1.2 0.43 0.42k1 k2注：k1 适用于有顶板 V 形件或 U 件弯曲,k2 适用于无顶板 V 形件弯曲。 查表 4—1，k=0.458 根据公式 4—1 ρ= r+kt =5 + 0.458 x 2 =5.916mm6洛阳理工学院毕业设计(论文)图 4—1 计算展开尺寸示意图根据零件图上得知，圆角半径较大（R&0.5t） ，弯曲件毛坯的长度 公式为： L=L1+L2+L3+π(r+kt) 式中：L—弯曲件毛坯张开长度 （mm） 圆弧部分弧长: 在图 4—1 中： s=5.916 x π/2 L=54+2x24-4x(r+2)+2s=92.6 根据计算得：工件的展开尺寸为 40x92.6 如图 4-2 所示 s=ρa (4—3) (4—2)图 4—2 尺寸展开图7洛阳理工学院毕业设计(论文)4.2 排样、计算条料宽度及步距的确定 排样、4.2.1 排样 根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样 三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混 合排、多排和冲裁搭边法等多种形式。 采用少、无废料排样法，工件与工件之间，工件与条料之间存在较少或没 有搭边，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模 具结构，降低冲裁力。有废料排样时，工件与工件之间。工件与条料边缘之间 都有搭边存在，冲裁件质量较容易保证，并具有保护模具的作用，但材料利用 率低。 根据设计的零件的两个孔均有位置公差无要求，所以采用无废料直排法。图 4-3 排样图4.2.2 搭边值的确定 排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭 边的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的制件；保证条料有一定的刚度，便 于送料；能起到保护模具的作用，以免模具过早地磨损而报废。搭边过大，浪 费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还 有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命，或影响送料工作。 搭边值通常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表 4—2 搭边 a 和 a1 数值 圆件及圆角 r＞2t 的工件 矩形工件边长 L≤50mm 矩形工件边长 L＞50mm8洛阳理工学院毕业设计(论文)材料厚度 工件间 a1 ≤0.25 ＞0.25~0.5 ＞0.5~0.8 ＞0.8~1.2 ＞1.2~1.6 ＞1.6~2.0 ＞2.0~2.5 ＞2.5~3.0 ＞3.0~3.5 ＞3.5~4.0 ＞4.0~5.0 ＞5.0~12 1.8 1.2 1.0 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 0.6t 沿边 a 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.5 0.7t 工件间 a1 2.2 1.8 1.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 沿边 a 2.5 2.0 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t或 r≤2t 的工件 工件间 a1 2.8 2.2 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 沿边 a 3.0 2.5 2.0 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃 口磨损表 4—2 给出了钢（WC 0.05%～0.25%）的搭边值。 对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数： 中等硬度钢（WC0.3%～0.45）0.9，硬钢（WC0.5%～0.65%）0.8 硬黄铜 1～1.1 ， 硬铝 1~1.2， 软黄铜、 纯铝 1.2， 其他铝 1.3~1.4 非金属 1.5~2 根据排样的方式，可以确定此零件不需要搭边值。故两制件之间的搭边值 a1=0,侧搭边值 a=0.4.2.3 条料宽度的确定 计算条料宽度有三种情况需要考虑； 1 ○有侧压装置时条料的宽度。 2 ○无侧压装置时条料的宽度。 3 ○有定距侧刃时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。 采用无侧压装置的模具，使条料始终沿着导料板送进。9洛阳理工学院毕业设计(论文)条料宽度公式： 0 B=（L+2a）-△ （4—4）其中条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差为-△，见表 4-3 条料宽度偏差。 L——制件垂直于送料方向的基本尺寸。 a——侧面搭边值。 查表 4—3 条料宽度偏差为 0.6 根据公式 4 —4 0 B=（L+2a）-△ =（40+2x0） =40 ? 0 .6条料宽度公差(mm) 表 4—3 条料宽度公差(mm) 条料宽度 B/mm ～50 &50~100 &100~150 ～1 0.4 0.5 0.6 材料厚度 t/mm &1~2 0.5 0.6 0.7 &2~3 0.7 0.8 0.904.2.4 送料步距的确定 送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲 一个或多个零件。条料宽度的确定与模具的结构有关。 进距确定的原则是， 最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值; 最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙 送料步距 S S = Dmax + a1 Dmax — 制件平行于送料方向的最大尺寸。 a1 — 两工件之间的搭边值。 S= 92.6 mm (4—5)10洛阳理工学院毕业设计(论文)4.2.5 材料利用率的计算 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合 理利用材料的重要指标。 一个布局内的材料利用率 η＝Ａ/BS×100% 式中 A—一个步距内冲裁件的实际面积； B—条料宽度； S—步距； （4—6）A 40 × 92.6 ? π × 2.52 η= = = 98.9% BS 40 × 92.611洛阳理工学院毕业设计(论文)第五章 冲压力的计算5.1 计算冲裁力的公式计算冲压力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力 机的吨位必须大于所计算的冲压力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其 冲裁力 F 一般可以按下式计算： Fp =KLtτ （5—1）式中Fp——冲裁力(N); τ——材料抗剪强度，见附表（MPa） ； L——冲裁周边总长（mm） ； t——材料厚度（mm）;系数 K 是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化 或分布不均） ，润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全 系数 K，一般取 1~3。当查不到抗剪强度 τ 时，可以用抗拉强度 σb 代替τ，而 取 K=1.3 的近似计算法计算。 根 据 常 用 金 属 冲 压 材 料 的 力 学 性 能 查 出 10 钢 的 抗 剪 强 度 为 220 ～ 340(MPa)，取 τ=300(MPa)5.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力之和为总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括 F——总冲压力; Fp——冲裁力; FQ——卸料力;12洛阳理工学院毕业设计(论文)FQ1——推料力; FQ2——顶件力; FC——弯曲力. 