弯架板冲压工艺及模具设计

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1、洛阳理工学院毕业设计（论文） 弯架板冲压工艺及模具设计 摘 要 随着现代制造技术的迅速发展，在工业生产中模具已成为生产各种产品不可缺少的重要工艺装备。特别是在冲压产品的生产过程中，冲压模具的应用极其广泛。 本文主要进行弯架板的冲压模具设计。该冲压模具的特点是具有对称机构。在设计过程中分析了弯架冲压件的工艺特点，介绍了弯架板的冲压模结构及模具的整体设计过程，并分析和阐述了模具凸凹模零件及各标准件的选材及选用原则和方法、弯架板的结构要素、零件的尺寸公差和精度的选择、以及压力机的选择和校核。 此弯架板冲压模具设计的结构特点是多工序的单工序模。其主要工作零件为弯曲凸凹模和冲孔凸凹

2、模，为了保证保证合模动作准确可靠，还设置了限位挡块和压紧块。 本套冲压模具包括落料、弯曲、冲孔三套模具。 工作原理：合模时，上模座利用导柱导套的作用下，带动凸模向下运动，利用压力机的压力，使材料分离或弯曲。从而获得所需零件，最后需要切断工艺。 该模具结构设计操作方便，使用寿命长，零件质量达到技术要求。生产效率高。 关键词：弯架板，落料模，弯曲模，冲孔模。  Curved frame plate bending stamping process and die design ABSTRACT With the rapid development of mode

3、rn manufacturing technology, industrial production molds in the production of various products have become indispensable technical equipment. Especially in the production process of stamping, stamping die for a very wide range. In this paper, for pipe support of stamping die design. The stampi

4、ng die is characterized by a symmetrical body. In the design process of the pipeline characteristic stamping process, introduced the pipe support structure and mode of stamping die of the overall design process and analysis and elaboration of the mold punch and die components and the Standard Materi

5、al Selection and use principles and methods Pipe supports for the structure of elements, parts tolerance and accuracy options, and press select and check. The pipe support structure stamping die design process is characterized by a single multi-process mode. The main working parts to bend and

6、punch punch punch, in order to ensure the clamping action to ensure the accuracy and reliability, but also set a limit block and the compression block. This set of stamping dies including blanking, bending, punching three sets of mold. Blanking die works: mold, the mold base on the use of le

7、ad column in the role set, the drive punch downward motion, the press pressure, and the material separation. To obtain the necessary parts. Bending mold works: mold, the mold base on the use of lead column in the role set, the drive punch downward motion, the press of pressure on bending. To o

8、btain the necessary parts Punching mold works: mold, the mold base on the use of lead column in the role set, the drive punch downward motion, the press pressure, and the material separation. To obtain the necessary parts Finally need to cut off the process. The mold structure design

9、 and convenient operation, long life, part quality and meet the technical requirements. High efficiency. KEY WORDS: Curved frame plate, blanking die, bending die, punch. 3 目　录 前　言 1 第1章 工件的冲压工艺分析 2 1.1零件冲压工艺方案的确定 2 1.2 模具总体结构设计 3 1.2.1 模具类型的选择 3 1.2.2 定位方式的选择 3 1.2.3 卸料方式的选择 3 1.2.4

10、 导向方式的选择 3 第2章 模具设计的工艺计算 4 2.1计算毛坯尺寸 4 2.2 条料宽度的确定 6 2.3 导板间间距的确定 7 2.4 排样 7 2.5材料利用率的计算 8 第3章 弯曲模具的设计与计算 10 3.1 弯曲力的计算 10 3.2 弯曲部分刃口尺寸的计算 11 3.2.1 最小相对弯曲半径 11 3.2.2弯曲部分工作尺寸的计算 12 3.3 模具结构形式的选择计算 15 3.4 压力中心的计算 15 3.5 冲模闭合高度的计算 16 3.6 模座的选用 16 第4章 冲孔模的设计与计算 19 4.1 计算冲裁力的公式 19 4.1.1

