太原工業學院畢業設計（論文） 畢業論文托架沖壓工藝分析及模具設計1020182266謝慶耀機械工程系學生姓名： 學號： 材料成型及控制工程系 部： 原濤專 業： 指導教師： 二一四 年 六 月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 本人簽名： 2014 年 月 日畢業設計（論文）任務書設計（論文）題目： 托架沖壓工藝分析及模具設計 系部： 機械工程系 專業： 材料成型及控制工程學號： 102018226 學生： 謝慶耀 指導教師（含職稱）： 原濤 專業負責人： 趙躍文 1設計（論文）的主要任務及目標(1) 通過畢業設計能夠鞏固所學的各類基礎知識、初步掌握沖壓模具設計的流程，熟練掌握使用各類工具書籍。(2) 通過畢業設計使學生達到工程師所具備的基本素質。2設計（論文）的基本要求和內容(1) 完成沖壓件的工藝行分析（工藝分析、工藝方案確定、工藝計算）(2) 進行沖壓模具的結構設計和計算（主要零部件的結構設計、模具結構設計及模具工作部分尺寸計算等） (3) 制定模具典型零件加工的工藝流程 (4) 完成模具總裝配圖及模具主要零件圖的繪制 (5) 編寫模具畢業設計論文3主要參考文獻(1) 沖壓設計資料 機械工業出版社 王孝培主編(2) 沖模圖冊 機械工業出版社 李天佑主編 (3) 冷沖壓模具設計指導 機械工業出版社 王芳主編 (4) 實用模具技術手冊 機械工業出版社 陳錫棟、周小玉主編 (5) 實用模具技術手冊 上海科學技術出版社 李紹林、馬長福主編 (6) 沖模設計手冊 機械工業出版社 沖模設計手冊編寫組4進度安排設計（論文）各階段名稱起 止 日 期1開題報告2014.3.12014.3.152工藝分析及計算2014.3.152014.4.153模具結構設計及計算2014.4.152014.5.154繪制圖紙及編寫設計說明說2014.5.152014.6.165畢業答辯2014.6月中旬 產品零件名稱：托架，生產批量：3萬件/年。材料：08冷軋鋼。托架沖壓工藝分析及模具設計摘要:本次設計為托架沖壓工藝及模具設計，根據零件的尺寸、形狀、材料、性能等條件，首先對托架的工藝性進行了分析，并通過綜合的對比后確定了沖壓工藝方案以及模具結構方案，然后通過工藝設計和計算確定排樣方案、計算工件沖壓力和壓力中心、初選壓力機，接著對落料沖孔復合模的各組成零部件的結構、尺寸等進行設計與計算，而模架則采用標準模架，再進行孔加工即可。本設計還對彎曲模及最終沖孔模方案作以說明，使設計的模具結構簡單、操作方便、定位基準一致。最終完成三套模具裝配圖、落料沖孔復合模之各零件圖以及論文的撰寫。關鍵詞：模具設計，凹模，凸模，凸凹模，復合膜The Design of the Bracket Blanking DieAbstract:This design is called the die design of the bracket of shaftAccording to the shape，size，precision and material of the bracket of shaft，the forming technologies are analyzedThrough comprehensive comparing，the stamping technology and the structure of the die are determinedAfter the calculation of the process，the nesting board is decidedThe pressure and the pressure center are calculated，the press machine is chosen initiallyThe design calculations for the structure and the sizes of the components which consist of the blanking and punching die are emphasizedAs for the die set are chosen from the standard，only need to make some hole in themThe overall solution of the bending die and the