根据常用金属冲压材料的力学性能查出 LY21—Y 的抗剪强度为 280～ 310(MPa )5.2.1 冲裁力： ： Fp = F1 + F2 F1——冲孔时的冲裁力。 F2——落料时的冲裁力。 冲裁时的周边长度为：L=2(πd+b+l )=2×(3.14×5+40+92.6)=296.6（mm） Fp = KtLτ =1.3×2×296.6×300 ≈231.35(KN) 冲裁力： Fp=F1+F2=231.35(KN) (5—2)卸料力、 表 5—1 卸料力、推件力和顶件力系数 料厚 t/mm ≤0.1 ＞0.1~0.5 钢 ＞0.5~2.5 ＞2.5~6.5 ＞6.5 铝、铝合金 纯铜，黄铜K卸0.060~0.090 0.040~0.070 0.025~0.060 0.02~0.050 0.015~0.040 0.030~0.080 0.020~0.060K0.1推K顶0.14 0.08 0.06 0.05 0.030.065 0.050 0.045 0.025 0.03~0.07 0.03~0.09对于表中的数据，厚的材料取小值，薄的材料取大值。 5.2.2 卸料力 FQ 的计算 FQ=K 卸 Fp 查表 5—1 得 K 卸＝0.025~0.06，取 K 卸＝0.06 (5—3)13洛阳理工学院毕业设计(论文)根据公式 5—3FQ=K 卸 Fp ＝0.06×231.35 ≈13.88(KN)5.2.3 推料力 FQ1 的计算 FQ1= K 推 Fp K 推——推料力系数。 查表 5—1 得 K 推＝0.05 根据公式 5—4 FQ1= K 推 Fp =0.05×231.35 ≈11.57(KN) 5.2.4 顶件力 FQ2 的计算 FQ2= K 顶 Fp K 顶——顶件力系数。 查表 5—1 得 K 顶＝0.06 根据公式 5—5 FQ2= K 顶 Fp =0.06×231.35 ≈13.88(KN) (5—5) (5—4)5.2.5 弯曲力 FC 的计算 影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量；弯曲件的形状和尺 寸；模具结构及凸凹模间隙；弯曲方式等，因此很难用理论的分析法进行准确 的计算。实际中常用经验公式进行概略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压 设备的理论。 1）自由弯曲力的计算 ? 形弯曲件的经验公式为： Fz=0.7KBt2σb/γ+t Fz——自由弯曲力； ； B——弯曲件的宽度（mm） (5—6)14洛阳理工学院毕业设计(论文)t——弯曲件材料的厚度（mm） ； γ——内弯曲半径（等于凸模圆角半径） （mm） 。 σb——弯曲件的抗拉强度(MPa)(查机械手册 σb=335(MPa)。 K——安全系数，一般取 1.3. 根据公式 5—6 Fu=0.7KBt2σb/(γ+t) =0.7×1.3×40×22×335/(5+2) ≈6.97(KN) 2）校正弯曲的弯曲力计算 为了提高弯曲件精度，减小回弹，在弯曲的终了阶段对弯曲件的圆角及 直边进行精压，称为校正弯曲。校正弯曲的弯曲力计算公式为： Fj=qA 式中 Fj——校正弯曲力（N） ； q——单位面积上的校正力（MPa） ，按表 5—2 得 q=30~40Mpa 取 q=30Mpa； A——工件被校正部分的投影面积（mm?） 。表 5—2 单位校正力 q 值 (Mpa)(5—7)材料 ≤1 铝 10~15 15~20 20~30 30~40 Fj=qA材料厚度 t/mm &1~2 15~20 20~30 30~40 40~50 &2~5 20~30 30~40 40~60 50~70 &5~10 30~40 40~60 60~80 70~100黄铜 10、15、20 25、30、35 根据公式 5—7=30×（54×40） = 64.8(KN) 3)对于有顶件或压料装置的弯曲模，顶件力或压料力可近似取弯曲力的 30%～80%。 F 压=80% Fz； =80%×6.9715洛阳理工学院毕业设计(论文)≈5.57(KN) 弯曲力: FC= Fu+ Fj+ F 压 =6.97+64.8+5.57 =77.34(KN)5.2.6 总的冲压力的计算 根据模具结构总的冲压力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC =231.35+13.88+11.57+13.88+77.34 =348.02(KN) 根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机 JH—40.。16洛阳理工学院毕业设计(论文)第六章 模具压力中心与计算模具压力中心是指冲压合力的作用点。为了确保压力机和模具正常工作， 应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑 块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降 低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心，可安以下原则来确定： 1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。 2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重 合。 3、各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出 合力作用点的坐标位置 0，0（x=0,y=0） ，即为所求模具的压力中心。 Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln =(92.6*92.6+40*138.9+92.6*92.6+40*46.3+3.14*5*92.6*2)/(40* 2+92.6*2+15.7*2+40*2+92.6*2) =48.89 Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln =0 压力中心为（48.89 , 0） 如图 6—1 所示：图 6—1 压力中心17洛阳理工学院毕业设计(论文)第七章 冲裁模间隙的确定设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度 满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量、冲裁力、模具 寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到 制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间 隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为 最小合理间隙 Cmin，最大值称为最大合理间隙 Cmax。考虑到模具在使用过程 中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 Cmin。 冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙 影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中， 凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压 应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及 材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了 模具寿命，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一 个非常重要的工艺参数。 