冷冲压工艺与模具设计案例库案例1--7密封垫片冲压模具设计说明书--基座片冲压模具设计说明书.pdf

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1、设计任务书:1QO02密封垫片要求表面平整、无毛刺，尺寸精度要求不高。材料为优质碳素结构钢（如20）,料厚1.0m m,属于大批量生产。冲压工艺性分析图 1 密封垫片由 图 1得知，该制件结构简单，形状对称，无狭缝、窄槽，无尖锐角。制件上孔与边缘的最小距离bi=7 m m,大于1.5 倍的料厚；孔与孔的最小距离b2=1 2 m m,大于2 倍料厚。该制件上。1 6 的孔为后续安装孔，所以精度要求较高（I T 1 2 级），其他均为未注公差，精度要求不高，视为I T 1 4 级，同时要求表面平整无毛刺。材料为2 0钢，具有较好的冲裁性能，适宜采用冲裁加工。二、冲裁工艺方案制订1.冲裁工艺方案初定

2、该零件包括落料、冲孔两道工序，可以采用以下三种工艺方案：D采用单一工序的冲压方法：即先落料，再以外形定位冲孔，如图2 所示。b）冲孔2）采用复合工序的冲压方法：即冲孔和落外形在同一副模具同一工位的一次冲压行程中完成，如图3 所示。图 3 复合工序3）采用级进工序的冲压方法：即在同一副模具的不同工位上先后连续完成冲孔一落外形，如图4所示。2.冲裁工艺方案分析1）第一种方案的优点是模具结构简单，设计与制造周期短，成本均低。但需采用两副模具分别进行落料和冲孔，冲压生产率低，不能满足零件大批量生产的需求。2）第二种方案的优点是冲压的生产效率较高，且制件的平整度较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计

3、制造周期较长，模具成本较高。3）第三种方案的优点是冲压生产过程易于实现机械化和自动化，生产效率较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。综合以上分析，以满足制件质量和生产纲领为主要因素，第一种方案显然不能满足要求，因此暂定采用第二或第三种方案。三、排样设计1.排样方法选择经分析该制件可采用直排和斜排的排样形式，如表1 所示。表1排样方法2.搭边值确定密封垫片料厚为1m m,由表2/2可查得，工件间搭边值a】=L 2m m,沿边搭边值a=1.5mm,如表2所示。表2排样图排 样 图复合斜拉3.材料利用率计算案例冲裁材料利用率如表3所示。表3案例冲裁材料利用率计算排样方

4、案_ _ _ _ _ _ _ _ _ _工件面积/mm?直排 黑 5=3680.34-匚-忸坦 （Auto CAD软件测盘）!个进距的材料面积，mm?S产8 1.2X133=10799.6$)=131.2X83=10889.6材料利用率年 =：遇0.41+10799.6)KIOOU叵-(3680.3 W10889.6)xl0033.80%斜排$)=93.8X83=7785.4 二(3680.34+7785.4)xl00%=17.28%经上述分析，采用斜排的排样方式材料利用率最高，可达到47.28%。四、冲裁模结构类型确定1.复合工序冲裁模具结构类型确定冲裁复合模采用弹性定位销与固定导料销的定位

5、方式控制条料的送料方向和送料步距，如图5所示。同时，采用弹性卸料、下出件的方式取出制件和废料。图 5 冲裁复合模定位方式2.级进工序模具结构类型确定冲裁级进模采用导料板控制送料方向，采用导正销、侧刃和挡块的方式控制条料送料步距，如 图6所示。为保证条料送进的平整性，在导料板送入端设有承接板。同时，采用弹性卸料、下出件的方式取出制件和废料。五、冲裁模工作部分刃口尺寸计算冲裁模工作部分刃口尺寸可采用分开加工与配做加工两种方式，本案例选用配做的方式进行加工，其相应的刃口尺寸计算如表4所示。表 4 冲裁模工作部分刃口尺寸计算(采用配作法)尺 寸 分 类 件刃口尺寸密 封 表 面 二 一 要 求 毛 因

6、 此 断 面 版1ft要 求 片,查 表2-2 6可将冲载网留Z=|t.11|17=0.010.021.根据而作法谀计且保证双面向度.根据制件冲压工回爸分析符.尺寸100为IT12线,其 他 均 为I T 级.由附录 K.奁得：A丽为035，*.八八0 6为0.43 加，八18为0.62/，“，八060为0.74“1/”，一模具制造偏差按1T7级选取.由附录 K 查得：尻5为O.O35/n h%|外 dog为Q 18n,金m为O.O25m，n.atoQ.Oinun(O I.)G O 荏表 2-2 7,取 x=0.5。X.J y 4KM=(40-05x0.62心 0=39.69；“，”-%(15

