侧弯支架冷冲压工艺及级进模设计

摘 要 金属板料冲压是一种在工业生产中应用广泛的加工方法。随着现代各行各业突飞猛进的发展，金属件的结构复杂，精度高，需求量多，加上对生产的安全性、操作的方便性，加工的经济性等要求也日益提高，采用单工位模具已经无法满足生产的需要，许多制造商均采用多工位级进模进行生产。因此，多工位级进模在国内外模具制造业中应用日趋广泛。多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种模具，是当代所有模具中冲压功能最多、结构最复杂、生产效率和自动化程度最高的一种冲模。在多工位级进模结构设计过程中，首先必须设计级进模的总装结构， 然后再在此基础上进行模具其他零部件的设计。本模具采用切废料方式进行冲裁，故模具结构采用冲孔、导正、弯曲、落料的工序设计，排样采用单排横排排列。 本论文分析了 侧弯支架 的冲压工艺性 ， 介绍了 侧弯支架 多工位级进模总体结构设计，对工件进行了展开计算，确定了工件加工成型的工艺方案和排样方案 ，对模具进行了工艺计算，根据计算结果进行了凸模、凹模、垫板、导料板、卸料板、镶块等主要零部件的设计，还根据各标准对模具中用到的其他标准件，如模架、导柱导套等，进行了选择与设计。实践证明：该模具结构合理、可靠 ， 并能保证产品质量 ， 对此类零件的级进模设计有参考价值。 关键词： 侧弯支架 ； 冲压工艺；排样；连续模 Abstract Sheet metal stamping is a widely used method in industrial production.With the rapid development of modern businesses， the structure of the metal pieces becomes more and more complex. The metal pieces also need to have high accuracy. At the same time, the demands of the production security, the ease of operation, the economy of processing are increasing. Single-stage molds cant meet the the needs of production. Many manufacturers use the multi-position progressive die in production. Therefore, Multi-position Progressive Dies are used increasingly widespread in the die manufacturing at home and abroad.Multi-position Progressive Die is developed basing on the general progressive die. It has the most pressing function, the most complex structure, productivity and the highest degree of automation. In the design of the multi-position progressive die, we must design the assembly structure of the progressive die. And then, we design other components of it.This mold adopts the blanking, cutting waste way so the mould structure is punch, guide, bending, blanking process design, layout using single side-by-side arrangement. In this page, I analyzed the stamping process of a scoliosis bracket, as well as design of the verall structure. I also did the calculation of the workpiece, determined the workpieces forming process and the nesting program and did a calculation of the mold process. After that, I designed the die in all aspects. The application shows that the die is feasible and reliable in structure and can ensure the quality of the products. Key words: Scoliosis bracket；Stamping process；Layout design；Progressive die V 目 录 摘 要 . I Abstract . II 目 录 . V 1 绪 论 . 