模具设计 冲压件

设计题目：弹簧挂钩冲压模具设计

系

专

班

姓

学别：机械工程系业：模具设计与制造级：09模具2班名：米高翔号：0901030221

指导老师：

完成时间：

目录

一．绪论————————————————3

二．制品简介——————————————9

三．工艺性分析—————————————10

四．工艺方案的确定———————————11

五．落料冲孔复合模设计—————————13

六．预弯、折弯复合模设计————————25

七．弯曲单工序模设计——————————31

八．参考文献——————————————38

一.绪论

1).毕业设计的目的

毕业设计是在三年高等教育后，对机械制造，模具设计，工艺学，机械制图等主要课程学习程度的一个考查，也是对毕业生在生产实习的基础上进行考查的一个教学环节，它要求学生全面得综合运用三年中所学的课程基本理论知识和实践知识，进行模具加工设计和工艺规程的设计，其目的在于：⑴.培养学生运用模具制造学和机械制造学及有关课程(工程材料、模具设计、公差与技术测量与热处理等)的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决设计问题，初步具备设计一个中等复杂模具的全过程的能力,为进入社会后更好的适应社会做好准备。

⑵.能根据被加工零件的技术要求,运用模具设计的基本原理和方法，学会拟订模具设计方案,完成模具结构设计，提高结构设计能力。

⑶.培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。⑷.进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。

2).模具行业的发展现状及市场前景

现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，

一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。

3).冲压工艺介绍

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。

全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。

冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。

冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精

度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。

冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。

4).冲压工艺的种类

冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。

冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。

模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时

间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。

5).冲压行业阻力和障碍与突破

阻力一：机械化、自动化程度低

美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的5~10倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步。

突破点：加速技术改造

要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新

一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。

阻力二：生产集中度低

许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅39.2%。

突破点：走专业化道路

迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。

阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套

目前，我国汽车薄板只能满足60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板(1650mm以上)等都依赖进口。

突破点：所用的材料应与行业协调发展

汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。

阻力四：科技成果转化慢先进工艺推广慢

在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、

转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。

突破点：走产、学、研联合之路

我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。

阻力五：大、精模具依赖进口

当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为40%~45%，而国际上一般在70%左右。

突破点：提升信息化、标准化水平

必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术(CAE)。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争2005年模具标准件使用覆盖率达到60%，2010年达到70%以上基本满足市场需求。

阻力六：专业人才缺乏

业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，

掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。

突破点：提高行业人员素质

这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。

一.制品简介

制件图

工件名称：弹簧挂钩

生产批量：大批量

材料：08F

厚度:t=1mm

工件简图：如上图所示

材料的力学性能查表1-4-1

08F

抗剪强度216～304

抗拉强度275～383

伸长率19～23τ/Mpaσb/Mpaσ10%

σs/Mpa

E/10MPa3屈服强度255弹性模量186

二．工艺性分析

1、材料：该零件的材料为08F钢，0.8F钢是优质碳素结构刚，具有良好的可冲压性能

2、由于结构简单精度要求不高，为了能适应大量生产，制品的各工序都单独用一套模具加工，该零件的冲压加工基本工序有落料、冲孔、折弯、弯曲。各工序凸、凹模动作行程的确定应保证各工序动作稳妥、连贯。该制品模具为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。

三.工艺方案的确定

根据制品简介及制品工艺性分析，其基本工序有冲孔、落料、折弯、预弯、弯曲五种。按其先后顺序组合，可得如下几种方案：1）落料——冲孔——折弯——预弯——弯曲，单工序冲压。2）冲孔——落料——预弯——弯曲——折弯，单工序冲压。3）孔、落料——折弯——预弯——弯曲，复合、单工序冲压。4）孔、落料——折弯——预弯、弯曲，复合、单工序、复合冲压。5）冲孔、落料——预弯、折弯——弯曲，复合、复合冲压、单工序。

方案1）、2）属于单工序冲压。由于此制品大批量生产，尺寸不大，精度要求稍高，这两种方案生产效率较低，精度不高，且方案1）都为单工序模，不易操作。

方案3）、4）属于复合，单工序冲压。由于制品尺寸不大，壁厚较薄，工序分散。方案4）冲压完成移转单工序模加工难已定位，影响制品精度，虽然生产效率较方案1）、2）有所提高，但是成本较高，而且在设计计算相对繁琐，设计量大，故不宜采用。

