固定支架弯曲件模具设计优质毕业设计.doc

内 容 提 要 冲压工艺在现代化工业中应用广泛，尤其是汽车、电机、仪表、军工、家用电器到重型汽车覆盖件和大梁、高压容器封头和航空航天器蒙皮、机身等。此次弯曲模具设计关键在于培养我们设计画图能力，提升学生对机械绘图软件操作能力，所以此次设计要求要有一定CAD图纸量，本此毕业设计使用是AUTO CAD 绘图软件。在此次设计中，经过对零件图分析，经过不一样工艺分析和比较，得出最好模具设计制造工艺方案，即：使用弯曲模一次压弯制造零件。依据最好方案进行工艺尺寸计算，得出模具部分大约尺寸，然后查询相关标准件资料进行标准件选择，最终把全部零件装配成一个能够用于实际生产装配图，并使用剖面图表示内部零件。关键词弯曲模；尺寸计算；制图The Bending Die Design of Fixed Dracket Author ：F Jj Instructor :XXX Associate ProfessorAbstractStamping process is widely used in modern industry, especially in automotive, electrical, instrumentation, military, household appliances and heavy-duty car cover parts and beams, high-pressure vessel head and the air of the spacecraft skin, body and so on.The bending die design focuses on cultivating studentsability to operate mechanical drawing software, the use of this graduation project is AUTO CAD mapping software. In this design, after the analysis on the part drawing, the different processes through analysis and comparison, we can get the main size of the die and the best mold design manufacturing process plan ,that is we only need one time of the bending die to produce the workpiece. Then, checking the relevant information for standard parts selection,we make the standard parts have the standard size. Finally all the parts are assembled into an assembly diagram for the actual production and we use cutaway view to express the internal parts.KeywordsBending Die; size calculation; drawing目 录1.绪 论11.1工艺设计技术及模具设计和制造技术现代化21.2计算机教授系统开发和应用31.3反求工程技术开发和应用42.零件工艺性分析42.1冲裁件形状结构分析42.2精度分析62.3零件材料分析72.4结论73.