毕业设计（论文）微波炉固定板冲压工艺及冲模设计

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1、湖南工业大学本科毕业设计（2008届）本科毕业设计（论文）资料题 目 名 称：微波炉固定板冲压工艺及冲模 设计 学 院（部）：机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 班 级：机设042 学号 指导教师姓名： 职称 教 授 摘 要本设计在对微波炉固定板进行工艺分析的基础上，确定了该零件冲裁模和弯曲模的排样方案及模具结构。该零件所用材料为10钢，料厚为1.5mm，零件本身形状简单、对称，通过分析本零件，采用落料冲孔复合、弯曲、成形工序。冲裁模采用的是倒装式复合模，复合模是压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工序。压力机一次行程得到一个冲压件。复合模也是一种

2、多工序的冲模，它在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。弯曲模采用Z形弯曲模，该模具有两个凸模进行顺序弯曲。为了防止工序件在弯曲中滑动，设置了定位销及弹性顶板。关键词：复合模，弯曲模，凸模，凹模，凸凹模VABSTRACTThis design in carries on the process study to the microwave oven dead plate in the foundation, has determined this components punching die and the bending die platoon type plan an

3、d the mold structure. This components use the material are 10 steel, the material thick are 1.5mm, the components itself shape are simple, are symmetrical, through analyzes this components, uses falls the material punch holes compound, bending, forming working procedure.What the punching die uses is

4、 the inversion type gang dies, the gang dies is in a presss traveling schedule, finishes attending the round number ramming working procedure in a molds identical position. A press traveling schedule obtains a pressing part. The gang dies has many working procedure dying, its chief feature of struct

5、ure is including a punch-die which not only has falls the material punch also has the punch holes cavity die.The bending die uses the Z shape bending die, this mold has two punches to carry on the order to be bending. In order to prevent the semi-finished materials to skid in the bend, this mold has

6、 established the positioning pin and the elastic roof.Key words: gang dies, bending die, punch, gang dies, cavity die, punch-die 湖南工业大学本科毕业设计目 录第1章 绪论11.1 冲压模具发展现状11.2 本课题的主要任务2第2章 冲压工艺方案的制定32.1 零件图的分析3 2.1.1 零件工艺性分析4 2.1.2 冲压加工经济性分析42.2 冲压工艺方案的选择42.3 有关尺寸的计算6 2.3.1 毛坯尺寸的计算6 2.3.2 弯曲模部分尺寸的计算72.4 有关力

7、的计算8 2.4.1 冲裁模工艺力的计算8 2.4.2 弯曲模工艺力的计算10 2.4.3 冲压设备的选择112.5 冲压工艺过程卡13第3章 冲裁模设计143.1 模具选型143.2 结构设计153.3 工作零件设计16 3.3.1 凸模设计16 3.3.2 凹模设计20 3.3.3 凸凹模设计213.4 其他零件设计22 3.4.1 卸料零件的设计22 3.4.2 固定零件的设计22 3.4.3 定位零件的设计24 3.4.4 导向零件的设计24 3.4.5 紧固零件的选取25 3.4.6 送料机构25第4章 弯曲模设计264.1 结构设计264.2 工作零件设计26 4.2.1 凸模设计

8、26 4.2.2 凹模设计274.3 其他零件设计28 4.3.1 托板的设计28 4.3.2 橡胶的设计28 4.3.3 反侧压块的设计29 4.3.4 垫板的设计29 4.3.5 顶板的设计30 4.3.6 模架及模柄的设计30 4.3.7 螺钉及销钉的设计31结论32参考文献33致谢34附录35湖南工业大学本科毕业设计（论文）湖南工业大学本科毕业设计第1章 绪论1.1冲压模具发展现状近年来，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内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到

9、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。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CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美国CV公司的CADSS，英国DEL

10、CAM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，华中科技术大学、吉林大学、湖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，并已在生实践中得到成功应

11、用，产生了良好的效益。 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基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能

12、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。1.2本课题的主要任务本课题根据零件图完成冲压工艺及冲模设计。设计的主要任务有：(1)对模具现状和发展趋势有个清晰的认识；(2)拟定冲压工序安排方案、画出冲压工序图、画出待设计模具的排样图；(3)计算冲裁力、确定模具压力中心、计算凹模周界、确定待设计模具的有关结构要素、选用模具典型组合等，选择压力机吨位；(4)设计及绘制模具装配图和零件图；(5)按规定格式编制设计说明书。第2章 冲压工艺方案的制定2