方案5）属于冲孔落料、预弯弯曲、折弯复合序冲裁模。既解决了方案1）、2）的问题，又不存在方案3）、4）、的难点，故此方案最为合适。

第一副模具为冲孔落料复合模，加工后尺寸和形状如图所示：

第二副模具为预弯、折弯工序模具加工后尺寸和形状如图所示：

第三副模具为弯曲单工序模具加工后尺寸和形状如图所示：

五．冲孔落料复合模设计

1．主要工艺参数计算

1）毛坯展开尺寸的计算

由表2-13公式，L=2a+πa/180(r+xt)则:

L长=2×8+π(7+0.48×1)+24=39.49+24=63.5(mm)

L宽=π/2(r+xt)+14+(17-0.5)

=π/2×1.32+14+16.9=32.9（mm)

2)排样

该工件排样根据冲孔落料工序设计

为保证冲裁件质量，模具寿命和操作方便，采用有搭边、单排排样，如下图，由表1-21得，冲裁件之间的搭边值a1=2mm，冲裁件与条料侧边之间的搭边值a=3mm。

计算条料宽度：B=63.5+3+3=69.5(mm)计算条料步距：A=32.9+14+2+2=50.9(mm)由式1-13知，一个步距内的利用率：

η=nF/bA×100%

=1×1288.2/63.5×50.9×100%=39.9%

由于条料是往复的运动，所以它冲完一次可以返回来再冲一次，所

以利用率η是2倍。

η=2×39.9%=79.8%

如图所示：

3）冲压力与压力中心的计算

a.冲压力的计算由式（1-24），冲裁力为：F=Ltδb

式中F冲——冲裁力（N）；

L——工件外轮廓周长；

L=63.5+8+4π+32.9+20+18.9+49.5+14≈220（mm）T——材料厚度t=1mm

δb——材料的抗拉强度取350Mpa冲裁力则为：

F冲=220mm×1mm×350Mpa

=77（KN）b.卸料力F卸=K卸F冲

式中K卸——卸料力因数，其值由表1-25查得K卸=0.05卸料力则为：F卸=0.05×77KN

≈3.9（KN）c.推件力计算F推=nK推F冲

式中K推——推件力因数，其值由表1-26查得

取凹模刃壁垂直部分高度h=6mm,t=1mm,n=6/t=6/1=6;取K推=0.06则；

F推=1×0.06×77≈27.7（KN）故总冲压力为：F总=F冲+F卸+F推=（77+3.9+27.7）KN≈108.6（KN）

由式1-31，选用的压力机公称压力P≥（1.1～1.3）F总取系数为1.3，则：P≥1.3F总=1.3×108.6=141（KN）

2.压力机的选择

初选压力机公称吨位为250（KN），型号为J23-25，从表1-6得到，压力机的主要工艺参数如下：

公称压力：250KN；滑块行程：80mm；最大闭合高度：250mm；闭合高度调节量：70mm；工作台尺寸：360mm×560mm；模柄孔尺寸50mm×70mm；电机功率：2.2KW；垫板尺寸：70mm×180mm；

3.压力中心的计算

按比例画出工件图，选定坐标系XY，如上图所示。

L1=6L2=8L3=4πL4=63.5-8-6=49.5L5=14L6=43.5L7=18.9L8=20L9=32.9

X1=3X2=10X3=6+8/πX4=14+49.5/2=38.75X5=63.5X6=20+43.5/2=41.75X7=20X8=10X9=0Y1=0Y2=2Y3=4+8/π

Y4=0Y5=7Y6=14

Y7=14+18.9/2=23.45Y8=32.9Y9=32.9/2=16.45由式（1-32）和（1-33）：X0=L1X1+L2X2+…L9X9/L1+L2+…L9Y0=L1Y1+L2Y2+…L9Y9/L1+L2+…L9X0=29.2

Y0=11.9

可得：

4.凸凹模主要工作部分尺寸计算

因为零件外形为异形，为便于凸、凹模加工，保证凸、凹模之间的间隙，采用凸、凹模配合加工。零件为落料件，落料凹模为基准件，只计算凹模刃口尺寸和公差，凸模刃口尺寸，按凹模的实际尺寸配作，保证凸、凹模之间的间隙在0.1～0.14之间（间隙值由表1-18得到）。

