模具设计与制造毕业论文范文

毕业设计论文

题目：弯曲挂件冲压工艺及模具设计

学 院 机电工程学院

年 级 08级模具2班

专 业 模具设计与制造

学 号 [1**********]0

学生姓名 黄 凌

指导教师 张 勇

2011 年 3 月

毕业设计(论文) 鉴定表

院 系 机 电 工 程 学 院 专 业 模 具 设 计 与 制 造 年 级 08级模具2班 姓 名 黄 凌 题 目 弯曲挂进冲压工艺及模具设计 指导教师 评 语 过程得分： (占总成绩20%)

是否同意参加毕业答辩

指导教师 (签字)

答辩教师

评 语

答辩得分： (占总成绩80%)

毕业论文总成绩 等级：

答辩组成员签字 年 月 日

毕业设计(论文) 任务书

班 级 08级模具2班 学生姓名 黄 凌 学 号 [1**********]0 发题日期： 2011 年 09 月 20 日 完成日期：2011 月 03 日

题 目 弯曲挂件冲压工艺及模具设计

1、本论文的目的、意义

1. 综合运用所学理论知识与实际动技能进行了模具设计及方案的工艺分析机械工程实际问题能力，懂得生产操作和生产技术工作的一般程序和方法。

2. 在生产中树立生产技能和工程技术工作所必备的全局观点、生产观点及经 济观点、设计思想和严肃的工作作风。

3. 总结生产经验，改进生产方案、方法，提高生产动手技能的正确思维方式。

4. 培养我的调查研究，查阅技术文件、资料、手册、进行基本的工程计算， 正确地识读能力和绘制工件图样的及编写一般技术文件的能力。

2、学生应完成的任务

1. 设计说明书的编写

2. 冲压模具零件图的绘制

3. 模具设计的装配图绘制

4. 模具凸凹模机械加工工艺计算

5. 模具非标准件零件的图样绘制

3、论文各部分内容及时间分配：(共 20 周)

第一部分 研究设计任务书，了解产品的用途，进行工艺分析 ( 2周) 第二部分 确定冲压工序的方案，绘画部分零件草图 ( 4周) 第三部分 通过计算和查阅资料验证方案的可行性，并画出该工序的结构草

图。 ( 5周) 第四部分 构画其他结构草图，编写设计计算说明书

第五部分 着手“设计任务书”修改并上交设计论文 ( 4周) ( 4周) 评阅及答辩 做好后续的工作，进行论文答辩 ( 1周)

备 注 指导教师： 年 月 日

审 批 人：

年 月 日

摘 要

本次进行的冷冲压模具设计，是在通过大学全部基础课程、技术课程、以及大部分专业课程的学习之后所进行的毕业设计。其设计内容包括：零件的工艺性分析、零件工艺方案的拟定、排样形式、裁板方法、材料利用率计算、工序压力计算、压力中心的确定、压力机的选择、模具类型及结构形式的选择、以及模具零件的选用和设计等。通过这次毕业设计的综合训练，提高自己分析问题、解决问题的能力，培养自己独立思考的习惯，并让自己掌握模具设计的一般步骤与方法，能够设计一般的冲压模具，为自己将来的工作奠定一个良好的基础。

一、主要内容：1冲裁件及弯曲件的工艺分析。2冲裁工艺方案的确定。 3模具结构形式的确定。4模具总体设计及计算。5主要零部件设计。6绘制模具总装图及选取标准件设计并。

二、论文重点：1零件图及工艺方案的拟订。2 模具类型及结构形式的选择。3 排样方案的确定及合理的排样。4 模具工作零件刃口尺寸及公差的，计算模具工作零件刃口尺寸及公差的计算。5 弯曲挂件与冲裁工序的安排。

关键词：冲压模具、排样、冲裁、弯曲

目 录

第一章 概述 .......................................................... 2

1.1模具设计在制造中的意义 ..................................... 2

1.2冲压模具简述 ................................................ 3

第二章 工艺分析 ...................................................... 5

2.1弯曲挂件设计工艺 . ........................................... 5

第三章 冲压模具的材料选择 ....................................... 12

3.1工作零部件材料的选用 ...................................... 12

3.2非工作零部件材料选用 ...................................... 12

第四章 冲压模具工序 . .............................................. 14

4.1冲压工序及工艺 ............................................. 14

4.2弯曲工序及工艺 ............................................. 18

4.3翻边工序及工艺 ............................................. 20

第五章 模具零部件 ................................................. 23

5.1工作部分零部件 ............................................. 23

5.2定位零部件 ................................................. 26

5.3模架及零部件 ............................................... 33 总 结 ................................................................ 37 致 谢 ................................................................ 38 参考文献 ............................................................. 39

