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1、摘 要本模具设计的是扣环支架的弯曲冲孔切边级进模具和一套弯曲模具，首先我们对零件做整体的分析。包括：材料的使用、精度的要求、工序的要求以及成本的要求等。为了降低成本，对排样方式进行了合理的设计；其次，对零件整体进行工艺设计。通过工艺目的的设计、工序的顺序设计、压力机的选择等来实现所要达到的要求；再次，想要保证制件精度的要求，就要考虑模具刃口尺寸的计算。因为刃口是冲制工件的主要工作部分，刃口处的精度就决定了制件的精度，就必须根据公差来进行精确计算。最后，根据计算出的模具刃口尺寸设计出相应的凹模，并且查找资料选择冷冲压模的标准零件，符合标准后，就把凹模与其它各零部件进行总体装配。在确定了模具体闭合
2、高度后，选出合适的压力机在调试校验后并进行试冲加工，以达到符合的标准，最终完成加工。关键词：冲压模具;冲压工艺;模具设计VAbstractFirst of all, do a thorough analysis for the parts, which include the using of the material, the requirement of accuracy and the requirement of working procedure and costs and so on. For declining low cost, proceeded the reasonable
3、 design to the row kind method. Secondly, do processing design for the whole parts and the purpose by craft designing and order of the working procedure and by the choice of punching machine. Thirdly, consider the calculation of size of the mould cutting edge in order to meet the need of accuracy. B
4、ecause the cutting edge is the main working part of the punching processing, the accurate cutting edge guarantees the accurate parts. So you needed to tolerance do accurate calculation.Finally, according to the calculated the size of mold cutting edge design the corresponding punch and mold, and fin
5、d information on selection criteria for cold stamping parts, meet the standards, put the punch and mold with the other components to the overall assembly. In determining the specific mold closed height, select the appropriate press in the debug and test validation washed after processing, to meet co
6、mpliance standards, the final completion of the processing chain plate.Keywords：composite modulus；stamping process； mold design目录摘要IAbstractII目录III第一章 引 言11.1 课题研究的主要内容及意义11.1.1 冲压成型工艺与理论的研究11.1.2冲压加工自动化与柔性化11.1.3冲模CAD/CAM21.2 选题目的2第二章 零件的分析22.1 零件工艺性分析22.2 模具分析及制定工艺方案32.2.1 方案的确定32.2.2 方案比较32.3 弯曲展
7、开尺寸计算4第三章 模具间隙和凹模尺寸的确定53.1 模具间隙的确定53.1.1 理论确定法53.1.2 经验确定法53.2 凹模尺寸63.2.1 凸模与凹模刃口尺寸的确定63.2.2 凸、凹模刃口尺寸确定的原则63.2.3 刃口尺寸的计算方法73.2.4 凸模与凹模配作法83.2 冲裁模刃口尺寸计算83.3 弯曲刃口尺寸计算11第四章 冲裁力的计算与设备的选择124.1 冲裁力的计算124.1.1 冲孔力124.1.2 切边力144.1.3 推件力154.1.4 弯曲力154.2 压力中心的计算164.3 设备的选择174.3.1 冲压类型与应用174.3.2 冲压设备的选用原则174.3.