1 1.1 课题研究的目的和意义 . 1 1.2 国内外的发展概况 . 2 1.3 本课题应达到的要求 . 5 2 冲压工艺设计 . 6 2.1 冲压件简介 . 6 2.2 冲压的工艺性分析 . 6 2.3 冲压工艺方案的确定 . 8 2.3.1 冲压模具类型 . 8 2.3.2 冲压工艺分析和计算 . 8 3 侧弯支架连续模设计 . 10 3.1 模具结构 . 10 3.2 确定其搭边值 . 11 3.3 确定排样图 . 11 3.3.1 送料步距与带料宽度 . 11 3.3.2 排样方案 . 13 3.4 材料利用率计算 . 13 3.5 凸、凹模等刃口尺寸的确定 . 14 3.5.1 冲孔凸、凹模刃口尺寸计算 . 14 3.5.2 成形侧刃凸、凹模刃口尺寸计算 . 16 3.5.3 小凸形凸、凹模刃口尺寸计算 . 18 3.5.4 大凸形凸、凹模刃口尺寸计算 . 19 3.5.5 凹形凸、凹模刃口尺寸计算 . 20 3.5.6 长矩形凸、凹模刃口尺寸计算 . 21 3.5.7 短矩形凸、凹模刃口尺寸计算 . 22 3.5.8 切断凸、凹模刃口尺寸计算 . 23 3.5.9 前弯曲凸、凹模刃口尺寸计算 . 24 3.5.10 后弯曲凸、凹模刃口尺寸计算 . 25 3.5.11 左右弯曲凸、凹模刃口尺寸计算 . 25 3.5.12 中间切舌凸、凹模刃口尺寸计算 . 26 3.6 冲压力计算 . 26 3.6.1 冲孔部分冲压力 . 27 3.6.2 成形侧刃冲压力 . 28 3.6.3 切废料部分冲压力 . 28 3.6.4 弯曲部分冲压力 . 29 3.6.5 切舌弯曲部分冲压力 . 29 3.6.6 切断部分冲压力 . 30 3.6.7 总冲压力 . 30 3.7 压力机选用 . 31 3.8 压力中心计算 . 31 3.9 模具主要零部件的结构设计 . 32 3.9.1 凹模结构及设计 . 32 3.9.2 圆凸模 1 的结构设计 . 34 3.9.3 圆凸模 2 的结构设计 . 34 3.9.4 方形凸模的结构设计 . 35 3.9.5 成形侧刃的结构设计 . 36 3.9.6 小凸形凸模的结构设计 . 36 3.9.7 大凸形凸模的结构设计 . 37 3.9.8 凹形凸模的结构设计 . 38 3.9.9 长矩形凸模的结构设计 . 38 3.9.10 短矩形凸模的结构设计 . 39 3.9.11 前弯曲凹模镶块的结构设计 . 40 3.9.12 前弯曲凸模的结构设计 . 40 3.9.13 U 型弯曲半凹模的结构设计 . 41 3.9.14 弯曲切断组合凸模的结构设计 . 42 3.9.15 切舌弯曲凸模的结构设计 . 42 3.9.16 切断弯曲凸凹模的结构设计 . 43 3.9.17 卸料板设计 . 44 3.9.18 凸模固定板设计 . 44 3.9.19 凸模垫板设计 . 45 3.9.20 凹模垫板设计 . 46 3.9.21 挡块设计 . 46 3.10 标准件确定 . 47 3.10.1 模架确定 . 47 3.10.2 上模螺钉确定 . 47 3.10.3 上模销确定 . 47 3.10.4 下模螺钉确定 . 47 3.10.5 下模销确定 . 47 3.10.6 卸料螺钉确定 . 48 3.10.7 卸料弹簧设计 . 48 3.10.8 U 型弯曲顶件弹簧设计 . 48 3.10.9 U 型弯曲推件弹簧设计 . 48 3.10.10 切舌弯曲顶件弹簧设计 . 48 VII 3.10.11 U 型弯曲凸模固定螺钉确定 . 49 3.10.12 大凸形凸模固定螺钉确定 . 49 3.10.13 挡块固定螺钉确定 . 49 3.10.14 小导柱确定 . 49 3.10.15 凹模上小导套 2 确定 . 49 3.10.16 卸料板上小导套 1 确定 . 49 3.10.17 抬料销确定 . 49 3.10.19 抬料销弹簧设计 . 50 3.10.20 挡块销确定 . 50 3.11 模具闭合高度、校验压力机 . 50 4 结论与展望 . 51 4.1 结论 . 51 4.2 不足之处及未来展望 . 51 致 谢 . 52 参考文献 . 