窗帘支架弹片级进模设计说明书.pdf

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1、 毕业设计说明书(论文)作 者：学 号：070704222 学院（系、部）：材料工程学院 专 业：材料成型及控制工程（模具设计）题 目：窗帘支架弹片多工位级进模设计 指导者：评阅者：2012 年 3 月 毕 业 设 计 说 明 书（论 文）中 文 摘 要 本文阐述了采用多工位级进模生产的可能性，分析了窗帘支架弹片多工位级进模的成形工艺及特点。详细对比了零件的几种排样方案和冲切刃口的设计，列举了零件的毛坯进行展开、冲压工艺的计算以及凸模强度的校核等过程；本文所介绍的级进模共有 10 个工位，是一副集多个工序为一体的模具，其成形的工序主要包括冲裁、弯曲等；为了保证模具在工作时不干涉，在设计时应予以

2、综合考虑；在文章的最后简单的介绍了级进模材料的选用及热处理并且详细列出了压力中心的计算过程。关键词 级进模 排样 模具设计 毕 业 设 计 说 明 书（论 文）外 文 摘 要 Title A multi-position progressive die for the spring strip in curtain bracket Abstract This paper described the feasibility using progressive die and analysed the forming process and characteristic of the multi-

3、position progressive die.Some kinds of stock layout and the design of cutting edge were compared in detail about this part.Blank expanding by software,process calculation and verifying the punch strength were introduced.The progressive die had ten stations.The forming process contained blanking,bent

4、 and so on,In order to ensure nonintervention of the die in working,the forming process must be considered synthetically.Finally,the selection and heat treatment of die material and the computational process of pressure center were discussed in detail.Keywords progressive die stock layout die design

5、 目 录 前 言.1 第一章 窗帘支架弹片介绍及冲压工艺性分析.3 1.1 窗帘支架弹片零件图的绘制.3 1.1.1 窗帘支架弹片二维零件图.3 1.1.2 窗帘支架弹片三维零件图.3 1.2 窗帘支架弹片工艺设计.4 1.2.1 工艺分析.4 第二章 排样设计.6 2.1 概述.6 2.2 毛坯排样.7 2.2.1 毛坯排样.7 2.2.2 搭边.8 2.2.3 步距.10 2.2.4 条料的宽度.10 2.2.5 材料利用率.10 2.3 冲切刃口设计.11 2.4 轮廓分解时分段搭接头应注意的问题.11 2.5 工序排样.11 2.5.1 工序排样类型.11 2.5.2 载体设计.12

6、2.5.3 条料定位方式.12 2.6 工序排样.12 2.7 条料尺寸及步距精度.14 第三章 工艺计算和设备选择.15 3.1冲压力的计算.15 3.1.1 冲裁力的计算.15 3.2 弯曲力的计算.16 3.3 总冲裁力的计算.17 3.4卸料力的计算.18 3.5卸料弹簧的选用.18 3.6 确定压力中心.20 3.7 凸、凹模刃口尺寸的计算.20 3.7.1 凸、凹模刃口尺寸的计算原则.21 3.7.2 刃口尺寸计算方法.21 3.8弯曲模的结构设计.26 3.9 设备的选择.27 3.9.1 完成各种工序所需的压力.27 3.9.2 压力机的校核.28 第四章 模具设计.29 4.

7、1 模具结构概要设计.29 4.1.1 模具基本结构形式.29 4.1.2模具基本尺寸.30 4.1.3 模架的选定.30 4.2 模具工作零件设计.30 4.2.1模具零件的连接.30 4.2.2 模板类零件的连接.31 4.3 卸料机构的设计.31 4.3.1 卸料板的安装形式.31 4.3.2 小导柱、小导套.32 4.4导料与定距机构.33 4.4.1导料装置.33 4.4.2定距装置.33 4.5 安全机构设计.34 4.6 窗帘支架弹片模具非成型零件的设计.34 4.7 模具零件选材.35 4.8 窗帘支架弹片模具装配图.36 4.8.1 模具的工作原理.36 4.8.2 模具闭合

8、状态时的结构图.36 第五章 级进模制造.39 5.1 级进模零件加工工艺.39 5.2 级进模装配技术.40 第六章 结论.41 致 谢.42 参考文献.43 前 言 模具作为特殊的工艺装备，在现代制造业中越来越重要。有了模具，企业有可能向社会提供品种繁多、质优价廉的商品，满足人们日益增长的多方面的消费需要。有了模具，人们的衣、食、住、行，可直接或间接地变得丰富多彩。说得具体一点，人们日常接触到的如：汽车、手表、手机、电话、电脑、空调传真机、复印机、彩电、冰箱、照相机、儿童玩具等，可以说一切用品，大到飞机、轮船、火车、火箭，小到一根缝衣针，都离不开模具加工或生产其中某个零件。模具的广泛应用，