8、3 冲压设备的选用18第五章 排样设计195.1 搭边设计195.2 排样布局195.3 材料利用率计算19第六章 级进模具设计206.1 精度与定位206.2 模具的导向装置206.3 卸件、卸料设计206.4 支承与紧固206.5 凹模的设计216.5.1 凹模刃口结构216.5.2 凹模厚度计算216.6 凸模的设计226.6.1 凸模类型226.6.2 凸模长度计算和凹模长度计算226.7 模具闭合高度的计算236.8 弹性卸料元件的设计246.8.1 弹性元件的设计246.8.2 卸料螺钉的设计246.9 导向元件的设计与选择256.9.1 导柱的设计256.9.2 导套的设计256
9、.10 紧固件的设计与选择256.10.1 紧固螺钉的设计与选择256.10.2 销钉的设计与选择266.11 自动上料装置的选择266.12 模具的装配图的设计276.12.1 零件的技术要求276.12.2 装配技术要求276.12.3 模具安装要求276.12.4 级进模的调试要求286.12.5 主要组件的装配28第七章 弯曲模具设计297.1弯曲件回弹值的计算297.2压力机的选择297.3 弯曲模装配图的设计绘制307.3.1 弯曲模装配图的绘制307.3.2 弯曲模装配图的尺寸标注317.3.3 弯曲模装配图的校核31结束语32致 谢33参考文献34第一章 引 言1.1 课题研究
10、的主要内容及意义冲压工艺是塑性件，所以有加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的扎制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。冲压工艺在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器 、仪表、各种民用轻工产品以及航空、
11、航天和兵工等的生产方面占据十分重要。因此，冲压工艺是一种产品质量较好而且成本较低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。现代各先进工业化的国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。冲压工艺，模具以及冲压设备等正在随着科学技术的发展而不断发展，从总体来看，现代冲压工艺与模具的主要发展方向可以归纳为以下几个方面：1.1.1 冲压成型工艺与理论的研究成形，近年来，冲压成型工艺有很多的新的发展,特别是精密冲裁，精密剪切，级进材料成形，软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的成形精度日趋精确，生产率也有极大的提高，正在把冲压加工提高到高品质的
12、、新的发展水平。由于引入了计算机辅助工程(CAE)冲压成行已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，已实现冲压过程的优化设计。 1.1.2冲压加工自动化与柔性化为了适应大批量、高效率的生产需要,在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构。专门配置了机械手或机器人，这不仅大大提高了冲压件的生产品质和生产率，而且增加了冲压工作和冲压工人的安全性。在中小件的大批量生产方面，现已广泛应用多工位级进模、多任务位压力机或高速压力机。在小批量多品种生产方面，正在发展柔性制造系统(FMS)，为了适应多品种生产是不断更换模具的需要，已成功地发展了一种快换模系统
13、。现在，量生产方面,.换一副大型冲压模具，仅需68分钟即可完成。此外，近年来，集成制造系统（CIMS）也正被引入冲压加工系统，出现了冲压加工中心，并且使设计、冲压生产、零件运输、仓储、品质检验以及生产管理等全面实现自动化。1.1.3冲模CAD/CAM自从美国Die Comp公司与1971年在简单级进模中首先将CAD/CAM技术引入到冲模设计与制造中以来，冲模CAD/CAM 技术已成为冲压工艺与模具的主要发展方向之一。1978年日本机械工程实验室开发了MEL 系统,采用了图形显示设备和交互图形设计技术，使CAD开始走向实用化。我国在冲压模具的CAD/CAM方面也取得了重大的进展，上海交通大学在8
14、0年代初期开展了大规模的CAD/CAM研究开发工作，目前在上海交通大学已建立了模具CAD/CAM国家工程中心。在华中理工大学建立了模具CAD/CAM国家重点实验室。由于新技术的应用和引导,模具技术在国民经济中的地位愈来愈大，在一定程度上决定了我国机械制造业在21世纪的市场竞争能力，为此，我们要有足够的认识并采取得力的措施。.1.2 选题目的利用模具生产的物品在日常生活中普遍存在，由于冲压的生产效率高，材料利用率高，生产的制件精度高等优点，使模具得到了广泛的应用，在现代工业生产中有十分重要的地位。我国是制造业大国，先进冲压技术在制造业的运用尤其重要。但是，目前我国的冲压技术与先进工业的发达国家相
15、比还比较落后，在模具制造工艺、模具的设计等方面尚有一定的差距。因此，设计模具、完善模具设计技术对每一个从事机械行业，特别是相应专业的大学生来说，就显得非常重要。所以，选择本课题目的非常明确，那就是以一个机械专业毕业生的所学知识去研究、探讨模具的设计过程，了解和掌握模具设计的方法。同时，也是为即将步入社会的自己夯实基础。第二章 零件的分析2.1 零件工艺性分析图2.1 扣环支架零件图该零件是某电器座板上的扣环支架，材料为Q235，厚度3mm，由U形弯曲和内弯曲构成。大批量生产1。其抗拉强度： =322441Mpa，抗剪强度：=265343Mpa，延伸率：=29%。而该零件要求拉深性能较好，即塑性
