毕业设计-冲孔落料弯边级进模设计.pdf

XXXX 大#毕业设计（论文）题目 冲孔落料弯边级进模设计学生姓名：学生学号：指导教师：_机械工程 学院机械设计制造及其自动化 专业一班毕业设计（论文）任务书专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械072姓名 XXX 下发日期20H-3-6题目冲孔落料弯边模设计专题主 要 内 容 及 要 求设计内容：本次设计的课题是冲孔落料弯边级进模设计。级进模具设计主要是凸 凹模、卸料板、导料板及各辅助零件的设计。重要的就是毛坯尺寸计算、各基本工序 冲压力的计算、压力中心的计算和各主要零部件的尺寸计算。要求：在教师的指导下，独立完成设计任务，培养较强的创新意识和学习能力。使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。设计制图符 合国家标准；说明书要求文字通顺、语言简练、图示清晰。必须以负责的态度对待自 己所做的技术决定、数据和计算结果。成果要求：设计说明书不少于2万字，查阅文献20篇以上，翻译与课题有关的英 文资料，译文字数不少于3千字，绘制图纸折合总量不少于3张A0。主要技术参数工件材料为Q235。进 度 及 完 成 日 期3.27-4.5 用两周时间查阅有关的设计资料，和毕业实习。实习地点：青岛专用汽车厂、青特汽车有限公司。3.27.7 讨论设计题目并确定设计方案。4.10-.28 设计与绘制总装配图。5.1-5.12 设计与绘制部件图。5.15-5.26 设计与绘制零件图。5.29-6.9 编写打印说明书，改正图纸上的错误。6.126.16 查找外文资料并进行翻译。6.196.20 准备答辩。教学院长签字日期教研室主任签字日期指导教师签字日期指导教师评语指导教师:年月 日指定论 文评阅 人评语评阅人:年月 日答辩委员会评语评指导教师给定评阅人给定答辩成绩总评答辩委员会主席定成绩(30%)成绩(30%)(40%)签字成 绩青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书摘要级进模具有以下特点：1、级进模是多工序模。在一幅模具内，可以包括冲裁、弯曲、成形、和拉深等多 种多道工序，具有比复合模更高的劳动生产率。2、级进模具有操作安全这一显著特点。因为工序可以分散，不必集中在一个工位，不存在复合模“最小壁厚”问题，因 而模具强度较高，寿命较长等。一般对于冲孔落料弯边加工的工件，在已经确定为采用级进模加工时，通常采用 先落料，冲孔，再弯边的加工方法。由于该加工的生产批量较大，如果把三道工序放 在一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本，而且可以避 免原有的加工方法中须将手伸入模具的问题，对保护操作者安全也很有利。将三道工 序并在一个模具中完成，可以有以下多种不同的工艺方案：一种为先落料，然后冲孔 和弯边在同一个工步；另一种为，冲孔在同一工步首先完成，然后进行弯边。再就是 先冲孔，弯边，然后落料。模具的结构主要由上模座，下模座，垫板，凸模固定板，凸模，卸料板，导料 板，凹模，等零件组成。该模具采用手工送料，由侧刃和定位销精确定位。此模具结构紧凑，赚、拆、修磨方便，操作简单，安全可靠，生产效率比传统模 具生产提高两倍以上。基本能够达到大批量生产的要求。关键词：卸料板，级进模，导正销，工位数。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书AbstractThe mould has the following features:1.Progressive d ie is more processes.I n one picture,it can includ e the mould blanking,bend ing,forming,and etc,and has many more than the process of composite mod ulus higher Labour prod uctivity.2.The mould are safe operation this remarkable characteristics.Because the process can be scattered,d ont focus on a composite mod ulus,there is not a minimum thickness question,thus mould has high strength,longer life expectancy.Generally,for punching blanking curved ed ge processing has been d etermined in the workpiece,for using the processing,usually by blanking,punching,bend ing machining method s.Due to the large batch processing prod uction,if the three working together,Progressive d ie can greatly improve the working efficiency and red uce workload,save energy and red uce the cost,and can avoid the original processing method must be reached into the mold to the protection of the operator