7、-05x0.431”=4.785产 O TH4M a(l6+0.5x0.43)fll8 16.2i5?n(J)/nm-一：一一 -At,=(60+0.5x0.74G-r-100 0.125 x0.35=100 0.044nn批注 1 :如果无毛刺要求，按理说应该间隙再小些，否则冲完要研磨零件批注 2 ：已经修改原间隙为0.1 U H 2 5六、冲压力的计算根据上述冲压工艺方案和模具结构类型的分析得知，采用复合工序和级进工序两种不同的工艺方案，不同的模具结构形式，其冲压成形所需冲压力不同，具体如表5所示。表5冲压力计算模具结构类型冲裁力卸料力推料力顶料力总冲压力正装复合由附求B可查得2 0 钢的

8、 r=2 8 0-4 0 0 M P a.取 3 5 O M P a.利 用A u t。CAD软件测的该制件冲孔轮麻 长 度 为2 8 9.0 2 6 6 m m.落林轮晚长度为3 1 9.8 1 2 7 mm。F.v=/.3 x 2 8 9.0 2 6 6 x|X3 5 O=I 3 I 5()7(N)F=/J x 3 1 9.8 1 2 7 x 1 x?5 0=1 4 5 5 1 5(N)F=K L t r=1.3 x 6 0 8.8 3 9 3 x 1 x 3 5 0=2 7 7 0 2 2(N)由我31查抑K H=O.O 2 5 M).O 6 O取 K=0.0 5F =0.0 5 x l

9、 4 5 5 1 5 7 2 7 6(N)1 1 1*2-3 1 隹得K =0.0 5 0r.=oI I I*2-3 1 住用K w=0.0 6F =C.O 6 x 2 7 7 O 2 2 1 6 6 2 1(N)弹性卸料F i=2 7 7 0 2 2 4 1 3 8 5 1*1 6 6 2 1=3 0 7 4 9 4(N)倒装复合F =5 x 0.0 5 x 1 3 1 5 0 7=O.O 5 x 2 7 7 O 2 2-I 3 8 5 K N）刚性卸料时无卸料力F 滑块行程/m m10 0I.作台孔尺寸左右3 0 0行程次数/次8 0前后15 0色附录N选用公称压力为400K N的开式压力

10、机*封闭离度调节如mm8 0/m m口径20 0例装复合弹性卸料=27 7 0 22+7 27 6 4-3 28 7 7=3 17 7 I 5(N)3 I 8(K N)F；=l.1x 3 18 3 5 0(K N)最大封闭高必mm用定行或可做大3 0 0立柱向矩肉/m m5 0 0位4 0 0送刎公称压力时滑块即下死点距离/m m7 11阀喊高20 0活动台n:力机潜块中心刎床q紧固工作价平面距离/m m210级进弹性卸料氏=27 7 0 22+13 8 5 1死9 25 6=3 6 0 129(N)-3 6 0(K N lF =l.l x 3 6 O 3 9 6(K N)滑块中心到床身距离2

11、20模 柄 孔尺寸（直径/m m x 深度/mm）6 5 0 x 7 0工作台尺寸/m m左右6 3 0工作台板厚度f m m8 0前后4 20做 斜 角（可懊式工作台压力机）3年批注 3 :1.3?批注 4 :书上是1.1-1.3制件，其他案例都是按照1.1计算的，所以就统一都是L 1八、模具压力中心的计算I.复合工序冲压时根据图5所示的冲裁复合模排样和定位方式，取大的圆孔中心为坐标原点（），0）,如图7所示。从图7中可以看出，该制件形状相对于倾斜的中心线对称，所以复合冲压时，模具压力中心就是图中所示0点的坐标原点，也就是形心位置。图7复合冲压模具压力中心示意图2.级进工序冲压时根据图6所示

12、的冲裁级进模排样方式和定位方式，取外形圆弧圆心为坐标原点0(0,0),如图8所示。从图8中可以看出，制件关于X轴近似认为对称，在忽略侧刃冲压力时，丫 产0。利用Auto C AD软件，计算模具的X轴的压力中心为：,。西+4 ,+&*a _ 319.8127 x 0+50.2655 x5O.5+188.4956 x 93.8+50.2655*137.1+-+&+A4-319.8127+50.2655+188.4956+50.2655因此，级进冲压时按图8模具的压力中心坐标为(44.53,0)Y图8级进冲压模具压力中心示意图九、冲裁复合模总体结构设计1.凹模结构设计：根据查表得：系数k=0.18凹