16、较好2，从该材料的这三个方面可见，符合该零件。结论：综上分析，符合零件要求。该零件断面粗糙度、飞边毛刺都无特殊要求，普通冲裁可以达到=3.26.4m，故普通冲裁可达到零件要求。结论：综上所述，该零件适合普通冲裁。2.2 模具分析及制定工艺方案2.2.1 方案的确定该零件包括落料,冲孔,U型弯曲3个基本工序，可以采用以下3种工艺方案：方案一：直接在落料,弯曲,冲孔等每道工序一个模具。方案二：采用落料冲孔的复合模具,然后再分别U型弯曲。方案三：采用落料,冲孔,弯曲连续模。2.2.2 方案比较方案一:模具结构相对而言比较简单，经济性高，但模具数量较多，中间工序定位困难，回弹大，相对精度较低，不能很好
17、的保证产品的允许公差尺寸，同时模具占用设备多，生产效率低。方案二:先采用冲孔来定位工件毛坯料，然后再落下成品,复合模具。既能很好的保证工件有一定的定位精度，又能减少一次冲压的合力，但是需要大批量生产，模具零件加工制造比较困难，成本较高。方案三：采用此种生产方式操作安全，易于自动化，而且提高毛坯料的利用效率，高效，高质地满足了冲裁需求。综上所述以及实际生产的相关条件和要求，我决定选择第3 种方案。2.3 弯曲展开尺寸计算图1-2 工件图（1）无圆角半径（较小）的弯曲件（r0.5t）根据毛坯与制件等体积法计算。（2）有圆角半径（较大）的弯曲件（r0.5t）根据中性层长度不变原理计算。因为r=30.
18、5t=0.5*3=1.5mm属于有圆角半径(较大)的弯曲件.所以弯曲件的展开长度按直边区与圆角区分段进行计算.视直边区在弯曲前后长度不变,圆角区展开长度按弯曲前后中性层长度不变条件进行计算.L1= =1.57x(3+0.32x3)=6.22L:扣环支架圆角展开长度r:夹套内弯曲半径x:中性层位移系数(r/t=1 x=0.32)因此四个圆角弯曲的总长度为6.22x425总展开长度L=14x2+13x2+88+25=第三章 模具间隙和凹模尺寸的确定3.1 模具间隙的确定在模具设计时确定一个合理的间隙值，能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。因此在冲压实际生产中，主要根据
19、冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命的三个因素综合考虑，给间隙规定一个合理的范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，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4。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大5，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙值有理论法和经验法两种。3.1.1 理论确定法主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合进行计算。查1得凸、凹模的合理间隙：Z=2(t-b)tan （2.1）=2t(t-t/b)tan式中：Z双面间隙值（mm）；t材料厚度（mm）； b产生裂纹时凸模挤入的材料深度（mm）； b
20、/t 产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度； 剪切裂纹与垂线间的夹角。由上式可见，影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，所需间隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，所需间隙Z值就越小。由于理论计算法在生产中计算不方便，故目前广泛采用的是经验法确定间隙。3.1.2 经验确定法根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值，这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。对于对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求都前提下，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值。冲裁模初始用间隙2c
21、 mm 。查2得表3.1。 表3.1 双面间隙值 材料厚度t（mm）65Mn、45、T730、硅钢片08、10、15、H62、Q235H62、H68、LF212Cmin2Cmax2CminCmax2Cmin2Cmax2Cmin2Cmax10.0080.0120.010.0140.0120.0160.0140.01820.0120.0180.0150.0210.0180.0240.0210.02730.0160.0240.020.0280.0240.0320.0280.036注：当模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模7，此时凹模间隙决定于电极丝直径，放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单
22、面初始间隙值。3.2 凹模尺寸3.2.1 凸模与凹模刃口尺寸的确定凸模与凹模刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此正确确定凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。冲裁时凸、凹模的制造公差由2得表3.2，如下： 表3.1 凸、凹模的制造公差基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差180.0200.0201802600.0300.04518300.0200.0252603600.0360.05030800.0200.0303605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.0701201800