第一章 概 述

1.1模具设计在制造中的意义

国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，促使模具技术迅速的发展成为一门产业。而冷冲压模具又是整个模具产业中的一个重要组成部分，它以冲裁、弯曲、拉深为基本内容，其中冲裁和拉深又是冲压中的重要部分。

1.1.1模具工业在国民经济中的地位

模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。

模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。、

模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％～90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。

目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。

1.1.2冲压模具的占有量

冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50％以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。

1.1.3我国模具技术的现状及发展趋势

20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。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，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。

尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。

1.2冲压模具简述

1.2.1概述

冲压就是利用冲压模具（凸模与凹模及结构附件）安装在压力机或其他相关设备上，对材料（在常温下）施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定的形状和尺寸零件的加工方法。冲压不仅可以加工金属还可以加工非金属材料。

冲压的三要素：①合理的冲压工艺 ②先进的模具 ③高效的冲压设备 冲压的加工特点：低耗、高效、低成本、一模一样、质量稳定、高一致性、可加工薄壁、复杂零件。板料具有良好的成型性能模具成本高。冲压适宜批量生产。

1.2.2冲压工序分类

根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序

分离工序：冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限σb ，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离工序主要有剪裁和冲裁等。

成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限σs ，但未达到强度极限 σb ，使材料产生塑性变形，从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。

1.2.3冲压的特点及其应用

特点：①实现自动化，生产效率高，操作简便。

②无需进行切削加工，故节省原材料和能源。

③原材料的表面质量好，尺寸精度高。

④可加工薄壁和复杂小型零件。

应用：冲压与其他加工方法相比，具有独特的特点，所以在工业中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。如：汽车、电子、手机、仪表、国防及日用品中随处可以见到冲压产品，如不锈钢饭盒、高压锅、汽车覆盖件、冰箱门板、电子电器上的金属零件、枪炮、弹夹等。

第二章 工艺分析

2.1弯曲挂件设计工艺

材料为Q235，厚度为1.5mm ，生产批量为大批量生产。要求表面无划痕，孔不应许严重变形，公差尺寸为IT12，断面质量为Ra12.5

由图1-1所示冲压工艺分析：

外径尺寸为100mm 翻边时可能产生收缩变形。该尺寸为205mm ，最后切边保证尺寸为100mm

图样：如图2—1所示

图2—１

一、冲压件综合分析:

⑴ 零件图分许：该零件为带孔的四角相反, 尺寸精度为IT12级. 油冲压及弯曲及可成型，冲压工艺的难点在于四角弯曲回弹教大, 使制件变形, 但是修改模具可控制变形。

⑵ 冲压工艺审查如下图:

二、工艺的确定：

方案一：冲∮20的孔和复合，弯曲两外角，弯曲两内角，冲∮25的孔弯曲工艺如图2—2所示

图2—２

方案二：冲∮35的孔和落料复合模，冲2-∮20的孔。弯曲工艺如图2-3

图２—３

方案三：冲2-∮20落料复合，弯曲外角，预弯曲内角45°，弯曲外角，冲2-∮35孔。弯曲工艺如图

2-4

图—４

三、冲压工艺计算

⑴ 毛坯尺寸：如图 所示，毛坯各尺寸为：

ΣLa=2L1+2L2+L3

⑵ 排样及材料利用率：坯料的形状为矩形，采用单排位最适宜。取搭边

a=2mm,a1=1.8mm，料条的宽度为B=60+1=61mm；进距h=60+1.8=61.8mm;板料选用

的规格为4.5mm*900mm*2500mm采用纵裁时：每板条料数n1=900/61.8=14条，余34.8mm 每条制件数n2=（2500-2）/61.8=40.件34.8*2500余料利用件数

