支架的冲压工艺及模具设计毕业设计(33页).doc

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1、-支架的冲压工艺及模具设计毕业设计-第 24 页本科毕业设计（论文）支架的冲压工艺及模具设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按

2、照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本

3、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录

4、（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装

5、订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘 要模具是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。本课题的主要任务是后支架零件冲压模具设计。因为是纺机上的重要部件，精度要求比较高。采取的工艺方案是先落料冲孔复合冲压，然后再弯曲，采用复合模生产。设计的过程是：首先进行工艺方案的论证和各种参数的计算，确定模具各主要部件的结构和尺寸，进行刃口尺寸的计算和相关件的强度校核；查阅相关书籍，选取模具的标准零件；然后根据计算的参数绘制模具装

6、配图和工作部分零件图，再撰写说明书。关键词 复合冲压，复合模，弯曲，模具设计ABSTRACT Mold is a modern industrial production of a wide range of high-quality, high-efficiency, low consumption and strong adaptability of the production technology, or molding tools, Prototyping Tool products, high technological content and high added value,

7、the wider use of new technology products, is the high value of social wealth. The main task of the issue is Textile Machinery Swing stamping process and die design. As the important components, textile needs high precision. The program is the first of blanking-punching composite punch, then bending

8、modulus composite production. The design process: First, the program for the verification process and the various parameters, Die identify the major components of the structure and size, Cutting Edge for the calculation of the size and intensity of the relevant pieces of the check; Access to the rel

9、evant books, To Die standard components; Then calculated the entries drawn die assembly and non-standard components map, Further written statement. Key words Stamping compound，Compound，Die Bending，Mold Design目 录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 背景11.2 冷冲模成型的特点21.2.1 冲裁模31.2.2 弯曲模41.2.3 拉深模51.2.4 多工位级进模61.3 冷冲模具

10、的发展趋势61.4 本文主要研究内容82 工艺方案的选择92.1 零件的工艺性分析92.2 模具的结构形式10 2.2.1 冲裁力和弯曲力的计算11 2.2.2 卸料力、推件力和顶件力的计算123 冲压模具设计143.1 排样143.2 模具压力中心的确定153.3 压力机的选择163.4 模具主要零部件的设计173.4.1 冲孔凸模的结构设计173.4.2 凸凹模的结构设计213.5 冲压模具标准件的选择223.5.1 模架的选择223.5.2 挡料销243.5.3 卸料装置243.5.4 推件装置253.5.5 导向零件设计与标准263.5.6 模柄的选用263.5.7 凸模固定板与垫板2

11、63.6 弯曲模架的选择283.6.1 模架的选择283.6.2 挡料销303.6.3 卸料装置303.6.4 推件装置313.6.5 导向零件设计与标准313.6.6 模柄的选用323.6.7 凸模固定板与垫板324 模具的总装配安装图344.1 模具的装配图344.2 模具的三维图354.3 模具的爆炸图37结论40参考文献41致谢421 绪论1.1 背景模具是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术，或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富，因为模具生产技术的现代化，在现代工业生产中，模具己广泛应用于电动机和电器

12、产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。模具技术水平的高低，己成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，而且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。当前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购的趋向也十分明显。所以，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行

13、列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在质和量的方面有很大提高，而且在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。随着我国工业的迅速发展，工业产品的外形在满足性能要求的同时，变的越来越复杂，而产品的制造离不开模具，利用计算机辅助软件进行模具设计不但提高模具的制造精度而且还缩短了设计及加工的时间。国外工业先进国家都拥有上万个模具企业与支持模具企业或为模具企业提供生产装备的企业相组成的强大的产业基础。这是为适应社会产品工业化规模生产的重要条件和特点。如汽车的工业化规模生产需要一大批专业性模具企业为其提供模具，同时根据汽车零件的生产技术要求，这些模具企

14、业还配有相应的先进技术装备，包括数控计算机数控机床、CAD/CAM系统，以及各种工艺装备。模具的社会效益很高，是高技术含量的社会产品，其价值和价格主要取决于模具材料、加工、外购件的劳动与消耗三项直接发生的费用和模具设计与试模等技术费用，后都，是模具价值和市场价格的主要组成部分，其中一部分技术价值计入了市场价格，而更大一部分价值，则是模具用户和产品用户受惠变为社会效益。如电视机用模，其模具费用公为电视机产品价格的1/30001/5000，尽管模具的一次投资较大，但在大批量生产的每台电视机的成本中仅占极小的部分，甚至可以忽略不计，而实际上，很高的模具价值为社会所拥有，变成了社会财富。所以设计模具具

