不锈钢弯曲件冲压模-学位论文.doc

分 类 号
密 级

宁宁波大红鹰学院
毕业设计(论文)

不锈钢弯曲件冲压模设计

所在学院
宁波大红鹰学院
专 业
机械设计制造及其自动化
班 级
08机自2班
姓 名
姜宏盛
学 号
08141010213
指导老师
陈祥

年 月 日
诚 信 承 诺

我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《不锈钢弯曲件冲压模设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：
年 月 日

摘 要
本文主要介绍了模具在现代工业中应用情况以及它的发展现状，发展方向。本设计以给定的零件来选择合理的模具，通过几种不同的模具比较最终定位采用复合模，工艺过程分为落料、冲孔、 弯曲成形，根据工艺要求确定了排样图，从而设计了凸凹模，确定各种力，确定模架查找标准件。最后一生产厂家和用户的角度对产品进行了技术经济分析。

关键词：落料，冲孔，弯曲成形，冲压模
5

Abstract
This paper mainly introduces the application of mould in modern industry and its development present situation, development direction. This design with a given part to choose reasonable mold, through several different mould compared with composite modulus, ultimately positioning process is divided into blanking, punching, flanging process, according to the technical requirement, determined to design the strip layout diagram module, and determine the concavo-convex forces, sure formwork search standard parts. Finally a manufacturer and user's perspective on product technical economy analysis.

Key Words: blanking，Punching，Flanging forming，Stamping die

目 录
摘 要 3
Abstract 4
目 录 5
1 绪 论 7
1.1 课题的提出 7
1.2 我国模具发展现状及前景 7
1.2.1 我国模具技术的现状 7
1.2.2 我国模具技术的发展前景 8
2 总体方案设计 10
2.1 冲压件的工艺分析 10
2.2 主要工艺参数计算 11
2.3 确定排样图 12
2.4 材料利用率计算 13
2.5 凸、凹模刃口尺寸的确定 14
2.5.1落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定 14
2.5.2冲孔部份凸、凹模刃口尺寸的确定 14
2.6 冲压力计算 16
2.6.1 落料部分冲压力 16
2.6.2 冲孔部分冲压力 17
2.6.3弯曲部分冲压力 17
2.6.3 总冲压力 17
2.7压力机选用 18
2.8 压力中心计算 18
2.9落料冲孔模主要零部件的结构设计 19
2.9.1落料凹模结构及设计 19
2.10 模具主要零件及结构设计 20
3 冲压模具主要零、部件的结构和设计 21
3.1 工作零件 21
3.2 定位零件 21
3.3 导向及支撑固定零件 22
3.4 模柄 23
3.5 模具的闭合高度 24
总 结 25
致 谢 26
参考文献 27