n3=2500/61.8=40件，余28mm

由此可知，纵单排料材料的利用率高。从弯曲纤维方向上，横向单排排料最好。由于材料08F 属性好，故采用纵向单排样，以降低成本，提高经济性。

四、冲压工艺力

⑴ 落料冲孔复合工序：

冲裁力：F=KLtτb=1.3*369.05*1.5*450=323841.375N

卸料力：F 卸=K卸*F=0.05*323841.375=16192.069N

推件力：F 推=nK推F=3*0.055*323841.375=53433.825N

顶件力：F 顶=K顶F=0.06*323841.375=19430.482N

冲压力：F 冲=1.3（F+F卸+F推）

=1.3*（323841.375+16192.069+53433.825）

=511505.8N

故选用550KN 冲床

⑵ 弯曲工序：由于三次弯曲，按U 形弯曲计算

自由弯曲：F 自=0.7KBt2δb/r+t

=0.7*1.3*60*1.52329/(2+1.5)] =18696.6N

校正弯曲：F 校=Ap=(200*60)*150=1800000

为考虑到安全起见，将二次弯曲的自由弯曲力F1和校正弯曲F2合在一起，即冲压力为：

F0=F1+F2=18696.6+1800000=1818696.6≈181.87KN

故：选用400KN 的冲床

⑶ 冲2-∮20孔工序

冲裁力：F=KLtτb=1.3*62.8*1.5*450=55107N

推件力：F 推=3*0.055*55107=9092.66N

冲压力：F 冲=1.3*（F 冲1+F推）=1.3*（55107+9092.66)=83459.56N≈83.5KN 故选用100KN 冲床

⑷ 冲∮32的孔

冲裁力：F=KLtτb=1.3*109.9*1.5*450=15356.25N

推件力：F 推=3*0.055*15356.25=2533.78N

冲压力：F 冲=1.3*（15356.25+2533.78）=23257N=23KN

需用50KN 冲床

五、填写工艺卡片如下表：

六、排样图2-5所示

图２－５

七、弯曲挂件的模具装配图

图2－6 弯曲挂件冲压模具装配图

1—下模座 2—圆柱销 3—导柱 4—凹模垫块 ５—凹模 6—凸模

7—导套 8—弹簧 9—上模座 10—卸料板 11—凸模固定板 12—垫板 13—模柄 14—止动销 15—圆柱销 16—内六角螺钉 17—卸料板 18—落料孔 19—内六角螺钉 20—弯曲凸模

第三章 冲压模具的材料选择

模具材料的选择是整个模具制造过程中的一个重要环节。

模具材料的选择必须满足三个重要的原则：模具满足耐磨性、强韧性等工作需要， 满足模具的工艺要求，同时满足模具的经济适用性。

模具材料最重要的因素是：热强度和热稳定性。

模具材料选用的原则：

①按加工方式的选择

②按服役条件选择

③按照制品质量要求选材

④按零件部分选材

由零件图形分析：此模具为冲压模具要求具有具有强韧性、耐磨性、具有较大的冲击强度，故此模具加工工作部分零部件要使用高速钢。其他部分模具加工可以使用冷作模具钢材，固定零件及标准件可以使用碳素模具钢材。

3.1工作零部件材料的选用

1 工作部分零部件指与凸模冲裁部分而成型制品的模具零部件。

2 工作部分零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分慎重，一般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。

3 工作部分零部件材料的选用原则是：根据所成型的材料、制件的形状、尺寸精度、制件的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法，以选用不同类型的钢材。

3.2非工作零部件材料选用

1模架材料参照模架标准，模板一般选用进口S50C 或国产SM45，要求HB160-200，硬度均匀，且内应力小，不易变形。导柱材料采用GCr15或SUJ2，硬度为HRC56-62。导套、推板导柱、推板导套及复位杆材料可采用GCr15或SUJ2，

硬度为HRC56-62；也可采用T8A 、T10A ，硬度为HRC52-56。

2模具中的一般结构用件，如销钉、螺钉、固定档料销、模块等，对硬度和耐磨性无特别要求，可选用国产SM45钢，正火状态，硬度HB160-200，不需再进行热处理。

3 导柱导套一般采用45，渗碳后的硬度为HRC58～62.

4 冲压模具的上模板、上模、上模垫板、上模固定板、下模座、下模垫板等钢一般选用冷作模具钢和高速钢。

第四章 冲压模具工序

4.1冲压工序及工艺

冲裁是冲压工艺的最基本的工序。冲裁是利用模具使材料产生分离的一种工序。它包括冲孔、落料、切边、切口、剖切等多种工序分离。

冲裁的变形过程：

① 弹性变形阶段

② 塑性变形阶段

③ 断离分离阶段

间隙冲裁对冲裁质量的影响：

① 间隙对模具断面质量有影响，容易影响制件的断面质量。

② 间隙对尺寸的影响，一是冲模本身的制件精度，二是冲裁结束后冲裁件相对凸模或凹模的尺寸偏差。

③ 间隙容易使模具失效，一般的表现形式有磨损、变形、崩刃、折弯和膨胀。

4.1.1排样

设计内容及技术要求：批量为大批量生产

材料：Q235

厚度：1.5mm

技术要求：尺寸公差等级IT12，断面质量Ra12.5 图样：如3—1所示

由零件图分析可得：工件的搭边值：a1=1.8mm侧搭边为a=2mm

故采用的排样方法为少废料直排样

送料步距： S=D+a =60+1.8=61.8mm

料板的宽度： B Δ=(D+2a)