15、有非常重要的现实意义。冷冲压成形是一种历史悠久的金属加工工艺，随着工业水平的不断进步，冷冲压技术和设备日益完善，在汽车、机械制造、电子电器等行业中，冲压加工得到了广泛的应用。大到汽车的覆盖件，小到钟表以及仪器仪表元件，大多是由冷冲压方法制成的。学习、研究和发展冷冲压技术，对发展我国国民经济和加速现代化工业建设具有重要意义。传统的冲压工艺及模具设计只能在众多简化和假设的基础上进行初步的设计计算，然后依靠大量的经验，反复试模、修模来保证冲压件的成形品质。从而拖延新产品的开发，造成研发成本过高，在市场竞争中处于被动的地位。70年代起，有限元法开始应用于板料成形过程的模拟，各种成熟的CAE仿真软件应用

16、于模具工业中，有效地用来解决模具制造中的难题如拉裂、起皱、回弹的预测。伴随冲压成形的计算机仿真技术日渐成熟，并在冲压工艺与模具设计中发挥出越来越大的作用，成熟的仿真技术可以减少试模次数，在一定条件下还可使模具和工艺设计一次合格从而避免修模。这就可以大大缩短新产品开发周期，降低开发成本，提高产品品质和市场竞争力。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。而对于塑件成型而言，冲压模具占有相当大的一部分，钣金的生产如机壳、汽车外壳，等的一些部件的成型模具等等，这些模具的制造都体现了冲压模具的制造水平。在如今的交通发达时代里，汽车无处不在。已进入千家万

17、户、时刻不离身的工具。在市场上各种款式的汽车有各类的轿车扣手 。那么轿车扣手底座设计便是我们模具行业需要去研究与创新改进的地方、塑料件的成型有很多缺点。那么，本次的设计任务就是对汽车扣手底座进行成型分析、研究成型塑料件的缺点、并通过软件对塑件进行分析以达到对塑料模的进一步的改造，进一步的创新与设计，才能满足于现阶段广大人民的使用要求。在这样的背景下，在老师的要求下，本设计选用了后支架零件图模具设计进行毕业设计。1.2 冷冲模成形特点冲压模具-在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压-是在室温下，利用安装在压力机上的模具对

18、材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，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。冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：根据工艺性质分类（）冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。（）弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（）拉

19、深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（）成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。根据工序组合程度分类（）单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（）复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。（）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。各类冷冲压模成形特点如下：1.2.1 冲裁模冲裁模的成形特点

20、是：将一部分材料与另一部分材料分离。如图1.1所示的冲裁模成形过程，冲裁模分为落料模和冲孔模。落料模的成形特点是将材料封闭的轮廓分开，而最终得到的是一个平整的零件；冲孔模是将零件内的材料与封闭的轮廓分离，使零件得到孔。图1.1冲裁模成形过程1.2.2 弯曲模弯曲模的成形特点是：将板料或冲裁后的坯料通过压力在模具内弯曲成一定的角度和形状。如图1.2所示弯曲模成形过程，是将平直的板料压成带有一定角度的弯曲形状。图1.2弯曲模成形过程 1.2.3 拉深模拉深模的成形特点是：将经过冲裁得到的平板坯料，压制成开口的空心零件。如图1.3所示拉深模成形过程，是将平板的坯料拉深成筒形零件。图1.3拉深模成形过

21、程 1.2.4 多工位级进模多工位级进模的成形特点是：可以完成多道冲压工序，局部分离与连续成形结合；配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置；模具结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，制造和装调难度大。1.3 冷冲模具的发展趋势随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越意识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了DYNAFORM等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 目前，以汽车覆盖件模具

22、为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等。而模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。专家认为，未来

23、冲压模具制造技术有以下几大发展趋势： (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削

24、加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成

25、型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺

26、先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统1.4 本文主要研究内容1绘制零件图，收集、查阅有关资料，外文资料翻译(6000字符)，撰写开题报告；2对零件进行冲裁/弯曲工艺分析，确定工艺方案；3计算、确定冲压力