safety.Will three working together,it can have composites und er several d ifferent craft project:first blanking,then punching and material in the same curved ed ge,Another kind of craft project is blanking and punching in the same work,then step first bend bound ary.The mould structure consists mainly of the mould seat,mould seat,plate,plate,punch fixed punch,unload ing,cond ucting plate,etc,concave d ie parts.The third is the punching first,and then bend ing,last blanking.The mold is manually by lateral blad e feed ing and positioning and precise positioning.The mould structure compact,easy,and grind ing,simple operation,safe and reliable,prod uction efficiency than trad itional mold prod uction increase more than twice,which make it achieve the basic requirement of mass prod uction.Keywords:The stripper plate and progressive d ie,guid e pin number,locationii青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书目录摘要.IABSTRACT.II目录.Ill第一章绪论.1第二章冲裁工艺设计及方案分析.32.1 工艺方案的确定.32.2 冲压件结构形状分析.42.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析.7第三章 冲裁件的排样分析.83.1 排样方法.83.2 搭边和料宽.93.2.1 搭边.93.2.2 条料宽度的确定.103.3 材料利用率的计算.11第四章 冲裁模工作部分的设计计算.134.1 冲裁模工作部分的设计计算.134.2 冲裁间隙.194.2.1 间隙的影响.194.2.2 合理间隙的选用.21第五章冲压力计算、压力中心的确定及压力机的选择.245.1 冲裁力、卸料力及推件力的计算.245.2 压力机的选择.26第六章弯曲工艺与模具设计.276.1 弯曲变形分析.27Hi青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书6.1.1 弯曲变形过程及特点.276.1.2 弯曲变形时的应力与应变.296.2 弯曲工艺设计.306.2.1 最小相对弯曲半径.306.2.2 拉裂、畸变与翘曲的控制.326.2.3 弯曲件的工序安排.326.2.4 弯曲回弹.336.3 弯曲变形的计算分析.376.3.1 弯曲力计算.376.3.2 顶件力和压料力的计算.386.3.3 弯曲件的毛坯长度计算.386.3.4 弯曲模工作部分的设计计算.38第七章模具结构及设计.417.1 冲模及冲模零件分类.417.1.1 冲模的分类.417.1.2 冲模零件的分类.417.2 冲模主要零件设计.427.2.1 工作零件.427.2.2 定位零件.477.2.3 压料及卸料零件.517.2.4 固定与紧固零件.537.2.5 导向零件.55第八章结论.58参考文献.59致谢.60附件一.61附件二.75IV青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书第一章绪论现代工业的迅猛发展使冲压技术得到越来越广泛的应用，随之而来的是对冲压模 具的设计与制造的要求越来越高。冲压模具是冲压生产的主要工艺设备，其设计是否 合理对冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等影响很大。因此，研究 冲压模具的设计，提高冲压模具的各项技术指标，对冲压模具设计和技术发展是十分 必要的口引。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，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，模具自主技术现已成为衡量一个国家制造也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。近年来许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。一些国家内模具企业以普及了二维CAD,并陆续开始使用UG,PRO/E,I-DE 等国际通用软件，个别厂家还引进了 Mold flow,C-flow,和MAGMASOFT等CAE软 件，并已成为应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖模具为代表的大型冲压模具的制造技术已已取得进步，东风汽车公司 模具厂，一汽模具中心等模具厂家已能生产部分桥车覆盖件模具。