后支架零件冲压模具设计.docx

毕业设计（论文）开题报告题目 后支架零件冲压模具设计一、 选题的依据及意义：后支架零件是纺机的冲压零件之一。冲压工艺及模具设计是汽车、家电等产品生产中常用的制造工艺及方法。本课题可锻炼综合运用所学知识，独立进行冲压工艺分析及模具设计制造的能力。本课题的任务是：设计后支架零件冲压模具。通过毕业设计，熟悉常用冲压材料的使用性能（冲压、力学），能正确选择模具材料并提出合适的热处理工艺，掌握冲压模具设计的基本程序和方法。主要内容包括：冲压工艺分析与参数计算；冲压工艺方案确定与优选；关键工序成形的数值仿真验证。凸模、凹模、定位、导向、连接、卸料等工作零件的设计；模具装配图与零件图设计；等等。二、 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：我国模具工业的发展动向 目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。 模具产品的设计不同于普通产品,它的主要特点是:(1) 设计过程复杂,信息含量大。 (2) 设计因素众多,专业分工细致。 (3) 计算、分析过程烦琐。 (4) 制造资源要求高。 在现代工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础。发达国家将制造业纷纷转移到我国，使我国的模具工业面临空前的发展机遇。我国加入WTO，给经济发展带来前所未有的机遇和挑战。时代在发展，科技日新月异。计算机前的操作逐步代替现场操作；以高精度加工代替人的手工劳动；模具的设计、制造高度标准化；单件生产方式向流水线式生产方式发展等等。高新技术的应用是模具技术发展发动力。我们必须向世界最先进的模具技术学习，并用最短的时间掌握这些技术，尽早地应用于模具设计与制造中。三、 研究内容及实验方案毕业设计的总体思路1）工艺分析由工件图可知，该工件的形状，尺寸，精度和材料等均符合冲压工艺性要求，冲压的主要工序有：落料、弯曲、冲裁等，工艺比较复杂，生产批量大，适宜用复合模冲制。2）排样图设计由所给零件图画出零件展开图，合理安排工位。零件厚度为1mm，压边有多个凹槽，因而要注意其尺寸质量问题及控制等。3）冲压工艺参数计算与压力机选择坯料的展开长度及料宽计算进距计算冲材间隙值的确定凸凹模刃口尺寸的确定冲压力及压力中心的计算4）模具结构的设计凹模设计凸模设计5）模具装配图与零件图的设计6）冲压成形模具结构与成形参数的数值仿真分析7）撰写毕业设计说明书8）答辩(3) 初步拟定的设计方案1) 零件冲压工艺的初步方案零件冲压工艺按冲孔、落料后再弯曲成型。2) 模具结构设计的初步方案模具结构设计：第一，搜集必要的资料，分析制件的工艺。第二，模具形式的选择。第三，模具的总体设计。第四，选择压力机。四、 目标、主要特色及工作进度(1)、2010年3月1日3月19日，绘制零件图，收集、查阅有关资料，外文资料翻译(6000字符)，撰写开题报告。 (2)、2010年3月22日3月26日，对零件进行冲裁/弯曲工艺分析，确定工艺方案。 (3)、2010年3月29日4月9日，计算、确定冲压力模具工作部分尺寸及公差，选取模具结构。 (4)、2010年4月12日5月 21日，设计冲孔落料复合模具或级进模一套，绘制装配图，拆绘主要零件图。 (5)、2010年5月22日5月23日，任选模具一个主要工作零件，进行机加工艺规程设计。(6)、2010年5月24日7月2日，撰写毕业论文、毕业设计审查、毕业答辩。五、参考文献1 李光耀，浅谈现代模具设计与制造J.太原理工大学学报，2001，32(1)：51-53. 2 张晓陆，CAE技术在注塑模具设计及制造中的应用J.江苏春兰机械制造有限公司年报，2004，25（6）：68-73.3 周永泰，模具设计和加工技术的发展方向J.中国模具工业协会学报，2000，23（3）：45-50.4 董占峰，王成端，绿色模具设计概论M.绵阳：西南科技大学出版社，2003.5 江昌勇，模具设计中的可靠性问题J.常州工学院延陵学院学报,2001，10（2）：30-36. 6 杨庆东，现代模具制造的高速加工技术M.北京：机械工业出版社，2004.7 白钊, 林庆文, 贺艳苓，有限元分析在冲压模具设计中的应用J.中国模具工业协会学报，2004，12（1）：62-65.8 左智勇，试论冲压工艺与模具之关系J郑州日产汽车有限公司制造部报刊，2002，12-16.9 曲庆文,邵淑玲，模具设计中的摩擦学问题研究M。山东理工大学出版社，2001.10 张培耘,戴勇,华希俊,袁国定，国内模具工业技术现状与发展趋势M.江苏理工大学机械工程学院出版社，2003.11冯炳亮,韩泰荣,殷振海,蒋文森,模具设计与制造简明手册:上海科学技术出版社.12潘庆修,模具制造工艺教程:电子工业出版社.13赵昌盛,使用模具材料应用手册.14K.Stoeckhert/G.Mennig,模具制造手册。