弹簧卡片多工位级进模-毕设

摘要 (1)
第一章多工位级进模概述 (2)
1.1多工位级进模的含义 (2)
1.2多工位级进模的特点 (2)
1.3对零件的基本要求 (3)
1.4多工位级进模的现状 (3)
第二章产品工艺性分析 (5)
2.1产品工艺性分析 (5)
2.2材料成型性能分析 (5)
第三章毛坯的排样 (7)
3.1多工位级进模排样设计原则 (7)
3.2毛坯尺寸计算 (8)
第四章冲压力的计算 (14)
4.1冲裁力 (14)
4.2弯曲力的计算 (14)
4.3卸料力、推件力和顶件力 (15)
4.4总的冲压力 (16)
第五章模具刃口尺寸计算 (17)
5.1弯曲工艺设计计算 (17)
5.2冲裁工艺设计计算 (21)
第六章模具结构零件设计 (27)
6.1模架设计 (28)
6.2模架的导向零件设计 (29)
6.3支撑零件设计 (30)
6.4弹性元件设计 (31)
6.5紧固件设计 (31)
6.6限位装置设计 (32)
第七章模具工艺零件设计 (33)
7.1工艺零件的设计原则 (33)
7.2工作零件的结构设计 (33)
7.3侧向冲压机构 (35)
7.4多工位级进模的导料装置 (37)
7.5定距与定位 (39)
7.6多工位级进模的卸料装置 (39)
第八章冲压设备的选择及其参数 (42)
8.1冲压设备类型的选择 (42)
8.2冲压设备规格的选择 (42)
第九章模具的装配 (44)
9.1模具的安装调试 (44)
9.2模具的总装图 (44)
第十章结语与致谢 (47)
参考文献 (48)
弹簧卡片多工位级进模的设计
摘要:介绍了冲压生产弹簧卡片的多工位级进模的结构特点。

该模具自动送料，采用侧刃定位,可快速更换凸模和下模镶块；模具的重复装配精度高，寿命长；为了能自动送料，设置在下模的卸料板上不得不安装“燕尾”型弯曲凸模，既可弹性压料又可刚性卸料。

对同类零件的多工位级进模设计具有指导意义。

关键词：弹簧卡片,多工位级进模,自动送料,新型卸料板
Design of Multi-Multi-working-working-working-position
position Progressive Die for Spring Caliper
Abstract :Structure character of the multi-working-position progressive die,designed to produce the spring caliper on a punch machine,has been introduced.The innovations lie on its feeding material automatically,positioning material by two pitch punches,replacing all punches and the lower-die pieces rapidly,and its high repeated assembling precision and long life.In order to accomplish the automatic material feeding,the coattail-like bending punch has to be fixed on its stripping board which is set on the lower die.This new type stripping board can implement pressing material elastically and stripping material from punches rigidly.It can provide some instructions for designing other similar multi-working-position progressive dies.
Key W ords :spring caliper;multi-working-position progressive die;automatic material feeding;new stripping board.
第一章多工位级进模概述
1.1多工位级进模的含义
冲模按其功能和模具结构，有单工序模、复合模和级进模之别。

它们都是借助压力机，将被冲的材料放入凸、凹模之间，在压力机的作用下使材料产生变形或分离，完成冲压工作。

1）单工序模指在压力机的一次行程中，完成一道冲压工序的冲模。

2)复合模指模具只有一个工位，并在压力机的一次行程中，完成两个或两个以上冲压工序的冲模。

3)级进模又称跳步模、连续模和多工位级进模，指模具上沿被冲原材料的直线送进方向，具有至少两个或两个以上工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或两个以上冲压工序的冲模。

常见的冲压工序有冲孔（圆孔和异形孔、窄缝、窄槽等）、压弯（一次压弯和多次压弯）、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。

由于冲压件各不相同，所完成的冲压工序性质和工位数也各不相同。

其所用的模具在统称级进模的前提下，一般用制件名称或多少工位加制件名称冠在级进模的前面，以此称呼其不同的级进模。

此次设计的级进模可称为弹簧卡片多工位级进模。

1.2多工位级进模的特点
就其冲压而言，多工位级进模和其他冲模相比，其主要特点如下：
1)所使用的材料主要是黑色或有色金属，材料的形状多为具有一定宽度的长条料、带料或卷料。