23、.0300.040零件的冲孔基本尺寸为18之间，故取凸模偏差为0.020mm，凹模偏差为0.020mm。3.2.2 凸、凹模刃口尺寸确定的原则由于凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都带有锥度，而在冲裁件尺寸的测量和使用中，都以光亮带的尺寸为基准。落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸。落料件的光亮带是因凹模刃口挤切材料而产生的，而冲孔件的光亮带是凸模刃口挤切材料产生的，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凹模尺寸。冲裁过程中，凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凹模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大，因此确定凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔，并遵循如下原则
24、：1、根据冲孔落料的特点 落料件的尺寸取决于凹模的尺寸，故落料模以凹模为设计基准，先确定凹模的尺寸，再按照间隙值确定凸模刃口尺寸；冲孔时孔径的尺寸取决于凸模的尺寸，故冲孔模以凸模为设计基准7。2、先考虑凹、凸模的磨损 凹、凸模在冲裁过程中有磨损，凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹模尺寸磨损使落料尺寸增大。为了保证冲裁件的尺寸精度要求，并尽可能提高模具使用寿命，设计落料模时，凹模刃口的基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模刃口的基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。3、刃口制造精度与工件精度的关系 凹、凸模刃口尺寸精度的选择应以能保证工件的精度要求为准，保证合理的凹
25、、凸模间隙值，保证模具的一定使用寿命。3.2.3 刃口尺寸的计算方法由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。 冲孔：凸模刃口尺寸：（2.5）凹模刃口尺寸： （2.6）式中：d冲孔件豁孔的最大极限尺寸（mm）；冲孔凸模基本尺寸（mm）；凸模刃口制造公差，可按IT8选用（mm）；制件公差（mm）；K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，与工件制造精度有关。查2得，详见上表2.3；冲孔凹模基本尺寸（mm）；最小合理间隙（mm）。落料：凹模刃口尺寸：（2.7）凸模刃口尺寸：（2.8）式中：落料件的最小极限尺寸（mm）；落料凹模基本尺寸（mm）；落料凸模
26、基本尺寸（mm）。3.2.4 凸模与凹模配作法 采用凹模分开加工时，为了保证凹凸模间一定的间隙值，必须严格限制冲模制造公差。因此，造成冲裁制造困难。为了保证凹、凸模间一定的合理间隙，必须满足关系式，这对于、差值很小时，将使凹、凸模刃口尺寸公差值更小，给凹、凸模的制造带来困难。这种情况必须采用配合加工配合加工就是先按设计尺寸制造一个基准件，然后再根据基准件的实际尺寸，按要求的间隙值配制另一件。对于冲制薄材料的冲裁3，或冲制复杂形状的工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的方法加工。落料时应以凹模为基准件，根据凹模的实际尺寸按最小合理间隙配置凸模。冲孔时应以凸模为基准件配制凹模。3.
27、2 冲裁模刃口尺寸计算 图3.1=（5+0.50.36）=5.18图3.2=（20+0.50.36）=20.18=（4+0.50.36）=4.18图3.3=（42+0.50.36）=42.18=（40.5+0.50.36）=40.68图3.4=（90+0.50.36）=90.18=（22+0.50.36）=22.183.3 弯曲刃口尺寸计算1）弯曲件标注外形尺寸凹模尺寸为 凸模尺寸为 （或凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保重单面间隙Z/2）2) 弯曲件标注内形尺寸凸模尺寸为 凹模尺寸为 （或凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保重单面间隙Z/2）式中：LU形弯曲件基本尺寸，mm；、凸、凹模工作部分尺寸，m
28、m；弯曲件公差，mm；、凸、凹模制造公差，选用IT7IT9级精度，mm；Z/2凸、凹模单面间隙。由弯曲件图可以看出弯曲件标注外形尺寸，且弯曲件未标注尺寸公差，则按未按公差IT14级来处理，查表得弯曲件公差，凹模制造公差，选用IT9级精度，凸模制造公差，选用IT8级精度。尺寸为=(94+0.75x0.52) =94.39第四章 冲裁力的计算与设备的选择4.1 冲裁力的计算4.1.1 冲孔力由2得冲裁力的计算公式F冲孔=KLt （3.1）式中： K系数，K=1.3； L冲裁周边长度（mm）； t冲裁件的厚度（mm）；材料的抗剪强度（MPa）。图4.1F冲孔=KLt=1.362.833503=87.