1 绪 论
1.1 课题的提出
模具是工业产品生产使用的重要工艺装备，它以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型。现代工业生产中，由于模具的加工效率高，互换性好，节省原材料，生产成本低，所以得到广泛的应用。
模具技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益。模具是效益放大器，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。在美国模具被称为点铁成金的磁力工业，德国则认为其是所有工业中的关键工业；日本认为模具是促进社会繁荣富裕的动力。
本套模具设计，我所设计的是生活中极为常见的是与其它零件配合使用的顶罩，主要介绍的是冲压生产中应用最广泛的落料、冲孔、弯曲、翻边工序，设计的模具是它整个生产过程一次成型的复合模。我首先对冲压工艺性件进行了分析，比较和确定工艺方案，然后进行主要工艺参数的计算，再进行模具的总体设计，选择合理的冲压设备，最后选择工作零件的加工工艺及模具的装配和试冲等十个步骤，完成了对整套模具的设计与制造。
通过本次的毕业设计，我不仅巩固了所学中有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，而且掌握了冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等，使理论和生产实际知识综合运用，从而培养和提高了我独立工作的能力。
1.2 我国模具发展现状及前景
模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。
1.2.1 我国模具技术的现状
20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。
中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48in（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料[1]等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。
进入21世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入WTO以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。
1.2.2 我国模具技术的发展前景
当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下， 用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。
模具产品发展将大型化精密化
模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔），使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下，这就要求发展超精加工。
多功能复合模将进一步发展
新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成 形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产 出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。
材料和节 约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到10%，个别企业已达到20%-30%。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。
模具自动加工系统的研制和发展
随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展 的目标。模具自动加工系统应有如下特征：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。
复合模的特点如下：
生产效率成倍提高
例如原来由两副模具分别完成的落料、冲孔工序，若使用落料、冲孔复合膜时。则可由一副模具在一次冲压行程中完成，生产效率提高一倍。若原来由四副单工序模完成的落料、冲孔、弯曲、胀形的冲压工序，在采用了四合一复合模后，生产效率可提高四倍。而且还节省了人力、电力和工序间的搬运工作。
提高冲压件的质量
在复合模具中几道冲压工序是在同一工位上完成的，无需重新定位，因此在完成几道冲压工序过程中冲压件的定位基准不动，从而使冲压工件的位置精度得到提高。例如当冲压件的外缘与内孔的同心度要求较高时，采用复合模就较容易满足要求。另外，对于那些尺寸较小的冲压工件或形状比较复杂而重新定位又比较困难的冲压工件，采用复合模就可避免重新定位的困难及在重新定位时产生的误差。复合模的同心度误差在+0.02~~+0.04mm以内。
对模具制造精度要求较高
由于复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，因此模具结构一般要比单工序模复杂，而且各零部件在运动时要求相互之间不干涉、准确可靠。这就要求模具的制造应有较高的精度。因此模具额制造成本也就提高了，制造周期相对延长，维修业不如但工序模简便。
复合模种类如下：
按复合工序的性质分类，复合模可分为以下几种：
a冲裁类复合模：如落料、冲孔复合模、切断、冲孔复合模等。、
b成形类复合模：如弯曲复合模、复合挤压模等。
c冲裁与成形复合模：如落料、拉伸复合模、冲孔、翻边复合模、弯曲、切边复合模、落料、弯曲、冲孔、翻边复合模等。

2 总体方案设计
2.1 冲压件的工艺分析
冲压工艺分析主要考虑产品的冲压成形工艺，最主要的是包括技术和经济两方面内容。在技术方面，根据产品图纸，主要分析零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。因此工艺分析，主要是讨论在不影响零件使用的前提下，能否以最简单最经济的方法冲压出来。
⑴ 影响冲压件工艺性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素：
①工件的外形为平板形状，外形简单，适宜冲裁。
②工件无细长的旋臂与窄槽，模具结构不复杂，适合冲压。
③材料为不锈钢板，是常见的冲压材料。
④工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按IT14级处理。
⑤生产批量，一般来说，大批量生产时，可选用连续和高效冲压设备，以提高生产效率；中小批量生产时，常采用简单模或复合模，以降低模具制造费用。
⑥成型件的尺寸要求不高，表面粗糙度要求不高。
综上所述，此工件适宜冲裁。
⑵ 本冲压件工艺分析如下：
1．图形分析　形状较简单，主要是落料、冲孔、弯曲形状。
2．尺寸分析　尺寸公差要求不高，未注公差尺寸均取IT14级。
3．材料不锈钢板，是常见的冲裁材料。
零件用的是厚2mm的不锈钢板。
力学性能：抗拉强度 σb (MPa)：440~470（查参考文献[2]P411页，表7-1）
抗剪强度 τ(MPa)：310~380
伸长率 δ10 (％)： 21~25
屈服点σs (MPa)：240
由于零件是一个平面形状，内部有小孔，外部是直线组成。关键是冲孔、落料弯曲能否同时进行？
4．批量:批量生产。
5．冲压工序落料、冲孔、弯曲。
6．冲裁间隙
根据料厚t=2再查参考文献[3]P30页，
得单面间隙C＝0.21～0.3mm