13、.1 零件图的分析 零件如图2.1所示微波炉固定板图2.1 零件图 图2.2 零件三维图 材料10号钢板 料厚1.5mm 年产量10万件。2.1.1 零件工艺性分析从零件形状特点上看：形状简单且对称,由弯曲、冲孔、落料、成形组成。弯曲部分有r=0.9mm的圆角过渡。孔与直壁之间距离较大，圆孔位于弯曲变形区之外，该零件精度等级为IT11，由圆弧及直线组成。10号钢属于低碳钢，强度硬度不高，塑性韧性都很好。10号钢板材rmin/t的数值为0.4，经简单计算可得，该零件弯曲半径大于所用10号钢板材的最小弯曲半径，零件的精度要求不高，因此可以用冲压方法1。2.1.2 冲压加工经济性分析用常规的冲孔、弯

14、曲工艺方法就可以高效地冲压加工出质量稳定的零件。工艺性好，冲压加工的经济性也好。零件展开坯料的平面轮廓形状，直接影响材料的利用率，对于大批量生产的冲压件而言，这是影响冲压加工经济性的一个重要因素。由于该工件生产批量较大，如果把工序适当集中，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本6。2.2 冲压工艺方案的选择该零件从结构形状与要求来看，所需的基本工序为冲孔、落料、弯曲、成形。 其中弯曲工艺方案可分为两种：图2.3 弯曲工艺方案方案a 用一副弯曲模一次弯曲成形，弯曲工序数为1。方案b 用一副弯曲模经两次V形弯曲成形，弯曲工序数为2。根据以上基本工序的性质与数量，进行工序组合与排列，

15、初步拟出下列四种方案。方案一：（1）冲3个2.7的孔及冲圆角长方形孔与落料复合；（2）第一次弯曲；（3）第二次弯曲；（4）3个2.7的孔成形。方案二：（1）冲3个2.7的孔及冲圆角长方形孔与落料复合；（2）一次弯曲两端；（3）3个2.7的孔成形。方案三：（1）落料、冲孔、成形复合；（2）一次弯曲。方案四：全部工序组合，采用带料连续冲压，如图2.4。图2.4 工艺方案四分析比较上述四种工艺方案可以看出，方案一的优点是模具结构简单，寿命长，制造方便，投产快。各工序定位基准一致，并与设计基准重合,操作也比较方便，回弹易于控制，尺寸形状准确。不足之处工序过于分散，模具数多，设备和操作人员多，劳动强度大

16、，效率较低。方案二与方案一相比，优点是少了一道工序，效率有较大提高，节省了人力、电力和工序间的搬运工作。缺点是弯曲的回弹不易控制，其他特点与方案一一样。方案三的工序比较集中，模具数少，占用设备和操作人员少，生产率较高。缺点是模具结构比较复杂，成形孔的形状难以保证。 方案四的特点是工序高度集中，生产效率高，适用于大批量生产，操作安全，但是模具结构复杂、安装、调试、维修比较困难，制造周期长。且此零件尺寸大（展开后长90mm，宽45.3mm），不适宜采用多工位级进模。综合以上各方案，由于制件的生产批量较大，从保证尺寸精度和经济效益考虑，采用第二种方案。对于弯曲的回弹，可以用减小间隙的方法来避免或减小

17、回弹。2.3 有关尺寸的计算2.3.1 毛坯尺寸的计算根据零件图，要进行二次弯曲。在弯曲过程中，材料进行塑性变形，会伸长。零件弯曲内半径r=0.9mm，而材料厚度t=1.5mm。根据公式在r/t0.5时，毛坯长度等于零件直线长度于弯曲部分应变中性层长度之和6。即： (2.1) 查表5-9有：x=0.26图2.5 一个弯曲经过简单推导，该零件展开长度计算式： (2.2)则。冲裁时采用自动送料,搭边值查文献9得a=3mm,c=2mm。则条料宽度为：图2.6 搭边B=（90+23）mm=96mm送进步距：S=45.3+2=47.3mm一个步距内的材料利用率可用下式表示： （2.3） 式中 A一个步距

18、内冲裁件的实际面积，单位为mm2； B条料宽度，单位为mm； S步距，单位为mm。计算冲裁件毛坯面积：按公式（2.3）计算材料利用率。2.3.2 弯曲模部分尺寸计算（1） 最小弯曲半径的确定在保证弯曲件毛坯外表面纤维不发生破坏的条件下，工件所能弯成的内表面最小圆角半径称为最小弯曲半径r，在生产中主要是参考经验数据来确定各种材料的最小弯曲半径。表5-21得10号钢板材rmin/t的数值为0.4，经简单计算可得rmin=0.6mm，该零件弯曲半径r=0.9mm，大于所用10号钢板材的最小弯曲半径，符合要求。（2） 回弹值的确定由于弯曲件在弯曲的过程中总存在着弹性变形，所以要完全消除弯曲件的回弹是不