化学工业出版社。 毕业设计（论文）题目： 后支架零件冲压模具设计 摘要：模具是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。本课题的主要任务是后支架零件冲压模具设计。因为是纺机上的重要部件，精度要求比较高。采取的工艺方案是先落料冲孔复合冲压，然后再弯曲，采用复合模生产。设计的过程是：首先进行工艺方案的论证和各种参数的计算，确定模具各主要部件的结构和尺寸，进行刃口尺寸的计算和相关件的强度校核；查阅相关书籍，选取模具的标准零件；然后根据计算的参数绘制模具装配图和非标零件图，再撰写说明书。关键词：复合冲压，复合模，弯曲，模具设计 After stent parts stamping mould design Abscract:Mold is a modern industrial production of a wide range of high-quality, high-efficiency, low consumption and strong adaptability of the production technology, or molding tools, Prototyping Tool products, high technological content and high added value, the wider use of new technology products, is the high value of social wealth. The main task of the issue is Textile Machinery Swing stamping process and die design. As the important components, textile needs high precision. The program is the first of blanking-punching composite punch, then bending modulus composite production. The design process: First, the program for the verification process and the various parameters, Die identify the major components of the structure and size, Cutting Edge for the calculation of the size and intensity of the relevant pieces of the check; Access to the relevant books, To Die standard components; Then calculated the entries drawn die assembly and non-standard components map, Further written statement. Keyword: Stamping compound，Compound，Die Bending，Mold Design Signature of Supervisor: 目 录1 绪论11.1 背景11.2 冷冲模成型的特点21.2.1 冲裁模31.2.2 弯曲模41.2.3 拉深模51.2.4 多工位级进模61.3 冷冲模具的发展趋势61.4 本文主要研究内容82 工艺方案的选择92.1 零件的工艺性分析92.2 模具的结构形式10 2.2.1 冲裁力和弯曲力的计算112.2.2 卸料力、推件力和顶件力的计算122.3 制定冲压的工艺卡133 冲压模具设计143.1 排样143.2 模具压力中心的确定153.3 压力机的选择163.4 模具主要零部件的设计163.4.1 冲孔凸模的结构设计173.4.2 凸凹模的结构设计203.5 冲压模具标准件的选择213.5.1 模架的选择213.5.2 挡料销233.5.3 卸料装置233.5.4 推件装置243.5.5 导向零件设计与标准253.5.6 模柄的选用253.5.7 凸模固定板与垫板263.5.8 冲压模具的结构图28结论29参考文献30致谢31附录 A 321 绪论1.1 背景模具是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术，或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。