一般对于这样的工件，通常采用先落料、冲孔，再弯曲的加工方法。由于该工件的生产批量较大，如果把三道工序放到一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本，并且避免原有的加工方法中必须将手伸入模具的问题，对保护操作者安全也很有利。
将三道工序复合在一起，可以有以下两个不同工艺方案：
一，先落料，然后冲孔和弯曲在同一工步；
二，落料、冲孔为同一工步首先完成，然后进行弯曲。
采用第一种方案加工工件，不易保证长度尺寸的精度，而且容易磨损内孔冲头，降低模具寿命。
经分析、比较最后确认方案二。对弯曲的回弹，可以用减小间隙的方法来避免或减小回弹。
2.2 主要工艺参数计算
毛坯的尺寸计算
毛坯展开长度计算
L=L1+L2+0.4t 式（2—1）(根据<冲压模具设计与实例解析>p91
式中 L1—第1段弯曲内侧长度L1=64mm
L1—第2段弯曲内侧长度L2=13mm
t——料厚（mm), t=2mm
则 L=64+13+0.4X2=77.8

图2—1 简图
2.3 确定排样图
在冲压零件中，材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是决定产品成本的重要因素，必须认真计算，确保排样相对合理，以达到较好的材料利用率。
排样方法可分为三种：
1．有废料排样
2．少废料样
3．无废料排样
少废料排样的材料利用率也可达70%－90%。但采用少、无废料排样时也存在一些缺点，就是由于条料本身的公差以及条料导向与定们所产生的误差，使工作的质量和精度较低。另外，由于采用单边剪切，可影响断面质量和模具寿命。
根据本工件的形状和批量，对模寿命有一定要求，固采用有废料排样方法。
排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的工件。还可以使条料有一定的刚度，便于送进。
本产品外形是多线段组合，因此排样主要由外形决定，为了提高材料利用率可考虑对排，对排方式可以是直排，具体由下面计算决定。
方案一：
送料步距A＝77.8+2.5=80.3mm。
条料宽度B＝(D+2a)
其中：Ｄ＝40，a＝3，
B＝（40+2×3）=46mm
由于在剪板时也有公差，查参考文献[4]P49页，
得条料宽度公差Δ＝0.7mm
所以,剪板宽度B＝（40+2×3+0.7）=
排样图如图3.2所示。

图3.2 排样图
2.4 材料利用率计算
在冲压零件中，材料利用率是一个非常重要的因素，提高利用率是企业降低成本的途径之一。
由于本产品采用复合工序的单副模具生产，送料采用手动送料，因此可以假设原材料为板料，再经剪板后成为条料。板料尺寸为定制，厚3mm。
材料利用率计算公式：
其中：S0————板材总面积
　　　S ————实际产品面积
故 S0=4567.26 mm2
S=S落-S孔
由于图特征多，采用CAD软件进行辅助分析计算，要CAD软件中测得S落=3250.1 mm2，S孔=282743 mm2，所以S=3250.1-282.743=2967.357mm2
故材料总利用率
可见材料利用率大于80%，因此材料利用还是可以接受的。