9、不仅得到了人们普遍的认识，同时，模具水平的高低，关系到现代制造业的发展与进步，关系到经济建设的速度。大力提高制造模具水平，是提升模具技术档次的关键。冲模按其功能和模具结构，有单工序模、复合模和级进模之别。它们都是借助压力机，将被冲的材料放入凸、凹模之间，在压力机的作用下使材料产生变形或分离，完成冲压工作。单工序模，指在压力机的一次行程中，完成一道冲压工序的冲模。复合模，指模具只有一个工位，并在压力机的一次行程中，完成两个或两个以上的冲压工序的冲模。级进模，又称跳步模、连续模和多工位级进模。指模具上沿被冲原材料的直线送进方向，具有至少两个或两个以上工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成

10、两个或两个以上冲压工序的冲模。常见的冲压工序有（圆孔和异形孔、窄缝、窄槽等）、压弯（一次压弯和多次压弯）、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。由于冲件各不相同，所完成的冲压工序和工位数也各不相同，内容非常丰富。其所用的模具在统称级进模的前提先，一般用制件名称或多少工位加制件名称冠在级进模的前面，以此称呼其不同的级进模，如簧片级进模、10 工位簧片级进模等。级进模在过去，因技术水平的限制，工位数相对较少，3 5个常见，10个工位就算多了，10 个工位以上的就很少见了，所以多工位这个词过去很少听到。近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高的要求，模具设计与制造高新技术的应用与进步，工位数已不

11、再是限制模具设计与制造的关键，从目前了解到的情况，工位间步距精度可控制在3 m之内，工位数已 达几十个，多的已有 70 多个。冲压次数也大大提高，有原来的每分钟冲几十次，提高到每分钟冲几百次，对于纯冲裁高达 1500次/min（带弯曲的加工 500600次/min），级进模的重量亦有过去的几十公斤增加到几百公斤，直至上吨。冲压方式有早期的手工送料、手工低速操作，发展到如今的自动、高速、安全生产。调整好后的模具在有自动检测的情况下实现无人操作。模具的总寿命由于新材料的应用和加工精度的提高，也不是早先的几十万次，而是几千万次，上亿冲次。当然级进模的价格和其它模具相比要高一些，但在冲件总成本中，模具

12、费所占的比例还是很少很少。由此可见，多工位级进模是当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多地被广大用户认识并使用的一种高效、高速、高质、长寿的实用模具。第一章 窗帘支架弹片介绍及冲压工艺性分析 1.1 窗帘支架弹片零件图的绘制 1.1.1 窗帘支架弹片二维零件图 利用 AutoCAD绘图软件绘制如图 1.1所示的二维零件图。图 1.1 零件二维图 1.1.2 窗帘支架弹片三维零件图 利用 UG 绘图软件绘制如图 1.2所示的三维零件图。图 1.2 零件三维图 1.2 窗帘支架弹片工艺设计 1.2.1 工艺分析 1.零件的简单介绍 窗帘支架弹片是窗帘支架的主要零件之一，所用材料

13、为 65Mn钢，材料厚度为 0.5mm。零件对板料的纤维方向要求特别严格，零件在冲压加工完成之后再进行热处理，如纤维方向同弯曲线平行，在弯曲之后零件产生开裂、断裂现象，导致在使用中对弹片的弹性质量有较大影响。零件需要冲孔、落料、弯曲等工序，若采用单工序模生产，生产效率低，制件精度无法保证，满足不了生产的需求，故选用级进模生产，可以降低加工成本，且大大提高生产效率，制件质量更稳定。2.确定零件的基本冲压工序 图 1.1所示零件为一带孔弯曲件，其冲压工序分析如下：(1)毛坯落料(2)冲孔(3)弯曲 3.毛坯展开 按照弯曲毛坯展开的原则进行计算，图 1.3a和图 1.3b分别为该零件毛坯展开的二维图

14、和三维图。(a)(b)图 1.3 展开毛坯图 180l该零件的主要成形工序有：冲裁、弯曲，冲裁在零件的毛坯展开中可不予考虑，故毛坯展开时只须考虑弯曲部分，该零件的弯曲部分圆角半径满足/2rt，这类弯曲件的展开长度是根据弯曲前、后中性层长度不变的原则进行计算的。其展开长度等于直线部分的长度和弯曲部分中性层展开长度之和。具体计算步骤如下：(1)计算出各直线段的长度。(2)根据/r t，查出中性层位移系数 X的值。(3)计算中性层弯曲半径。(4)根据1、2与弯曲中心角1、2计算1l、2l弧的展开长度：(5)计算毛坯总长度 12nlablll 3.分析零件冲压工艺性 图中零件尺寸未注公差的按惯例取为I