finally punching die are also described in this designIt is proved that the structure is simple and easy to operate，it can meet the requirement of the accuracyAnd eventually，the assembly drawing of the three set of die，the drawing of the components which consist of the blanking and punching die，as well as the writing of this paper are finishedKey words：Die design,male Die,female die,Punch die,Composite die目 錄1 緒 論111沖壓的概念、特點及應用112沖壓的基本工序及模具113沖壓技術的現狀及發展方向32 零件工藝分析421零件的結構分析422零件的精度523沖壓方案分析53 落料沖孔復合模731模具類型732操作與定位方式733卸料與出件方式734模架類型及精度735工藝設計計算7351零件展開尺寸計算7352排樣設計與計算7353沖裁力和壓力中心936凸、凹模刃口尺寸計算11361沖裁間隙的確定11362凸、凹模刃口尺寸計算1137復合模零部件設計14371沖孔凸模14372落料凹模15373凸凹模設計16374定位零件設計17375卸料部件的設計17376推件裝置的設計19377模架及組成零件設計22378連接與固定零件2538模具總裝圖2739沖壓設備的選擇29310裝配技術要求294 彎曲模模具體設計3041彎曲模結構設計應注意的問題3042彎曲模工作部分尺寸設計30421凸模圓角半徑30422凹模圓角半徑31423凹模深度32424凸凹模間隙34425 U形彎曲件凸、凹模橫向尺寸及公差35426凸、凹模外形尺寸365 最終沖孔模38結論40參考文獻41致謝42IV太原工業學院畢業設計1 緒 論11沖壓的概念、特點及應用沖壓 利用模具在壓力機上將金屬板材制成各種板片狀零件和殼體、容器類工件，或將管件制成各種管狀工件。這類在冷態進行的成型工藝方法稱為冷沖壓，簡稱沖壓。沖壓加工與其它加工方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下：(1) 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。(2)沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。(3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。(4)沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節能的加工方法，沖壓件的成本較低。12沖壓的基本工序及模具沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷1面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中,常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓模具的形式很多，沖模可以按照工藝性質特征來分如下幾類：沖裁模沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。彎曲模使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。拉深模是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。成形模是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形，而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。根據工序組合程度分類：單工序模在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。