毕业设计（论文）底板成套模具设计.doc

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1、 摘 要 模具是现代化的生产重要工艺装备，在国民经济的各个部门都越来越多地依模具来进行生产加工，越来越引起人们的重视，模具也趋向标准化，模具设计水平的高低直接影响产品的质量及生产效率。 弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯

2、曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求比较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要又一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。本文主要介绍了关于底板成套模具的设计，本次设计的主要内容：底板冲孔落料模具设计、弯曲模、复合模设计；模具的技术要求及材料选用；主要设计尺寸的计算；工作部分尺寸计算；模具的总体设计；主要零部件的结构设计；模具的总装图；模具的装配等。关键词：底板；冲孔；落料；复合模；弯曲模 AbstractKeywords: 目 录摘 要IAbstractII第1章 引言11.1冲压模具设计概论11.2冲压模具发展历史和国内外冲压模具状况21.2.1冲压模具国内现状21.

3、2.2冲压模具国外现状21.3未来冲压模具制造技术发展趋势31.4 本文研究的主要内容4第2章 冲压工艺计算及模具总体设计52.1冲压件工艺性分析52.2确定工艺方案62.3模具设计计算72.3.1排样72.3.2冲裁凸模、凸凹模和凹模刃口尺寸的计算112.3.3冲压力的计算及压力机的选择142.3.4确定压力中心162.4模具总体设计16第3章 冲压模具零件及结构设计183.1冲压模及零件分类183.1.1冲压模分类183.1.2冲压模具零件分类193.1.3模具的标准化193.2冲裁模工作零件设计203.3定位装置设计263.4卸料装置的设计263.5其他零件选用与设计28第4章 冲裁模零

4、件制造工艺设计324.1模具制造工艺设计的基本内容和目的324.2冲裁模零件制造工艺设计324.2.1冲裁模工作零件的工艺设计324.2.2固定板零件的工艺设计354.2.3导向零件的工艺设计35第5章 结论37参考文献38致 谢39第1章 引言1.1冲压模具设计概论模具是工业生产中的主要工艺设备，模具工业是国民经济各部门发展的主要基础之一。加入世贸后，各国经济往来十分频繁，世界各国经济高速发展，人类消费日趋增长，消费结构日趋复杂，消费的增长带来了全球经济的快速发展，中国也渐渐的转变为世界的制造中心，并且现在产品有75%的粗加工工业产品零件，50%的精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模

5、具成型1。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。本课题要求对摇臂成套模具进行设计，通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺。通过该课题能够让学生掌握中等复杂程度的零件冲压模具设计与制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的制定、工艺计算及模具设计有了更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性与实践性意义2。1.2冲压模具发展历史和国内外冲压模具状况1.2.1冲压模具国内现状改革开放以

6、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。模具工业一直以15%只有的增长速度快速发展。特别是在过去的10多年里更是取得了令人瞩目的成就，例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷却模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件在国内模具行业拥有不少的用户，但许多方面与工业发达的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；CAD/CAE/CAM技术普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当大的一部分大型的，精密的，复杂和长寿命模具依赖进口3。1.2.2冲压

7、模具国外现状冲压模具在国际上的应用十分广泛。国外的模具发展比较全面，且技术含量高，加工质量好，原材料的的利用率高，但由于掌握这里顶尖模具技术的国家较少，高精尖的产品数量仍比较少且价格高昂。而一些中低档的模具因其对技术要求低普及的比较全面4。以日本为例，日本是世界第一大模具生产国。国内有许多家世界闻名的机床制造厂家，加工模具的高速加工中心，电加工机床，龙门铣床，精密磨床，数控系统等全都具备世界级名牌。优秀的机床制造业为模具制造奠定了坚实的的基础，如在电子超精密模具中，集成电路，微型电机模具精度达到了0.1um的误差，处于世界领先水平，IT产品更新更快，如手机开发研制周期为2个月，产品试制期为7天

8、，一般7套模具150兆NC数据，两天就完成编程，计算机设计及制造技术都非常先进5。1.3未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、和“价格低”的要求服务，模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面：(1)模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高。由于成型零件日趋大型及高效率生产所要求的一模多腔，使模具日趋大型化；随着零件微型化和模具结构发展的要求，今后模具加工的精度将更小，这必将促进超精密加工的发展。(2)CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的广泛应用。在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计的制造系统(CAD/C