模具材料选择73.1模具材料选择标准83.1.1考虑模具种类及其使用条件83.1.2考虑冲压材料及其性能83.1.3考虑冲压件生产批量83.2模具材料种类及性能93.2.1碳素工具钢93.2.2合金工具钢93.2.3轴承钢103.2.4高速工具钢103.2.5基体钢103.2.6硬质合金和钢结硬质合金103.3模具定型114.工艺方案确实定114.1方案一124.2方案二124.3方案三135压力机选择135.1弯曲力计算135.2弯曲模设备选择146.弯曲模关键零部件结构确实定146.1毛坯尺寸计算146.2模架选择156.3模柄选择196.4导柱选择206.5导套选择216.6凸模结构226.7凹模结构236.8定位方法选择236.8.1定位可靠性246.8.2定位方向性246.8.3操作方便和安全性246.9模具总装图257.工作部分结构尺寸计算267.1模具圆角半径267.1.1凸模圆角半径267.1.2凹模圆角半径267.2凸、凹模间隙267.2.1对冲裁件质量影响267.2.2对模具寿命影响277.2.3对冲裁力和卸料力影响297.2.4合理间隙选择29致 谢31参考文件32固定支架弯曲件模具设计作者：xxx XXX 指导老师：ccc 副教授1 绪 论伴随技术不停进步和冲压生产快速发展，对冲压设计工作提出了愈来愈高要求。冲压设计是一项技术性很强工作，冲压设计质量好坏不仅直接影响冲压产品质量、成本及生产效率，而且也影响着冲压生产组织和管理。所以，冲压设计工作不仅要求设计人员要有很好理论基础、丰富设计经验、熟练设计技能和认真负责工作态度，而且还要求设计人员能在不停积累设计经验基础上，立即获取最新科学技术知识，立即掌握现代化设计计算手段。只有这么，冲压设计工作才能适应工业生产快速发展需要。冲压加工作为一个行业，在国民经济加工工业中占也关键地位。据统计，冲压件在各个行业中均占相当大比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占比重更大。冲压加工应用范围极广，从精细电子元件、仪表指针到重型汽车覆盖件和大梁、高压容器封头和航空航天器蒙皮、机身等均需冲压加工。冲压设计既是冲压生产准备工作基础，也是组织正式生产依据。冲压设计水平标志着冲压生产工艺优异性、合理性和生产成本经济性，它在很大程度上反应了工厂生产技术水平。生产实践证实，合理工艺方案和模具结构，不仅为稳定产品质量、降低冲压成本提供了技术上确保，而且也为生产组织管理发明了有利条件。反之，冲压设计任何失误或差错，全部会给生产带来不应有损失，乃至造成人身、设备重大事故。冲压设计是一项严谨、细致而复杂技术工作，它必需经受生产检验。只有首先确保成功冲压设计，才有可能谈得上成功冲压生产。所以，冲压设计作为冲压生产技术准备工作，在冲压生产中占据关键地位。冲压设计包含工艺设计和模具设计两方面内容。冲压工艺设计是针对给定产品图样，依据其生产批量大小、冲压设备规格、模具制造能力及工人技术水平等，从产品零件图冲压工艺性分析入手，经过必需工艺计算，制订出合理工艺方案，最终编写出冲压工艺卡。冲压模具设计则是依据制订冲压工艺规程，在认真考虑毛坯定位、出件、废料排除等问题和模具制造维修方便、操作安全可靠等原因后，构思出和冲压设备相适应模具总体结构，然后绘制模具总装图和零件图。模具是实现冲压工艺要求关键工艺装备。传统在现代工业生产中，因为冲压产品更新换代日趋频繁，且朝着复杂化、多样化、高性能、高质量方向发展，所以各工业部门对冲压生产技术发展也提出了愈来愈高要求。其发展能够概括为以下多个方面：1.1工艺设计技术及模具设计和制造技术现代化传统工艺设计方法关键是依靠设计人员经验技能和可供查阅现有设计资料，针对具体冲压零件，从冲压工艺分析、计算入手，到分析、比较和确定工艺方案及相关工艺参数，表现为人工大量复杂而反复性劳动过程，使设计周期延长，难以满足产品快速更新换代要求。