因为它是在连续的几乎不间断的情况下进行冲压工作，所以要求使用的条料应越长越好，对于薄料长达几百米以上、中间不允许有接头、料厚为0.1-6mm，多数使用0.15-1.5mm的材料，而且有色金属居多。

料宽的尺寸要求必须一致，应在规定的公差范围内，且不能有明显毛刺，不允许有扭曲、波浪和锈斑等影响送料和冲压精度方面的缺陷存在。

2)所用的压力机刚性要足够，精度好，而且滑块要能长期承受较大的侧向力。

一旦发生故障，压力机有急停功能。

3)送料方式为按“步距”间歇或直线连续送给。

不同级进模的步距大小是不等的，具体数值在设计排样时确定，但在送料过程中步距精度必须严格控制才能保证冲件的精度和质量。

4)冲压的全过程在未完成成品件前的毛坯件始终不离开（区别于多工位传递模）条料和载体。

5)适合大批量中小型定型产品零件的生产，冲压精度高，相当于IT10-IT13。

尺寸
一致性好，冲件均具有很好的互换性。

6)生产率高。

由于排样采用多排，一次冲压可以出多件。

采用高速冲压，每分钟冲次比普通冲压高出十多倍，生产率很高。

7)在一副模具的不同工位上，可以完成多种性质的冲裁工序。

工位数决定于冲压工序的需要，原则上多少不受限制，一般而言，中小型件，都可以采用一副级进模冲压完成。

8)模具综合技术含量高。

模具结构比较复杂，加工精度和制造技术要求高。

没有较先进的精加工设备和熟练而有经验的模具钳工，加工、装配、调试和维修均难以获得完满效果。

9)可以实现自动化生产。

当模具调整好后，带料或卷料经开卷机、矫平机、驰长式控制机、送料器、压力机和模具、制件收集器将废料切断或收卷等。

可以不用人在设备旁长期守着，一旦冲压过程异常，由于模具上装有安全保护装置，设备会自动停机，故能实现冲压自动化生产。

10)模具制造周期长，成本高。

多工位级进模随工位数的增加，相应要加工的模具零件数也多了，其中工作零件除采用常规方法加工外，精加工都要采用高精度的精密设备，不仅加工周期长，而且工时费比普通加工高出许多，所以成本比普通冲模高。

11)工件零件采用超硬材料制造，模具寿命长。

由于多工位级进模可以将复杂的内外型分解为有若干个工位冲成，每个工位的冲压复杂性相对比较简单。

工作零件采用硬质合金或钢结硬质合金，不但制造比较容易，也便于维修更换，使模具的使用寿命大大延长，寿命最长的达亿次。

1.3对零件的基本要求
一般情况下，零件较小，批量大，料厚较薄(0.08-2.5mm)，材质较软，零件形状较复杂，贵重金属不宜(利用率较低)，精度过高不宜(IT10级以下)。

1.4多工位级进模的现状
级进模在过去，因技术水平的限制（主要是制造高精度困难），工位数相对较少，3-5个常见，10个工位就算多的了，10个工位以上的就很少见了，所以多工位这个词过去很少听到。

近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高的要求，模具设计与制造高新技术的应用与进步，工位数已不再是限制模具设计与制造的关键，从目前了解到的情况来看，工位间步距精度可控制在±3um之内，工位数已达十几个，多的已有70多个。

冲压次数也大大提高，由原来的每分钟冲十几次，提高到每分钟冲几百次，对于纯冲裁高达1500次/min（带弯曲的加工500-600次/min），级进模的重量也有过去的
几十公斤增加到几百公斤，直至上吨。

