毕业论文说明书弹簧片冲压模具设计.docx

本科学生毕业设计弹簧片冲压模具设计院系名称： 机电工程学院 专业班级： 材控11-1 学生姓名： 刘与红 指导教师： 翁江翔 职 称： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院二一五年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeStamping Die Design for Spring PlateCandidate: Liu YuhongSpecialty: Material Forming and Control Engineering Class：11-1Supervisor：Associate Prof. Weng JiangxiangHeilongjiang Institute of Technology20156 Harbin 黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要 通过对弹簧片零件的工艺分析，确定用高效可靠的级进模生产，用夹持送料机构解决了条料的送进问题，双侧刃确定步距和导向，排样采用单排样，解决了制件弯曲回弹，并对送料机构进行了力学分析，推导出了拉簧和扭簧的设计公式，对拉簧做了可靠性分析，保证了送料的可靠性。 关键词：多工位级进模；弹簧片；自动送料机构；拉簧；侧刃；扭簧；可靠性ABSTRACTThrough to presses the reed components the craft analysis, determined uses the highly effective reliable level to enter the mold production, the solution strip material which the use pull feed organization succeeds delivers the question, a double side edge control step of distance, arranged the type way to use the single line type , the success solution work piece curving snapping back, and has carried on mechanics analysis to the feed mechanism, and inferred the extension spring and the torsional spring design formula, Has made the fail-safe analysis to the extension spring, has guaranteed the feeding reliability. Keywords: The Multi-locations Level Enters The Mold; Feed Control Crganization; Presses The Reed; Side Edge; Extension Spring; Torsional Spring ; Reliability.II目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题的来源及背景11.2 冲压模具的发展现状11.3 冲压模具的发展趋势3第2章 弹簧片级进模设计42.1 弹簧片零件工艺分析42.2 工艺计算52.3 排样及排样图设计52.3.1 计算材料利用率62.3.2 条料宽度的确定82.3.3 导料板间距离92.4 计算冲裁力92.4.1计算卸料力及推件力112.5 计算弯曲力112.5.1 校正弯曲力122.5.2 弯曲回弹量的确定132.5.3 计算顶件力和压料力142.6 总冲压力和选择压力机142.6.1 冲压设备类型的选择142.6.2 确定设备的规格142.7 计算模具压力中心152.8 冲裁模具间隙及凹模、凸模工作部分尺寸计算162.9 凸模和凹模的结构设计182.9.1 