1)落料刃口尺寸计算63.5-0.74

43.5-0.62

32.9-0.62

20-0.50

18.9-0.5214-0.43

00

4-0.3

20.9±0.31的凸凹模制造公差

磨损系数由表（1-19）可查的X=0.5，由公式（1-10）AJ=(AMAX-X△)由公式(1-13)CJ=(CMIN+0.5△)±△/8则：A凹=（A-X△）

+△/4

+△/4

+△/4

=(63.5-0.5×0.74)=63.13

+0.185

0+△/4

A凹=（A-X△）

=(32.9-0.5×0.62)+△/4

=32.59

+0.155

A凹=（A-X△）

+△/4

=(43.5-0.5×0.62)+△/4

=43.19

+0.155

0A凹=（A-X△）

+△/4

=(14-0.5×0.43)+△/4

=13.785

+0.1075

0A凹=（A-X△）

+△/4

=(18.9-0.5×0.52)+△/4

=18.64

+0.13

A凹=（A-X△）

+△/4

=(17.5-0.5×0.10)+△/4

=16.45

+0.03

A凹=（A-X△）

+△/4

0=(4-0.5×0.3)+△/4

=3.85

+0.075

CJ=(C+0.5△)±△/8=(20.9+0.5×0.62)±△/8=20.9±0.0782)冲孔工作部分尺寸计算Φ8

+0.36

由公式（1-11）BJ=(BMIN+X△)-△/4得：B=（8+0.5×0.36）-△/4=8.18-0.09

(a)

落料凹模磨损情况

(b)落料凹模刃口尺寸

5.弹性元件的计算

选用聚氨酯橡胶作为弹性原件，已知Fx=3.9kN，根据模具安装空间，取圆筒形聚氨酯橡胶4个，每个橡胶承受的预压力为：

Fy=Fx/n=3900/4=975N

取hy=10%h,由表1-32得，p=1.1MPa,则橡胶的横截面积为：A=Fy/p=975/1.1=886.4mm2

设卸料螺钉直径为8mm，橡胶上螺钉孔直径d=10mm,则有：A=π/4（D2-d2）求得橡胶外径：D=

=

d2+

π

⨯886.4

2+

π

=35mm

为了保证足够的卸料力，取D=40mm。

因为0.5

6.模具的总装图和主要零件的设计

⑴冲模总装图

根据以上初定模具总体结构，导料销进行条料边定位，挡料销定步距；采用弹性卸料和漏料出件；采用Ⅱ级精度滑动式后侧导柱模架，模具总装图如下图所示。模具工作原理：材料从右向左横向送入，由导料销18对条料边定位，挡料销19对条料定步距，上模随滑块下行，首先卸料板15压住材料，上模继续下行，聚氨酯橡胶14压缩，凸模8进入凹模16进行冲裁；上模回程，聚氨酯橡胶14回复，将箍在凸模8上的条料卸下，卡在凹模16中的零件下次冲裁时由凸模推下，从下模座通过压机台孔漏出。

⑵凹模

根据零件的形状，凹模外形采用矩形。

凹模厚度H凹：由式（1-45），H凹=Kb，且H凹大于15mm。查表1-25，K=0.22，则：

H凹=0.22×63.5=13.97mm,取H凹=20mm

凹模壁厚C：由式（1-46），C=（1.5～2）×15=22.5～30，取C为30mm。凹模长L：L=b+2c=63.5+2×30=123.5（mm）。凹模宽B：B=32.9+2×30=92.9（mm）。

所以凹模的外形尺寸为

123.5×92.9，凹模零件图如下图所示。

⑶冲孔落料凸凹模

因为零件为异形，采用线切割加工最为方便，所以采用整体直通式凸模。凸模长度的计算：由式（1-38），L=h1+h2+t+h,取凸模固定板的厚度h1为20mm，卸料板的厚度h2为15mm，附加长度h=hm+1+(36-1-1)=2+1+34=43(橡胶安装高度36mm)，t=1mm，则：L=20+15+1+37=73（mm）。冲孔凸模L=73+3=76(mm)