伴随计算机技术飞跃发展和塑性成型理论深入完善，多年来中国外已开始研究塑性成型过程计算机模拟技术，即利用有限元等理论分析方法模拟金属成型过程，以估计某一工艺方案对零件成型可能性和将会发生问题，其结果既可在计算机屏幕上显示，也可将全部数据打印出来，以供设计人员进行修改和选择手工设计和绘图方法，往往要进行大量反复性劳动，不仅延长了设计周期，而且也严重影响了产品更新换代。所以，很多发达国家前后进行了计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）研究和开发，这一技术可提升模具设计制造效率2-3倍，使模具生产周期缩短了1/2-2/3。1.2计算机教授系统开发和应用因为计算机技术应用范围日趋扩大，在塑性成型工艺和模具设计制造方面，中国外正在开展人工智能研究。而计算机教授系统则是人工智能一个分支，关键用于模拟人智能活动，达成分析处理问题目标。在冲压设计中，不管是现在还是未来，经验将起着极其关键作用。所以，将众多教授经验聚集起来，组成所谓计算机教授系统，模拟教授经验知识来分析和处理问题，其使用价值是不言而喻，它将是冲压设计工作在手段和方法上一个重大突破。1.3反求工程技术开发和应用反求工程是针对消化吸收优异技术而提出一系列分析技术和设计方法，它是一门跨学科、跨专业综合工程，属于代设计方法范围。冲压设计服务于冲压生产，面对由中国外引进冲压制品或模具，大家往往产生诸如“它是怎么做出来”疑问，这在主观上就是一个反求要求。事实证实，技术引进在促进国家科技进步、推进经济建设方面起了很大作用。但要取得最好技术经济效益，不是仅从国外引进优异技术后就万事大吉，还应善于对引进技术进行深入研究、分析、吸收和消化，并在此基础上有所创新，形成自己技术体系，发展自己新技术，开发自己新产品。总而言之，冲压设计作为生产准备工作基础，不管是现在还是未来，不管采取传统设计方法还是应用最新科技手段，全部将会对冲压生产、产品质量及制造成本等有直接影响，所以是一项极其关键技术工作。2.零件工艺性分析2.1冲裁件形状结构分析工件图为图1所表示固定支架弯曲件，材BLD，料厚1.2mm。冲压产品图是分析和制订冲压工艺方案关键依据之一，对冲压产品图进行工艺分析,既是冲压工艺设计起点,又往往贯穿于整个设计过程.对照产品图,今对其进行技术和经济两方面分析。在技术方面,依据产品图样,关键分析该冲压件形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等原因是否符合冲压加工要求，即审查冲压件工艺性。图1 固定支架弯曲件在经济方面，关键依据冲压件生产批量，分析产品成本，说明采取冲压加工能够取得经济效益。所以，冲压件工艺分析，关键是讨论在满足零件使用要求前提下，能否以最简单最经济方法冲出零件来，从而为制订工艺方案奠定基础。此零件形状结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。可查得此材料所许可最小弯曲半径，而零件弯曲半径，故不会弯裂。另外，零件上孔在弯曲变形区之外，所以弯曲时孔不会变形。计算零件相对弯曲半径，卸载后弯曲件圆角半径改变能够不予考虑，而弯曲中心角发生了改变，采取校正弯曲来控制角度回弹。2.2精度分析冲压加工对工件是有精度要求考虑到工件精度和模具精度关系，既要确保工件精度要求，又要确保有合理间隙值。冲压件精度为精密级和经济级。精密级是指冲压工艺在技术上所许可最高精度，而经济级是指模具达成最大许可磨损时，其所完成冲压加工在技术上能够实现而在经济上又最合理精度，即所谓经济精度。为降低冲压成本，取得最好技术经济效果，在不影响冲压件使用要求前提下，应尽可能采取经济精度。冲裁件精度关键由其尺寸精度冲裁断面粗糙度毛刺高度三个方面指标来衡量。