凹模设计182.9.2 凹模的刃口形式192.9.3 模架选择及相关零件的选择192.9.4 凸模设计202.9.5 校核凸模强度232.9.6 校核压应力252.9.7 计算凸模垫板承压262.9.8 定距侧刃272.9.9 导柱、导套272.9.10 卸料螺钉272.9.11 导正销的设计272.9.12选择模柄282.10 弹簧和橡胶零件的设计282.11 模具的工作原理312.12 本章小结32第3章 自动送料机构333.1 自动送料机构的分类333.2 自动送料机构的选择333.3 本章小结34第4章 绘制模具总装配图35第5章 工程影响分析36结论37参考文献38致谢39第1章 绪 论1.1 课题的来源及背景 自改革开放以来，我国经济高速发展，市场需求越来越大。随着市场需求的增大，产品的需求也越来越大，质量要求也越来越高，落后的生产设备已经无法满足当前社会对产品的要求，所以开发和设计高效率和高质量的设备已经是势在必行了。而弹簧片的生产在国内效率相当低下，针对市场对弹簧片的需求，设计大批量生产弹簧片的模具是必须的，也是企业在巨大的市场竞争中生存所必须的。1.2 冲压模具的发展现状在我国工业水平相对落后的情况下，模具行业的发展也相对落后。跟国际上工业水平较为发达的国家有着不小的差距。在二次工业革命以后，欧洲各国工业高速发展，特别是德国在二战以后，他们着力发展工业。其工业水平上代表着国际的先进水平，在机械制造行业他们更是领先着世界各国。而我国，因为之前的闭关锁国工业基本是停滞不前，而新中国成立以后，大力发展工业，但是由于各方面的原因，发展的速度较为缓慢，期间又经历了文化大革命。改革开放以后，由于国家的政策支持，国外企业的不断涌入，市场需求的不断增大，中国的工业才迎来了大发展。模具行业也随之迎来了发展的黄金时期。 在国际上，日、美、法、德等工业发达国家，他们的模具行业也高速发展，他们具备各种先进模具的开发能力。据相关数据显示，他们模具的产值已经超过了机床的产值，模具技术的高速发展带来了工业产品的高速生产发展。模具行业在欧美等国被称作“点铁成金”的“磁力工业”。他们各国模具行业已经形成标准化、专业化和商业化，所以他们的模具发展深受赞誉，成为行业的标杆，被其他各国借鉴。在国内，虽然行业起步相对于欧美各国较晚，但发展的速度十分惊人。特别是在近年来，中国市场的需求越来越大，而且得益于我国的廉价劳动力，不管是在机械行业的大型产品模具，还是在我们的生活产品相关模具，又或是电子产品设备的冲压模具都得到了充分的发展。但同时，由于外资企业、外国产品的不断涌入，产品的质量要求也越来越高，给模具行业带来了一大挑战。综上所述，现阶段模具行业的发展概况，我们国内与国际有很大的差距，但是我们有较大的发展空间和发展机遇。我们迎来黄金的发展时期，因为我们拥有国内的广阔市场。次的毕业设计是弹簧片模具设计，属于多工位级进模。它属于冲压模具的一种，它是在单工序基础上发展而来的多工位集成模具。这种模具可以连续完成冲裁、拉深、弯曲等多个工序，工序集成很高、很多。这种模具一般采用自动送料装置，在检测安全装置的检测中用高速压力机实现高速无人冲压生产。选用合理的结构和高强度的材料作为模具的工作部分，加上先进的加工方法，能够保证模具的寿命，所以一般大批量生产、提高加工效率、降低生产成本，一般多工位级进模一般是最佳选择，所以多工位级进模也被称为现代高精度、高效率、长寿命的三高模具。随着现代模具的发展，多工位级进模越来越受到人们的重视。虽然国内这几年多工位级进模有了长足的发展，而且国内一些企业的模具在国际上也 具备一定的水平，但是总体来说还是和发达国家有点差距，所以一些高档模具仍需进口。为此在“十一五”我国把复杂、高精密、大型多工位级进模作为我国重点发展项目，在“十二五”对此提出更高的要求，为我国的多工位级进模的发展打下了坚实的基础。就冲压而言，多工位级进模和其他冲模相比其主要特点是：(1)所使用的材料主要是黑色或有色金属，材料的现状多为具有一定宽度的长条料、带料或卷料；(2)所用的压力机台面较大，功率、刚性要足够，精度好，而且滑块要能长期承受较大的侧向力；(3)送料方式以间歇、按“步距”直线连续送进；(4)冲压的全过程在未完成成品件前的毛坯件始终不离开条料和载体；(2)适合大批量中小型定型产品的生产，冲压精度高，可达IT10级；(6)生产率高；(7)在一副模具的不同工位上，可以完成多种性质的冲压工序；(8)模具综合技术高，可以实现自动化；(9)模具制造周期较长、成本高；(10)工作零件采用超硬材料制造，模具寿命长；(11)模具的刃磨和维护比其他模具麻烦。