19、可能的。在生产实践中采用经验数值和为了提高弯曲见的精度，必须采用一些必要的措施来减小或外补偿由回弹所产生的误差。正确设计弯曲模对于软材料（Q235、10号钢等）其回弹角5可在凸模或凹模上作出外补偿角并减小凸凹模之间间隙来克服回弹，所以此回弹值，即在凸凹模上作出相应的改进以减少回弹值8。V型弯曲回弹角10号钢弯曲90时=0.3，由于侧面与圆孔的间距有精度要求，精度等级为IT11级，因此，采用减少弯曲凸，凹模的间隙来减少回弹。（3） 工作部分尺寸计算凸模圆角半径：弯曲件的弯曲半径不小于r时，凸模的圆角半径一般取弯曲件的圆角半径，R凸=0.9mm。凹模圆角半径:凹模圆角半径的大小对弯曲力和工件质量均

20、有影响，凹模两边的圆角半径应一致，以免弯曲时工件产生偏移，凹模圆角半径一般取决于弯曲材料的厚度，查表得R凹=5mm。凸模与凹模之间的间隙 通过调节压力机的闭合高度来控制。2.4有关力的计算 2.4.1冲裁模工艺力的计算（1）落料力10号钢 b =320 MPa t=1.5mm。查文献4 （2.4）式中 落料力，单位为 N；L落料周边长度，单位为mm；材料抗拉长度，单位为MPa。按 （2）冲孔力 （2.5）式中 L工件内轮廓周长，单位为mm；L=31.352+1.52+132 mm =156.23mm（3）落料时的卸料力 (2.6)式中 卸料力系数查文献2，取Kx=0.04，则 （4）冲孔时的推

21、件力 (2.7)式中 推件力系数； n同时梗塞在凹模内的废料数，； h凹模洞口的直壁高度，单位为mm； t材料厚度，单位为mm；查文献5，取h=5mm，则个。查文献5，取=0.055，则 选择冲床时的总冲压力为：（5）压力中心的计算冲裁压弯时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点称为模具压力中心。设计时模具压力中心应与压力机滑块中心一致。如果不一致，冲压时会产生偏载，导致压力机滑块的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命，所以在落料模、多凸模冲孔模和多工位极进模等模具设计时，必须确定模具压力中心。本零件的工位比较多，要用到平行力系合力作用的解析方法，确定压力中心。如下图所示，取坯料的中心

22、孔的中心点为坐标原点，压力中心坐标为（X，Y），但由于零件图是对称的，在Y轴上是对称的，这就可以在不用计算的情况下，确定X轴方向上的压力中心就在原点,即X=0。现在就根据下图来确定Y轴上的压力中心。将工件冲裁周边分成,基本线段，求出各段长度及各段重心位置：l=90mm y=0l=58mm y=3.5mml=28mm y=10.5mml=58mm y=14.5mml=5.7mm y=22mml=11.4mm y=31.1mml=90.6mm y=27.6mml=90mm y=45.3mm图2.7 压力中心根据平行力系合力作用的解析法则，是平行力系，根据“各分力对某轴之力矩之和等于合力对同轴的力矩

23、”的原理可得： (2.8)按上面的公式，代入数据。求得：2.4.2 弯曲模工艺力的计算弯曲力计算 弯曲力的大小受到材料力学性能，弯曲件形状，毛坯尺寸，弯曲半径，模具间隙，凹模圆角支点间距离，弯曲方式等多种因素的影响。在生产中通常会用经验公式或简化的理论试来进行计算。 第一次弯曲属于V形自由弯曲，根据文献6公式4-39 ，可得 (2 .9 ) 式中：F 自由弯曲力，单位为N； b 弯曲件宽度，单位为mm； r 弯曲件内弯半径，单位为mm； 材料抗拉强度，单位为Mpa；k系数一般取k=11.3，取k=1。 第二次弯曲属于校正弯曲，校正弯曲力按下式计算： F=qA (2.10)式中 F校正弯曲力，单