在不影响冲压件使用要求前提下，应尽可能采取经济级尺寸精度，以简化模具结构，方便模具制造和维修，从而降低生产成本。若冲裁件有较高精度要求和断面质量要求，则宜采取精密冲裁或整修工艺来达成。为了满足工件精度要求，又不要过于提升精度等级而增大成本，所以此零件弯曲凸、凹模采取IT7-IT8精度。工件精度未标出按IT10计算。冲工艺孔凸模凹模采取IT8-IT9。2.3零件材料分析 该零件材料为BLD冷轧钢板，屈服点（屈服强度）低、冲压可塑性区域广、成型性能优越。2.4结论经过以上工艺分析能够看出，该零件为一般弯曲件，尺寸精度要求通常，零件上只有4个尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求属于IT14，其它未注公差尺寸也均按IT14选择，所以一般弯曲和冲裁即可满足零件精度要求。关键是轮廓成形问题，又属于大批生产，所以能够用冲压方法生产。3.模具材料选择模具材料选择，不仅关系到模具使用寿命，而且直接影响到模具制造成本，所以是模具设计中一项关键工作。在冲压过程中，模具承受冲击载荷且连续工作，使凸模凹模受到强大压力和猛烈摩擦，工作条件及其恶劣。所以，模具材料要有足够强度，硬度，很好耐冲击，耐疲惫性，而且价格应尽可能低廉。通常来说，要达成以上全部要求往往很困难，所以在选择模具材料时，应综合考虑模具工作特征，受力情况和冲压材料性能和冲压生产批量等原因，并对以上各项有所侧重，以使所选材料尽可能合理。总而言之，在满足模具使用要求条件下，应使模具成本尽可能低。3.1模具材料选择标准3.1.1考虑模具种类及其使用条件 通常来说，对于尺寸不大、形状简单且承受轻载，精度要求不高模具，常选择碳素工具钢；若模具使用寿命要求较高时可用合金工具钢。对于尺寸较大、形状复杂或承受重载模具，应选择合金工具钢或轴承钢；当模具要求更高时，可用高速钢、基体钢和钢结硬质合金和硬质合金等。对于高速冲压或精密冲压模具，则常选择硬质合金、钢结硬质合金等材料制造。3.1.2考虑冲压材料及其性能冲压材料及其性能也是选择模具材料时必需考虑关键原因。当冲压材料较厚或较硬时，其变形抗力较大，应选择耐磨性好、强度高且有足够韧性材料制造模具，比如合金工具钢、高速钢等。当冲裁较软材料时，其变形抗力较小，常见模具材料为碳素工具钢T10A或低合金工具钢9Mn2V，其价格比较廉价。而对于冲裁硅钢片模具用Cr12MoV、Cr4W2MoV或硬质合金YG15。3.1.3考虑冲压件生产批量当生产批量很大时，应确保模含有较高使用寿命，其模具采取质量高、耐磨性好材料。反之，应采取价格廉价、耐磨性要求不好材料。3.2模具材料种类及性能模具材料种类很多，应用也极为广泛。冲压模具所用材料关键有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金和锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨脂橡胶。冲压模具中凸、凹模等工作零件所用材料关键是模具钢，常见模具钢有碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等，分别简述以下：3.2.1碳素工具钢在国家标准中列有从T7-T13八个钢号。应用最多是T10A，其优点是切削加工性好，价格廉价，但红硬性差，热处理变形大。故适用制造工作负荷不大，形状结构简单凸、凹模和其它要求耐磨模具零件。3.2.2合金工具钢合金工具钢又称合工钢，它有高中低合金工具钢之分。用于模具低合金工具钢关键有CrWMn、9Mn2V等，这类钢含有较高硬度、耐磨性及淬透性，热处理变形小，故适合形状复杂中小型冲裁、弯曲模凸、凹模。用于模具高中合金工具钢关键有Cr12、Cr12MoV、Cr6WV、Cr4W2MoV等。