53 侧弯支架 冷冲压工艺及级进模设计 1 1 绪 论 1.1 课题研究的目的和意义 冲压是指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。冷冲压是在常温下，利用冲压模在压力机上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离从而获得所需形状和尺寸的另件的一种压力加工方法。 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（单工位或多工位的）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。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 （ 1） 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （ 2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件 的表面质量 ， 而模具的寿命一般较长 ， 所以冲压的质量稳定 ， 互换性好 ， 具有“一模一样”的特征。 （ 3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高 。 （ 4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 对冲压生产而言，单工位模具结构单一，生产效率低，而且钣金零件不能过于复杂，否则就需要多副单工位模具才能实现。如果采用级进模进行冲压生产，就可以改变这些缺点。级进模的特点是生产效率高，生产周期短，占用的操作人员少，非常适合大批量生产。 冲压级进模是在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机一次行程中，在不同的工位上完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。它在一副模具上的不同区域完成多道冲压成型工序的一种精密、高效、复杂的冲压模具，在一副模具内可以完成零件的冲裁、翻边、弯曲、拉深、立体成形等工艺。级进模是多工序冲模，在一副模具内，可以包括冲裁、弯曲、成形和拉深等多种多道工序，具有比复合模更高的劳动生产率，也能生产相当复杂的冲压件；级进模操作安全，因为人手不 必进入危险区域；级进模设计时，工序可以分散。不必集中在一个工位，不存在复合模中的“最小壁厚”问题。因而模具强度相对较高，寿命较长。级进模易于自动化，即容易实现自动送料，自动出件，自动叠片；级进模可以采用高速压力机生产，因为工件和废料可以直接往下漏；使用级进模可以减少压力机，减少半成品的运输。车间面积和仓库面积可大大减小。但级进模结构复杂，制造精度高，周期长，成本高。因为级进模是将工件的内、外形逐次冲出的，每次冲压都有定位误差，较难稳定保持工件内、外形相对位置的一次性。但精度高的零件，并非全部轮廓的所有内、外 形相对位置要求都高，可以在冲内形的同一工位上，把相对位置要求高的这部分轮廓同时冲出，从而保证零件的精度要求。 无锡太湖学院 学士学位论文 冲压工艺及模具设计在制造行业中占有十分重要的地位，在机械、电子、汽车、航空以及轻工业等领域有广泛的应用。由于冲压加工具有生产率高、生产成本低、操作简单、适合大批量生产等优点，在制造业中有着广阔的发展前景，因而需要大量的工程技术人员去从事和研究冲压工艺和模具设计方面的内容。国外发达国家对冲压加工技术的应用、研究和开发都比较重视，我国也非常重视冲压技术人才的培养。 通过对所给零件的冲压模具设计，可以促进 我们专业知识的巩固，增长见识，拓宽知识面，巩固和加强机械制图、机械设计、冲压模具设计与制造等专业理论知识在实际生产中的应用，培养我们综合运用所学过的知识分析、解决实际工程问题的能力，为今后的学习和工作积累经验，奠定良好的基础。 我们研究冲压模的主要目的是熟悉 冲压工艺及模具设计 ，了解级进模的加工过程，培养我们分析和解决问题的能力，做到熟练进行中等单独的机械结构设计，并对机械原里、机械设计、机械制造技术基础及 CAD的专业课程内容进行巩固。并对级进模进行深入的了解。 级进模是一种 高效率、高精度、长寿命的模具， 是 在 普通模的基础上发展起来的 。级进模是冲模发展的方向之一，是技术密集型模具的代表。 这种模具 不仅可以完成 冲孔落料工作，还可根据零件结构的特点完成压筋、弯曲、冲窝、拉深等成形工序，还可以在模具中完成装配。 与单冲模，复合模等其他冲压模具相比，级进模具有生产率高，精度高的特点。级进模的冲裁速度很高，在配合高速冲床、开料机、自动送料机的设备的情况下可以达到 300次 /分，而且可以实现自动叠铆等工序，减少了人工成本。在当前经济形势下，对大多数企业来说，降低成本就是提高自己的竞争力。 