此外，许多研究机 构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技术方面取得显著进步；在提高质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了巨大贡 献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 KAMS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验开发的注塑模，汽车覆盖件模具和 级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲 压模和精冲研究中心开发的冷冲模和经冲模CAD软件等在国内模具行业用有不少的用 户。虽然中国模具工业在过去十多年内取得了令人瞩目的成就，但在许多方面与工业 发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比例比较 低；CAD/CAE/CAM普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当 一部分大型，精密，复杂和长寿命的模具依赖进口。1青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书未来冲压模具技术发展应该为适应模具产品“交货期短”“精度高”“质量好”“价 格低”的要求服务。全面推广CAD/CAE/CAM技术是模具设计制造的发展方向。随着 微机软件的发展和进步，普及CAD/CAE/CAM技术条件已成熟，各企业将加大 CAD/CAE/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算 机和网络的发展正使CAD/CAE/CAM技术跨越地区，跨企业，跨院所地在整个行业中 推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。国外近年来发展的 高速铳削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高表面光洁度。另外，还可加工 高硬度模块，还有温度低，热变形小等优点。高速铳削加工技术的发展，对汽车，家 电行业中大型型腔模具制造猪肉了新的活力。目前它已成为向更高的敏捷化，智能 化，集成化方向发展。模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提高了从模 型或实物扫描到加工出期望的模型所需要的诸多功能，大大缩短了模具的研制制造周 期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铳床及加工中心上，实现快速数据 采集，自动生成各种不同数控系统的加工程序，不同格式的CAD数据，用于模具制造 业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车，摩托车，家电等行业得到成功应用，相信 在未来将发挥更大的作用。本次设计的课题是冲孔落料弯边级进模设计。级进模设计主要是凸凹模、卸料 板、导料板及各辅助零件的设计。重要的就是毛坯尺寸的计算、各基本工序冲压力的 计算、冲裁力与弯曲力的计算、各主要零部件的尺寸计算。2青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书第二章冲裁工艺设计及方案分析图2-1所示为产品零件图。其材料为Q235图2-1产品零件图(1)材料:Q235o(2)批量：大批量。(3)料厚：1mm。2.1 工艺方案的确定一般对于如上所加工的工件，采用级进模(已经确定为采用级进模加工)通常采用 先落料，冲孔，再弯曲的加工方法。由于该加工的生产批量较大，如果把三道工序放 在一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本，而且安全可根据制件工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔和弯曲三种。按其先后顺序组 合，可得如下方案1.冲孔一弯曲一落料 级进模完成冲孔落料，单工序模完成弯曲2.落料冲孔弯曲 单工序模分别完成落料，冲孔，弯曲。3青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书方案2）属于单工序冲压。由于此制件生产批量较大，尺寸较小，这种方案生产率 低，操作不安全，故不宜采用。方案1）冲裁件内外所能达到的经济精度为I T14.将以上精度与零件简图中所标 注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证.其它尺 寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导板或导柱导 套进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的落料冲孔级进模进行加工。4图2.2零件加工排样图2.2 冲压件结构形状分析由图可知，冲压件的外形复杂，整件由冲孔和落料组成，所以对于此工件来讲，冲压工艺性就是指冲裁工艺性设计。冲裁件工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。一般情况，对冲裁件工艺性影 响最大的是制件的结构形状、精度要求、形位公差及技术要求。冲裁件的工艺合理与 否，影响到冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗、生产率等，设计中应尽可能提高工 艺性。