Cr12、Cr12MoV含有较高硬度、耐磨性及淬透性，热处理变形小等优点，常见于承受工作负荷较大或要求耐磨性较高及形状复杂凸、凹模。Cr4W2MoV是中国研制钢号。3.2.3轴承钢轴承钢关键用于制造多种轴承套圈及滚动体，但它含有模具钢所要求高硬度，耐磨性及尺寸稳定性，故也用于模具材料。通常选择GCr15轴承钢，关键用于制造冲裁硅钢片凸、凹模。3.2.4高速工具钢模具中常见高速钢有W18Cr4V和含钨量较少W6Mo5Cr4V2及6W6Mo5Cr4V。它们含有高强度、硬度、耐磨性、韧性和抗火稳定性。关键用于制造冷挤压凸、凹模。3.2.5基体钢在高速钢基础上添加其它少许元素，合适增加含碳量，以改善钢性能，这么钢叫基体钢。它不仅有高速钢特点，而且抗疲惫度和韧性均优于高速钢。价格也比高速钢廉价。3.2.6硬质合金和钢结硬质合金硬质合金和其它模具钢相比，含有更高硬度和耐磨性，但抗弯强度和韧性差，且加工困难。用硬质合金替换工具钢制造模具，可提升寿命十几倍。经典硬质合金有：YG6、YG8、YG11、YG15、YG20、YG25等。钢结硬质合金是在硬质合金基础上研制出来新型材料它综合了硬质合金和钢特点，现有硬质合金高硬度、高耐磨性，又有通常合金工具钢可切削加工、焊接、铸造、热处理等性能，是一个理想模具材料。用于模具钢结硬质合金牌号有GT35、GW50，适合制造要求耐磨多种模具凸、凹模。 经过综合分析，工件形状不复杂，厚度为1.2mm，工作负荷不是很大，硬度不是很高，零件为大批量生产，要求模含有较高寿命，所以模具弯曲凸、凹模能够用合金工具钢。模座灰铸铁。3.3模具定型冲压生产对模具基础要求是：在确保冲出合格工件前提下，不仅应和生产批量相适应，而且还要含有结构简单，操作方便安全，使用寿命长，易于制造、维修，成本低等特点。选择模具类型时需综合考虑冲压件使用要求（尺寸要求、精度要求和形状复杂程度）、生产批量大小、冲压设备情况及模具制造能力等各方面要素。经过分析比较，最终确定采取简易模、单工序模、还是复合模及级进模。通常来说，简易模寿命低、成本低、通常适适用于试制、小批量生产。对于生产大批量，精度要求高冲压件，应选择复合模或级进模。当冲压件尺寸较大时，为了便于制造模具及简化模具结构，应采取单工序模；当冲压件尺寸小且形状复杂时，为了便于生产操作，常采取复合模或级进模。本设计只需一次弯曲就能够，所以采取单工序模。4.工艺方案确实定U形弯曲件能够一次弯曲成形，也能够二次弯曲成形。4.1方案一图2为一次成形弯曲模，由图能够看出，在弯曲过程中因为凸模肩部妨碍了坯料转动，外角弯曲线位置不固定，由图b到图c，坯料经过凹模圆角摩擦力增大，使弯曲件侧壁轻易擦伤和变薄，同时弯曲件两肩部和底面不易平行（见图c）。尤其是材料厚、弯曲件直弯曲件高度H应大于12-15t。图2 一次成型弯曲模4.2方案二为了确保弯曲过程中仅在零件确定弯曲位置上进行弯曲，提升弯曲件质量，两次成型弯曲模。图3所表示，先弯外角后弯内角，采取两副模具弯曲，为了确保弯内角时，凹模要有足够强度。图3 两次成型弯曲模4.3方案三图4所表示为两次弯曲复合U形件弯曲模。凸、凹模下行，先使坯料经过凹模压弯成U形，凸、凹模继续下行和活动凸模作用，最终压弯成形。这种结构需要凹模下腔空间较大，以方便零件侧边转动。图4 两次弯曲复合模经过以上分析能够看出，本设计中弯曲件材料表薄，而且精度要求通常，一次弯曲成型即可，此种模具可能出现肩部和底边不平行，校正弯曲能够消除。考虑经济效益，一次弯曲最好。5压力机选择5.1弯曲力计算弯曲力是设计弯曲模和选择压力机关键依据。该零件是校正弯曲，校正弯曲时弯曲力和顶件力为 对于校正弯曲，因为校正弯曲力比顶件力大得多，故通常能够忽略，即： 生产中为安全，取。5.2弯曲模设备选择依据压弯力大小，初选设备为公称压力为250KN开始压力机。