29、13（kN）图4.2F冲孔=KLt=1.315.713503= 21.44（kN）F冲孔=KLt=1.312.573503= 17.16（kN）4.1.2 切边力由2得冲裁力的计算公式F冲孔孔=KLt （3.1）式中： K系数，K=1.3； L冲裁周边长度（mm）； t冲裁件的厚度（mm）；材料的抗剪强度（MPa）。图4.4F =KLt=1.31213503= 165.17（kN）F =KLt=1.397.253503= 132.75（kN）4.1.3 推件力由2中推件力的计算公式F推件=nK推件F冲孔（3.4） 式中： K推件推件力系数，查表3.1。n同时梗塞在凹模内的工件数（废料数）；F推
30、件=nK推件F冲孔 =0.045(87.13+21.44+17.16)=5.66（kN）4.1.4 弯曲力U形件弯曲 （2-7）式中自由弯曲力（N）；K安全系数，一般取K=1.3；B弯曲件的宽度（mm）；T弯曲件的材料的厚度（mm）；r弯曲件的内圆角半径（mm）；弯曲材料的抗拉强度（），查课本1.6，取350则4.2 压力中心的计算如对毛坯进行加工必须要用到压力机。而压力机位置的确定必须先确定压力中心。其出公式如下： （2-5a） （2-5b） 由上式可知，在同种材料、板厚相同的条件下，冲裁轮廓各部分的冲裁力与轮廓线的长度成正比，即FoeL；同时冲裁力沿轮廓分布，因此求轮廓各部分冲裁力合力的作
31、用点(压力中心)，可转化为求轮廓线的质心位置。AutoCAD具有计算物体质量特性的功能，如周长、面积、质心等，但在AutoCAD中，只有实体、面域才有质量，线不具有质量2，直接对线求质心没有意义 J，因此要计算刃口轮廓线质心，关键在于把轮廓线转换为实体和面域。对大多数情况而言，把轮廓线转换为面域就能准确求质心。本方法的基本思想是将刃口的轮廓线，用平行于轮廓的两条多义线构造出面域或面域的差集来代替，进而求面域或面域差集的质心；且由于以极限的思想选取两条多义线的间距 ，当 取适当小值时，计算结果可达到精度要求。由于刃口的轮廓形状包括单凸模非封闭式(如样条曲线形式)、单凸模封闭式、多凸模或连续模三种
32、，其求解过程略有不同，故分别介绍6。 (1)用AutoCAD绘出刃口的轮廓线，并用“快捷工具”一“修改”(Modify)一“多段线合并(Join)”定义为多义线(2)用“偏移”(Offset)命令将轮廓线分别向两侧偏移极小的距离( 2)，并“删除”(Delete)原轮廓。(3)用“画直线”(Line)命令将开口端封闭，并用“编辑多义线”命令(Pedit)将此封闭线转为一条多义线，使AutoCAD认为这条线为一个整体(4)用“绘图”(Draw)菜单下的“面域”(Region)创建以上述多义线为边界的面域(5)依次点取“工具”(Tools)菜单“查询”(Inquiry)一“质量特性”(Mass P
33、roperties)，点选面域，然后回车，屏幕上的文本窗口将显示面域的质心(Centroid)：z，Y4.3 设备的选择冲压设备的正确选择及合理使用将决定冲压生产能否顺利进行，并与产品、模具寿命、生产效率、产品成本等密切相关5。4.3.1 冲压类型与应用1.开式压力机：在中、小型的冲裁件、弯曲件或拉深件的冲压生产中，主要选用开式压力机。2闭式压力机：在大、中和精度高的冲压生产中，主要选用闭式压力机。3液压机：在小批量和大型拉深、弯曲和成型件的生产中多选用液压机。打算内液压机一般不适于冲裁工作。4高速压力机：用于大批量生产。通常于连续模和自动送料装置配套使用。5精压机：用于精压和体积精压等工艺9
34、。6精冲压力机：用于精冲工艺，采用专用精冲模具，也可在普通压力机上实现精冲。4.3.2 冲压设备的选用原则冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生产批量大小、冲压件的形状、尺寸及精度要求等因素来决定的。冲压生产中常用的设备种类很多，选用设备时主要应考虑下述因素：1.冲压设备的类型和工作形式是否适用于应完成的工序，是否符合安全生产和环保的要求。2.冲压设备的压力和功率是否满足应完成任务工序的要求。3.冲压设备装模高度、工作台尺寸、行程等是否适合应完成工序所所使用的模具。4.冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。4.3.3 冲压设备的选用一般情况下所选压力机的标称压力大于或等于成型工艺力和辅助