根据实用间隙表 7—1 查得材料 10 的最小双面间隙 2Cmin=0.246mm，最 大双面间隙 2Cmax=0.360mm表 7—1 冲裁模初始用间隙 2c(mm) 材料 厚度 08、10、35、 09Mn、Q235 2Cmin 小于 0.5 0.5 0.6 0.7 0.040 0.048 0.064 0.060 0.072 0.092 0.040 0.048 0.064 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 16Mn 40、50 65Mn极小间隙 0.060 0.072 0.092 0.040 0.048 0.064 0.060 0.072 0.092 0.040 0.048 0.064 0.060 0.072 0.09218洛阳理工学院毕业设计(论文)0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 .3.5 4.0 4.5 5.5 6.00.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.400 0.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.0800.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.740 0.880 1.000 1.280 1.4400.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.680 0.780 0.8400.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 0.960 1.100 1.2000.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.780 0.980 1.1400.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 1.040 1.320 1.5000.064 0.090 0.0900.092 0.126 0.126注：取 08 号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的 25%。19洛阳理工学院毕业设计(论文)第八章 刃口尺寸的计算8.1 刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度， 模具的合理间隙也 要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是 设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现： 1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且 落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 2、在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺 寸为基准。 3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模 越磨愈大，结果使间隙越来越大。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则： 1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计 落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基 准，间隙取在凹模上。 2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取 尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差 范围的较大尺寸。这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的制 件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。 3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度 要求过高（即制造公差过小） ，会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期； 如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不合格，会 使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件按国家“配合尺 寸的公差数值” IT14 级处理， 冲模则可按 IT11 级制造； 对于圆形工件可按 IT17～ IT9 级制 造 模 具 。 压 件 的 尺 寸 公 差 应 按“ 入 体 ” 则 标 注 单 项 公 差， 料 件 冲 原 落 上 偏差 为 零，下 偏 差 为 负；冲 孔 件 上 偏 差 为 正，下 偏 差 为 零。20洛阳理工学院毕业设计(论文)8.2 刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加 工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形 状复杂或波板工件的模具。 （mm） 属于薄板零件， 并且两个孔有位置公差要求， 对于该工件厚度只有 2 为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做 好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加 工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造 公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这δp 与δd 就不再受 间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取δ=△/4（精密模具的制造 公差可选 4~6μm） 。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙值很小。而且还可以 放大基准件的制造公差，使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺 寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同 磨损性质的尺寸，这时需要区别对待。 1 ○第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸； 2 ○第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸； 3 ○第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸；8.3 计算凸、凹模刃口的尺寸凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。 1、凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模公式计算，即 +δA Aa=（Amax-x△） 0 （8—1）2、凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模公式计算，因它在凹模上相当 于冲孔凸模尺寸，即 0 Ba=(Bmax+x△)-δA （8—2）3、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为 Ca=(Cmax+0.5△)±0.5δA 为了方便使用，随工件尺寸的标注方法不同，将其分为三种情况：21洛阳理工学院毕业设计(论文)工件尺寸为 C+△时 0 Ca=(C+0.5△) ±0.5δA 工件尺寸为 C-△时 0 Ca=(C-0.5△) ±0.5δA 工件尺寸为 C±△时 Ca=C±δA 式中 Aa、Ba、Ca——相应的凹模刃口尺寸； Amax——工件的最大极限尺寸； Bmin——工件的最小极限尺寸； C——工件的基本尺寸； △——工件公差； δ——工件偏差； x——系数，为了避免冲裁件尺寸偏向极限尺寸（落料时偏向 最小尺寸，冲孔时偏向最大尺寸） 值在 0.5~1 之间，与工件精度有关可查表 ，x 8—1 或按下面关系选取。 