冲压方式有早期的手工送料、手工低速操作，发展到如今的自动、高速、安全生产。

调整好后的模具在自动检测的情况下实现无人操作。

模具的总寿命由于新材料的应用和加工精度的提高，也不再是早先的几十万次，而是几千万次、上亿冲次。

当然级进模的价格和其他模具相比要高一些，但在冲裁总成本中，模具费用所占的比例还是很少。

由此可见，多工位级进模是当代冲压模具中生产效率最高、最适合大量生产应用，已越来越多的广大的用户认识并应用的一种高效、高速、高质、长寿的实用模具。

多工位级进模的应用，反映在模具结构设计方面，它代表了对板料冲压工艺和变形规律的全面认识，以及对该方面实践经验综合应用的水平高低。

反映在模具制造方面，集中体现在当代最先进的精密模具加工技术的发展与实践。

因此，多工位级进模的广泛应用，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志。

第二章产品工艺性分析
2.1产品工艺性分析
弹簧卡片是交流接触器上夹紧和定位弹簧的一个冲压件，材料为10号钢，料厚1mm，生产批量很大。

其零件图如下，中间有一个通孔，孔的两旁有一对垂直朝下的撕开弯曲，两臂为“燕尾”型朝上的弯曲。

该零件涉及工序多，尺寸精度要求较高，采用级进模加工，节约冲压设备和模具，提高经济效益。

经分析，该弹簧卡片需要冲孔、切除废料、切口、预弯、弯曲、切断等冲压工序。

零件图
此外，由于该工件没有标注公差，对于非圆形工件，取IT14，冲模可按IT11级制造；对于圆形工件可取IT6-IT7级制造。

2.2材料成型性能分析
10号钢塑性、韧性很好，易冷热加工成形，正火或冷加工后切削加工性能好，焊接性优良，无回火脆性，淬透性和淬硬性均差。

主要化学化学成份为：
碳C：0.07~0.13
硅Si：0.17～0.37
锰Mn：0.35～0.65
主要力学性能为：
抗拉强度σb(MPa)：≥335
屈服强度σs(MPa)：≥205
伸长率δ5(%)：≥31
断面收缩率ψ(%)：≥55
在本设计中，10号钢用来制作弹簧卡片，一般要进行的热处理工艺为淬火后低温回火（回火温度约为150-250℃），热处理后硬度为HRC45-50。

第三章毛坯的排样
多工位级进模的排样设计是多工位自动级进模设计的关键。

排样图的优化与否，不仅关系到材料的利用率、制件的精度、模具制造的难易程度和使用寿命等，而且直接关系到模具各工位加工的协调与稳定。

3.1多工位级进模排样设计原则
多工位级进模的排样，除了遵循普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点：
1）可以将展开轮廓绘制好，在绘制区反复试排，待初步方案确定后，在排样图的开始端安排冲孔、切口、切废料等分离工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排制件和载体分离。

2）第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。

第二工位设置导正销对带料导正，在以后的工位中，视其工位数和易发生窜动的工位设置导正销，也可以在以后的工位中每隔1-2个工位设置导正销。

第三个工位根据冲压条料的定位精度，可设置送料步距的误送检测装置。

3）冲压件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，但孔不能因后续成形工序的影响而变形。

对相对位置精度有较高要求的多孔，应考虑同步冲出。

因模具强度的限制不能同步冲出时，后续冲孔应采取保证孔相对位置精度要求的措施。

复杂的型孔可分解为若干简单型孔分步冲出。

4）为提高凹模镶块、卸料板和固定板的强度，保证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。

5）成形方向的选择要有利于模具的设计和制造，有利于送料的顺畅。

6）对弯曲和拉深成形件，每一工位的变形程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分为几次成形。

这样既有利于质量的保证，又有利于模具的调试修整。

7）为避免U形弯曲件变形区材料的拉伸，应考虑先弯成45°，再弯成90°。

8）在级进拉深排样中，可应用拉深前切口、切槽等技术，以便材料的流动。

9）压筋一般安排在冲孔前，在突包的中央有孔时，可先冲出一个小孔，压突后再冲到要求的孔径，这样有利于材料的流动。

10）当级进成形工位数不是很多时，制件的精度要求不是很高时，可采用压回条料的技术，即将凸模切入料厚后，模具中的机构将被切制件反向压入条料内，再送到下一个工位加工，但不能将制件完全脱离带料后再压入。

11）在级进模冲压过程中，各工位分段切除余料后，形成完整的外形，此时一个重要的问题就是如何使各段冲裁的连接部位平直或圆滑，以免出现毛刺、错位、尖角等。

因此应考虑分段切除时的搭接方法。

根据载体形式的不同将级进模排样分为无载体排样、边料载体排样、单载体排样、双边载体排样、中间载体排样5种类型，经过整体考虑，此次设计采用的是中间载体排样。

3.2毛坯尺寸计算
弯曲件的展开长度是根据弯曲前、后中性层长度不变的原则进行计算的，中性层是计算弯曲件展开长度的基准。

其展开长度等于直线部分长度和弯曲部分中性层展开长度之和。

中性层的位移系数x 值
r/t
0.10.20.30.40.50.60.70.81 1.2x
0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33r/t
1.3 1.52
2.534567≧8x 0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.5
查上表知：x =0.32
中性层半径xt r +=ρ=1+0.32×1=1.32mm
L=8.17×2+36.02+2×°
°360135×2ρπ=58.58mm
故可得零件展开图如下：
3.2.1搭边
排样时冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料之间留下的工艺余料称为搭边。