发生公称压力时滑块距下死点距离：6mm滑块行程：80mm标准行程次数：100次/min最大闭合高度：250垫板厚度：50mm6.弯曲模关键零部件结构确实定6.1毛坯尺寸计算有圆角半径弯曲(r0.5t)毛坯展开尺寸等于弯曲件直线部分长度和圆弧部分长度总和。因为变薄不严重，按中性层展开原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，可查得中性层位移系数，所以坯料展开长度为：图5 毛坯展开图因为零件宽度尺寸为32mm，故毛坯尺寸应为210mm32mm。弯曲件平面展开图图5所表示，两孔距端部距离为9.5mm。6.2模架选择选择中间导柱模架，其凹模面积是导套间有效区域，仅适适用于横向送料，常见和弯曲模或复合模。含有导向精度高、上模座在导柱上，运动平稳特点，其凹模周界范围为。本设计中选择中间导柱圆形模架图6所表示：图6 中间导柱圆形模架材料HT200凹模周界D0=250mm闭合高度H=220-260mm技术要求按GB2851.6-81要求。和之相对应上模座图7所表示：图7中间导柱圆形模架上模座材料：HT200凹模周界：D0=250mm厚度：45mm技术要求按GB2855.11-81要求。下模座图8所表示图8中间导柱圆形模架下模座材料：HT200凹模周界：D0=250mm厚度：55mm技术要求按GB2855.12-81要求。6.3模柄选择图9 压入式模柄模柄：A40105直径：d=40mm高度：h=105mm材料：A3技术要求按GB2862.1-816.4导柱选择图10 导柱导柱：A35h5230d直径：d=35mm极限偏差为：h5长度:L=230mm 技术要求按GB2861.1-816.5导套选择导套要和导柱相配合，所以也选A型导套。图11 导套导套:A35H610543直径：d=35mm长度：L=105mm h=43mm技术要求按GB2861.6-816.6凸模结构图12 凸模图6.7凹模结构图13 凹模图6.8定位方法选择在冲压加工中，工序定位方法可分为孔定位、平面定位和形体定位三种。因为工件结构形状不一样，其定位方法也不尽相同。有时为了满足冲压工序加工需要，也常常将两种定位方法联合起来使用（比如用一个孔和外形轮廓联合定位等），这要视具体情况而定。通常说来，在选择定位方法时候，必需考虑定位可靠性、方向性及操作方便和安全性。6.8.1定位可靠性定位可靠性怎样，不仅和定位基准选择相关，而且必需由可靠定位方法来确保。只有确保定位可靠，才能确保零件质量稳定。通常来说，对于平板零件，最好采取相距比较远两孔定位，或采取外形轮廓定位，或用一个孔和部分外形联合定位；对于弯曲件，应尽可能充足利用工件结构中提供多种定位条件，采取两孔定位或形体定位（内形体或外形体），也可用一个孔和形体联合定位。6.8.2定位方向性对于非对称零件，一定要注意方向性。尤其是弯曲件定位通常应有方向性，这是因为弯曲件上往往全部带有孔，其孔数量、位置有时 时候和压弯面不对称，故定位时必需识别方向，不然会出现废品。冲压生产常见定向形式有：工艺孔定向；工件上非对称孔或大小不一样孔定向；工艺切口、切角定向；打工艺标识定向等。6.8.3操作方便和安全性选择定位方法时，还必需注意操作安全是否。具体在实际应用中表现。依据以上要求，考虑到本制品定位精度要求通常，故定位利用工艺孔和定位钉即可。6.9模具总装图图14 模具总装图1-上模座 2-定位钉 3-导柱 4、11、15-螺钉5-下模座 6-弹簧顶料装置7-顶杆8凹模9-零件10-导套 12-凸模 13压入式模柄 14-圆柱销本设计中模具使用定位钉定位，因为凹模太深，设置有弹簧顶料装置，开始冲压时，顶杆弹起和凹模平齐，以预防弯曲过程中冲压件跑动，伴随凸模进入凹模，顶杆随之下移，直至弯曲件圆角半径和夹角完全和凸模重合，弯曲过程结束，顶杆和凹模底边平齐。7.