一种I型软管夹装配工艺及模具设计概述模板.docx

编码-JXSJ专业代码080202-164本科毕业设计一个I型软管夹装配工艺及模具设计学 院商丘工学院专 业机械设计制造及其自动化学 号学生姓名霍俊豪指导老师管红艳提交日期 5 月 18 日诚 信 承 诺 书本人郑重承诺和申明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校相关要求,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导老师指导下独立完成,没有剽窃、剽窃她人学术见解、思想和结果,没有篡改研究数据,凡包含其它作者见解和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿负担一切责任,接收学校处理,并负担对应法律责任。毕业论文（设计）作者署名： 年 月 日摘要本课题关键研究内容是对I型软管夹冲压模具设计，设计包含冲裁件工艺分析、冲压工艺方案设计和排样方案确实定和冲压力计算，同时能够熟悉冲压模基础结构。这个课题设计形状相对还是比较简单，同时也需要从材料、精度、尺寸等方面考虑设计出不一样方案，然后找出一套最适合方案。我在综合自己以后工作和发展方向原因考虑后，在这次毕业设计中我选择了预断、冲孔、折弯这一经典级进模结构进行设计，利用了CAD / CAE / CAM等一系列软件来完成工作，以此来巩固自己专业知识。依据模具设计基础步骤，分别进行了分析工艺、计算工艺、设计和计算关键零部件和选择冲压设备，最终对装配图和零件图进行了讨论。关键词：级进模；材料；精度；I型软管夹；工艺方案ABSTRACTThe main content of this project is the design of the stamping die for I-type hose clamps, design including process analysis for blanking, stamping process design and layout scheme and the calculation of blanking force, can also become familiar with the basic structure of stamping die. The subject design shape is quite simple, also from the material, accuracy, size and other considerations to design different scenarios and identify the most appropriate solution.I have integrated in their future work and development direction of consideration, I chose to prejudge at this graduation, punching, bending the typical progressive die structure design, using a range of software such as CAD/CAE/cam to work, in order to consolidate their knowledge.According to the design of the basic steps, analyzes technology, computing technology, design and calculation of main components and selection of stamping equipment, and finally to discuss the Assembly and part drawingsKeywords: progressive die; material; precision; Type I hose clamp; process Plan目 录1 引 言11.1冲压基础概念11.2模具工业在当今市场发展情况和前景11.3冲压工艺基础种类12 