多工位级进模的结构一般都比较复杂，其复杂程度随制件的复杂而变化。制件简单，级进模也简单，制件复杂，级进模也复杂，造价当然也越高。因此，在设计级进模时，必须持慎重的态度，周密而仔细地考虑每一个环节，将级进模设计好。简单地说，级进模设计步骤就是设计者从接到设计任务后到完成出模具图样，这中间所进行的工作先后次序。由于设计所采用的具体方法不同，有用先进的CAD进行设计的，有用人工智能通过绘图板设计的，即用较少的时间，要设计出质量最好的经济而实用的多工位级进模具。1.3 冲压模具的发展趋势 冲压模具是金属塑性加工的主要方式工具之一。它利用装在压力机上的模具对原材料施加外力，使金属产生塑性变形或者分离而得到一定尺寸和形状的工件。冲压模具在各行业的使用都相当广泛，诸如航空、航天、电子产品、国防工业、生活产品。因为使用冲压模具加工有许多优点：（2）生产效率高、操作简单、安全、易于实现机械自动化，适用于大批量生产。（2）冲压零件表面质量较高，尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉。（3）加工范围大，可以加工小而薄的零件，也可以加工大面积的覆盖件。（4）提高材料利用率且能获得高强度，高精度的产品。（5）可以加工复杂的零件。现在模具行业已经基本形成基本标准，但是还需要大量的创新才能满足市场的需求，现在冲压模具行业的发展趋势：（1）大型化、精密化虽然冲压模具在汽车覆盖件行业已经得到普遍应用，但未来还会向着大型化发展。高精密化发展是必然趋势，因为现在每个行业对产品的质量的要来都越来越高。提高产品的质量可以使模具更加精密来实现。（2）自动化在如今市场竞争日趋严重的情况下，对效率的提高越来越重要，而要提高效率，通过实现模具的自动化来进一步提高。而且在劳动力越来越昂贵的情况下，只能实现自动化，才能降低人工劳动的投入。（3）模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化服务各种计算机辅助设计软件的出现，为设计中遇到的问题提供了解决的办法，这是模具行业的趋势，今后更加智能化的软件将是必然趋势。 （4）模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展 （5）模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展 （6）模具标准件的应用日渐广泛 （7）模具工业新工艺、新理念和新模式的发展 第2章 弹簧片级进模设计2.1 弹簧片零件工艺分析该零件的原材料为锡青铜，且料厚为0.5mm，是典型的冲压制件。如图2.1，它是典型的冲孔，弯曲，冲裁等工序制件。其特点是工件尺寸小，材料薄。如图2.1所示，未标注公差尺寸，按IT14级精度处理。从零件的尺寸精度可知，弹簧片零件尺寸精度要求不高。 弹簧片零件的基本工序为冲孔、落料、弯曲复合。若采用复合模，凸模制造和修模困难，且零件取出困难，但可以设计自动出件机构，虽然这样减小了模具的长度，但自动出件机构，增加了制造成本。方案二，采用侧刃切边和冲孔、切废料、弯曲、空工位、侧刃切边、冲断。成型之后孔型尺寸变化对弹簧片零件使用性能没有影响，这样凸模刃磨都很容易，出件也容易，不需另设机构。 由于弹簧片为小尺寸零件，若采用单工序模生产、工序多、生产效率较低、定位精度较低。若采用级进模生产，在保证零件精度要求的同时且具有效率高、成本低、操作方便等优点。因此采用冲孔，弯曲、落料的多工位连续模来生产弹簧片零件。弹簧片的形状、尺寸如下图所示，冲压生产，材料锡青铜，大批量生产，材料厚度0.5mm。图2.1 弹簧片零件图2.2 工艺计算 计算毛坯展开尺寸，进行排样，画排样图，计算材料利用率。弹簧片是弯曲件,需要进行毛坯展开长度，计算毛坯长度,是根据中性层不变原理来计算的。弹簧片属于r0.5t的弯曲件,这类零件变薄不严重，断面畸变较轻,可以按应变中性层长度等于毛坯长度来计算.