2.5 凸、凹模刃口尺寸的确定
本模具有2种工序组成，落料和冲孔，外形是落料，内部各孔是冲孔，下面分二部份分别计算。
2.5.1落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定
（1）计算原则
本产品外形属于落料工序，因此计算原则以凹模为基准，配做凸模。
由于外形复杂，故采用凸、凹模配合加工法来制造，并进行设计计算。
（2）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸计算。
工件尺寸有：，, 77.8, 。
凸、凹模制造公差取对应尺寸公差的1/4
查参考文献[3]P30页，冲裁双面间隙Zmin=0.42，Zmax=0.60，
所以：Zmax -Zmin＝0.18
（3）落料凸、凹模刃口尺寸计算
由于以凹模为基准，所以查参考文献[1]P64-P65页，得公式
凹模磨损后尺寸变大的：
凹模磨损后尺寸变小的：
凹模磨损后尺寸不变小：
, ,属于磨损后尺寸变大的尺寸
1．尺寸计算
A=40，Δ=0.62
凹模偏差δd=Δ/4=015mm
t=1，查参考文献[4]P39页，得χ=0. 5
所以
2．计算
A=78，Δ=0.52
凹模偏差δd=Δ/4=0.13mm
t=3，查参考文献[4]P39页，表23.1，得χ=0.5
所以
凸模与凹模为基准配做，保证双面间隙为：0.42～0.60mm。
2.5.2冲孔部份凸、凹模刃口尺寸的确定
（1）计算原则
冲孔计算原则以凸模为基准，配做凹模。
圆孔由于加工方便采用分开加工法制造并计算。
非圆形孔由于外形复杂，制造不便故采用凸、凹分开配合加工法来制造，并进行设计计算。公差查表确定。
（2）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸计算
分别是一个圆孔和一个孔；
查参考文献[1]P63页，得计算公式：
凸模尺寸：
凹模尺寸：
有一个圆孔,尺寸有：和定位尺寸；
另一个圆孔，尺寸有：和定位尺寸，
由于以凸模为基准，所以查参考文献[1]P64-P65页，得公式
凸模磨损后尺寸变小的：
凸模磨损后尺寸变大的：
凸模磨损后尺寸不变小：
公差取工件尺寸的1/4。
,属于磨损后尺寸变小的尺寸
查参考文献[3]P30页，表4-2冲裁双面间隙Zmin=0.42，Zmax=0.60，
所以：Zmax -Zmin＝0.18
（3）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算
1．圆孔的尺寸计算（分开加工法）
查参考文献[2]P148页，
得：凸模偏差δp=0.020mm
凹模偏差δd=0.020mm
冲裁双面间隙Zmax -Zmin=0.060
因此：δp+δd=0.020+0.020=0.040＜0.18=Zmax -Zmin
所以凸、凹模制造公差合理。
所以：mm
mm
2．圆孔的尺寸计算（分开加工法）
查参考文献[2]P148页，
得：凸模偏差δp=0.020mm
凹模偏差δd=0.020mm
冲裁双面间隙Zmax -Zmin=0.060
因此：δp+δd=0.020+0.020=0.040＜0.18=Zmax -Zmin
所以凸、凹模制造公差合理。
所以：mm
mm
3.其他尺寸类似在此不再计算。
2.6 冲压力计算
因此必须认真计算冲压力。本模具冲压力（F总）有三大部分组成，即落料部分力（F落）、冲孔部分力（F冲弯曲部分力（F弯）组成，由于落料、冲孔同时进行，然后进行弯曲，因此只需考虑压力机在整个冲压运动过程中是否有足够的动力提供，取三者和，下面分别进行计算。
2.6.1 落料部分冲压力
根据本模具的结构，冲压力包括落料冲裁力、卸料力和顶件力。
已知材料不锈钢板钢板，板材厚2mm，材料的抗剪强度取中间值τ=350MPa进行计算。
1．冲裁力

式中 L——落料件的周长，mm
t ——板料厚度，mm
τ——材料抗剪强度，MPa
2．卸料力
查参考文献[3]P41页，表4-15
表3.5[3] 卸料力、推件力、顶件力系数
材料
料厚t/mm
K1卸
K2推
K3顶

钢
≤0.1
0.065~0.075
0.1
0.14
＞0.1~0.5
0.045~0.055
0.065
0.08
＞0.5~2.5
0.04~0.05
0.055
0.06
＞2.5~6.5
0.03~0.04
0.045
0.05
＞6.5
0.02~0.03
0.025
0.03
铝、铝合金

0.025~0.08
0.03~0.07
0.03~0.07
纯铜、黄铜

0.02~0.06
0.03~0.09
0.03~0.09

式中 K卸——卸料力系数，N
查参考文献[3]P41页，表4-15，得K卸=0.04
3．落料总冲压力
F落=F冲+F卸=351198+10536= 361733N
2.6.2 冲孔部分冲压力
根据本模具的结构，冲孔力包括冲裁力和卸料力。
已知材料不锈钢板钢板，板材厚3mm，材料的抗剪强度取中间值τ=350MPa进行计算。
1．冲孔力

式中 L——落料件的周长，mm
t ——板料厚度，mm
τ——材料抗剪强度，Mpa
2. 推件力

式中 K卸——卸料力系数，N
查参考文献[3]P41页，表4-15，得K卸=0.045
冲孔总冲压力
F孔= F卸+F冲=102921+4631=107552N
2.6.3弯曲部分冲压力
根据本模具的结构，冲孔力包括冲裁力和推件力。
已知材料不锈钢板钢板，板材厚2mm，材料的抗剪强度取中间值τ=350MPa进行计算。
1．自由弯曲力