復合模只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。級進模（也稱連續模）在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。但不論何種類型的沖壓模具，都可以看成是由上模和下模所組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下，坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環。13沖壓技術的現狀及發展方向目前，我國的沖壓技術與工業發達國家相比還存在很大的差距，主要原因在于我國的沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面還有很大的不足，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業發達國家的模具差距較大。雖然中國模具工業在過去十多年中取得了令人矚目的發展。隨著工業產品質量不斷提高，沖壓產品生產正呈現多品種、精密、大型、復雜、少批量，更新換代速度快等特點變化，沖壓模具正向著高效、精密、長壽命、大型化方向發展。但許多方面與工業發達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。2 零件工藝分析托架零件圖如下：圖2121零件的結構分析圖21所示是使用較為廣泛的托架結構，采用沖壓生產。零件材料為08冷軋鋼，料厚1.5mm，要求工件表面無嚴重劃傷，孔不允許有變形，年產量三萬件。由結構可知，中心孔，為設計基準，遵循基準重合原則，應先沖出中心孔，便于后續工序之定位，且孔邊距與彎曲中心的距離為6.5mm，大于1t(1.5mm)，彎曲時不會引起孔變形，故而可行。的孔為與機身連接的緊固孔，為保證裝配要求，對5個孔提出了精度要求（IT9），要求孔經不能有變形，而孔的邊緣與彎曲中心距離2mm，大于1.0t,為了確保彎曲不變形，故也在彎曲成形后沖出。22零件的精度要求工件尺寸均為標注公差，按照線性尺寸的未注公差選取中等級，相當于IT14級，按照“入體原則”標注各尺寸公差分別為：零件外形： 、 、 、 、各孔尺寸： 、 屬IT9級精度孔心距： 屬IT12級精度23沖壓工藝方案分析設計該零件的基本工序為落料、沖孔和彎曲。根據分析可知，可以分為三步：落料、沖中心孔，彎曲四個直角，沖四個小孔。(1) 落料、沖中心孔可采用以下方案：方案一：首先為沖孔（10mm）和落料的復合，然后為彎曲外部兩角并使中間預彎45，然后彎曲中間兩角，最后沖4個孔（5mm）；方案二：首先為沖孔（10mm）和落料的復合（同方案一），然后彎外部兩角，然后壓彎中間兩角，最后沖4個孔（5mm，同方案一）；方案三：首先沖孔（10mm）和落料的復合（同方案一）直接壓彎四角，最后沖4個孔（5mm，同方案一）；方案四：全部工序合并，采用帶料級進沖壓成形；方案一的優點是：模具結構簡單，壽命長，模具的制造周期短；工件的回彈容易控制，尺寸和形狀準確，表面質量高；除工序一外，各工序都能用10mm孔和一個側面定位，定位基準一致且與設計基準重合，操作也比較方便。缺點是：工序分散，所用模具、壓力機和操作人員較多，工作量較大。方案二和方案一相比，零件的回彈難以控制，尺寸和形狀不明確，且同樣存在工序分散、勞動量大、占用設備的缺點。方案三的工序比較集中，占用設備和人員少，但是模具壽命低，工件表面有劃傷，厚度變薄，回彈不易控制，尺寸的控制不夠精確。方案四的特點是采用高度集中的連續模完成方案一中分散的各工序。其生產率很高，但模具結構復雜，安裝、調試、維修比較困難，制造周期長。綜合考慮采用以下方案一生產該零件：落料和沖孔復合；第一次彎曲四直角；第二次彎曲四直角；校準四直角并沖孔，即采用一套落料沖孔復合模，兩套彎曲模和一套單工序沖孔模來生產零件。3 落料沖孔復合模31模具類型本工步采用落料沖孔復合模，結構的特點是具有作為落料凸模和沖孔凹模雙作用的凸凸凹模，該凸凹模裝在下模成為倒裝模。可以省去了頂出裝置，結構簡單，方便操作。32操作與定位方式該零件屬于中批量生產，采用手工送料方式，并能降低模具成本。為便于操作和保證零件精度，采用導料板導向，采用固定擋料銷定距。33卸料與出件方式模具采用彈壓卸料裝置卸料，所得沖裁零件質量較好。落料工件采用推件塊從凹模推出，沖孔廢料從沖孔凹模落下。