15、T12级，符合一般级进冲压的经济进度要求。材料为65Mn，65Mn钢具有较高的硬度，淬透性好，脱碳倾向少，价格低廉，切削性好等优点，但它有过热敏感性，易产生淬火裂纹，并有回火脆性，65Mn钢用途广泛，主要生产成钢丝，钢带、用于制造各种截面较少的扁，圆弹簧，板簧和弹簧片等。外形落料形状不太复杂，属中小尺寸零件，料厚0.5mm，尺寸精度要求一般，因此可用冲裁落料工艺；所冲孔径满足1.3dt的要求，所冲裁的圆角半径R 的最小值也满足/2rt的要求，且中6.88 mm2mm 的方孔与R 14 mm的边缘距离为2.5mm,符合冲裁要求，因此可用普通冲孔方法得到，亦可安排在弯曲前冲；如图1.1所示有五个弯

16、角，弯曲角度分别10、60、70、100，弯曲半径分别为R1.5、R1.8 R2.3、经查表该种材料在退火或正火后的最小弯曲半径为1t，均大于最小弯曲半径，每个弯角都可以一次弯曲成功；综上所述，该零件主要冲压工序的工艺性良好。4.拟订冲压工艺方案 该零件所需的基本冲压工序为冲裁和弯曲，可以拟订出如下三种方案：方案一：用单工序模生产，分六次加工，即落料冲孔100弯曲U形弯曲负角度弯曲10弯曲。方案二：首次落料冲孔复合，再依次进行 100弯曲U形弯曲负角度弯曲10弯曲。方案三：采用级进冲压。采用方案一，生产效率低，工件尺寸的累积误差大。由于工件尺寸精度要(1.1)(1.2)求较高，而且该零件属大量

17、生产，因此该方案不适合。采用方案二，生产效率较方案一有所提高，但仍需多副模具，分多次加工，不能满足大量生产对效率的要求。而且操作不便、不安全，第二副复合模模具结构复杂，因此这种方案不是最佳方案。采用方案三，既可以得到较高的生产效率，操作方便、安全，同时又能保证工件的精密度要求，因此方案三是本零件的最佳方案。第二章 排样设计 2.1 概述 排样是模具结构设计的主要依据，排样图的好坏，直接关系到模具设计。排样图设计有错误，会导致制造出来来的模具无法冲出合格制件而将整副模具报废，对于初次实践多工位级进模的设计人员来说，这种体会往往是非常深刻的，永远不会忘记。因此，在进行多工位级进模排样设计时，一定要

18、仔细、反复思考后，可以确定几种不同方案，进行分析比较，与有经验的模具工作者多研讨，得出一个最优化的方案才能使用。多工位级进模的排样设计，与单工序模的排样设计相比要复杂得多。在一副级进模里，因冲的制件不同，各工位就有不同的冲压工序，如冲切、一次压弯、二次压弯、再次压弯、压包、压筋等，每个工位的冲压性质都须遵守一定的规则，合理分布，违背了就冲不出合格制件，所以必须要求具有丰富实践经验和较高冲压理论知识的设计人员，才能设计好排样。排样的设计过程中，还要善于与模具制造和模具用户随时交流，保持紧密合作。这样，即使是一副工位数较多，排样又较为复杂的级进模，但由于考虑周密，各工位安排合理，使冲压过程通畅无阻

19、，模具的制造、操作使用与维护都很方便，对于这样的排样设计就是最成功的。2.2 毛坯排样 毛坯排样就是确定冲压件毛坯外形在条料上的截取方位及与相邻毛坯的关系。毛坯排样方案对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具结构和寿命等有着显著的影响。据统计，在冲压件的成本中，材料费所占比例在 60%以上。因此，合理排样对提高材料利用率、降低产品成本具有重要意义。2.2.1 毛坯排样 典型的毛坯排样有如下三种，如图 2.1所示。(a)(b)(c)图 2.1 毛坯排样 第一种方案要求的条料宽度较小，模具宽度也小，但模具长度会较长，由于该制件的成形高度比较大，初步拟定采用导料杆进行导料。这种方案能使条料纤维方向与