冲裁件的形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把 冲裁件设计成少、无废料排样的形状，以减少废料。矩形孔两端宜用圆弧连接，以利 于模具加工。冲裁件各直线或曲线的连接处，尽量避免锐角，严禁尖角。除在少、无废料排样 或采用镶拼模结构时，都应有适当的圆角相连（图2-3）,以利于模具制造和提高模具 寿命，圆角半径R的最小值可参考表2-1选取。4青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书图2-3重裁剪的交角与圆角表2-1最小圆角半径工序弧度角度最小圆角半径备注黄铜、紫铜、铝低碳钢合金钢落料a90a90a 900.20t0.40t0.30t0.60t0.45t0.90t0.3mm0.6mm冲裁件凸出或凹入部分不能太窄，尽可能避免过长的悬臂和窄槽，见图2-4最小 宽度b 一般不小于1.53若冲裁材料为高碳钢时，bN2t,Zmax5b,当材料厚度 tlmm时，按t=lmm计算口卜。图2-4重裁件突出悬臂与凹槽尺寸5青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书冲裁件的孔径因受孔凸模强度和刚度的限制，不宜太小，否则容易折弯或压弯，冲孔的最小尺寸取决于冲压材料的力学性能、凸模强度和模具结构。如果采用带保护 套的凸模，稳定性高凸模不宜折损，最小冲孔尺寸可以减少，参考表2-2。表2-2带保护套凸模冲孔的最小尺寸材料圆形孔径d长方形孔宽d硬钢0.5t0.4t软钢、黄铜0.35t0.3t铝、锌0.3t0.28t冲孔件上孔与孔、孔与边缘之间的距离不能过小，以避免工件变形、模壁过薄或 因材料易被拉入凹模而影响模具寿命。一般孔边距取：对圆孔为(1-1.5)t,对矩形 孔为(1.5-2)t(图2-5)。孔距的大小尺寸可见表2-3。表2-3最小孔间距孔型圆孔方孔料厚(mm)1.352.3最小孔距(mm)3.1t2t4.5t2t由此可知，本冲裁件的外形不能一次性冲制，必将进行多次冲裁后得到本冲压件 复杂的外形。图2-5最小孔边距的确定6青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书2.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析冲裁件的精度要求，应在经济精度范围以内，对于普通冲裁件，其经济精度不高 于I T11级，冲孔件比落料件高一级。如果工件精度高于上述要求，则需在冲裁后整修 或采用精密冲裁。此工件为一般公差等级的工件。材料厚度为1mm,总体尺寸在1050之间，所 以据表2-21差得公差为”。0.08冲裁件断面的表面粗糙度和允许的毛刺高度可见和表2-5。表2-5冲裁件断面允许毛刺的高度冲裁材料厚度Y.30.30.50.51.01.0 1.51.5-2.新模试冲时允许毛刺高度W0.015W0.02W0.03W0.04近 0.05生产时允许毛刺高度W0.05W0.080.100.13W0.153.a/已知冲压件查表2-5断面的表面粗糙度为,新模试冲时断面允许 毛刺的高度为00.03mm,生产时断面允许毛刺的高度为柳.10mm。7青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书第三章冲裁件的排样分析3.1 排样方法根据材料的利用情况，排样的方法可分为三种：（一）有废料排样沿工件的全部外形冲裁，工件与工件之间，工件与调料侧边之间都有工艺余料（搭边）存在，冲裁后搭边成为废料，如图3-la。（二）少废料排样沿工件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在工件之间或是工件与条料侧边之间有搭 边存在，如图3-lb所示。（三）无废料排样工件与工件之间，工件与条料侧边之间均无搭边存在，条料沿直线或曲线切断而 得工件。如图3-lc所示。(a)(b)图3-1排样方法（a）有废料排样法（b）少废料排样法（c）无废料排样法在无废料排样时，材料只有料头、料尾损失，材料利用率可达85%95%,少废 料排样法也可达70%90%。如图3-1所示的工件，采用有废料排样法时，=60%,采 用无废料排样法=72%,采用无废料排样法=94%。由于采用单边剪切，也会加快模 具磨损而降低冲模寿命，并直接影响到工件的断面质量，所以少、无废料排样常用于 精度要求不高的工件排样内。8青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书3.2 搭边和料宽3.2.1 搭边排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料成为搭边。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 冲裁出残缺的废品。此外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。影响搭边值大小的因素主要有：1.材料的力学性能 塑性好的材料，搭边值要大一些，硬度高与强度大的材料，搭边值可小一些。2.材料的厚度材料越厚，搭边值也越大。3.工件的形状和尺寸工件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越大。4.排样的形式 对排的搭边值大于直排的搭边。5.送料及挡料方式用手工送料，有侧压板导向的搭边值可小一些。搭边值一般由经验确定对于其他材料，应将表中数值乘以下列系数：对应材料低碳钢可取定a为:中碳钢高碳钢硬黄铜硬铝软黄铜、紫铜0.90.81-1.11-1.21.29青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书可取工件间a=1.2mm,侧面q=.5mm。