(1)搭边的作用
1)起起补偿条料的剪裁误差、送料步距误差，以及补偿由于条料与导料板之间有间隙所造成的松辽歪斜误差的作用
2)使凸、凹模刃口双边受力。

由于搭边的存在，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁。

受力平衡，合理间隙不易破坏，模具寿命与工作断面质量都能提高
3)对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。

搭边过大，浪费材料。

搭边过小，起不到上述应有的作用，过小的搭边还可能被拉入凸模和凹模的间隙，使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。

搭边的合理数值就是保证冲裁件质量，保证模具较长寿命、保证自动送料时步被拉弯拉断条件下允许的最小值。

(2)选取搭边值要综合考虑以下因素：
1）材料的力学性能；
2）制件的形状与尺寸；
3）材料厚度；
4)送料方式与挡料方式。

搭边值与沿边值通常由经验确定，如下表所示，搭边值与沿边值为普通冲裁时钢（WC0.05%～0.25%）的搭边值经验数据之一。

最小工艺搭边值（mm）
材料厚度圆件及r＞2t的工件矩形工件边长L＜50mm矩形工件边长L＞50mm
或r＜2t 的工件
工件间a1
沿边a 工件间a1沿边a 工件间a1沿边a ＜0.250.25-0.50.5-0.80.8-1.21.2-1.61.6-2.02.0-2.52.5-3.03.0-3.53.5-4.04.0-5.05.0-12 1.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t
2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.8
3.50.7t
2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.5
3.50.7t
2.52.01.81.51.82.02.22.52.8
3.2
4.00.8t
2.82.21.81.51.82.02.22.52.8
3.2
4.00.8t
3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.5
4.50.9t
查表知：
制件间1a =1.5mm
沿边a =1.8mm
则可取1a =3mm，为计算方便取a =2.28mm 3.2.2条料宽度与导尺间距离的计算
条料的送进步距用侧刃定位时，条料宽度必须增加侧刃切去部分，可按下式计算。

条料宽度为：
01max 0,max 0)5.1()2(∆
−∆−∆−++=++=nb a L nb a L B 导料板间距为：
z
nb a L Z B B +++=+=5.1'max y L B +=max '1a
a 75.0'=式中max L —条料宽度方向冲裁件的最大尺寸，mm；
a —侧搭边值，mm，见《冲压模具设计手册》表2-16；n —侧刀数；
1b —侧刀冲切的条料宽度，mm，见《冲压模具设计手册》表2-21；
Z —冲切前的条料宽度与导料板间的间隙，mm，见《冲压模具设计手册》表2-20，
为0.5；
y —冲切后的条料宽度与导料板间的间隙，mm，见《冲压模具设计手册》表2-21，
为0.1；
经计算：条料宽度0
15.0065−∆−=B mm
导料板间距5.65'=B mm
='1B 58.68mm
3.2.3送料步距A
条料在模具上每次送进的距离成为送料步距（简称步距或进距）。

每个步距可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件。

送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。

在此次设计中，依据工件的2个Ф4.5mm 的距离，以及工件间的搭边确定送料步距A。

A=max L +a
式中：
max L —工件的排样方向上的宽度(mm)a—工件间搭边(mm)故依据工件图可知，
A=25+3=28mm
参照参考文献，多工位级进模步距精度的一般按照如下经验公式进行估算：
k
n 35.0β
δ±=式中：
δ—步距精度公差；
—沿送料方向毛胚轮廓尺寸的精度提高三级后的公差值；k —修正系数，见下表；n —级进模的工位数；
修正系数K
冲裁间隙z(双面)/mm
K 值冲裁间隙z(双面)/mm
K 值0.01-0.030.85>0.12-0.15 1.03>0.03-0.050.90>0.15-0.18 1.06>0.05-0.080.95>0.18-0.22
1.10
>0.08-0.12
1.00
说明：1）修整系数k 主要考虑料厚和材质因素，并将其反应到冲裁间隙上去。