24、位为N； A校正部分投影面积，单位为mm2； q单位面积上的校正力，单位为Mpa。查文献6表4-4取q=50,则2.4.3 冲压设备的选择（1）冲裁模压力机的选择由于零件的生产批量比较大，且采用复合模进行加工，可选用双柱压力机或高速压力机，在保证工作压力满足要求的情况下：还须保证最大闭合高度，两者相互矛盾。为安全起见，防止设备的超载,可按公称压力F压(1.6-1.8)F总的原则选取压力机。查文献1，选用型号J23-40开式双柱可倾压力机。其技术参数如下：公称压力/KN400滑块行程/mm100滑块行程次数/(次/min) 45最大闭合高度/mm330最大装模高度/mm265滑块中心线至床身距离

25、/mm250工作台尺寸/mm 前后460 左右700垫板尺寸/mm 厚度-65直径220模柄孔尺寸/mm 直径40 深度70（2）弯曲模压力机的选择对于校正弯曲，其弯曲力要比自由弯曲大得多,而且在弯曲过程中，两者不能重叠。因此，选择压力机时，以校正弯曲为依据。 （2.11）考虑到滑块行程。选用型号J23-16开式双柱可倾压力机。其技术参数如下：公称压力/KN160滑块行程/mm55滑块行程次数/(次/min) 120最大闭合高度/mm220最大装模高度/mm180滑块中心线至床身距离/mm45工作台尺寸/mm 前后300左右450垫板尺寸/mm 厚度40 直径210模柄孔尺寸/mm 直径40

26、深度60（3）成形模压力机的选择成形模所需压力很小，故选用型号J23-3.15开式双柱可倾压力机。2.5 冲压工艺过程卡表2.1冲压工艺过程卡工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装备工 时 0 下料剪床上裁板 1 落料冲孔 落料冲所有孔 J23-40 落料冲孔复合模 2 弯曲Z形弯曲J23-16Z形件弯曲 模 3 成形 圆孔成形 J23-3.15成形模 4检验按产品零件图检验第3章 冲裁模设计3.1 模具选型（1）复合模特点通过以上工艺方案分析，采用复合模进行加工。复合模是压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工序。压力机一次行程得到一个冲压件。复合模也是一种多工序的冲模，它

27、在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。复合模的主要优点在于：由于它是一种多工序模具，所以它有别于单工序模具，生产效率较高，适于大批量生产。由于没有二次送料问题，所以，对条料的尺寸精度要求较低，一般不受条料形状及尺寸的限制，可以利用边角余料生产。与连续模相比，冲模所占台面面积较小。适用范围广，除常用材料外，还适于冲裁0.01mm 厚的薄材和较软的金属材料。冲压成品件内外形同心度较高，由于不受送料误差的影响，所以精度较高，一般公差可达0.020.04mm。冲压成品件表面平直，精度也较高，一般可达IT11-IT12级精度，最高可达IT9级以上。所以，当工件尺寸精度要求高于IT1

28、2级时，一般均应采用复合模结构。复合模的主要缺点在于： 由于模具功能较多，而且相关构件都较集中地位于冲压件附近的有限空间范围内，所以，结构较复杂。加工制造也较困难，模具成本较高。 由于模具中凸凹模的壁厚受最小尺寸的限制，所以，对于某些内孔与外缘、内孔与内孔间距较小的工件，不宜采用。（2）复合模的结构形式 复合模的结构，一般都很紧凑，具备导向、顶料、卸料、缓冲，复位等多种辅助系统。通常根据其落料凹模装置方向，复合模结构可有两种不同的形式：正装复合模 落料凹模在下模的复合模为正装复合模。冲压时，其冲孔废料是上模部分的顶料板顶出的，而且落在下模，所以对于多孔零件，由于废料不易清除，不适合采用这种结构

29、。一般对于冲裁单孔薄料工件，且其平直度高求较高时，均采用这种复合模结构。反装复合模 落料凹模在上模的复合模为反装复合模。冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，结构简单，操作方便。但凸凹模内积存废料，胀力较大，因此倒装式复合模因受凸凹模最小壁厚限制，不易冲制孔壁过小的工件。同时，采用刚性推件的反装式复合模，板料不是处在被压紧的状态下冲裁，因而平直度不高。这种结构使用于冲裁较硬的或厚度大于0.3mm的板料。从正装式和反装式复合模结构分析中可以看出，两者各有优点。由于反装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故选用反装式复合模。

30、3.2 结构设计图3.1 模具结构总图图3.1为冲裁模的模具结构总图。该复合冲裁模将凸、凹模装在上模上，是典型的倒装结构。两个导料销27（图中未绘出）控制条料的导向，固定挡料销2控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板17、卸料螺钉26和弹簧25组成。冲制的工件由打杆5、推板7、推杆8和推件块13组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。3.3 工作零件设计在设计冲模结构的时候，必须考虑到其冲模的结构工艺性，冲模的结构工艺性是指在保证冲模各个零件及部件的一定使用性能前提下，使其结构、形状、表面质量及制造材料等诸方面能以最少的工序、最少的工时来完成冲