由于模具生产技术的现代化，在现代工业生产中，模具己广泛应用于电动机和电器产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。模具技术水平的高低，己成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购的趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在质和量的方面有很大提高，而且在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。随着我国工业的迅速发展，工业产品的外形在满足性能要求的同时，变的越来越复杂，而产品的制造离不开模具，利用计算机辅助软件进行模具设计不但提高模具的制造精度而且还缩短了设计及加工的时间。国外工业先进国家都拥有上万个模具企业与支持模具企业或为模具企业提供生产装备的企业相组成的强大的产业基础。这是为适应社会产品工业化规模生产的重要条件和特点。如汽车的工业化规模生产需要一大批专业性模具企业为其提供模具，同时根据汽车零件的生产技术要求，这些模具企业还配有相应的先进技术装备，包括数控计算机数控机床、CAD/CAM系统，以及各种工艺装备。模具的社会效益很高，是高技术含量的社会产品，其价值和价格主要取决于模具材料、加工、外购件的劳动与消耗三项直接发生的费用和模具设计与试模等技术费用，后都，是模具价值和市场价格的主要组成部分，其中一部分技术价值计入了市场价格，而更大一部分价值，则是模具用户和产品用户受惠变为社会效益。如电视机用模，其模具费用公为电视机产品价格的1/30001/5000，尽管模具的一次投资较大，但在大批量生产的每台电视机的成本中仅占极小的部分，甚至可以忽略不计，而实际上，很高的模具价值为社会所拥有，变成了社会财富。所以设计模具具有非常重要的现实意义。冷冲压成形是一种历史悠久的金属加工工艺，随着工业水平的不断进步，冷冲压技术和设备日益完善，在汽车、机械制造、电子电器等行业中，冲压加工得到了广泛的应用。大到汽车的覆盖件，小到钟表以及仪器仪表元件，大多是由冷冲压方法制成的。学习、研究和发展冷冲压技术，对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义。传统的冲压工艺及模具设计只能在众多简化和假设的基础上进行初步的设计计算，然后依靠大量的经验，反复试模、修模来保证冲压件的成形品质。从而拖延新产品的开发，造成研发成本过高，在市场竞争中处于被动的地位。70年代起，有限元法开始应用于板料成形过程的模拟，各种成熟的CAE仿真软件应用于模具工业中，有效地用来解决模具制造中的难题如拉裂、起皱、回弹的预测。伴随冲压成形的计算机仿真技术日渐成熟，并在冲压工艺与模具设计中发挥出越来越大的作用，成熟的仿真技术可以减少试模次数，在一定条件下还可使模具和工艺设计一次合格从而避免修模。这就可以大大缩短新产品开发周期，降低开发成本，提高产品品质和市场竞争力。1.2 冷冲模成形特点冲压模具-在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压-是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：根据工艺性质分类（）冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。（）弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（）拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（）成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。根据工序组合程度分类（）单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（）复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。（）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。各类冷冲压模成形特点如下：1.2.1 冲裁模冲裁模的成形特点是：将一部分材料与另一部分材料分离。如图1.1所示的冲裁模成形过程，冲裁模分为落料模和冲孔模。落料模的成形特点是将材料封闭的轮廓分开，而最终得到的是一个平整的零件；冲孔模是将零件内的材料与封闭的轮廓分离，使零件得到孔。图1.1冲裁模成形过程1.2.2 弯曲模弯曲模的成形特点是：将板料或冲裁后的坯料通过压力在模具内弯曲成一定的角度和形状。如图1.2所示弯曲模成形过程，是将平直的板料压成带有一定角度的弯曲形状。图1.2弯曲模成形过程 1.2.3 拉深模拉深模的成形特点是：将经过冲裁得到的平板坯料，压制成开口的空心零件。