34模架類型及精度考慮到送料與操作的方便性，采用后側式導柱的模架，采用導套導柱導向。并且采用級模架精度。35工藝設計計算351零件展開尺寸計算查沖壓模具與制造表3-6，彎曲件展開尺寸計算公式有：可得零件展開長度為:精度等級為IT14級，故尺寸公差為：352排樣設計與計算零件展開后幾何輪廓是規則的矩形，外形尺寸為83.3mm22mm.采用直排有廢料排樣。如圖31所示。查沖壓模具設計與制造表2.5.2，最小搭邊值，工件間，側面。送料步距。圖31 排樣圖計算導料板寬度，查沖壓模具設計與制造按下式計算：條料寬度： 其中： 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； 側搭邊值； 條料寬度的單向（負向）偏差； 導料板與最寬條料之間的間隙。查表得 ，代入數據即可求得：條料寬度： 查選擇板料規格為90018001.5采用縱向裁剪時，裁剪尺寸為83.3。一塊板料可剪成21張90083.33條料通過公式可得n=37.43 每根條料可沖出37個沖件，則一塊板料的材料利用率為：其中： 一張板料上沖裁件的總數； 一個沖裁件的實際面積； 板料長度； 板料寬度。可得：353沖裁力和壓力中心沖裁力：查沖壓模具設計與制造，沖裁力計算公式為：式中： 沖裁力； 沖裁周邊長度； 材料厚度； 材料抗剪強度； 系數，一般取1.3。由零件圖易求得沖裁周邊長度查冷沖模設計表2-3，沖壓常用金屬材料力學性能取代入可得沖裁力 卸料力與推件力：查沖壓模具設計與制造，卸料力與推件力的計算公式為：式中： 沖裁力； 、 卸料力、推件力系數； 梗塞在凹模內的沖裁件（或廢料）數。式中： 凹模洞口的直刃壁高度； 板料厚度。查冷沖模設計，有，, 查沖壓模具設計與制造，取凹模洞口直壁刃高度代入各參數即可求得：卸料力推件力壓力機的公稱壓力：壓力機的公稱壓力必須大于或等于各沖壓力總和。根據公式:可求得，壓力中心：本零件幾何輪廓為規則的對稱圖形，其壓力中心即位于幾何輪廓的中心。根據以上計算結果，初選壓力機JC23-25，公稱壓力250KN。36凸、凹模刃口尺寸計算361沖裁間隙的確定沖裁間隙對沖裁件質量、沖裁力與模具壽命有巨大影響，是沖裁工藝與沖模設計中的一個非常重要的工藝參數。實際沖壓沖裁間隙是一個范圍值，為合理間隙，其最小值稱為最小合理間隙（），最大值稱為最大合理間隙（）。查沖壓模具設計與制造表2.3.3，得表3.1如下：表3.1 沖裁模初始雙面間隙值（）材料厚度t(mm)08、10、35Q295、Q235AQ34540、5065Mn1.50.1320.2400.1700.2400.1700.240取:，362凸、凹模刃口尺寸計算凸模和凹模的刃口尺寸與公差,能直接影響沖裁件的尺寸精度。 落料凸、凹模設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，合理間隙取在凸模上。根據沖壓模具設計與制造，落料凸、凹模刃口計算公式如下： 式中： 、落料凹、凸模刃口尺寸； 落料件最大極限尺寸； 工件制造公差； 磨損系數，在0.51之間選取，與制造精度有關，關系如下: 制件精度在IT10以上, 制件精度IT11至IT13, 制件精度IT14, 最小合理間隙； 、凹、凸模的制造公差。為保證初始間隙不超過，和的必須滿足以下條件：查沖壓模具設計與制造表2.4.1（制表3.3）：表3.3 規則形狀（圓形、方形）沖裁時凸模、凹模的制造偏差（mm）基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差180.0200.0201802600.0300.04518300.0200.0252603600.0350.05030800.0200.0303605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.0701201800.0300.040取凸模刃口長度方向制造偏差為0.025mm,寬度方向制造偏差為0.020mm；取凹模刃口長度方向制造偏差0.035mm，寬度方向制造偏差0.025mm。根據落料件外形尺寸公差（IT14級），取。則：凹模刃口尺寸為：長度方向：寬度方向：凸模刃口尺寸為：長度方向：寬度方向：校核：長度方向：0.035mm+0.025mm=0.06mm0.240mm-0.132mm=0.108mm寬度方向：0.025mm+0.020mm=0.045mm0.108mm能夠滿足間隙公差要求。 