支架冲压模具课程设计说明书

目 录

1 概述 ........................................... 错误！未定义书签。

1.1冲压的特点及应用 .............................. 错误！未定义书签。

1.2冲压的现状和发展趋势 .......................... 错误！未定义书签。

1.3本设计的目的及意义 .............................................. 2

2 冲压件工艺分析与生产方案选择..................................... 2

2.1设计任务 ........................................................ 2

2.2制件工艺性分析 .................................................. 3

2.3生产方案的选择 .................................................. 3

3零件工艺设计与计算 ............................................... 4

3.1弯曲毛坯尺寸计算 ................................................ 4

3.2冲裁模具结构的选择 .............................................. 5

3.3排样 ............................................................ 7

4计算相关力和选择压力机 ........................................... 9

4.1冲压力的计算 .................................................... 9

4.2弯曲力的计算 .................................................... 9

4.3压力机的选择 ................................................... 10

4.4压力中心的计算 ................................................. 11

5 模具零部件结构的确定 . ............................................ 12

5.1落料凸凹模刃口尺寸的设计计算 ................................... 12

5.2弯曲凸凹模的设计计算 ........................................... 13

5.3U 形弯曲模卸料装置中弹性元件的选择 .............................. 16

5.4计算凹模周界大小 ............................................... 16

6 选择弯曲模架及其它模具零件 . ...................................... 16

6.1选择标准模架 ................................................... 17

6.2模柄 ........................................................... 17

6.3紧固件及其它零件选择 ........................................... 17

7 校核冲压设备基本参数 . ............................................ 17

7.1弯曲所需总压力校核 ............................................. 18

7.2弯曲模具高度的校核 ............................................. 18

7.3弯曲模具最大安装尺寸 ........................................... 18

8总结 ............................................................. 20

致谢 . .............................................................. 21

参考文献 . .......................................................... 21

1 概述

1.1冲压的特点及应用

冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件) 的一种压力加工方法。因为它通常是在室温下进行加工，所以俗称冷冲压。

1.1.1 冲压工艺的主要特点

冲压生产过程的主要特点如下:

（1）借助压力机的压力利用模具能获得壁薄、质量轻、刚度好，形状复杂的零件，这些零件用其他的加工方法难以加工甚至无法加工；

（2）冲压加工的零件精度高，尺寸稳定，具有良好的互换性；

（3）冲压加工是少、无切削加工的一种，，部分零件冲压直接成形，，大部分无需任何再加工，材料利用率高；

（4）生产效率高，生产过程易实现机械化和自动化，适合于大批大量生产；

（5）操作简单，便于组织生产和管理。

冲压加工的缺点是模具制造周期长，制造成本高，不适合单件小批量生产；其次，冲压加工多采用机械压力机，由于滑块往复运动快，大量手工操作，劳动强度较大，易于发生事故，安全生产与管理要求高，须采用必要的安全技术措施来保证。

1.1.2 冲压工艺的应用

冲压加工的应用范围十分广泛。不仅可以加工金属材料，而且也可以加工非金属材料，在现代制造业如汽车、拖拉机、农业机械、电机、电器、仪表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。

1.2 冲压的现状和发展趋势

随着现代科学技术的不断进步和工业生产的迅猛发展，冲压技术及模具技术不断发展，主要表现在以下几个方面。

1.2.1 工艺分析计算方法的现代化

近几年来，国外已经开始采用有限变形的弹塑性的有限员法，对覆盖件成形过程进行应力应变分析和计算模拟，以预测某一工艺方案对成形的可能性和将会发生的问题，将结

果显示在图形终端上，供设计人员进行修改和选择。这样，不仅可以节省昂贵的模具费用，而且还可以缩短新产品的试用周期。

1.2.2 模具设计制造技术现代化

为了加快机电产品的更新换代，缩短工艺装备设计、制造周期，许多先进国家大力发展计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）的研究，并在生产中广泛应用。模具CAD/CAM技术应用的较早的领域就是冲模的设计与制造。

1.2.3 冲压生产的机械化和自动化

为了满足大批量生产的需要，冲压设备已由单工位低速压力机发展多工位高速压力机。一般中小型冲压件，既可在多工位压力机上生产，也可以在高速压力机上采用多工位级进模加工，使冲压生产达到高度自动化。

