订书机卡扣说明书

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1、第1章绪论【冲压技术的现状】冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20世纪初，美 国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展。研究工作基 本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起 皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分 析与控制。但在20世纪的大部分时间里，对冲压技术的掌握基本上 是经验型的。分析工具是经典的成形力学理论，能求解的问题十分有 限。研究的重点是板材冲压性能及成形力学，60年代是冲压技术发 展的重要时期，各种新的成形技术相继出现。尤其是成形极限图（FLD ）的提出，推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制 的协调发展，成为冲压

2、技术发展史上的一个里程碑。随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成 形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高 新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息 技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压 成形技术的形成和发展。工业发达国家对冷冲压生产工工艺的发展是很重视的.不少国家（如美 国、日本等）模具工业产值己超过机床工业。从这些国家钢材构成可 以看出冷冲压的发展趋势。钢带和钢板占全部品种的67%，充分说明 冲压这种加工方法己成为现代工业生产的重要手段和发展方向。二【冲压技术的发展趋势】随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争

3、的日益加剧，人们已 经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模 具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量 一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生 存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步 视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并 陆续开始使用UG、PRO/E ngineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用 软件，个别厂家还引进了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。模具技术的发展趋势主要

4、是模具产品向着更大型、更精密、更复 杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周 期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向 发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信 息化、经营国际化的方向发展。三【复合模的特点和概况】复合模是冲压模具的一种，它在提高生产效率、降低成本、提高 质量和实现冲压自动化有非常重要的意义。复合模可对一些形状十分 复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深、成形加工。对大批量生产的冲 压零件尤其应该选用复合模。它的特点是：冲压生产效率高；操作安 全；冲件质量高；模具寿命长；冲压生产总成本较低四【国内模具CAD技术的未来】计算机

5、辅助设计制造(CAD/CAM)系统是利用计算机进行数字和图 形信息处理，以实现产品设计、造型和数控加工的自动编程软件，具 有知识密集、综合性强、初始投入大的特点。它的普及应用将使产品 设计制造和生产的传统模式发生深刻的变化，从而带动制造业技术的 快速发展。在我国，CAD/CAM研究普遍存在着科研水平较高，商品化程度 低的特点，很多科研成果不能及时转换为生产力，这样，长期以来进 口软件便成为唯一的选择。许多企业上了 CAD/CAM项目，有的投资额 高达数百万元，购置了当时较为先进的工作站、小型机系统，但现在 绝大多数都已束之高阁，造成了大量人力、物力的浪费。究其原因： 一是国外CAD/CAM软件

6、和工作站等硬件产品价格昂贵，动辄几万、几 十万美金，给企业造成沉重的经济负担；二是软硬件操作复杂，不但 要求使用者具有较高的数控加工经验，而且要求具有较高的计算机水 平和英语基础，这样的人才十分难得且培训周期长，这些因素使得 CAD/CAM技术成为国内制造企业的一块心病。近年来，情况有了转机。随着改革开放的深入，沿海和内地的一 些地区经济活动日益活跃，特别是广东沿海和江南地区产生了一大批 中、小型制造企业。由于面对激烈的市场竞争，产品生命周期不断缩 短，多品种、小批量生产比例增加，如何缩短产品的设计、制造周期 成为这些企业生存的关键。这一批中小型制造企业迫切要求配备功能 完备、价格廉宜、学习

7、简便和技术支持良好的CAD/CAM软件，形成了强大的市场需求。看 来，继国产绘图软件全面占领市场之后，高品质、低价位、自主版权 的CAD/CAM软件即将大行其道。第2章 订书机卡扣冲压工艺设计2.订书机卡扣零件工艺分析图1所示订书机卡扣外形较复杂，材料为不锈钢，厚度1. 0 mm, 生产批量为50万次。订书机卡扣成形工艺包括冲裁、弯曲等工序， 此外，制件上表面不得有划痕，截断面不得有毛刺，未注尺寸公差为I T12。U形1次弯曲成形较容易，经可行性分析，一个复合模具加一个成 型模具次弯曲成形，且每步弯曲回弹必须严格控制。经计算，材料在垂直于 纤维方向弯曲半径均大于08 F钢最小弯曲半径，满足成形