毛坯长度等于零件直线长度和弯曲部分应变中性层长度之和,即 L=Li+（2.1）计算：=12/0.5=24查表3-3得：=0.5,计算：=1.5=3；=0；故： 2.3 排样及排样图设计排样是冲裁件在板料上的布置方式。排样合理与否，直接影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、制件质量、生产率、生产操作、方便与安全等。其次，排样是冲裁工艺和模具设计中非常重要的一项工作。冲压件大批量生产中，排样的目的在于合理利用原材料。多工位级进模条料排样图对模具设计的影响非常大，它决定工位是否分布合理，条料是否能在冲压过程连续送料，是否便于制造维修和刃磨。该弹簧片零件排样方式和材料利用率如下：绘排样图如2.2:排样方案一：图2.2 直排排样图排样方案二：图2.3 横排排样图若采用方案一，则不能保证模具的强度，连续冲裁过程中，零件容易卡在凹模中，不容易被带出模具。若采用方案二，则正好解决方案一的缺点。排样图如图2.4所示：图 2.4 冲压工艺图如图2.4所示，第1工位为侧刃切边及冲两方孔和圆孔，第2、3工位为切废料，第4工位为弯曲，第5步为空工位，第6工位为侧刃切边，第7工位为冲断，成品由废边料推进再通过凹模的斜面滑下，在第二工步中增加导正销定位，使条料在冲裁时精确定位，不偏斜。2.3.1 计算材料利用率衡量排样合理性、经济性的指标是材料利用率。计算公式如下：一个进距内的材料利用率为: =100% （2.2）A-冲裁件面积(mm2)； n个步距内零件数目；B条料宽度（mm）；h-步距（mm）；总的材料利用率：N-一张板料上冲件数目；L-板料长度；方案一： 根据以上公式，由图2.1、图2.2可知，n=1，B=44.6mm，L=23mm面积mm2 工件垂直送料方向的宽度（mm）。 工件外圆半径，。 工件沿送料方向的最小长度（mm） B=44.6mm，h=23mm,n=1 因此材料的利用率为： 方案二：根据以上公式，由图2-1、图2-3知，n=1，B=32，L=35.6面积mm2式中工件沿送料方向的长度（mm）。 工件外圆半径，。 工件垂直于送料方向的最小宽度（mm） 算得B=32mm，h=25.61mm,n=1 所以材料的利用率为： 虽然方案一的材料利用率比方案二高，但是方案一不便于级进模的设计，在工件弯曲后送料和落件都困难。因此仍选方案二。2.3.2 条料宽度的确定 排样方案和搭边数值确定后，就能确定条料宽度和步距。料宽的确定原则：最小料宽要保证冲裁时足够的搭边值，最大料宽要能在冲裁时顺利的在条料之间送进，并与条料间有一定的间隙。所以在确定料宽时必须考虑模具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。 弹簧片零件模具采用侧刃定距，料宽图形如图2.5所示，料宽应按下式进行计算 图2.5 双侧刃时条料宽度的计算 （2.3）B条料标称宽度（mm）； D工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；n侧刃数； C侧刃冲切的料边宽度（mm）； 条料宽度公差（mm）； 侧搭边（mm）。查文献的表2.13 剪切条料宽度差知=0.4，查表2.16知侧刃冲切的料边宽度C=1.5,冲切后条料宽度与导料板间的间隙;该模具采用双侧刃定距，故侧刃数n=2；表2.15得条料与导料板之间的间隙。工件垂直于送料方向的最大尺寸D=20mm考虑到通过冲废料来实现落料凸模的结构复杂以及凸模的磨损后修模，凸模的强度等材料的宽度在工件的两边各加2mm，所以，工件垂直于送料方向的最大尺寸=D+4=24mm。搭边值查文献得a=2mm，考虑凸模强度和磨损等取a=3mm，=3mmmm2.3.3 导料板间距离计算公式为： 或 （2.4）式中，同上。条料与条料板间的间隙（mm）；侧刃定位前导料板间距：mm侧刃切边后导料板间距：mm步距精度： 步距精度直接影响制件精度，因为步距误差，不仅影响分段切割余料，导致外形尺寸误差，还影响制件内外形相对位置，影响步距精度的因素很多，归纳起来有：冲件的精度等级、形状复杂程度、模具工位数、制件材料与厚度、冲裁时条料的送进方式和定距形式等。