导料板间的距离： B=B+Z=Dma x +2A+Z=60+1=61mm

查表可得： B =60mm a =2mm Z =1mm Δ=0.6mm(单向偏差）

图4－１

排样方法如4—2图所示：

图4－２

4.1.2冲裁力的计算

冲裁力：冲裁过程中凸模对板料使加的最大压力。

冲裁力： F=KLtτb

卸料力： F卸=K卸*F

推件力： F推=nK推F

顶件力; F顶=K顶F

冲裁模具组成的零件; ①工作零件 ②定位零件 ③压料、卸料及出件零件 ④导向零件 ⑤支撑零件 ⑥标准件及其他 模具分类; 单工序模具及复合模具

由此图形分析可得：此采用的冲裁方法为平刃冲裁 冲裁力： F=KLtτb

L冲裁周边长度mm t材料厚度mm τb=材料抗剪强度Mpa K系数=1.3 由查表和计算可得：τb=450 t=1.5 L=369.05 K=1.3 F=1.3*369.05*1.5*450=323841.375N 卸料力： F卸=K卸*F K卸=0.05 F卸=0.05*323841.375=16192.069N 推件力： F推=nK推F

由分析可得此采用反推装置，n=h/t=4.5/1.5=3 K推=0.055 故： F推=3*0.055*323841.375=53433.825N 顶件力; F顶=K顶F K顶=0.06 F顶=0.06*323841.375=19430.482N 冲压力： F冲=1.3（F+F卸+F推）

=1.3*（323841.375+16192.069+53433.825） =511505.8N

4.1.3冲孔工艺及计算

冲∮35的孔

①、冲裁力的计算 F=KLtτb

F—冲裁力N L—冲裁周边长度mm t—材料厚度mm Τb —材料抗剪强度Mpa K—系数 由查表可得：τb=450Mpa K=1.3 F=KLtτb=1.3*62.8*1.5*450=55107N

冲∮32的孔

F=KLtτb=1.3*109.9*1.5*450=15356.25N ②、推件力的计算 F推=nK推F

由分析可得此采用反推装置，n=h/t=4.5/1.5=3 K推=0.055 故： F推=3*0.055*323841.375=16192.069N ③、冲压力的计算 冲2-∮20的孔

F冲=1.3*（F 冲1+F推）

=1.3*（55107+9092.66) =83459.56N≈83.5KN 故：选用100KN 的冲床 冲∮35的孔

F冲=1.3*（F 冲1+F推）

=1.3*（15356.25+2533.78）=23257N=23KN 故：选用50KN 的冲床

4.1.4双面间隙的确定

合理的间隙值： ｚ＝２（ｔ—ｈｏ）tan β=２ｔ（１—ｈｏ／ｔ） ｔ—材料的厚度mm

ｈｏ—产生裂纹时凸模挤入材料的深度 mm ｈｏ／ｔ—产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度 mm β—剪切裂纹与垂线的夹角 mm 故此模具采用的间隙值为： z=0.5mm

结构如4-3图所示

图4－３

部分材料ｈｏ／ｔ与β值如表

由经验查表可得： Q235Zmin=0.132mm

材料的双面间隙值为：Zmax=0.24mm

4.2弯曲工序及工艺

弯曲定义：弯曲时将板料、型材、管料或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需要的形状的冲压工序。

弯曲的方法：可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。

弯曲的过程可以分为三个阶段：

① 弹性变形阶段 ② 塑性变形阶段 ② 校正弯曲阶段

最小弯曲半径：弯曲板料外表面不产生裂纹的条件下，所能弯成的零件内表面最小半径。

影响最小弯曲半径的因素： ① 材料的力学性能 ② 板料表面和侧面的质量 ③ 弯曲中心角

弯曲的回弹：偏移、弯裂、畸变、翘曲等 影响回弹的因素： ① 材料的力学性能 ② 相对弯曲半径r/t ③ 弯曲方式和校正力的大小 ④ 工件的形状及其他 减少弯曲回弹的措施： ① 改进弯曲设计