2）多工位级进模因工位的步距累积误差，所以标注模具每步尺寸时，应由第一工位至其他工位直接标注其长度，无论这长度多大，其步距公差均为δ。

在本设计中，展开后验送料方向的最大轮廓尺寸是28mm ，在图排样图中共分12个工位。

尺寸28mm 的IT11级公差值为0.13mm 。

即β=0.13。

模具的双面冲裁间隙为0.13mm 。

（见5.1.1凸凹模间隙值的确定），查表得K=1.03。

即：n=10β=0.13mm K=1.03则：
=××±=03.110
13
.05.03δ±0.031mm
则这副多工位级进模的步距公差为±0.031mm。

3.2.4材料的利用率η
对冲裁件来说，由于产量大、冲压的生产率高，所以材料费用常会占冲件成本的60％以上。

材料利用率是一项很重要的经济指标。

要提高材料利用率，就必须减少废料面积。

冲裁过程中所产生的废料可分为结构废料与工艺废料两种。

结构废料是由工件的形状决定的，而工艺废料则是由冲方式和排样方式所决定的。

因此要提高材料的利用率只要应从减少工艺废料着手，设计处合理的排样方案。

但有时需要引起注意的是，在不影响冲件使用性能的前提下，也可适当改变冲裁件的形状。

材料的利用率可以利用下式进行计算：
η=AB
S
式中η-材料的利用率
S-一个步距内的工件的实际面积A-送料步距B-条料宽度
而依据CAD 计算可得A=1362.77mm 2
故可得：
η=74.9%
对弹簧卡片进行工艺分析时可知，该弹簧卡片需要冲孔、切除废料、切口、预弯、弯曲、切断等冲压工序。

具体的工序安排如排样图所示，其中1工位冲孔，2、3工位切除两边的废料，3、4工位切除中间废料，5工位为切口，6工位是“U”形预弯，8工位是朝上的“燕尾型”弯曲，10工位为切断。

为了保证模具强度、保证各成形零件安装位置不发生干涉，设置7、9工位为空工位。

排样图
第四章冲压力的计算
4.1冲裁力
冲裁力设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁力。

压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力。

通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。

用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F 一般按下式计算
b
KLt F τ=式中F —冲裁力，N ；
L —冲裁周边长度，m ；
t —材料厚度，m ；b τ—材料抗剪强度，MPa ；K —系数。

系数K 是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、材料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数。

一般取K=1.3。

为计算简便，也可按下式估算冲裁力
b
Lt F σ≈式中b σ—材料的抗拉强度，MPa 。

经计算：
第1工位冲孔1F =2π×3×1×335=6314.6N
第2、3工位切除两边废料2F =（2×28+16.42）×2×1×335=48521.4N 第3、4工位切除中间废料3F =（3+19.29）×4×1×335=29868.6N 第5工位切口5F =(6+8+6+8)×1×335=9380N 第10工位切断10F =(3+10)×2×1×335=8710N
总的冲裁力为：
=冲裁F 1F +2F +3F +5F +10F =102794.6N
4.2弯曲力的计算
为了合理选择压力机和设计模具，必须较为准确地计算弯曲力。

弯曲力的大小不仅与毛坯尺寸、材料力学性能、弯曲半径以及模具间隙等因素有关，而且与弯曲方式也有很大的关系。

因此，在实际生产中，主要根据板料厚度、宽度及其力学性能等因素，采用经验公式或简便的理论公式来计算弯曲力。

对于U 形弯曲，其自由弯曲力为：
t
r kbt F b
+=
σ27.0自式中自F —弯曲结束时的自由弯曲力，N；
b —弯曲件的宽度，mm；t —弯曲件的厚度，mm；
r —弯曲件的弯曲半径，mm；b σ—材料的强度极限，MPa ；k —安全系数，一般取1.3。

经计算第6工位U 形预弯6F =N
625.38101
1335
1253.17.02=+××××对于V 形弯曲，其自由弯曲力为：
t
r kbt F b
+=
σ26.0自经计算第8工位燕尾型弯曲=8F 2×1
1335
1253.16.02+××××=6532.5N
总的弯曲力为：
F=86F F +=10343.125N
4.3卸料力、推件力和顶件力
影响卸料力、推料力及顶件力的因素很多，要精确的计算是很困难的，在实际的生产中，常用经验公式进行计算。