工作部分结构尺寸计算7.1模具圆角半径7.1.1凸模圆角半径在确保大于最小弯曲半径值前提下，当零件相对圆角半径较小时，凸模圆角半径取等于零件弯曲半径，即。7.1.2凹模圆角半径凹模圆角半径不应过小，以免擦伤零件表面，影响冲模寿命，凹模两边圆角半径应一致，不然在弯曲时坯料会发生偏移。依据材料厚度取 。7.2凸、凹模间隙冲裁间隙是指冲裁模凸模和凹模刃口之间间隙。冲裁间隙分单边间隙和双边间隙,单边间隙用C表示,双边间隙用Z表示。间隙值大小对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力影响很大,是冲裁工艺和模具设计中一个关键工艺参数。7.2.1对冲裁件质量影响间隙大小对冲裁件尺寸偏差影响规律:冲裁件质量关键是指断面质量、尺寸精度和形状误差。断面应平直、光滑；圆角小；无裂纹、撕裂、夹层和毛刺等缺点。零件表面应尽可能平整。尺寸应在图样要求范围之内。影响冲裁件质量原因有：凸、凹模间隙大小及其分布均匀性，模具刃口锋利状态、模具结构和制造精度，材料性能等，其中，间隙大小和分布均匀性程度是关键原因。冲裁件尺寸精度是指冲裁件实际尺寸和标称尺寸差值，差值越小，精度越高。这个差值包含两方面偏差，一是冲裁件相对凸模或凹模尺寸偏差，二是模具本身制造偏差。冲裁件相对模具尺寸偏差，关键是因为冲裁过程中，材料受拉伸、挤压、弯曲等作用引发变形，在加工结束后工件脱离模具时，会产生弹性恢复而造成。影响这一偏差值原因关键是凸、凹模间隙。当间隙较大时，材料受拉伸作用增大，冲裁完成后，因材料弹性恢复，冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件尺寸则大于凸模尺寸。当间隙较小时，凸模压入板料靠近挤压状态，材料受凸、凹模挤压力大，压缩变形大，冲裁完成后，材料弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件孔径变小。另外，尺寸改变量大小还和材料力学性能、厚度、轧制方向、冲裁件形状等原因相关。7.2.2对模具寿命影响影响模具寿命原因很多，有模具间隙；模具制造材料和精度、表面粗糙度；被加工材料特征；冲裁件轮廓形状和润滑条件等。模具间隙是其中一个关键原因。因为冲裁过程中，模具端面受到很大垂直压力和侧压力。而模具表面和材料接触面仅局限在刃口周围狭小区域，这意味即使整个模具在许用压力下工作，但在模具刃口处所受压力也很大。这种高压力会使冲裁模具和板材接触面之间产生局部附着现象，当接触面发生相对滑动时，附着部分便发生剪切而引发磨损附着磨损。其磨损量和接触压力、相对滑动距离成正比，和材料屈服强度成反比。它被认为是磨损关键形式。当模具间隙减小时，接触压力（垂直力、侧压力、摩擦力）会随之增大，摩擦距离随之增加，摩擦发烧严重，所以模具磨损加剧，甚至使模具和材料之间产生粘结现象。而接触压力增大，还会引发刃口压缩疲惫破坏，使之崩刃。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等异常损坏。这些全部造成模具寿命大大降低。所以，合适增大模具间隙，可使凸、凹模侧面和材料间摩擦降低，并减缓间隙不均匀不利原因，从而提升模具寿命。但间隙过大时，板材弯曲拉伸对应增大，使模具刃口端面上正压力增大，轻易产生崩刃或产生塑性变形使磨损加剧，降低模具寿命。同时，间隙过大，卸料力会随之增大，也会增加模具磨损，所以间隙是影响模具寿命一个关键原因。模具刃口磨损，带来刃口钝化和间隙增加，使制件尺寸精度降低，冲裁能量增大，断面粗糙。刃口钝化会使裂纹发生点由刃口端面向侧面移动，发生在刃口磨损部分终点处，从而产生大小和摩损量相当毛刺，所以必需注意尽可能降低模具磨损。