9、AE/CAM)，发展高精度、高寿命模具和简易模具(软模、低熔点合金模具等)制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。模具制造是设计的延续，推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明，模具CAD/CAE/CAM技术是当代最合理的模具生产方式，既可用于建模、为数控加工提供NC程序，也可针对不同的模具类型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型过程的目的，改善模具结构。从CAD/CAE/CAM一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化，其中心思想是让用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同作业，

10、以充分发挥各单元的优势和功效。因此，应大力进行高端辅助设计制造软件的培训、推广和应用6。(3)快速经济模具技术的推广应用。快速模具制造及快速成型技术是在近两来迅速发展起来的，并正向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比，该技术具有制模周期短、成本特点，是综合经济效益较显著的模具制造技术。近年来快速模具制造商投入了很大的人力和物力，对各种模具的快速制造工艺进行研发，对传统的快速模具制造技术进行改造，嫁接了先进的RP及NC技术，有效满足一些高精度、高寿命模具的生产需求。(4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和

11、降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种、发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件。(5)开发优质模具材料和先进的表面处理技术。模具材料是模具工业的基础，制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，国内开发的高级优质模具钢品种虽然不少，但推广应用不足，每年所需约70万吨模具钢还要有相当一分进口。模具表面处理技术对模具的制造精度、模具的强度

12、、模具的寿命、模具的制造成本等有着直接的影响。稀土表面工程技术和纳米技术表面工程技术的出现进一步推动模具制造的表面工程技术的发展。同时处理技术由大气热处理向真空热处理发展。(6)冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。科学化主要体现深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理念、失稳理论与变形程度等对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程序。数字化主要体现在应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压方案7。(7)成形过程的数值模拟技术将在实用化方向取得很大的发展，并与化制造系统很好地集成。人工智能技

13、术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂开关零件成形，从而真正进入实用阶段8。(8)注重产品制造全过程，最大程度地实现多目标全局优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。(9)对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便宜从产品初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析评估9。(10)冲压技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、修改化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统(FMS)、多工位高速自动冲压机以及智能机

14、器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产10。1.4 底板成套模具研究的主要内容图1-1为产品零件图 图1-1底板完成底板模具设计分三步：1.4.1 底板冲孔落料模具设计改进后的工艺尺寸的底板冲孔落料模具设计1冲压件工艺设计：包括工件排样设计；冲压力计算；冲压设备选择；模具压力中心位置确定。2凸模，凸凹模，凹模刃口尺寸设计及模具总体设计：包括各模刃口尺寸设计；模具总体设计。3冲压模具零件与结构设计：包括工作零件设计；定位装置设计；卸料及出件装置设计。1.4.2 弯曲模具设计1. 弯曲凸、凹模设计（1） 凸模圆角半径（2） 凹模圆角半径（3） 凹模的深度（4） 凸、凹模间的间隙（5） U

15、型弯曲件凸、凹模横向尺寸及公差的确定2. 弯曲力的计算及冲床的选用(1) 自由弯曲力的计算(2) 校正弯曲时的弯曲力的计算(3) 顶件力和压料力的选择(4) 冲压设备公称压力的选择1.4.3弯曲模具设计1弯曲凸、凹模设计凸模圆角半径凹模圆角半径凹模的深度凸、凹模间的间隙U型弯曲件凸、凹模横向尺寸及公差的确定2.弯曲力的计算及冲床的选用 自由弯曲力的计算 校正弯曲时的弯曲力的计算 顶件力和压料力的选择 冲压设备公称压力的选择第2章 冲压工艺计算及模具总体设计2.1冲压件工艺性分析工件结构如图2-1所示，材料为Q235钢，中批量生产，厚度为3mm，结构不对称，形状不复杂，没有违反冲裁的工艺性原则，

16、零件能满足冲压工艺要求，可以进行下一步的设计。1尺寸精度。要求普通冲裁尺寸精度低于IT13级，现在产品的设计精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求2冲裁件断面质量分析因为一般用普通冲裁方式冲3mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.53.2 ，毛刺允许高度为0.010.05mm；本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。3产品材料分析对于冲压件材料一般要求得力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。查冲压常用金属材料的力学性能，Q235属于碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经退火后，用冲裁的