推件力为：
F
nK Q 1=推顶件力为：
F
K Q 2=顶卸料力为：
F
K Q 3=卸式中n —同时卡在凹模中的零件数；
F —冲裁力，N ；
321,,K K K —卸料力、推件力和顶件力系数，见下表；
推件力、顶件力、卸料力系数
材料厚度/mm
1
K 2K 3
K 钢
≤0.10.10.140.065-0.075＞0.1-0.50.0630.080.045-0.055＞0.5-2.50.0550.060.04-0.05＞2.5-6.50.0450.050.03-0.04＞6.5
0.025
0.03
0.02-0.03
故可取：
1K =0.0552K =0.063K =0.05
经计算各工位推件力、顶件力和卸料力如下表：
推件力/N 顶件力/N
卸料力/N 第1工位冲孔
347.303378.876315.73第2、3工位切除两边废料
5337.3542911.2842426.07第3、4工位切除中间废料
3285.5461792.1161493.43第10工位切断
479.05522.6435.5求和
9449.2535604.876
4670.73
4.4总的冲压力
当采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲压力为：
推件弯曲冲裁F F F F ++==113137.725+9449.253=122586.978N
第五章模具刃口尺寸计算
5.1弯曲工艺设计计算
弯曲模工作部分的设计主要是指凸、凹模的圆角半径和凹模的工作深度。

对于U形件的弯曲模则还有凸、凹模之间的间隙及模具横向尺寸。

5.1.1弯曲凸、凹模间隙值的确定
对于U形件的弯曲，必须选择合适的间隙。

间隙越小，则弯曲力越大；间隙过小，会使零件边部壁厚减薄，以及发生划伤或拉长，降低凹模寿命。

间隙过大，则回弹大，降低零件的精度。

凸、凹模单边间隙Z一般可按下式计算：
ct
t
ct
T
Z+
∆
+
=
+
=
max
max
式中Z—弯曲凸凹模单边间隙，mm；
t—材料厚度的基本尺寸，mm；
max
∆—材料厚度的正偏差，mm；
c—间隙系数，见下表。

b—弯曲件的宽度。

U形件弯曲凸凹模的间隙系数c值
弯曲件高度H/mm
间隙系数
b/H≤2b/H＞2
材料厚度t/mm
＜0.50.6-2 2.1-4 4.1-5＜0.50.6-2 2.1-4 4.1-7.57.6-12
100.050.050.04-0.100.100.08--200.050.050.040.030.100.100.080.060.06 350.070.050.040.030.150.100.080.060.06 500.100.070.050.040.200.150.100.060.06 700.100.070.050.050.200.150.100.100.08 100-0.070.050.05-0.150.100.100.08 150-0.100.070.05-0.200.150.100.10 200-0.100.070.07-0.200.150.150.10注：当工件精度要求较高时，其间隙值应当适当缩小，去Z=t。

本次设计中，
U形弯曲时，b=25mm，H=9.78mm，t=1mm，查上表知c=0.1
ct
t
ct
T
Z+
∆
+
=
+
=
max
max
=1.1mm。

5.1.2凸模圆角半径的确定
如果弯曲件的弯曲半径没有做明确规定，则取
凸
r=（1-3）t。

若弯曲件的弯曲半径为r，则
凸
r=r，但弯曲件的弯曲半径不得小于下表所列数值。

若弯曲半径r较大，精度要求较高时，应考虑回弹的影响，凸模圆角半径
凸
r应根据回弹角大小做相应的调整。

板料最小弯曲半径
材料
最小弯曲半径
退火或正火冷变形强化
弯曲线位置垂直
于纤维
弯曲线位置平行
于纤维
弯曲线位置垂直
于纤维
弯曲线位置平行
于纤维
08、100.1t0.4t0.4t0.8t
15、200.1t0.5t0.5t1t
25、300.2t0.6t0.6t 1.2t
35、400.3t0.8t0.8t 1.5t
45、500.5t1t1t 1.7t
55、600.7t 1.3t 1.3t2t
65Mn、T71t2t2t3t Ti
Ni
Cr9
18
11t2t3t4t 软杜拉铝1t 1.5t 1.5t 2.5t 硬杜拉铝2t3t3t4t 磷铜--1t3t 半硬黄铜0.1t0.35t0.5t 1.2t 软黄铜0.1t0.35t0.35t0.8t 紫铜0.1t0.35t1t2t 铝0.1t0.35t0.5t1t 注：1、当弯曲线与纤维方向成一定角度时，可采用垂直和平行纤维方向二者的中间数值。