20、零件弯曲方向垂直，很好起到弹片作用。第二种方案是以毛坯的最大轮廓为横向排样的，送进步距小，有利于提高生产效率，但该种方案，条料比较宽，此方案材料浪费较严重，不能做到经济生产。并且在这种排样情况下，零件弯曲线与条料纤维方向平行。在零件加工完成之后再进行热处理，如纤维方向同弯曲线平行，在弯曲之后零件产生开裂、断裂现象，导致在使用中对弹片的弹性质量有较大影响。第三种方案为斜排，将制件旋转一定的角度，由于零件外形是长条状，又有多步弯曲工序，不但在冲切时不利于冲裁外形的分解，增加外形冲模的复杂程度，而且不利于设置载体。同时这种排样的材料利用率也不高。综上所述，首选方案一。2.2.2 搭边 搭边是指排样时

21、毛坯外形与条料侧边及相邻毛坯外形之间设置的工艺余料。搭边的作用是保证毛坯从条料上分离，补偿由于定位误差使条料在送进过程中产生的偏移所需要的工艺余料。搭边分为侧搭边和中心搭边。搭边的基本要求是要有足够的强度，而搭边的强度主要由搭边宽度决定。根据第一种排样方案，初步选用双侧载体进行运载条料，双载体又称标准载体，它是在条料两侧分别留出一定宽度的材料运载工序件，工序件连接在双侧载体中间，所以双载体比单载体更稳定，具有更高的定位精度。双载体尺寸如图 2.2所示。图 2.2 单、双载体尺寸 根据上表所提供的数据选取 B=2.5mm，初定整副模具定位方式为导正销与自动送料装置联合定位。由于零件本身没有可利用

22、的导正孔，需在载体上设置导正销空,即采用间接导正，根据条料厚度查得导正销孔直径为 2mm。由于零件后续有弯曲工艺，需对零件外形进行冲切，冲切量取 2mm。综合上述各因素，该种排样的侧搭边取单边 4.5mm。为提高冲裁凸模的强度，送进方向的搭边值取 2mm。如图 2.3所示。图 2.3：搭边 2.2.3 步距 步距指冲压过程中条料每次向前送进的距离，其值为排样时沿送进方向两毛坯之间的最小距离值。步距可定义为:S=L+a s 冲裁步距 L 沿条料送进方向，毛坯外形的最大宽度值 a 沿送进方向的搭边值 通过展开毛坯图（图 1.3(a)）和毛坯排样图（图 2.1(a)）所示，可以知道沿条料送进方向毛坯

23、外形的最大宽度值为60mm。在上一章节2.2.2搭边中已知沿毛坯送进方向的搭边值 a=2mm，由公式（2.1）得冲裁步距为 62mm 2.2.4 条料的宽度 条料宽度指根据排样结果确定的毛坯所需条料宽度方向的最小尺寸。理论上条料宽度可按下式计算：2BDb B 条料宽度的理论值 D 垂直于送进方向毛坯的最大轮廓尺寸，它随毛坯排样方位变化 B 侧搭边值 本设计中 B=19+4.5+4.5=28mm。2.2.5 材料利用率 材料利用率定义为 A 代表产品毛坯外形所包容面积；B 代表条料宽度；S 代表冲裁步距；(2.1)(2.2)100%ABS(2.3)1072.1152100%100%61.8%28

24、 62ABS 2.3 冲切刃口设计 在级进模设计中，为了实现复杂零件的冲压或简化模具结构，一般总是将复杂的外形和内形孔分解为若干个简单几何单元，逐步冲切，因此就需要设计每次冲切时的凸模和凹模刃口外形。冲切刃口外形的设计就是把复杂的外形轮廓和内形轮廓分解为若干个简单几何单元，各单元又通过组合和补缺等构成新的冲切。由于零件的两端有弯曲，因此在弯曲之前必须将带弯曲的部分与条料分离，而其余部分又必须与条料相连，以保证实现级进冲压，因此设计的外形冲切刃口如图 2.4所示。图 2.4 外形冲切刃口设计 2.4 轮廓分解时分段搭接头应注意的问题 内外轮廓分解后，各段之间必然要形成搭接头，不恰当的分解会导致搭

25、接头处产生毛刺、错牙、尖角、塌角、不平直和不圆滑等质量问题。该零件在刃口分解时，有一部分直边是分多次冲切而成的，这就带来一个问题，多次冲切刃口平行、共线，但不重叠。平接在搭接头容易产生毛刺、错牙、不平直等质量问题，直边分多次冲切时，为消除搭接头处的毛刺，在冲切的搭接头处用退位槽，第一次先冲出退位槽，第二次在接头处重叠冲切，即想办法将平接转化为交接，本次设计中，为了保证产品边缘无毛刺和倒圆，产品直边分两次冲切的部分在第一次冲切的工位上均设计了用于冲切退位槽的刃口。2.5 工序排样 2.5.1 工序排样类型 根据零件的冲压要求，由于含有弯曲工序，所以本零件的冲压不适用选落料型工序排样。考虑到零件最