工件精度 IT10 以上 工件精度 IT11~IT13 工件精度 IT14 x=1 x=0.75 x=0.5 （8—5） （8—4） （8—3）δA、0.5δA——凹模制造偏差，通常取 δA=△/4。表 8—1 系数 x 非圆形 1 料厚 t(mm) 1 1~2 2~4 ＞4 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 0.17~0.35 0.21~0.41 0.25~0.49 0.31~0.59 0.75 0.5 工件公差△/mm ≥0.36 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.60 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 ≥0.16 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 0.75 圆形 0.5冲孔凸模刃口尺寸计算22洛阳理工学院毕业设计(论文)计算刃口尺寸图 图 8—1 计算刃口尺寸图冲孔凸模的刃口尺寸计算如下： 根据公式 8—2 0 E 凸=(Bmax+x△)-δA =（5.3++0.5×0.3）0-0.016 = 5.50-0.016(mm) 两个冲孔凸模的尺寸是一样的，都为 5.50-0.016(mm) 凹模按凸模尺寸配制，保证双面间隙（0.246～0.360）(mm)8.4 冲裁刃口高度表 8—2 刃口高度 料厚 t 刃口高度 h ≤0.5 ≤6 ＞0.5～1 ＞6～8 ＞1～2 ＞8～10 ＞2～4 ＞10～12 ＞4 ≥14查表 9—1，刃口高度为 h＞8～10(mm),取 h=9(mm) ＞8.5 弯曲部分刃口尺寸的计算8.5.1 最小相对弯曲半径 rmin/t 弯曲时弯曲半径越小，板料外表面的变形程度越大，若弯曲半径过小，则 板料的外表面将超过材料的变形极限，而出现裂纹或拉裂。在保证弯曲变形区 材料外表面不发生裂纹的条件下，弯曲件列表面所能行成的最小圆角半径称为23洛阳理工学院毕业设计(论文)最小弯曲半径。 最小弯曲半径与弯曲件厚度的比值 rmin/t 称为最小相对弯曲半径， 又称为最 小弯曲系数，是衡量弯曲变形的一个重要指标。 设中性层半径为 ρ，则最外层金属（半径为 R）的伸长率外为： δ 外=（R-ρ）/ρ (8—6)设中性层位置在半径为 ρ=r+t/2 处，且弯曲厚度保持不变，则有 R=r+t,固有 δ 外=1/(2r/t+1) 如将 δ 外以材料断后伸长率 δ 带入，则有 r/t 转化为 rmin/t，且有 rmin/t=（1-δ）/2δ 根据公式就可以算出最小弯曲半径。 最外层金属（半径为 R）的伸长率外为： 根据公式 8—7 δ 外=1/(2r/t+1) =1÷（2×2.5÷2+1） =0.286 最小弯曲半径为： 根据公式 8—8 rmin/t=（1-δ）/2δ =（1-0.286）/2×0.286 =1.2&5 8.5.2 弯曲部分工作尺寸的计算 1、回弹值 由工艺分析可知，弯曲回弹影响最大的部分是最大半径处， (8—8) (8—7)r/t=2.5/2=1.25＜5。此处属于小圆角弯曲，故只考虑回弹值。查表 8—3 得,回弹 值为 10，由于回弹值很小，故弯曲凸、凹模均可按制件的基本尺寸标注，在试 模后稍加修磨即可。表 8—3 10 钢材料校正弯曲回弹 材料 r/t 1.6 &1 10 &1~2 -2.20 -20 材料厚度 t(mm) 1.8 -10 0.20 2 0.20 1024洛阳理工学院毕业设计(论文)&2~3-1.20001.202、模具间隙对于 U 形件的弯曲，必须选择合适的模具间隙弯曲 U 形件时，凸、凹模间隙是用调整冲床的闭合高度来控制的适的间隙，间隙过小， 会使边部壁厚变薄，降低模具寿命。间隙过大则回弹大，降低制件精度。 凸、凹模单边间隙 Z 一般可按下式计算： Z=t+?+ct 式中：Z——弯曲凸、凹模单边间隙 t——材料的厚度 ?——材料厚度的正偏差（表 8—4） C——间隙数(表 8—5) 查表得：? =0.15 根据公式 8—4 C=0.05 Z=t+?+ct =2+0.15+0.05×2 =2.25 (mm) (8—9)薄钢板、黄铜板（ 、 、铝 表 8—4 薄钢板、黄铜板（带） 铝板厚度公差 材料 薄钢板 厚度 B 级公差 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 ±0.04 ±0.04 ±0.04 ±0.05 ±0.06 ±0.08 ±0.09 ±0.11 08F C 级公差 ±0.06 ±0.06 ±0.06 ±0.07 ±0.08 ±0.10 0.12 ±0.13 黄铜板（带） H62,H68,HP—1 冷扎带 -0.03 -0.04 -0.07 -0.07 -0.07 -0.08 -0.09 -0.10 冷轧板 -0.03 -0.04 -0.07 -0.07 -0.08 -0.10 -0.12 -0.14 铝板 2A11、2A12 最小公差 -0.02 -0.02 -0.03 -0.04 -0.04 -0.04 -0.04 -0.04 最大公差 -0.04 -0.05 -0.05 -0.12 -0.12 -0.14 -0.17 -0.0225洛阳理工学院毕业设计(论文)1.5 2.0 2.5 3.0 3.5±0.12 ±0.15 ±0.17 ±0.18 ±0.20±0.15 ±0.18 ±0.20 ±0.22 ±0.25-0.10 -0.12 -0.12 -0.14 -0.16-0.16 -0.18 -0.18 -0.20 -0.23-0.10 -0.10 -0.20 -0.25 -0.25—-0.27 -0.28 -0.30 -0.35 -0.36形弯曲件凸凹模的间隙系数 表 8—5 U 形弯曲件凸凹模的间隙系数 C 值 弯 曲 件 高 度 H/mm 10 20 35 50 70 100 150 200 0.05 0.05 0.07 0.10 0.10 0.05 0.05 0.05 0.07 0.07 0.07 0.10 0.10 0.04 0.04 0.04 0.05 0.05 0.05 0.07 0.07 0.03 0.03 0.04 0.05 0.05 0.05 0.07 0.10 0.10 0.15 0.20 0.20 0.10 0.10 0.10 0.15 0.15 0.15 0.20 0.20 0.08 0.08 0.08 0.10 0.10 0.10 0.15 0.15 0.06 0.06 0.06 0.10 0.10 0.15 0.15 0.06 0.06 0.06 0.08 0.08 0.10 0.10 &0.5 0.6～2 2.1～4 B/H≤2L 材料厚度 t/mm 4.1~5 ＜5.0 0.6～2 2.1～4 4.1~7.5 7.6~12 B/H＞2L3、凸、凹模横向尺寸的确定弯曲模的凸、凹模工作部分尺寸确定比较复杂，不同的工件形状其横向工作尺寸的确定方法不同。 工件标注外形尺寸时，按磨损原则应以凹模为基准，先计算凹模，间隙取 在凸模上。 1）凹模深度表 8—6 U 形弯曲件凹模的 m 值材料厚度 t/mm ≤1＞1~2 ＞2~3m 3 4 5材料厚度 t/mm＞5~6 ＞6~7 ＞7~8m 10 15 2026洛阳理工学院毕业设计(论文)＞3~4 ＞4~56 8＞8~1025查表 8—6 得 m=4，则凹模深度 H=24+4+ rd=33 2）凹模尺寸 当工件为双向对称偏差时，凹模尺寸为： Ld=(L-0.5?)+δd0 当工件为单向偏差时，凹模实际尺寸为： Ld=(L-0.75?) +δd0 凸模尺寸均为： Ld=(Ld-2z) +δd0 式中 L——弯曲件的基本尺寸（mm） Lp、Ld——凸模、凹模工作部分尺寸（mm） ?