31、模加工。冲模设计结构工艺性好坏，不仅关系到冲模制造周期、制造成本和使用寿命，甚至还关系到能否在现有条件下把冲模制造出来。因此，在设计冲模时，必须充分注意到冲模的结构工艺性。为保证冲模结构工艺性，在设计模具时应注意以下几点：选择冲模结构应力求简单、加工容易。对于复杂形状零件，应尽量采用镶拼形式，以便于加工。在设计模具时，对结构及工作零件应考虑热处理要求，尽是减少或避免由于热处理引起的零件开裂和变形。所以，在设计冲模零件时，尽量减少冲模零件有尖角和窄槽，断面不能有急剧的变化，各孔的位置分布要均匀、对称，选用钢材要合适。选定的冲模结构，在所制零件精度允许情况下，尽可能合理地选择制造精度和表面粗糙度等

32、级，不要太高及太低。凹模可以采用整体式，也可以采用镶套式，但如果采用整体式则会有许多的缺点，比如：凹模的形孔孔距只能靠机床的坐标精度和工人的技术水平来保证；形孔较多的整体凹模可能由于形孔局部制造误差导致整修凹模报废。也可能由于凹模局部损坏，而造成整体凹模报废；带有多种冲压工艺的整体凹模，刃磨十分困难，甚至无法刃磨；因此凹模比较简单考虑到加工时容易保证凹模精度，所以采用整体式凹模。3.3.1 凸模设计冲孔刃口尺寸的计算2由于该工件形状简单，故采用凸、凹模分别加工法。查文献7，得间隙值Zmin=0.15，Zmax=0.19。对圆孔查表得凸，凹模制造公差： 校核间隙： (3.1)故满足条件。刃口尺寸

33、计算如下： (3.2) (3.3)查表得x=0.5 对于孔心距C=700.2 (3.4)对方孔，因为为IT12，则取冲裁凸、凹模的制造公差分别为IT9和IT10，查表得凸，凹模制造公差： 校核间隙：说明所取凸，凹模公差不能满足条件。调整如下：查表得x=0.75（1）冲2.7孔的凸模，如图3.2。图3.2 凸模简图在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，没必要进行校核，但是凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较大或根据结构需要确定的凸模特别细长时，则应进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核3。承压能力的校核：凸模承压能力按下式校核： （3.5）对于圆形凸模，当推件力或顶件力为零时，将F=代入上式可得 （

34、3.6）式中 凸模最小截面的压应力，单位为MPa；凸模纵向所承受的压力，它包括冲裁力和推件力（或顶件力），单位为N；凸模最小截面积，单位为mm；凸模工作部分最小直径，单位为mm；材料厚度，单位为mm；冲裁材料的抗剪强度，单位为MPa；凸模材料的许用抗压强度，单位为MPa。凸模材料的许用抗压强度大小取决于凸模材料及热处理，对于T8A、T10A、Cr12MoV、GCr15等工具钢，淬火硬度为58-62HRC时可取=(1.01.6)10MPa;如果凸模有特殊导向时，可取=（23）10MPa3。 查材料表10号钢 =260340Mpa 取300MPa d=2.7符合公式要求失稳弯曲应力的校核：根据凸模

35、在冲裁工程中的受力情况，可以把凸模看作压杆，所以，凸模不发生失稳纵弯的最大冲裁力可以用欧拉极限力公式确定。对于圆凸模有导向时，相当于一端固定，另一端铰支的压杆，凸模不发生失稳弯曲的最大长度为 （3.7）图3.3 凸模简图即模具设计时，2.7孔导套外的凸模长度不能大于31mm。（2）冲方孔凸模，凸模采用台肩固定。该凸模形状简单，如图3.3，台肩宽度取10mm，厚度为6mm，材料为Cr12。凸模长度为34mm。3.3.2 凹模设计落料刃口尺寸计算 由于零件外廓属于IT11，则取冲裁凸、凹模的制造公差分别为IT8和IT9，取凸、凹模制造公差：查表得 当时，x=0.75 当时，x=0.5凹模刃口形式，

