弯钩连续模设计毕业设计说明书1.doc

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1、* 学 院毕 业 设 计（论 文）说 明 书题 目 学 生 系 别 专 业 班 级 学 号 指 导 教 师 第一章 绪 言改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字）各类冲压

2、模具的生产能力。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。中文摘要 本设计进行了冲孔、切断连续模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、卸料板、拉簧、挡料销、导正销、导料板等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机

3、规格均进行了必要的校核计算。本模具采用了少废料排样，有自动定心装置。关键词：连续模；冲压设备；冲孔；切断ABSTRACT The design of punching, cutting off consecutive modulus design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product of a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in a

4、ccordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as : punch and die. Punch plate, plate and dump plate, coil, behind the marketing, and sales are guided I. information board. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. Design work

5、 on the parts and specifications will press for the necessary checking calculation. The mold used for a small scrap layout, automatic centering device. Keywords : Progressive dies; Stamping equipment; Punching; Cut.目 录中文摘要 3英文摘要 4第1章 前 言 81.1冲压模具市场情况 91.2冲压模具水平状况 91.3冲压模具未来的发展重点与展望 11第2章 冲压件的工艺性分析 1

6、32.1冲压件材料分析 132.2冲压件结构工艺性及分析 132.3模具结构形式和选材 142.3.1模具结构形式 142.3.2模具材料选择 14第3章 冲压工艺方案的确定 16第4章 工艺计算 174.1弯曲件展开尺寸计算 174.2材料的规格的选择 184.3排样图设计与材料利用率计算 184.3.1排样图的设计 184.3.2材料利用率计算 214.4冲压工艺力的计算 214.4.1冲裁力的计算 214.4.2卸料力及推件力的计算 224.5压力中心的计算 23第5章 模具主要零部件的设计与选择 265.1圆形凸模的设计 265.1.1凸模长度计算 265.1.2承压应力的校核 275

7、.1.3抗纵向弯曲应力校核 285.1.4圆形凸模固定端面的压力 285.2切断凸模的设计 295.2.1凸模承压应力的校核 295.2.2凸模抗纵向弯曲应力校核 305.2.3切断凸模固定端面的压力 305.3凹模的设计 315.3.1凹模孔口形式及主要参数 315.3.2整体式凹模外形尺寸的确定 315.3.3凹模强度校核 335.4拉簧的设计 345.4.1设计弹簧的一般步骤 345.4.2拉簧类型的选择 345.4.3弹簧材料及许用应力 355.4.4拉簧相关几何尺寸的计算 375.4.5拉伸弹簧钩环强度验算 385.5凸模固定板的选择 385.6凸模垫板的选择 39第6章 确定凹凸模

8、间隙及计算工作部分尺寸 406.1冲裁间隙值的确定 406.2凹、凸模刃口尺寸计算 406.2.1确定凹凸刃口尺寸的原则 406.2.2冲裁模刃口尺寸的计算方法 406.2.3冲裁模刃口尺寸的计算 40第7章 模具总体设计 437.1 定位零件的设计与选择 437.1.1挡料销的选择 437.1.2定位板的设计 437.1.3止退块的设计 437.1.4导料板的设计 437.1.5导正销的设计 447.2卸料装置的设计 457.2.1卸料板的设计 457.2.2卸料弹簧的选择 467.2.3卸料弹簧有关尺寸计算 487.2.4卸料弹簧的窝座深度和安装厚度 487.2.5安装孔内径和孔底厚度 4

9、97.3连接杆的设计 507.4支承座的设计 507.5凸模板的设计 517.6导向零件的选用 517.7模架的选用 527.8模柄的选用 53第8章 冲压设备的选择 558.1冲压设备类型的选择 558.2确定设备的规格 55第9章 绘制模具图与撰写说明书 579.1装配图的绘制 579.2模具零件图的绘制 579.3设计说明书的撰写 58第10章 总 结 59参考文献 60致 谢 61前 言毕业设计（论文）是本科教学计划的一个重要环节，是落实本科教育培养目标的重要组成部分，其主要目的是培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立分析、解决问题，使学生在科研选题、调查研究、检查和查阅中外文献