1.2 国内外的发展概况 模具的出现可以 追溯到几千年前的淘气烧制和青铜器铸造，但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。 全球主要模具生产国包括亚洲地区的日本、韩国与大陆，以及美洲地区的美国、欧洲地区的德国。技术先进国家如日本、美国、德国等，对于高精度与复合性模具开发，不论在设计能力或制造技术上，均有领先的地位，同时也拥有训练精良的技术研发人才。 在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重 视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。 我国模具工业是 19世纪末 20世纪初随着军火和钟表业引进的压力机发展起来的。 从那时到 20世纪 50年代初，只是用简单的加工手段进行制造。在以后的几十年中，随着国民经济的大规模发展，模具业进步很快。当时我国大量引进苏联的图纸，设备和先进经验，其水平不低于当时工业发达的国家。直到 20世纪 70年代末，由于错过了世界经济发展的大浪潮，我国模具业没有跟上世界的步伐。到了 80年代，改革开放使中国经济迅速发展，模具业重新得到快速发展，逐渐赶上国际 先进水平。 同时在近半个世纪以来，我国的冷冲压工艺得到了迅速的发展。在一些工厂中，建立了具有现代规模和技术先进的冷冲压生产车间，并建立了专门研究冷冲压技术的科研机构侧弯支架 冷冲压工艺及级进模设计 3 及专业性工厂，培养了大批从事冷冲压生产的科技人员，广泛地开展了冷冲压生产的科技及学术活动，编辑出版了各种冷冲压技术资料，从而使冷冲压生产技术得到了迅速发展。冲压加工的工艺和设备正在不断地发展，例如精密冲裁、冷挤压、多工位自动冲压、高速成形、液压成形、超塑冲压等，把冷冲压生产技术提高到了新的水平。并且，模具加工工艺及模具材料也相应地在不断革新，例如 采用钢结硬质合金、硬质合金或低熔点合金浇注模具、采用电加工技术及计算机制造冲模等以适用于不同的生产条件。从而使冲压生产的产品质量、劳动生产率大大提高，成本也大幅度下降。 如今，随着计算机技术的飞速发展，一些工业先进国家的模具制造行业已广泛采用数控机床加工模具，以提高模具制造精度和生产效率。在此基础上，又开始应用模具辅助设计与制造 (CAD/CAM)技术 ， 进一步提高模具的设计与制造水平。 一、冲压模具市场情况 日本的模具产能约占全球的 40%，居世界第一位，每年向国外出口大量模具。现在模具市场竞争日趋激烈，因此日 本模具业也在努力降低生产成本。模具行业是人力成本较高的行业，日本的人力成本是中国及东南亚地区的十几倍，而人力成本中有 70%以上是非核心技术人员。 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。 据中国模具工业协会发布的统计材料， 2008年我国冲压模具总产出约为 610亿元，其中出口 2.5亿美元 ,约合 17.2亿元 . 根据我国海关统计资料， 2004年我国共进口冲压模具 5.61亿美元，约合 46.6亿元 。 从上述数字可以得出 2004年我国冲压模具市场总规模约为 266.6亿元 .其中国内市场需求为260.4亿元，总供应约为 213.8亿元 ， 市场满足率为 82%。在上述供求总体情况中，有几个具体情况必须说明：一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中 低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率；二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多，具有一定的竟争力，因此其在国际市场前景看好， 2005年冲压模具出口达到 1.46亿美元，比 2004年增长 94.7%就可说明这一点 ； 三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。 二、 中外模具发展 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到 12 m，寿 命 2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra 1.5 m的精冲模，大尺寸（ 300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 欧洲分析人士表示：“目前，欧洲模具业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力，预计到 2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。” 