13、模厚度：H=kb=O.I8X 120=21.6mm凹壁壁厚：C=(1.5 2)H=(1.5-2)X21.6=32.4 43.2m m,取 C=40mm凹模的外形尺寸：L=2C+120=2 X 40+120=200mmB=2C+80=2 X 40+80=160mm根据GB2873.1-1冷冲模复合模典型组合(矩形厚凹模典型组合)，确定凹模尺寸为200X160X 32m m,具体的模架尺寸规格如表7所示。批注 5:修改表7滑动导向后侧导柱模架尺寸规格凹横周界外形尺寸闭合高度1(零件件号、名林及标准编号1234上模座GB/T23566.2下模座GBH 23562.2导柱GB/T286L1导套GIVT

14、2K61J数量LBLiBi最小最大1妞格200160200335195240200 x160 x40200 x160 x5028x19032x19028x100 x3832x100 x382.其它模板参数及标准件选用根据GB2873.1-I冷冲模复合模典型组合(矩形厚凹模典型组合)，确定凹模周界为200X 160的模具零件规格如图9所示，零件件号与孔距尺寸位置如图10所示。凹,隔 界L2S0l0200B160凸 凹,长 度SS配 用 模 鬻 含 高 度般 小210最 大2SST L 距 尺 寸S220124IMS,13060MS,124S，0零件件名林ft行C2号1第 版GR 28M.3-8I

15、K1250 x(140)x 8ISO x 1608200 x 160*82固定板GB 25.2 812S0 x(H 0)M IBISO x 160 x 18200 K le0*183凹 模CRw格250 x(140)K 32160 x IM x 32200K l0 x324期K板GB 25.2-81250 M x|160 x IM x 16200 x IS O,165定板GB 2 M.2-ti250 x(140)*20160 x 160 x 20200 x 100 x 206S 板GB 28M.3-81250 x(140)x 8160 x IM x 8200 x 100 x 87 仃GB 70

16、7646X SOM 12 x 70S席柱仍GB 119762ro12*709101 112卸*1 行CB 2887.581*GB 209990 HGB 7076H林 情GB 11978484e48ZBO12*50MI28512*9013I R柱 曲GB 119-766012x60图9 GB2873.1-1冷冲模复合模典型组合（矩形厚凹模典型组合）节选图1 0零件件号与孔距尺寸位置3.弹簧的选用和冲压设备估算利用TassiePressCAD软件测算的弹簧和冲压设备估算如图I I所示。suHaosn5位估宜M料厚度|1 I冷发长度 1划 0|抗田强度 叵MPa SPCC 硒 设 A收 料 力 系

17、效|。05安全系效|13|计算结果岸 电贵加舱且1网*0 发 30 v 资料WW-K#so“但 缩 况 I|在M 关闭 I AW计*0.5 t,根据图2分析并查二维码文件得知，其弯曲件展开尺寸可按r N O.5 t时的双直角弯曲结构（如 表1所示）计算。表 1 弯曲件r 0.5 t 时双直角弯曲形式展开尺寸计算弯曲形式 简图 计算公式该制件展开尺寸计算如下：r/t=3/l.2=2.5,查表 3-9 得 k=0.4 5 8L =/1x 2+/,+-(r+J t z)=(5 3-3-1.2)x 2+(5 3-3 x 2-1.2 x 2)+3.1 4 x(3 +0.4 5 8 x 1.2)十三、冲裁

18、工艺方案制订3.冲裁工艺方案初定该零件包括落料、冲孔、弯曲三道工序，可以采用以下三种工艺方案:4）采用单一工序的冲压方法:如图2所示。即先落料，再以外形定位冲孔，最后进行弯曲,/广二 e。I。0a）落外形 b）冲孔 c）弯曲图2单 工序5）采用复合工序与单工序组合的冲压方法；即冲孔、落外形在同一副模具同一工位的一次冲压行程中完成，然后在进行弯曲成形，如 图3所示。18 左支架冲压模具设计说明弓a）落外形与冲孔复合 b）弯曲单工序图3复合工序与单工序组合方式6）采用级进工序的冲压方法：即在同一副模具的不同工位上先后连续完成冲孔-切废-弯曲-切断，如图4所示。mr wi1;!V !十。-!-申-!

19、-附 一 一 百 一 由 一 /IJ i i（图4级进工序4.冲裁工艺方案分析1）第种方案的优点是模具设计、制造简单、周期短，模具结构简单，成本均低。但因采 用3副模具分别进行落料、冲孔和弯曲，定位产生累积误差大，且其冲压生产率低，不能满足零件大批量生产的需求。2）第二种方案的优点是冲压的生产效率较高，且制件的平整度较高，仍需要2副模具，定位误差较大。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。3）第三种方案的优点是冲压生产过程易于实现机械化和自动化，生产效率较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。综合以上分析，以满足制件质量和生产纲领为主要因