17、加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。Q235钢抗剪强度为=370Mpa，抗拉强度=460 Mpa，断后伸长率31，因此材料具有良好的塑性和较高的弹性，冲裁性较好，适合冲裁加工，普通冲裁完全可以满足要求。经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 2-1 零件图 图2-2 补标公差后的零件图2.2确定工艺方案该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案1. 方案一 先落料，后冲孔，采用单工序模生产。2. 方案二 冲孔和落料复合，采用复合模生产。3. 方案三 先冲孔再落料连续冲压，

18、采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要两道工序和两副模具，成本较高而生产率较低，适合小批量生产。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，并且冲孔工件距边缘最小壁厚在15mm左右，满足凸凹模最小壁厚的要求。模具强度较高。方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。因此，该工件的冲压生产选用方案二和方案三都可以，但考虑复合模的冲压精度比级进模高，故选用方案二复合模更为合理。2.3模具设计计算2.3.1排样1. 排样冲裁件在条料、带料或板料上合理的布置方法叫排样。排样是提高材料利用率、降低成本、保证冲件质量及模具寿命的有效措施，是冲裁模具设计的依据。决定排样方案应遵循的原则是：保证

19、在最低耗材和最高的生产率的条件下得到合格的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、工人的安全操作、模具寿命长及车间生产条件和原材料供应情况等，权衡利弊，做出较为合理的排样方案7。采用少、无废料的排样虽然可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是因材料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。为此排样时统筹兼顾、全面考虑采用有废料排样。见图2-2 图2-3 排样图2. 搭边搭边是排样时毛胚外形与条料侧边及相邻毛胚外形之间设置的工艺废料。搭边值要合理地确定，搭边值过大，浪费原

20、材料，使材料利用率低；搭边值过小，冲裁时条料容易翘曲或拉断，造成送料困难，有时会夹入凸、凹模的间隙之中，损坏模具刃口，产生毛刺等。合理的搭边值见表2-1 表2-1 合理的搭边值 料厚t 圆形 非圆形 反复送料 自动送料 1 1 1 1 1 1.5 1.5 2 1.5 3 2 2.5 2 12 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 2 23 2.5 2 3 2.5 4 3.5 3.5 3 34 3 2.5 3.5 3 5 4 4 3 45 4 3 5 4 6 5 5 4 56 5 4 6 5 7 6 6 5 68 6 5 7 6 8 7 7 6 8 7 6 8 7 9 8 8 7根据表2-

21、1 取3，1取3。3. 步距 指冲压过程中条料每次向前送进的距离，其值为排样时送进方向两相邻毛胚之间的最小距离值。步距可定义为 （2-1）式中： S冲裁步距理论公差；沿条料送进方向，毛胚外形轮廓的最大宽度值，mm；a1沿送进方向的搭边值，mm；4. 条料宽度的确定条料宽度计算公式： （2-2）导板之间的距离计算公式： （2-3） 式中： B条料宽度尺寸； B1导料板之间距离尺寸； 条料宽度的裁剪单向（负向）公差，见表2-2；1条料与导料板之间的间隙，一般薄料时取0.10.3mm，取0.3 mm；D单排时为工件展开宽度。 表2-2 条料裁剪公差 mm 板料厚度 1 12 23 34 条 50 0

22、.4 0.5 0.7 0.9 料 50100 0.5 0.6 0.8 1.0 宽 100150 0.6 0.7 0.9 1.1 度 150220 0.7 0.8 1.0 1.2 220300 0.8 0.9 1.1 1.3 5.材料的利用率冲裁件的实际面积与所用面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的经济指标，也是购买原材料多少的依据。材料利用率的计算公式： （2-4）式中：材料的利用率； A产品展开毛胚外形所包容的面积（包括将要冲掉的孔或其它形状的废料在内）； B条料宽度；S冲裁步距。图2.4条料与导尺之间的关系2.3.2冲裁凸模、凸凹模和凹模刃口尺寸的计算1. 凸模与凹模刃口尺寸

