芯轴托架的成形工艺与模具设计范本模板.doc

摘 要
本设计关键完成了机床中心轴托架弯曲工艺分析和弯曲模架设计两部分内容。
本套弯曲模具设计步骤包含弯曲件工艺分析、工艺方案确实定、模具结构形式选择、必需工艺计算、关键零部件设计、压力机型号选择，和总装图及零件图图绘制。
冲裁模部分工作零件全部已经制订了行业标准或国家标准。能够将凸模、凸模固定板、凹模块等制成标准结构尺寸，这么能够进行统二备料，大大缩短加工周期，甚至也能够以商品形式由专业厂生产提供。
在此次设计过程中，最难、也是最关键工作是计算型腔结构尺寸。在设计时，确定出首次弯曲凸凹模形状尺寸含有突破性意义，也是后续设计工作能够顺利进行前提。其次，定位装置确实定也是此次设计难点和关键之一。开始一直不能确定应使用什么样方法定位，以后依据参考书利用导料板和挡料销进行粗定位，而且导料板固定在凸模上。

关键词：模架；凸模；凹模；冲裁力；压力机

Abstract
This design main completed the central axis of bending machine bracket process analysis and bending formwork design two parts.
This set of bending die design process including process analysis, bending parts process scheme determination, the model structure forms of choice, the necessary process calculation, the main parts design, presses model choice, and assembly drawing and parts drawing Desmond tutu.
Punch die parts of all working parts has enacted a industry standard or national standards. The punch, can be the punch fixed board, concave module, the structure size made standards, so can undertake series two inventories, greatly shorten processing cycle, even to the goods by professional production provides the form.
In the design process, the hardest and most important work is calculated cavity structure size. In the design, identified the first bending concavo-convex model shape with breakthrough significance, size is the follow-up design work can smoothly premise. Secondly, the determination of positioning device is one of the difficult and important design. started hasn't been able to determine what kind of way should be used, then according to the reference positioning using pilot stripper plate and block material sales coarse location, and guide stripper plate fixed on a convex modules.

Keywords： formwork dies；the punch die cutting force press

目 录
1前 言………………………………………………………………1
1.1 冲压和冷冲模概念、工序、分类及冲压设备选择…1
1.1.1.冲压和冷冲模概念………………………………………1
1.1.2 冲压工序分类………………………………………2
1.1.3 冲模分类……………………………………………3
1.1.4 冲压设备及选择………………………………………4
1.2冲压行业现实状况和发张方向…………………………………6
1.2.1 冲压业现实状况……………………………………………6
1.2.2 冲压行业发展趋势……………………………………9
2 工艺分析…………………………………………………………11
2.1 冲压工艺性分析……………………………………………12