——弯曲件公差 ?p、δd——凸、凹制造公差，采用 IT7~IT9 标准公差等级 2/Z——凸模与凹模的单向间隙 或者凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证单向间隙 Z/2 工件精度等级为 IT14 级，由附录 N 查得 ?=0.74 取模具精度等级为 IT9 级，则 δ=0.016 故 Ld=(54-0.5x0.74) Lp=50 0 0.016 ?+0.016 0 + =53.63 0 0.016(8—10)(8—11)(8—12)27洛阳理工学院毕业设计(论文)第九章 主要零部件的设计设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装 配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、 凹模及外形凸模、内孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件各个内孔的同轴 度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。9.1 工作零件的结构设计9.1.1 凹模的设计 凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模 在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 模具厚度的确定公式为： H=Kb 式中： K——系数值，考虑板料厚度的影响； b—— 冲裁件的最大外形尺寸； 按上式计算后，选取的 H 值不应小于（15～20）表 9—1 系数值 K 材料厚度 t/mm s/mm &1 &50 &50~100 &100~200 &200 0.30~0.40 0.20~0.30 0.15~0.20 0.10~0.15 &1~3 0.35~0.50 0.22~0.35 0.18~0.22 0.12~0.18 &3~6 0.45~0.60 0.30~0.45 0.22~0.30 0.15~0.22(9—1)查表 9—1 得：K=0.22 H=0.22×92.6=20.37mm28洛阳理工学院毕业设计(论文)取 H=20mm 模具壁厚的确定公式为： C=(1.5~2)H (9—2)由上式C=(1.5~2)H =1.5×20~2×20 =30~40mm凹模壁厚取 C=30mm 凹模宽度的确定公式为： B=b+2C (9—3)=40+2x30 =100mm 凹模长度的确定公式为： L=2×92.6+2×30 =245.2mm 凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。由于此模具 为级进模，挡料方式为挡料块，又有倒装式的弯曲凸模。综上所述，查表 9—2 取 标 准 L=315 mm ， （ 送 料 方 向 ） B=200 mm 。 凹 模 轮 廓 尺 寸 选 为 315mm×200mm×50mm。凹模材料选用 T10A，热处理 60~64HRC。表 9—2 矩形和圆形凹模的外形尺寸 矩形凹模的宽度和长度 B×L 63×50 63×63 矩形和圆形凹模厚度 H 10、12、14、16、18、20 12、14、16、18、120、22 ×100、125×80 125×100、125×125、140×80、140×80 140×125、140×140、160×100、160×125、 16、18、20、22、25、28 160×140、200×100、200×125 160×160、200×140、200×160、250×125、 16、20、22、25、28、32 14、16、18、20、22、2580×63、80×80、100×63、100×80、10029洛阳理工学院毕业设计(论文)250×140 200×200、250×160、250×200、280×160 250× 250、280×200、280×250、315×200 315×250 18、22、25、28、32、35 20、25、28、32、35、40 20、28、32、35、40、459.1.2 冲孔凸模设计 因为冲孔凸模是圆凸摸，仍然选用阶梯式凸模，采用线切割加工。与凸模 固定板采用 H7/r6 配合。冲孔凸模长度 55mm。冲孔凸模材料应选 T10A，热处 理 56~60HRC， 凸模与卸料板之间的间隙见表 9—3 查得凸模与卸料板的间隙选 为 0.035mm。 冲孔凸模设计如下：图 9—1 冲孔凸模设计图30洛阳理工学院毕业设计(论文)凸模与卸料板、 表 9—3 凸模与卸料板、导柱与导套的间隙 辅助小导柱与小导 模具冲裁间隙 序号 Z 1 2 3 4 &0.015~0.025 &0.025~0.05 &0.05~0.10 &0.10~0.15 &0.005~0.007 &0.007~0.015 &0.015~0.025 &0.025~0.035 约为 0.003 约为 0.006 约为 0.01 约为 0.02 卸料板与凸模间隙 Z1 套间隙 Z29.1.3 弯曲凸模的设计 弯曲凸模选用直通式， 采用线切割加工方法。 长度等于 50mm, 凸模材料应 选 T10A，热处理 56~62HRC。 弯曲凸模结果设计如下：图 9—2 弯曲凸模设计图9.1.4 凸凹模的设计 凸凹模是本套模具中的一个比较特殊的零件，其内形刃口起弯曲凹模的作 用，故按凹模的结构形式来设计，而外形刃口起到落料凹模的作用，即用于切 断板料以获得制件，所以需要按照凸模的结构形式来进行设计。内外缘制件壁 厚由冲裁件的尺寸和形状决定。从强度方面来考虑，其壁厚收到最小壁厚的限 制。对于正装模，凸凹模装于上模，内孔不会积聚废料，所承受的胀力比较小， 所以壁厚也可以小些。对于倒装模，若采用直壁式刃口形式，下出件方式时内31洛阳理工学院毕业设计(论文)孔会聚积工件，因而内孔需要设置大些。对于本套模具，根据需要将凸凹模安 装在下模。 凸凹模大多采用镶拼的结构形式。这种结构的特点如下： 优点： 1.节约钢材 拼块结构可以采用小料代替大料，不仅节约钢材同时也解决了大件锻造与热处理困难的问题。 2.便于加工 对于机加工来说采用镶拼结构使内表面加工转化为外表面加工，对热加工来说避免了应力集中，减少热处理变形与淬裂现象的发生。 3.可以提高模具的制造精度和寿命 在采用镶块结构后，模具的工作部分可以在热处理后采用各种方法进行磨削加工， 这不但可以提高模具的制造精度， 而且由于磨削后工作表面的粗糙度降低，不易磨损，拼块制造精度提高后间隙 均匀了，所以就提高了模具的寿命。 4.便于修理 易损件做成镶块，坏哪一块修哪一块，十分方便。而镶拼式结构的凸凹模却具有结构复杂，难以装配，在拼接处容易产生接缝的毛刺等缺 点。 凸凹模材料为 T10A，热处理为 52~62HRC。 本套模具的凸凹模的结构如下图 9—3 凸凹模设计图32洛阳理工学院毕业设计(论文)9.2 模架及其它零件的设计9.2.1 上下模座 模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱 的模座。 本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、 导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应 保证上模座最底位置时（闭合状态） ，导柱上端面与上模座顶面的距离 13mm。 而下模座底面与导柱底面的距离为 10mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用 H7/r6 的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用 H7/r6 的过盈配合。导套的 长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套 10mm 以上。导柱与导套之间采用 H7/h6 的间隙配合， 导柱与导套均采用 20 钢， 热处理硬度渗碳淬硬 58~62HRC。 导柱的直径、长度，按标准选取。 小导柱：d/mm×L/mm 分别为 Φ35×190； 小导套：d/mm×L/mm×Dmm 分别为 φ35×115×50 大导柱：d/mm×L/mm 分别为 Φ40×190； 大导套：d/mm×L/mm×Dmm 分别为 φ40×115×55 模座的的尺寸 L/mm×B/mm 为 545mm×375mm。