23、确定的原则 落料件的尺寸取决于凹模，落料模应以凹模尺寸为基准，间隙由减小凸模尺寸来取得。冲孔件的尺寸取决与凸模，冲孔模应以凸模尺寸为基准，间隙由增大凹模尺寸来取得，考虑到间隙在模具使用过程会随磨损而增大，故设计凸模和凹模时初始间隙应取最小值。 应区分模具磨损过程中凸模和凹模尺寸的变化趋势。在设计制造新模具时落料凹模尺寸应接近于落料件的最小极限尺寸，冲孔凸模尺寸应接近于冲孔孔件的最大极限尺寸。 凸模与凹模的制造公差应与冲裁件的尺寸精度相适应，其上下偏差应按入体原则来标注。一般冲裁模精度较冲裁件精度高23级7。2. 凸模与凹模分别加工时刃口尺寸的计算方法 可行性判断 凸模与凹模并不是在任何情况下均

24、可以采用分别加工，只有在满足下列条件或 式中：凸凹凸凹模的制造公差，按IT10IT11级选用。工件料厚: 3mm Zmax=0.64, Zmin=0.46工件尺寸10 +0.18 ，其凸模凸=0.058，凹=0.090.058+0.09=0.1480.64-0.46=0.18凸模与凹模分别加工可行。 计算公式凸模与凹模分别加工所以要分别计算凸模与凹模刃口与制造公差落料： 凹模尺寸 （2-5）凸模尺寸 （2-6）冲孔： 凸模尺寸 （2-7）凹模尺寸 （2-8）式中: D凹落料凹模公称尺寸,mm； D凸落料凸模公称尺寸,mm； Dmax落料件最大极限尺寸，mm； d凸冲孔凸模公称尺寸,mm； d凹

25、冲孔凹模公称尺寸,mm； dmin冲孔件最小极限尺寸,mm；制件公差（上下公差之和）,mm；凸凸模下偏差按IT10选用,mm；凹凹模上偏差按IT11选用,mm；Zmin凸凹模最小初始双面间隙（查表）,mm；X 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸）：当制件公差为IT10以上，取X=1；当制件公差为IT11IT13，取X=0.75；当制件公差为IT14，取X=0.5；工件需冲孔尺寸分别有10 +0.18 ；其凸、凸凹模刃口尺寸为：工件需落料的尺寸分别有；。其凸凹模、凹模刃口尺寸为： 孔心距的计算孔心距属于磨损后基本不变的尺寸，在同一工步中，工件上冲出孔距为L+2时，其凹模

26、孔中心距L凹按下式计算： (2-9)式中：L凹凹模孔心距的公称尺寸,mm； Lmin工件孔心距的最小尺寸,mm；工件孔心距尺寸L=200.122.3.3冲压力的计算及压力机的选择1冲裁力的计算冲裁力是选用压力机吨位（标称压力）的主要依据，也是模具强度刚度设计校核时必需的数据。对于普通平刃口凸凹模的冲裁，其理论冲裁力F可按下式计算 (2-10)式中：F冲裁力，N； L冲裁轮廓线长度，mm；t板料厚度，mm；材料的抗剪强度，Mpa；K考虑刃口磨损钝化，冲裁间隙不均匀，材料机械性能与厚度尺寸波动等因素而增加的安全系数，常取1.3其中：零件周长277.5mm，Q235钢的抗剪强度为370Mpa。同理冲

27、孔力： 其中：零件孔周长31.4mm，Q235的抗剪强度为370Mpa。2卸料力顶件力及推件力的计算式中：F冲裁力；N； F卸卸料力，N； K卸卸料力系数。 3. 总冲压力计算4.冲压设备选择冲压设备选择的原则： 压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总压力 根据模具结构选择压力机类型和行程次数。 根据模具尺寸大小、安装和进出料等情况选择压力机台面尺寸。 选择压力机的闭合高度与模具是否匹配。 模柄直径、长度尺寸是否与压力机滑块模柄孔直径、深度尺寸相当。 压力机滑块行程应该是拉伸深度的22.5倍。 压力机的行程次数应当保证有最高的生产率。 压力机应该使用方便和安全。初步选择设备为JC23-63开式双