沖孔凸、凹模設計沖孔模以凸模為基準，間隙取在凹模上。根據沖壓模具設計與制造，沖孔凸、凹模刃口尺寸計算公式如下：式中： 、沖孔凹、凸模刃口尺寸； 沖孔件孔的最小極限尺寸； 工件制造公差； 最小合理間隙； 磨損系數； 、凹、凸模制造公差，同樣要滿足一下要求：中心孔尺寸為IT9級精度，故，凸、凹模分別按IT6和IT7級精度制造。則：沖孔凸模刃口尺寸為：沖孔凹模刃口尺寸為：校核：0.009mm+0.015mm=0.024mm0.240mm-0.132mm=0.108mm滿足間隙公差要求。37復合模零部件設計371沖孔凸模采用彈壓卸料裝置時，凸模長度按下式計算：式中： 凸模長度； 凸模固定板厚度； 卸料板厚度； 材料厚度； 增加長度，包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度（0.51mm）、凸模固定板與卸料板間的安全距離，一般取1020mm。因此凸模的強度校核 一般情況下，凸模的強度足夠，無需校核；但對于細長凸模，則需進行剛度校核。根據冷沖壓模具設計指導2-14，校核公式如下：式中： 凸模允許的最大自由長度； 凸模的最小直徑； 沖裁力。代入可得：即沖孔凸模自由長度不超過24.46mm，根據沖孔標準中的凸模長度系列，選取凸模長度56mm。凸模的材料和技術要求 凸模材料采用碳素工具鋼T10A，凸模工作端（即刃口）淬硬至5660HRC，凸模尾端淬火后硬度為4348。372落料凹模1.凹模的結構形式 凹模采用整體式板行結構，通過螺釘直接固定。因沖件生產批量中，考慮到凹模的磨損和保證沖件質量，凹模刃口形式采用直刃壁結構，刃壁高度取9mm，下料部分沿刃口輪廓單邊擴大0.5mm。2.凹模輪廓尺寸的確定 根據冷沖壓模具設計指導公式2-19和2-20有：凹模高度： 凹模壁厚： 式中： 沖裁件的最大外形尺寸； 系數，考慮板料厚度的影響。可得：查冷沖壓模具設計指導表2-24，取系數(料厚t取2)。則：凹模高度 凹模壁厚 。取凹模高度35mm，凹模壁厚45mm。故凹模長度為：，取為200mm凹模寬度為：,取為112mm。得凹模輪廓尺寸為：。3.螺栓與圓柱銷的布置 落料凹模采用四個M10螺釘與上模座連接，螺釘孔均勻分布，圓柱銷起定位作用，查機械設計課程設計手冊第三版表4-4選取圓柱銷為： 8 m630。材料為35鋼、熱處理硬度2838HRC4.凹模的材料和技術要求 凹模材料選用T10A。工作部分淬硬至HRC5862。373凸凹模設計凸凹模在復合模中,同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的零件。沖孔落料復合膜的凸凹模，其刃口平面與沖件尺寸相同，這就產生了復合膜“最小壁厚”問題。為了增加凸凹模的強度和減少孔內廢料的漲力，該設計采用增加壁厚方式。查沖模設計手冊表8-1，取最小壁厚。故可以取=2mm凸凹模的高度取決于起落料的凸模，外形為方形，固定方式采用臺階式結構與凸凹模固定板連接。選擇材料為T10A，外緣工作部分淬硬至5660HRC，內緣淬硬至6064HRC。374定位零件設計沖模的定位零件是來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置的。本次設計模具采用擋料銷定距。1.擋料銷 擋料銷用于限定條料送進距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。查冷沖壓模具設計指導圖2-29d，選用扭簧彈頂擋料裝置，選取擋料銷型號為，扭簧為，螺釘為。擋料銷與孔是采用配合公差配合H11/d11。擋料銷材料為35鋼，熱處理至2838HRC，扭簧材料為60Si2MnA，熱處理至4348HRC。2.導料板 條料靠著導料板導向送進，以免送偏。查冷沖壓模具設計指導表2-28，取導料板的高度H=5mm。材料選用45鋼，調質處理，2832HRC。375卸料部件的設計卸料裝置分為固定卸料裝置、活動卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等裝置。卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸、凹模上的沖裁件或廢料。1.卸料板 設計的模具采用的彈壓卸料裝置，卸料板的周界尺寸與落料凹模的周界尺寸相同，厚度為15mm。材料采用45鋼，淬火硬度4045HRC。2.