2.2 确定工艺方案………………………………………………13
2.3 工艺方案比较……………………………………………15
2.4毛坯展开尺寸计算…………………………………………16
2.5 弯外角计算………………………………………………17
2.6 弯内角计算………………………………………………20
2.7 凸凹模宽度尺寸计算……………………………………21
2.8 排样方案及其计算…………………………………………22
2.9 各工序冲压力计算和设备选择………………………23
2.10 制订工艺卡片……………………………………………26
3 落料冲孔复合模设计……………………………………………28
3.1 冲裁力计算………………………………………………28
3.2 初选压力机…………………………………………………28
3.3 凸模和凹模刃口尺寸计算………………………………29
3.3.1 冲孔……………………………………………………29
3.3.2 落料……………………………………………………30
3.4 模架设计……………………………………………………31
3.5 冲模闭合高度计算…………………………………………32
3.6 模柄…………………………………………………………33
3.7 压力中心计算……………………………………………33
3.8 弹簧和橡胶选择计算和安装……………………………34
3.8.1 高度计算………………………………………………34
3.8.2 受力计算………………………………………………35
3.9 定位装置……………………………………………………36
4 第一次弯曲模设计………………………………………………38
4.1 模架设计………………………………………………………38
4.2 冲模闭合高度计算…………………………………………40
4.3 模柄…………………………………………………………42
4.4 压力中心计算……………………………………………42
4.5 凸凹模结构设计…………………………………………42
4.6 卸料装置……………………………………………………43
4.7 卸料弹簧选择和安装……………………………………46
4.7.1 弹簧选择……………………………………………46
4.7.2 弹簧安装……………………………………………50
4.8 定位装置……………………………………………………50
4.8.1 挡料销设计…………………………………………50
4.8.2 导正销设计…………………………………………51
4.8.3 垫板设计……………………………………………54
4.8.4 螺钉和销钉……………………………………………54
5 弯内角模具结构设计……………………………………………56
5.1 模架…………………………………………………………56
5.2 模柄…………………………………………………………57
5.3 凸凹模结构设计……………………………………………57
5.4 推件装置……………………………………………………58
5.5 导正装置……………………………………………………61
5.6 凹模固定板…………………………………………………62
5.7 螺钉和螺销…………………………………………………62
6 最终冲孔模设计…………………………………………………64
6.1 冲裁力计算………………………………………………64
6.2 初选压力机…………………………………………………65
6.3 冲模间隙值确实定…………………………………………65
6.4 凸模和凹模刃口尺寸计算………………………………65
6.5 模架设计……………………………………………………66
6.6 冲模闭合高度计算…………………………………………66
6.7 模柄…………………………………………………………67
6.8 弹簧和橡胶选择计算和安装……………………………68
6.9 定位装置……………………………………………………68
6.9.1 导正销设计…………………………………………68
6.9.2 螺钉和销钉……………………………………………70
7 总 结……………………………………………………………72
致 谢………………………………………………………………74
参考文件……………………………………………………………75

1前 言
1.1 冲压和冷冲模概念、工序、分类及冲压设备选择
1.1.1 冲压和冷冲模概念
冲压是一个优异材料（金属或非金属）加工方法，它是建立在材料塑性变形基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以取得要求零件形状、尺寸及精度。
冲压模具是指在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）一个特殊工艺装备，称为冲压模具，因为冲压加工通常是在常温下进行，所以冲压模具俗称冷冲模。