10、资料、综合分析、实验设计及研究、计算、数据处理、文字表达等方面的能力得到综合训练，进而巩固和加深所学的专业知识，提升学生全面素质。近年来，制造业在科学发展观的指引下迈入了新的发展阶段，其中冲压加工和模具技术更有显著的进步。本人在综合考虑了今后的工作和发展方向后，在这次毕业设计中选取了冲孔、切断这一典型的连续模结构进行设计，以巩固自己的专业知识。本说明书共有十章。第一章，简要介绍了当前模具行业的发展状况以及今后的饿发展趋势。第二章到第九章，根据模具设计的基本步骤，依次进行了工艺分析，工艺计算，主要零部件的设计与计算和冲压设备的选择，最后谈及了总装图和零件图绘制的相关内容。本说明书最后一章总结了我

11、在本次设计中遇到的问题和心得体会。说明书最后附有本次设计中所涉及到的所有参考文献。在本次设计和论文撰写过程中始终得到了教研室老师和同组同学的大力支持和帮助，并参考了许多设计书籍的经验方法，老师还帮助我进行了图纸审理和修改，在此均表示由衷的感谢！由于本人水平有限，本说明书定存在许多不妥之处，恳请答辩组老师不吝赐教。1.1 冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，

12、市场竞争激烈。现摘录中国模具工业协会发布的统计材料2004年我国冲压模具市场情况简介如下： 2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元. 根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元.其中国内市场需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模

13、具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。1.2 冲压模具水平状况 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位

14、级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1）.模具CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委

15、863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国ParametricTec

16、hnology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，还引进了AutoCAD、CATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖

17、南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。 快速原型(RP)与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。

18、它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。2）.模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国

19、产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多

20、。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊接技术也得到了应用。3.专业化程度及分布状况我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%，我国冲压模具自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具，其专业

21、化程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力，江苏有较强的精密冲模的能力，而模具的用户大都不在本地。1.3冲压模具未来的发展重点与展望1、冲压模具产品发展重点。 冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展

22、前景好。 汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。2、冲压模具技术发展重点。 模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CA

23、D、CAM系统专用化程度。 为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与

24、工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点.。第二章 冲压件工艺分析冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性,即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准等是否符合冲裁工艺的要求。冲裁件的工艺性对冲裁工件的质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及冲压设备的选用等都有很大的影响。一般情况下，对冲裁件工艺性影响最大是几何形状、尺寸、精度要求。良好的冲裁件工艺性能满足材料省、工序少、产品质量稳定、模具较易加工、操作方便且寿命较高等要求，从而显著降低冲裁件的制造成本。2.1 冲压件材料分析 该零件的材料为冷轧钢15，该钢种是优质碳素结构钢，

25、碳的质量百分数是0.07%0.14，属于低炭钢，屈服点=210MPa，抗拉强度=340MPa，延伸率不小于31，断面收缩率不小于55，具有良好的冲压、拉深、焊接性能，故广泛用于制造冷冲压零件。（参考文献7 表84）2.2 冲压件结构工艺性及分析 冲裁件的结构形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状，以减少废料，矩形孔两端宜用圆弧连接，以利于模具加工。该工件结构简单，也无复杂形状的曲线。冲裁件各直线或曲线的连接处，尽量避免锐角。除在少、无废料排样或采用镶拼模结构时，都应有适当的圆角相连，以利于模具制造和提高模具寿命。工件图如图1.1所示： 图

26、1-1此工件为弯钩，有冲孔、切断两个工序特征，形状较简单，没有极限冲裁特征，成形容易，适合冲裁。该制件上有两个圆孔：4.3 mm和3.3mm,制件厚度t.为1.5mm。冲件上的孔与孔、孔与边缘之间的距离不能过小，以避免工件变形、模壁过簿或因材料易被拉入凹模而影响模具寿命。一般孔与孔最小间距：3.1t，孔边距取：对圆孔为（11.5）t。冲裁件的精度要求，应在经济精度以内，对于该制件为普通冲裁件，其经济精度不高于IT11级，冲孔件比落料件高一级。冲裁件的尺寸精度以不高于ITl2级为宜。如无特殊要求，外形尺寸精度应低于ITl0级，内形尺寸精度应低于IT9级。对精度要求高于ITl0级的冲裁件，应在模具

27、结构设计方面采取措施，若提高定位精度，采用弹压卸料顶件装置，提高模具制造精度或采用精冲技术等。零件图上尺寸均无公差标注，按IT14级处理。冲裁件的断面质量是不高的，材料厚度和硬度的影响尤甚。通常材料厚度t1mm的零件，断面粗糙度可达Ra=3.2m；t1mm的零件，断面粗糙度将高于Ra=6.3m。（参考文献5 ）2.3 模具结构形式和选材 2.3.1模具结构形式 该制件主要工序为：冲孔、切边、切断。采用连续模，结构紧凑，冲出的制件精度高，生产效率也高，适合大批量生产。采用自动送料，自动卸料，采用弹性卸料装置，具有压料作用，冲裁质量较好，模具精度应比冲裁件精度高23级，不应高太多，以免增加制造成本