11、卸料力的计算 20 4.1.2总的冲压力的计算 20 4.2 冲裁模间隙的确定 20 4. 3 冲孔部分刃口尺寸计算 22 4.4 模具压力中心与计算 23 4.5 模具结构类型及形式的选择与设计 25 4.6 压力中心的计算 25 4.7 冲模闭合高度的计算 25 4.8 模座的选用 25 结　论 27 谢 辞 28 参考文献 29 前　言 随着经济的发展，冲压技术应用应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。 冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。高速冲压、多

12、工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。 由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。 毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握

13、查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。 本书是冲孔落料模设计说明书，结合模具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。 本书在编写过程中得到了方世杰老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大指导。 第1章 工件的冲压工艺分析

14、 本次毕业设计的冲压件是冲压件的生产过程的设计。该工件是一个带圆弧的二次弯曲件，弯曲直边还有个4mm的孔。除了要保证它的公差外还要保证它的高度及其弯曲的圆角半径R1.2mm。从以上对支撑件的形状分析当中不难看出，它需要经过落料，弯曲、冲孔、切断等冲压工序，但是如何保证弯曲件精度保证弯曲回弹不影响尺寸成为重点和难点。本次设计的模具精度并不需要很高，达到IT11满足要求。工件图见图2-1。 图1-1 弯架板工件图 1.1零件冲压工艺方案的确定 根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、弯曲、冲孔、切断四道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案； （1）落料——弯曲——冲

15、孔；单工序模冲压。 （2）落料——冲孔——弯曲；单工序模冲压。 （3）落料——冲孔——弯曲；复合模冲压。 方案（2）（3）属于先冲孔后弯曲，直边的孔直径的精度不能够保证弯曲时不变形，所以冲孔必须放在弯曲之后，所以选择方案（1）。 注：①由于本次单工序有三个，第一道工序 落料模的设计与计算省略。 1.2 模具总体结构设计 1.2.1 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序模。 1.2.2 定位方式的选择 因为该模具选择的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，有侧压装置。 1.2.3 卸料方式的选择 因为工件料厚为1.2mm，相对较薄，

16、卸料力不大，工件属于窄长型的 建议采用固定卸料板 1.2.4 导向方式的选择 为了提高工件的质量和模具的寿命，方便安装调整，该模具采用后侧导柱的导向方向。 第2章 模具设计的工艺计算 2.1计算毛坯尺寸 相对弯曲半径为：R/t=6/1.2=5>0.5 式子中R——弯曲半径 t——材料厚度 由于弯曲半径大于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β（mm） （2-1） 式中r——内弯曲半径 t——材料厚度 k——中性层

17、系数 表2—1 中性层系数 r0/t 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.O K1(V) 0.30 0.33 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.41 0.42 K2(U) 0.23 0.29 0.31 0.32 0.35 0.37 0.38 0.40 0.41 K3(O) — — — — — 0.72 0.70 0.67 0.63 r0/t 1.2 1.5 1.8 2 3 4 5 6 8 K1(V) 0.43 0.45 0.46

18、 0.46 0.47 0.48 0.48 0.49 0.50 K2(U) 0.42 0.44 0.45 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 0.50 K3(O) 0.49 0.56 0.52 0.50 查表2—1，k=0.48 根据公式2—1 =6+0.48x1.2 =6.6mm 弯曲件毛坯的长度公式为： = + 式中——弯曲件毛坯张开长度（mm） ——弯曲件直边部分的长度（mm）

19、 ——弯曲件弯曲部分中性层长度之和（mm） =βπ=6.6x3.14=20.724mm =26+7.5-2.4+0.25=31.35mm =20.724+31.35=52.1mm 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2—1给出了钢（Wc0.05%~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： 表2—2 搭边值 材料厚度 圆件及r＞2t的工件 矩形工件边长L＜50mm 矩形工件边长L＞50mm 或r＜2t的工件 工件间a1 沿边a 工件间a1 沿边a 工件间a1 沿边a

20、 ＜ 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 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.5 0.7t 2.2 1.8 1.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 2.5 2.0