20、素，第一种方案显然不能满足要求,第三种方案成本太高。因此，采用冲孔落料复合与弯曲单工序（U形件一次弯曲成形）的组合方案十四、排样设计4.排样方法选择经分析该制件可采用直排的排样形式。19 左支架冲压模具设计说明书5.搭边值确定U形支板料厚为1.2mm,由表2-10可查得，工件间搭边值ai=1.5mm,沿边搭边值a=I.8mm,多工序连续冲压时，切断宽度尺寸C=1.5t=1.8mm,查表取Cmin=2.0mm。表2-1 5典型案例排样图洋拌6.材料利用率计算20 左支架冲压模具设计说明书表 2-1 7 典型案例冲裁材料利用率计算案 例工件面枳/m m?1个进距的材料面积/m m?材料利用率U形支

21、板竖排发合S=3 7 9 8.6 5 6(Au t o C A D软件测量)&F2 9.5 X 1 5 6.9 4=4 6 2 9.7 3，=(3 7 9 8.6 5 6乂6 2 9.7 3)x 1 0 0 5 8 2.0 5%级进S b=3 0 X 1 5 6.9 4=4 7 0 8.2，?-(3 7 9 8.6 5 6 4 4 7 0 8.2)x 1 0 0 V 8 0.6 8$横排匏合S o=2 9.8 X1 5 4.8 4=4 6 1 4.2 3 2q 二(3 7 9 8.6 5 6-M6 1 4.2 3 2)x 1 0 0%=8 2.3 2%级进5O=2 9.8 X1 5 5.3 4

22、=4 6 2 9.1 3 2U=(3 7 9 8.6 5 6-M6 2 9.1 3 2)x 1 0 0%=8 2.0 6%经上述分析，采用横排的冲孔-落料复合+弯曲单工序的冲压工艺方案的排样方式材料利用率最高，可达到82.32%。十五、冲裁模结构类型确定3.定位方式的确定典型案例定位方式确定案例|图示冲压-落料或含模性分析，采用弹性定位销+导料销组合的定位方式-V根据落料外形采用定位销来初定位，并根据冲孔大小设计2个定位螺栓来防止再曲过程中的偏移。形支板4.至卸料及出件形式的确定典型案例卸料与出件形式确定图示一 冲 压-落 料 性 分 析，采用弹性卸料的方式。复合工序_ _ _ _ _ _ _

23、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _弯曲凸校内部用弹性顶杆推出防止卡在上模，弯曲凹在内部用2个弹性顶板顶出来出件U形支板十六、模具工作部分尺寸计算批注7:冲裁间隙?典型案例的刃口尺寸计算批注（81:配作法？21 左支架冲压模具设计说明书冲裁模刃口尺寸计算U形支板对冲裁断面质量要求不高，一 般 位IV类断面，查 表2-1 8可用冲裁间

24、隙Z=(1 0.0%12.5%)I,H P Z=0.12-0.1 5 m m.根据制件冲压工艺性分析得，所有尺寸均按照1T14级。由附录 K,查得：为 Imm.Am u 90.74mm,A-：,AN和 An为0.5 2mm,A 0Kl为0.36mm,.A RJ 为 0.25 mm。模具制造偏差按IT7级选取“由附录K查得：6 m.“为0.2 m m,。如？为0.0 3 m m,红、外 和%为0.021、%|0为。0 1 5m，狐为 0.01 mm,查表 279,15 3.34、5 0.17,22、23、和 28 尺寸取 x=0.7 5,小 10 和 R3 尺寸取 x=l .An.=05 3.3

25、4-0.75 x 1产=l 5 2.5%,l w/n mA.,p v=(5 0.17-0.75*0.74=49.6 席侬 WMA,.,-(22-0.75 x 0.5 2 =21.6*八 十(28-0.75 x 0.5 2)；U C，=27.6 m mAw -(3-1 x O.25 Vl =20mm5 .弯曲凸、凹模间隙：制件得弯曲宽度与高度之比B/H=28/48.8-0.060取八=0.05F =0.05 x 131325=65 66N由我2-17杳得=0.05 0F n=0由表2 4 7杳褥K*=0.06F M=0.06X 3247879N弹性卸料A=15 45 9+65 66+7879=1

26、688MNF *5 x 0.05 x 23034=5 75 8NF =0弹性卸料F，=15 5 9,65 66+5 7S8=166683N弯 曲工序自由剪曲力校正驾曲力顶件力与曲成形总冲压力22 左支架冲压模具设计说明书u 形件弯曲在附录B得Q235的抗拄强度。忤375 IfeOMFa,取45QYPa,0.7 KB?K ft7xl.3x28xl.2?x450 r+t 3+12fit表 3-6 存.顶件力系数(=0.1-0.2.取 K=O.2F/KFa 0.2x4=0.8KNFe=F,+F产 4.8KN十八、冲压设备的选用表2-2 4典型案例冲压设备的选用案例总冲压力压力机所需公称压力暨板落料+

