管夹的第一次弯曲模设计文档格式.docx
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从排样的定义上来说可以看出排样在模具生产当中也是占有非常重要的地位的，排样是指需要进行开料的工件在板料上的所需要的布置还有如何开切的方式。
根据分类方法的不同，排样的分类也分为许多种，按照废料的多少来分类的话，排样就可以分为三种了第一种排样就是有废料，第二种排样就是少废料，还有最后一种就是无废料了，而根据另外的分类方法我们又可以分为不同的排样的方式，但是总体上来说排样是非常重要的结构设计，选择一个合适的排样方式显得就尤为重要了，一个好的排样方式的选择可以起到不仅仅是在降低成本方面有作用，另外在节约资源方面，甚至在减轻工人的工作量的作用都是不可忽视的，而且排样方式的选择对模具的结构，对许多基本装置的选择都会产生一定的影响，因此一个好的排样方式的选择十分重要，经过仔细综合的考虑各个方面的因素，本次设计中排样采用的是直排法。
待排样图的设计基本完成之后，模具结构，加工工艺等等许多方面也随之确定了下来。
2.2.3载体和搭口
载体和搭口的设计在模具设计中的作用不言而喻，他们在模具设计中起到了非常重要的作用，它们的设计直接关系到毛坯在运送过程中的定位问题，一旦说毛坯定位不准的话，那么会带来的许多不必要的问题，后果可能会严重，甚至无法做出产品。
在模具的设计中搭边和载体是相同的，而搭口就是毛坯与载体的连接部分。
载体可使用多件排列的方法，这种方法可以大大提高材料的利用。
搭口需要比较高的强度否则载体与零件的分开可能会出现一定的问题，冲裁的连接部位应该设计的尽量比较平滑，减少毛刺等各个问题的出现，搭接分为两种基本方式一种基本方式是交接而另一种基本方式就是平接，平接需要位置精度特别高，除必要的情况之外，应该尽量用交接的方式。
2.2.4模具材料的选用
用模具制作出来的零件，其零件的质量很显然与模具的质量有着直接的关系，因此在模具材料的选择上就显得十分重要，选择了适当的模具材料不仅是对产品的质量产生直接的影响，甚至对生产效率的影响也比较大，模具如果比较容易损坏并且因此需要经常进行更换的话，会明显影响到生产效率，对经济效益的提高也产生了非常大的影响，所以设计中对模具制作材料的选用，对模具进行表面处理都十分关键，直接关系到产品的质量。
所以作为模具的材料应该具有较高的变形抗力、比较好的抗断裂抗力，并且尽量需要有很好的冷、热加工工艺性、较高的耐磨性和抗疲劳性。
在模具的选择上应该考虑到成本的问题，大批量的生产需要高耐磨的抗疲劳性的模具，小批量的生产则根据实际情况为了降低成本应该选用价格相对较低的材料来做模具，而本次设计出来的零件由于是大批量的生产，所以设计中选择的材料首先耐磨性要比较高，由于本次设计对零件的精密度要求不是特别高，所以综合考虑本次设计考虑采用的是碳钢和低合金钢。
2．2.5模具类型的选择
该工件的生产属于大批量的生产，考虑到零件的特性还有设计中对零件的尺寸要求还有零件的形状等各个方面的原因，经过认真的综合分析得出结论，本次设计采用的最适合的模具是复合冲裁模，这种模具具有非常大的优点，首先从最重要的一点生产的效率方面来说生产效率是非常的高，不仅如此从结构上来说相对于其它的模具来说也是比较简单的，另外这种模具操作起来也并不是十分复杂，操作上简单易懂，如此就能有效减少体力劳动的付出，并且能够降成本降到最低了，综合考虑来说使用这种模具应该来说来说比较合理。
3.工艺设计与计算
3.1冲压工艺分析
①展开毛坯尺寸计算。
展开毛坯尺寸按料厚中心层计算：
L=2π（20+Kt）-（4+2+2×
2）+（10-1-2）×
2+π（2+Kt）
其中K=0.5，则
L=2π（20+0.5×
1）-（4+2+2×
2）+（10-1-2）×
2+π（2+0.5×
1）=
128.8-10+14+7.85=140.65
取L=141mm