8、要求，但 裁料时，要注意考虑纤维方向，尽量采取弯曲方向与材料毛刺方向一 致的弯曲方式，减小毛刺对制件弯曲质量的影响。05轴1fe / 7 Xi1 Lt J11 1.35. 订书机卡扣经初步计算，模具工作过程：挡料销定位，当冲床滑块下行带动 上模座使模具闭合时，凸凹模将料挤入凹模完成落料同时冲头将料挤 入凸凹模完成冲孔然后冲床滑块上升推料块将凹模的产品推出凹模。 弯曲凸模进入弯曲凹模,然后冲床滑块上升推料块将产品从凹模中推 出凹模，完成产品的全部工序。复合模具采用弹性卸料板。弯曲回弹 的控制：控制弯曲回弹的方法常用补偿法及镦压法。补偿法是在模具 相应位置开出一定斜度，使工件出模后正好符合规定的角

9、度。镦压法 是镦压工件弯曲带，改变其应力、应变状态，达到控制弯曲回弹的目 的。在该工件上，90直角弯曲利用镦压法可达到控卡扣是一种比较常见的零件，也是多数机械设备中的必要零件， 其外形各异，形状复杂，但实际使用目的基本一致，使用数量也较 多，成形工艺包括冲裁、弯曲、切边等，由于其工序较多、生产周期 长、材料消耗多、效率低、成本高，不能较好地适应生产发展的需 要。2.2卡扣复合模具排样方案设计为降低制造成本，保证条料送进刚性和稳定性，减模具工作面积， 模具发生故障及返修率，卡扣采用单排横排排列。U形弯曲需经90 弯曲完成。2.3卡扣复合模总体结构设计卡扣模结构见图3。模具工作过程:采用浮沉销作为

10、挡料装置，当 冲床滑块下行带动上模座使模具闭合时，凸凹模具将料挤入凹模，冲 头将料挤入凸凹模完整整个落料 4 2.4弯曲回弹的控制I 控制弯曲回弹的方法常用补偿法及镦压法。补偿法是在模具相应 位置开出一定斜度，使工件出模后正好符合规定的角度。镦压法是镦 压工件弯曲带，改变其应力、应变状态，达到控制弯曲回弹的目的。 在该工件上，90直角弯曲利用镦压法可达到控卡扣是一种比较常见的零件，也是多数机械设备中的必要零件， 其外形各异，形状复杂，但实际使用目的基本一致，使用数量也较多，成形工艺包括冲裁、弯曲、翻边等，由于其工序较多、生产周期 长、材料消耗多、效率低、成本高，不能较好地适应生产发展的需 要。

11、第3章卡扣展开图计算与分析弯曲件的毛坯长度的计算由于此为r0.5t的弯曲件，这类变薄不严重而且断面畸变教轻, 可以按应变中性层长度等于毛坯长度的原则来计算，即(3-1)(3-2)当零件的弯曲角为90时，则毛坯的展开长度为L = l + l +（r + xt ）1 2 2 0式中x 应变中性层位移系数; 0r 一弯曲半径（mm）;t 一料厚（mm）;1 制件各直线段长度（i=l、2、3； mm）; iL毛坯的展开长度（mm）;由文献查表3-1得，当r/t=1.0时，x 0=0.42，则由式(3-2)得,L = 18 + 18 + 21 +(1 + 0.42 x 0.5 ) = 58.89 mm1

12、 2L = 58.9 + 3.6 = 62.5 mm总第4章 订书机卡扣工艺设计4.1排样设计排样是指冲裁件在条料上的布置方法。合理的排样及选择适当的 搭边值，是降低成本和保证工件质量及模具寿命的有效措施。为保证 冲裁件的质量及较高的模具寿命，应采用工件周边都留有搭边，这样 还可以使条料具有一定的刚度，便于送料。4.2搭边、条料宽度、步距的计算4.2.1确定搭边搭边指的是排样中相邻工件之间的余料或工件与条料边缘间的余 料。合理选择适当的搭边值是降低成本和保证工件质量及模具寿命的 有效措施。搭边的作用是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、 送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺废品。此外

13、，还应 保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而提高制件 质量，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模 具寿命和工件断面质量。搭边值要合理确定。搭边值过大，材料利用率低。搭边值小，材 料利用率虽高。但过小时就不能发挥搭边的作用，在冲裁过程中会被 拉断，造成送料困难，使工件产生毛刺，有时还会被拉入凸模和凹模 间隙，损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值过小，会使作用在凸模 侧表面上的法向应力沿着落料毛坯周长的分布不均匀，引起模具刃口 的磨损。为避免这一现象，搭边的最小宽度大约取为毛坯的厚度，使 之大于塑变区的宽度。所以经上述分析，查文献1表2-13,得 到工件间的搭边a