据相关研究部门调查得知，欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快 44%和 61%左无锡太湖学院 学士学位论文 右，但中国模具设计和生产的成本却只有欧洲同行的 91%，因为中国的劳动力成本低廉，对部分国外客户有着很强的吸引力。同 时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧，像德国近两年半内的模具整体价格就下降了 25%左右。据统计 ,前些年全球 58%的模具是由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家的比例只占到 1%，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至 22%左右。这位教授高兴地说 ,鉴于中国廉价劳动力成本的优势和整体经济持续快速发展的良好势头，中国模具发展的前景将十分广阔。 “但这并不意味着中国发展的一切都是那么的理想和完美 ”亚力山大认为，因为中国的市场过早地陷入了价格战的误区 ,还缺乏自主创新的能力，没 有相应地建立起诚信可靠的市场体系 ， 特别是有 65%的欧洲客户觉得中国模具的价格虽低但质量不好。一种比较理想的解决方法是，加强中欧双方的合作 ,由欧洲国家出订单和图纸，中国模具企业具体负责完成设计及加工制作，并在此过程中不断学习欧洲先进的技术及管理理念 ， 加快工业化的改造，努力提高企业自身的核心优势和竞争力。如在提高客户满意度方面，企业除了在价格低廉上做文章外，更重要的是要求交货时间短，产品质量好，诚信度高，尽可能让他们了解产品的研发、设计及生产的全过程企业要明确自己的主攻方 ， 加强相互之间的合作 ,及时有效地对客户的 需求作出反应。模具企业间竞争日趋激烈亟需制定发展战略 。 目前，我国模具业规模仅次于日本和美国，但大多集中在中低档领域，技术水平和附加值偏低。据中国模具工业协会提供的数据，我国制造业急需的精密、复杂冲压模具、塑料模具、轿车覆盖件模具和电子接插件等电子产品模具，仍然大量依靠进口，模具产品的进出口逆差超过 10多亿美元。 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 虽然如此，我国的冲压模具 设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。 但总体上 和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。 NC、 DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（ TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真 空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。 侧弯支架 冷冲压工艺及级进模设计 5 1.3 本课题 应 达到的要求 零件冲压模具设计原始资料及设计技术要求如下： （ 1） 设计技术要求如下： 1.材料厚度 1.5mm； 2.生产批量 100万件； 3.保证毛刺不大于 0.04mm； 4.允许各折弯处设计折弯槽，宽为 1.5mm，深尽可能短； 5.各折弯处内测半径为 0.75mm。 （ 2） 指导思想： 利用所学知识，根据冲压件复杂结构形状等信息，进行级进模结构的设计，并在 CAXA等软件下绘制模具结构图，提高我们对专业知识的综合运用能力，准确地把握模具行业的发展方向。 无锡太湖学院 学士学位论文 2 冲压工艺设计 2.1 冲压件简介 形状和尺寸如下 图所示。材料为 Q235，板材厚度 1.5mm。 零件图如下： 图 2.1 零件图 从图中可见 ，主要是弯曲和冲裁。 2.2 冲压的工艺性分析 冲压工艺分析主要考虑产品的冲压成形工艺，最主要的是包括技术和经济两方面内容。在技术方面，根据产品图纸，主要分析零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。因此工艺分析，主要是讨论在不影 响零件使用的前提下，能否以最简单最经济的方法冲压出来。 （ 1） 影响冲压件 工艺 性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素： 工件 主要是以弯曲为 主 ，部分冲孔 。 工件 展开后 外形为 平板 形状，适宜冲裁 工件。 工件没有悬壁。 工件存在孔与孔之间、孔与边缘之间的距离。查文献 1， P1-45,表 3-22 孔与孔之间、孔与边缘之间距离的许可值得，孔与孔之间的距离 C 0.7t=1.05mm， 1.05mm 9mm；孔与边缘之间的距离 C 1.2t=1.8mm， 1.8mm 4mm，故可以冲裁。 