为提升模具寿命，通常需采取较大间隙，若制件精度要求不高时，采取合理大间隙，使2/t达成15%-25%，模具寿命可提升3-5倍，若采取小间隙，就必需提升模具硬度和模具制造精度，在冲裁刃口进行充足润滑，以降低磨损。7.2.3对冲裁力和卸料力影响当间隙降低时，凸模压入板材情况靠近于挤压状态，材料所受应力减小，压应力增大，板材不易产生裂纹，所以最大冲裁力增大。当间隙增大时，材料所受拉应力增大，材料轻易产生裂纹，所以冲裁力减小。继续增大间隙值，凸、凹模刃口产生裂纹不相重合，会发生二次断裂，冲裁力下降变缓。当间隙增大时，冲裁件光亮带窄，落料件尺寸偏差为负，冲孔件尺寸偏差为正，所以使卸料力，推件力或顶件力减小。间隙继续增大时，制件毛刺增大，卸料力、顶件力快速增大。7.2.4合理间隙选择确定合理间隙方法关键有计算法和查表选择法两种:（一）理论计算法确定间隙时理论计算关键依据是:在合理间隙下冲裁时,材料在模具刃口产生裂纹成直线会合.其计算公式:Z=2(t-h0)tg=2t(1-h0/t)tg式中 h0-产生裂纹时凸模压入深度 t-料厚-最大切应力方向和垂线间夹角(即裂纹方向角)由上式可知,间隙Z和材料厚度、相对压入深度h0/t、裂纹方向角相关.而h0、又和材料性质相关,下表为常见材料h0/t和近似值。表1 常见材料h0/t和近似值材料h0/t(%)t4软钢757070656555504056中硬钢656060555548453545硬钢54474745443835254（二）查表选择法如上所述,间隙选择关键和材料种类厚度相关,但因为多种冲压件对其断面质量和尺寸精度要求不一样,和生产条件差异,在生产实践中极难有一个统一间隙数值,多种资料中所给间隙值并不相同,有相差很大,选择时应该按使用要求分别选择.对于断面质量和尺寸精度要求不高工件,应选择较小间隙值,而对精度要求不高工件,则应尽可能采取大间隙,以提升模具寿命、降低冲裁力.同时也可按经验法选择:Z=(1/101/5)t则可得冲裁模双边间隙为:Zmax=0.640mm Zmin=0.460mmZmax-Zmin=0.640-0.460=0.05mm依据U形件弯曲模凸、凹模单边间隙计算式得 致 谢经过不懈努力，我毕业设计已经靠近尾声，做毕业设计过程中碰到了很多问题，从设计方案到修改方案及最终定稿，中间出现很多问题和迷惑，这多亏了我指导老师XXX副教授耐心指导，才使我能够顺利完成毕业设计，借此论文之际，我对X老师关心和帮助致以我最真挚谢意，感谢她在这一段时间里所付出努力，从她身上不仅学到了很多专业知识，更感受到了她在工作中兢兢业业，生活中平易近人精神。同时很感谢我周围好友，当我在毕业设计过程中碰到问题和困难时，是她们给我提出很多关键性意见和提议，使我对整个毕业设计思绪有了总体把握，并耐心帮我处理了很多实际问题，使我获益良多。最终感谢四年来传授我知识老师们，更要感谢我家人及好友对我学业上支持和激励，感谢全部关心、帮助过我人。参考文件1 姜奎华.冲压工艺和模具设计.机械工业出版社，.2冲模设计手册编写组.冲模设计手册.机械工业出版社，.3王孝培.实用冲压技术手册.机械工业出版社，.4中国机械工业协会、中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典，.5徐政坤，范建蓓.冲压模具设计和制造.6彭建声，吴成明.简明模具工实用技术手册第2版.机械工业出版社，.7模具使用实用技术编委会.冲压设计应用实例.机械工业出版社，.8丁松聚.冷冲模设计手册.机械工业出版社，1994.9卢险峰.冲压工艺模具学。机械工业出版社，1997.10高佩福.实用模具制造技术.中国轻工业出版社，.11周凤云.工程材料及应用.华中科技大学出版社，.12廖念钊，莫雨松杨兴骏等.交换性和技术测量第3版.中国计量出版社，.13大连理工大学工程画教研室.机械制图.高等教育出版社，1991.