14、= 1.5mm ,侧面搭边a =1.3mm。4.2.2确定条料宽度1条料宽度的确定原则是：最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有 足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送 进，并与导料板之间有一定的间隙。因此，在确定条料宽度时必须考 虑到模具的结构中是否采用侧压装置和侧刃，根据不同结构分别进行 计算。由文献1当条料在无侧压装置的导料板之间送料时，条 料宽度按下式计算：B 0= D + 2（a +） + b 0（4-1）-口10 -0.5式中B一条料标称宽度（mm）；D一工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）; a 一侧搭边（mm）;1一条料宽度的公差（mm）;b 0 一条料与导料板

15、间的间隙（mm ）； 查文献1 表 2-14，得=0.5mm;T D = 62.5 mm ; a = 2.0mm ;1: B 0= 62.5+ 2X（1.3+0.5） +0.5 0-0.5=66.6 0-0.5所以条料宽度为66.6mm。4.3材料利用率与压力中心的计算4.3.1材料利用率的计算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的 利用率。由文献1其计算公式如下：一个进距内的材料利用率耳为nA耳二X100%（4-4）Bh式（4-4）中人一冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm2 ）;n个进距内冲件数目；B一条料

16、宽度（mm）;h一进距（mm）;得 耳二 lx I6%8 % ioo%=76.8%76.2 x 29所以一个进距内的材料利用率为76.8%4.5.2压力中心的计算冲压力合力的作用点称为压力中心。为了保证压力机和冲模正常 平稳的工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心重合，对于带 模柄的中小型冲模就要使压力中心与模柄轴心线重合。否则冲裁过程 中压力机滑块和冲模会承受偏心载荷，使滑块导轨和冲模导向部分产 生不正常磨损，合理间隙得不到保证，刃口迅速变钝，从而降低冲件 质量和模具寿命甚至损坏模具。因此设计冲模时，应该正确算出冲裁 时的压力中心，并使压力中心和模柄轴心线重合，若因冲件的形状特 殊，从模

17、具结构方面考虑不宜使压力中心与模柄轴心线相重合，也应 注意尽量使压力中心的偏离不超过所选压力机模柄孔投影面积的范 围。由于零件为对称图形，故采用解析法求压力中心较为方便。由文献1根据力学定理，诸分力对某轴力矩之和等于其合力 对同轴之矩，则有(4-5)Fx + F x + F xX = 1-2t-nc F + F + + F12nFyi iii=1(4-6)i=1Fy + F y + + F y112 2n nF + F + + F12n因为F 二ltb , F 二l tb ,，F 二l tb，所以11 b22 bn n b/lxl x +l x + + l xi iX = -1 -2= -4

18、c l +l +l12nnnly +l y + +l yy = -1-1 cl +l + +l式中F、F2、nF 各图形的冲裁力（N）；x 、x2n1 2ni _i各图形冲裁力的x轴坐标（mm）;y、y、y 一各图形冲裁力的y轴坐标（mm）;12nl、l、l 各图形冲裁周边长度（mm）;12nt 一板材厚度（mm）;b 材料抗拉强度（MPa）。b因为整个图形除了压窝4处上下不对称，其它地方都是左右上下 对称的，图形左右对称，所以压力中心在Y轴上。且这四处l，l，67l，l在y方向的压力中心y即为整个图形的压力中心y。910cc530MI-1L、M?5.Wy=cXc(5 + 25 + 40 +

19、40 + 30 x 2 + 25 + 5 + 15)x F压9 F压80 + 50 + 60 +10 +159二 23.89(5 + 7 +10 + 52.5 +19.38 + 43.13 + 55 + 57.5 + 31.25) x F压9 F压_ 22 +110 + 74.38 +19.389二 31.2即模具的压力中心为Xc =31.2mm, yc =23.89mm。在实际生产中，可能出现冲模压力中心在加工过程中发生变化的 情况，或者由于零件的形状特殊，从模具结构考虑不宜使压力中心与 压力机滑块中心一致的情况，这时应注意使压力中心的偏差不致超出 所选用压力机允许的范围4.6冲压力的计算完

20、成本制件所需的冲压力由冲裁力、弯曲力及卸料力、翻边力、 压窝力组成。4.6.1冲裁力f的计算冲计算冲裁力的目的是为了合理地选择压力机和设计模具，压力机 的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长 度有关。由文献1用平刃口模具冲裁时，冲裁力F (N)可按下式进行 计算F 二 KLtx（4-7）式中L冲裁件周边长度（mm）;t 一材料厚度（mm）;t 材料抗剪强度（MPa）;K系数。（考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力 学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3）一般情况下，材料的g二1.3t，为计算方便，也可用下式计