冲压加工在批量生产中得到了广泛应用，在现代工业生产中占有十分关键地位，其特点以下：
⑴ 在生产过程中，应用了自动化机械设备及多工位自动送料装置，故生产效率高。
⑵ 在冲压加工中，废料比其它加工少，且废料也可制成其它小零件，故材料利用率高。
⑶ 在冲床简单冲击下，可得到形状复杂、强度高、精度高、一致性好零件。
⑷ 随生产量增大，零件制造成本降低。
⑸ 缩短工时，节省劳力，操作简单。
⑹压力机闭合高度是指滑块在下止点，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间距离。压力机闭合高度可经过调整连杆长度在一定范围内改变。当连杆调至最短（对偏心压力机行程应调到最小），滑块底面到工作台上平面之间距离，为压力机最大闭合高度；当连杆调至最长（对偏心压力机行程应调到最大），滑块处于下止点，滑块底面到工作台上平面之间距离，为压力机最小闭合高度。
⑺ 冲压加工所使用模具是技术密集型产品，精度高、成本高（占产品成本10﹪～30﹪）。所以只有生产批量大时，冲压加工优点才能充足表现。
1.1.2 冲压工序分类
冲压加工因制件形状、尺寸和精度不一样，所采取各工序也不一样。依据材料变形特点可将冷冲压工序分为分离工序和成形工序两类。
⑴ 分离工序是指板料在冲压力作用下，变形部分应力达成强度极限以后，使坯料发生断裂而产生分离。分离工序包含落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切口、切边等几大类，这是以被加工材料形态及受力状态为划分依据。分离工序所加工板料能够是平面也能够是立体，当然也能够加工型材、棒材、管材等。其所用冲模可通称为冲裁模。其中有代表性为落料模、冲孔模、切边模和包含多道工序复合模和连续模。
落料模通常见来在平板上封闭冲裁出所需零件。
冲孔模通常见来在零件上封闭冲除多出材料，得到所需要孔。
切边模通常见来在毛坯或零件上冲去多出边料。
其它分离工序包含有不一样个数冲裁面，均不封闭。
⑵ 成形工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分应力达成屈服极限，但未超出抗拉强度极限，使板料产生塑性变形，成为含有一定形状、尺寸和精度制件加工工序。
广义成形工序指利用永久变形固态板料制成所需形状和尺寸制件加工。
广义成形除包含狭义成形所包含内容以外还包含其它压力加工工序，如铸造、轧制、锻压、挤压等。
狭义成形是指保持作为毛坯板料状态而改变其外观加工。狭义成形通常包含拉深、胀形、翻边、扩口、缩口等工序，弯曲也能够划为成形一个。
1.1.3 冲模分类
冲压模具是冲压生产必不可少工艺装备，是技术密集型产品。冲压件质量、生产效率和生产成本等，和模具设计和制造有直接关系。模具设计和制造技术水平高低，是衡量一个国家产品制造水平高低关键标志之一，在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品开发能力。
冲压模具形式很多，通常可按以下多个关键特征分类：
⑴ 依据工艺性质分类
① 冲裁模 沿封闭或敞开轮廓线使材料产生分离模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。
② 弯曲模 使板料毛坯或其它坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而取得一定角度和形状工件模具。
③ 拉伸模 是把板坯制成开口空心件，或使空心件深入改变形状和尺寸模具。
④ 成型模 是将毛坯或半成品工件根据凸、凹模形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。
⑵ 依据工序组合程度分类
① 单工序模 在压力机一次行程中，只完成一道冲压工序模具。
② 复合模 只有一个工位，在压力机一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序模具。
③ 级进模（也称连续模） 在毛坯送进方向上，含有两个或更多工位，在压力机一次行程中，在不一样工位上逐次完成两道以上冲压工序模具。
1.1.4 冲压设备及选择
⑴常见冲压设备
冲压设备属锻压机械。常见冷冲压设备有机械压力机和液压机。冲压设备分类：①机械压力机按驱动滑块机构种类可分为曲柄式和摩擦式；②按滑块个数可分为单动、双动和多动；③按床身结构形式可分为开式（C型床身）和闭式（II型床身）；④按自动化程度可分为一般压力机和告诉压力机等。而液压机按工作介质可分为油压机和水压机。
⑵冲压设备选择
1） 压力机类型选择
① 中、小型冲压件 选择开式机械压力机；
② 大、中型冲压件 选择双柱闭式机械压力机；
③ 导板模或要求导套不离开导柱模具 选择偏心压力机；
④ 大量生产冲压件 选择高速压力机或多工位自动压力机；
⑤ 校平、整形和高温挤压工序 选择摩擦压力机；
⑥ 薄板冲裁、精密冲裁 选择刚度高精密压力机；
⑦ 大型、形状复杂拉深件 选择双动或三动压力机；