模座的厚度为上模座的厚 度为 45，垫板厚度取 8，固定板厚度取 25，下模座的厚度为 55mm。9.2.2 模柄 模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有： （1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。 （2）带台阶的压入 式模柄，它与模座安装孔用 H7/n6 配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适 用于各种中小型模具。 （3）带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，为防止松动， 拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具。 （4）有凸缘的模柄，用 螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具。 （5）浮动式模柄，它由33洛阳理工学院毕业设计(论文)模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差 对对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的精密冲裁。 本模具采用带台阶的压入式模柄，模柄孔尺寸：d/mm x h/mm Φ50 x70。在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与 模柄孔径一致。9.2.3 模具的闭合高度： ： 该模具的闭合高度为 H 闭=H 上模+H 垫+L+H+H 下模 =(45+8+45+60+55)mm =213（mm） 式中： L——凸模固定板厚度+自由高度； H——凹模厚度+导料板厚度 可见该模具闭合高度小于所选压力机 JH—40 的最大装模高度（400）可以 使用。 (9—7)34洛阳理工学院毕业设计(论文)第十章 模具总装图通过以上的设计，可得到模具总装图。模具的上模部分由上模座、垫板、 凸模、凸模固定板、凸凹模等组成。上模座、垫板、凸模固定板用 4 个 M10 卸 料螺钉和 2 个 φ10 圆柱销固定。 螺钉选取：M10×50mm 的标准件。采用 45 钢，热处理淬火硬度 43~48HRC。 圆柱销选取： φ10×70mm 的标准件。 采用 45 钢， 热处理淬火硬度 43~48HRC。 下模部分由下模座、挡料块、凹模、导料板、弯曲凸模等组成。下模座、凹 模用 4 个 M8 的螺钉和 2 个 φ8 的圆柱销固定；下模座、挡料块用 2 个 M10 螺 凹模、 导料板用 4 个 M8 的螺钉和 2 个 φ8 的圆柱销 钉和 2 个 φ10 圆柱销固定； 固定. 下模座与凹模固定的螺钉选取：M8×70mm 的标准件。采用 45 钢，热处理 淬火硬度 43~48HRC。 下模座与凹模固定圆柱销选取：φ8×95mm 的标准件。采用 45 钢，热处理 淬火硬度 43~48HRC。 下模座与挡料块的固定螺钉选取：M10×80mm 标准件。采用 45 钢，热处 理淬火硬度 43~48HRC。 下模座与挡料块的固定圆柱销选取：φ10×100mm 的标准件。采用 45 钢， 热处理淬火硬度 43~48HRC。 凹模与导料板的固定螺钉选取：M8×55mm 标准件。采用 45 钢，热处理淬 火硬度 43~48HRC。 凹模与导料板的固定圆柱销选取：φ8×55mm 的标准件。采用 45 钢，热处 理淬火硬度 43~48HRC。35洛阳理工学院毕业设计(论文)10— 图 10—1 模具总装图36洛阳理工学院毕业设计(论文)第十一章 压力机的选择通过校核，该冲裁件所需的冲裁力为 134.65KN，选择开式双柱可倾压力机 JH23—40 能够满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力：400KN 滑块行程：80mm 最大闭合高度：330mm 立柱间距；340mm 作台尺寸（前后×左右） ：400mm×700mm 垫板尺寸（厚度×孔径） ：65mm×320mm 模柄孔尺寸：Ф50mm×70mm 最大倾角高度：30°37洛阳理工学院毕业设计(论文)总结在这次的毕业设计中，我综合了两年多来所学的所有专业知识，使我受益 匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学 阶段所学专业理论知识的巩固。 在做毕业设计的过程中，在设计和绘图方面遇到了一些问题，经过老师和 同学的指导帮助，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业 设计使我对冷冲压模具设计有了一定的认识，在模具设计过程中，不仅把大学 三年所学到知识加深了，还学会了查有关书籍和资料，能够把各科灵活的运用 到设计中去。 这次的毕业设计不仅是对自己大学三年的考核，也是在工作之前对自身的 一次全面、综合型的测试。这为今后的工作做好了铺垫和奠定了一定的基础。38洛阳理工学院毕业设计(论文)致谢这次毕业设计说明书及其模具装配图的完成，首先要感谢我的指导老师方 世杰在毕业设计装配图、零件图及其说明书编制过程中，给予了精心的指导， 并讲解了各项专业要领，提出了宝贵的专业意见；模具设计过程中，也要感谢 曾经的任科教师，是他们的精心指导和教学才使我的毕业设计能够按期完成， 感谢学校给予的支持和机会，感谢同学的无私帮助。同时要感谢百忙之中参加 毕业答辩的评审老师。 谢谢你们！39洛阳理工学院毕业设计(论文)参考文献[1]王海明主编.机械制造技术[M].北京:中国农业出版社, ]张鼎承主编.冲模设计手册.北京:机械工业出版社，]阎其凤主编.模具设计与制造.北京:机械工业出版社，]翁其金主编.冲压工艺与冲模设计.北京:机械工业出版社，]李正风主编.机械设计基础[M].上海:上海交通大学出版社，]许发樾主编.模具设计应用实例.北京:机械工业出版社，]刘力主编.机械制图. 北京:高等教育出版社.第二版，]曾欣主编.塑料模具与冲压模具.宜宾:宜宾职业技术学院. [9]史铁梁主编.冷冲模设计指导.北京：机械工业出版社，]薛启翔主编.新编冲压工计算手册.北京:机械工业出版社，]陈剑鹤主编.冷冲压工艺与模具设计.北京: 机械工业出版社，]梁俊有主编.CAD 工程设计.呼和浩特: 远方出版社，]中国机械工程学会主编.热处理手册第四版.北京: 机械工业出版社，]胡兆国主编.冷冲压工艺与模具设计.北京: 北京理工大学出版社，]陈于平、周兆元主编.互换性与测量技术基础.北京: 机械工业出版社，]许德珠主编.机械工程材料.北京: 高等教育出版社，]丁松聚主编.冷冲模设计.北京: 机械工业出版社，]吕瑛波、王影主编.机械制图手册.北京: 化学工业出版社，2008.1140洛阳理工学院毕业设计(论文)部分标准公差值（GB/T98） 附录 1 部分标准公差值（GB/T98） 基本尺寸 /mm 大 于 — 3 6 10 18 30 50 80 120 180 250 至 3 6 10 18 30 50 80 120 180 250 315 0.8 1 1 1.2 1.5 1.5 2 2.5 3.5 4.5 6 1.2 1.5 1.5 2 2.5 2.5 3 4 5 7 8 2 2.5 2.5 3 4 4 5 6 8 10 12 3 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 4 5 6 8 9 11 13 15 18 20 23 标准公差等级 IT1 IT2 IT 3 IT4 IT5 IT6 um 6 8 9 11 13 16 19 22 25 29 32 10 12 15 18 21 25 30 35 40 46 52 14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 25 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 60 75 90 110 130 160 190 220 250 290 320 0.1 0.12 0.15 0.18 0.21 