冲压模具毕业设计固定夹冲压弯曲模设计样本文档格式.docx
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8.2刃口尺寸计算…………………………………………………………….17
8.3计算凸、凹模刃口尺寸………………………………………………….18
8.4冲裁刃口高度……………………………………………………………….21
8.5弯曲某些刃口尺寸计算………………………………………………….21
8.5.1最小弯曲半径…………………………………………………………21
8.5.2弯曲某些工作尺寸计算……………………………………………22
9模具总构造设计………………………………………………………………25
9.1模具类型选取…………………………………………………………….25
9.2定位方式选取…………………………………………………………….25
9.3卸料方式选取…………………………………………………………….25
9.4导向方式选取…………………………………………………………….25
10重要零部件设计……………………………………………………………..26
10.1工作零件设计…………………………………………………………...26
10.1.1凹模设计…………………………………………………………26
10.1.2凸凹模设计………………………………………………………27
10.1.3外形凸模设计…………………………………………………..27
10.1.4内孔凸模设计……………………………………………………28
10.1.5弯曲凸模设计……………………………………………………28
10.2卸料某些设计…………………………………………………………...29
10.2.1卸料板设计……………………………………………………..29
10.2.2卸料弹簧设计…………………………………………………....29
10.3定位零件设计…………………………………………………………...31
10.4模架及其她零部件设计………………………………………………...31
10.4.1上下模座…………………………………………………………....31
10.4.2模柄………………………………………………………………....32
10.4.3模具闭合高度…………………………………………………....32
11模具总装图……………………………………………………………………..33
12压力机选取…………………………………………………………………33
总结…………………………………………………………………………………..34
道谢…………………………………………………………………………………..35
参照文献......................................................................................................................36
附录…………………………………………………………………………………..37
附录1冲压模具装配工序卡片……………………………………………...37
附录2非原则零件加工工艺过程…………………………………….…..38
附录3冲孔凸模加工工艺过程………………………………………….…..39
附录4凸凹模加工工艺卡片……………………………………..……….....40
附录5空心垫板加工工艺过程…………………………………………...41
附录6弯曲凸模加工工艺过程……………………………………………...41
附录7某些原则公差值……………………………………………………...42
附录8J23系列开式可轻压力机重要技术参数………………………….....43
1绪论
改革开放以来，随着国民经济高速发展，工业产品品种和数量不断增长，更新换代不断加快，在当代制造业中，公司生产一方面朝着多品种、小批量和多样式方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同顾客需要；
另一方面朝着大批量，高效率生产方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采用专用设备生产方式。
模具，做为高效率生产工具一种，是工业生产中使用极为广泛与重要工艺装备。
采用模具生产制品和零件，具备生产效率高，可实现高速大批量生产；
节约原材料，实现无切屑加工；
产品质量稳定，具备良好互换性；
操作简朴，对操作人员没有很高技术规定；
运用模具批量生产零件加工费用低；
所加工出零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；
能制造出其他加工工艺办法难以加工、形状比较复杂零件制品；
容易实现生产自动化特点。
2冲裁弯曲件工艺分析
图2—1零件图
如图2—1所示零件图。
生产批量：
大批量;
材料：
LY21-Y;
该材料，经退火及时效解决，具备较高强度、硬度，适合做中档强度零件。
尺寸精度：
零件图上尺寸除了四个孔定位尺寸标有偏差外，其她形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安IT14级拟定工件公差。
经查公差表，各尺寸公差为：
Ø
3.50+0。
30200-0.52250-0.52
四个孔位置公差为：
17±
0.1214±
0.2
工件构造形状：