冲孔落料凸凹模零件图如下图所示。

⑷模架

根据凹模外形尺寸123.5×92.9参照附表10，选凹模周界125×125的后侧导柱模架：125×125×140～165。模具的闭合高度与压力机的装横高度关系：Hmax-H1-5≥H模≥Hmin-H1+10

已知：Hmax=250mm,Hmin=180mm,H1=70mm模具的闭合高度应为175≥H模≥120模具的实际闭合高度：H模=H上+H下+H垫+H凸+H凹-1=30+35+10+79+20-1=173(mm)

因为175>H模=173>120，满足装模高度要求。

已知压力机工作台孔尺寸为Φ180，选用模架为125×125，不能满足模具的安装要求。重选模架为200×200，则H上=45mm、H下=50mm,调整后模架的实际闭合高度为：

H模=H上+H下+H垫+H凸+H凹-1=45+50+10+79+20-1=203（mm）

因为245>H模=203>190，满足装模高度要求。⑸模柄

根据压力机模柄孔Φ50，参照附表11，上模座厚度30mm，不需打料孔，选用模柄A50×95。

6.模具的装配图

图冲孔落料复合模

六．折弯模设计

折弯就是利用金属的塑性变形，将毛坯弯曲成一定曲率，一定角度形成所需形状工件的冲压工艺。为了保证凸模在弯曲过程中由于侧压力而导致凸模

产生微小变形.此结构采用侧弯保护机构。如图:

1.计算折弯圆角：

由表19.3-2得,该弯曲件的最小圆角半径rmin=0.5t

=0.5×1.0=0.5mm

因为=1.5/1=1.5较小所以R=1.5mm

r2.凹模圆角半径R1的确定

凹模的圆角半径即是弯曲件的弯曲半径,所以R1=r=1.5mm

3.确定工作尺寸

因为该弯曲零件是用外行尺寸标注的弯曲件应以凹模为基准先确定凹模的工作部分的尺寸。由表3-1得尺寸1.5的公差为0.1mm因为B/H=

20

=1.29≤215.5

所以由表19.3-19查得凸凹模单边间隙系数x=0.05所以C=t+△+xt=1+0.05+0.5×1=1.55mm

式中C—弯曲模凸凹模但边间隙(mm)

T—工件材料的厚度的基本尺寸△—工件材料厚度的正偏差X—间隙系数，可按表19.3-19选取因为工件为单向偏差,所以凸凹取一半计算

+δ+0.025+0.025

所以L凹1=(L-0.5∆)0=(58-0.5×0.21)0=57.8950mm

凹

00

L凸1=(L凹-c)0-δ凸=(57.895-1.625)-0.02=56.7-0.02mm+δ凹+0.025+0.025L凹2=(L-0.5∆)0=(30-0.5×0.21)0=29.8950mm00L凸2=(L凹-c)0-δ凸=(29.895-1.625)-0.02=28.7-0.02mm

式中L凹，L凸—凹、凸模尺寸(mm)

L—弯曲件的基本尺寸(mm)△—弯曲件的尺寸公差

其余尺寸如图：

折弯凸模

折弯凹模

4.零部件的结构与尺寸

模具的折弯凸模、折弯凹模；

工作关系如图所示：

5、凸模材料

模具刀口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的折弯力，因此应有较高的硬度和适当的韧性。形状简单且模具寿命要求不高的凸模应选Cr12、CH2M。V,CrWMn等制造，HRC取58～62，要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料。

6、凸模的固定方式

平面尺寸比较大的凸模，可以用螺栓和销钉固定。中小型凸模多采用台肩吊装或铆接固定。

凹模外形尺寸：

由于折弯件的长8mm，厚1.0mm为了保证凹模有足够的强度，凹模的外形尺寸仍可按常规进行设计。参考式（2-25）和式（2-26），并根据模具结构，取凹模厚度H=10mm，凹模模壁厚C=（1.5～2）H=（1.5～2）×H=15～20mm取凹模壁厚C=20mm

凹模上各孔中心距的制造公差比工件精度高3-4级，（零件图中未注公差的孔中心距由书末附录E查极限偏差）.