为了方便冲模设计的制造，考虑到零件的使用性能，设计中未计入回弹量。
2冲压工艺方案。
我设计的管夹分为三道工序：
工序1：
连续冲裁外形8×
141mm和冲两孔。
工序2：
一次预弯，预弯尺寸就是工件图。
工序3：
二次成形。
3一次预弯形状尺寸的确定。
一次预弯尺寸应满足二次成形时的定位方便、成形的可能；
一次预弯两端部形状，应与工件夹固定部分尺寸的形状完全一致，因二次成形时只完成直径20mm的成形；
一次预弯形状展开毛坯尺寸，应能与二次成形时相同，不应该有缺料或者余料的现象出现。
校核图中AB间的毛坯长度：
L（AB）=2π（9.7+0.5×
1）×
120°
/360°
mm=21.4mm
二次成形时直径为40mm的圆对应AB点间的毛坯长度：
60°
mm=21.47mm
两者的计算结果基本上是相同的
R9.7mm圆弧顶点，应该以方便弯曲毛坯在模具中的定位为宜。
一次弯曲模具结构分析
首先毛坯放在凹模4上，之后用定位板2进行定位。
弯曲前，预料杆3和压料杆5将毛坯压紧，这样做的目地是为了防止弯曲过程中毛坯会滑动。
毛坯在凸模6和凹模4间一次成形。
由于工件较窄，仅有8mm宽，凸模2选用悬臂式结构，可方便取件。
为操作方便，一二次成形模具均选用后侧导柱模架。
3.2冲裁方式选择
本次设计中的本副模具采用比较合理的顺出件式冲裁，该种冲裁方式具有很多的优点，首先比较安全，省去了校平的工序，从而大幅度的提高了生产中的生产效率。
3.3冲裁力的计算
冲裁力的计算是为了计算出压力机的最大压力，计算方法如下
F=AΓ（3-1）
A为剪切断面面积
Γ表示为板料的抗剪强度
由于刃口磨损、以及模具的偏差等各种因素的影响。
取安全系数的大小为1.4，并取抗剪强度
为抗拉强度
的0.8倍，所以冲裁力的计算为
F=LT
（3-2）
式中L表示冲裁轮廓的总长度
T表示板料厚度
表示板料的抗拉强度
经查的取
=300
F=440×
1.5×
1.4×
0.8×
300=200000N
3.4卸料力和推料力以及顶件这三种力的计算
很多因素会对这三种力产生比较大的影响，因此非常准确的计算出来这三种力非常困难，实际生产操作中根据总结出来的公式进行计算。
=
F（3-3）
F（3-4）
F（3-5）
式中
表示的是卸料力
表示的是推加力
表示的是顶件力
表示的是卸料力系数
表示的是推加力系数
表示的是顶件力系数其值可以查表得到
N表示同时卡在凹模孔内的工件或废料数
h表示凹模直刃高度
t表示板厚
F表示冲裁力N按式（3-1）计算。
查资料可得
=0.04
=0.05
=0.06
卸料力
F=200000×
0.04=8000N
推件力
nF=200000×
0.05×
n=9900×
n=40000N
顶件力
F=0.06×
200000=1200N
3.5压力中心计算
对于对称的零件来说，压力中心的计算就是重心的计算。
X=180mm,Y=0.75mm
3.6确定修边余量
该制件H=38mm
故可求得H/D=38/357=0.110，查表对比可知此数值的大小并不需要留修边余量
3.7毛坯直径计算
由于板厚等于1mm所以根据经验公式可以求出毛坯直径的值
D=d＋4dH－1.72rd-0.56r=390mm
3.8弯曲力FC的计算
影响弯曲力大小的基本因素有很多一个是材料变形量的大小还有所使用的材料的不同也会影响到弯曲力的大方面都会影响到弯曲时的弯曲力的大小。
所以要准确的计算弯曲力的大小就显得比较困难，不过根据无数实践总结出来的经验，弯曲力的计算可以用以下计算式来计算。
弯曲力大小计算的总结出来的经验公式为：
Fu=0.7KBt2σb/γ+t公式（6—5）
Fu表示冲压后的弯曲力的大小
B表示γ弯曲件的宽度的大小
T表示厚度
Γ表示内弯曲半径
σb表示材料的抗拉强度其值可通过查阅资料获得一般取σb=400（MPa）
K表示安全系数，取1.4
根据公式6—5Fu=0.7KBt2σb/（γ+t）
=0.7×
25×