0.25 0.3 0.35 0.4 0.46 0.52 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 mm 14 0.18 0.22 0.27 0.33 0.39 0.46 0.54 0.63 0.72 0.81 25 0.3 0.36 0.43 0.52 0.62 0.74 0.87 1 1.15 1.3 IT114附录 2 J23 系列开式可轻压力机主要技术参数 代 号 Pe S H2 M1 C1 单 位 kN mm mm mm mm 型号 J23-3.15 31.5 25 120 25 90 J23-6.3 63 35 150 30 110 J23-10 100 45 180 35 130 J23-16 160 55 220 45 160 J23-25 250 65 270 55 200 J23-35 350 100 290 60 200 J23-40 400 100 330 65 250技术参数 滑块公称 压力 滑块行程 封闭高度 连杆调节 量 滑块中心 线至机身 距离 滑块 地面 尺寸 模柄 孔尺 寸 左 右 前 后 直 径 深 度a b d l H1mm mm mm mm mm °100 90 25 40 30 45140 120 30 55 30 45170 150 30 55 35 35200 180 40 60 40 35250 220 40 60 50 30250 220 40 60 65 30300 260 50 70 65 30垫块厚度 最大倾斜 角α41洛阳理工学院毕业设计(论文)Piercing Die DesignA complete press tool for cutting two holes in work material at one stroke of the press, classified and standardized by a large manufacturer as a single-station piercing die. Any complete press tool ,consisting of a pair( or a combination of pairs ) of mating members for producing pressworked ( stamped ) parts, including all supporting and actuating elements of the tool, is a die .Pressworking terminology commonly defines the female part of any complete press tool as a die. The guide pins, or posts,are mounted in the lower shoe .The upper shoe contains bushings which slide on the guide pins .The assembly of the lower and upper shoes with guide pins and bushings is a die set .Die sets in many sizes and designs are commercially. A punnch holder mounted to the upper shoe holds two round punches (male members of the die) which are guided by bushings inserted in the stripper.A sleeve, or quill, encloses one punch to prevent its buckling under pressure from the ram of the press .Afer penetration of the work material,the two punches enter the die bushing for a slight distance. The female member, or die, consists of two die bushings inswetwd in die block. Since this press tool punches holes to the diameters required, the diameters of the die bushings are larger than those of the punches by the amount of clearance. Since the work material stock or workpiece can cling to a punch on the upstroke, it may be necessary to strip the material from the punch .Spring-loaded strippers hold the work material against the die block until the punches are withdrawn from the punched holes .A workpiece to be pierced is commonly held and located in a nest composed of flat plates shaped to encircle the outside part contours. Stock is positioned in dies by pins, blocks, or other types of stops42洛阳理工学院毕业设计(论文)for locating before the downstroke of the ram.Bending Dies DesignBending is the uniform straining of material, usually flat sheet or strip metal, around a straight axis which lies in the neutral plane and normal to the lengthwise direction of the sheet or strip set after removal of the applied stress. The inner surface of a be the outer surface is in tension. A pure bending action doe not reproduce the exact shape of the punch asuch a reproduction is one of forming .The neutral axis is the plane area in bent metal where all strains are zero . Bend Radii. Minimum bendradii vary