28、柱可倾式压力机其主要参数为：公称压力（kN）：630。滑块行程（mm）：120。滑块行程次数(次min)：70。最大闭合高度（mm）:360。滑块调节量（mm）:90。工作台尺寸(mmmm):4807100。垫板尺寸（mm）:厚度60。模柄孔尺寸（mm）:直径40，深度70。2.3.4确定压力中心冲裁模具上所有凸模的冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心必须通过模柄轴线而和压力机滑块的中心线重合，否则滑块就会受到偏心载荷而导致滑块导轨和模具的不正常磨损，降低模具寿命甚至损坏模具。因工件形状对称，其压力中心就是工件的几何中心。2.4模具总体设计1. 模具类型的选择 由冲压工艺分析可

29、知，采用复合模冲压，选用先落料后冲孔。2. 定位方式的选择 确定合适的定距、定位方式不仅有利于提高冲压件的质量。而且便于操作和确保冲压安全生产。因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方式采用导料板，无侧压装置，控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。3. 卸料、出件方式的选择模具是采用弹压卸料板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考虑因素。由于弹压卸料模具操作时比固定卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动作，且弹压卸料板卸料时对条料施加的是柔性力，不会损伤工件表面，因此实际设计中尽量采弹

30、压卸料板，而只有在弹压卸料板卸料力不足时，才改用固定卸料板。随着模具用弹性元件弹力的增强(如采用矩形弹簧)，弹压卸料板的卸料力大大增强。根据目前情况，当材料料厚约在2mm以下时采用弹压卸料板，大于2mm时采用固定卸料板较为贴近实际。本模具所冲材料的料厚为3mm，因此不可采用弹压卸料板。工件料厚为3mm，相对较厚，卸料力也比较大，冲孔的废料可从压力机的工作台孔中漏下，故模具周围清洁。冲出的工件靠刚性推件装置推出。4.导向方式的选择导向零件有许多，如用导板导向，则在模具上安装不便，而且阻挡操作者视线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，则虽然导向精度高，寿命长，但结构比较复杂，所以也不采用；针

31、对这次加工的产品精度要求不高，采用滑动式导柱导套进行导向即可而且模具在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可降低成本。为了提高模具的寿命和工件的质量，方便安装调试，该复合模采用后侧导柱的导向方式。第3章 冲压模具零件及结构设计3.1冲裁模工作零件设计1.冲裁凹模 凹模刃口孔形 Hh 图3-1采用图3-1刃口空形，向上顶出冲件或废料。其特点刃边强度较好，孔口尺寸不随刃磨面增大；易积件和废料，推件力大。 凹模外形尺寸按经验公式计算：凹模厚度 （3-1）式中：P冲裁力，N； K1冲裁轮廓修正系数，取K1=1.25； K2凹模材料修正系数，取K2=1.3。凹模壁厚：根据C 3040mm的公式要求，取

32、C=50mm凹模长度L的确定： L=92.4+250=192.4mm凹模的宽度=50.2+250=150.2mm凹模的尺寸取：195mm155mm60mm。 表3-1 冲裁轮廓长度修正系数K1值轮廓长度mm 50 5075 75100 150300 300500 500修正系数K1 1.0 1.12 1.25 1.37 1.50 1.60 表3-2 凹模材料修正系数K2值 凹模材料 合金工具钢 碳素工具钢 修正系数K2 1.0 1.3 凹模上螺孔、销孔和螺钉尺寸表3-3 不同凹模厚度的紧固螺钉尺寸选用凹模厚度mm 13 13 19 1925 2532 32 使用紧固螺钉 M4 M5 M5 M6

33、 M6 M8 M8 M10 M10 M12凹模的紧固螺钉选用4M10。从凹模外缘到螺孔的尺寸 （3-2）螺孔间距离取90mm销钉选用210从凹模外缘到销钉孔的尺寸 凹模的刃口与边缘、刃口与刃口之间的距离 表3-4 凹模的刃口与边缘之间的距离 单位mm料厚 料宽 0.8 0.81.2 1.53.0 3.05.040 22 24 28 324050 24 27 31 355070 30 33 36 407090 36 39 42 4690120 40 45 48 52 120150 44 48 52 55由表3-3取凹模刃口与边缘之间的距离a=52mm 凹模强度校核根据矩形凹模强度计算的近似公式：