1.22×
400/（5+2）
=43（KN）
顶件力和压料力的计算也可以根据经验公式来获得其值的大小大概为取弯曲力的百分之三十到百分之八十左右
F压料=80%Fu
=80%42.6
=35.4（KN）
弯曲力的计算
FC=Fu+F压料
=21.45+35.4
=56.85（KN）
3.9压力机的选择
计算出件时的总冲压力：
=F+
+
（3-6）
根据制造要求和对模具的要求固选用总冲压力为（如式3-6）
=223681N
选择其公称压力为250KN的压力机，压力机型号为J23-25
小，甚至弯曲的形状方式模具的结构等等各个
3.10导板间间距的确定
导料板间距离的计算方法：
A=B+Z公式（5—2）
其中Z表示的是导料板与条料之间的间隙的最小值的大小
易查得Z=5mm
根据公式4—2A=B+Z
=28+5
=33（mm）
表5—4导料板与条料之间的最小间隙Zmin
材料厚度t/mm
有侧压装置
条料宽度B/mm
100以下
100以上
~0.5
0.5~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5
8
3.11材料利用率的计算
材料利用率的大小直接影响生产的经济效应，所以设计中应该尽量提高对材料利用率的计算
冲裁零件的总面积大小的计算：
S=长×
宽=26×
33=818mm2
毛坯规格的选用：
毛坯规格的选用为长度为900mm宽度为500mm。
首先要计算在一个步距内的材料利用率n：
利用率n1=（nF/Bh）×
100%
式中n表示一个步距内冲件的个数：
n1=（nF/Bh）×
=（1×
818/28×
33.2）×
=82.86%
先计算出横裁时的条料数为：
n1=900/B
=900/28
=31.6结果表示可以冲的条数为31
每条件数为：
n2=（500-a）/h
=（500-1.5）/33.2
=15.02计算结果表示可以冲的条数为15
那么可以计算出来板料可以冲出来总件数为：
n=n1×
n2=31×
15=455件
计算板料利用率为：
n12=（nF/500×
900）
=（510×
800/500×
900）×
=78.6%
计算纵裁时的条料数为：
n1=500/B
=500/28
=17.006可冲17条，
n2=（900-a）/h
=（900-1.5）/33.5
=27.2可冲27件，
计算板料可冲总件数为：
n2=17×
27=489件
计算板料的利用率为：
=（489×
=78.6%
从计算结果可以看出来横裁和纵裁的对材料利用率都是一样的，故零件采用横裁法相对来说比较合理。
3.12落料时凸模间隙值以及落料时凸模间隙值的确定
3.12.1凸模间隙：
是在凸模的设计中是一个非常重要的一个参数，首先凸模间隙它影响冲载件的冲裁之后的冲裁面的表面质量，并且凸模间隙还影响其在尺寸方面的精度。
不仅如此，凸模间隙还影响我们所使用模具的寿命，还有就是在零件成形过程中零件的的受力也会受到很大的影响，冲裁力的大小，推件力的大小等等。
由此可见合理选择凸模的间隙至关重要。
冲裁间隙参数非常重要但主要还是按制件质量要求来的，但是也没有一个非常明确的计算方法，因此按照经验公式来的，由于对该工件的公差精度要求不是非常的高，可采用稍微比较大公差，并不会产生非常大的影响。
通过查表可得到
=0.105mm
=0.135mm
由于非圆形的间隙比圆形间隙要大点，而对于本次设计的冲件精度比较低，低于IT14级。
所以材料冲裁之后断面的精度不需要严格保证没有比较特殊要求的冲件，所以取
Z=0.120mm
（1）考虑到落料和冲孔是有一定的区别的。
由于在落料前的尺寸的长度主要取决于模具，所以我们可以用减小凸模设计中尺寸的大小的方法来确定合理的凸模间隙的大小。
（2）刃口的磨损是个非常重要的问题它对冲件尺寸有非常大的影响，凸模的选取方法也是有比较大的讲究，凸模尺寸在选取的过程中应取尽量保持与冲裁件的最大极限尺寸相适应。