如图1.3所示拉深模成形过程，是将平板的坯料拉深成筒形零件。图1.3拉深模成形过程 1.2.4 多工位级进模多工位级进模的成形特点是：可以完成多道冲压工序，局部分离与连续成形结合；配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置；模具结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，制造和装调难度大。1.3 冷冲模具的发展趋势随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越意识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了DYNAFORM等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 目前，以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，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轿车覆盖件模具。许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步。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KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、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模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等。而模具技术的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。专家认为，未来冲压模具制造技术有以下几大发展趋势： (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE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/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/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/CAM/CAE技术跨地区、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。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，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“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统1.4 本文主要研究内容1绘制零件图，收集、查阅有关资料，外文资料翻译(6000字符)，撰写开题报告；2对零件进行冲裁/弯曲工艺分析，确定工艺方案；3计算、确定冲压力模具工作部分尺寸及公差，选取模具结构；4设计冲孔落料复合模具或级进模一套，绘制装配图，拆绘主要零件图；5任选模具一个主要工作零件，进行机加工艺规程设计；6撰写毕业论文、毕业设计审查、毕业答辩。2 工艺方案的选择2.1零件的工艺性分析本设计是关于纺织机摇架后支架冲压工艺分析及模具设计，材料是Q235号钢，板厚是2.0mm。如图2-1所示冲压工艺设计的基本要求为：（1）材料利用率要高，即原始材料消耗要尽可能少； （2）考虑工厂的具体生产条件，制定出的工艺方案要技术上方便可行，经济上合理； （3）工序组合方式和工序排列顺序要符合冲压变形规律，能保证冲制合格的工件； （4）工序数量尽可能少，生产效率尽可能高； （5）制定的工艺规程，要方便工厂、车间的生产组织与管理。良好的冲压工艺能保证材料消耗少、工序次数少、模具结构简单、操作方便、寿命长、产品质量稳定等等。从某种意义上讲，冲压工艺的质量就决定了模具的质量，因此，制定合理的冲压工艺方案是至关重要的。由零件图可知，零件的形状简单，便于实现少废料排样；在各直线或曲线的连接处，都采用了圆角过渡；零件的精度和断面粗糙度等都符合冲裁工艺的要求。零件尺寸公差没有特殊要求，按IT10取，利用普通的冲裁形式可以达到图样要求。由于该零件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为Q235号钢，板厚是2.0mm。