本排样图的步距：A=B+a=32.61+3=35.61mm. B-平行于送料方向制件件的宽度； a-制件间的搭边值。定距方式： 级进模的定距方式一般来说主要有定位钉定距、侧刃定距、侧刃导正销定距和自动送料机构定距等4种。其中定位销大多用于料厚加工送料的普通级进模，单纯采用侧刃定距的多工位级进模，由于侧刃凸模有制造误差以及侧刃刃口钝化影响侧刃的步距精度。所以该模具采用侧刃导正销定位方式。由侧刃初定位，导正销做精定位，采用自动送料机构进行送料。2.4 计算冲裁力 计算冲裁力目的是为了合理的设计模具和选择压力机,压力机的最大压力必须大于所计算的冲压力,以满足要求。冲裁力的大小主要与材料力学的性能、厚度及冲裁件周长有关。 该制件的材料厚度：t=0.5mm 材料的抗剪强度查表得：=460MPa系数K.考虑到模具刃口的磨损,模具间隙的波动,材料力学性能的变化及材料厚度偏差系数,一般去K=1.3。查表得材料锡青铜抗拉强度为：表2.1 材料QSn6.5-0.4抗拉强度材料状态抗拉强度(MPa)软硬500700MPa特硬对于该零件,要求有较高的硬度,故材料的抗拉强度选应为600MPa,材料的抗拉强度,为计算方便,也可用下式计算冲裁力F(N)： F=Lt （2.5） L-为冲裁件周边长度（mm）； t-材料厚度（mm）； -材料抗拉强度（MPa）。计算各部分周长L： 两个方形孔周长：L1=mm中心圆周长：L2=3.1410=31.4mm大圆周长：L3=mm延伸部分的边长： 周长：L4=47.64+210=50.56mm。冲废料的凸模周长：mm落件凸模周长：L6=23=6mm总周长：L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=24+31.4+41.87+50.56+73.22+6=227.05mm冲裁力：F=Lt=227.050.5600=68115N68.12KN侧刃冲裁力：F1= F2=2.4.1 计算卸料力及推件力 无论采用什么形式的刃口冲模，冲裁完成后，因为弹性变形，在板材上冲裁出的废料或制件孔径沿着径向都会发生弹性收缩，会紧套在凸模上。而冲裁下来的制件或废料会沿径向扩张，所以会卡在凹模内。为了使冲裁操作方便，过程连续，就需要把套在凸模上的料卸下，把卡在凹模内的制件和废料取出。从凸模上将零件或者废料卸下来所需的力叫做卸料力：，顺着冲裁方向将制件或废料从凹模内推出的力叫做推件力：，逆着冲裁方向将制件或废料从凹模内顶出的力叫做顶件力：。、 是由于压力机和模具卸料、顶件装置而产生。影响这些力的主要因素有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、凸凹模表面粗糙度、零件外形和尺寸以及润滑等情况。用实际生产中的经验公式计算。查文献的42页表2-9得，卸料力、推件力和顶件力系数。为0.055，为0.063 由公式可得：N由公式可得：N本模具采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲压力：=68115+3647.325+4177.845+10683+10683=97306.17N2.5 计算弯曲力弯曲力的计算与毛坯尺寸(B,t),材料力学性能,凹模支点距离等因素有关,同时还和弯曲形式及模具结构形式等多种因素有关。因此生产中经常采用经验公式来计算弯曲力。最大自由弯曲力(N)：（2.6）C-与弯曲有关的系数,对与V形件C取0.6;对于U形件C取0.7 K-安装系数,取1.3; B-料宽(mm);t-料厚(mm);r-弯曲半径(mm);-材料强度极限(MPa).弹簧片为V形弯曲,参数C取0.6,K取1.3,大圆的宽度=10mm,=20mm,t=0.5mm,=1.5mm,=12mm。代入得：总的自由弯曲力： 2.5.1 校正弯曲力为提高弯曲件的精度，减小回弹，在板料自由弯曲的结束阶段，凸模继续将弯曲件压靠在凹模上，其实质就是对弯曲件圆角和直边进行精压，校正弯曲。此时，弯曲件受到凸模的挤压，弯曲力急剧增大。