21、算冲裁力 bF （N）F 二 LtG（4-8）b式中g 材料的抗拉强度（MPa）。b此制件所需的冲裁力F由冲孔力、压窝力、切断力和冲切余料冲力四部分组成。查文献4表1-24得g =550MPabF = 1.3 x 346 xlx 550冲=24.8KG所以此制件所需的冲裁力F =24.8kN。冲4.6.2卸料力F、推件力F的计算卸推无论采用何种刃口冲模，当冲裁工作完成后，由于弹性变形，在板材上冲裁出的废料（或工件）孔径沿着径向发生弹性收缩，会紧 箍在凸模上。而冲裁下来的工件（或废料）径向会扩张，并因要力图 恢复弹性穹弯，所以会卡在凹模孔内。为了使冲裁过程连续，操作方 便，就需把套在凸模上的材料

22、卸下，那卡在凹模孔内的冲件或废料推 出。从凸模上将零件或废料卸下来所需的力称卸料力F，顺着冲裁 卸方向将零件或废料从凹模腔推出的力称推件力F。推F、F是由压力机和模具的卸料、顶件装置获得的。影响这些 卸 推力的因素主要有材料的力学性能、材料厚度、模具间隙、凸、凹模表 面粗糙度、零件形状和尺寸以及润滑情况等。要准确计算这些力是困 难的，由文献实际生产中常用下列经验公式计算F 二 K F卸 卸冲F 二 K F n推 推冲式中K、K 系数，查文献1表2-2卸料力、推件力和顶件力系卸 推数，得 K =0.06, K =0.1；卸推n 一卡在凹模直壁洞口内的制件（或废料）件数，一般卡35 件，取n =5

23、。F 二 0.06x 24.8kN 二 1.5kN卸F 二 0.1x 24.8x 0.45 二 1.112kN推所以此制件所需的卸料力、推件力分别为0.45 kN 0.33 kN4.6.3弯曲力F的计算弯为了提高弯曲件的精度，减小回弹，在板材自由弯曲的终了阶 段，凸模继续下行将弯曲件压靠在凹模上，其实质是对弯曲件的圆角 和直边进行精压，此为校正弯曲。此时，弯曲件受到凸凹模的挤压， 弯曲力急剧增大。由文献1校正弯曲力（N）可用下式计算F 二 pA（4-9）校式中p 单位面积上的校正力（MPa）;A 一校正面垂直投影面积（mm2 ）;查文献1表3-2得p =100 MPa ；F 二 F 二 100

24、 x （50 x 20）弯 校二100kN所以此制件所需的弯曲力为153.6kN。4.6.4 冲压力尸的计算F 二 F + F 总F + F + F(4-11)总 冲 卸 推 弯 翻所以完成本制件所需的冲压力为124.8 kN4.7 压力机的初步选择查文献2表10-6开式双柱可倾压力机主要技术规格表，初选 压力机型号规格为J23-40，表4-1为J23-40和J23-110两种压力机 参数对比。表4-1 J23-40和J23-110两种型号压力机的参数第5章模具主要零件设计5.1凸、凹模刃口尺寸的分析与计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，合理间隙的 数值也必须靠模具刃口尺寸来保证

25、。由于在冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸 模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越用越大。因此，在确定 凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循下述原则：(1) 落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件 的最小极限尺寸，以保证凹模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格 制件，凸模刃口的标称尺寸应比凹模小一个最小合理间隙。(2) 冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔。凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。（3）选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关型号公称压力/kN滑块行程/mm

26、滑块行程次数/ （次/min)最大闭合高度/mmJ23-4040010045330J23-63630最大装模高度/mm130连杆调节长 度/mm50360J23-4026565J23-63280工作台尺寸/mm80垫板尺寸/J23-40前后460厚度65左右700孔径220J23-63前后480厚度80左右710孔径250滑块中心线至床身距 离/mm床身两立柱间 距离/mm250260模柄孔尺寸/mm直径深度直径深度50705080340350最大倾斜角度/（）3030电动机功率/KW机床外形尺寸/mm机床总质量/Kg前后左右高度J23-40J23-635.55.516851700132513