⑴ 尽量避免选用过大的相对弯曲半径r/t. ⑵ 在弯曲时加加强筋。 ⑶ 尽量选用弹性模量大，屈服极限小的材料，力学性能稳定和板料厚度波

动小的材料。

② 采用适当的弯曲工艺

⑴ 采用校正弯曲代替自由弯曲。

⑵冷却硬化材料需要退火，使其屈服极限降低。 ⑶采用拉弯工艺弯曲相对弯曲半径很大的工件。 ③ 从模具结构上采取措施

4.2.1弯曲工艺及计算

由此图形分析可以得出：加工此工件采用弯曲工序, 最小弯曲半径：Q235钢在冷、硬化状态下最小许可弯曲半径为0.8t

即： Rmin =0.8*1.5=1.2mm

此工件弯曲必然有回弹现象，为减小回弹必须采取的措施； ①在弯曲区域压制加强筋或边翼 ②必要时可以采取先退火在弯曲的方法 ③改变模具形状克服回弹 圆半角r ＜0.5t 的弯曲件 Lz=l1+2l2+2l3+1.2t

=100+2*40+2*50+1.2*1.5=281.8mm 弯曲的方式为自由弯曲的弯曲力 F自=0.7KBt2δb/r+t

K—安全系数1.3 B—弯曲的宽度mm t—弯曲材料的厚度mm r—弯曲的内弯曲半径mm δb —材料的抗拉强度MPa F自=0.7KBt2δb/r+t =0.7*1.3*60*1.52329/(2+1.5)] =18696.6N

校正弯曲时的弯曲力 F校=Ap

A—校正部分的投影面积（mm) p—单位面积的校正力Mpa

查表可以得出： p=150Mpa

F校=Ap=(200*60)*150=1800000N

考虑到安全起见，将二次弯曲的自由弯曲力F1和校正弯曲F2合在一起，即冲压力为：

F0=F1+F2=18696.6+1800000=1818696.6≈181.87KN 故：选用400KN 的冲床

故： F推=3*0.055*323841.375=16192.069N

4.3翻边工序及工艺

翻边是利用模具将工序件的孔边或外边缘翻成竖直的直边。

对工件的孔进行翻边成为内缘翻边，简称为翻孔。对工件的外缘进行翻边成为外缘翻边。

翻边与弯曲不同，弯曲主要是折弯线为直线，切向没有变形，而翻边是折弯线为曲线，切向有变形，并且常常是主要的变形。

翻边图如4-4所示：

图4-4

4.3.1圆孔翻边

圆孔翻边的变形程度： K f =d0/D

K f —变形程度 d 0—翻边前底孔的直径 D —翻边后的中径 圆孔翻边毅力状态如4-5图所示：

图4-5

影响翻边的因素; ① 材料的塑性 ② 底孔断面质量 ③ 板料的相对厚度

④翻边凸模的形状 圆孔翻边的计算;

平面冲底孔后翻边 do=D-2(H-0.43rd-0.72t) 拉伸后冲孔再翻边 do=DKfmin

最大翻边高度

fmin 确定之后，边可按以下公式计算

h1=H-hmax +rp=t

4.3.2非圆孔翻边:

非圆孔翻边的特点;

非圆孔翻边的底孔形状一般有圆弧段和直线段组成，常见的孔底形状有长圆形、圆弧连接的四角边形等。

非圆孔翻边的系数;

K f =Kf α/180 K f —翻边系数 α—圆弧中心角

4.3.3翻边力的计算

F=1.1Π（D —do)t δs

D —翻孔后的直径 mm do —翻边底孔直径 mm t —板料厚度 mm Δs —板料屈服应力 MPa 凸模翻边的计算;

F=1.2KoΠDt δb

Ko —翻边系数 δb —板料抗拉强度 MPa

翻边力系数

第五章 模具零部件

5.1工作部分零部件

5.1.1 冲孔凸模

凸模的固定结构及固定方式：凸模的形状可以分为圆形凸模和飞圆形凸模。 由分析可得此工件加工的凸模为圆形凸模，模具固定。

冲孔凸模之间模板配合部分按过度配合（H7/m6或H7/n6)制造，最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出。