1.3 本设计的目的与意义

本次冲压模具设计的内容为窄凸缘圆形筒形件工艺分析与模具设计，材料为Q235，料厚1mm ，中批量生产。支架主要是起支撑作用的构架，承受较大的力，也有定位作用，使零件之间保持正确的位置。因此支架加工质量直接影响零件加工的精度性能，我们有必要对其进行研究，为我们的日常生活以及经济发展提供重要的作用。

通过支架A 模具的设计，使自己综合运用和巩固了冲压工艺等有关课程的基础理论，了解和掌握冲压工艺的设计过程和计算方法，培养了自己的正确的设计思想、计算、分析问题和解决问题的能力，通过设计，使自己学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养了自己独立自主设计的基本技能。

2 冲压件工艺分析与生产方案选择

2.1 设计任务

支架A 模具设计

零件名称：支架A

材料：Q235

料厚：1mm

批量：中批量

2.2 制件工艺性分析

2.2.1 零件材料分析

该零件Q235，属于碳素结构钢，具有较好的冲裁成型性能，抗剪强度τ为310~380MP，取τ为350MPa ，抗拉强度为σb 380~470MPa，取σb 为420MPa ，屈服强度σs 为240MPa ，伸长率为21％~25％。

2.2.2零件结构形状

该零件结构简单，精度要求不高，Q235允许最小弯曲半径在压弯线与材料轧纹垂直时0.8t=0.8mm，在压弯线与材料轧纹平行时1.2t=1.2mm，而零件的最小弯曲半径为3mm>1.2mm，故不会弯裂，可一次弯曲成形。

计算零件的相对弯曲半径，本制件有三组数据的弯曲半径，r/t=9/1=9、3/1=3、10/1=10，其中r/t=9及r/t=10>5~8,弯曲回弹大，但由于制件精度要求不高以及u 形弯曲回弹较小，可以采用矫正弯曲，对于r/t=3

2.2.3尺寸精度分析

零件的尺寸全部为自由公差，可看做IT14级精度，精度较低，所以普通冲裁和普通弯曲即可满足零件精度要求。

结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯曲。

2.3 生产方案的选择

在对冲压件进行工艺分析的基础上，考虑冲压工序的性质、数量、顺序、组合方式以及其他辅助工序的安排，拟定最佳工艺方案。

由零件图可分析出该工件包括落料、弯曲两个基本工序，有以下三种方案：

方案一：先落料，弯曲①部分V 形弯曲，弯曲②部分U 形弯曲，弯曲③部分四角弯曲采用单工序生产；

方案二：先落料，弯曲①部分V 形弯曲，弯曲③部分U 形弯曲，弯曲②部分Z 形弯曲采用单工序生产；

方案三：先落料，弯曲②部分U 形弯曲，弯曲③部分Z 形弯曲，弯曲①部分V 形弯曲采用单工序生产；

方案一模具结构简单，需要四套模具，弯曲次序合理，制件布置合理，前后弯曲牵扯不大，后一道工序不影响前一道工序的完成。

方案二模具结构简单，同样需要四套模具，但是在弯曲③部分高度太大，操作不方便。 方案三模具结构简单，需要四套模具，弯曲后后一道工序牵扯前一道工序不方便。 复合模的复合工序一般在四道工序以下，本制件弯曲工艺较为频繁，但零件几何形状简单，且是中批量生产，考虑到模具制造并不困难，故选用简单的单工序模，同时考虑操作的方便性，比较三个工艺方案选用方案一。

3 零件工艺设计与计算

3.1 弯曲毛坯尺寸计算

对于r>0.5t有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，按中性层展开的原理。坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，可查得中性层位移系数x 为0.32

ρ=r+xt=10+0.32*1=10.32mm

圆弧部分L 弯=παρ/180˚=16.20 mm L 底=παρ/180˚=14.63mm L=(22-10)×2+（54-10-1）×2+（60-2×10-1）×2+（60-2-2×9）+2L底+4L 弯=322.06mm 取整L=323mm

L 宽=L1+L2+π(180˚-α)/180˚(r+xt)-2(r+t)=56.30mm B 宽总

=60+56.33=116.33mm

毛坯展开图

3.2 冲裁模具结构的选择

3.2.1 操作方式

由于生产方案选择使用单工序模，冲裁零件为中批量生产，为满足生产要求，提高效率，采用手动送料方式。

3.2.2 卸料方式

卸料是指把冲裁件或者废料从凸模上卸下来。其卸料方式固定卸料板卸料、弹压卸料方式。固定卸料板卸料与弹压卸料方式对比如下：

固定卸料板方式，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.2～0.5）t 。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm 且模具结构为倒装的场合。

弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，卸料力小，主要用于料厚小于或等于2mm 的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.1～0.2）t, 若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。

对于料厚1mm ，且平直度要求不是很高，所以采用弹压卸料板卸料。

3.2.3出件方式

因采用单工序模生产，可采用上出料方式。

3.2.4 定位方式

为了保证模具正常工作和冲出合格冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置，即必须定位。

条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确的方向送进，称为条料横向定位或送进导向；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距），称为条料纵向定位或送料定距。对于工序件的定位，基本上也是在两个方向上的限位。

（1）条料横向定位

方案一：采用导料板，在固定卸料式冲模和单工序冲裁模中，条料的横向定位采用导料板。

方案二：采用导料销，在复合冲裁模上通常采用导料销进行导料，使用的优点是对条料的宽度没有严格要求，且可以使用边角料。

方案三：采用测压装置，在一侧导料板上装有两个横向弹顶元件，组成测压装置。在级进模上设置测压装置后将迫使条料在送进时，始终紧贴基准导料板，可减小送料误差，提高工件的内形与外形的位置尺寸精度。

本实验可选用测压装置。

（2）条料纵向定位

方案一：采用固定挡料销，固定挡料销主要用于落料模与顺装复合模上，在2~3个工位的简单级进模上有时也选用。

方案二：活动挡料销，它是一种可以伸缩的挡料销，其通常安装在倒装落料模或者复合模的弹压卸料板上。

方案三：导正销，导正就是用装于上模的导正销插入条料上的导料孔，以矫正条料的位置，保持凸模、凹模和工序件三者之间具有正确的相对位置。当内形与外形的位置精度要求较高时，可设置导料销提高定距精度，其可以用于级进模上对条料工艺孔的导正。

由以上三种方案综合分析可选得方案一固定挡料销为最佳。

3.2.5导向方式

导向方式可分为无导向开式模、导板模、导柱模，其中无导向开式模结构简单，制造

和调整比较容易，适应于精度要求不高的冲压件；导板模采用导板导向，适用于生产批量大、精度要求较高的大、中型冲压件；导柱模采用导柱导套导向，适用于生产批量大、制件精度较高、模具寿命要求较长的模具。

由于本设计属于中批量生产并且尺寸精度要求不高，可知应选择导板导向开式模。

3.3 排样

冲裁件在条料、带料或者板料上的布置方法叫做排样。排样是冲裁模设计中的一项极其重要的工作。排样方案对材料利用率、冲裁件质量、生产率、模具结构与寿命等都有重要影响。

根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。

方案一：有废料排样：沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。

方案二：少废料排样：因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。

方案三：无废料排样：冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。

因该零件外形为规则外形，可采用方案一有废料排样方式比较合理。

3.3.1 搭边值的确定

排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命，或影响送料工作。

搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损。 查冲压模具设计师手册表2-6得两工件的搭边值a 为2mm ，工件边缘的搭边值a1=2.2mm

3.3.1.2 步距

S=D+a (4-1)

式中：D ——平行于送料方向的冲裁件宽度

a ——冲裁件之间搭边值，查表3-1

根据公式4-1得：

S=D+a = 323+2= 325mm

3.3.1.3条料规格

本设计采用的是有侧压装置的模具。

(1)条料宽度：工件最大极限尺寸加上侧搭边值。因条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 。

条料宽度公式:

0 B -∆ =[D+2(a1+∆)+Z] (4-2)

式中：B ——条料宽度基本尺寸；

a1——侧搭边值；

∆——条料宽度的单向（负向）偏差；查表为0.8mm

Z ——送料最小间隙，查表得Z 为2.5mm

0 B -∆ =[D+2(a1+∆)+Z]=60+56.33+2 ×（2.2+0.8）+2.5=124.83mm

(2) 条料的送料方向：模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式, 还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。如：L ＜B 时，采用纵向送料方式；L >B 时，则采用横向送料方式；L=B时，纵向或横向均可。