27、732470275035404800表4-1 系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模 精度较工件精度高23级。工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体 方向单向标注，即：落料件正公差为零，只标注负公差；冲孔件负公 差为零，只标注正公差。模具工作部分尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本上可 分为两类。凸、凹模分开加工，是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。此 种方法适用于圆形或形状简单的工件，为了保证凸、凹模间初始间隙 小于最大合理间隙Z ，不仅凸、凹模分别标注公差（凸模5，凹maxp模5 ），而且要求有较高的制造精度

28、，由文献以满足如下条件d5 +5 Z -Z(5-1)p dmax min亠 5 二 0.4（Z- Z ）j或pmaxmin（5-2）5 二 0.6（Z- Z ）dmaxmin也就是说，新制造的模具应该是5 +5 + Z Z 。否则，制 p d minmax造的模具间隙已超过了允许的变动范围ZZ，影响模具的使用minmax寿命。此加工方法可分为落料和冲孔两种情况，下面对冲孔情况进行讨 论。设冲孔尺寸为d+口。根据以上原则，应先确定凸模尺寸，使凸模 0标称尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证(5-3)(5-4)最小合理间隙。由文献1其计算公式如下：d = (d + XO )op

29、-5pd = (d + Z)+5d = (d + XO + Z)+5ddp min 0min 0式中d、d 冲孔凸、凹模直径（mm）;p dd 一冲孔件标称尺寸（mm）；一工件制造公差（mm）;Z 一凸、凹模最小合理间隙（双边）（mm）;min3、3 一凸、凹模的制造公差（mm），可查表或取6 =/4， 5 =p ddp（1/41/5）4x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，可查表或按下列关系取：工件精度IT10以上，x=1工件精度IT1113，x = 0.75工件精度IT14,x = 0.5查文献表2-7冲裁模初始双面间隙Z，得Z =0.02mm

30、, Z =0.04mm。m i nmax根据式（5-4）得，规则形状（圆形）冲裁时凸、凹模的制造公差，得5 =0.008mm, 5 = 0.012mm;切断时凸、凹模的制造公差 pd5 =0.008mm, 5 =0.012mm;pd5 +5 = （0.008+0.012） mm=0.02mmp d5 + 5 = （0.008+0.012） mm=0.02mmp dZ Z = （0.060-0.040） mm=0.020mmmax min满足5 +5 Z Zp dmax min所以可以用分注尺寸法计算。由文献 工件精度IT1113, x =0.75。5.2凹模的设计5.2.1凹模各孔口位置尺寸在

31、凹模中，这类尺寸较多，其基本尺寸可按排样图确定。其制造公 差按文献表2-3冲裁件精度应为IT10级，但此制件送进工步数较 多，累积误差较大，会造成凸、凹模间隙不均，影响冲裁质量和模具 寿命，故而应将模具制造精度提高。考虑到加工经济性，在送料方向 的尺寸按IT7级制造，其他位置尺寸按IT8IT9级制造，具体尺寸 参照凹模零件图5.2.2确定凹模刃口形式由于凹模上直径为4毫米、直径为2.45毫米和侧刃定距的工作形 孔形状简单、不易磨损，故采用整体式凹模。而对于多工位级进模整 体凹模上，小型、形状复杂、局部薄弱的工作形孔，往往给机械加工 或热处理带来很大的困难，当它局部磨损后又会造成整个凹模的报 废

32、。为此，直径为2.45毫米的小工作形孔和翻边工序第3工位，采用 镶块结构式凹模，可以方便加工、热处理、刃磨，并且当凹模损坏后 易于维修更换。因为此制件形状简单、冲裁件精度要求不高、废料为圆形件，又 是向下落的，所以由文献1图5-1采用（e）型刃口形式的凹模。此 种凹模刃口的特点是适用于落形状简单规则的料，且刃边强度较好， 刃磨后工作部分尺寸基本不变，冲裁薄料时选用。图5-1凹模刃口形式523确定凹模厚度H凹模外形尺寸应保证有足够的强度和刚度。由于凹模的结构型式 不一，受力状态又比较复杂，首先考虑是在弯曲工位所要受到的弯曲 力，且由于压窝凸模是固定在凹模，所以要适当增加凹模厚，一般根 据冲裁件尺