27、模具工作部分尺寸及公差，选取模具结构；4设计复合模和成型弯曲模二套，绘制装配图；6撰写毕业论文、毕业设计审查、毕业答辩。2 工艺方案的选择2.1零件的工艺性分析图2.1本设计是关于纺织机摇架后支架冲压工艺分析及模具设计，材料是Q235号钢，板厚是1.2mm。如图2.1所示冲压工艺设计的基本要求为：（1）材料利用率要高，即原始材料消耗要尽可能少； （2）考虑工厂的具体生产条件，制定出的工艺方案要技术上方便可行，经济上合理； （3）工序组合方式和工序排列顺序要符合冲压变形规律，能保证冲制合格的工件； （4）工序数量尽可能少，生产效率尽可能高； （5）制定的工艺规程，要方便工厂、车间的生产组织与管理

28、。良好的冲压工艺能保证材料消耗少、工序次数少、模具结构简单、操作方便、寿命长、产品质量稳定等等。从某种意义上讲，冲压工艺的质量就决定了模具的质量，因此，制定合理的冲压工艺方案是至关重要的。由零件图可知，零件的形状简单，便于实现少废料排样；在各直线或曲线的连接处，都采用了圆角过渡；零件的精度和断面粗糙度等都符合冲裁工艺的要求。零件尺寸公差没有特殊要求，按IT10取，利用普通的冲裁形式可以达到图样要求。该零件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为Q235号钢，板厚是1.2mm。2.2 模具的结构形式冷冲模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、级进模、复合模等。各种冲模的构成大

29、体相同，主要由工作零件、定位零件、卸料与推料零件、导向零件、联接与固定零件等组成。由于本制件结构简单，精度要求不高，经分析由落料、冲孔二道工序组成。如果使用单工序模则会使制造周期增长，不利于提高生产率；经分析可知：该制件也不适合级进模。故采用在压力机一次行程内，完成复合模和折弯成型模等数道工序的模具。复合模具由以下特点：1）冲件精度高，不受送料误差的影响，内外形相对位置一致性好；2）冲件表面较为平整；3）适宜冲薄料；4）可以充分利用短料和边角余料；5）冲模面积较小。因此，本制件在技术和经济上都较为合理的工艺方案为复合模冲压。该零件包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： 先

30、落料，再冲孔，然后弯曲，采用单工序模生产。 落料冲孔复合冲压，再弯曲，采用复合模生产。 采用级进模生产。方案模具结构简单，但需要三道工序、两套模具才能成零件的加工，生产效率较低难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。由于孔边距尺寸20，有公差要求为了更好地保证此尺寸精度，最后确定用复合冲裁方式进行生产。方案2模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能成零件的加工，虽然生产效率底但能保证产品的精度。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁和成型弯曲模的方式。由于孔边距尺寸20，有公差要求为了更好地保证此尺寸精度，最后确定用复合

31、冲裁方式进行生产和弯曲模具成型。工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用弹性卸料和定位钉定位方式。方案3模具结构复杂，只须一道工序、生产效率高能满足零件大批量生产的需求。但由于孔边距尺寸20，有公差要求，级进模加工的产品精度相对较底。难以保证公差要求。 综合上述采用方案2二套模具设计成型。2.2.1 冲裁力和弯曲力的计算 （1） 理论冲裁力（N）可按下式计算： F0=Lt （2.1）式中 L冲裁件周长（mm）；L=316.4 t材料厚度； T=1.2mm 材料抗剪强度（Mpa）。选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取

32、F=1.3F0=1.3LtLtb 式中 F最大可能冲裁力（称冲裁力）； b材料抗拉强度（Mpa）。 为了选用合适的压力机、设计模具和检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求，我们必须计算出相应的冲压力。该模具我们采用弹性卸料和下出料方式。查模具设计指导Q235料，表4-12得：=450本制件中，FLtb=316.41.2450170856 (N)（2）弯曲力计算的经验公式： 由于弯曲力受材料性能、零件形状、弯曲半径、凹模支点间距离、弯曲方式及模具结构等多种因素的影响，用理论公式来计算不但计算复杂，而且也不一定正确。因此在生产中经常采用经验公式计算，作为工艺和模具设计