因本模具L >B 故采用横向送料方式。（注：L 为送料方向的凹模长度；B 为垂直于送料方向的凹模宽度）。

(3)选择钢板的规格1000mm ×500mm 由排样图可知可以排12个工件

(4) 材料利用率：在冲压零件的成本中，材料费用约占60%以上，因此材料的经

济利用具有非常重要的意义。冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率。

总的材料利用率：

η总=nA 1⨯100% (4-4) BL

式中 n ——一张板料（或带料、条料）上的冲裁件总数目；

A 1——一个冲裁的实际面积（mm 2）；

B ——板料（或带料、条料）宽度（mm ）；

L ——板料（或带料、条料）长度（mm ）。

根据公式：

η总=

可绘制排样图为：

(60⨯323+56. 33⨯60)⨯12=54.6% nA 1

⨯100%=

500⨯1000BL

排样图

4 计算相关力和选择压力机

4.1冲压力的计算

可知冲裁力基本公式为：F=KLTτ; 查得Q235的力学性能τ为350MPa 计算零件的周长L=323⨯2+60⨯2+56.33⨯2=878.66mm F=KLTτ=1.3⨯878.66⨯1⨯350=399.80KN 模具采用弹性卸料装置和顶件结构 查表得k 卸=0.05 K 顶=0.06

F 卸=k 卸F=0.05⨯399.80=19.99KN F 顶=K 顶F=0.06⨯399.80=23.99KN F 总冲=F+F 卸+F 顶=399.80+19.99+23.99=443.78KN 4.2弯曲力的计算

弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。该零件是校正弯曲，校正弯曲时的弯曲力F 校和顶件力F 顶和卸料力F 卸为：

0. 6kbt 2R m 0. 6⨯1. 3⨯60⨯1⨯420

=4. 914KN (Fv 为自由弯曲力，b 1、①V 形弯曲弯曲力F v ==

r +t 3+1

为弯曲件的宽度，r 为弯曲件的内弯曲半径，R m 为抗拉强度，k 为安全系数，查冲压模具设计师手册得k 为1.3)

F 卸=F 顶=（0. 3~0. 8）F 自=1.47~3.93KN

F 校=qA(q为单位面积上的校正力，A 为面积)

查表得q 的取值为30MPa, F 校=qA=30×（10×60+生产中为安全，取F 压力机≥1.8F 校=201.87KN

30

⨯60）=112.15KN ︒

sin 35

0. 7⨯1. 3⨯60⨯1⨯4200. 7⨯1. 3⨯60⨯1⨯420

+

9+110+1

0. 7kbt 2R m 0. 7⨯1. 3⨯60⨯1⨯420

==2. 1KN 2、③部分U 形弯曲中F U =

r +t 10+1

0. 7kbt 2R m 0. 7⨯1. 3⨯60⨯1⨯4200. 7⨯1. 3⨯60⨯1⨯420

=+ ②部分四角弯曲中，F U ==4.39kN

r +t 9+110+1

F U 自总=2.1+4.39=6.5KN

（0. 3~0. 8）F F 卸=F 顶=自=1.95KN~5.2KN

查书易得 F 校为自由弯曲力的50~60倍，即F 校=6.5×55=357.5KN 生产中为安全，取F 压力机≥1.8F 校=1.8×357.5=643.5KN 4.3压力机的选择

冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备设备分机械压力机、液压机、剪切机和弯曲矫正机。机械压力机代号为J ，液压机代号为Y ，剪切机代号为Q ，弯曲校正机代号为W 。要根据冲压工艺特点、生产率、送取毛坯和工件是否方便以及操作安全等选用冲压设备。由于考虑到U 形弯曲凹模周界较大，所选模架规格较大，为了配合各部分尺寸，初选压力机型号为JE21-100，具体参数如下：

其主要技术参数为：

公称压力(KN) 1000 滑块行程(mm) 140 行程次数(不小于)(次/min) 30~60 最大装模高度(mm) 400 装模高度调节量 (mm) 90

工作台尺寸(左右×前后)(mm) 680×1100 垫板厚度(mm) 155 模柄孔尺寸(直径×深度)(mm) 50×85 总重量(kg) 12000kg

外形尺寸（前后×左右×高）(mm) 1940×1370×3170 4.4 压力中心的计算 4.41冲裁件压力中心

合力的作用点称为冲模的压力中心。设计冲裁模时，应该使冲裁模的压力中心与压力机滑块的中心想重合，即冲裁模的模柄中心应该与冲裁模的压力中心一致，以保证冲裁模在压力机上正常、平衡地进行重制工作。若无法使压力中心与滑块中心线完全重合，则设计中考虑采取平衡偏心载荷的措施，但偏载力要控制在尽可能小的范围内，且偏心距离不应该超过冲裁模的模柄尺寸。由于本设计零件外形较简单压力中心为零件的几何中心。 4.42弯曲件压力中心