凸模长度的计算

采用固定卸料板和导料板时 L=h1+h2+h3+h 采用弹压卸料板时 L=h1+h2+t+h

h1—凸模固定板厚度 h2—卸料板的厚度 h3—导料板的厚度 h—增加长度（增加凸模进入凹模深度1mm ，凸模固定板与卸料板之间的 安全距离为20mm ）

此工件采用固定卸料板和导料板加工： 即： Ｌ=ｈ1＋ｈ2＋ｈ3＋ｈ

h1= 40mm ｈ2= 25mm ｈ3= 10mm ｈ= 20mm Ｌ=ｈ1＋ｈ2＋ｈ3＋ｈ =20+15+10+20 =65mm

冲孔凸模形状如：5—1图所示：

图５－１

凹模结构及固定方式：如5—2图所示：

图５－２

凹模刃口形状的选择：如5—3图所示

图５－３

刃口的主要参数： ａ=15 β=2 凹模的轮廓尺寸确定

凹模的厚度： Ｈ=ｋｂ (≧15mm) 凹模的壁厚： ｃ=(1.5-2)Ｈ (≧30-40mm) B—凹模刃口的最大尺寸 mm k—系数 查表可以得出: K=0.2 由此可以得出： H=0.2*35=7mm C=1.5*7=10.5mm 凸、凹模采取镶拼结构：

结构的原则：① 改善加工的工艺性，减少钳工的工作量，提高模具的精度。 ② 便于装配和维修。 ③满足冲压的工艺要求，提高冲件的质量。 镶拼结构的固定方法：① 平面式固定 ② 嵌入式固定 ③ 压入式固定 ④斜楔式固定

镶拼结构特点：① 节约了模具钢，降低了模具成本。 ② 避免了应力集中。 ③拼块便于加工，刃口尺寸和冲裁间隙容易控制和调整，模具精度高， 寿命长。④便于维修和更换。 ⑤拼块之间的尺寸精度要求严格，装配 复杂。

5.1.2凸、凹模的设计

弯曲半径的选用：

凸模弯曲半径的选用：当弯曲的相对弯曲半径r/t较小时，凸模的圆角半径r 凸可以取弯曲件的弯曲半径，但是不能小于最小圆角半径。当弯曲的相对弯曲半径r/t较大时，凸模的圆角半径应根据弯曲件的回弹值作相应的修改。

凹模弯曲半径的选用：

⑴ r凹不能过小。 ⑵ 两边的圆角半径应一致。 ⑶ 生产是应按照厚度与凹模的圆角半径。

凹模弯曲半径的确定

由图形分析可以得出：凸模的圆角半径为r2 凹模的圆角半径为r4 凹模深度：t=1.5 h=22 L0=20

弯曲凸凹模之间的间隙：此工件为U 形，凸凹之间的间隙值对于弯曲件回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。间隙越大，回弹越大；间隙越小，回弹越小，则零件的边缘变薄，凹模摩擦加剧，会降低凹模的使用寿命。

计算公式： Ｚ=ｔmax +ｃｔ

Ｚ—弯曲凸、凹模之间的间隙 ｔ—工件材料的厚度 ｔmax —工件的最大厚度

C —间隙系数

由查表可得：Ｃ=0.05 Ｔ=1.5 ｔmax =2

Ｚ=ｔmax +ｃｔ=2＋0.05＊1.5=2.075mm 凸凹模尺寸公差：一般取用IT9级

5.2定位零部件

为了保证模具的正常工作和冲出合格的冲裁件，必须保证坯料的或工件对模具的工作刃口处于正确的位置，即必须对坯料或工序定位。

条料在模具平面中有两个方向的限位：

① 在与送料方向垂直的方向上限位，保证条沿正确的方向送进，称为送进

导向，俗语送进导向的定位零件有导料销、导料班、侧压板等。

② 在送料方向上限位，控制条料一次送进的距离（步距），称为送料定距，

属于送料定距的定位零件有始用挡料销、挡料销、导正销、侧刃等。

分析该制件应采取“送料定距方式与零件”加工方式加工。

5.2.1固定挡料销

如5—4图所示

图５－４

5.2.2活动挡料销

采用橡胶弹顶料装置如5—5图所示：

图５－５

5.2.3侧刃

在连续模中，未来先的限定条料的送料距离，在条料侧边冲切一定形状的缺口的凸模，称为侧刃。

侧刃定位的优点：

定位精度高、可靠、保证有较高的送料精度和生产率 侧刃定位的缺点是： 增加了材料的消耗和冲裁力

使用的精度和生产效率高较高的冲裁; 不宜挡料销时，如果冲裁窄长制件，送料的进距小，不能安装使用挡料装置和固定挡料销：冲裁薄料（δ﹤0.5mm ），因其刚性差，不便抬起送进。且采用导正销会压弯孔边而达不到精度定位；或冲裁件侧边需冲出一定的形状，有侧刃一同完成时。

截面形状分为：长方形侧刃和成形侧刃 此图材料厚度： ｔ=1.5mm

故采用长方形侧刃加工

侧刃如5—6图所示：

图５－６

5.2.4导正销

作用：消除送料导向和送料定距或定位班等粗定位误差。 尺寸的计算： ｄ1=ｄT —ａ ｄ—导正销的基本尺寸 mm ｄT —冲孔凸模的直径 mm ａ—导销与冲孔凸模的差值

