联接支架冲压成型工艺及级进模具设计
日 期： 2017年4月18日 【摘要】通过对支架冲压模具设计的三维造型及模具设计研究,使我对实体造型和模具设计有了进一步的了解, 以典型的模具设计为主要内容,对支架这个零件进行仔细的分析与计算,在此基础上,对模具的各个结构和各个标准进行计算和选取。是冲压模具设计的一个典型实例。级进模广泛用于金属成型零件的生产，本次设计为以后的工作做了一次演练。不仅巩固了我的理论知识，而且提高了我分析问题和解决问题的能力。
目录
引言 4
一、支架的零件图分析 5
（一）支架的三维图及二维图 5
二、冲压工艺分析与方案 6
（一）零件的冲压工艺性分析 6
（二）确定冲裁工艺方案 7
三、模具设计及计算 8
（一）排样相关尺寸的选定和计算 8
（二）计算级进模冲裁力及弯曲力 9
（三）冲裁间隙值的确定 10
（四）凸模和凹模的尺寸图 10
（五）弯曲模尺寸的计算 14
四、压力机的选择 15
（一）级进模公称压力确定和压力机的选择 15
（二）模柄的选择 15
五、模具装配图 15
总结 18
致谢 19
参考文献 20
引言
冲压是利用常规或特种冲压设备为动力，钣金、模具和设备是冲压工艺的三要素。冲压的优势与别的方法相比，
主要特点如下：
1.生产率高，普通按行程每分钟可达几十倍，每分钟高达数百甚至数千倍的压力。
2.冲压加工尺寸不仅范围大，而且加工的零件形状可以复杂。
冲压加工由于具有冲压的优点，应用于车身部件、车架和轮缘冲孔、食品金属外壳，不锈钢锅，搪瓷盆、不锈钢餐具、各种冲压模具产品。
近年来，随着飞机、汽车、电子、仪器仪表和工业产品的发展以及无屑技术的应用，冲压工艺得到了迅速的发展。冲压技术对于国防工业和民用工业的生产至关重要。据统计，在电子产品、冲压件的数量占比在汽车总零件数85%，成形质量和成形速
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
度的要求越来越高。
但在实际生产中，通过仿真可以预测和避免冲压过程中的缺陷和问题，可用于指导和优化冲压工艺设计。尽管如此，传统的冲压工艺经验仍然在生产中起着重要的作用，经验仍然可以有效地帮助成形过程，并形成合理的冲压计划，从而有助于快速确定冲压仿真的工艺参数。
电气、电子、仪表行业的尺寸较小,形状复杂,精度要求较高的金属制件,广泛采用多工位连续模生产。
多工位连续模与普通模具相比精度高，表面质量好。连续模有它明显的结构特点,如具有高精度的导向装置,高精度的步距定位装置,自动送料装置,有的还带有自动机构装置来满足某些成形要求,为了使连续模在结构上能适应"高速、自动、精度、安全"的四个基本要求,优化连续模的结构设计是很重要的。
如何去利用现代的科学技术来改造模具，造出更先进的产品，是我国目前急需要改善的。
一、支架的零件图分析
（一）支架的三维图及二维图
如图11、12所示:
图11 三维造型图
图12 二维工程图
二、冲压工艺分析与方案
（一） 零件的冲压工艺性分析
根据产品图纸、形态特征等因素得知该零件符合冲压工艺的要求。主要是探讨使用工件的影响，最简单最经济的方式进行冲压。
1.冲压件形状和尺寸
应避免悬臂长度过大，材料的宽度要大于厚度的2倍，这有利于模具制造和提高模具寿命。
2.冲压件精度
冲压件的精度和模具的形状结构及制造上的精度是息息相关的。一般冲裁，外观可达到经济精度，两孔、孔距公差余量公差、冲切角度偏差和表面粗糙度值均近似由检查表。
3.生产批量
据介绍，模具制造费用大约要占到总成本的百分之十到三十，所以它的制造费用极其昂贵。因此，商人们在生产的时候，更多的会选择用其他的更优惠的方法，在对于一些需要大量生产的零件，商人们才会选择使用冲压设备，来保证他们的生产效率。
该零件展开后的尺寸有点复杂, 工件材料为Q235钢，料厚t=2.5mm，如第一章中图12所示。该零件适合冲压，工艺为落料冲孔和弯曲。