27、冲孔发台正装更合冲性卸样 =I688O4N=169KNF:例装复合弹性卸料F：=I66683NI67KNF；=l.1x166I83(KN弯曲单工序自由弯曲F*=R+RF1.8KNF =13x4.8=6.24(KN)，压设缶屐木叁数出力机型号公称压力/KN25040公称压力/KN25040直附录N 选用公称压力为250KN的开式压力机.滑块行程Anm8040左右260130行程次数/次min100200工作台孔尺寸/mm前后13060封闭高度调节fiVmm7035直径180100固大封闭高度，mm冏定台或可娠式250160立柱间距离/mm260130活动台位置360达到公称乐力时滑块亚下死点距离

28、，mm63被高180活动台压力机滑块中心到床身紧固工作台平面距离,mm180f 刖1录 N 选用公林田力为4OKN的开式压力机.滑块中心到床身即离/mm190100模柄孔尺寸（直径/tnm*深度/mm）e 50 x70330 x50工作台尺寸7mm左右5602801：作台板再度Jmm7035前后360180懂 斜 角（可帧式工作台压力机3(f十九、模具压力中心的计算1.冲裁复合工序（冲孔与落料复合）：图2冲裁复合模具压力中心示意图取制件形心为坐标原点（0,0）,从图中可以看出，该制件形状相对于坐标原点对称,所以复合冲裁时，模具压力中心就是图2中所示0点的坐标原点，也就是形心位置。2.弯曲单工序

29、：取制件形心为坐标原点（0,0）+t+h=22+28+1.2+(46)=55.257.2m m,取长度为 57mm。材料选用T10A钢制造，热处理进行淬硬，HRC58-62,其许用抗压强度 6 =13OOMPa,其结构选用直通式。3.模具材质及热处理：凸模、凹模与凸凹模材料为C门2 Mo V,热处理5 8 6 0 HR C,其他模板材料均为4 5钢。25 左支架冲压模具设计说明书二十一、弯曲单工序模总体结构设计1.顶料板结构设计顶料板位于弯曲凹模中，同时要保证能够上下自由移动，经分析其对应得制件长和宽为53mm x28mm,取其与弯曲凹模单边间隙为1个料厚，即1.2m m,因此顶料板的长和宽5

30、0.6mmx28mm。综合考虑其工作的受力情况，取厚度为9nlm。材料为45钢.2.弯曲凹模结构设计:26 左支架冲压模具设计说明书弯曲凹模厚度：H旁 凹=q+L0+，+力 顶=5 +20+3+1.2+9=38.2 m m,取40mm弯曲毛坯的长度和宽度为153.34mmx28mm,考虑到弯曲凹模上定位销和螺钉、销钉的安装位置.，一般情况下弯曲凹模单边壁厚为3050m m,由此设计的弯曲凹模长度和宽度尺寸为：250mmx100mm。材料选用Crl2m oV制造，热处理要求为58-62HRC。2.其它模板结构设计1)弯曲凸模固定板结构设计凸模固定板的形状一般与凹模形状相同，凸模固定板的厚度：H.

31、-1*1=(0.60.8)H 叫 产(0.60.8)X40=2432mm凸模固定板的厚度取25mm。材料为45钢。2)垫板结构设计垫板的长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度一般设计为1012mm。这里取10mm。材料为45钢。3.弯曲凸模结构设计：根据弯曲模总体结构设计，弯曲凸模的长度应等于凸模固定板的厚度、弯曲直边的长度与防碰撞间隙之和。为了防止弯曲过程中弯曲直边与凸模固定板发生碰撞，取防碰撞间隙为3 m m,因此弯曲凸模长度匕可.按下式计算：L=h,M Ai+h 由+h 何 图=25+53+3=81 mm弯曲凸模设计为直通式，用螺钉吊装再垫板上。凸模材料选用Crl2m oV制造，热处

32、理要求为58-60HRC。设计任务书27 左支架冲压模具设计说明书左支架是应用在电子、电器产品上的零件,Q195-Q215A),料 厚 为1m m,大批量生产。其材料为冷轧钢板(相当于牌号28 左支架冲压模具设计说明书二十二、冲压工艺性分析该制件形状不对称，结构复杂，本体结构为L形，侧边有一个Z形臂，前端有两个L形臂，所有结构宽度均大于2 n m 1。因此无悬臂和窄槽，且无尖锐角。制件上小3孔与边缘的最小距离b i=U-7=4 m m,大 于1.5倍的料厚；孔与孔之间的最小距离b 2=7 m m,大于2倍料厚，满足冲裁结构工艺性要求。经上述分析，该制件包含L形、Z形和U形三种弯曲结构，其最小弯