卸料螺釘 卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為10mm，螺紋部分為M88mm。卸料螺釘尾部應留有行程空間，卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸凹模端面1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。查冷沖壓模具設計指導表8-37，選卸料螺釘規格為：1055mm 。3.橡膠的設計 橡膠允許承受的負荷較大，安裝調整靈活，是沖裁模中常用的彈性元件。模具選用4塊完全一樣的圓筒形橡膠，避免因受力不均產生歪斜，影響模具的正常生產。1卸料板的工作行程：式中： 凸模凹進卸料板的高度，1mm； 料厚； 凸模沖裁后進入凹模的深度，取為2mm。得，2橡膠的工作行程：式中： 卸料板的工作行程； 凸模修模量，取為5.5mm.得，。 3橡膠的工作行程取為自由高度的25%，則橡膠的自由高度為=40mm。4橡膠的預壓縮量5每個橡膠承受的載荷6橡膠的外徑D：根據冷沖壓模具設計指導表8-44有計算公式如下：式中： 圓筒形橡膠內徑，根據結構選取，取10.5mm； 每個橡膠承受的載荷； 與橡膠墊壓縮量有關的單位壓力，。查沖壓模具實用設計手冊表B-8，取代入可得橡膠的外徑7核算橡膠墊的高度直徑比應滿足下式：式中： 橡膠的自由高度； 橡膠墊直徑；根據上述計算有：，故滿足條件。8橡膠的安裝高度 。376推件裝置的設計推件的目的是從凹模中卸下沖件或廢料，一般裝在上模內。推件裝置有剛性和彈性兩種。彈性推件器一般裝于下模座下面，與下模座相連，這種裝置除有推出工件的作用外，還能壓平工件，也可以卸料和緩沖。剛性推件器一般裝于上模座，推件力大且可靠。一般剛性的用得較多，由打桿、推板、連接推桿和推件塊組成，查冷沖壓模具設計指導，有如圖3.5所示的三種結構形式：圖3.5設計模具選用圖3.6中第一種結構的推件裝置。其各構件設計如下：1.推板 查冷沖壓模具設計指導，推板形狀有如圖3.6所示的6種標準結構：由于本套模具中凹模刃口輪廓形狀為長方形，推板選用圖3.6中的b型結構， 圖3.62.推件塊 推件塊的外形輪廓取決于凹模刃口形狀，其工作部分要求將凹模中的落料件全部推出，故應比凹模直刃壁高度長1mm，上部加臺肩，避免推件塊脫落3.連接推桿 連接推桿一般需要2至4根，且長短一致，均勻分布。采用四根連接推桿，直徑6mm，長度56mm。4.打桿 打桿的長度按下式計算：式中： 頂出狀態時，打桿在上模座平面以下的長度； 壓力機的結構尺寸； 考慮各種誤差而加的常數，一般取。取打桿長度80mm。打桿直徑與模柄中心孔間隙配合，取直徑11mm。377模架及組成零件設計模架是上模座、下模座、導柱和導套的組合體。考慮到送料與操作的方便性，模架采用后側式導柱的模架冷沖壓模具設計指導如圖3.7所示，用導套導柱導向。由于沖裁間隙較小，故采用級模架精度。后側導柱模架 特點是導向裝置在后側，橫向和縱向送料都比較方便，如果有偏心載荷，壓力機導向又不精確，就會造成上模歪斜，導向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命。一般用于較小的沖模。選擇模架尺寸時要從凹模的輪廓尺寸來考慮，一般在長度及寬度上模架都應比凹模大 圖3.73040mm，模架厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。沖壓模具的閉合高度應大于壓力機的最小裝模高度，小于壓力機最大裝模高度。查冷沖壓模具設計指導表2-41選模架規格為200125170205 GB/T2855。1.模座 模座一般分為上模座和下模座，形狀基本相似。上下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。根據冷沖壓模具設計指導表2-41所選模架規格，有上模座規格為：20012540 GB/T2855.5（見圖3.8），下模座的規格為：20012550 GB/T2855.6（見圖3.9）。圖3.8 標準上模座圖3.9 標準下模座2.導向裝置 導向零件是用來保證上模相對于下模的正確運動。對生產批量較大、零件公差要求較高、壽命要求較長的模具，一般都采用導向裝置。其中，應用最廣泛的是導柱和導套。一般導柱安裝在下模座，導套安裝在上模座，分別采用過盈配合。