校正弯曲力计算公式： （2.7） p-单位面积上的校正力（MPa）； A-校正面垂直投影面积（）查表3-15得：p=60MPa 圆形部分面积： 伸出部分面积：两小孔面积： 则： 校正弯曲力： 2.5.2 弯曲回弹量的确定 影响弯曲回弹的因素很多，而且各种因素又相互影响，所以难以进行精确的计算或分析。一般情况下，设计模具时对弯曲回弹量的确定多数按照经验数值或计算后在实际试模中进行修正。 只有弯曲工件的圆角半径R（58）t时，计算才基本正确。当要求制件的弯曲圆角半径为R时，则可以根据材料相关参数，利用下列公式计算回弹补偿时弯曲凸模的圆角半径。 （2.8）、R弯曲凸模、弯曲件的圆角半径（mm）； 材料屈服点（MPa）； E材料弹性模量（MPa）； t材料厚度（mm）；当R(58)t时，工件的弯曲半径变化不大，只考虑角度回弹。所以本零件两个半径为1.5mm的圆弧只需考虑角度回弹，查文献得到其弯曲角度回弹量：。弹簧片零件的弯曲半径为12mm，材料厚度0.5mm，其Rt=120.5=24(58),的圆弧用如下公式进行计算：材料采用锡青铜。查文献知，屈服点，弹性模量数，将数据代入，得mm。所以圆弧形凸模直径为16.78mm，冲压回弹后工件的内径为所需要的12mm。 弯曲角度回弹量公式：工件要求的圆角半径（mm）；工件要求的角度2.5.3 计算顶件力和压料力 顶件力和压料力的值近似取自由弯曲力的30%-80%。在本模具中弯曲力取60%。 =772.230%=231.66N 772.230%=231.66N2.6 总冲压力和选择压力机2.6.1 冲压设备类型的选择根据要完成的制件的性质、批量的大小、几何尺寸和精度要求等来选定设备类型： 开式曲柄压力机虽然刚度差，降低模具寿命和制件的质量。但是成本低，且有三个方向可操作的特点，广泛用于中小型冲裁件、拉深件、弯曲件的生产中。 闭式曲柄压力机刚度好、精度高，但只能两个方向操作，适合大小型冲压件生产。 双动曲柄压力机压边可靠，有两个滑块，适合较复杂的大中型拉深件生产。 高速压力机、多工位自动压力机适合大批量生产。 液压机没有固定行程，不会因材料厚度超差过载，全行程压力恒定，但压力机速度低、生产效率低。适合中小批量，尤其大型厚板冲压件生产。 摩擦压力机结构简单、造价低、不容易产生超负荷损坏。小批量生产中用来弯曲、成形等工作。 肘杆式精压机刚度大、在行程末端停留时间长、滑决行程小，适用校正、校平和整形等类工序。2.6.2 确定设备的规格(1)压力机行程大小，应能保证成形零件取出与毛坯放进，如拉深所压力机行程，至少大于成品零件高度两倍以上。(2)压力机工作台面尺寸应大于冲模的平面尺，还需留有安装固定的余地，但过大的工作面上安装小尺寸冲模时，工作台受力条件也是不利的。 (3)压力机封闭高度应该与模具封闭高度相匹配。冲压力与压力机力配合关系，当进行冲压加工时，由于施力行程较小，近于材料的厚度，可按冲压过程中作用在压力机滑块上所有力总和选压力机。通常取压力机的名义吨位比大10%至20%。选择单柱固定台压力机J11-50。技术规格如下表：表2.2 固定台压力机J11-50技术参数型号公称压力（牛）滑块行程（mm）滑块行程次数（次/分）最大封闭高度（mm）封闭高度调节量（mm）滑块中心线至床身距离（mm）工作台尺寸垫板厚度模柄孔尺寸前后左右直径深度J11-5050109065270752354406507050802.7 计算模具压力中心冲裁时合力的作用点或多工序模各工序冲压力合理的作用点叫模具压力中心。若模具压力中心和压力机滑块中心不在同一直线上，冲压时会发生偏载，导致模具及滑块与导轨急剧磨损，降低压力机和模具的使用寿命。一般利用求平行力系合理作用点方法确定模具的压力中心。实际生产中，也许会出现冲模压力中心在其加工过程中发生变化的情况，或由于零件形状特殊，考虑模具结构不宜使压力中心与滑块中心一致的情况，此时应注意使压力中心偏差不超出选择的压力机允许范围。图解法求压力中心虽比较简单，特别形状复杂或多凸模的情况尤其明显。但作图法受作图误差影响较大，因而误差也大，再考虑模具也不是非常复杂，仍采用解析法行计算。图示坐标系处凸模形状复杂，故坐标系确定在此处，Y轴选凸模对称的中心线。冲裁该零件的凸模沿着送料方向的中心线处对称，因此X轴选为中心线上，即yc=0。