由查表可得： ｄT ＝35mm ａ＝0.14mm 故： ｄ1=ｄT —ａ=35—0.14=34.86mm ｄ1=ｄT —ａ =20—0.14=19.86mm 故采用D 型导料销导正；

结构如5—7图：

图５－７

5.2.5定位销：

如5—8图所示

图５－８

5.2.6螺钉与销钉

此模具加工选用内六角螺钉和圆柱销钉，其中M6～M12的螺钉和∮4～∮10mm 的销钉。

在模具设计注意一下几点： ① 螺钉布局均匀

② 螺钉之间、螺钉与销钉之间的距离，螺钉、销钉距刃口及外边缘的距离，

均不应过小，以防止降低模具的强度。

③ 内六角螺钉通过孔及其螺钉装配尺寸应合理。

④ 连接件的销孔应配合加工，以保证精度，销钉孔与销钉采用H7/m6或

H7/n6过渡配合。

⑤ 弹压卸料板上的卸料螺钉用于连接卸料板，主要承受拉应力。

5.2.7卸料装置

材料的厚度 ｔ≧0.5mm 所以采用的弹压卸料装置

凸台部分的高度： ｈ=Ｈ—（0.1～0.3) ｔ

ｈ—卸料板凸台高度 mm Ｈ—导料板高度 mm ｔ—板料厚度 mm 故： ｈ=Ｈ—（0.1～0.3) ｔ =10—0.2＊1.5=9.7 mm 如5—9图所示：

图５－９ １—卸料板 ２—弹性元件

5.2.8推件和顶件装置

推件和顶件装置的目的是从凹模中卸下冲裁件或废件。向下推出的机构称为推件，一般向上模内；向上顶出的机构成为顶件，一般在下模内。

工件应用顶出机构如4—10图所示：

图５－１０ １—打杆 ２—推板

5.2.9固定板

固定板的设计应注意一下几点：

① 凸模与固定板的厚度一般取凹模厚度的0.5~0.8倍，其平面尺寸可与

凹模、卸料板外形尺寸相同，但是应考虑禁锢螺钉及销钉的位置。

② 固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6.凸模压装后端面要

与固定板一起磨平。

③ 固定板的上、下面应磨平，并与凸模安装孔的轴线垂直。固定板的基

面和压装配合面的表面粗糙度Ra ＝1.6～0.8um ，另一非基准面可适当降低要求。

④ 固定板材料一般采用Q235或45钢制造，无需热处理。

5.2.10垫板、定位板

垫板的作用：直接承受和扩散传递的压力，以降低模座所承受的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响模具的正常工作。

模座所承受的压力大小：

Ｐ＝Ｆ`Ｚ／Ａ

Ｐ—凸模头部端面对模座单位的压力 ＭＰａ Ｆ`Ｚ—凸模承受的总压力 Ｎ

Ａ—凸模头部端面支撑面积 mm

模座材料的许用应力

定位板的厚度确定

由此可以得出：定位板的材料的厚度为： ｈ＝1.5＋1＝2.5mm

5.3模架及零部件

5.3.1模具模架

模架有两大类：① 导柱模具 ② 导板模模架

导柱模具精度高、使用寿命长、主要用于高精度、高寿命的硬质合金模、薄材料的冲裁模具一级高速精密连续模。

导板模模架作为凸模导向作用的弹压导板与下模以导柱导套为导向构成整体结构。在实际工作中主要用于连续模中。

此图采用的模架结构为导柱模具模架如图形如4－11所示：

图5－１１

5.3.2模柄

模柄是上模和压力机得连接零件。

要求：① 与压力机滑块的模孔正确配合，安装可靠。 ② 与上模正确而可靠的连接。

此模具采用浮动模柄, 主要的特点：压力机得压力通过凹球面模柄和凸球面垫块到上模，以消除压力导向误差对模具导向精度的影响。主要应用于硬度合金模、精密模具等。

图形如5—12图所示：

图5－１２

5.3.3导柱导套

导柱导套是采用国家标注，导板导向装置可分为固定板和弹压导向两种。 滚珠导向是一种无间隙导向，精度高，寿命长。

滚珠在导柱和导套之间应保证内径与导柱在工作时有0.01～0.02mm 的过盈量。

所以： d1=d+3d2—（0.01～0.02）mm d—导柱直径 mm d1—导柱内径 mm d2—滚珠直径 mm 高度： H=s/2+(3～4)b/2

H—钢球保持高度 mm s—压力机行程 mm b—滚珠中心距 mm 选用钢材45钢，为郑家表面硬度度和耐磨性，增加热处理渗碳工序，渗碳后材料的硬度为HRC58～62