综合考虑此级进模中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的废品。此外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以及材料的力学性能和工件 形状较复杂等各方面原因，故取a=3mm,ax=3mmo3.2.2 条料宽度的确定排样方案和搭边数值确定后，即可确定条料或带料的宽度及进距。条料宽度的最确定原则是：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。本设计为当模具有侧刃存在的情况，因此条料宽度按下式计算（图3-2）B=D+2al+nC（3-1）式中：n侧刃数；C侧刃冲切的料边宽度（mm）,见表2-16。条料标称宽度（mm）；B10青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书D-工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；4-侧搭边（mm）,见表2-13；条料宽度的公差（mm）,见表2-14；则 B晨=+2%+nC=24+2 x 1.5+1 x 1.51 0 5=28.505进距是指条料在模具上每次送进的距离，进距的计算与排样方式有关，每个进距 可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件，进距是决定挡料销位置的依据。每次只冲一个零件的进距A的计算公式为：A=B+a（3-2）式中B一平行于送料方向工件的宽度；。冲件之间的搭边值。贝！J：A=15+1.2ww=16.2mm3.3 材料利用率的计算冲裁件在板、条等材料上的布置方法称为排样。排样的合理与否，影响到材料的 经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。因 此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项重要的工作。冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%,排样的木的就是在于合理利用 原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下：一个进距内的材料利用率为nAn=X100%（3-3）/Bh式中：A冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mn?）；n一一个进距内冲件数目；B调料宽度（mm）；h-进距（mm）；一张板料上总的材料利用率NAn,=X100%（3-4）dL式中：N一张板料上冲件的总数目；11青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书L-板料长度（mm）根据下图有：A=26x17.2-2.47x2x4-x22x3-5.6x4x6=255.36 mm2所以，7255.3633.5x20.2x 100%=87.7%12青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书第四章冲裁模工作部分的设计计算4.1冲裁模工作部分的设计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。因此，正确确定模具刃口尺寸及其公差，是设计冲裁模的主要任 务之一。（一）计算原则由于凸、凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都是带有锥度的，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凸模尺寸。在测量与使用中，落料件是以 大端尺寸为基准，冲孔件孔径是以小端尺寸为基准。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。若零 件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准非配合尺寸的I T14级精度来处理，圆形 件一般可按I T10级精度来处理，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。13青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书min图4-1凸、凹模分别加工时的间隙变动范围1）凸模与凹模分开加工凸凹模分开加工，是指凸模和凹模分别按图4-1样加工 至尺寸。此种方法适用于圆形或形状简单的工件，为了保证凸凹模件初始间隙小于最 大合理间隙，不仅凸凹模分别标注公差（凸模为，凹模2）,而且要求有较高的制造 精度，以满足如下条件Sp+2Zmax_Zmin（4.1）也就是说，新制造的模具应该是3p+%+Zmin Zmax，如图4-1所示。否则，制造 的模具间隙已超过了允许的变动范围zmax,影响模具的使用寿命。下面对落料和冲孔两种情况分别进行讨论。表4-1规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模、凹模的制造公差（mm）基本尺寸凸模偏差打凹模偏差久基本尺寸凸模偏差可凹模偏差瓦i180-2600.0300.04518-300.0250.025260-3600.0350.05030-800.0200.030360-5000.0400.06080-1200.0250.0355000.0500.070120-1800.0300.0401落料：设工件尺寸为根据以上原则，应先确定凹模尺寸，使凹模标称尺寸 14青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书接近或等于工件的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸保证最小合理间隙。