式中 k——安全系数，1.3
b——弯曲件宽度，mm
σb——材料强度极限，Mpa
t——材料厚度，3mm
2. 压料力

式中 K弯——弯曲力系数N
查参考文献[3]P41页，表4-15，得K卸=0.05
弯曲总冲压力
F总= F弯+F压=22974+1149=24123N
2.6.3 总冲压力
总冲压力
F总=F落+F孔+F弯总=361733+ 107552+24123=493408N

2.7压力机选用
如果落料和冲孔、弯曲一起进行，压力很大，必须选用很大的压力机，对冲孔凸模不利，也极不经济，因此采用阶梯冲裁，首先落料，等落料冲孔完成后再弯曲，这样可达到降低冲压力，同时压力机的行程有所增大，必须大于20mm。
由上面计算可知落料冲孔部份力大于弯曲部份力，并且落料冲孔在前弯曲在后，故取总的落料部份力来计算压力机所需的压力。
压力机的冲压力选用1.3倍总冲压力以上。
即，F≥1.3F孔=1.3×493408N≈641.4KN。
综合上述，查参考文献[2]P478页，附录A，选得开式双柱固定台压力机型号为：JD21-100
压力机参数如下：
公称压力：1000KN
滑块行程：120mm
最大封闭高度：400mm
工作台尺寸：左右1000mm×前后600mm
工作台孔尺寸：φ200mm
模柄孔尺寸：φ60mm×80mm

图2.4双柱可倾压力机

2.8 压力中心计算
一副模具的压力中心就是这副冲模各个压力的合力作用点，一般都指平面投影。冲模的压力中心，应尽可能与压力机滑块的中心在同一垂直线上，否则冲压时会产生偏心载荷，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，这不仅降低模具和压力机的使用寿命，而且也影响冲压件的质量，因此必须计算其压力中心。对于对称形状的压力中心就是其几何中心，对于复杂形状工件或多凸模冲压的模具，其压力机中心的计算，是采用平行力系合力作用线的求解方法，即某点“合力对某轴的力矩之和”的力学原理求得。本次设计的工件不是对称的，所以压力中心需要计算。
查参考文献[3]P340页，得
不规则形状冲裁

同时借助CAD软件辅助计算得压力中心为：
X0=13.7 Y0=0

2.9落料冲孔模主要零部件的结构设计
根据本模具采用倒装复合模结构，其主要零件有：落料凹模、凸凹模、2种冲孔凸模（共2个）、凸凹模固定板、凸模固定板、凸模垫板、卸料板、打杆和推件杆等。
2.9.1落料凹模结构及设计
1．凹模及刃口形状
采用直刃口，刃口高度取h=36mm，下方为台阶形，周边大3~5mm，形状如下图所示。

图3.6 凹模刃口形状
2．凹模材料和热处理
查参考文献[2]P434页，表7-15得材料为Cr12，热处理60～62HRC。
3．凹模外形尺寸
凹模厚度：H=Kb（≥15mm）
b=40，t=3mm查参考文献[4]P72页，
表3.6[4] 系数K值
b/mm
材料厚度t/mm
≤0.5
＞0.5~1
＞1~2
＞2~3
＞3
≤50
0.3
0.35
0.42
0.5
0.6
＞50~100
0.2
0.22
0.28
0.35
0.42
＞100~200
0.15
0.18
0.2
0.24
0.3
＞200
0.1
0.12
0.15
0.18
0.22

得，K=0.5
所以 H=0.5×40=20mm，取H=20mm
凹模壁厚：C=（1.5～2.0）H（≥30mm）
C=2.0×H=2.0×20=40mm，（由于形状复杂，取系数2.0）
凹模边长尺寸为：
2×40+95.3=175.3≈175 mm（取整并考虑推件块活动空间）取L=186mm
2×40+40=120
凹模高度调整：考虑放置推件块及弯曲的需要，凹模高度再作调整，故取H=80
查标准模板得：
凹模外形尺寸为：160×250×80
2.10 模具主要零件及结构设计
模具主要是由上模座、下模座、冲孔凸模、冲孔翻边图
凹模、落料凸凹模、成形凹模、落料凹模、定位拉料板、卸料环等主要零件组成。
1. 卸料零件计算
上卸料采用刚性卸料装置。压力机滑块上的打料横梁通过打料棒、顶板、顶杆、卸料环将制件从上模中打出。