（二） 确定冲裁工艺方案
根据上面的工艺分析，得出以下3种工艺方案：见表21所示：
表21
对于一些只需要少量生产的零件，商人们一般会选择单一的工艺模型。在一些使用单工序模生产较复杂的冲压件，为了低保证生产率，人们往往回使用复合模具或连续模具。当单一工艺模型的成本高于复合模的成本，且生产量不大时，为了避免冲压的定位误差，应采用复合模冲压。
综合以上的三个方案，方案二冲孔落料弯曲级进模只需要一副模具，便可达到所有的要求，所以最终确定使用冲孔落料弯曲级进模。
三、模具设计及计算
（一） 排样相关尺寸选定和计算
冲压件的材料费用昂贵，所以材料费用是我们困惑的一大问题。
排样方法可分为三种：
1.有废料排样
沿支架的外围冲裁，支架的左右边缘留有余量。保证零件质量，模具寿命长。
2.少废料排样
沿工件部分，只有局部搭边余量。
3.无废料排样
无任何搭边。
节约材料，减少废料的数量，对于一次切割多个零件具有重要意义。同时由于其冲裁减少了周边的废料，可简化结构，降低模具冲裁力，无需废料布置，只因头料和尾料损失率高达85%～95%。
少废料利用率可达到70%～90%。然而，也有一个缺点，由于材料本身的公差和材料引导和设置所造成的误差。
当搭边值过小时，作用在冲头表面的法向应力在冲裁件的周围不规则的分布。为了保证其作用在表面的向应力能够离工件的周长不明显变化，宽度最窄的地方必须考虑大于塑性区的宽度，塑性区的宽度和材料的性质和材料的密度有关，搭边值与下列因素有关：
1.材料机械性能
硬度越大的材料搭边值越小，反之则会越大。
2.工件的形状与尺寸
尺寸越小，形状越简单搭边值就越小，反之则越大。
3.材料厚度
薄材料的搭边值取小一点，反之取大一点。
4.送料及挡料方式
采用自动送料，侧压搭边较大。采用手动，则较小。
经查表得：工件搭边值为，a=2mm，a1=1mm，条料宽度为b=L1+L2+2a
L外形尺寸和产品的进料方向的尺寸；
a为搭边值。
则条料宽度b=76.58+41.58+2×2=122.16mm
该工件排样图，如下图31所示：
图31
目录
引言 4
一、支架的零件图分析 5
（一）支架的三维图及二维图 5
二、冲压工艺分析与方案 6
（一）零件的冲压工艺性分析 6
（二）确定冲裁工艺方案 7
三、模具设计及计算 8
（一）排样相关尺寸的选定和计算 8
（二）计算级进模冲裁力及弯曲力 9
（三）冲裁间隙值的确定 10
（四）凸模和凹模的尺寸图 10
（五）弯曲模尺寸的计算 14
四、压力机的选择 15
（一）级进模公称压力确定和压力机的选择 15
（二）模柄的选择 15
五、模具装配图 15
总结 18
致谢 19
参考文献 20
引言
冲压是利用常规或特种冲压设备为动力，钣金、模具和设备是冲压工艺的三要素。冲压的优势与别的方法相比，
主要特点如下：
1.生产率高，普通按行程每分钟可达几十倍，每分钟高达数百甚至数千倍的压力。
2.冲压加工尺寸不仅范围大，而且加工的零件形状可以复杂。
冲压加工由于具有冲压的优点，应用于车身部件、车架和轮缘冲孔、食品金属外壳，不锈钢锅，搪瓷盆、不锈钢餐具、各种冲压模具产品。
近年来，随着飞机、汽车、电子、仪器仪表和工业产品的发展以及无屑技术的应用，冲压工艺得到了迅速的发展。冲压技术对于国防工业和民用工业的生产至关重要。据统计，在电子产品、冲压件的数量占比在汽车总零件数85%，成形质量和成形速
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
度的要求越来越高。
但在实际生产中，通过仿真可以预测和避免冲压过程中的缺陷和问题，可用于指导和优化冲压工艺设计。尽管如此，传统的冲压工艺经验仍然在生产中起着重要的作用，经验仍然可以有效地帮助成形过程，并形成合理的冲压计划，从而有助于快速确定冲压仿真的工艺参数。