21、 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 2.8 2.2 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 3.0 2.5 2.0 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t 由于零件弯曲时会发生长度伸长，所以选择长度52mm 因为选择对称弯曲所以长度为104mm。 根据计算得：工件的展开尺寸为104mm8mm如下图所示 对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数： 钢（WC0.3%～0.45%）

22、 0.9 钢（WC0.5%～0.65%） 0.8 硬黄铜 1～1.1 硬铝 1～1.2 软黄铜，纯铜 1.2 该制件是矩形工件，根据尺寸从表中查得：两制件间的搭边值，侧搭边值a=1.8mm。 由于该制件的材料是Q215，所以两制件之间的搭边值为： 侧搭边值 a=1.8X0.9=1.62mm 2.2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

23、.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。 有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进 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。 D——条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。 a——侧搭边值。 查表2—3条料宽度偏差为0.20 根据公式 =（105+21.62） =108.24 表2—3 条料宽度公差(mm) 条料宽度 B/mm 材料厚度t/mm ～0.5 >0.5～1 >1～2 ～20 0.05 0.08

24、0.10 >20～30 0.08 0.10 0.15 >30～50 0.10 0.15 0.20 2.3导板间间距的确定 导料板间距离公式： （2—2） Z——导料板与条料之间的最小间隙（mm）； 查表2—4得Z=8mm 根据公式2—2 =105+8 =113mm 表2—4 导料板与条料之间的最小间隙Zmin（mm） 材料厚度t/mm 有 侧 压 装

25、置 条 料 宽 度B/mm 100以下 100以上 ~0.5 0.5~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5 5 5 5 5 5 8 8 8 8 8 8 2.4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、多排等多重形式。 采用少、无废料排样法，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，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时

26、），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。 由于设计的零件是矩形零件，且两个孔均有位置公差要求，所以采用有费料直排法。 2.5材料利用率的计算： 冲裁零件的面积为： F=长宽=1058=820(mm2) 毛坯规格为：5001000（mm）。 送料步距为：h=D＋=8+1.35=9.35 一个步距内的材料利用率为： =(nF/Bh)100% n为一个步距内冲件的个数。 =(nF/Bh)100% =（1820/1059.35）100% =83.5%

27、 横裁时的条料数为： =1000/B =1000/105 =9.523 可冲9条， 每条件数为： =(500-a)/h =(500-1.62)/9.35 =53.302 可冲53件， 板料可冲总件数为： n==539=477(件) 板料利用率为： =(nF/5001000) =(477820/5001000) 100% =78.2% 纵裁时的条料数为： =500/B =5

28、00/105 =4.76 可冲4条， 每条件数为： =(1000-a)/h =(1000-1.62)/9.35 =106.77 可冲106件， 板料可冲总件数为： n==4106=426（件） 板料的利用率为： = (nF/5001000) =(426820/5001000) 100% =69.9% 横裁的材料利用率高，该零件采用横裁法。 图2—3 排样图 9 洛阳理工

29、学院毕业设计（论文） 第3章 弯曲模具的设计与计算 3.1弯曲力F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慨略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。 Ư形弯曲件的经验公式为： (3—1) ——冲压行程结束时不校正时的弯曲力。 B——γ弯曲件的宽度（mm）。 t——弯曲件的厚度（mm）。 γ——内弯曲半径（等于凸模圆角半径）（mm）。

30、 σb——弯曲拆料的抗拉强度(MPa)(查机械手册σb=400MPa。 K——安全系数，一般取1.3. 根据公式4—1 =0.7KBt2σb/(γ+t) =0.71.3251.22400/(1.2+1.2) =5.148kN 对于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%。 =80% Fu =80%5.148 =4.11 kN 弯曲力: = + =5.148+4.11 =9.2

31、6kN 根据总的弯曲力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J23—25。 3.2弯曲部分刃口尺寸的计算 3.2.1最小相对弯曲半径 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最小弯曲半径。 最小弯曲半径与弯曲件厚度的比值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：