導柱與導套按或配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙。圖3.10 標準A型導柱最常用的導柱是標準A型導柱（見圖3.10），其結構簡單，制造比較方便，但與模座是過盈配合，裝拆麻煩是其不足之處。根據冷沖壓模具設計指導所選模架，確定導柱規格為： A型導柱一般與A型或B型導套配套用于滑動導向。標準A型導套見圖3.11。圖3.11 標準A型導套根據冷沖壓模具設計指導所選模架，確定導套規格為：378連接與固定零件模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、螺釘、銷釘等。這些零件大多有標準，設計時可按標準選用。1.模柄 模柄是作為上模與壓力機滑塊連接的零件。對它的基本要求是：一要與壓力機滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；二要與上模正確而可靠連接。選擇模柄時，應先根據模具大小、上模結構、模架類型及精度等確定模柄的結構類型，再根據壓力機滑塊上模柄孔的尺寸確定模柄的尺寸規格。一般來說，模柄直徑應與模柄孔直徑相同，模柄長度應比模柄孔深度小510mm。模柄的結構有很多結構形式，常用的壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣式模柄、浮動模柄等。其中帶凸緣的模柄用3到4個螺釘孔固定在上模座的窩孔內，主要用于大型模具或上模中開設推板孔的中小型模具；壓入式模柄是采用過渡配合（H7/m6）并加銷釘以防轉動，使之與上模座固定連接，主要用于上模座較厚而又沒開設推板孔或上模比較重的場合；旋入式模柄則通過螺紋與上模座固定連接，并加放松螺釘，以防轉動，主要用于中小型有導柱的模具。設計模具選用帶凸緣的模具，其結構圖見圖3.12。圖3.12 常用模柄查冷沖壓模具設計指導表2-37選模柄規格為：。2.固定板 將凸模或凹模按一定相對位置壓入固定后，作為一個整體安裝在上模座或下模座上。主要用于固定小型的凸模和凹模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，但還應考慮緊固螺釘及銷釘的位置。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。本次設計模具中，沖孔凸模及凸凹模均需要固定板，厚度取為20mm，外形尺寸與卸料板相同。3.墊板 墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座所承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響凸模正常工作。是否需要墊板，可按下式校核：式中： 凸模頭部端面對模座的單位壓力，N； 凸模承受的總壓力，N； 凸模頭部端面支撐面積，。經校核知：沖孔凸模需要墊板，凸凹模不需要。凸模墊板厚度取10mm，外形與凸模固定板相同，材料選用45鋼。4.螺釘與銷釘 螺釘和銷釘都是標準件，設計時按標準選取即可。螺釘用于固定模具零件，一般選用六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘。a連接凸凹模固定板與下模座的開槽圓柱頭螺釘兩顆，規格為：M1050 GB/T 65-2000；定位圓柱銷一個，規格為：銷8n650GB/T119.1-2000。 b連接凹模、凸模固定板、墊板與上模座的開槽圓柱頭螺釘四顆，M1080 GB/T 65-2000；定位圓柱銷一個，規格：銷8n670GB/T119.1-2000。c連接模柄與上模座的內六角螺釘四顆，規格為：M835 GB/T 70.1-2000。38模具總裝圖通過以上設計，可得到如圖3.14所示的模具總裝圖。圖3.14 落料沖孔復合模1凸凹模 2凸凹模固定板 3卸料螺釘 4下模座 5卸料橡膠 6擋料銷7卸料板 8推件塊 9凹模 10凸模 11凸模固定板 12墊板 13上模座14，19，23螺釘 15，24圓柱銷 16連接推桿 17打桿 18模柄20推板21導套 22導柱 工作原理:條料由右向左送進，在卸料板上定位，并由擋料銷6定距，上模部分下行，凸凹模1與凹模9作用落料，同時凸模10與凸凹模1作用沖中心孔。模具閉合時，推件塊被凸凹模1向上推，上模回程性時彈卸料板7起到卸料作用，推件塊8在連接推桿16的作用下將落料件推出39沖壓設備的選擇通過校核，選擇開式雙柱可傾斜壓力機JC23-25能滿足要求。