26、后冲压完成后出件，选切型工序排样。2.5.2 载体设计 载体就是级进模冲压时条料上连接工序件并将工序件在模具上稳定的送进部分材料，载体与毛坯排样时的搭边有相似之处，但作用完全不同。搭边是为满足把工件从条料上冲切下来的工艺要求而设置的，而载体是为运载条料上的工序件至后续工位而设计的。载体必须要有足够的强度能平稳的将工序件送进。一旦载体发生变形，条料的送进精度就无法保证，甚至阻碍条料送进和造成事故，损坏模具。为了保证弯曲过程中工序件的准确位置，选择双载体，载体宽度为 2.5mm。2.5.3 条料定位方式 由于多工位级进模将产品的冲压加工工序分布在多个工位上顺次完成，要求前后工位上工序件的冲切刃口能

27、准确的衔接、匹配，这就要求工序件在每一工位都能准确定位，因此级进模必须有可靠准确的手段用于工序件准确位置的控制。X向：条料送进方向的送进步距控制用自动送料装置进行粗定位，导正销进行精定位。Y向：本零件涉及的弯曲工序，采用的浮顶机构工作可靠协调，所以直接采用槽式浮顶销兼宽度方向的导料。Z向：由于工序件在加工过程中有弯曲工序，所以本设计中零件冲压过程采用双侧浮顶销。导正方式：为了保证零件上孔的精度，采用间接导正。导正孔布置在两侧的载体上。参考表 2.1，导正孔直径取 2.0mm。表 2.1 导正孔直径 mm 2.6 工序排样 在多工位级近模冲压中，工序件在级进模内随着冲床每冲一次就向前送进 一个步

28、距，到达不同的工位。由于各工位的内容各不相同，因此，在级进模设计中要确定从毛坯板料到产品零件的转化过程，即级进模各工位所要进行的加工工序内容，这一设计过程就是工序排样。工序排样是级进模设计的灵魂，它决定了级进模的基本形式。(1)工序排样应遵循的原则(2)工序排样要保证产品零件的精度和使用要求。(3)工序应尽量分散，以提高模具寿命，简化模具结构。(4)合理安排各工序，使压力中心尽可能与模具几何中心接近。(5)同一工位各冲切凸模应设计应尽量设计为相同的高度，便于刃磨。(6)冲孔在前，外形冲切和落料在后。(7)为保证条料送进步距精度，第一工位安排冲切导正孔，第二位设导正销，在其后的各工位上，优先在易

29、窜动的工位上设导正销。(8)设置空位，可以提高凹模、卸料板和凸模的强度。(9)工件和废料应顺利排出。(10)排样方案要考虑模具加工设备条件。经过以上几方面的设计，综合比较分析后，可确定该零件的冲压工序排样图如图 2.4，即零件的冲制用十工位级进模。第一工位 冲孔 第二工位 冲孔、切废料 第三工位 切废料 第四工位 100弯曲 第五工位 空工位 第六工位 U形弯曲 第七工位 负角度弯曲 第八工位 空工位 第九工位 弯曲 第十工位 落料 冲 冲 切 100 空 U 负 空 弯 落 孔 孔 废 弯 工 形 角 工 曲 料 、料 曲 位 弯 度 位 切 曲 弯 废 曲 料 图 2.4 工序排样图 2.

30、7 条料尺寸及步距精度 条料宽度 28mm 步距 62mm 步距精度：进距偏差值，mm；b制件沿条料送进方向最大轮廓尺寸精度提高 3 级后的实际公差值，mm；n 多工位级进模的工位数；K 修正系数，见表 2.2。表 2.2 因数 K 32bKn(2.4)330.95 0.0460.04370.0101418714.308869382210Kn (取=0.01mm)所以该零件的步距的对称偏差值为0.01mm 第三章 工艺计算和设备选择 3.1 冲压力的计算 3.1.1 冲裁力的计算 冲裁在理论上可以近似认为是剪切断裂，所以最大冲裁力可以按板料的抗剪强度来计算。平刃冲模的冲裁力可以按下式计算：bF