33、寸和板料厚度，由文献2凹模的厚度H可按以下经验公 式计算H = Kb （15mm）（5-5）式中K考虑坯料厚度影响的系数；b 一冲裁件最大外形尺寸（mm）；查文献表8-1，得K=0.2；H= 0.2X70.7 mm=14 .6mm 15mm考虑到压窝凸模的高度，则H调整为35mm，此凹模用于大批量生产， 其厚度要考虑修磨量（56mm），所以凹模厚度H为35 mm。5.2.4确定凹模周界尺寸LXB由文献2表7-6得凹模最小壁厚为1.6mm。由文献2凹模壁厚（刃口到外边缘的距离）可按下列公式确 定C=（1.5 2.0）H（30mm）（5-6）C= 1.5 X 40 mm= 60 mm L=250m

34、m ; B=125 mm。5.3凸模的设计查文献 表5-27圆凸模形式和尺寸，选用圆凸模规格为BII15 X83 JB/T8057-1995。其他形式凸模的长度与直径为4毫米的凸模长度一样都为69毫 米。凸模长度确定后一般不需要作强度核算，但因为直径为2.45毫米 的凸模比较细小，所以只需要进行抗弯能力和承压能力校核。若其强 度达到了要求，则其他凸摸强度都合格。5.3.1校核凸模抗弯能力 由文献对于圆形凸模的校核公式如下：d 2L 270=（5-7）max F式中L 一凸模允许的最大自由长度（mm）;maxF 该凸模的冲压力（N）；d 一凸模最小直径（mm）；L = (69 2411) mm=

35、34mmmaxF =1461.7N270= 270 xmm = 42.4mmJF小4617*.* L =34mm 兰（5-8）min Q 式中d 一凸模的最小直径（mm）;mint 一材料厚度（mm）;t 材料抗剪强度（MPa）;R 凸模材料的许用应力（MPa）;查文献2表 9-17 得b =1500 MPa； c 400T = 二MPa 沁 308MPad = 2.45mmmin4/t4 x 0.5 x 308=mm = 1.2mm4炒15001.31.3*.* d = 2.45mm = 1.2mmminc 所以凸模承压能力合格。因此直径为2.45毫米的凸模能够满足使用要求。5.4计算弯曲凸

36、、凹模工作部分尺寸弯曲凸、凹模工作部分的尺寸，主要是指凸模、凹模的圆角半径 和凹模的深度，还有凸、凹模之间的间隙及模具宽度尺寸等。5.4.1凸、凹模的圆角半径凸模的圆角半径r应等于弯曲件内侧的圆角半径r，即pr = r = 0. 5mmp由文献1凹模的圆角半径r可知，凹模的圆角半径不宜过小，d以免弯曲时擦伤毛坯表面，同时凹模两边的圆角半径应一致，否则在 弯曲时毛坯会发生偏移。r = 6 x 0.5mm = 3mmd5.4.2凸、凹模间隙C对于U形件弯曲，必须合理选择凸、凹模间隙。间隙过大，则回 弹也大，弯曲件尺寸和形状不易保证；间隙过小，会使零件边部壁厚 减薄，降低模具寿命，且弯曲力大。由文献

37、1生产中常按材料性能 和厚度选取：C = （1.051.15）t（5-9）C=0.5250.575mm凸、凹模间隙取为0.55mm。543模具宽度(5-10)即 B 二 B + 2C。dp以凸模为基准，先计算凸模尺寸。由文献计算公式如下:B = （B + 0.25 ）o凹模尺寸按凸模配制，保证单边间隙C， 式中B弯曲件基本尺寸（mm）;一弯曲件制造公差（mm）;5 一凸、凹模制造公差，按IT68级公差选取。pB = (24 + 0.25 x 0.15)0mm = 24.04。 mmp-0.021-0.021B = (24.04 + 2 x 0.55)mm = 25.14mm5.5凸模固定板的设

38、计凸、凹模零件一般通过固定板间接固定在模板上，以节约贵重的 模具钢。固定板固定凸模要求固紧牢靠并有良好的垂直度。因此固定 板必须有足够的厚度12。由文献1 可按下列经验公式计算H= （1 1.5）D（5-11）H = 1.5 x 8 mm = 12 mm为了使固定板能够把凸模固紧得更加牢靠并有良好的垂直度，需 增加固定板厚度，所以凸模固定板的厚度取为22mm。凸模固定板各孔与凸模配合，通常按H7/n6或H7/m6选取，在此选 H7/n6配合5.6导料板的设计多工位级进模的导料板直接影响模具冲制的效率和精度。导料板 是对条料进行导向的装置之一，沿条料送进方向，安装在凹模形孔的 两侧，并与模具中心