33、以及选择设备的依据。对于U型弯曲件：Fz=0.7KBt/r+t （2.2） 式中 自由弯曲力（N）； B弯曲件的宽度（mm）； 材料抗拉强度（Mpa）；t弯曲件的厚度（mm）；r弯曲件的圆角半径（mm）；K安全系数，一般取K=1.3。本制件中弯曲力为=0.7x1.3x16x1.2x1.2x450/0+1.2=7862（N）2.2.2 卸料力、推件力和顶件力的计算1）卸料力： F卸K卸F （2.3）式中 F卸卸料力（N）； K卸卸料系数； F冲裁力（N）。查表2-2016得 K卸0.045 所以 F卸=0.045170856 =7688.5 (N)2）顶件力： F顶K顶F （2.4）式中 F顶顶

34、件力（N）； K顶顶件系数（N）； F冲裁力（N）。查表2-2016 得 K顶0.06 所以F顶=0.06170856=10251.4（N）3）推件力： F推K推F （2.5）式中 F推推件力（N）； K推推件系数（N）； F冲裁力（N）。查表2-2116得 K推0.055 所以F推0.0551708569397（N） 4）弯曲顶件力 （2.6）式中 顶件力（N）； 自由弯曲力（N）。K系数；可查表2.1所以=7862x0.15=1179（N）表2.1 系数关系表用途弯曲件复杂程度简单复杂顶件0.1-0.20.2-0.4压料0.3-0.50.5-0.8（资料来源：中国模具设计大典，2003年1

35、月第一版，第174页）落料冲孔总的冲压力为:F总=F+F卸+F顶+F推 =170856+7688.5+10251.4+9397=198.2(KN)模具结构采用弹压卸料装置和上出件方式F总=F+F卸+F顶 =170856+7688.5+10251.4=188.8KN弯曲总压力为 取F=1.2x1179=1.4（KN）3 冲压模具设计3.1 排样冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料费用一般占冲裁件的成本的60%以上。因此，材料的经济利用是一个重要问题，特别对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用、冲裁质

36、量、生产效率、模具结构与寿命、生产操作方便与安全等。排样的意义就在于保证用最小的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。排样是否合理，经济性是否好，可用材料利用率来衡量。材料利用率是指零件的实际面积与所用材料面积的百分比，一个进距内的材料利用率为：= ()100% （3.1）式中 A-冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm）；n-一个进距内冲件数量；b-条料宽度（mm）；h-进距（mm）。材料面积包括零件实际面积与废料面积。提高材料利用率的途径是减少废料面积。废料分为两类，1结构废料 由零件的形状特点产生的废料。一般不能改变，但可以利用大尺寸的机构废料冲制出小尺寸的零件。2. 工艺废料 由零

37、件之间和零件与条料侧边之间的废料，以及料头、料尾所产生的废料。要提高材料利用率，主要应从减少工艺废料着手，即设计合理排样方案，选择合适的板料规格及合理的裁料法（料头、料尾），利用废料冲制小件。在不影响设计要求的情况下，改善零件结构。查冲压模具设计与制造表2.5.2.确定搭边值：确定后往样图如图3.1所示。 两工件间的搭边 =2.0mm 工件边缘的搭边 a=2.0mm 送进步距 H=115mm 条料宽度 B=（D+2a1）=57mm 一个步距内的材料利用率是：=64.1%板料规格拟选用 1.2mm900mm1800mm(10钢)若用横裁：裁板条数 n1 = A/b =1800/115=15余75

38、mm 每条个数 n2 = (B-a1)/h = (900-1.5)/57=15余43mm 每板总个数 n总 = n1n2 = 1515=225个 材料利用率 （3.2） =91%图3.1排样图3.2 模具压力中心的确定模具的压力中心，就是冲压力的作用点。为了使模具内容能够正常而又平衡的工作，特别是对于大而复杂的冲件、多凸模冲孔以及连续冲裁时，必须使压力中心通过压力机滑块的中心线。对于带有模柄的冲裁模，压力中心需通过模柄的轴心线。否则，在冲裁过程中，会产生偏心载荷，形成弯距，使得模具歪斜，加快压力机滑块与导轨之间以及模具导向装置的磨损，刃口迅速变钝。在实际生产过程中，可能出现由于冲裁件的形状特殊