冲压件工艺分析32.1冲压件材料分析32.2冲压件结构工艺性分析32.3模具结构形式和选材42.3.1模具结构形式42.3.2模具原材料选择53 确定冲压工艺方案73.1设计排样图和材料利用率计算73.11排样分析73.12搭边数值选择73.2确定排样图93.3材料规格选择：93.4材料利用率计算94 工艺计算104.1冲压工艺力计算104.1.1冲裁力104.1.2成型部分成型力计算104.2压力中心计算：115 凸、凹模间隙确实定及工作部分尺寸计算125.1冲裁间隙值确实定125.2计算冲裁模刃口尺寸125.3凸模设计135.3.1凸模长度计算135.3.2承压应力校验145.3.3抗纵向成型应力校核145.4成型凸模设计155.4.1确定成型凸、凹模圆角半径及工作部分深度155.4.2落料口大小确实定165.5凹模设计165.5.1凹模孔口形式及其关键参数165.5.2确定整体式凹模外形尺寸165.5.3凹模强度校核175.6 卸料装置设计175.6.1卸料板设计175.6.2卸料弹簧设计185.6.3卸料弹簧相关尺寸计算186 冲压设备选择196.1冲压设备类型选196.2确定设备规格196.3 其它196.4 装配图19结论22致 谢23参考文件241 引 言1.1冲压基础概念冲压加工是利用专用冲压设备和已经设计好模具，对毛坯进行加工一个方法。冲模是冲压生产必需条件，和冲压件是相对应关系，冲压加工有三个元素：金属板、冲模和压力机。冲压出来零件尺寸大小是由模具来确保，所以生产零件尺寸精度比较高、兼容性好、成本低、生产效率高，是其它处理方法不能相比。1.2模具工业在当今市场发展情况和前景冲压是二十一世纪新型技术将连续快速发展，发展方向也将愈加显著，该技术将愈加智能化。这将更含有通用性和灵活性，以满足多个类型生产系统组合。为了应对市场多样化，个性化需求发展趋势，以增强对市场改变做出快速反应。因为模具制造部件高度复杂性，高度一致性，高生产率和低消耗和能量消耗不是其它制造方法能够相比。今天，我们人在电脑，手机，手表，汽车，电子设备上质量要求越来越高。不过，中国生产水平还比较低，不能满足产品质量要求，也就是说模具制造水平还比较低。然而，伴随计算机软件技术发展，CAD / CAE / CAM技术也慢慢成熟，这是现在模具制造业是一个很关键改变。能够想象，在很快未来，在机械制造业发展中，也将深入推进模具制造技术朝着科学化，数字化，控制化发展方向发展。从单一成型到复杂零件整个制造过程开发。1.3冲压工艺基础种类依据材料变形性能，冲压工艺可分为分离工艺和成型工艺两大类。分离工序也叫冲裁，是指材料受力后，应力超出材料极限强度，使材料发生剪裂而分离，如落料、冲孔、切边、切断、切口等。成形工艺是指在非压碎条件下，材料受力后，应力超出材料屈服点，然后取得塑性变形，从而取得所需形状和尺寸冲压件步骤；如拉深、翻边、弯曲、胀形、缩口、卷圆、起伏、整形等。通常，冲压材料厚度是正确和均匀。材料表面平滑和没有缺点等。含有良好塑性，和较高伸长率和收缩率，这么当材料变形时才能保持较大变形程度，有利于变形稳定性和均匀性，提升模具寿命。模具制造也和冲压部件成形，精度，成本和寿命相关。模具越正确，结构越满足要求，模具寿命越长，制造零件成本越低。所以，模具设计和制造必需正确，以保持零件加工高效率。降低制造成本。现在有部分模具零件设计，如模具底座，模具，导套，导柱等越来越标准化和简单，能够设计一个简单模具，复合模具，多工位级进模具，快速模具更改设备，降低冲压生产准备时间和工作量。不一样冲压设备型号其刚度、精度、使用方法也不一样，应依据冲压工艺要求，正确选择适宜冲压机。现在，伴随科技发展，我们能够利用计算机程序控制，组成自动冲压生产线，能够提升生产效率。然而，因为生产特殊性，往往会出现部分安全事故。所以应该在确保安全性前提下提升生产效率。2 冲压件工艺分析2.1冲压件材料分析冲压工艺加工是对待加工工件特征延展。关键表现在工件结构改变、尺寸、形状和冲裁整个过程控制。冲裁加工对整个设备加工质量、材料使用率和对模具使用影响等。在通常冲裁过程中，关键需要考虑是工件成型尺寸和精度方面影响。选择合理优异冲压工艺，能够节省材料、节省时间、取得稳定高质量产品等。采取Q235高速钢，是一个不锈钢，加工性能良好但强度较低，屈服强度为195Mpa。