36、考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，即柱形刃口筒形凹模。凹模的外形尺寸用以下经验公式计算。 图3.4 凹模 凹模厚度的确定式 H=Kb (3.8) 凹模壁厚（指凹模刃口与外边缘的距离）的确定式 C=(1.5-2)H (3.9)式中 b凹模孔的最大宽度，单位为mm； K因数； H凹模厚度，其值为1520mm； C凹模壁厚, 其值为2640mm。查文献2得K=0.22 H=0.2290mm=20mm C=1.520mm=30mm长度方向L=90+230=150，考虑到要在凹模钻螺钉孔及销钉孔，取宽度方向的尺寸也为150mm尺寸标注如图3.4所示。3.3.3 凸凹模设计 图3.5 凸

37、凹模本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图3.5所示。校核凸凹模的强度：凸凹模的最小壁厚 m=1.5t (3.10)按m=1.5t=1.51.5=2.25mm而实际最小壁厚为3.5mm，故符合要求。凸凹模的左右台肩宽度取为5mm，台肩部分高度取10mm，前后壁厚取为24mm，总高度为69mm。3.4 其他零件设计3.4.1 卸料零件的设计卸料板的主要作用是将冲压的废料从凸模或凸凹模上推下来，此外，在级进模等较复杂的模具中，卸料板还具有保护小凸模的作用。常用的卸料板结构形式及适用范围有平板式固定卸料板、悬臂式固定卸料板、半固定式卸料板和橡胶直接卸

38、料等。考虑到开敞性和送料方便，选择弹压卸料板，其结构虽然复杂，但是卸料力可以调节，具有压料整平功能，同时弹压卸料板对凸模及导正销进行导向和保护，这对提高模具的寿命非常有利。弹压卸料板安装在凸模上，用卸料螺钉连接上模座，上模座和卸料板之间安装有弹簧，弹簧有一定的预压缩量，用于提供卸料力。弹压卸料板还可以提供压料力，防止条料不平或翘曲。在冲压和卸料过程中，弹压卸料板和凸模之间存在有相对运动1。卸料弹簧的设计计算：（1）根据模具结构初定6跟弹簧。每根弹簧分担的卸料力为：F卸/n=5000/6=833N（2）根据预压力F预（833N）和模具结构尺寸，选出64号弹簧，其最大工作负荷F1=1120N833

39、N，64号弹簧的规格为：外径：D=40mm钢丝直径：d=6mm自由高度：H0=90mm3.4.2 固定零件的设计3.4.2.1 模架的设计模架是固定整个模具上的凸凹模块和其它装置，然后通过模架与冲压设备联接以达到上下运动的目的。常用模架按导柱不同位置分为如下四种模架：中间导柱模架 适用于单工序模和工位少的级进模后侧导柱模架 适用于大件边缘冲裁对角导柱模架 适用于各种冲裁模使用四导柱模架 适用于要求寿命很高的多工位级进模根据本零件的精度等级和工作范围，选用后侧导柱模架比较适合，材料为HT200。从右向左送料，操作方便。上模座：L/mmB/mmH/mm=20020045下模座：L/mmB/mmH/

40、mm=20020050模架的最小闭合高度为200mm，最大闭合高度为240mm。3.4.2.2 模柄的选取冲模的上模座是通过模柄安装在冲床滑块上的。模柄的直径根据所选用压力机的模柄孔径确定，模柄的形式很多，常用的有：压入式模柄这种模柄应用比较广泛。旋入式模柄用于小型模具。凸缘模柄用于较大模具，也用于模具结构复杂。槽形模柄用于固定窄长的凸模。通用模柄便于更换用于冲件多品种、小批量生产。浮动模柄这种模柄与模架之间产生游动，用于模架的导向精度高。推入式活动模柄模柄接着与凹球面垫块之间有很大的间隙，具有浮动模柄的性能。其推入式的结构，便于模具的安装。 图3.6 模柄在参考了上述结构形式以后，决定采用凸

41、缘模柄，其结构如图3.6所示。3.4.2.3 固定板设计凸模固定板上面的孔就只要严格根据工序及以选好的来结构形式来进行打孔就可以，这请参照装配图及选好结构形式以后的说明。在冲模中，凸模、凸凹模、镶块凸模与凹模都是通过固定板结合后安装在模座上的。固定板的周边尺寸与凹模相同，固定板一般选用Q235A制作，有的也可用40号或者45号钢。固定板上的各型孔均与凸模或凹模的位置相对应，而形状可根据凸模及凹模尾部形状和其安装固定方法确定。在本模具中取凸模固定板厚度为14mm，材料40号钢。3.4.2.4 垫板的设计为了防止较小的凸模压坏模座的平面，一般在其凸模和模座之间以及凹模与模座之间加设垫板。垫板外形尺