39、，从模具结构方面考虑，不宜使压力中心与模柄中心线相重合，此时应注意使压力中心偏离，不超过所选压力机模柄孔投影面积的范围。如图3.2所示，由于本制是对称型。在X轴上 Xo=107.922=53.96在Y轴上Yo=26.5所以压力中心的位置为 （53.96,26.5）图3.2 零件图3.3 压力机的选择落料冲压模具压力机的选择：由于复合模的特点，为防止设备超载，11可按公称压力的原则选压力机。由于模具中有打料杆，故选择带有打料杆的压力机。根据以上数据，查冲压模具设计手册选定压力机为： 压力机型号: J23-40公称压力/KN: 400滑块固定行程/mm： 100滑块调节行程/mm： 100/8(最

40、大闭合高度)固定台和可倾/mm： 270(最大闭合高度)活动台位置(最低/最高)/mm：270/160闭合高度调节量/mm： 1003.4 模具主要零部件的设计 凸凹模刃口尺寸计算原则:(1)落料时,落料件的外径尺寸等于凹模的内径尺寸;冲孔时,冲孔件的内径等于凸模的外径尺寸.所以落料时应以凹模为设计尺寸,然后按间隙值确定凸模尺寸;冲孔模应以凸模为设计基准,然后按间隙值确定尺寸.(2)凸、凹模应考虑磨损规律.凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小,凹模刃口尺寸磨损使落料尺寸增大,故设计落料模时,制造模具时凹模刃口尺寸应趋向于工件的最小极限尺寸;设计冲孔模时,其刃口基本尺寸应趋向于工件的最大极限尺寸.(3

41、)凸、凹模之间应保证合理的间隙值.由于间隙在模具磨损后增大,所以在设计凸、凹模时均取最小合理间隙Zmin .一般冲模精度较工件精度高23级.若零件没有标准公差,则对于非圆件按GB非配合尺寸的IT14级处理,圆形件一般按IT10级处理.制造模具时常用两种方法来保证合理的间隙：（1）、是分别加工法。分别规定凸模和凹模的尺寸和公差，分别进行制造用凸模和凹模的尺寸和公差来保证间隙要求。（2）、是单配加工法，用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理的间隙。加工后，凸模和凹模必须对号入座，不能互换。3.4.1 冲孔凸模的结构设计如图3.3所示冲孔凸模的结构（材料为Q235）：图3.3冲孔凸模(1)冲裁间隙的确

42、定: 普通冲裁件,其经济精度为IT12IT14,取IT13.冲孔比落料高一个等级.确定冲裁间隙主要有理论法和经验公式法.经验公式: C=mt式中 C合理冲裁间隙(mm); m系数,与板厚及材料有关; t板料厚度.查表得: m=12.5% 所以 C=mt=12.5%1.2=0.15(mm) （3.3）冲孔凹模应以凸模为设计基准,然后按间隙值确定其尺寸. (2）冲孔凸模刃口尺寸计算：模具刃口尺寸及其公差的计算与加工方法有关，基本上可以分为两类：一种是分开加工，一种是配合加工。本模具零件采用配合加工的方法。配合加工就是用凸模与凹模相互单配的方法来保证合理间隙。加工后，凸模与凹模必须对号入座，不能互换

43、。一般情况下，落料件以凹模为基准，冲孔件以凸模为基准。作为基准的模具零件图纸上标注尺寸及公差，在相配合的非基准的模具零件图纸上标注相同的基本尺寸，但不标注公差，在技术要求中要说明非基准的模具零件要按作为基准的模具零件的实际尺寸配做，保证间隙在ZminZmax范围内。1.根据计算原则，落料时以凹模为设计基准，制件精度为：IT14级，故x=0.5 ，制造公差为/4。根据公式 Dd=（D maxx） （3.4）图3.4零件图根据图3.4，可以知道落料尺寸：43,20,48,R3,R6,31,4,21,6,18.5 = mm = mm = mm = mm = mm = mm = mm = Rmm = mm = mm = mm = mm = mm = mm = mm = mm = mm = mm = mm = mm相应凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙在0.1320.18