28、。2.3.2模具材料选择 冷冲压模具的成本分析 在冷冲压模具设计中，常常要提到模具成本问题，即经济性。所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。在冲压生产中，既要保证产品质量，完成所需的产品数量，又要降低模具的制造费用这样才能使整个冷冲压的成本得到降低。 在模具设计中主要考虑的问题是如何降低模具的制造成本。因为产品的成本不仅与材料费(包括原材料费、外购件费)、加工费(包括工人工资、能源消耗、设备折旧费、车间经费等)有关，而且与模具费有关。一副模具少则几万，多则上百万。所以必须采取有效措施降低制造成本。 模具费在工件制造成本中占有一定比例。对于小批量生产，采用简易模具。因其结构简单、制造快

29、速、价廉，所以能降低模具费，从而降低工件制造成本。 在大批大量生产中应尽量采用高效率、长寿命的级进冲模及发展硬质合金冲模。硬质合金冲模的刀磨寿命和总寿命比钢模具大得多。总寿命为钢模具的2040倍，而模具制造费用仅为钢模具的24倍。 而对中批量生产，首先应尽量使冲模标准化，大力发展冲模标准件的品种，推广冲模典型结构，最大限度地缩短冲模设计与制造周期。 制造中、小型冷冲压模具的材料有铸铁、碳素工具钢、合金工具钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨脂橡等。冲模主要零件所使用的模具钢有碳素工具 钢、低合金工具钢、高碳高铬工具钢、高碳中铬工具钢、硬质合金及钢结硬质合金等。 凸模

30、和凹模是在强压、连续使用和有很大冲击的条件下工作的，并伴随有温度的升高，工件条件极其恶劣。所以对凸模、凹模和材料要求有好的耐有温度的升高，工件条件极其恶劣。所以对凸模、凹模和材料要求有好的耐磨性、耐冲击性、淬透性和切削性，硬度很大，热处理变形小，而且价格低廉。 设计模具时，合理选取模具材料是关系到模具寿命和成本的一项重要工作。冲模的主要零件凸模、凹模和凸凹模等材料的选取尤应慎重通常应考虑如下几点：（1）根据冲压件生产批量的大小来选取模具材料。当冲压件的生产批量很大时，凸模、凹模和凸凹模应选取质量高、耐磨性好的模具钢。例如C r12MoV、Cr4W2MoV、YGl5等。 （2）根据被冲压材料的性

31、能、工序性质和冲模主要零件工作条件和作用来选取模具材料。 （3）应考虑模具材料的冷、热加工性能和工厂现有条件。 （4）应考虑我国模具钢的生产和使用情况。 对于该制件主要工序为：冲孔、切边、切断，且要求大批量生产，所以模具材料应采用质量较高，能保证耐用度的材料。故凹、凸模可以选择高碳高铬工具钢C r12MoV，热处理硬度：6062HRC。第三章 冲压工艺方案的确定工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺路线，主要包括确定工序数、工序的组合和工序的顺序安排等，应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量、形状、尺寸等多方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。冲裁工序按工序的组合

32、程度可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。级进模是在压力机的一次行程中，一副模具的不同位置上完成多个不同的工序。根据对零件进行分析,综合考虑材料利用率,工艺合理性及模具结构简易等,工序安排: 切边，冲工艺孔；空步；冲圆孔，初切头部外形；初切圆角外形；空步；精修头部；精修圆角外形；空步；下料。工位数的确定：（1）应保证冲件的精度要求和零件几何形状的正确性。对要求零件精度比较高的部位，应尽量集中在一个工位上一次冲压完成。在一个工位完成确实有困难，需分解为两个工位时，最好放在两个相邻的工位上。 （2）对于复杂的形孔和外形分断切除时，只要不受精度要求和模具周边尺寸的限制，应力求做到各段形孔以简单、规则