32、 （3—2） 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 （3—3） 如将δ外以材料断后伸长率δ带入，则有r/r转化为rmin/t，且有 （3—4） 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3—3 =1（21.21.2+1） =0.33 最小弯曲半径为： 根

33、据公式3—4 =（1-0.33）/20.33 =1 3.2.2弯曲部分工作尺寸的计算 1、回弹值 由工艺分析可知，固定夹弯曲回弹影响最大的部分是最大半径处，r/t=3.8/1.2=3.16＜5。此处属于小圆角V形弯曲，故只考虑回弹值。查表8.5—1得,回弹值为60，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3—1 铝材料校正弯曲回弹 材料 r/t 材料厚度t(mm) ＜0.8 0.8～2 ＞2 Q215

34、＜2 20 30 40 2～5 40 60 80 ＞5 60 100 140 2、模具间隙 弯曲V形件时，不需要在设计和制造模具时确定间隙。对于U形件的弯曲，必须选择合模具间隙 弯曲V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： （3—5） 式中：C——弯曲凸、凹模单边间隙 t——材料的厚度 Δ——材料厚度的正偏差（表3—2）

35、 C——间隙数(表3—3) 查表得：Δ =0 C=0.05 根据公式3—5 =1.2+0+0.051.2 =1.2+0.60 =1.8 (mm) 表3—2 薄钢板、黄铜板（带）、铝板厚度公差 厚度 材料 薄钢板 黄铜板（带） 铝板 08F H62,H68,HP—1 2A11、2A12 B级公差 C级公差 冷扎带 冷轧板 最小公差 最大公差 0.2 0.04 0.06 -0.03 -0.

36、03 -0.02 -0.04 0.3 0.04 0.06 -0.04 -0.04 -0.02 -0.05 0.4 0.04 0.06 -0.07 -0.07 -0.03 -0.05 0.5 0.05 0.07 -0.07 -0.07 -0.04 -0.12 0.6 0.06 0.08 -0.07 -0.08 -0.04 -0.12 0.8 0.08 0.10 -0.08 -0.10 -0.04 -0.14 1.0 0.09 0.12 -0.09 -0.12 -0.04 -0.17 1.2 0.11 0

37、.13 -0.10 -0.14 — 1.5 0.12 0.15 -0.10 -0.16 -0.10 —-0.27 2.0 0.15 0.18 -0.12 -0.18 -0.10 -0.28 2.5 0.17 0.20 -0.12 -0.18 -0.20 -0.30 3.0 0.18 0.22 -0.14 -0.20 -0.25 -0.35 3.5 0.20 0.25 -0.16 -0.23 -0.25 -0.36 4.0 0.22 0.30 -0.18 -0.23 -0.25 -0.37 4.5

38、— — -0.20 -0.26 — — 5.0 — — -0.20 -0.26 -0.30 -0.37 表3—3 U形弯曲件凸凹模的间隙系数C值 弯曲件边长L/mm B≤2L B＞2L 材料厚度t/mm ＜ 0.5 0.6～2 2.1～ 4 4.1～ 5 ＜5.0 0.6～2 2.1～4 4.1～7.5 7.6～12 10 0.05 0.05 0.04 0.10 0.10 0.08 20 0.05 0.05 0.04 0.03 0.10 0.10 0.08 0.06 0.06

39、35 0.07 0.05 0.04 0.03 0.15 0.10 0.08 0.06 0.06 50 0.10 0.07 0.05 0.04 0.20 0.15 0.10 0.06 0.06 70 0.10 0.07 0.05 0.05 0.20 0.15 0.10 0.10 0.08 100 0.07 0.05 0.05 0.15 0.10 0.10 0.08 150 0.10 0.07 0.05 0.20 0.15 0.15 0.10 200 0.10 0.07 0.07

40、 0.20 0.15 0.15 0.10 3、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。 工件尺寸标在内侧时，按磨损原则应以凸模为基准，先计算凸模，间隙取在凹模上。 当工件为双向对称偏差时，凸模尺寸为： （3—6） 当工件为单向偏差时，凸模实际尺寸为： （3—7） 凹模尺寸按下式计算： （3—8） 或者凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证单向间隙。 式中： ——凸模、凹模工作部分尺寸,mm；