2、在冲裁或剪裁后没有退火的材料视为硬化的金属选用。

3、弯曲时应使有毛刺的一边处于弯角的内侧。

4、表中t为板料厚度。

本次设计中，r=1mm，则
凸
r=r=1mm，满足要求。

5.1.3凹模的圆角半径及凹模的工作深度
凹模圆角半径，通常根据材料的厚度选取。

t≤2mm时，=
d
r（3-6）t
t =2-4mm 时，=d r （2-3）t t ＞4mm 时，=d r 2t
本次设计中，t =1mm，=d r （3-6）t =3-6mm，可取=d r 3mm。

弯曲凹模的深度尺寸大小，与弯曲件的形状及弯曲方式有关。

其凸模、凹模的结构尺寸可查下表。

本次弯曲U 形件时，弯曲高度不大且要求两边平直，则凹模深度应大于零件的高度，如弯曲模的结构图所示。

图中E 值见下表。

弯曲U 形件凹模的E 值
材料厚度t /mm
＜11-22-33-44-55-66-77-88-10E/mm
3
4
5
6
8
10
15
20
25
弯曲模的结构图
综上知，p r =1mm，=d r 3mm，E=4mm。

5.1.4凸、凹模工作部分的尺寸与公差
如上图所示，弯曲件用外形尺寸标注，工件为单向偏差，
凹模尺寸为：
d
L L d δ+∆−=)4
3
(凸模尺寸为：
P
Z L L d p δ−−=)2(式中d p L L ,—凸模和凹模宽度，mm；
L —弯曲件宽度的基本尺寸，mm；∆—弯曲件宽度的尺寸偏差，mm；Z—凸模与凹模间隙（单边），mm；
d p δδ,—凸凹模的制造偏差，mm。

可算得：d L L d δ+∆−=)4
3(=03
.00
555.39+P Z L L d p δ−−=)2(=002
.0355.37−综上可知：
第6工位U 形弯曲凸、凹模尺寸如下
凸凹模间隙：ct t ct T Z +∆+=+=max max =1.1mm 凸模尺寸为：p r =1mm，P Z L L d p δ−−=)2(=002
.0355.37−凹模尺寸为：=d r 3mm，d L L d δ+∆−=)4
3(=03.00555.39+，E=4mm
同理可得第9工位“燕尾”型弯曲凸凹模尺寸（采用滑楔水平运动成形,按V 形弯曲处理）
弯曲V 形件的凹模深度及底部最小厚度
弯曲件边
长L/mm 深度及最小厚度/mm
材料厚度≤2mm 材料厚度2-4mm
材料厚度＞4mm
h 0L h
0L h
0L 10-252010-152215--＞25-502215-2027253230＞50-752720-2532303735＞75-1003225-3037354240＞100-150
3730-354240
4750
查上表知：0L =10mm,=h 20
凸凹模间隙靠压力机的闭合高度控制。

凸模尺寸为：p r =1mm，
凹模尺寸为：=d r 3mm，))(8.06.0('t r r p d +−==1.2-1.6mm，可取'd r =1.5mm
5.2冲裁工艺设计计算
5.2.1冲裁凸、凹模间隙值的确定
凸凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力等有较大影响，所以必须选择合理地间隙。

合理间隙确定的方法如下：
1）理论确定法
依据上下裂纹重合，用几何方法推导，实用上意义不大。

2）经验确定法
在模具设计时合理间隙的值一般通过查表来确定。

电气仪表行业常用的合理间隙值，查《冲压模具设计手册》表2-24知，冲裁模双面间隙值Z =0.13-0.16mm，可取Z =0.13mm。

5.2.2冲裁模刃口尺寸计算的原则
冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。

正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。

它的确定需要考虑到冲裁变形的规律、冲裁件的精度要求、模具磨损和制造特点等情况。

从生产实践中可以发现落料件的尺寸接近凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸，在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准，即落料与冲孔都是以光亮带尺寸为基准的。

考虑以上情况，在决定模具刃口尺寸及其制造公差时应该遵守以下原则：
1）由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，间隙取在凸模上；冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸，间隙取。