制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序，尺寸较小。
结论：
该制件可以进行冲裁
制件为大批量生产，应注重模具材料和构造选取，保证磨具复杂限度和模具寿命。
3拟定工艺方案及模具构造形式
依照制件工艺分析，其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案;
（1）落料——弯曲——冲孔；
单工序模冲压
（2）落料——冲孔——弯曲；
单工序模冲压。
（3）冲孔——落料——弯曲；
持续模冲压。
（4）冲孔——落料——弯曲；
复合模冲压。
方案
（1）
（2）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内
完毕一种冲压工序冲裁模。
由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不适当采用。
方案（3）属于持续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具几种不同位置上同步完毕多道冲压工序模具。
于制件构造尺寸小，厚度小，持续模构造复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大加工难度，因而，不适当采用该方案。
方案（4）属于复合冲裁模，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同步完毕数道冲压工序模具。
采用复合模冲裁，其模具构造没有持续模复杂，生产效率也很高，又减少工人劳动强度，因此此方案最为适当。
依照分析采用方案（4）复合冲裁。
4模具总体构造设计
4.1模具类型选取
由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，因此模具类型为复合模。
4.2定位方式选取
由于该模具采用是条料，控制条料送进方向采用导料销，有侧压装置。
控制条料送进步距采用导正销定距。
4.3卸料方式选取
由于工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。
4.4导向方式选取
为了提高模具寿命和工件质量，以便安装调节，该复合模采用对角导柱导向方式。
5模具设计工艺计算
5.1计算毛坯尺寸
相对弯曲半径为：
R/t=3.8/1.2=2.17>
0.5
式中：
R——弯曲半径（mm）
t——材料厚度（mm）
由于相对弯曲半径不不大于0.5，可见制件属于圆角半径较大弯曲件，应当先
求变形区中性层曲率半径β（mm）。
β=r0+kt公式（5—1）
r0——内弯曲半径
t——材料厚度
k——中性层系数
表5—1板料弯曲中性层系数
r0/t
0.1
0.25
0.3
0.4
0.6
0.8
1.O
K1（V）
0.30
0.33
0.35
0.36
0.37
0.38
0.39
0.41
0.42
K2（U）
0.23
0.29
0.31
0.32
0.40
K3（O）
—
0.72
0.70
0.67
0.63
1.2
1.5
1.8
2
3
4
5
6
8
0.43
0.45
0.46
0.47
0.48
0.49
0.50
0.44
0.56
0.52
查表5—1，K=0.45
依照公式5—1β=r0+kt
=0.38+0.45X1.2
=4.34（mm）
图5—1计算展开尺寸示意图
依照零件图上得知，圆角半径较大（R>
0.5t），弯曲件毛坯长度
公式为：
LO=∑L直+∑L弯公式（5—2）
LO——弯曲件毛坯张开长度（mm）
∑L直——弯曲件各直线某些长度（mm）
∑L弯——弯曲件各弯曲某些中性层长度之和（mm）
在图5—1中：
A=
公式（5—3）
COS∠P=（RA+RC-B）/（RA+RC）公式（5—4）
RA=3.8+0.6=4.4（mm）RC=1.2+0.6=1.8（mm）B=3.8（mm）
依照公式5—3A=
=2×
3.8（4.4+1.8）-3.82
≈5.6（mm）
依照公式5—4COS∠P=（RA+RC-B）/（RA+RC）
=（4.4+1.6-3.8）/（4.4+1.6）
=0.367
则∠P=carCOS0.367=68.47。
2∠P=2×
68.47。
=136.94。
依照公式5—2∑L直=L总长-2A
=20-2×
5.6
=8.8（mm）
∑L弯=2πβ（∠P／180+∠P／180）
=2×
3.14×
4.34×
（68.47/180+68.47/180）
=20.74（mm）
LO=∑L直+∑L弯
=8.8+20.74
=31.54（mm）
取LO=32（mm）
依照计算得：
工件展开尺寸为25×
32（mm）,如图4—2所示。
图5—2尺寸展开图
5.2排样、计算条料宽度及步距拟定
5.2.1搭边值拟定
排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下工艺余料，称为搭边。
搭边作用是补偿定位误差，保持条料有一定刚度，以保证零件质量和送料以便。
搭边过大，挥霍材料。
搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不但会增大冲件毛刺，有时尚有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，减少模具寿命。
或影响送料工作。
搭边值普通由经验拟定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。