性能如表2.1所表示:表2.1 Q235性能材料名称牌号材料状态抗剪（N/mm2）抗拉强度（N/mm2）屈服点s（N/mm2）一般碳素结构钢Q235已退火304370375500235所选择钢材质优缺点较为显著，通常全部能够应用到开关、包装、管夹等设备处。2.2冲压件结构工艺性分析对于冲压结构设计来说，在结构方面需要尽可能简单，而且避免较复杂曲线，以预防对工件精度等方面有影响。同时在结构设计中，应该尽可能少或没有废料，提升原材料利用率，尽最大可能降低浪费。此次设计工件采取是两个圆孔而且中间有一段圆弧，结构图2.1，这种结构很适合模具加工和冲压工艺。依据图示结构，在工件边缘和转弯地方，需要尽可能避免过大角度，最好能够采取圆形进行改变，能够提升模具使用时间，改善加工性能，此次研究工件图2.1所表示。依据工件图进行分析能够看到，工件最大宽度是15mm，最高高度是15mm，总体长度是60mm，经过对工件要求达成特点进行分析，首先需要进行冲压控制然后采取冲孔工序，完成两个直径为6mm孔加工，最终切断并完成加工。在模具设计中，在两个孔之间，相对位置不能过短，不然会影响到工件变形同时造成精度不够。在加工时候，模具或边缘材料会被拉进模具内，从而深入影响了模具是用寿命。在精度方面，通常形状和尺寸方面精度应该低于IT10，表面粗糙度需要达成3.2m以上。对于部分要求不高地方，能够达成6.3m。图2.1工件图2.3模具结构形式和选材2.3.1模具结构形式此次毕业设计所考虑工艺关键有成型、冲孔、切断等。在加工时候，依据零部件结构特点和综合成本方面考虑，采取了级进模，它特点如表2.2所表示。表2.2 各类模具结构及特点比较比较项目单工序模复合模级进模模具种类无导向有导向零件公差等级低通常等级达成IT10-IT18级等级达成IT10-IT13级零件特点尺寸和厚度不受限制零件尺寸属于中小型、材料较厚尺寸和形状受到模具强度限制，加工零件尺寸能够较大，厚度能够达成3mm能够加工形状复杂零件，零件厚度在0.2-6mm零件平面度低通常压料冲件同时能够把工件毛皮整平而且含有良好剪切断面加工中小型零件表面平行度不高，高质量工件需要校准平行度生产效率低较低工件需要手动或机械排除、生产效率比级进模低工序之间能够自动送料，能够机械化排除工件，生产效率高安全性需要采取安全方法需要安全方法比较安全模具制造工作量和成本低比无导向高一点点冲裁较复杂零件时比级进模低冲裁简单零件比复合模低2.3.2模具原材料选择在模具原材料选择中，需要综合考虑是成本问题，和模具本身组成等，经过最低经济成本，完成所需要精度要求和质量要求工件。在冲压生产中，还需要确保整个工件质量、效率等等，寻求一个最优化生产方案和材料选择。在模具结构设计中，需要考虑关键问题就是怎样降低生产成本。生产成本包含了材料费用、模具费用和加工成本等，通常因为模具特殊性和唯一性，不含有通用性和交换性，所以成本普遍较高。这就需要从其它方面采取方法来降低成本。所以模具制造价格也是组成整个工件生产中一个关键部分。对于部分生产量较小和结构较为简单模具，为了降低成本，所以通常常见方法就是经过简化模具机构和降低模具使用寿命和组成材质等方面降低成本。而对于部分大批量生产，则能够经过使用质量很好模具，比如合金钢材质等提升模具使用寿命，即使一次成本较高，不过因为是大批量应用，所以成本均摊较低。在模具选择中，对于其中部件比如凸模、凹模等全部需要依据设计要求进行选择，通常需要考虑以下要求：1、 依据批量大小选择零部件，对于大批量来说，则需要考虑模具质量和使用寿命和工作中所承受力，能够达成批量或要求强度和耐磨性能，常见材料有Cr12MoV和YG15等。2、 依据被冲压原材料和加工工艺次序等选择相关模具材质，需要考虑硬度、韧性等差异。3、 需要考虑所需工件是在何种温度下进行冲压工作。4、 模具设计和选择还需要综合考虑现在中国模具实际情况和生产状态等。在此次毕业设计中，所研究工件加工工艺关键是成型然后冲孔、切费边等，而且要求大规模生产，所以模具应该选择很好材质，确保形状稳定性，在此次设计中材质选择就是Cr12MoV，模具经过热处理后硬度能够达成60HRC。3 确定冲压工艺方案3.1设计排样图和材料利用率计算3.11排样分析排样是工件加工中工序一个表现，对于板材或工件上下料部署等全部影响着整个统一效率和生产率。布局合理性直接影响着模具设计和产品质量等，对生产操作次序是否方便适当有着决定性影响。