33、曲直边长度h=3 m m 2 t o中3孔距离弯曲变形区的最小距离s=7 m m t+r,因此可以先冲孔后弯曲，弯曲时孔不会发生变形。从 图1可以看出，该制件尺寸精度要求较高，为I T 1 0级，同时要求表面平整无毛刺。材料Q 1 9 5-2 1 5 A,具有高的塑性、韧性和焊接性能，良好的压力加工性能，但强度低，适合冲压成形。二十三、弯曲工艺参数计算3 .弯曲次数分析该制件包含L形、Z形 和U形三种弯曲结构，其 中U形 和Z形均无弯曲圆角半径，弯曲需增加整形。L形弯曲时，圆角半径r为0.5 m m,大于Q 1 9 5-2 1 5 A材料弯曲时允许的最小弯曲圆角半径(r.“,=0.l t=0.

34、1 m m),因此可以一次弯曲成形。4 .弯曲件展开尺寸计算该制件弯曲分析如图2所示。包含L形、Z形 和U形三种弯曲结构，其 中U形 和Z形均无弯曲圆角半径，L形弯曲的圆角半径r=0.5=0.5 t。经上述分析，毛坯展开尺寸按下面的方法分别计算。29 左支架冲压模具设计说明书(1)U形，Z形弯曲展开尺寸计算根据图3,无圆角半径弯曲件的展开长度计算公式为:L =L.+k n t查教材P 9 9页表格3-1 2得，U形和Z形弯曲弯角系数k=0.4 5QLu 3=1 1+2 x(3-1)+0.4 5 x 1 x 2=1 5.9Lz=7 +(1 6-8.5)+2 x 0.4 5 x 1 =1 5.4图

35、 3 无圆角半径弯曲件的展开长度图 4 L 形弯曲件展开尺寸计算(2)L形弯曲展开尺寸计算根据图4,L形弯曲件的展开长度计算公式为：L =L +L 2 +(r+k t 卜采用无顶板弯曲，查教材P 9 7页表格3-9得，L形弯曲弯角系数k=0.3 8oL =L,+L2+(r+k t)c z=(1 6.2-0.5-l)+(8.3-l-0.5)+(0.5 +0.3 8x l)x y=1 4.7+6.8+1.3 81 6=2 2.88经上述分析计算，零件的各个弯曲部分展开后，形状和尺寸如图4所示。二十四、冲压工艺方案制订5.冲压工艺方案初定该零件包括落料、冲孔、弯曲三道工序，可以采用以下三种工艺方案:

36、30 左支架冲压模具设计说明书7）采用单一工序的冲压方法：即先落料，再以外形定位冲孔，然后依次进行L形弯曲、U形弯曲、Z形弯曲，如图6所示。_ _ _ _ _ _ 叼L_到 叼 a）落外形 b）冲孔 c）L形弯曲 d）U形弯曲 e）Z形弯曲图6单一工序8）采用复合工序与单工序组合的冲压方法：即冲孔、落外形复合、L形 和U形弯曲复合，最后进行Z形弯曲，如图3所示。一 叼叼a）落外形与冲孔复合 b）L形和U形弯曲复合 c）Z形弯曲单工序图3复合工序与单工序组合方式9）采用级进工序的冲压方法：即在同一副模具的不同工位上先后连续完成冲6.冲压工艺方案分析1）第一种方案的优点是模具设计、制造简单、周期短

37、，模具结构简单，成本均低。但因采 用5副模具分别进行落料和冲孔，定位产生累积误差大，且其冲压生产率低，不能满足零件大批量生产的需求。2）第二种方案的优点是冲压的生产效率较高，且制件的平整度较高，仍然需要3副模具，定位误差较大。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。3）第三种方案的优点是冲压生产过程易于实现机械化和自动化，生产效率较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。综合以上分析，以满足制件质量和生产纲领为主要因素，第 种和第二种方案显然不能满足要求。因此，采用第三种级进方案，其工序安排依次为：1-冲导正销孔和6 3圆孔；2,3,4-切废

38、；5-冲巾3圆孔、切废和Z形弯曲；6-U形弯曲；7 T,形弯曲；8-切废；9-切断。31 左支架冲压模具设计说明书二十五、排样设计7.排样方法选择对于上述排样方案，从条料的刚性、模具尺寸及冲裁刃口结构的复杂性考虑，采用竖排直排的排样方法，可以减少步距，提高条料刚性，减小模具尺寸。8.搭边值确定左支架料厚为1m m,由表2-10可查得，工件间搭边值ai=1.2mm,沿边搭边值a=1.5mm,多工序连续冲压时，切断宽度尺寸C=L5l=L8mm,查表取Cmin=2.0mm。考虑到级进模切废和切断凸模的强度，搭边值适当放大。零件有多处弯曲，模具板上的让位孔较多，且 L 形弯曲时单边受力，为保证送料强度