在进行①部分V 形弯曲时，压力中心选在侧面零件的几何中心。在进行②③部分U 形弯曲和四角弯曲时，弯曲时工件对称，所以弯曲时工件的压力中心可选在U 形部分底部的中心。

5 模具零部件结构的确定

5.1落料凸凹模刃口尺寸的设计计算

在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，需考虑下述原则：

（1）落料制件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，一凸模为基准，间隙取在凹模上

（2）考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件范围内的较小尺寸，设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取工件的尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，凸、凹模虽磨损到一定程度，仍能冲出合格零件。

（3）由于凸、凹模均要与冲裁件或废料发生摩擦，从而导致模具磨损，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使模具间隙愈用愈大，因此在设计新模具是，凸、凹模间隙应取最小合理间隙值。

（4）确定凸、凹模制造公差时，应考虑到制件的精度要求。如果对凸、凹模刃口精度要求过高会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果精度要求过低，则生产出来的零件可能不合格，或使模具寿命下降。

对于该外形的零件，外形结构不是特别简单，如圆形和方形，故凸模与凹模采用配合加工。为了保证间隙值，应满足下列关系式：

δp +δd ≤Z min -Z max

该零件为IT14级精度，查标准公差等级得：

公称尺寸>315~400mm，公差为1.4mm 公称尺寸>50~80mm，公差为0.74mm 查表取双面间隙 Z min =0.08mm Z max =0.12mm ∆=0.04mm 查表确定制造偏差：落料部分：凸模-0.035mm 凹模+0.050mm

验证制造偏差是否合理：δp +δd ≤Z min -Z max 即0.035+0.050=0.085>0.04不可取该制造偏差，由普通冲裁工具的制造偏差δ

5.1.1凹模刃口尺寸的计算

p

或δ

d

一般取∆/4。

由于配合加工，凹模磨损后变大的尺寸有A 、B ，查表系数x 为0.5

+0. 35+∆/4+0. 25⨯1. 4

=(323-0. 5⨯1. 4) 0=322.30 A d =(A -x ∆) 0

+1/4∆+0. 25⨯0. 74+0. 19

B d =(B -x ∆) 0 =(60-0. 5⨯0. 74) 0=59. 630

凹模磨损后不变的尺寸

C d =(131. 5+0. 5∆) ±0. 125∆=(131. 5+0. 5⨯1) ±0. 125⨯0. 74=132±0. 09 D d =(D +0. 5⨯∆) ±0. 125∆=(56. 33+0. 5⨯0. 74) ±0. 125⨯0. 74=56. 7±0. 09 5.1.2凸模刃口尺寸的计算

冲裁合理间隙 Z min =0.08mm Z max =0.12mm ，故凸模刃口尺寸按凹模相应部位的尺寸配合，保证双面间隙最小值Z min =0.08mm 。所以：

A p =(322. 3-0. 08) =322. 220-0. 35B p =(59. 63-0. 08) =59. 550-0. 35C p =(132-0. 08) =131. 92±0. 09D p =(56. 7-0. 08) =56. 62±0. 095.2弯曲模凸凹模零件设计 本零件需要三套弯曲凸凹模

5.2.1V 形结构部分尺寸计算 ①凸模圆角半径r p 的确定

因r/t=3

查冲压模具设计师手册t 《2mm ，r d =3~6t，即r d 取5mm

直边长度L=10+52.30=62.30，查冲压模具简明设计手册得凹模深度h 取7mm ③凸凹模间隙

V形零件弯曲时，凸模与凹模之间的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控制的，为此，不需要在设计制造模具时确定间隙。