其主要技術參數如下：公稱壓力：250 KN滑塊行程：65 mm最大裝模高度：300 mm裝模高度調節量：60 mm模柄孔直徑：30 mm55 mm墊板厚度：50 mm機身最大可傾斜角度：30310裝配技術要求1裝配時應保證凸、凹模間隙均勻一致，配合間隙符合設計要求，不允許采用使凸凹模變形的方式來修正間隙；2退料、卸料機構必須靈活，卸料板在沖模開啟時應高出凸凹模1 mm；3各結合面保證密合；4落料、沖孔的凹模刃口高度按照設計要求制造，漏料孔保持暢通；5沖模所有移動部分應平穩靈活，無滯止現象；6各緊固用的螺釘不得松動，并保證螺釘和銷釘的端面不突出上下模座；7各卸料螺釘沉孔深度保持一致；8各卸料螺釘、連接推桿長度保持一致；9凸模的垂直度必須在凸凹模間隙值的允許范圍內；10沖模的裝配必須符合模具裝配圖、明細表及技術條件的規定；11凸模、凸凹模等與固定板的配合一般按照H7/n6或H7/m6；4 彎曲模模具體設計該零件為“幾”字形，故本零件的彎曲工序采用兩套單工序模分兩次彎曲成形，模具結構簡單，且能保證零件的精度要求。41彎曲模結構設計應注意的問題（1）模具結構應能保證坯料在彎曲時不發生偏移。（2）模具結構應能保證彎曲時產生的水平方向的錯移力得到平衡。（3）模具結構不應妨礙坯料在合模過程中應有的轉動和移動。42彎曲模工作部分尺寸設計421凸模圓角半徑當工件的相對彎曲半徑r/t較小時，凸模圓角半徑取等于工件的彎曲半徑，但不應小于規定的最小彎曲半徑。當r/t10時，則應考慮回彈，將凸模圓角半徑加以修正。（1）第一次彎曲，外面兩直角彎曲到90，相對彎曲半徑r/t=0.5/1.5=0.33，查冷沖壓模具設計指導表3-4得08退火鋼最小彎曲半徑為0.1t=0.15mm，故凸模的圓角半徑。中間兩直角彎曲到120，圓角半徑3mm，相對彎曲半徑r/t=2，取凸模的圓角半徑。（2）第二次彎曲，校準外面兩直角，凸模圓角半徑。中間兩直角彎曲到120，圓角半徑0.5mm，相對彎曲半徑r/t=0.33，取凸模的圓角半徑。查冷沖壓模具設計指導表.5-1如圖4.1：圖4.1 比對圖4.1中的內容知，所選凸模圓角半徑符合要求。422凹模圓角半徑凹模圓角半徑不能過小，否則彎矩的力臂減小，毛坯沿凹模圓角滑進時阻力增大，從而增加彎曲力，并使毛坯表面擦傷。對稱壓彎兩邊的凹模圓角半徑應一致，否則壓彎時會產生便宜。值通常根據材料厚度取為：時， 時， 時， V形彎曲模的底部可開退刀槽或取圓角半徑。因此，彎曲凹模的圓角半徑均為6mm。423凹模深度凹模深度要適當，若過小，則工件兩端的自由部分較長，彎曲零件回彈大，不平直。若過大，則浪費模具材料，且需較大的工作行程。彎曲件結構尺寸如下圖所示： 4.2彎曲模結構尺寸彎曲V形件，若彎曲件直邊的平直度要求較高，且壓力機行程足夠大，可設計較大的凹模深度。彎曲時，彎曲件全部被壓入凹模中，如圖4.2(a)所示；圖中的N值可參照下表4.1選取；若直邊的平直度要求不高，可采取圖4.2(c)所示的結構，凹模深度及底部最小厚度可從表4.2中選取。表4.1 凹模尺寸N（mm）料厚410252010152215-255022152027253230507527202532303735751003225303735424010015037303542404750彎曲U形件，對于彎邊高度不大或要求兩邊平直的U形件，凹模深度應大于零件高度，如圖4.2(b)所示，圖中的見冷沖壓設計數據如下表4.3；對于彎邊高度較大，而平直度要求不高的U形件，可采用圖4.3(d)所示結構，凹模深度見表4.4。表4.3 彎曲U形件凹模的值（mm）材料厚度t1122334455667788103456810152025表4.4 彎曲U形件的凹模深度（mm）彎曲件邊長材料厚度t11224466102H材料厚度t0.50.622.144.150.50.622.144.17.57.612100.050.050.04-0.100.100.08-200.050.050.040.030.100.100.080.060.06350.070.050.040.030.150.100.080.060.06500.100.070.050.040.200.150.100.060.06700.100.070.050.050.200.150.100.100.08100-0.070.050.05-0.150.100.100.08150-0.100.070.05-0.200.1