35、工艺力总和的1.3倍，对于工作行程小于标称压力行程的工序也可直按压力机的标称压力选择设备。故压力机的标称压力应大于（955.71.3）kN=1242.4kN。棕上所述，选用闭式双柱压力机J31-160A,技术参数如表4.1所示。表4.1 J31-160A压力机的技术参数公称压力/kN最大装模高度/mm滑快行程/mm行程次数/次min-1最大闭和高度/mm160037516032480连杆调节长度/mm工作台尺寸/mm滑块中心线至床身距离/mm模柄孔尺寸/mm电动机功率/kW左右/mm前后/mm直径深度1207907103758414510冲压机能量的校核此工序为冲裁，冲裁所需的功AA0.5Pt
36、2-6 A-成形的过程的功，NmP-成形工艺力和辅助工艺力之和,Nt-冲裁料厚度，mm电机的功率：N=2.89496kW所选的电动机的功率符合要求。第五章 排样设计根据工件的开关，确定采用无废料的排样方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用7，5.1 搭边设计板料厚度t=3mm,所以a=2mm, a=2mm。送料步距A=42mm, 条料宽度B=171mm。5.2 排样布局图5.1 排样图5.3 材料利用率计算S3831.35mm=100%=100%=100%=53%式中，材料利用率；S工件的实际面积；S所用材料面积，包括工件面积与废料面积；A步距（相邻两个制件对
37、应点的距离）B条料宽度。第六章 级进模具设计通常，模具是由机械零、部件，通用机构和功能元件构成。因此，其整体构造设计方法和原理，与通用机械设计的方法和原理基本上是相同的1。但是，由于其使用功能和作用对象即使金属和非金属材料，加工成形为合格的制件（冲件、塑件、锻件等），而且，每副模具只能用于加工成形一种特定的制件，专用性强，是一种专用成形工具。因此，模具设计具有以下特点和要求.6.1 精度与定位精度概念和意识，是模具设计人员须建立的基本概念和意识。模具精度包括模具整体组合和零、部件的位置与形状尺寸精度、配合精度与定位精度。如冲模的冲裁间隙值及其均匀性等，均需由凸模与凹模的形状、位置精度、导向装置
38、的位置与配合精度保证。因此，在模具设计时需进行严格的尺寸精度设计与计算。同时，还须考虑零、部件的制造工艺性和工艺精度，以保证模具的精密性能和可靠性1。由于本零件给定的尺寸精度都较低，所以未标注公差的尺寸都按生产所需经济精度要求的IT12级进行设计计算。因为该模具采用的是条料。而第一件的冲压位置可由活动挡料销定距。6.2 模具的导向装置模具运动方向的导向，是由导向装置来保证的。同时，导向装置对模具间隙的均匀性，精确合模运动还起定位的作用。导向装置常用的有，导柱与导套组成的导向装置（含滑动和滚动配合）；导板导向装置（含一般导板副和自润滑导板副），主要用于大型冲模，滑块与导轨组成的斜抽芯导向；冲模送
39、料的导料板导向等四种。模具运动方向的导向装置，由于起着精密导向和精密定位作用，所以要求精度高，导向刚度好等，常采用过定位导向。由于本设计零件的相关部位的精度要求较高，且相对行程较大故采用导柱导套导向，且，相应导向均已标准化1。6.3 卸件、卸料设计冲模的卸料，通常采用在凹模上设计漏料孔漏料，在凸模上设计打料机构或设计气孔，用压缩空气吹料等方法。所以采用上出件比较便于操作与提高生产效率。6.4 支承与紧固模架是模具的主要支承部件。模架分上模座（或动模）和下模座（或定模）两部分，在模座上固定有凸模及其配件和凹模及其配件。模座也是送料机构、抽芯机构的支承部件。另外，凸模垫板、固定板及卸料板的支承配件