下卸料是采用橡胶作为弹性元件的弹性装置。
由式（1—4）计算橡胶的自由高度。
H自由=（3.5~4）s工作
式中，s工作——工作行程与模具修模量或调整量（4~6mm）之和。
s工作=（3.5+1+4）mm=8.5mm
则H自由=（3.5~4）×8.5mm=29.75~34慢慢。
取H自由=30mm。
橡胶的装配高度H2=（0.85~0.9）H自由=25.5~27mm
取H2=26mm。
橡胶的断面面积，在模具装配时，据目击空间大小确定。
2. 模架的选择
根据主要零件的结构、外形尺寸及卸料装置的尺寸，参照有关资料选中间华东导柱圆形模架170mm×160~220mm（GB/T2851.6—90）
上模座：170mm×40mm HT200
下模座：170mm×45mm HT200
导 柱：28mm×155mm GCr15
导 套：28mm×100mm×38mm GCr15
保持圈：28mm×64mm LY3铝合金
钢球直径：4mm
导柱、导套经过热处理后，达到淬火硬度62~66HRC。
冲孔凸模、冲孔翻边凸凹模、翻边成形落料凸凹模、成形凹模、落料凹模等材料采用Cr12，热处理后淬火硬度为60~64HRC。
定位拉料板、卸料环、接板可选用45号钢。

3 冲压模具主要零、部件的结构和设计
冲压工艺对材料的要求：
选择冲压用材料时，首先应满足冲压件的使用要求。一般来说，对于机器上的主要冲压件，要求材料具有较高的强度和刚度；电机电器上的某些冲压件，要求有较高的导电性和导磁性；汽车、飞机上的冲压件，要求有足够的强度，并尽可能减轻质量；化工容器要求耐腐蚀等，同时，还应满足冲压工艺对材料的要求，以保证冲压过程顺利完成。即：应具有良好的塑性和表面质量，以及板料厚度公差应符合标准规定等
构成冲模的零、部件可分为工艺构件和辅助构件两部分。
3.1 工作零件
冲裁、弯曲、弯曲等各种工序中所用模具的凸模、凹模及凸凹模等均为工作零件。
3.2 定位零件
模具上定位零件的作用是使毛坯在模具上能够正确定位。毛坯在模具中定位又两个内容：一是送料方向上的定位，用来控制送料的进距，通常称为挡料，二是在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为送进导向如下图所示：

图3—1 毛坯的定位
卸料板的选择：
选用刚性卸料板如下图所示：

图3—2 刚性卸料板
3.3 导向及支撑固定零件
导柱和导套的选择：
对生产批量大，要求模具寿命高，工件精度较高的冲模，一般采用导柱、导套来保证上、下模的精确导向。导柱、导套的结构形式有滑动和滚动的两种。经过计较选用了滚珠导柱、导套.
滚珠导柱、导套是一种无间隙、精度高、寿命长的导向装置，适合于高速冲模、精密冲裁模以及硬质合金模具的冲压工作。
如图所示为滚珠导柱、导套的结构形式，导套1与上模座导套孔采用过盈配合，导柱5与下模座导柱孔位过盈配合，滚珠3置于滚珠夹持圈4内，与导柱和导套接触，并有微量过盈。
设计时，滚珠与导柱、导套之间应保持0.01--0.02mm的过盈量。为保证均匀接触，滚珠尺寸必须严格控制。滚珠直径一般取--5mm。对于高精度模具滚珠精度去IT5，一般精度的模具，取IT6.滚珠排列对称，分布均匀，与中心线倾角一般取5—10°，是每个滚珠在上下运动时都有其各自的滚道而减少磨损。滚珠夹持圈的长度L应保证上模回程至上止点时，仍有2--3圈滚珠与导柱、导套配合，起导向作用。导套长度约为L1=L+（5--10)mm。