7、计算折弯压力

a.折弯力计算

F折=(0.6Kbtσb)/(r+t)式中F折——折弯力（N）；

b——工件弯曲宽度（mm）b=1420mm;t——材料厚度t=1.0mmσb——材料的抗拉强度取380Mpar——为内圆弯曲半径（mm）K——为安全系数，一般取1.3折弯力则为：

F折=2×（0.6×1.3×14×1.0×380）/(7.5+1.0)

+2×（0.6×1.3×20×1.0×380）/(1.5+1.0)

22

2

≈5.7KN故总折弯力为：F总=F折=5.7KN

8.冲压设备的选择

对于折弯可按式F压≥1.2F折总估算公称压力选取压力机，参照书未附录B3，选用公称压力为63KN开式双柱可倾压力机J23-6.3。其主要技术参数为：

公称压力：63KN；滑块行程：35mm；最大闭合高度：150mm；封闭高度调节量：35mm；工作台尺寸：200mm×310mm；模柄孔尺寸：φ55mm×30mm；电机功率：0.75KW；床身两立柱间距离：150mm；垫板尺寸：30mm×φ140mm；

8、模具总体设计及主要零部件设计

定位板对冲压起定位作用，弹性卸料板上有与凹模R=2mm，凸模相配合导向孔。

下顶块压边采用橡胶作为弹性元件，按式计算橡胶，自由高度。H自由=（3.5~4）S工作

S工作=（3.5+5）mm则H自由=（3.5~4）S工作

=（3.5~4）×8.5mm=29.75~34mm

取H自由=30mm；由下式计算橡胶装配高度：H2=（0.85~0.9）H自由=（0.85~0.9）×40mm=35.5~37mm取H2=36mm

该工件的模具结构如图X，主要由上、下模座，折弯凹模、折弯凸模，下顶块，定位板等零件组成。

根据主要工作部分尺寸，结构以及弹性元件的尺寸，参照有关资料，可选取工级精度的后侧导柱模架，即：

上模座：250mm×350mm×50mmHT200下模座：250mm×350mm×50mmHT200导柱：A25h5×150mm

20钢

导套：A25h5×90mm×38mm20钢

导柱、导套渗碳深度为0.8~1.2mm硬度为58~62HRC.

本模具制造适合于双个毛坏折弯的中间导柱标准模架。这种模架的导柱装在模具中心的对称位置，冲压时可防止由于偏心力矩引起的模具歪斜并且便于在卸料板上安装导套。如图所示：

图折弯单工序模

七．弯曲单工序模设计

1.确定工作尺寸

本次弯曲单工序模是在折弯后另一次小幅折弯，因此本弯曲工序和上一道折弯工序的计算，和部分零部件的设计是同样的。

用外行尺寸标注的弯曲件应以凹模为基准先确定凹模的工作部分的尺寸，由表3-1得尺寸1.5的公差为0.1mm。

所以由表19.3-19查得凸凹模单边间隙系数x=0.05

所以C=t+△+xt=1+0.05+0.5×1=1.55mm

式中C—弯曲模凸凹模但边间隙(mm)

T—工件材料的厚度的基本尺寸

△—工件材料厚度的正偏差

X—间隙系数，可按表19.3-19选取

因为工件为单向偏差,所以凸凹取一半计算

+δ+0.025+0.025所以L凹=(L-0.5∆)0=(14-0.5×0.21)0=13.8950mm凹

00L凸=(L凹-c)0-δ凸=(13.895-1.625)-0.02=12.7-0.02mm

式中L凹，L凸—凹、凸模尺寸(mm)

L—弯曲件的基本尺寸(mm)

△—弯曲件的尺寸公差

其余尺寸如图：

弯曲凸模

折弯凹模

2.零部件的结构与尺寸

模具的弯曲凸模、弯曲凹模；

工作关系如图所示：

3、凸模材料

模具刀口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的折弯力，因此应有较高的硬度和适当的韧性。形状简单且模具寿命要求不高的凸模应选Cr12、CH2M。V,CrWMn等制造，HRC取58～62，要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料。

4、凸模的固定方式

平面尺寸比较大的凸模，可以用螺栓和销钉固定。中小型凸模多采用台肩吊装或铆接固定。

凹模外形尺寸：

由于折弯件的长8mm，厚1.0mm为了保证凹模有足够的强度，凹模的外形尺寸仍可按常规进行设计。参考式（2-25）和式（2-26），并根据模具结构，取凹模厚度H=10mm，凹模模壁厚

C=（1.5～2）H

=（1.5～2）×H

=15～20mm

取凹模壁厚C=20mm

凹模上各孔中心距的制造公差比工件精度高3-4级，（零件图中未注公差的孔中心距由书末附录E查极限偏差）.