表5—2搭边a和a1数值
材料厚度
圆件及r＞2t工件
矩形工件边长L＜50mm
矩形工件边长L＞50mm
或r＜2t工件
工件间a1
沿边a
＜0.25
0.25~0.5
0.5~0.8
0.8~1.2
1.2~1.6
1.6~2.0
2.0~2.5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
4.0~5.0
5.0~12
1.0
2.2
2.5
3.0
0.6t
2.0
2.8
3.5
0.7t
3.2
4.0
0.8t
4.5
0.9t
搭边值是废料，因此应尽量取小，但过小搭边值容易挤进凹模，增长刃口磨损表4—2给出了钢（WC0.05%～0.25%）搭边值。
对于其她材料应将表中数值乘如下列数：
钢（WC0.3%～0.45%）0.9
钢（WC0.5%～0.65%）0.8
硬黄铜1～1.1
硬铝1～1.2
软黄铜，纯铜1.2
该制件是矩形工件，依照尺寸从表4—2中查出：
两制件之间搭边值a1=1.2（mm）,侧搭边值a=1.5（mm）。
由于该制件材料使LY21—Y（硬铝），因此两制件之间搭边值为：
a1=1.2×
（1～1.2）=1.2～1.414（mm）
取a1=1.2（mm）
侧搭边值a=1.5×
（1～1.2）=1.5～1.8（mm）
取a=1.5（mm）
5.2.2条料宽度拟定
计算条料宽度有三种状况需要考虑；
有侧压装置时条料宽度。
无侧压装置时条料宽度。
有定距侧刃时条料宽度。
有侧压装置模具，能使条料始终沿着导料板送进。
条料宽度公式：
B=（D+2a）
公式（5—2）其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为—△，见表4—3条料宽度偏差。
D——条料宽度方向冲裁件最大尺寸。
a——侧搭边值。
查表4—3条料宽度偏差为0.15
依照公式4—1B=（D+2a）
=（25+2×
1.5）0-0.15
=280-0.15
表5—3条料宽度公差（mm）
条料宽度
B/mm
材料厚度t/mm
～0.5
>
0.5～1
1～2
～20
0.05
0.08
0.10
20～30
0.15
30～50
0.20
5.2.3导板间间距拟定
导料板间距离公式：
A=B+Z公式（5—2）
Z——导料板与条料之间最小间隙（mm）；
查表4.3—3得Z=5mm
依照公式4—2A=B+Z
=28+5
=33（mm）
表5—4导料板与条料之间最小间隙Zmin（mm）
有侧压装置
条料宽度B/mm
100如下
100以上
~0.5
0.5~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5.2.4排样
依照材料经济运用限度，排样办法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，依照制件在条料上布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。
采用少、无废料排样法，材料运用率高，不但有助于一次冲程获得各种制件，并且可以简化模具构造，减少冲裁力，但是，因条料自身公差以及条料导向与定位所产生误差影响，因此模具冲裁件公差级别较低。
同步，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具磨损，减少模具寿命，并且也直接影响到冲裁件断面质量。
由于设计零件是矩形零件，且四个孔均有位置公差规定，因此采用有费料直排法。
5.2.5材料运用率计算：
冲裁零件面积为：
F=长×
宽=25×
32=800（mm2）
毛坯规格为：
500×
1000（mm）。
送料步距为：
h=D＋a1=32+1.2=33.2
一种步距内材料运用率为：
n11=（nF/Bh）×
100%
n为一种步距内冲件个数。
n11=（nF/Bh）×
=（1×
800/28×
33.2）×
=81.96%
横裁时条料数为：
n1=1000/B
=1000/28
=34.01可冲34条，
每条件数为：
n2=（500-a）/h
=（500-1.5）/33.2
=15.024可冲15件，
板料可冲总件数为：
n=n1×
n2=34×
15=510（件）
板料运用率为：
n12=（nF/500×
1000）
=（510×
800/500×
1000）×
=81.6%
纵裁时条料数为：
n1=500/B
=500/28
=17.006可冲17条，
n2=（1000-a）/h
=（1000-1.5）/33.5
=30.084可冲30件，
n2=17×
30=510（件）
n12=（nF/500×
=81.6%
横裁和纵裁材料运用率同样，该零件采用横裁法。
图5—3排样图
6冲裁力计算
6.1计算冲裁力公式
计算冲裁力是为了选取适当压力机，设计模具和检查模具强度，压力机吨位必要不不大于所计算冲裁力，以适当冲裁规定，普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp普通可以按下式计算：
Fp=KptLτ公式（6—1）
式中τ——材料抗剪强度，见附表（MPa）；
L——冲裁周边总长（mm）；
t——材料厚度（mm）;
系数Kp是考虑到冲裁模刃口磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值变化或分布不均），润滑状况，材料力学性能与厚度公差
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