31、KLt F 冲裁力(N)L 零件剪切周长(mm)t 材料厚度(mm)b材料抗剪切强度(Mpa)K 系数。考虑到模具间隙值的波动及均匀性、刃口的磨损、材料力学性能及厚度的波动润滑情况等因素对冲裁力的值都有影响，故一般取 K=1.3 第一工位上的冲裁力：11.3 19.1080.5 7609439.352cFKLtN(冲制异形孔)21.3 6.28320.5 7603103.9008cFKLtN(冲切导正孔)31.3 6.28320.5 7603103.9008cFKLtN(冲切导正孔)(3.1)第二工位上的冲裁力：41.3 17.33080.5 7608561.4152cFKLtN(冲制 6.8

32、8mm2mm的方孔)51.3 38 0.5 76018772cFKLtN(冲切条形废料)61.3 38 0.5 76018772cFKLtN(冲切条形废料)第三工位上的冲裁力：71.3 68.74070.5 76033957.9058cFKLtN(冲切异形废料)81.3 58.5670.5 76028932.098cFKLtN(冲切条形废料)91.3 58.5670.5 76028932.098cFKLtN(冲切条形废料)第十工位上的冲裁力：101.3 50.89530.5 76025142.2782cFKLtN(切边落料)111.3 50.89530.5 76025142.2782cFKLt

33、N(切边落料)3.2 弯曲力的计算 V形件弯曲 U形件弯曲 F 自由弯曲力(N)；K 安全系数，一般取 K=1.3；b 弯曲件的宽度(mm)；t 弯曲材料的厚度(mm)；r 弯曲件的内圆角半径(mm)；b弯曲材料的抗拉强度(MPa)。第四工位上的弯曲力 第四工位上是 100弯曲，弯曲内圆角半径 R=1.5mm，弯曲件宽度为 19，所需要的弯曲力：(3.4)20.6bKbtFrt20.7bKbtFrt(3.5)第六工位上的弯曲力 第六工位上是 U形弯曲，弯曲内圆角半径 R=2mm，弯曲件宽度为 b=19mm，所需要的弯曲力：第七工位上的弯曲力 第七工位上是负角度弯曲。60弯曲内圆角半径 R=1.

34、5mm，宽度 b=19mm，所需要的弯曲力：70弯曲内圆角半径 R=1.8mm，宽度 b=19mm，所需要的弯曲力：第九工位上的弯曲力 第九工位上是弯曲 110的两个角。宽度为 b=19mm，所需要的弯曲力：3.3 总冲裁力的计算 第一段上的冲裁力：2210.6 1.3 19 9800.50.6KF=1296.752.30.5bwbtNrt2220.7 1.3 19 9800.50.7F=1694.42N20.5bwkbtrt2230.6 1.3 19 9800.50.6F=1815.451.50.5bwkbtNrt2240.6 1.3 19 9800.50.6F=1578.651.80.5b

35、wkbtNrt2230.7 1.3 19 9800.50.7F=8472.1N00.5bwkbtrt1234567899439.3523103.90083103.90088561.4152 18772 1877233957.905828932.09828932.098153574.6706cccccccccFFFFFFFFFF第一段 第二段上的冲裁力 101125142.278225142.278250284.5564NccFFF第二段 总冲裁力:FFF第一段第二段=222402.83734+46531.8048=268934.64214N 3.4 卸料力的计算 卸料力是由压力机和模具卸料装置

36、传递的，在选择设备的公称压力或设计冲模时应予以考虑。影响卸料力的因素较多，主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以要准确的计算卸料力是很困难的，生产中常用以下经验公式计算：XXFK F XF卸料力(N)；XK卸料力系数；F平刃口的冲裁力(N)。查冲压手册表 2-37，得钢的厚度在 0.1mm0.5mm之间时，卸料系数为 0.0450.055，上式中取卸料力系数XK=0.05。第一段卸料所需要的卸料力 10.05 153574.67067678.73353XXFK FN第一段 第二段卸料所需要的卸料力 20.0550284.5564

37、2514.22782XXFK FN第二段 3.5 卸料弹簧的选用 第一段卸料弹簧的选用(1)根据模具的安装位置，拟选用 10 根弹簧，则每根弹簧的负荷为：0.50.5 7678.73353383.936676510XFFNn预(3.5)55716.216.2383.936676511.2557jjjjFNhmmhhFmmF预预这里需要说明一下，按jFF预的要求选用弹簧是比较保守的，特别是当卸料力很大时，所选用的弹簧数量过多，这样使模具结构庞大或受模具结构空间限制而使弹簧无法布置。因此在实践中按jFF预，或使0.5jFF预来选用弹簧也能满足要求。(2)查参考文献1，并考虑到模具结构尺寸，初选弹簧