39、线平行。一般导料板分平直式和带台式两种。平直式多用于低速、手工送 料的级进模；带台式多用于高速、自动送料的级进模11。由于此模具采用的是手工送料，所以导料板选用平直式。为了导 料准确导料板长度应大于凹模长度，并且在导料板前端的下面装有承 料板（又称托料板），托住条料，以便平稳送料。查文献表8-3得导料板厚度H=1.5mm。5.7卸料板设计卸料板主要用来从凸模上卸下条料或废料，卸料板和凸模之间的 间隙大小，以不使工件或废料拉进间隙为准。卸料伴除把板料从凸模 上卸下外，有时也起压料或凸模导向的作用。卸料板外形尺寸与凹模外形尺寸一致。卸料板厚度与卸件尺寸及卸 料力有关，由文献2 一般为H = （0.

40、8 1.0） H（5-12）凹式中H 卸料板厚度（mm）;H 一凹模厚度（mm）。H = 0.6 x 40 mm = 24 mm所以卸料板的厚度H修整为22 mm。5.8垫板设计当零件的料厚较大时，冲压中凸模上端面或凹模下端面对模板作 用有较大的单位压力，有时可能超过模板的允许抗压应力，此时就应 采用垫板。从模具寿命角度考虑，此模具采用上、下两垫板。由文献 1 垫板厚度一般为412 mm,此模具上模垫板取厚度为12 mm。5.9聚氨酯橡胶设计聚氨酯橡胶具有硬度高、强度好、高弹性、高耐磨性、耐撕裂、 耐老化、耐油性、耐臭氧、耐辐射等优点，是一般橡胶所不能比拟 的。因此此模具选用4个聚氨酯弹性体为

41、卸料橡胶垫。查文献4表 16、表17得：聚氨酯弹性体内径d=10.5 mm;聚氨酯弹性体外径D=32mm；聚氨酯弹性体厚度H=25mm;聚氨酯弹性体压缩量F=0.35H=9 mm;聚氨酯弹性体压缩时的最大外径D=42 mm。5.10定距、定位装置确定合适的定距、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完全生产。挡料是材料送进过程中最基本的定距方式。在级进冲压模中一 般采用有自动送料方式，也可以用侧刃来进行挡料。这也是大多数的 挡料方式。但侧刃定距，增加了条料的宽度，降低了材料的利用率。 同时也增加了凹模的冲裁刃口，制模相对的增加了困难。定位的方式较多，可利用外形或内孔甚至冲

42、制工艺孔来定位。用 导正销导正精确定位是模具结构中常见的型式。一般借助冲件上的孔 或条料上的工艺也采用定位钉定距。但是由于第每冲一次需把材料从 定位钉上脱出后再送至预定位置，这时对产品的变形会有所影响，因 此它适用于较薄的冲件材料。为了防止材料在导正过程中的变形，一 般相应的位置安有抬料钉和导料块。导料块可以帮助条件从导正销上 脱出来，抬料钉可以帮助条料从凹模抬起而送至预定位置。对于采用 侧刃和导正销定距定位的级进模，级进模的送料准确程度直接影响冲 件的尺寸精度。在侧刃和导正销组合使用时，侧刃作为送料的粗定 位，导正销作为精定位。采用导正销导正时，可利用冲件上的孔作导 正销孔，也查在条料的合适

43、部位冲制工艺孔作导正用。不论何种方 式，导正销应设置在与冲孔凸模邻近的下一个工步上，以便减少送进 的积累误差，提高导正精度。两导正销之间应有足够的距离，有利于 导正。5.11模具装配示意图根据以上结构设计和计算，可以绘制出模具装配示意图，如图5-2所示。63图5-2复合模装配示意图1打料杆2.模柄3内六角螺丝4.上模板5.上垫块6.上垫板7凸模固定板8. 凹模9退料板10.橡皮11.凸凹模固定板II 12下模板13.内六角螺钉14.凸凹模15.销钉I 16.导柱II 17.推料块18.凸模19.凸模2 20.内六角螺柱21.导套 22.打块23.止转螺钉24.挡料销第6章模架的选择及压力机安装

44、尺寸的校核由凹模周界尺寸及模具闭合高度在200250mm之间，查文献3 表5-7选用滑动导向两导柱模架，标记为 250 X 125 X 210255 I (GB/T2851.1-1990)，并可根据此标准画出模架图。模座外形尺寸为210X220mm,闭合高度为225mm,由文献2 表10-6, J23-40型压力机工作台尺寸为630X420 mm,最大闭合高度 为300mm,连杆调节长度为80mm,模柄孔尺寸(直径X深宽)为 50x 70mm。此压力机符合使用要求。第7章螺钉与销钉设计螺钉是用于紧固模具的传统零件，主要承受拉应力。螺钉的数量 视被紧固零件的外形尺寸及其受力大小而定，此模具采用8