5、计算折弯压力

a.折弯力计算

F折=(0.6Kbtσb)/(r+t)

式中F折——折弯力（N）；

b——工件弯曲宽度（mm）b=14mm;

t——材料厚度t=1.0mm

σb——材料的抗拉强度取380Mpa

r——为内圆弯曲半径（mm）

K——为安全系数，一般取1.3

折弯力则为：

F折=2×（0.6×1.3×14×1.0×380）/(7.5+1.0)

≈1KN

故总折弯力为：

F总=F折=1KN22

6.冲压设备的选择

对于折弯可按式F压≥1.2F折总估算公称压力选取压力机，参照书未附录B3，选用公称压力为63KN开式双柱可倾压力机J23-6.3。其主要技术参数为：

公称压力：63KN；

滑块行程：35mm；

最大闭合高度：150mm；

封闭高度调节量：35mm；

工作台尺寸：200mm×310mm；

模柄孔尺寸：φ55mm×30mm；

电机功率：0.75KW；

床身两立柱间距离：150mm；

垫板尺寸：30mm×φ140mm；

7、模具总体设计及主要零部件设计

定位板对冲压起定位作用，弹性卸料板上有与凹模R=2mm，凸模相配合导向孔。

下顶块压边采用橡胶作为弹性元件，按式计算橡胶，自由高度。

H自由=（3.5~4）S工作

S工作=（3.5+5）mm

则H自由=（3.5~4）S工作

=（3.5~4）×8.5mm

=29.75~34mm

取H自由=30mm；

由下式计算橡胶装配高度：

H2=（0.85~0.9）H自由

=（0.85~0.9）×40mm

=35.5~37mm

取H2=36mm

该工件的模具结构如图X，主要由上、下模座，折弯凹模、折弯凸模，下顶块，定位板等零件组成。

根据主要工作部分尺寸，结构以及弹性元件的尺寸，参照有关资料，可选取工级精度的后侧导柱模架，即：

上模座：250mm×350mm×50mmHT200

下模座：250mm×350mm×50mmHT200

导柱：A25h5×150mm20钢

导套：A25h5×90mm×38mm20钢

导柱、导套渗碳深度为0.8~1.2mm硬度为58~62HRC.

本模具制造适合于双个毛坏折弯的中间导柱标准模架。这种模架的导柱装在模具中心的对称位置，冲压时可防止由于偏心力矩引起的模具歪斜并且

便于在卸料板上安装导套。如图所示：

图弯曲单工序模

参考文献：

[1]成虹：《冲压工艺与模具设计》，高等教育出版社,2002年7月第一版，2003年3月第3次印刷；

[2]模具实用技术丛书编委会：《冲模设计应用实例》，机械工业出版社，1999年9月第一版，第一次印刷；

[3]郑可煌：《实用冲压模具设计手册》：宇航出版社，1990年5月第一版，1992年2月第2次印刷；

[4]大连理工大学工程画教研室：《机械制图》，高等教育出版社，1993年5月第四版，2001年6月，第10次印刷；

[5]丁家镛：《模具制造工艺与设备》；

[6]郑大中：《模具结构图册》，机械工业出版社；

[7]冯炳尧：《模具设计与制造简明手册》，上海科技出版社，1985年版；

[8]许发樾：《模具标准运用手册》，机械工业出版社，1994年11月第1版，第1次印刷；

[9]王国凡：《材料成形与失效》，化学工业出版社，2002年9月第1版，第1次印刷；

[10]傅水根：《机械制造工艺基础》，清华大学出版社，1998年12月第1版，2003年1月第4次印刷；

[11]张均：《冷冲压模具设计与制造》，西北工业大学出版社，1993年版；

[12]丁松聚：《冷冲工艺设计》，机械工业出版社，1983年版。