39、，中间增加一条连接料后续切断。经上述考虑，最终设计的排样图5 所示。32 左支架冲压模具设计说明书其工序安排为：1-冲导正销孔和小3圆孔；2,3,4-切废；5-冲中3圆孔、切废和Z 形弯曲：6-U 形弯曲：7-L 形弯曲：8-切废；9-切断9.材料利用率计算根据图5 所设计的排样图，送料步距A=2 2.6 mm,条料宽度B=4 9 mm,一个送料步距内材料的面积S o=A x B=2 2.6 x 4 9=1 1 0 7.4 mm l 经 A u t o C A D 软件测量制件的面积S=4 7 3.5 4 8 4 mm)因此，材料利用率=(4 7 3.5 4 8 4;1 1 0 7 x l0

40、0%=4 2.7 6%二十六、冲压模结构类型确定5 .定位方式的确定典型案例定位方式确定6 .卸料及出件形式的确定典型案例卸料与出件形式确定图示一进模|采用用性卸卸板卸卸方式，冲裁废料由刃刃内内者冲裁方向落下.条料由浮料销抬升.二十七、模具工作部分尺寸计算典型案例的刃口尺寸计算案恤U形此处只计算：冲。2.5导正策孔和。3圆孔部分冲裁刃口尺寸左支架对冲裁断面质量整求较高.一般位川类断面，查表2 T 8 可得冲裁间隙Z=(1 4%1 8%)t.即 Z=0.根据制件冲压工艺性分析得.所有尺寸均按照IT 1 0 级.冲裁刃口尺寸计算由附录K,查得：一用A J为0.0 4 m m。杳表2/9 得，磨损系

41、数x=0.7。模具制造偏差按IT 7 级选取,由表2-2 0 查得：6*%，为-0.0 2 m m 心皿、a 加为，0.0 2 m m.|,|+|=|-O.O2|4-|+O.O2|=0.0 4 Z-Z=0.1 8-0.1 4 =0.0 4支板经上述计算得知，满足凸模与凹模互换加工的条件：忸卜冏设4 -Z 。因此，冲孔凸模与凹模刃口尺寸可按下式计算：冲孔凸模：4=(心+山 左 冲 孔 凹 板 d*4+z/ad,Jj t=(2.5+0.7 x 0.0 4)0a g =2.5 2cM d2 A1=(2.528+0.=2.6 用“33 左支架冲压模具设计说明书d%=(3.0 5+0.7 x 0.0 4

42、)0 2 =3.0 7 8 .1,;dM=(3.0 7 8+O.l o =r.“-0.1 m m9 .弯曲凹模用1 角半径：r,i=(3-6)t-3-6 m m,取 5 m,1 0 .弯曲凹模深度：L 形弯曲：向上弯曲成形，制件弯曲边长L=1 6.2 7 =1 5.2 m m,台表3-2 0,凹模深度为3 1 5 m m：z 形弯曲:向下弯曲，凹模深度为制件弯曲尺寸，3 1.1 m m：U形弯曲：向上弯曲，查衣3T8得，模深度m=3 m mU.窗曲凸、凹模间隙：L 形弯曲:制件得弯曲宽度与高度之比B/H=l l/1 5,2 2,U形弯曲：制件得弯曲宽度与高度之比B/H=3.4/2 I1I28N

43、由非2-17食得K*=0.025-0.060取 K*=0.05F=0.05x36649=1832N由表2-17杳得=0,050FM=0由衣2 4 7 杳得K E 0 6F=0.06x36649=2199N尼=41428+1832+1195+2199=46654NF 8*5x0.05x4778=1I95NFwM)弯曲工序自由弯曲力校正驾曲力顶件力弯曲成膨的冲压力L形弯1 1 1 1育 阴 录 R得Q 195-2I5A的 抗 14强 位。.=315-390MPa.取 350MPa.Q3K&F.(X7K13X1 1 X35Q*2336Mr+t 05+1F 好F,g=2336+l890+2(M=443

44、0NZ 形再曲代表3-25得,q=30MPa.投影面枳A=7x9=63mnr.弯曲力为，Fj=qa=30 x63=l890NU 形弯曲食表3-25得,q=30MPa.投影iffi枳A=234x 弯曲力为：Fj=p=30 x6.8=2(MN34 左支架冲压模具设计说明书二十九、冲压设备的选用表2-2 4典型案例冲压设备的选用案例冲压力压力机所辅公称压力乐力机型号压力机参数左支梨冲裁F =46654NF,=1.1x46654+1.3x443047078N77K N钙附录N选用公称压力为63K N的开式压力机.滑块行程/mm50工作台孔尺寸/mm左右150行程次数，次 min16()前后70封闭高度