41、 ——弯曲件的基本尺寸,mm； ——弯曲件的制造公差,mm； ——凸、凹模制造公差，选用级精度； ——凸模与凹模的双向间隙，mm。 工件的外形尺寸为：。 由于工件为单向偏差，所以凸模的实际尺寸为： 凸、凹制造公差， 根据公式3—7得：凸模尺寸为： mm=mm 根据公式3—8得：凹模尺寸为： mm=mm 根据工件的尺寸要求，凸、凹模刃口处都应有相应的圆角，为保证弯曲件的尺寸精度，圆角应按实际尺寸配制。 3.3模具结构形式的选择计算 本副模具主要目的是为了弯曲工序，弯曲高度为6mm.弯曲所需求的精度比较

42、高,故在本次弯曲模具的设计中,弯曲模的精度为中等精度要求。 在本副弯曲模的设计中,弯曲凹模设计在下模座上。利用内六角螺钉和圆柱销钉将其连接与紧固在下模座上。卸料时,上模采推件块推件的方式将坯料从弯曲凹模中推出 弯曲凸模安放在上模座上,采用式嵌入式固定在下模座上.卸料时采用压边圈与限位螺钉的方式进行卸料，压边圈同时还可以起压边得作用，他是气垫压力通过托杆把力传到压边圈上进行压边的。 3.4压力中心的计算 由于本副模具的弯曲位置对称，因此它的压力中心就在中心距的几何中心上。 3.5冲模闭合高度的计算 由于估算的冲模高度为215 mm，而根据总压力所选的压力机闭合高度为160 m

43、m～220 mm，因此初选压力机符合要求。 3.6模座的选用 在本副模具设计中根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下： 上模座——31520045 mm 下模座——31520055 mm 其具体的结构尺寸如下： 上模座 L=315， B=200， t=45 235 =325， S=305， =130， R=50, =100 D(h7): 下模座 L=315， B=200， t=55， =325 S=305， =130， 235 =100 R=50, d(r7): 图形及具体

44、的标注尺寸见零件图和《冲压手册》。 导柱导套尺寸具体参数参考《冲压手册》相关的章节。 第二道工序弯曲模装配简图见图3-1所示 图3-1弯曲单工序模装配简图 1-上模板 2-导套 3-导柱 4-下模板 5-凹模 6-内六角螺钉 7-顶出件 8-托杆 9-橡胶 10-顶杆 11-导料板 12-凸模固定板 13-垫板 14-凸模 15-模柄 16-圆柱销 表3-4 弯曲零件表 序号 代号 名称 数量 材料 备注 1 GB2855.5-81 上模板 1 HT200 28-32HRC 2 GB2861.6-81 导套 2 20 渗

45、碳58-62HRC 3 导柱 2 20 渗碳58-62HRC 4 GB2855.6-81 下模板 1 5 凹模 1 CrWMn 58-62HRC 6 GB/T119.1-2000 内六角螺钉 4 7 顶出件 1 8 托杆 1 45 43-48HRC 9 橡胶 1 10 顶杆 1 11 导料板 1 45 58-62HRC 12 凸模固定板 1 CrWMn 58-62HRC 13 垫板 1 CrWMn 58-62HRC 14

46、 凸模 1 ZG450 28-32HRC 15 GB2862.3-81 模柄 1 16 圆柱销 2 T8 56-60HRC 17 第4章 冲孔模的设计与计算 4.1计算冲裁力的公式 计算冲裁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裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力一般可以按下式计算： （4—1） 式中 τ——材料抗剪强度； L——

47、冲裁周边总长（mm）； t——材料厚度（mm）; 系数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，一般取1~3。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度代替τ，而取=1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Q215的抗剪强度为280～310MPa，取τ=300MPa 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； ——冲裁力； ——卸料力。 根据常用金属冲压材料的力学性能查出Q215的抗剪强度为280～310MPa冲孔时的周边长度

48、为：=4πd=43.144=50.24（mm） =11.250.24300 =18.09(kN) 表4—1 卸料力、推件力和顶件力系数 料厚t/mm 钢 ≤0.1 ＞0.1~0.5 ＞0.5~0.25 ＞2.5~6.5 ＞6.5 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.