所以它是一个很关键工作。冲压件生产成本在整个生产工艺中占比较大，达成了六成以上所以经过合理安排排样能够有效降低材料使用量，降低成本。在生产中，成本最直接表现就是原材料利用率。所以全部需要综合考虑怎样提升原料利用率，降低废边废料产量。在生产过程中，产生废料情况关键分为两种。1、 因为工件形状组成，和形状和加工需要，有时候必需会留有一定废料，这部分废料称之为结构废料，这是由工件材料等决定，是必需存在和不可避免。2、 两个工件之间，在加工工艺和相互之间带边和变位需求时候，需要对定位孔和边缘进行修复，所以不可避免全部会带来一定废料。这和冲压工序结构和整体布局是相关系。所以在加工效率提升和成本降低方面，对于同一个工件来说，能够从结构、工艺和排样等多方面综合考虑。依据加工工件结构和实际生产情况，排样方法关键有以下多个：1、 有废料排样。这种方法就是依据工件形状进行切割，在工件之间和侧边因为工艺原因全部会存在边料，经过裁边变成了废料。2、 少废料排样。沿着工件部分轮廓线进行冲压和切割以后，在工件之间或工件和侧面会存在一小部分搭边现象。这种搭边现象能够存在少许废料。3、 无废料排样。在工件之间和边线之间，经过曲线切割或直线裁边，所产生废料利用率很低，同时能够生产较高质量产品，对模具来说使用寿命也比较高。所以这是现在常见一个方法。对于结构形状全部比较简单工件来说，比较轻易选择布局。不过对于结构复杂零部件来说，确实比较不轻易，通常在设计时候，全部是利用样板把多个比较关键考虑方案尽心模拟一下，然后依据实际情况选择较为合理方案。3.12搭边数值选择在排样时候，两个相邻工件之间和工件和原料边缘所预留出来量叫做搭边。它能够利用这些搭边作用对定位所产生微小改变进行赔偿，确保能够生产出合格产品。同时经过搭边作用，能够确保料条含有一定刚度，有利于连续送料。对于搭边数值计算和选择，需要考虑一下几点原因。1、 工件本身尺寸和结构形状。2、 工件原材料厚度和材料硬度。3、 所选择排样形式，具体依据直、斜或对排进行决定。4、 送料方法，对于条状工件来说，是否有侧压板。5、 挡料形式，通常包含挡料、导料等。依据参考文件16中表2.9选择搭边值a=1.5mm，a1=1.8mm。在此次设计时候，采取是级进模冲压方法，在设计时候首先考虑材料利用率，然后还需要综合考虑以下几点：1、 参考工件公差等级要求，对于要求等级较高零部件，在排样时候要尽可能缩短工序，降低误差积累，尽可能向零误差靠近。2、 对于孔冲压，假如离边缘较近话，能够考虑分几步进行完成孔冲压，确保模具中孔设计强度。3、 在孔距设计中，假如对于公差要求很严格话，能够经过一步冲压或连续工序加工出来。4、 当凹模壁厚因为工件原因较小话，需要经过特殊设计提升壁厚强度，确保能够连续稳定工作，而所采取方法通常全部是增加一个空工序。5、 对于复杂孔或洞需要尽可能避免，以免增加模具复杂性，提升了成本。对于整体结构较为复杂零部件，能够经过多分多个工序设计降低模具复杂程度，全部能够降低成本。6、 对于部分小工件，假如结构需求较大时候，需要尽可能采取级进模方法，能够确保工件长度和精度。7、 对于工件结构尺寸较大时候，为了降低模具尺寸，通常采取复合加工冲压方法，能够节省模具尺寸。8、 对于精度、公差等要求全部较高工序，为了降低误差，能够经过部分限位或特殊工艺进行定位。9、 在常见级进模排样中，对于工序次序比如翘脚、翻边等，需要经过合理工序安排，达成对工件要求精度等。10、 对于部分塑性延展性不好材料进行冲压时候，需要经过连续成型方法进行作业。3.2确定排样图经过对工件结构设计和图3.1所设计工艺设计过程。采取单排样方法，原材料宽度采取64mm，同时为了确保冲头强度，降低设计难度，设计值尺寸是18mm。为了确保孔距之间精度，在导向孔地方就会被切断，并经过成型校准。这么排样设计，提升了整个板材原料利用率，同时在同一个位置有不一样截面，能够消除冲压中所产生力，整体设计是合理。3.1排样图3.3材料规格选择：在冲压材料选择上，通常全部是比较常见金属或韧性很好非金属材料，比如部分带钢、板材和高分子材料等。其中板料是应用最为广泛材料，在成批量次生产中应用较多。板料规格依据国家标准进行要求，在使用时候可能会产生更多地废料。对于批量生产钢带，通常带宽全部较小，小于300mm。依据多种材质不一样宽度不相同，长度也依据厚度能够达成几十米甚至几百米等。