34、 （3-3）凹模厚度为60mm38.5mm,计算符合要求。式中：F冲裁力，N；445742 N 弯许用弯曲应力，Cr12为450Mpa； h最小凹模最小厚度，mm。 凹模图如3-2所示。 图3-2 凹模2.冲裁凸模 冲裁凸模又称冲头，凸模本身按部位作用不同可分为工作部分（即刃口）和固定部分。 凸模的形式冲10孔凸模形式见图3-3凸凹模形式见图3-4 图3-3 凸模 图3-4 凸凹模 凸模的长度凸模的长度根据结构上的需要确定，使用固定卸料板按下式计算。 （3-4）式中：H1凸模固定板的厚度；H2卸料板的厚度；H3导料板的厚度；Y附加的长度，包括凸模刃口修模量，凸模进入凹模的深度，凸模固定板与卸料

35、板之间的安全距离，取20mm. 凸模强度校核压应力校核对于圆形凸模： （3-5）取d=10mm合格。式中：dmin凸模最小直径，mm； t料厚，mm； 抗剪强度，Mpa；凸模材料的许用应力，Mpa。弯曲应力校核： （3-6）取L=60mm，合格。 凸模垫板承压计算 （3-7）式中:F冲裁力，N；A承压面积，mm2；D凸模承压面的直径，mm；压许用压应力，500Mpa；3.3定位装置设计定位装置的作用是限定毛胚（条料和块料）送料间距和送入冲模的毛胚有正确的位置，以保证冲出合格的零件。1导料销、导料板(导尺)导料销或导料板是对条料或卷料的侧向进行导向，以免送偏定位零件。采用从前向后送料，导料销位于

36、条料的两侧，四个，设置在弹压卸料板上，为活动式。导料板设置在条料两侧，为使条料顺利通过，两导料板距离等于条料宽度加上一个间隙值。导料板的厚度设计为6mm。2挡料销采用圆头式挡料销。此种挡料销的固定部分和工作部分的直径差别很大，不至于削弱凹模的强度，并且制作简单，使用方便，一般装在凹模上，适应于带固定卸料板和弹性卸料板的冲模中。3.4卸料装置的设计1.选用弹压卸料装置由卸料板、橡胶块和卸料螺钉等零件组成。弹压卸料既起卸料作用又起到压料作用，所得冲裁零件质量较好，平面度高。在复合模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙按H7h7配合制造，凸模与固定板以H7h6配合。此外在模具开启状态，卸料板应高出

37、模具工作零件刃口0.30.5mm，以便顺利卸料。2.卸料板卸料方式卸料板卸料跟废料切刀结合起来使用，废料切刀的刃口长度比废料宽度大一些，刃口比凸模刃口低。3卸料板外形尺寸卸料板外形尺寸与凹模外形尺寸一致，厚度小于凹模的厚度，为10mm。4. 卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计计算卸料板工作行程h： （3-8）式中：h1凸模凹进卸料板的高度（mm）； t 材料厚度（mm）； hQ 凸模冲裁后进入凹模的深度（mm）；橡胶工作行程H： （3-9）式中：h2凸模修模量（mm）；橡胶自由高度H自由：橡胶的预压缩量H收：橡胶承受的载荷F1：式中：F卸料力（N）; K卸卸料系数，取0.04； F冲冲裁力（N）橡胶

38、的外径D：式中：d圆筒形橡胶内径，取d=12mm；校核橡胶的自由高度： 满足要求。橡胶的安装高度为H安=31mm。 3.5模具的设计该模具采用后侧导柱模架，冲压时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格，导柱分别为，。上模座厚度取45mm,上模垫板厚度取20 mm,固定板厚度取30mm, 下模座厚度取55mm,凸模长度为60mm,凹模厚度为60 mm,冲裁后凸模进入凹模的深度取2 mm,则该模具的闭合高度H为：该模具闭合高度小于所选压力机JC23-63的最大装模高度360mm,可以使用。 模具总装配图，如图3-8所示。图3-8底板模具装配图第4章 U型弯曲模具设计材料结构及精度分析该工件材料 Q235钢为软材料,在弯曲时应有一定的凸凹模间隙.工件的尺寸全部为自由公差,可看作 IT14 级,尺寸精度较低,普通弯曲就能满足 要求.零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利，可查，Q235的允许最小弯曲半径rmin =0.5t=0.5mm, 而零件的弯曲半径r=0.75mm 故，不会弯裂。计算零件的相对弯曲半径，r/t=0.75/0.5=1.558,所以，弯曲变形后角度回弹较小，弯曲半径变化也不大，所以采用简