49、08 0.06 0.05 0.03 铝、铝合金 纯铜，黄铜 0.025~0.08 0.02~0.06 0.03~0.07 0.03~0.09 对于表中的数据，后的材料取小直，薄材料取值。 4.1.1卸料力F的计算 (4—2) 　查表4—1得＝0.025~0.08，取＝0.08 　　 根据公式4—2　 　　　　　　　　 ＝0.0818.09 　　　　　　　　 ＝1.45kN 4.1.2总的冲压力的计算 根据模具结构总的冲压力： =1.45+1

50、8.09 =19.54kN 根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J23—25。 4.2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，最大值称为最大合理间隙。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。 冲裁

51、间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。 表4—2 冲裁模初始用间隙2C(mm) 材料 厚度 08、10、35、 09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 小于0.5 极小间隙 0.5 0.6 0.7 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 6.0

52、 6.5 8.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.4000.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.080 0.060 0.072 0.092 0.104 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 1.440 0.040 0.048 0.064

53、 0.072 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 0.840 0.940 1.200 0.060 0.072 0.092 0.104 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 1.200 1.300 1.680 0.040 0.048 0.064 0.07

54、2 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 1.140 0.060 0.072 0.092 0.104 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 1.500 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.07

55、2 0.092 0.092 0.126 0.126 注：取08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的25%。 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而，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。 由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的，所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。 根据实用间隙表 4—2 查得材料40的最小双面间隙2Zmin=0.123mm，最大双面间隙2Zm

56、ax=0.180mm 4.3 冲孔部分刃口尺寸计算 冲孔时，凹凸模计算公式： （） （） mm的凸凹模的制造公差由表3-4查得mm。 由于，故满足凸模与凹模分别加工方法，磨损系数由表3-3查得，则： 4.4 模具压力中心与计算 模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，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：

57、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。 由于该零件是一个矩形图形，属于对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心处。 第三副模具（冲孔模）装配简图如图4-2所示 图4-2 冲孔单工序模装配简图 1-模柄 2-上模座 3-导套 4-导柱5-下模座 6-圆柱销 7-凹模垫板 8-内六角螺钉 9-凹模10-橡胶 11-凸模

58、 12-凸模固定板 13-内六角螺钉 14-凸模垫板 15-内六角螺钉 表4-2 冲孔零件表 代号 名称 数量 材料 备注 1 GB2862.3-81 模柄 1 2 GB2855.5-81 上模座 1 HT200 28-32HRC 3 导套 2 45 43-48HRC 4 导柱 2 40 43-48HRC 5 GB2855.6-81 下模座 1 6 GB70-76 圆柱销 4 7 凹模垫板 1 45 43-48HRC 8 GB/T119.1-2000 内六角螺钉 6

59、 9 GB2863.4-81 凹模 2 CrWMn 58-62HRC 10 橡胶 2 11 GB2863.2-81 凸模 1 CrWMn 58-62HRC 12 凸模固定板 1 13 GB/T119.1-2000 内六角螺钉 6 14 凸模垫板 1 15 GB/T119.1-2000 内六角螺钉 4 4.5 模具结构类型及形式的选择与设计 本次毕业设计第三副模具设计的主要目的是为了得到外形尺的尺寸精度而进行切边。，由于冲下的废料是环状的，则采用橡胶环卸料，使环绕在凸模上的废

60、料脱落卸下，减少了卸料板的使用。这样使模具结构简单，操作易行，生产效率高等优点。 4.6 压力中心的计算 由于本副模具的切边位置对称，因此它的压力中心就在中心距的几何中心上。 4.7 冲模闭合高度的计算 由于估算的冲模高度为172mm，而根据总压力所选的压力机闭合高度为160 mm～220mm，因此初选压力机符合要求。 4.8 模座的选用 在本副模具设计中根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下： 上模座——12512530 mm 下模座——12512535 mm 其具体的结构尺寸如下： 上模座: L=125， B=125， t=30 =130