generally, different annealed metals can be bent to a radius equal to the thickness of the metal without cracking or weakening. Bend Allowances. Since bent metal is longer after bending , its increased length , generally of concern to the product designer , may also have to be considered by the die designer if the length tolerance of the bent part is critical .The length of bent metal may be calculated from the equation: B=A 2π (Ri+Kt)/360 Where B—bend allowance, in (mm) (along neutral axis); — A—bend angle, — R i —inside radius of bend, in (mm); t —metal thickness ,in (mm); K—0.33 when Ri is less than 2t and is 0.5 when Ri is more — than 2t. Bending Methods . Two bending methods are commonly made use of in press tools. Metal sheet or strip by a V block is forced by a wedge-shaped punch into the block .This method, termed V bending, produces a bend having an included angle which may beacute, obtuse, or90°. Friction between a spring-loaded knurled pin in the vee of a die and the part will prevent or reduce43洛阳理工学院毕业设计(论文)side creep of the part during its bending. Edge bending is cantilever loading of a beam .The bending punch forces the metal against the supporting die .The bend axis is parallel to the edge of the die .The workpiece is clamped to the die block by a spring-loaded pad before the punch contacts the workpiece to prevent its movenment during downward travel of the punch . Bending Force. The force required for V bending is as follows: P=KLSt?/W ? Force U bending (channel bending) pressures will be approximately twice those required for V edge bending requires about one-half those needed for V bending . Springback . After bending pressure on metal is released , the elastic stress also are released , which causes metal movement resulting in a decrease in the bend angle ( as well as an increase in the included angle between the bent portions ) . Such a metal movement , termed springback , varies in steel from 0.5° to 5° ,depending upon its hardness ,phosphor bronze may springback , varies in steel from 10° to 15°. V-bending dies customarily compensate for springback with V blocks and wedge-shaped punches having included angles somewhat less than that required in the part. The part is bent through a greater angle than that required but it springs back to the desired angle. Parts produced in other types of bending dies are also overbent though an angle equal to the springback angle with an undercut or relieved punch.44洛阳理工学院毕业设计(论文)中文翻译冲孔模设计在一个压力机行程中，在原材料上冲裁出两个孔的一个完整的冲压模具。 一家大制造商将其分类并标准化为单工位冲孔模。 任意一副完整的冲压模具，都是由一对（或多对）生产冲压零件的配合零 件组成的，同时还包括模具上的固定支承零件和传力连接零件。压力加工术语 上通常把所有冲压模具上的凹件定义为凹模。 导柱安装在下模座上。上模座安装与导柱滑动配合的导套。上、下模座连 同导柱、导套组成的部件称为模架。市场上有多种模架尺寸和设计形式供选用。 安装在上模座上的凸模固定板固定了两个圆形凸模，这两个圆形凸模（模 具中的凸出部分）通过嵌入在卸料板上的模套进行导向。安装在一个细小凸模 外围的护套可以防止凸模在压力机滑动的压力作用下弯曲。在冲裁完工件后， 两个凸模还要伸入凹模衬套一小段距离。 凹模是由两个嵌入在凹模板内的衬套组成。由于冲孔模应冲出所要求的孔 径，所以凹模的衬套内径应稍大于凸模一个间隙值。 当废料或工件粘在上行的凸模上时，必须从凸模上卸掉废料。弹簧驱动的 卸料板相对凹模板运动，将原材料卸下，直到凸模从冲过的孔内抽出。被冲孔 的工件用定位板定位，定位板是与重建外形轮廓相符的平板。在滑块下行之前， 毛坯要在凹模内通过定位销、定位板或其它类型的定位装置定位。弯曲模设计弯曲是沿平板料或条料位于中性面内的中心线（通常为沿长度方向）发生45洛阳理工学院毕业设计(论文)的均匀变形。由于金属流动发生在金属的塑性变形范围内，因此当加载荷去除 后将会保留一个永久性的弯曲变形，弯曲件内表面呈现压缩变形。普通弯曲变 形不可能在被弯曲的金属材料上准确地再现凸、凹模形状再现是成性工序中的 一种。中性层是在弯曲材料上变形为零的平面。 弯曲半径。最小弯曲半径因材料而异，通常情况下，退火状态的金属材料 能被弯曲与材料厚度相等的半径而不会发生弯裂现象。 弯曲件的展开长度。由于弯曲后被弯金属会变长，一般产品设计者应考虑 其增加的长度，如果弯曲件的长度公差非常关键，那么对于模具设计者也必须 考虑其长度的变化。弯曲金属的长度可用如下公式计算： B=A2π(R+Kt)/360 式中 B—弯曲沿中性轴展开长度 （mm） ； A--弯曲中心角 （°） ； Ri—弯曲件内表面半径 （mm） ； t—材料厚度 （mm） ； K—0.33 （R&2t）或 0.5（Ri&2t） 。 弯曲方法。在弯曲模中通常采用两种弯曲方法。由 V 形块支承的金属条料 或板料，在楔形凸模的作用下进入 V 形块内。这种弯曲方法称为 V 形弯曲，使 弯曲件成形为锐角、钝角或直角。在 V 形模具内，弹性定料销和零件之间的摩 擦将会阻碍或减少零件在弯曲过程中的边缘偏移。 打弯是对横梁的悬臂部分的加载，弯曲凸模施加于金属，使之背靠凹模块。 弯曲件的中心线平行与凹模边缘。在凸模接触坯料之前，坯料被弹性压料板压 紧在凹模块上，以防止在凸模下行时金属的窜动。 弯曲力。V 形弯曲力计算公式如下： P=KLSt?/W U 形弯曲力大致是 V 形弯曲力的两倍；打弯力为 V 形弯曲的 1/2. 回弹。当作用在金属材料上的弯曲力去除后，弹性应力也随即释放，这就 引起金属的移动，从而导致弯曲中心角的减小（即弯曲部件间的包角增大） 。这 种金属材料的移动称为回弹。钢材的回弹角在 0.5°~5°范围内变化，这主要 取决于金属材料的硬度。磷青铜的回弹角可达到 10°~15°。46洛阳理工学院毕业设计(论文)V 形弯曲模具的回弹补偿原则为 V 形块或楔形凸模的弯曲小于零件需要的 弯曲中心角。由于零件弯曲时 必须要的弯曲中心角稍大，因此回弹后可得到需 要的弯曲角。 采用其他类型的弯曲模生产弯曲制件时，是通过切槽或做成台阶凸模过量 弯出一定的角度来补偿零件的回弹量。47