图2-12.2 模具的结构形式冷冲模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、级进模、复合模等。各种冲模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料与推料零件、导向零件、联接与固定零件等组成。由于本制件结构简单，精度要求不高，经分析由落料、冲孔二道工序组成。如果使用单工序模则会使制造周期增长，不利于提高生产率；经分析可知：该制件也不适合级进模。故采用在压力机一次行程内，完成落料、冲孔及拉深等数道工序的复合模。复合模具由以下特点：1）冲件精度高，不受送料误差的影响，内外形相对位置一致性好；2）冲件表面较为平整；3）适宜冲薄料；4）可以充分利用短料和边角余料；5）冲模面积较小。因此，本制件在技术和经济上都较为合理的工艺方案为复合模冲压。该零件包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： 先落料，再冲孔，然后弯曲，采用单工序模生产。 落料冲孔复合冲压，再弯曲，采用复合模生产。 冲孔落料连续冲压，再弯曲，采用级进模生产。方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能宪成零件的加工，生产效率较低难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。由于孔边距尺寸13-0.43，有公差要求为了更好地保证此尺寸精度，最后确定用复合冲裁方式进行生产。工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用弹性卸料和定位钉定位方式。2.2.1 冲裁力和弯曲力的计算 1） 理论冲裁力（N）可按下式计算： F0=Lt （2.1）式中 L冲裁件周长（mm）； t材料厚度； 材料抗剪强度（Mpa）。选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取F=1.3F0=1.3LtLtb式中 F最大可能冲裁力（称冲裁力）； b材料抗拉强度（Mpa）。本制件中，FLtb=66200 (N)2）理论弯曲力（F）可按下式计算： （2.2）式中 m相对弯矩； t弯曲件的抗弯系数； 材料的屈服极限（Mpa）。由于弯曲力受材料性能、零件形状、弯曲半径、凹模支点间距离、弯曲方式及模具结构等多种因素的影响，用理论公式来计算不但计算复杂，而且也不一定正确。因此在生产中经常采用经验公式计算，作为工艺和模具设计以及选择设备的依据。弯曲力计算的经验公式：对于U型弯曲件： （2.3）式中 自由弯曲力（N）； B弯曲件的宽度（mm）； 材料抗拉强度（Mpa）；t弯曲件的厚度（mm）；r弯曲件的圆角半径（mm）；K安全系数，一般取K=1.3。本制件中=23606（N）2.2.2 卸料力、推件力和顶件力的计算1）卸料力： F卸K卸F （2.4）式中 F卸卸料力（N）； K卸卸料系数； F冲裁力（N）。查表2-2016得 K卸0.48 所以 F卸=0.045=2980 (N)2）顶件力： F顶K顶F （2.5）式中 F顶顶件力（N）； K顶顶件系数（N）； F冲裁力（N）。查表2-2016 得 K顶0.050 所以F顶=0.050=3310（N）3）推件力： F推K推F （2.6）式中 F推推件力（N）； K推推件系数（N）； F冲裁力（N）。查表2-2116得 K推0.06 所以F推0.063970（N） 4）弯曲顶件力 （2.7）式中 顶件力（N）； 自由弯曲力（N）。K系数；可查表2.1所以=7082（N）表2.1 系数关系表用途弯曲件复杂程度简单复杂顶件0.1-0.20.2-0.4压料0.3-0.50.5-0.8（资料来源：中国模具设计大典，2003年1月第一版，第174页）落料冲孔总的冲压力为F总=F+F卸+F顶+F推=76.46（KN）弯曲总压力为2.3 制定模具的工艺卡根据工艺方案：落料-冲孔，再弯曲的顺序制定本模具的工艺卡。工艺卡包括：零件名称、零件材料、毛胚的形状及尺寸、工序简图、使用的设备、检查。具体见冲压工序卡。3 冲压模具设计3.1 排样排样设计的工作内容：1）选择排样方法：有废料排样法、少废料排样法、无废料排样法。 2）计算条料宽度及送料步距。3）画出排样图。4）计算材料的利用率。查冲压模具设计与制造表2.5.2.确定搭边值：确定后往样图如图2.1所示。 两工件间的搭边 =2.5mm 工件边缘的搭边 a=2.6mm 送进步距 H=53mm 条料宽度 B=（D+2a1）=112.92mm 一个步距内的材料利用率是： （3.1）=64.5%板料规格拟选用 1.2mm900mm1800mm(10钢)若用横裁：裁板条数 n1 = A/b =1800/113=15余6mm 每条个数 n2 = (B-a1)/h = (900-1.5)/53 =16余17mm 每板总个数 n总 = n1n2 = 1516=240个 材料利用率 （3.2） = =57.2%图3.1排样图3.2 模具压力中心的确定模具的压力中心，就是冲压力的作用点。