38、参数为：2D=18mm，d=3.5mm，t=5.93mm，jF=557N，0h=55mm(规格标记为：弹簧3.5 18 55)(3)弹簧的基本特性：4.检查弹簧最大压缩量是否满足上述要求：11.21.5214.2hhhmm预工作修模 16.214.2jhmmmm 故所选弹簧是合适的。第二段卸料弹簧的选用 第二段安装与第一段相同规格、相同数量的弹簧，以保证条料所受卸料力均衡。该种弹簧的具体参数如图 3.1。图 3.1 弹簧的具体参数 3.6 确定压力中心 成形力的合力中心称为压力中心.对于中心模具,压力中心应于模柄中心线大体重合,以保证压力过程中模具各零件受力均衡和工作平稳.如果压力中心不与模柄

39、中心线一致,就会产生偏心力矩,使压力机滑块、导轨、模具的导柱与导套、模具刃口之间发生严重磨损甚至啃伤，使模具过早失效。模具的压力中心坐标值（x，y）1 122nn012nL xL xL xxLLL1122nn012nL yL yL yyLLL(3.6)(3.7)经求解得：x0=307.3mm，y0=0。如下图 3.2：图 3.2：压力中心 3.7 凸、凹模刃口尺寸的计算 凸、凹模刃口尺寸精度是否合理，直接影响冲裁件的尺寸精度及合理间隙值是否保证，也关系模具的加工成本和寿命。3.7.1 凸、凹模刃口尺寸的计算原则 计算冲裁凸、凹模刃口尺寸的依据为：（1）冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相

40、等，冲孔尺寸与凸模刃口尺寸相等。（2）零件的尺寸精度。（3）合理的间隙值。（4）磨损规律，如圆形件凹模尺寸磨损后变大，凸模磨损后变小，间隙磨损后变大。（5）冲模的加工制造方法。因而计算刃口尺寸时应按下述原则进行。（1）保证冲出合格的零件（2）保证模具有一定的使用寿命（3）考虑冲模制造修理方便、降低成本 3.7.2 刃口尺寸计算方法 制造冲模的关键主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其间隙合理。由于模具加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸的计算和公差标注也不同。凸、凹模刃口尺寸的计算方法基本上可分为两类。(一)凸模与凹模分别加工 这种加工方法适用于圆形或简单规则形状的冲裁件。冲孔：零件孔的尺寸0d，根据上述原

41、则，首先确定基准件凸模刃口尺寸pd，再加上minZ便是凹模刃口尺寸。0()ppddx min0min0()()dddpddZdxZ (3.8)落料：零件外径尺寸0D，根据上述原则，先确定基准见凹模刃口尺寸dD，再减去minZ便是凸模刃口尺寸。pd、dd冲孔凸、凹模刃口尺寸(mm)；pD、dD落料凸、凹模刃口尺寸(mm)；d 零件孔径公称尺寸(mm)；D 落料件外径公称尺寸(mm)；零件公差(mm)；minZ最小合理间隙(mm)；p、d凸、凹模制造公差(mm)，通常按模具的制造精度来定；x磨损量，磨损系数 x是为了使零件的实际尺寸尽量接近零件公差带的中间。x值在 0.51之间，与零件制造精度有关

42、。零件精度为 IT10以上时，x=1；零件精度为 IT11IT13时，x=0.75；零件精度为 IT14时，x=0.5。采用凸、凹模分别加工法，采用分别标注凸、凹模刃口尺寸及公差，为了保证合理的间隙，必须满足下列条件：pdminmaxZZ。若出现pdminmaxZZ的情况，但大得不多时，凸、凹模公差按公式)(4.0minmaxZZp和)(6.0minmaxZZd适当调整，以满足上述条件。如果pdminmaxZZ时，则应采用凸、凹模配做。本次设计中，用于冲制 6.88mm2mm的方孔和2mm的导正孔，以及外形为矩形的切废料的凸模和凹模采用分别加工的方法进行设计：(1).冲制2mm的孔，孔的精度为

43、 IT12级，公差为 0.1mm，x=0.75 0000.020.02()(20.75 0.1)2.075ppddxmm 0.020.02min000()(2.0750.04)2.115ddpddZmm 验算是否满足条件：pd=0.02+0.02=0.04mm maxmin0.080.040.04ZZmm 0min0min0()()()ddddpdDDxDDZDxZ (3.9)满足pdmaxminZZ的条件。(2).根据图 3.3和图 3.4，计算冲制 6.88mm2mm的方孔和切废料的凸凹模的刃口尺寸，尺寸精度为 IT14级，X取 0.5，由公差表查的工件尺寸的公差，a尺寸公差为 0.36m