在冲压时候使用条料较多，这是一个从板材上切割下来，利用率更高。块料通常应用到单个产品加工，应用较多就是有色金属冲压，在应用过程中，依据材料、尺寸和要求选择排样和料种类。3.4材料利用率计算首先计算在一个工序内材料利用率，计算公式以下：=nABh100% （31）公式中A表示工件冲压面积，包含小孔尺寸，单位是mm2，n表示在一个进距所完成冲压件数量，B表示所选择板料宽度。h表示进距，单位是毫米，代入各个参数计算可得： =nABh100%=900（1864）100%=78.2%。4 工艺计算4.1冲压工艺力计算4.1.1冲裁力冲裁力是为了让工件进行分离，在模具两个模之间产生分离作用力，它需要克服板材之间力。它大小和工件尺寸、材料成份、厚度和相关力学性能相关系。对于模具设计，需要合理设计选择模具和相关设备。而冲裁力是表现设备性能最直接参数。所选择冲压力必需大于理论计算冲裁力，才能够满足冲压需要。在计算冲裁力时候，需要紧密联络理论力学，因为它和材料厚度、材质和冲压轮廓等全部相关系，还和被加工件要求精度等相关系。在计算时候，首先计算出理论冲裁力，计算公式以下：F=KLt （41）上述公式中L表示被冲裁工件边缘长度，单位是毫米。t表示所选择原板材厚度，表示所选择材料抗剪切强度，单位是MPa，K表示一个冲裁系数，它选择需要考虑到间隙之间改变，模具磨损性能和材料尺寸改变等，此次设计依据所选择材料和加工要求取值为1.3。在依据冲裁力选择设备时候，为了提升加工安全性能和对可能出现加工工序改变。所以应该取值计算以下;F=1.3LtLtb （42）公式中F就表示计算最大力，对于所选择材料Q235，它屈服强度为195MPa，抗剪切强度为156MPa，对于加工直径为6mm圆孔，计算剪裁力以下： F1=1.3Lt=1.321mm0.6mm156Nmm2=764.15N 切边冲裁力计算：F2=1.3Lt=1.352.55mm156Nmm2=10657.14N总冲裁力F总计算：F总=F1+2F2=764.15+210657.14=22078.43N4.1.2成型部分成型力计算自由成型阶段所需要力计算公式以下：F自=CKBt2r+tb （43）公式中C表示一个成型系数，它值和工件形状等相关系，比如对于V型工件，取值为0.6，对于U型工件取值为0.7，此次设计取值为0.6。K表示工作安全系数，取值为1.3，t表示原材料厚度，r表示工件成型半径，b则表示所选择工件极限强度，代入各个参数值计算可得：F自=0.61.320mm1.5mm21mm+1.5mm440Nmm2=6177.6N计算压料力，对于压料力计算，没有严格系统公式，通常全部是依据自由成型力30到80进行选择，以下：Q=0.30.8F自 （44）公式中代入0.8计算可得：0.8F自=0.86177.6N=4942.08N选择压力机所需要冲压力计算以下：F压力机F自+Q+F总=4942.08+6177.6+22078.43=33198.11N4.2压力中心计算：模具在工作时候，有是一个工作点受力，有是多个工作点共同受力，这么在冲压过程中，全部受力点共同作用中心就是模具压力中心。在正常工作情况下，需要确保压力中心和模具中心线在在一个配合中心，模具才能够正常工作。不然话就会冲压过程中对模具产生弯矩，这就会造成模具受力不均匀而造成变形，边缘尺寸和力等全部会发生改变，凸模和凹模之间就会磨损不均匀，降低了精度等，对压力机和模具使用全部缩短了时间，增加了成本。因为工件是中心对称形状，所以不需要计算其压力中心。5 凸、凹模间隙确实定及工作部分尺寸计算5.1冲裁间隙值确实定对于凸凹模之间间隙来说，它对零部件质量、精度和模具使用寿命全部有着很大影响，同时对工作中冲裁力、切削力等全部会起到直接决定性影响。凸凹模之间间隙依据工件精度和质量要求，查表5.1，选择最大间隙为0.06mm，最小间隙为0.03mm。