45、调节10口径110最大封闭商度/mm同定台或可颁式170立柱间即离，mm150活动台KcW.最低达到公称压力时滑块亚N死点即离/mm活动台乐力机滑块中心到床身紧固工作台平面距离弯曲F e=F,+F,如4430N滑块中心到床身距熟11()模柄孔尺寸(内 径 深 度fmm)中30 x50工作台尺寸左右315L作台板厚度/mm40前后2(X1顺斜角(可倾式工作台压力机30.三 十、模具压力中心的计算曲力.利用Auto C A D软件，测得冲裁部分边界周长依次为：L i=7.8540mm,L2=9.4248mm,L 3=9.4248mm,L 4=56.5416mm,1,5=40.7416mm,L f=

46、59.9807mm,L?=30.9124mm,L s=67.9993mm,L i2=58.0431mm,L13=33.2mmo利用冲裁力计算公式，求得冲裁力依次为：Fi=级进模的模具压力中心的坐标值为()三十一、级进模总体结构设计1.凹模结构设计：根据查表得：系 数k=0.35凹模厚度：H=kb=0.35X40=l4mm,考虑到模具强度和弯曲的模内让位孔的高度，取H=30mm凹壁壁厚：C=(1.52)H=(1.5-2)x30=456 0m m,取 C=50mm凹模的外形尺寸：L=2C+9xA=2x50+9x22.6=303.4mmB=2C+b=2x50+40=140mm考虑到后续模具的加工制造

47、，最终确定凹模的周界尺寸为：300rnmx150mmx30mmo2.其它模板参数及标准件选用1)凸模固定板结构设计凸模固定板长和宽的尺寸一般与凹模相同，凸模固定板的厚度按下式计算：H w (0.6().8)H 凹=(0.60.8)X30=1824mm考虑到凸模的后续安装和凸模固定板的强度，取凸模固定板的厚度为30mm。2)卸料板结构设计35 左支架冲压模具设计说明书排样设计时，L形 和U形弯曲得弯曲方向设计为向上弯曲，考虑到多次弯曲的让位和卸料板的强度，将卸料板设计为卸料背板和卸料板两个部分，二者的长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，卸料背板的厚度设计为14mm,卸料板的厚度考虑到弯曲和后续

48、工位的避让，设计为30mmo3)垫板结构设计垫板的长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度般设计为1012mm,考虑到其外形和强度要求，取18mm。3.凸模结构设计：1)冲孔凸模结构设计弹性卸料时，冲孔凸模长度按下式计算：L=h 凸 周+h 却 料 背 我+h”科 校+h 传+hz+t=3()+14+30+8+l+l=84min中3孔设计为直杆式，由于冲孔工作部分直径3mm太小，查标准(JB/T58252008)选用直径中5,长度90mm得标准凸模，然后加工至其长度为84m m,工作部分直径中3,同时在工作部分增加凸模保护套，防止冲孔折断。2)其他凸模结构设计其他凸模的长度参考冲孔凸模长度与

49、产品的成型要求配作.5.模具材质及热处理：凸模、凹模与凸凹模材料为Cr 1 2 Mo V,热处理5 8 6 0 HR C,其他模板材料均为4 5钢。罩壳冲压模具设计说明书任务书材料为纯铝，属于大批量生产。36 左支架冲压模具设计说明书图I罩壳37 左支架冲压模具设计说明书一、冲压工艺性分析由 图1得，制件筒体形状对称，属于阶梯形带凸缘拉深件，且拉深凸缘带有弯曲成形，对壁厚均匀性及表面压痕无特殊要求。制 件 料 厚0.3 m m,经分析凸缘上的 1.5的孔与拉深变形区距离s i=9.5-4.5-0.3-0.6-0.75=3.3 5 0.5 t,与弯曲变形区的距离S 2=1 1.5-9.5-0.3

50、=1.7 t+r m，因此孔不在弯曲和拉深的变形区。凸缘圆角半径r,i 0=O.6 m m=2 t,底部圆角半径r p g i=0.6 m m t,底部圆角半径r p g 2=0.3 m m=t；制件无精度要求，材料为软铝。二、冲压工艺参数计算1.案例毛坯尺寸计算（1）拉深部分毛坯展开尺寸计算由图 1 可 得：d=2.9 m m d i=3.8 m m d 2=4.7m m d 3=7.8 m m d 4=9.3 m md 5=1 1.2 3 d 6=1 7.8 m m h i =0.1 mm h 2=4.2 m m r=0.4 5 m m r i =0.4 5 mmr 2=0.75 m m