电气、电子、仪表行业的尺寸较小,形状复杂,精度要求较高的金属制件,广泛采用多工位连续模生产。
多工位连续模与普通模具相比精度高，表面质量好。连续模有它明显的结构特点,如具有高精度的导向装置,高精度的步距定位装置,自动送料装置,有的还带有自动机构装置来满足某些成形要求,为了使连续模在结构上能适应"高速、自动、精度、安全"的四个基本要求,优化连续模的结构设计是很重要的。
如何去利用现代的科学技术来改造模具，造出更先进的产品，是我国目前急需要改善的。
一、支架的零件图分析
（一）支架的三维图及二维图
如图11、12所示:
图11 三维造型图
图12 二维工程图
二、冲压工艺分析与方案
（一） 零件的冲压工艺性分析
根据产品图纸、形态特征等因素得知该零件符合冲压工艺的要求。主要是探讨使用工件的影响，最简单最经济的方式进行冲压。
1.冲压件形状和尺寸
应避免悬臂长度过大，材料的宽度要大于厚度的2倍，这有利于模具制造和提高模具寿命。
2.冲压件精度
冲压件的精度和模具的形状结构及制造上的精度是息息相关的。一般冲裁，外观可达到经济精度，两孔、孔距公差余量公差、冲切角度偏差和表面粗糙度值均近似由检查表。
3.生产批量
据介绍，模具制造费用大约要占到总成本的百分之十到三十，所以它的制造费用极其昂贵。因此，商人们在生产的时候，更多的会选择用其他的更优惠的方法，在对于一些需要大量生产的零件，商人们才会选择使用冲压设备，来保证他们的生产效率。
该零件展开后的尺寸有点复杂, 工件材料为Q235钢，料厚t=2.5mm，如第一章中图12所示。该零件适合冲压，工艺为落料冲孔和弯曲。
（二） 确定冲裁工艺方案
根据上面的工艺分析，得出以下3种工艺方案：见表21所示：
表21
对于一些只需要少量生产的零件，商人们一般会选择单一的工艺模型。在一些使用单工序模生产较复杂的冲压件，为了低保证生产率，人们往往回使用复合模具或连续模具。当单一工艺模型的成本高于复合模的成本，且生产量不大时，为了避免冲压的定位误差，应采用复合模冲压。
综合以上的三个方案，方案二冲孔落料弯曲级进模只需要一副模具，便可达到所有的要求，所以最终确定使用冲孔落料弯曲级进模。
三、模具设计及计算
（一） 排样相关尺寸选定和计算
冲压件的材料费用昂贵，所以材料费用是我们困惑的一大问题。
排样方法可分为三种：
1.有废料排样
沿支架的外围冲裁，支架的左右边缘留有余量。保证零件质量，模具寿命长。
2.少废料排样
沿工件部分，只有局部搭边余量。
3.无废料排样
无任何搭边。
节约材料，减少废料的数量，对于一次切割多个零件具有重要意义。同时由于其冲裁减少了周边的废料，可简化结构，降低模具冲裁力，无需废料布置，只因头料和尾料损失率高达85%～95%。
少废料利用率可达到70%～90%。然而，也有一个缺点，由于材料本身的公差和材料引导和设置所造成的误差。
当搭边值过小时，作用在冲头表面的法向应力在冲裁件的周围不规则的分布。为了保证其作用在表面的向应力能够离工件的周长不明显变化，宽度最窄的地方必须考虑大于塑性区的宽度，塑性区的宽度和材料的性质和材料的密度有关，搭边值与下列因素有关：
1.材料机械性能
硬度越大的材料搭边值越小，反之则会越大。
2.工件的形状与尺寸
尺寸越小，形状越简单搭边值就越小，反之则越大。
3.材料厚度
薄材料的搭边值取小一点，反之取大一点。
4.送料及挡料方式
采用自动送料，侧压搭边较大。采用手动，则较小。
经查表得：工件搭边值为，a=2mm，a1=1mm，条料宽度为b=L1+L2+2a
L外形尺寸和产品的进料方向的尺寸；
a为搭边值。
则条料宽度b=76.58+41.58+2×2=122.16mm
该工件排样图，如下图31所示：
图31
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