凹模制造偏差 取正偏差，凸模取负偏差。各部分分配位置见图2a,计算公式如下：功=（。-必庐Dp=M-Zmi 心=（。-必-式中斗、3d凸凹模的制造公差（mm），可查表4-1；(4-2)(4-3)x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，与公 斤啊制造精度有关，可查表4-2表4-2系数x材料厚度t（mm）非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差4（mm）40.160.200.240.360.420.500.600.160.200.240.160.200.240.30图4-2落料、冲孔时各部分位置分配（a）落料（b）冲孔2冲孔：设冲孔尺寸为班,根据以上原则，应先确定凸模尺寸，使凸模标称尺寸 15青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书接近或等于工件孔德最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙。模具偏差“入体”标注，各部分分配位置见图2b。计算公式如下：dp=(必也d=(dp+Zmin)B=(d+%A+Zmin)B式中dp、dd-冲孔凸、凹模直径（mm）;D冲孔件标称尺寸。其余符号意义同上。凸凹模分开加工可使凸、凹模自身具有互换性，便于模具成批制造。但需要较高 的公差等级才能保证合理间隙，模具制造困难，加工成本高网口曳图4-3工件排样各部分尺寸由参考资料冲压工艺与模具设计书中，表2-5查得，Zmax=0.240mm,Zmin=0.132mm,Zmax-Zmin=0.240mm-0.132mm=0.108mm；由表 2-10 查得，对落料部分：=0.025mm,=0.020mm2+3=(0.025+0.020)ww-0.045mm16青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书3+3pZmax-Zmin对冲孑L部分：-0.020wm,8p-0.020ww+8p=(0.020+0.020)mm=0.040wm&+3pZmax-Zmin故凸、凹模采取分别制造的方法。所以，落料部分(根据表4-2中查得，x=0.75,=0.48)：Dd=(2-)的=(15-0.75 X 0.48)产 mm=14.64产 mm02d=(3-%)/=(24-0.75 x 0.48)；必 mm=23.64；0025 mmD.p=(D.-xA-Zmin)p=(15-0.36-0.132)0020mm=14.408020mmD2p=(Z)2-xA-Zmin)p=(24-0.36-0.132)0.020mm=23.4O8o 020 mm其中，落料部分尺寸，D=15mm,D2=24mm；对于冲孔，有2个3工艺孔和三个U形孔、四个方形孔(两个一样)。(根据表4-2中 查得，x=0.75,=0.25)3孔冲孔部分：d、p=(d1+xA)=(3+0.75x0.25)0020mm=3.190020mm九+xA+Z)；0035=(3+0.19+0.132)；0020mm=3.322；002ww其中，冲孔部分，d=5mm,d2=12mm o对于三个U形孔：图4-5工件间尺寸d2P=(V2+%)?%=(14.2+0.75 x 0.25)0020mw=14.390020 mm d2d=(d2+xA+Zmin)；0035=(14.2+O.19+O.132)J0020=14.522020wm 17青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书d3p=(d3+X)-3P=(4+0.75 X 0.25)0020mm=4.190020mmd3d=(4+xA+Zmin)；0035=(4+0.19+0.132)J0020=4.322 J0020 mmrp=(r+=(2+0.75 x O.25)oo2o mm=2.190020 mmrd=(r+xA+Zmin)；0035=(2+0.19+0.132)J0020=2.322；0 020 ww其中，各部分尺寸为出=14.2心加，d3=4mm,r=2mm o对于四个方形孔(如下图)：图4-6冲方孔模具尺寸q”=(8+0.75x0.25+0.132)产=8.322产aXp=(8+0.75 x 0.25)，。02=8.190002%=(2.5+0.75 x 0.25+0.132)；002=2.822 J002bXp=(2.5+0.75 x 0.25)，。02=2.690002a2d=(9+0.75x0.25+0.132)产=932202a2P=(9+0.75x0.25)102=9.19O?oq2b 2d=(3+0.75x0.25+0.132)J002=3.322 产%.=(3+O.75xO.25)，oq2=3.19O,o23孔心距Ld=LA/8式中 Ld凹模孔心距的标称尺寸(mm)L工件孔心距的标称尺寸(mm)A工件孔心距地公差。凸、凹模分开加工可使凸、凹模自身具有互换性，便于模具成批制造。高的精度等级才能保证合理间隙，模具制造困难，加工成本高。由于工件孔心距为15mm,所以标称尺寸为：(4-6)但需要较18青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书Ld=L+/%=(15+02%)仅加=15.3mm4.2冲裁间隙冲裁间隙时指冲裁模的凸模和凹模刃口之间的间隙。