表5.1 不一样材料间隙值表（mm）材料厚度08、10、09Mn、Q235杜拉铝、含碳0.3%0.4%中等硬钢硬钢含碳0.5%0.6%0.70.0640.0920.0420.0560.0490.0630.80.0720.1040.0480.0640.0560.0720.90.0900.1260.0540.0720.0630.0811.00.1000.1400.0600.0800.0700.0901.20.1260.1800.0840.1080.0960.1201.50.1320.2400.1050.1350.1200.1501.750.2200.3200.1260.1620.1140.1802.00.2460.3600.1400.1800.1600.2005.2计算冲裁模刃口尺寸对于6mm圆形孔来说，在冲压时候，经过两个模配合，在加工时候应该以凸模作为基准，假定工件尺寸为A 0+，则Ap=A+x-p0 （51）公式中Ap表示凸模刃口尺寸，对于p则表示制造公差。其数值选择依据表5.2能够得到。表5.2规则形状(圆形、方形件)冲裁时凸模、凹模制造公差(mm)公称尺寸凸模凹模公称尺寸凸模凹模180.0200.0201802600.030004518300.0200.0252603600.0350.05030800.0200.0303605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.0701201800.0300.040在制造中，凹模尺寸依据凸模进行配合加工，确保相互之间间隙值范围在0.06mm0.12mm。在工作中来确保间隙一直全部是在合理范围之内，所以需要满足以下关系：p+pZmax-Zmin （52）或取：d=0.6Zmax-Zminp=0.4Zmax-Zmin落料：Dd=Dmax-x0+d （53）DP=D凹-Zmin-0=Dmax-x-Zmin-0上述公式中Dd就表示凹模基础尺寸，是配合关键尺寸。Dmax表示基于间隙等所产生落料件最大尺寸。Zmin表示两个模之间所产生最小间隙，p和d表示凸凹模上下偏差。X则表示两个模之间磨损系数，其中DP表示凸模基础尺寸，表示加工件公差。代入计算可得：d=0.6Zmax-Zmin=0.60.04=0.024mmp=0.4Zmax-Zmin=0.40.04=0.016md=4d=0.096mm,P=4P=0.064mm 故： Dd=Dmax-x0+d=400+0.024（mm）DP=D凹-Zmin-0=Dmax-x-Zmin-0=19-0.0080（mm）5.3凸模设计对于凸模来说，它设计通常不需要全部进行计算，依据结构设备特点，所取凸模高度全部一样，所以只需要计算最小凸模即可，而且假如最小全部能够达成工作要求，那么全部全部能够满足使用要求了。凸模材质选择Cr12MoV，刀口处经热处理后硬度能够达成58HRC，即使尾部硬度也能够达成40HRC。凸模通常是经过台阶形式进行固定，利用凸模将它压入固定板材内，经过基孔制配合方法配合后形成装配条件和精度。5.3.1凸模长度计算凸模尺寸设计和模具是含有直接关系，是实际设计计算中依据模具尺寸进行计算，而且要合适预留好磨损量和配合量。同时对于凸模安装尺寸和卸料板之间需要明确距离，避免工作之间压力干扰，凸模长度计算公式如（54）所表示：L=H1+H2+H3+a （54）上述公式中H1表示凸模固定装置厚度，H2表示卸料板尺寸，H3则表示原板材料尺寸，对于a则表示附加长度，这个长度关键是考虑在模具工作闭合时候所需要预留一个安全控件，依据模具设计基础参数，H1=20mm， H2=10mm， H3=20mm， a=1mm，凸模进入凹模应取1mm，所以凸模总长度为：L=52mm。对于凸模来说通常所设计强度全部是显著比要求强度大，因为需要考虑多个工艺，平时只有针对部分特殊，比如板材较厚时候才会进行校核，已确定是否满足使用需求。5.3.2承压应力校验对凸模工作中所承受应力进行校核，低于最小截面来说所承受压力必需小于许用应力，计算公式如（55）所表示：=FAmin （55）上述公式中，表示凸模截面所承受压力，F则表说所承受总压力，A表示凸模中最小截面积。代入计算可得：=51250126=406.7MPamin5.3.3抗纵向成型应力校核对成型应力校核，分为无导向专职和有导向装置两种，计算公式分别为无导向装置Lmax425IF有导向装置Lmax1200IF上述公式中Lmax表示凸模在工作中所能能够运行自由度，F则表示凸模所承受冲裁力，I表示凸模截面惯性矩。经过俯视能够看到凸模基础机组成型了工字形状，所以能够根据此计算截面惯性矩。