落料时落料的基本尺寸可以查表得到，经查得，落料凸模的基本尺寸应该选取为440mm，使证落料凸模的双面间隙的值保持为0.12。
凸模固定方式
凸模的固定方法有许多种，比较常用的固定方法有两种：
一种方法是用来螺钉固定凸模，另一种方法则是用锥面压装。
而对于较薄的凸模来说，采用的方法也不尽相同，常用的方法可以采用销钉吊装的固定方法另一种方法是首先等侧面开槽之后，然后在用压板把凸模固定在设备上的方法来固定也可以。
但是还有需要指出方面的是，冲裁弯曲连续模工作是按照一定的顺序来的。
顺序一般有以下几步首先第一步先由导销导正条料之后，然后等到弹性卸料板首先将条料固定，第二部开始进行弯曲了，之后就是第三部了进行冲裁或者是进行最后是弯曲工作，完成这三步之后差不多就可以了。
冲裁稍微有点不同它是在成形工作开始后再进行的，并且冲裁是在形成工作结束完成。
根据以上的分析可以得出冲裁凸模的高度值和成形凸模高度值是有区别的，并不是同一个概念，因此这就需要我们来正确设计和区分冲裁凸模和成形凸高度尺寸。
3.12.2凹模
凹模的设计从结构方面以及一些其它方面的原因相比较与凸模的制造来看会显得相对来说要稍微复杂一点。
下面对凹模的结构常用的类型进行介绍，凸模的结构分为许三类第一类是整体式第二种也是比较常见的拼块式另外第三类就是嵌块式了。
块固定板安装孔的加工方式也有两种，不过一般来说我们会使用坐标镗床有时候也会使用坐标磨床。
当嵌块工作型孔不是上述的规则的圆孔，而是为非圆孔的时候，这时候嵌块式凹模具的设计则需要考虑到更多的因素了，固定部分为圆形所以容易转动，为了防止转动，因不能简单的用磨削型孔或者是其他的方式将它分成两个部分，这时候我们仍然需要考虑到其它方面的因素，如拼接缝设计要尽量对冲裁有利并且其设计应该磨削加工能带来非常大的方便之处，在镶入固定板后要对它进行定位，定位的选择用键。
这种方法不仅适用于上述的嵌块套它同样也非常适用于异形孔的导套。
3.13卸料装置的设计
3.13.1卸料板的设计
卸料板的作用顾名思义就是起到了卸料的作用，而在本副模具的卸料板还具有其他的作用，它可以用外形凸模进行导向。
导向的作用在于对其中内孔中的凸模起到一定的保护作用，而卸料板的边界尺寸的大小计算可由其与凹模的边界尺寸是相同的来得出，并且由于卸料板的厚度就可以查阅资料并记录下表格。
故按表10—5中的数据进行选择，容易选择出卸料板厚度选择为6mm。
由于它们的尺寸边界的大小是相同的，卸料板与凸模的间隙就已经在凸模设计中就已经确定了其值为0.035。
卸料板的材料选择方面要求并不是十分严格因此可以采用我们常用的45号钢进行制造，这种钢在热处理淬火厚的硬度在40HRC到45HRC之间。
表10—5固定卸料板厚度
冲压件厚度t
卸料板宽度
<
50
50~80
80~125
125~210
>
210
~0.8
6
10
12
0.8~1.5
14
1.5~3
16
3.13.2卸料弹簧的设计
在冲裁模卸料的过程中与零件出件的装置中，通常所采用的元件有弹簧还有另外一种材料橡胶，经过综合分析考虑到本副模具的结构情况，最终该模具使用的弹性元件定为弹簧较为合理。
1、弹簧的选择与计算
在卸料装置中由于弹簧的标准化一般所选择的弹簧为螺旋式压缩弹簧并且该种弹簧成圆柱型。
由于这种弹簧已标准化，设计时候就非常的方便了，只需要根据所确定要求的压缩量还有生产的压力情况之后按照标准来选用就可以了。
（1）卸料弹簧的选择原则
1、首先为保证卸料需要正常工作的话，弹簧需要进行必要的预压，否则弹簧的就不能保持正常的工作。
而其压力的值的大小应该大于等于每一个弹簧所承受的卸料力的大小，根据以上可得下列公式
Fy≥Fx/n公式（10—1）
式中Fy表示弹簧的预压力N
Fx表示卸料力N
N表示的是弹簧根数
2、弹簧在极限压缩时候的尺
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