冲裁间隙分单边间隙和双边 间隙，到那边间隙用C表示，双边间隙用Z表示。间隙值的大小对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力的影响很大，是冲裁工艺与模具 设计中的一个极其重要的工艺参数。4.2.1 间隙的影响(-)对冲裁件质量的影响冲裁件的质量主要是指断面质量、尺寸精度和形状误差。断面应平直、光滑；圆 角小；无裂纹、撕裂、夹层和毛刺等缺陷。零件表面应尽可能平整。尺寸应在图样规 定的公差范围之内。影响冲裁件质量的因素有：凸、凹模间隙值的大小及其分布的均 匀性，模具刃口锋利状态、模具结构与制造精度，材料性能等，其中，间隙值大小与 分布的均匀程度是主要因素。间隙对冲裁件断面质量的影响已在前面阐明，下面主要讨论间隙对冲裁件尺寸精 度的影响。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与标称尺寸的差值，差值越小，精度越 高。这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差，二是模具 本身的制造偏差。冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差，主要是由于冲裁过程中，材料受拉伸、挤 压、弯曲等作用引起的变形，在加工结束后工件脱离模具时，会产生弹性恢复而造成 的。偏差值可能是正的，也可能是负的。影响这一偏差值的因素主要是凸、凹模的间 隙。当间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲裁 件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺 寸。当间隙较小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凸凹模挤压力大，压缩变 形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。19青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书上述讨论是在模具制造精度一定的前提下进行的，间隙对冲裁件精度的影响比模 具本身制造精度的影响要小得多，若模具刃口制造精度低，冲裁出的工件精度也就无 法得到保证。模具的制造精度与冲裁件精度之间的关系见表5-3。模具的磨损及模具刃 口在压力作用下产生的弹性变形也会影响到间隙及冲裁件应力状态的改变，对冲裁件 的质量会产生综合性影响。（二）对模具寿命的影响冲裁模具的寿命已冲出合格制品的冲裁次数来衡量，分两次刃磨间的寿命与全部 磨损后总的寿命。冲裁过程中，模具的损坏有磨损、蹦刃、折断、啃坏等多种形式。表4-3冲裁件精度冲模制造 精度材料厚度t（mm）0.50.81.01.52345681012IT6-IT7IT8IT8IT9IT10IT10-IT7-IT8IT9IT10IT10IT12IT12IT12-IT9-IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14IT14因为冲裁过程中，模具端面受到很大的垂直压力和侧压力，而模具表面与材料的 接触面仅局限在刃口附近的狭小区域，这就意味着即使整个模具在许用压应力下工 作，但在模具刃口处所受的压力也非常大。这种高的压力会使冲裁模具和板材的接触 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起磨 损一一附着磨损。其磨损量与接触压力、相对滑动距离成正比，与材料屈服强度成反 比。它被认为是模具磨损的主要形式。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，摩擦距离随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧，甚至使模具与材料之间产生粘结现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳 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。这些都导致模具寿命大大降低。因此，适当增大模具间隙，可使凸凹模侧面与 材料间摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。但间隙过大 时，板料的弯曲拉伸相应增大，是模具刃口端面上的正压力增大，容易产生崩刃或产 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 增加模具的磨损。所以间隙是影响模具寿命的一个重要因素口2卜口引。（三）对冲裁力及卸料力的影响20青岛理工大学本科毕业设计(论文)说明书当间隙减小时，凸模压入板材的情况接近于挤压状态，材料所受拉应力减小，压 应力增大，板料不易产生裂纹，因此最大冲裁力增大。当间隙增大时，材料所受拉应 力增大，材料容易产生裂纹，因此冲裁力减小。继续增大间隙值，凸凹模刃口产生的 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，因而使卸料力、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 件力迅速增大。4.2.2 合理间隙的选用由以上分析可知，凸凹模间隙是冲裁过程最重要的工艺参数，它对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力和卸料力等都有很大的影响，因此，设计模具时，一定要选择一个 合理的间隙，使冲裁件的断面质量好，尺寸精度高，模具寿命长，