max=FS*Ib0 （56）能够导出I=FS*maxb0式中S*中性轴静矩，S*=b8h2-h02+b02h024max最大剪应力I=FS*maxb0=51250N1.6103MPa26.78232-202+1.522024=161.77.2mm4 故Lmax=21mm1200IF=1200161.772mm451250N=657.3mm计算满足要求。5.4成型凸模设计依据成型特点和形状结构尺寸等，能够得到成型凸模基础尺寸结构，成型在最高处到最低处时候成型边长为2.3mm。在此次设计中采取是U型模，也就是展现对称式结构，经过弹性侧板定做方法进行定位，能够预防原材料移动。同时对于U型结构形状，能够分为向下和向上两种成型方向。在实际设计中，需要综合考虑以下问题：1、 在凸模板上必需要安装成型模，对于冲孔机凸模，需要跟随进行时候进行定位，经过工序进行成膜。2、 对于向上成型方法，需要作为一个成型冲孔设备，对于模具来说，假如是固定则会出现压力不足够情况，对成型效果会有影响，最大可能就是确保输送能够平稳进行。在此次设计中，依据模具特点和加工特点，选择了向上性结构，对于凸模圆角和凹模圆角半径是一样。5.4.1确定成型凸、凹模圆角半径及工作部分深度对于凸凹模圆角半径问题，需要考虑成型件所能形成最小半径和对于原材料来说，所能形成最小半径，对于圆角半径全部大于3mm，不过在模具凸模和凹模中，圆角尺寸最好是一致。圆角半径通常也和加工尺寸长度相关，在此次设计中凹模深度值为14mm，所以选择圆角半径为4mm。5.4.2落料口大小确实定落料口尺寸通常全部必需大于长型长度，以方便能够顺利下落。所以依据成品尺寸，此次设计选择长度为15mm。5.5凹模设计5.5.1凹模孔口形式及其关键参数在此次设计中，因为所要求冲压工件精度不高，所以采取了直筒型凹模，这种结构加工简单、精度高，强度大。对于冲下来废料，需要从凹模出下料，所以需要做一个漏料孔，它尺寸比凹模孔需要大0.5mm以上，不过也不能超出2mm。5.5.2确定整体式凹模外形尺寸凹模基础尺寸，需要综合考虑到工作情况和工作中所承受力矩，当凹模尺寸无法满足生产需要时候，会对模具产生较大变形，造成加工精度变差甚至出现模具损坏。所以在设计时候，凹模高度和壁厚计算公式以下：凹模高度：H=Kb=15mm （57）凹模壁度：C=1.52H30mm （58）上述公式中b表示凹模所能开到最大宽度。对于k来说它取值如表5.3所表示。表5.3系数K值b/mm料厚t/mm0.5123500.30.350.420.5501000.20.220.280.351002000.150.180.20.242000.10.120.150.18依据参数能够查询得到，最大刃口尺寸为36mm，则经过查表k值取0.39，则代入计算凹模高度以下：H=0.3936=14.04mm可取H=25mm则：凹模壁厚：C=1.5220mm=3040mm对于刃口长度较大，而且加工原材料硬度较大时候，为了确保安全和生产稳定性，通常会增加一个修改系数，此次设计系数取值为1.25，代入可得：H=1.2520=25mm在固定配合上，凹模是利用螺栓进行连接，所以要求螺栓含有足够强度满足使用要求。5.5.3凹模强度校核凹模强度关键是指在切削力作用下，凹模能够抵挡形变和出现断裂程度和能够承受最大力，计算公式以下：Hmin=1.5PW （59）式中：Hmin凹模最小厚度，mm；P冲裁力，mm；W许用成型应力。对于Cr12MoV，W=300500 MPaHmin=19.1mm138N序号67弹簧满足设计要求，考虑到卸料板到上模座高度，选择序号67弹簧。序号67弹簧规格：外径D=18.5mm ,钢丝直径d=3.5mm，在自由状态下弹簧高度H=70mm。由此可知，弹簧装配高度为：H2=H-=70-17=53mm5.6.3卸料弹簧相关尺寸计算（1）弹簧中径D1和内径D2D2=D-d=18.5-3.5=15mmD1=D+D22=16.75mm（2）有效圈数n：H=nP+n0-0.5d式中 n0支承圈数，通常取2.5。F总=33mm得出：n=7.3，P=10.7（3）总圈数n1=n+=7.3+2.5=9.86 冲压设备选择6.1冲压设备类型选冲压设备选择需要依据加工工件结构、冲压力、生产量等综合考虑，现在市面上冲压设备也比较多，对其中经典结构进行分析对比。曲柄压力机结构，这种结构冲压设备易操作，适合小批量生产，成本价较低。双作用曲柄拉力机，这是一个工作可靠性较高设备，调整方便，比较适适用于大型工件生产。此次设计中，综合多方面考虑，