44、m，b尺寸公差为 0.25mm，c尺寸公差为 0.43mm，d尺寸公差为 0.25，e尺寸公差为 0.52，f尺寸公差为 0.25。因为凸凹模为形状简 单 的 圆 形 和 方 形 刃 口，所 以 其 制 造 偏 差 值 按m a xm i n0.4pZZ，maxmin0.6dZZ来选取。凸凹模刃口尺寸代入式(3.8):0()ppddx min0min0()()dddpddZdxZ 得：000.0080.008(6.880.5 0.36)7.06pamm 0.0120.012min000()(7.060.04)7.10ddpaaZmm 000.020.008(20.5 0.25)2.125pbm

45、m 0.0120.012min000()(2.1250.04)2.165ddpbbZmm 000.0080.008(170.5 0.43)17.215pcmm 0.0120.012min000()(17.2150.04)17.255ddpccZmm 000.0080.008(20.5 0.25)2.125pdmm 0.0120.012min000()(2.1250.04)2.165ddpddZmm 000.0080.008(280.5 0.52)28.26pemm 0.0120.012min000()(28.260.04)28.3ddpeeZmm 000.0080.008(20.5 0.25)

46、2.125pfmm 0.0120.012min000()(2.1250.04)2.165ddpffZmm 验算是否满足条件：pd=0.008+0.012=0.02mm maxmin0.060.040.02ZZmm 满足pdmaxminZZ的条件。图 3.3 图 3.4 (二)凸模与凹模配合加工 对于形状复杂或薄料件的冲裁，为了保证凸模与凹模之间的间隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好一个基准件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件为标准件来加工另一件，使它们之间保持一定的间隙。这种加工方法的特点是：(1)模具间隙是在配制中保证的，因此不需要校核pdminmaxZZ，所以加工基准件时可以适

47、当放宽公差，使其加工容易。(2)尺寸标注简单，只需在基准件上标注尺寸和公差，配制件仅标注基本尺寸并注明配作所留的间隙值。(3)由于形状复杂的工件各部分尺寸性质不同，凸模与凹模磨损也不同，有变大的、变小的、也有不变的，必须对有关尺寸进行具体分析后，按前述尺寸计算原则区别对待。冲孔 应以凸模为基准，然后配做凹模。本次设计中的异形凸模如图 3.5所示：异 图 3.5 异形凸模 (1)变小的尺寸(A 类)这类尺寸就是冲孔基准件凸模尺寸，1PA、2PA、3PA、4PA、5PA、6PA、7PA应按下式进行计算：0()ppAAx (x=0.75，=0.1)(x=0.75=0.18)(x=0.5，=0.36,

48、IT14)(x=0.5，=0.52,IT14)(3.10)00010.10.0254()(6.70.75 0.1)6.775ppAAxmm 00020.10.0254()(50.750.1)5.075ppAAxmm 00030.360.094()(8.720.5 0.36)8.9ppAAxmm 00040.520.134()(230.5 0.52)23.26ppAAxmm (x=0.5，=0.25,IT14)(x=0.5，=0.43,IT14)(x=0.5，=0.30,IT14)(2)变大的尺寸(B 类)这类尺寸在冲切凸模上相当于落料基准件凹模尺寸，PB应按下式进行计算：0()ppBBx (x

49、=0.5，=0.2)(3)无变化的尺寸(C 类)这类尺寸可以分为以下三中情况：当孔的尺寸为0C时 (0.5)/2ppCC 当孔的尺寸为0C时 (0.5)/2ppCC 当孔的尺寸为时,C /2ppCC pA、PB、pC-凸模刃口尺寸（mm）A、B、C-工件公称尺寸（mm）、-零件公差、偏差。5.0（mm）p-凸模公差（mm），当标注形式为p(或p)时，4/p；当标注形式为p时，4/8/p。按计算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口实际尺寸并保证最小合理间隙minZ配做凹模。3.8 弯曲模的结构设计 该零件的弯曲部分需要四次弯曲才能成形，工序安排如下：弯曲时应先成形外侧部分，而后成内侧部分。由于外侧

50、要求成形后角度为 70和 60，为(3.11)0.20.054000()(190.5 0.2)19.1ppBBxmm 00050.250.06254()(20.5 0.25)2.125ppAAxmm 0060.434()(17.80.5 0.43)18.0ppAAx 00070.300.0754()(4.50.5 0.30)4.65ppAAxmm 典型的小于 90弯曲件，成形时可先预弯 90，而后压弯成所需要的角度；在进行第二次弯曲时，还必须考虑对第一次弯曲的部位进行让位，防止第二次弯曲时破坏第一次的成形的部位或发生干涉，在进行第二次弯曲时可设计滑块机构。弯曲件的回弹：在外力作用下板料产生的弯