5.2.2U 形弯曲模的相关计算结构部分尺寸计算 5.2.2.1U 形弯曲模结构部分尺寸计算 ①凸模圆角半径r p 的确定

r/t=10较大，但由于该工件要求精度低，故凸模圆角半径r p 取零件的弯曲半径，取r p 为10mm ②凹模圆角半径r d

查冲压模具设计师手册t 《2mm ，r d =3~6t，即r d 取5mm ③凸凹模间隙Z 的计算

B>2H 取U 形件弯曲时凸凹模的间隙为1.1mm 5.2.2.2U 形弯曲模工作部分尺寸计算

+1. 3

零件标注内形尺寸时，零件按IT14级制造，取零件公差为：2790，凸凹模按均按

IT9级制造，查表取δ

p

=-0.13 δ

d

=+0.13

弯曲凸凹模尺寸计算

0L p =(L min +0. 75∆) 0. 980-0. 13=(279+0. 75⨯1. 3) -0. 13=279-0. 13

+0. 13+0. 13

L d =(L p +2Z ) 0(279. 98+2⨯1. 1) =282. 180

5.2.2.3四角弯曲相关计算

由于H 远大于12~15t，可以采用一次成形（采用比较简单的且回弹量较小的刚性凸模-聚氨酯橡胶凹模）

零件标注外形尺寸时，零件按IT14级制造，取零件公差为：600-0. 74，凸凹模按均按IT9级制造，查表取δ

0+0. 074+0. 074

L d =(L max -0. 75∆) 0=59. 450L p =(L d -2Z ) 0-0. 074=57. 25-0. 074

p

=-0.074 δ

d

=+0.074

5.3U 形弯曲时弯曲模卸料装置中弹性元件选择 模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用WWY 弹簧 根据计算载荷=弹性刚度×压缩量 F 卸=630N~1840N

F max =L ⨯75% 选用WWY 型，查取参数为D 为14mm ，压进长度为28.6mm ，d 为1.1mm ，F max =L ⨯75%为54mm ，N 为15.9mm ，一根弹簧承受的最大力为858.6N ，本设计中可选择

四根弹簧。

5.4计算凹模周界大小

凹模高度和壁尺寸常用经验公式确定：

凹模高度 H=b×k 查表取k 为0.09（b 为制件的最大外形尺寸） H=b×k=281×0.02=25.29mm 取整H 为26mm

凹模壁厚c=（1.5~2）H=37.94~50.58mm，取c 为39mm 凹模的总长为L=b+2c=281+2×39=359mm 取其为360mm

凹模的宽度为B=工件宽度+2c=60+2×39=138mm 根据需要取其为180mm

最终凹模外形尺寸确定为(360×180×45)mm 最后根据凹模周界尺寸系列选择标准模架

6 选择弯曲模架及其它模具零件

6.1选择标准模架

为保证操作方便和工件精度，模具采用对角导柱模架，对角导柱模架的导柱安放在 凹模面的对角中心线上，受力平衡。其凹模周界范围为（63mm ×50mm ）~（500mm ×500mm ），而后侧导柱模架凹模周界范围为（63mm ×50mm ）~（400mm ×250mm ）

上模座：（500×315×55）mm GB/T2855.1-2008 下模座（500×315×55）mm GB/T2855.2-2008 导柱：(45× 230) mm GB/T2861.1-2008 导套： (45 ×143 × 53 ) mm GB/T2861.1-2008 （其中导柱、导套均为A 型）

闭合高度H 闭min =245mm H 闭max =290mm 6.2模柄

由压力机的型号JE21-100，可查得模柄孔的直径为50mm ，采用压入式模柄，模柄与上模座配合，模柄与模柄孔配合为H7/m6，根据表选取得：基本尺寸d=50mm，极限偏差±0.050，d1=52mm，d2=61mm，L1=55mm,L=125mm，L2=8mm，L3=5mm。 6.3紧固件及其它零件选择

a 螺钉:模具中选用M12的圆柱头内六角螺钉，螺钉标准为GB/T1117-2000，分为紧定螺钉和卸料螺钉，各螺钉长度是根据连接件厚度而定的。查表，选取材料为45钢。

b 销钉：模具的销钉选用圆柱销GB/T1117-2000，分为反转销和定位销，材料选用35钢，各销钉长度是根据连接件厚度而定的。

c 垫板：此模具中需采用垫板，，垫板厚度h=10mm。材料选用20钢，热处理43~48HRC。 d 顶件板：顶件板尺寸与凹模孔相配合，顶件板厚度h=10mm，材料选用45钢，热处理43~48HRC。