33、、容易加工为基本原则。（3）在普通低速压力机上冲压的复合模，为了使模具简单、实用缩小模具体积、减少步距的积累误差，凡是能合并的工位，只要模具自身有足够的强度，就不要轻易分解，增加工位。空工位的设置原则：（1）用导正销做精确定具的条料，可适当增加空位，因步距积累误差较小，对产品精度影响不大。反之，定距精度差的，不应轻易增设空工位。（2）当模具步距较大（一般步距大于16mm）时，不宜多设置空工位。步距大于30mm以上时，更不能轻易设置多个空工位。（3）一般来说，精度高、形状复杂的零件，应少设置空工位。反之，可适当增加空工位。安排冲压工序顺序的原则：（1）对于纯冲裁连续模，原则上先冲孔，随后在冲切外

34、形余料，最后再从条料上冲下完整的冲压零件。应保持条料载体的足够强度，能准确无误地送进。（2）属于冲裁弯曲连续模，应先冲切掉孔和弯曲部分的外形余料，再进行弯曲，最后在冲靠近弯边的孔和侧面有孔位精度要求的侧壁孔。最后分离冲下零件。（参考文献1 ）第四章 工 艺 计 算4.1弯曲件展开尺寸计算 板料、带料弯曲时，外层材料受拉而伸长，内层材料受压而缩短，应变中性层长度保持不变。在压弯过程中，中性层的位置由材料厚度的中间向板料内侧移动。若移动后的中中性层的位置与板料最内层纤维的距离用xt表示（见图4-1），则中性层的曲率半径为： =r+xt （4-1）式中： 中性层的曲率半径（mm）；r工件内圆角半径（

35、mm）；x中性层位置系数； t工件厚度（mm）。 图4-1弯曲件毛坯尺寸计算是按弯曲中性层长度不变的原则进行的图4-2如上图4-2：毛坯尺寸L=直线部分长度S+弯曲部分长度R 直线部分长度=19+13=32mm；弯曲部分长度：R0.5t的弯曲件 R= （4-2）表4-1 中性层位置系数x值查表4-1：r/t=2/3, x=0.27 R=（1+0.271.5） =2.2mm毛坯展开尺寸L=32+2.2=34.2mm （参考文献1 ）4.2材料的规格的选择：冲压生产中使用的材料相当广泛。有金属材料和非金属材料，大部分都是各种规格的板料、带料、条料和块料。板料是冲压生产中应用最广的材料，适合于成批生

36、产。其尺寸规格按国家标准定，采用标准规格板料可能会增加余料，使材料利用率降低。 带料（卷料）用于大批量生产。带料的宽度一般在300mm以下，根据材料的不同，有不同的宽度尺寸，长度可达几米到几十米，有的薄材料可达数百米。 条料是根据冲压件的需要，由板料剪切而成，用于中小型零件的冲压。 块料适用于单件小批量生产和价值昂贵的有色金属的冲压。根据生产要求和工艺性，选择切边带料。（参考文献4 ）4.3排样图的设计与材料利用率的计算4.3.1排样图的设计（一）排样分析排样指冲裁件在板料、条料或带料上的布置方式。排样是否合理，对材料利用率的大小有直接影响。还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与

37、安全等，因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料利用率。要提高材料利用率，就必须减少废料面积，冲裁过程中所产生的废料，可分为两种情况：（1）结构废料 由于工件结构形状的需要，如工件内孔的存在而产生的废料称为结构废料，它取决于工件的形状，一般不能够改变。（2）工艺废料 工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔，不可避免的料头和料尾废料称为工艺废料，它决定于冲压方式和排样方式。因此，提高材料利用率要从减少工艺废料着手，同一个工件，可以有几种不同的排

38、样方法。根据材料的利用情况，排样的方法可以有三种：（1）有废料排样沿工件的全部外形冲裁，工件与工件之间，工件与条料侧边之间都有工艺余料（搭边）存在，冲裁后搭边成为废料，如图3-3a所示。（2）少废料排样 沿工件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在工件之间或是工件与条料侧边之间有搭边存在，如图3-3b所示。（3）无废料排样工件与工件之间。工件与条料侧边之间均无搭边存在，条料沿直线或曲线切断而得工件。如图3-3c所示。 图4-3排样方法 a) 有废料排样 b) 少废料排样 c)无废料排样有废料的排样法材料利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于工件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。少、无废料排样法的材料利用率较高，在无废料排样时只有料头、料尾损失，材料利用率可达85%95%，少废料排样法也可达70%90%。少、无废料排样法有利于一次冲裁多个工件，可以提高生产率。由于这种排样法冲切周边减少，所以还可以简化模具结构，降低冲裁力。但是，少、无废料排样的应用范围有一定的局限性，受到工件形状结构的限制，且由于条料本身的宽度公差，条料导向与定位所产生的误差，会直接影响工件尺寸而使工件的精度