42、寸多与凹模周界一致垫板主要用来承受凸模传来的压力，防止模座受过大压力面出现凹坑，影响模具正常工作。垫板的外形尺寸应按凹模和凸模固定板形状决定，且垫板上的孔的位置也必须严格按照固定板上的位置来设计。在本模具中上、下垫板厚度取10mm，材料为40号钢淬火并磨平。3.4.3 定位零件的设计定位零件的作用是为限定被冲件的送进步距，或在冲模中的准确位置，以保证冲件的质量及冲压生产的顺利进行。冲模的定位零件，按其工作方式及作用不同可分为挡料销，定位板（钉、块），导正销，套钉，定距侧刃等结构形式。由于在本副模具上定位要求比较高，又属于复合模，所以采用挡料销以及导料销进行精确定位。而采用自动送料机构进行粗定距

43、。挡料销材料为40Cr。导料销材料为T85。3.4.4 导向零件的设计常用的导向装置有导板式、导柱导套式、滚珠导向式。根据选用的标准模架和零件的精度等级，选用常用的导柱导套式7。导柱：d/mmL/mm=32190导套：d/mmL/mmD=32190433.4.5 紧固零件的选取在选用螺钉和销钉时，应遵循下述原则：螺钉最好选用内六角螺钉，这种螺钉的优点是坚固牢靠，由于螺钉头埋伏在模板内，则模具的外形比较美观。销钉常采用圆柱形结构。螺钉一般用45号钢制做，其头部淬火硬度35-45HRC；销钉可选用T7、T8及45号钢制成，淬火硬度要求48-52HRC。销钉的外表光洁度要求高，一般应在Ra1.60以

44、上。在参考上述原则后，决定所有的紧固螺钉全部采用圆柱头内六角螺钉。查文献10得下列所有紧固零件。螺钉的选取：固定螺钉 M1065 mm模柄螺钉 M1030 mm底座螺钉 M1070 mm卸料块螺钉 M10100 mm销钉的选取：上固定板 1060mm下凹模销钉 1070mm推销 1055mm挡料销 850mm导料销 850mm3.4.6 送料机构为了提高生产效率，提高自动化程度，采用自动送料。以自动送料作为粗定距和挡料销作为精定位，实现连续自动作业。自动送料装置可分为一次加工供料装置和二次加工供料装置。一次加工是指用 条料或卷料直接成形零件而比经过中间工序是指前道工序生产出达的半成品冲压件，进

45、行再加工。复合模属于一次加工，所以选用一次加工供料装置。 将卷料、条料、板料或线材、棒料等原材料直接送入模具进行冲压的自动送料装置，称为一次加工自动送料装置。一次加工自动送料装置又可以分为钩式自动送料装置、辊式自动送料装置和夹持式自动送料装置。此模具选用辊式自动送料装置。第4章 弯曲模设计4.1结构设计该模具有两个凸模进行顺序弯曲（请参阅装配图）。为了防止坯料在弯曲中滑动，设置了定位销及弹性顶板20。反侧压块16能克服上、下模之间水平方向的错移力。弯曲前凸模13与凸模14的下端齐平，在下模弹性元件的作用下，顶板20的上平面与反侧压块的上平面齐平。上模下行，活动凸模13与顶板20将坯料夹紧并下压

46、，使坯料左端弯曲。当顶板20接触下模座后，凸模13停止下行，橡胶15被压缩，凸模14继续下行，将坯料右端弯曲。当压块10与上模座接触后，零件得到校正。4.2 工作零件设计4.2.1 凸模设计本模具用两个凸模按顺序对工件进行弯曲，先弯左边，后弯曲右边。凸模宽取为29mm。长度即为工件长度90mm，高度取38mm。工作部分圆角半径等于工件内半径0.9mm。凸模13上开有让位孔。凸模13零件简图如图4.1。 图4.1 凸模凸模14工作部分宽度取为15mm，长度即为工件长度90mm。高度取为90mm。工作部分圆角半径由上面计算为5mm。材料为Cr12。凸模14简图如图4.2。 图4.2 凸模4.2.2

47、 凹模设计凹模由左右两块凹模板组成，通过螺钉固定在下模座上，总共需用4个螺钉。左边部分开有通孔，用来安装挡料销。两凹模板之间宽度S=30+1.5+15=46.5mm。凹模板的长度取B=90+230=160mm。每一凹模板的宽度取为20mm。凹模工作部分深度凹模工作部分深度要适当。若深度过小，则工件弯曲成形后回弹大，而且直边不平直。若深度过大，则模具材料消耗大，而且压力机需要较大的行程。查文献9得，m=4mm。左边弯曲部分凹模深度L0=5+4+8=17mm。右边弯曲部分凸模再次下行深度L1=1.5+10+=11.5mm。考虑到以上二者深度取凹模深度为L=17+15+5=37mm。材料为40钢。4