e 卸料板：此模具中需采用卸料板，卸料板厚度h=20mm。材料选用45钢，热处理43~48HRC。

f 定位板：此模具中需采用定位板，定位板厚度h=3mm。材料选用45钢，热处理43~48HRC。

g 顶件杆：长度是根据连接件厚度而定的

7 校核冲压设备基本参数

7.1弯曲所需总压力校核

由前面的计算可知，P 弯总=643.5KN,压力机的公称压力为1000KN ，P 弯总

压力机的最大闭合高度为400mm ，闭合高度调节量为90mm ，而模架的最大闭合高度为290mm ，故满足要求。 7.3弯曲模具最大安装尺寸

模具最大安装尺寸为500mm ×315mm ，压力机工作台尺寸为680mm ×1100mm ，能够满足模具的安装。

装配图

弯曲凸模设计

弯曲凹模设计

8 总结

本次设计为支架A 冲压工艺设计，材料为Q235，料厚1mm ，中批量生产。主要内容有对支架A 结构、形状、尺寸精度等进行了工艺性分析，对其生产方案进行了选择，对零件冲裁及弯曲工艺进行了分析与计算，为弯曲与冲裁工艺选择了合适的压力机。

主要结论有以下几点：

（1）生产方案弯曲的顺序根据定位以及是否方便进行，后次弯曲是否牵扯前道工序

（2）各工序段采用的弯曲v 形，u 形，以及四角弯曲，都可一次弯曲成型；

（3）通过计算知道要选用矫正弯曲；

（4）因该零件弯曲采用的是单工序模，采用弹性卸料板卸料，出料采用下出料方式；

（5）横向定位采用导料板进行，纵向定位固定挡料销进行；

（6）由于本设计属于中批量生产并且尺寸精度要求不高，选择无导向开式模；

（7）本零件为T 形，且是中批量生产，综合几种排样方式，最终采用直排对排排样；

（8）压力中心为构件的几何中心；

（9）在进行弯曲模具设计时，由于凸模尺寸过于大，凸模固定板和垫板所起作用过小，故采用螺钉连接。

（10）选择开式固定压力机JE21-100能满足使用要求。

通过本次课程设计，我熟悉了冲压模具的整个设计过程，掌握了冲压模具设计的方法和步骤具体工作如下：

了解了在做冲压模具之前首先要对产品的结构形态，模具的结构形态以及产品的工艺分析性进行合理的分析。

从零件材料, 零件结构，零件精度等方面分析其冲压工艺性。比较多种冲压工艺，确定冲压工艺方案。

基于零件进行工艺计算。主要计算凸，凹模刃口尺寸，拉伸次数和拉伸坯料的尺寸等。还要计算出冲裁力并选择压力机型号。其次根据计算出的凸凹模刃口尺寸，通过查阅有关标准设计出各道工序的凸`凹模形式。最后设计出其它零件，如模座，固定板，垫板，卸料板，定位元件等。

其次，考虑好产品的批量以及精度要求，完成产品的模具设计，模具的装配图和零件图。

通过完整的模具设计，提高了自己独立思考能力以及动手能力，使自己各方面的能力都有所提高。此外让自己对绘图软件的使用有了进一步的提高。

致谢 历时将近四周的时间终于将这次课程设计完成，在设计的过程中遇到了无数的困难和障碍，在同学和老师的帮助下度过了。本次课程设计是材控专业的学生学习过程中一个很重要的专业实训环节，是对以前所学知识的一次综合运用。既是对自己学习的检验，也使自己能力得到锻炼，更为以后走上工作岗位打好专业实践基础。

通过这次课程设计，不仅帮助我具体运用和巩固了《冲压工艺及冲模设计》及相关课程的理论知识，了解了冲压的一般方法和程序，还训练了我查阅相关技术资料的能力，使我能够熟练运用有关资料及手册，熟悉有关国家标准、规范，等方面接受全面训练。

在此，感谢我的同学和朋友，在设计的过程中给予我了很多素材，还在撰写和排版过程中提供的建议。尤其要强烈感谢我的课程设计指导老师冯再新和涉国恩，他们对我进行了指导和帮助。第一次设计其中不免有很多考虑不周或者令人费解的设计我的学术水平有限，所设计的内容难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正。

参考文献

[1] 郑展．冲压工艺与冲模设计手册．化学工业出版社.

[2] 赵凤霞、李晓沛主编．简明公差标准应用手册．上海科学技术出版社

[3] 洪慎章．冲模设计速查手册．机械工业出版社

[4] 刘朝福，冲压模具师速查手册。化学工业出版社.

[5] 郝滨海，冲压模具简明设计手册．化学工业出版社

[6] 王鹏驹、成虹主编，冲压模具设计师手册，机械工业出版社