工件有冲孔，查文献 1， P1-45， 表 3-20 用自由凸模冲孔的最小尺寸，因 400MPa，d t， 4.1mm 1.5mm， 故可以冲裁。 侧弯支架 冷冲压工艺及级进模设计 7 材料 为 普通碳素钢 Q235，是常见的冲压材料。 工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按 m 级处理。 生产批量，一般来说，大批量生产时，可选用连续和高效冲压设备，以提高生产效率；中小批量生产时，常采用简单模或复合模，以降低模具制造费用。 综上所述，此工件适宜冲裁。 （ 2） 本 冲压件工艺分析如下： 1图形分析 形状较 复杂，展开后相对不是很复杂 ，主要是落料、冲孔 、弯曲 。 2尺寸分析 尺寸公差要求 一 般 ，未注公差尺寸均取 m 级。 3材料 Q235，是常见的冲裁材料。 零件用的是厚 1.5mm 的 Q235 碳素钢 。 力学性能：抗拉强度 b (MPa)： 455（ 查参考文献 2P411 页，表 7-1） 抗剪强度 (MPa)： 345 伸长率 10 ( )： 2125 屈服点 s (MPa)： 240 表 2.1 黑色金属的力学性能 2 材料名称 牌号 材料状态 抗剪强度 /（ Mpa） 抗拉强度 b/(Mpa） 伸长率 10/(%） 屈服强度 s/(Mpa） 普通碳素钢 Q235 未退火 310380 440470 2125 240 Q275 400500 580620 1519 280 优质碳素结构钢 10 已退火 260340 300440 29 210 20 280400 360510 25 250 45 440560 550700 16 360 黄铜 H62 软态 260 300 35 380 半硬态 300 380 20 200 H68 软态 240 300 40 100 半硬态 280 350 25 锡磷青铜 锡锌青铜 QSn6.5-2.5 QSn4-3 软 260 300 38 140 硬 480 550 35 特硬 500 650 12 550 由于零件 展开 一个平面形状，内部有 2 个 孔，外部是 长方形弯曲，边缘带 圆 角 。关键是 展开、 冲孔 、弯曲 和落料 。 4批量 一年生产 100 万件是 批量生产。 5冲压工序 落料、冲孔 、弯曲 。 6冲裁间隙 根据料厚 t=1.5，再 查 表 2-2 冲裁模初始双面间隙（即 参考文献 3， P20 页，表 2-10），得 ： 无锡太湖学院 学士学位论文 双面间隙 Z 0.132 0.240mm。 表 2-2 冲裁模初始双面间隙 Z3 材料 厚度 t 08、 10、 15， 09Mn2、Q235 16Mn 45、 50 65Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于 0.5 极小间隙 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.240 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 2.3 冲压工艺方案的确定 2.3.1 冲压模具类型 经过对冲压件的工艺分析后，结合产品进行必要的工艺计算，并在分析冲压工艺，工序顺序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压分析方案。 方案一：单工序模。模具结构简单， 落料和冲孔 可以生产出工件，需要两副模具，由于一年需生产 100 万件工件，数量大，生产效率低于实际生产需求，同时 弯曲 位于落料 之后 位置尺寸不易保证。故不能采用单工序模。 方案二 ：复合模。 本产品式序较多， 故不能采用 一副 复合模 完成 。 方案三 ：连续模。连续模 的优点：能实现冲压自动化，日产量非常高，满足一年生产100 万件的生产要求。可节省劳动力成本，能保证工件冲孔位于落料的位置 精度和 工件的质量； 连续模 的缺点： 模具结构复杂，制造成本高，模具调试难度大，制造周期长，通常材料率很低，必须批量非常大，否则产品成本很高。 因此综合考虑工艺和模具设计的 可行性，产品质量，生产周期，产品批量，节省成本等因素，采用方案三 。 2.3.2 冲压工艺分析和计算 各弯曲处的内侧圆角半径为 0.75mm，查参考文献 3， P81 页，表达式 3-1 最小弯曲圆角半径的数值，得：垂直碾压方向为 0.1t，平行碾压方向为 0.4t。 所以， 0.4t=0.4 1.5=0.60.75=0.5t 故，各弯曲处弯曲半径都合理。 1展开尺寸计算 查参考文献 3， P87 页，得中性层半径计算公式： xtr 0 （ 2-1） 侧弯支架 冷冲压工艺及级进模设计 9 式中：0 为中性层半径 r 为弯曲内侧半径， mm 为中性层位移系数 t 为材