61、 =85， =150， S=130， R=35, =60 D(H7): 下模座: L=125， B=125， t=35 =130 =85， =150， S=130， R=35, =60 d(R7): 图形及具体的标注尺寸见零件图和《冲压手册》。 导柱导套尺寸具体参数参考《冲压手册》相关的章节。 25 结　论 1、弯架板的冲压模具的特点是具有对称机构，一次可以冲压成型两个零件。在设计过程中采用的是较为常用的对称一次成型机构。此弯架板冲压模具设计的结构特点是多工序的单工序模。其主要工作零件为弯曲凸凹模和冲孔凸凹模

62、，为了保证保证合模动作准确可靠，还设置了限位挡块和压紧块。 2、本套冲压模具包括落料、弯曲、冲孔三套模具。 落料模具的工作原理：合模时，上模座利用导柱导套的作用下，带动凸模向下运动，利用压力机的压力，使材料分离。从而获得所需零件。 弯曲模具的工作原理：合模时，上模座利用导柱导套的作用下，带动凸模向下运动，利用压力机的压力，使材料弯曲。从而获得所需零件 冲孔模具的工作原理：合模时，上模座利用导柱导套的作用下，带动凸模向下运动，利用压力机的压力，使材料分离。从而获得所需零件 最后需要切断工艺。 3、该模具结构设计操作方便，使用寿命长，塑件达到技术要求。 4、在模具设计过程中大量使用P

63、ro/Engineer、CAD等设计分析软件，可以大大缩短设计时间，提高设计效率。 洛阳理工学院毕业设计论文 谢 辞 首先感谢学校及系各位领导的悉心关怀和耐心指导，特别要感谢方世杰老师给我的指导，在设计和说明书的写作过程中，我始终得到方老师的悉心教导和认真指点，使得我的理论知识和动手操作能力都有了很大的提高与进步，对模具设计与制造的整个工艺流程也有了一个基本的掌握。在他身上，时刻体现着作为科研工作者所特有的严谨求实的教学风范，勇于探索的工作态度和求同思变、不断创新的治学理念。他不知疲倦的敬业精神和精益求精的治学要求，端正了我的学习态度，使我受益匪浅。另外，还要感谢我的同学

64、，他们在寻找资料，解答疑惑，实验操作、论文修改等方面，都给了我很大的帮助和借鉴。 最后，感谢所有给予我关心和支持的老师和同学使我能如期完成这次毕业设计。谢谢各位老师和同学！ 感谢学校对我这三年的培养和教导，感谢机电工程系各位领导各位老师三年如一日的谆谆教导！ 27 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, 2004. 7 [2] 张鼎承主编.冲模设计手册.北京:机械工业出版社，1999.5 [3] 阎其凤主编.模具设计与制造.北京:机械工业出版社，1995.11 [4] 翁其金主编.冲压工艺与冲模设计.北京:机械工业出版社，1999.5

65、 [5] 李正风主编.机械设计基础[M].上海:上海交通大学出版社，2005.1 [6] 许发樾主编.模具设计应用实例.北京:机械工业出版社，1999,5 [7] 刘力主编.机械制图. 北京:高等教育出版社.第二版，2004.7 [8] 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，1996.7 [10] 薛启翔主编.新编冲压工计算手册.北京:机械工业出版社，2004.3 [11] 陈剑鹤主编.冷冲压工艺与模具设计.北京: 机械工业出版社，2001.9 [12] 李天佑.冲模图册.北京：机械工业出版社，1988 [13] 马正元.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，1998，(5)：26-28 [14] 王新华主编.冲模结构图册.北京：机械工业出版社，2003 [15] 肖景容，姜奎华主编.《冲压工艺学》.北京：机械工业出版社，1999 [15] 陈雨萍，周兆元主编.《互换性与测量技术基础》机械工业出版社 2005