根据以上所有分析，确定坐标系的位置及各凸模压力中心坐标值如图2.6所示，图2.6 压力中心计算图=-53.4 7200N 18840N 7200N = (1+1+3+3.01)600=4806N y6=-10.89 y7=16 F7= y8=-16 F8= = =-18.756yc=02.8 冲裁模具间隙及凹模、凸模工作部分尺寸计算弹簧片属于薄壁件，凸凹模采用配合加工。零件未标注精度尺寸制造精度取IT14级。根据零件标注，查相关资料得表2.3：表2.3 凸凹模工作部分尺寸工件尺寸（mm）工件公差（mm）系数x凸凹模尺寸计算结果0.520.50.240.520.1140.1132.610.620.5100.20.5弯曲半径12120.12弯曲半径1.520.05图 2.7 冲模计算标示图根据零件形状，凹模磨损后其尺寸变化有3中情况：（1）、落料：以凹模为基准件，然后配做凸模。凹模磨损后尺寸变大，计算公式如下: （2.9）其中：A为工件标称尺寸（mm）。 -凸模制造偏差（mm）， 凹模磨损后尺寸、变大，由上式得： （2）、冲孔：应以凸模为基准件，然后配做凹模。磨损后凸模变小的计算公式如下： （2.10）其中：A为工件标称尺寸（mm）。 -凸模制造偏差（mm），。凸模磨损后，尺寸、变小，由上式得：2.9 凸模和凹模的结构设计2.9.1 凹模设计 凹模采用整体式，弯曲模单独设计，嵌在冲裁凹模上，安装凹模在模架上时，要依据计算压力中心的数据，让压力中心与模柄中心重合。选凹模壁厚67mm，凹模宽度是刃口外界距离与两个凹模壁厚之和。刃口外界26mm，则凹模宽度160mm。凹模的长度要考虑以下因素： 1、保证足够安装橡胶板的面积。 2、便于导尺发挥作用，保证送料初定位精度。查文献弹压卸料横向送料典型组合尺寸（mm）（GB2872.281），凹模边界尺寸为250mm160mm。凹模材料选用制造。2.9.2 凹模的刃口形式选取如图2.8的刃口，其特点是刃边强度好，刃磨后工作部分尺寸保持不变，但洞口易积存废料或工件，推件力大且磨损大，刃磨时磨去的尺寸较多。根据凹模孔型及参数，查得h5mm，故在该模具h取5mm。 图2.8 凹模刃口形式图2.9.3 模架选择及相关零件的选择选择对角导柱模架（GB2851-2008）315200265mm，如图2.9所示，该模架受力平衡，上模座在导柱上运动平稳，适用于 纵向或横向送料，使用面宽，常用于级进模或复合模。图2.9 对角模架图上模座厚度： 45mm。下模座厚度： 50mm凸模固定板厚度： 22mm卸料板厚度： 20mm导料板厚度 ： 4mm凹模厚度： 22mm垫板厚度： 8mm凸模的长度： 65mm下模垫板厚度： 30mm模具闭合高度：模具闭合高度是上模板、凸凹模、凹模、固定板、下模板、垫板等厚度的总和。即:所选压力机的闭合高度，。满足2.9.4 凸模设计 凸模的固定方式，采用凸模与固定板用 配合上面留台阶，其图形如下。图2.10 凸模固定的方式凸模长度计算一般是根据结构上的需要确定的，如图2.11所示，凸模长度: （2.11）固定板厚度(mm)；卸料板厚度(mm)；导尺厚度(mm)，附加长度，它包括凸模修磨量、凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板安全距离等。该尺寸无特殊要求，一般取1020mm。凸模由固定板固定，取其厚度为22mm，弹性元件的安装高度为18.64mm，卸料板厚度为20mm，导料板厚度为4mm，考虑凸模修模余量5mm，故凸模全长mm图2.11 凸模装配高度图根据以上计算和分析设计的各凸模结构如下：图2.12 切废料凸模图2.13 方孔凸模图2.14 切载体凸模图2.15 弯曲凹模图2.16 圆凸模图2.17 弯曲凸模2.9.5 校核凸模强度 对于较为细长的凸模，需进行压应力和弯曲力校核，检查断面尺寸和自由长度能否满足强度要求。 凸模抗弯能力校核，该模具凸模用卸料板导向，应按图2.18凸模有导向的情况进行校核。非圆形凸模: （2.12）圆形凸模:（2.13） 图2.18 凸模强度校核图凸模允许的最大自由长度（mm）； F凸模的冲压力（N）； I凸模最小断面惯性矩（）； d凸模最小直径（mm）。中心圆孔的凸模： ，满足要求。两个方孔的凸模：图2-19 惯性矩计算图惯性矩公式如下： （2.14）方孔的h=4，b=2带入得： ，满足要求。