45、个。螺钉 的布置应对称，使紧固的零件受力均衡。此模具上的螺钉采用圆柱头 内六角螺钉(GB/T70-1985)。这种螺钉紧固牢靠，且螺钉头埋在模 具内，使模具结构紧凑，外形美观。查文献2表7-12选用M9规 格的螺钉。螺钉拧入最小深度：采用钢时为螺纹直径的1.5倍。销钉起定位作用，防止零件之间发生错移，销钉本身承受切应力。销钉一般用两个，多用圆柱销(GB/T119-1986)，与零件上的销孔采用过渡配合，其直径与螺钉上的螺纹直径相同。销钉的最小配合长度是销钉直径的2倍。设计总结通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在成型过程中对模具的 工艺要求，掌握模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立

46、设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识， 金属材料的选择和热处理，结合模具结构的特点，根据不同情况选用 模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学 期间所学的知识。通过本次毕业设计收益匪浅，主要体现在以下几个方面：1 .培养我综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能、提高分析解决实际问题的能力。2 .接受模具设计工程师必须的综合训练，提高实际工作能力。如调查研究、查阅文献和收集资料并进行分析的能力；制订设计或试 验方案的能力；设计、计算和绘图能力；总结提高撰写论文的能 力。3.检验我综合素质与实践能力，是毕业的重要依据。心得体会：我即将踏入工

47、作的岗位。回想 四年的大学生涯，可 谓艰辛，但收获是丰盛的。在这四年中，我掌握了许多模具设计与制 造方面的知识，通过这次毕业设计充分的发挥出来。我也从中认识到 自己的不足，弥补了缺乏的知识面，使专业知识得到升华。这次毕业 设计的零件是V21-A支架冲压工艺与模具设计。虽然零件不算复杂， 但我觉得是比较有特色的。所以设计认真分析制件的结构，寻求最佳 的设计方案。应用模具设计的UG、工程图设计的AutoCAD、文字处理 排版Word等软件更加得心应手。致语谢在本次毕业设计过程中得到老师和同学的不少帮助，老师和同学 帮我解决了很多在设计中遇到的各种问题，在此我向他们表示忠心的 感谢。同时，特别感谢X

48、XX老师在百忙之中对我的毕业设计逐一作了 仔细地审阅，并提出了许多问题和建议，使本次的设计质量得到进一 步的提高。感谢xxXXXX老师对我的设计课题作出的分析。参考文献1 姜奎华 主编冲压工艺及模具设计北京：机械工业出版社，20042 王孝培主编实用冲压技术手册北京：机械工业出版社，20013 史铁梁主编.模具设计指导北京：机械工业出版社，20034 郑可锽主编实用冲压模具设计手册.北京：宇航出版社，19905 王孝培主编.冲压设计资料.北京：机械工业出版社，19836 李天佑主编.冲模图册.北京；机械工业出版社，19887 陈炎嗣郭景仪主编冲压模具设计与制造技术北京：北京出版社，19918

49、涂光祺主编.冲模技术.北京：机械工业出版社，20029 刘占军编.护板多工位级进模设计模具工业J .2005（12）：27-2910 王同海主编实用冲压设计技术北京：机械工业出版社，199511 邱永成编著.多工位级进模设计.国防工业出版社，198712 李发致编著模具先进制造技术北京：机械工业出版社，200313 王一梅主编.典型实用模具图册江苏科学技术出版社，199514 赵孟栋主编.冷冲模设计北京：机械工业出版社，199715 J.Magee, L.J.De Vin, Process planning for laser-assis tedforming, Journal of Mate

50、rials Processing Technology 120（2002）:322-32616 A.T.Male, Y.W.Chen, C.Pan, Y.M.Zhang, Rapid prototyping of sheet metal components by plasmajet forming. Journal of Materials Processing Technology 135 （2003）:340-34617 周永泰.模具产品目前水平及今后发展趋势J.模具技 术，1998（2）: 4-618 第十界中国国际模具评定评述专家组第十界中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述J.模具工业，2004（8）： 3-919 陈志明，张海欧,王桂兰.我国模具工业的现状和发展J华中科技 大学模具技术国家重点实验室.锻压技术，2004（5）:8-12