导柱和导套一般采用过盈配合H7/r6分别压入座和上模座的安装孔中。导柱导套之间采用间隙配合。

导柱导套的常用型号： ① 小导柱

常用小导柱规格: Ø12、 Ø16、 Ø20、 Ø25. ② 大导柱

③ 优先选用独立导柱:东发TUR 型/宏祥MGB 型, 直径选用Ø19,Ø25,特大模具可用Ø31

④ 其次选用外导柱型号为MMBB 和MMYJ(有座), MMBB的尺寸规格有: Ø25 x 150、 Ø32 x 160、 Ø32 x 180、 Ø38 x 180

自制模座导柱孔加工尺寸见下表,

导柱离边距离 导柱与导柱孔配合为紧配合, 导套与导套孔用胶水固定 Ø25 37mm 模座板导柱孔 模座导套孔 Ø32 45mm Ø25 Ø25-0.02 Ø45.8 Ø38 53mm Ø32 Ø32-0.02 Ø55.8 Ø50 60mm Ø38 Ø38-0.02 Ø64.8

⑤ 自制模座之复合模, 如果产品料厚大于1mm, 可适当加大小导柱, 取消大导柱。

自制模座之责形及冲孔模, 若有小导柱, 可适当加大小导柱, 取消大导柱。 导柱导套图形如5—13图所示：小麦故事 www.xiaomgs.com

图５－１３

5.3.4常用内六角螺丝规格及尺寸:

MxP 3x0.5 4x0.7 4x0.8 6x1.0 8x1.25 10x1.5 12x1.75 16x2.0 20x2.5 24x3.0

D 5.5 7 8.5 10 13 16 18 24 30 36

H 3 4 5 6 8 10 12 16 20 24

5.3.5常用基米螺丝规格:

M5,M6,M8,M10x1.5,M12x1.5,M16x1.5,M18x1.5,M20x1.5,M22x1.5,M27x1.5, M33x1.5

在模具设计过程中，我参考了大量的模具设计图册，模具设计参数，先从冲压件的设计入手，了解了市场需要，对冲压制件的材料开始调查，查阅相关的设计参数，成型参数，从而设计出了弯曲挂件的尺寸参数，并对相关零部件的设计做了详细的计算和分析。这都为以后的冲压模具设计奠定了基础。

在设计模具主体时，我先根据弯曲挂件的成型原理、零部件尺寸、模架的尺寸进行设计。模具设计中我用了大量的标准件，这降低了模具生产成本，有利于模具制造，在设计时我着重设计了模具的冲压力、凸模、凹模、制件成型的位置。

冲压模具已在我们生活中占有很重要的地位，随着今后科学技术的发展，冲压制件将更加的多，冲压件制品也将扮演越来越重要的角色，冲压模具也将有突飞猛进的发展，冲压模具将更加自动化。

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科, 是以提高质量、效益、竞争力为目标, 包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展, 人们对产品的要求也发生了很大变化, 要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求, 就采用先进的机械制造技术。

在完成本篇毕业论文的过程中，本人得到了许多老师及朋友的精心指点，她们为此付出了心血和精力，在此请允许我向她们表示最衷心的感谢！

首先，我要感谢我的导师张勇老师。本篇论文从提纲到初稿乃至成稿，都经过他精心的指导和修改，提出了严格的要求和许多宝贵的意见。特别是在关于论文目录、格式、内容方面，老师给予了很多我很多年建议。张老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。张老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。对张老师的感激之情是无法用言语表达的，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。

其次，我要感谢教学中心的老师。是他们对论文选题、选材、编写格式等方面给予了细心的指导与参考方式，使本人的毕业论文设计得以有条不紊地进行。感谢我的同学、室友和朋友在三年来对我学习、生活的关心和帮助。

这次毕业设计让我更加熟悉了从理论到实践的跨越。从当初的查阅图书，到现在的网站成功运行，这中间有很多值得回味的地方。记得去年暑假在学校呆的时候，偶尔对模具的生产与制造产生了浓厚兴趣，下决心要自己尝试着去学习。可是，刚开始就碰到了钉子，当时学校里没有几个学生，我就去图书馆借阅查资料。

最后，向我的父亲、母亲、亲人致谢，感谢他们对我的理解与支持。

参考文献

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