48、.3 其他零件设计4.3.1 托板的设计本模具中托板起到很重要的作用：（1）可以作为凸模的固定板，凸模及压块通过螺钉与托板连为一体；（2）通过螺钉与上模座联系在一起，在模座下行过程中，托板上的橡胶先压缩，使两个凸模实现顺序下降。托板厚度取为15mm，长度为180mm，宽度取150mm，凸模进入托板的深度为5mm。材料为40钢。图4.3 托板4.3.2 橡胶的设计橡胶允许承受的负荷较大，而且安装调整比较灵活方便，由于螺钉光杆部分直径为12mm，取橡胶内径为d=15mm，橡胶外径D按下式计算： （4.1）式中 F所需工作压力，单位为N；P压缩10%35%时的单位压力，单位为Mpa。按公式计算可得D

49、=40mm。选用原则：（1）为保证橡胶不致过早失去弹性而损坏，其允许最大压缩量应不超过其自由高度的45%，一般取：。橡胶的预压缩量一般取其自由高度的10%-15%，即 （4.2）故工作行程 ： 由所需工作行程，可按下式求出橡胶高度： （4.3）式中 橡胶自由状态下的高度，单位为mm； 所需工作行程，单位为mm。计算得 （2）对橡胶高度与直径之比按下式校核：计算得 ,满足要求。4.3.3 反侧压块的设计为了克服上、下模之间水平方向的错移力，在两凹模板之间加入反侧压块，其长度、宽度、高度与凹模一样，分别为160mm、20mm、37mm。在与凸模接触处做出圆角，查冲压工艺及冲模设计153页，圆角半径

50、一般取决于弯曲材料的厚度：当t2mm时，r=(36)t；当t24mm时，r=(23)t；当t4mm时，r=2t。对于本零件厚度为1.5mm，取圆角半径为5mm。材料为Cr12。4.3.4 垫板的设计为了防止较小的凸模压坏模座的平面，一般在其凸模和模座之间以及凹模与模座之间加设垫板。垫板外形尺寸多与凹模周界一致垫板主要用来承受凸模传来的压力，防止模座受过大压力面出现凹坑，影响模具正常工作。垫板的外形尺寸应按凹模和凸模固定板形状决定，且垫板上的孔的位置也必须严格按照固定板上的位置来设计。在本模具中上垫板厚度取5mm，下垫板厚度取为10mm。材料为40号钢淬火并磨平。4.3.5 顶板的设计顶板设计成

51、阶梯形，是为了适应顺序弯曲的需要，在凸模下行过程中，顶板将板料托起，实现顺序弯曲。弯曲完成后，凸模上行，在顶件装置的作用下，顶板上行，起到卸料作用。顶板长度为150mm，宽度为51.3mm，高度为20mm。零件简图如图4.4。 图4.4 顶板4.3.6 模架及模柄的设计根据本零件的精度等级和工作范围，选用后侧导柱模架比较适合。从右向左送料，操作方便。上模座：L/mmB/mmH/mm=20020045下模座：L/mmB/mmH/mm=20020050模架的最小闭合高度为200mm，最大闭合高度为240mm。弯曲模的上模座是通过模柄安装在冲床滑块上的。模柄的直径根据所选用压力机的模柄孔径确定。考虑

52、导零件尺寸较大，决定采用凸缘模柄，结构如图3.5。4.3.7 螺钉及销钉的设计所有螺钉用45号钢制做，其头部淬火硬度35-45HRC；柱销也用45号钢制做。凸模8的固定螺钉 M1040凸模10的固定螺钉 M1060反侧压块的固定螺钉 M1030凹模块的固定螺钉 M1050托板的固定螺钉 M1070模柄的固定螺钉 M1030结 论毕业设计是大学四年学习效果的综合检测。我相信只要我端正好态度，充分利用大学四年所学，一定能很好地完成此次毕业设计，交上一份满意的答卷，为我大学四年划上一个圆满的句号。接到设计任务后，我充分通过网络和图书馆等各种渠道，查阅了很多书籍和论文，收集了大量有关本次毕业设计的信息。到三月份我将所查询到的知识充分消化，完成了开题报告。接下来花了半个月的时间制定了冲压加工工艺卡。根