40、等均是具有一定功能的标准支承零件。模具的固定和连接，分刚性和弹性两种。通常采用螺栓5、定位销进行刚性固定和连接方法。其中压料、卸料板则采用弹性连接，上模座（或动模）与下模座（或定模）之间连接方式是由导柱和导套等导向装置，使在进行合模运动时相连接，以完成制件的加工成形。6.5 凹模的设计6.5.1 凹模刃口结构根据冲裁模刃口形式的分析，采用台阶式刃口结构。图 凹模阶梯结构6.5.2 凹模厚度计算根据凹模刃口的最大尺寸，查表得，那么厚度：,H1=45mm注：冲压模具设计指导书38页，冲压模具标准件选用与设计指南103页。6.6 凸模的设计6.6.1 凸模类型根据该零件外形内孔分析，模具的凸模为异性
41、凸模。6.6.2 凸模长度计算和凹模长度计算由于采用具刚性卸料，那么注：冲压模具及设备136页。6.7 模具闭合高度的计算根据以上设计，知上模座、下模座、凹模H=45，那么模具闭合高度为272 注：冲压模具设计指导书31页。6.8 弹性卸料元件的设计6.8.1 弹性元件的设计弹性元件的选择模具工作平稳，模具尺寸中等，从经济方面考虑，选用常用的橡胶作为弹性元件即可。弹性元件高度计算弹性元件其他尺寸。图6.1 弹性元件注：冲压模具标准件选用与设计指南158-160页，冲压模具设计指导书233页表9-36。6.8.2 卸料螺钉的设计螺钉类型：由于卸料螺钉无特殊要求2，故采用一般的圆柱头卸料螺钉。结构
42、设计：由橡胶的内径d=8.5,查表得，卸料螺钉。查表得，其螺纹公称直径为，其长度查标准取h=50。结论：卸料螺钉的尺寸为。卸料螺钉的定位设计：注：冲压模具标准件选用与设计指南128-129页表5-5、133页。6.9 导向元件的设计与选择由于该模具为冲裁模，故选用适用于冲裁模滑动导向模座的A型导柱导套注：冲压模具标准件选用与设计指南66页。6.9.1 导柱的设计根据模具闭合高度，查表得，导柱尺寸 注：冲压模具设计指导书245页表9-46、50页表2-27。6.9.2 导套的设计根据模具闭合高度，查表得，导套尺寸注：冲压模具设计指导书245页表9-46、51页表2-28。6.10 紧固件的设计与
43、选择6.10.1 紧固螺钉的设计与选择螺钉类型：在冲裁模中，为使螺钉头部外露，模具外形美观，一般采用内六角螺钉。螺钉的尺寸计算：根据凹模厚度，查表得，所用螺钉都为。上模座、,凹模板 ，垫板，固定板之间的螺钉：四块板厚度查表得，螺钉尺寸，数量为12个。下模座、垫板，固定板之间的螺钉： 查表得，螺钉尺寸，数量为12个。注：冲压模具及设备160-161页，冲压模具标准件选用与设计指南124页表5-2。6.10.2 销钉的设计与选择销钉的类型：该模具对销钉无特殊要求，故采用常用的圆柱销。销钉的尺寸计算：根据紧固件设计参考原则，查表得，所用销钉公称直径都为。凹模板 ，垫板，固定板之间的销钉： 查表得，销
44、钉尺寸，数量为2个。、垫板，固定板之间的螺钉： 查表得，销钉尺寸，数量为2个。注：冲压模具标准件选用与设计指南134页表5-11。6.11 自动上料装置的选择本设计中所选的自动送料机构是设置在冲模外的独立机构，可以配合冲床运动，使带料作定时、定量送进。自动送料装置配合模具的挡料装置，一般可以满足带料的步距定位要求，配合模具本身的导料装置，便可以满足送料的定位精度。目前，大多数自动送料机构是采用纯机械结构，此类机构分为：滚轴式、夹持式、勾式等几种，其中滚轴式自动送料架构结构简单，适用于小步距、薄料的送进，在多工位连续模中采用较多。2因此，本设计中采用滚轴式自动送料机构。6.12 模具的装配图的设计6.12.1 零件的技术要求1冲模零件不允许有裂纹，工作表面不允许有划痕、机械损伤、锈蚀等表面缺陷。经热处理后的零件硬度应均匀、不允许有软点和脱碳区，并清除氧化物等。2冲模各零件的材料和热处理硬度应优先按模具设计手册中标准选用，允许采用性能高于两表规定的其他钢种8。3零件图中普通螺纹的基本尺寸应符合GB/T196的规定，选用极限与配合应符合GB/T197的规定。4固定板、凹模、垫板、卸料板的形状和位置公差按GB/T1182-1996等的规定。5冲模各零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合设计图样的要求。6零件图中未