为了使模具内容能够正常而又平衡的工作，特别是对于大而复杂的冲件、多凸模冲孔以及连续冲裁时，必须使压力中心通过压力机滑块的中心线。对于带有模柄的冲裁模，压力中心需通过模柄的轴心线。否则，在冲裁过程中，会产生偏心载荷，形成弯距，使得模具歪斜，加快压力机滑块与导轨之间以及模具导向装置的磨损，刃口迅速变钝。在实际生产过程中，可能出现由于冲裁件的形状特殊，从模具结构方面考虑，不宜使压力中心与模柄中心线相重合，此时应注意使压力中心偏离，不超过所选压力机模柄孔投影面积的范围。由于本制件在X轴方向上对称，所以其Y轴坐标在工件中间两个圆圆心的连线上。在Y轴方向上：Y1=1.5 Y2=8 Y3=4 Y4=14.5 Y5=26.5 Y7=44 Y8=Y9=47 Y10=47.12 在y方向上左右对称，所以Y0=Y1+Y2+Y3+Y4+Y5+Y6+Y7+Y8+Y9+Y10/10 =23.962所以压力中心的位置为：X0=0 Y0=23.962 3.3 压力机的选择落料冲压模具压力机的选择：由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力的原则选压力机。由于模具中有打料杆，故选择带有打料杆的压力机。根据以上数据，查冲压模具设计手册选定压力机为： 压力机型号: J23-16公称压力/KN: 160滑块固定行程/mm： 70滑块调节行程/mm： 70/8(最大闭合高度)固定台和可倾/mm： 220(最大闭合高度)活动台位置(最低/最高)/mm： 300/160闭合高度调节量/mm： 603.4 模具主要零部件的设计凸凹模刃口尺寸计算原则:(1)落料时,落料件的外径尺寸等于凹模的内径尺寸;冲孔时,冲孔件的内径等于凸模的外径尺寸.所以落料时应以凹模为设计尺寸,然后按间隙值确定凸模尺寸;冲孔模应以凸模为设计基准,然后按间隙值确定尺寸.(2)凸、凹模应考虑磨损规律.凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小,凹模刃口尺寸磨损使落料尺寸增大,故设计落料模时,制造模具时凹模刃口尺寸应趋向于工件的最小极限尺寸;设计冲孔模时,其刃口基本尺寸应趋向于工件的最大极限尺寸.(3)凸、凹模之间应保证合理的间隙值.由于间隙在模具磨损后增大,所以在设计凸、凹模时均取最小合理间隙Zmin .一般冲模精度较工件精度高23级.若零件没有标准公差,则对于非圆件按GB非配合尺寸的IT14级处理,圆形件一般按IT10级处理.制造模具时常用两种方法来保证合理的间隙：（1）、是分别加工法。分别规定凸模和凹模的尺寸和公差，分别进行制造用凸模和凹模的尺寸和公差来保证间隙要求。（2）、是单配加工法，用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理的间隙。加工后，凸模和凹模必须对号入座，不能互换。3.4.1 冲孔凸模的结构设计如图3.2所示冲孔凸模的结构（材料为Q235）：图3.2冲孔凸模(1)冲裁间隙的确定: 普通冲裁件,其经济精度为IT12IT14,取IT13.冲孔比落料高一个等级.确定冲裁间隙主要有理论法和经验公式法.经验公式: C=mt式中 C合理冲裁间隙(mm); m系数,与板厚及材料有关; t板料厚度.查表得: m=12.5% 所以 C=mt=12.5%1.2=0.15(mm) （3.3）冲孔凹模应以凸模为设计基准,然后按间隙值确定其尺寸. (2）冲孔凸模刃口尺寸计算： 模具刃口尺寸及其公差的计算与加工方法有关，基本上可以分为两类：一种是分开加工，一种是配合加工。本模具零件采用配合加工的方法。配合加工就是用凸模与凹模相互单配的方法来保证合理间隙。加工后，凸模与凹模必须对号入座，不能互换。一般情况下，落料件以凹模为基准，冲孔件以凸模为基准。作为基准的模具零件图纸上标注尺寸及公差，在相配合的非基准的模具零件图纸上标注相同的基本尺寸，但不标注公差，在技术要求中要说明非基准的模具零件要按作为基准的模具零件的实际尺寸配做，保证间隙在ZminZmax范围内。表2.1刃口尺寸计算基本尺寸及分类冲裁间隙磨损系数 计算公式制造公差计算结果落料的凹模D max=107.92Zmin=0.132Zmax=0.180ZmaxZmin=0.180-0.132=0.048制件精度为：IT14级，故x=0.5Dd=（D maxx）/4Dd=107.9025相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.1320.180.D max=16/4Dd=15.99同上基