图3—3 滚珠导柱、导套
1—导套 2—上摸座 3—滚珠 4—滚珠夹持圈 5—导柱 6—下模座
3.4 模柄
模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式分为整体式模柄、带台阶的压入式模柄、带螺纹的旋入式模柄、有凸缘的模柄、浮动式模柄选用浮动式模柄如图它由模柄、球面垫圈和接板组成。这种结构可通过球面垫快消除冲床导轨误差对冲模导向精度的影响。适用于有滚珠导柱、导套导向的精度冲模。
在设计模柄时要注意，模柄的长度不得大于冲床滑块里模柄孔德深度，模柄直径应与模柄孔一致。

图3—4 浮动式模柄
3.5 模具的闭合高度
模具的闭合高度H模是指模具在最低工作位置时，上下模之间的距离，如下图图所示：

图3—5 模具闭合高度与冲床闭合高度
在确定模具闭合高度之前，应先了解冲床的闭合高度。冲床的闭合高度是指螺杆可以在下止点时，滑块底平面到工作台（不包括冲床垫板厚度）的距离。冲床的调节螺杆可以上、下调节，当滑块在下止点位置时，调节螺杆向上调节，将滑块调整到最大位置时，滑块底面到工作台的距离，称为冲床的最大闭合高度H最大。当滑块在下止点位置，调节螺杆向下调节，将滑块调整到最下位置时，滑块底面到工作台的距离，称为冲床的最小闭合高度H最小。
为使模具正常工作，模具闭合高度必须与冲床的闭合高度相适应，应介于冲床最大和最小闭合高度之间，一般可按式H最大-5≥H模 ≥ H最小+10确定。
如果模具闭合高度小于冲床的最小闭合高度时，可以采用垫板，其高度为H1则关系式见式H最大-H1-5≥H模 ≥ H最小-H1+10
其中，H最大-H1和H最小-H1分别为模具安装在冲床垫板上时，冲床的最大和最小装模高度
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总 结
落料冲孔弯曲模具的设计在老师帮助下即将结束，在进行了为期X个多月的设计，完成了这套模具的装配图及其主要零件图。其实要设计完一套模具图并不难，但设计出的模具图没有错误不容易，要设计出能投入生产的模具就更不容易。设计中的每一步必须认真、严谨，每步设计、每个结构都要明白道理，才能做到设计符合实际的运用。
由于本人水平有限，边工作边设计，设计的时间也有限，设计中难免存在一些的缺点，有很多问题还有待解决，设计水平也有待提高。主要表现在以下几个方面：
1）由于设计中大量选择标准件，没有对其进行强度校核，虽然不一定存在质量或强度问题，但由于知识有限，没有这样做也是一个遗憾，在此同时可能会出现浪费才料的情况，无形中也提高了制造成本。
2）在结构设计方面，没有对零件的结构进行全面的分析，在结构的优化设计方面还不完善，这方面的训练需要进一步提高。
作为一名即将毕业的机械专业的大学生，学好、应用好专业知识在以后的学习工作中是非常必要的。把此次设计中存在的问题和一些需要注意的问题带到以后的工作中去，认真学好模具设计。

致 谢
毕业设计已接近尾声，回顾这一阶段的学习和设计过程，我感触很深。在本次设计中，我觉得有好多东西都无从下手，幸好得到了众人的指点和帮助，对我顺利完成毕业设计起到了关键性的作用。由于本人水平有限，在本次设计中难免出现错误和不足，经过陈祥老师的耐心指导已经有了很大的改善。可以说，没有陈祥老师的帮助，我的毕业设计就不可能顺利完成，我的工作实践能力也不会有如此快的提升。
通过本次毕业设计，我发现自己所掌握的知识还不够全面和扎实，有好多结构都不是很清楚，运用也不熟练。在今后的工作中，我一定会克服这一点。不断加强理论知识的学习和实践相结合，锻炼在困难面前不低头，培养创新精神。只有这样，才能成为一名合格的机械技术人员。
衷心感谢所有帮助过我的老师，和厂里的技术人员！

参考文献

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