⑧ 小批量生产中大型厚板件成形工序 多采取液压压力机。
2）压力机规格选择
① 公称压力
压力机滑块下滑过程中冲击力就是压力机压力。压力大小随滑块下滑位置不一样，也就是随曲柄旋转角度不一样而不一样。
② 滑块行程长度
滑块行程长度是指曲柄旋转一周滑块所移动距离，其值为曲柄半径两倍。选择压力机时，滑块行程长度应确保毛坯能顺利地放入模具和冲压件梦顺利地从模具中取出。尤其是成形拉深件和弯曲件应使滑块行程长度大于制件高度2.5～3.0倍。
③ 行程次数
行程次数即滑块每分钟冲击次数。应依据材料变形要求和生产率来考虑。
④ 工作台面尺寸
工作台面长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，并每边留出60～100㎜，方便于安装固定模具用螺栓、垫铁和压板。当制件或废料需下落时，工作台面孔尺寸必需大于下落件尺寸。对有弹顶装置模具，工作台面孔尺寸还应大于下弹顶装置外形尺寸。
⑤ 滑块模柄孔尺寸
模柄孔直径要和模柄直径相符，模柄孔深度应大于模柄长度。
⑥ 闭合高度
压力机闭合高度是指滑块在下止点，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间距离。压力机闭合高度可经过调整连杆长度在一定范围内改变。当连杆调至最短（对偏心压力机行程应调到最小），滑块底面到工作台上平面之间距离，为压力机最大闭合高度；当连杆调至最长（对偏心压力机行程应调到最大），滑块处于下止点，滑块底面到工作台上平面之间距离，为压力机最小闭合高度。
⑦ 电动机功率选择
必需确保压力机电动功率大于冲压时所需要功率。
1.2冲压行业现实状况和发张方向
1.2.1 冲压业现实状况
⑴ 冲压行业场频结构现实状况
根据中国模具工业协会划分，中国模具基础分为10大类，其中，冲压模具占关键部分。按产值计算，现在中国冲压模占50﹪左右。
中国冲模大多为简单模、单工序模和复合模等，精冲模、精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命可达成1亿次以上，精度达成3～5，有50个以上级进工位，和国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次，精度达成2～3相比，处于20世纪80年代中期国际优异水平。
⑵ 冲压行业技术结构现实状况及中国外冲模CAD/CAM发展现实状况
现在，中国冲压模具工业技术水平参差不齐，分布差异性较大。从总体上来讲，和发达工业国家优异水平相比，还有较大差距。在采取CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计和制造模具方面，无是应用广泛性，还是技术水平上全部存在很大差距。
冲模CAD/CAM系统发展是伴随CAD/CAM技术和现代设计理论和方法发展而不停发展，从最初以二维图形技术为基础系统发展到了现在以三维图形技术及特征构形为关键特点阶段。
① 国外冲模CAD/CAM发展概况
国外于20世纪60年代末开始模具CAD/CAM研究，20世纪70年代已投入生产使用。如美国企业于1973年研制成功计算机辅助设计级进模PDDC系统。该系统包含产品图形于材料特征输入；在输入基础上，再进行模具结构类型选择、凹模排样、凸模和其它嵌件设计，最终绘制模具总装图和零件图及NC编程。
汽车覆盖件模具CAD/CAM研究在世界各大汽车企业均取得成效。其中日本丰田汽车企业于1965年将数控技术用于模具加工，1980年开始采取模具CAD/CAM系统。该系统包含NTDFE和CADEETT两个设计软件及加工凸凹模TINCA软件，可完成车身外形设计、车身结构设计、冲模CAD、主模型及冲模加工、夹具加工等。冲模CAD关键应用三维几何构形和图形变换功效，其中相关工艺成型性能评价，应用有限元分析方法和几何模拟方法。该系统投入使用后。可使覆盖件成型模设计和加工时间缩短50%。
美国通用汽车企业、福特汽车企业和英国PSF企业均已建立覆盖件拉延成型模CAD/CAM系统，尤其是福特汽车企业在覆盖件塑性成形方面取得很大成就，应用大应变弹塑性有限元方法，模拟覆盖件成型过程，估计其中应力、应变分布，失稳破裂及回弹计算等。
② 中国冲模CAD发展概况
因为中国计算机技术发展较晚，于20世纪80年代才开始模具CAD/CAM研究。到现在为止，前后经过国家相关部门判定有：1984年华中科技大学建成精冲模CAD/CAM系统，1985年机电研究院建成冲裁模CAD/CAM系统。1986华中科技大学、上海交通大学建成冲裁模CAD/CAM系统，随即相继又有西安交通大学、华中科技大学、上海交通大学等开展了拉延模、弯曲级进模CAD/CAM和精冲级进模CAD/CAM研究。
从20世纪90年代中期开始，华中科技大学模具技术国家关键试验室在深入分析级进模设计特点基础上，将基于特征特征设计方法应用于级进模CAD/CAM系统开发上，于1999年在Auto CAD软件平台上建成了基于基于特征级进模CAD/CAM集成系统（HMJC系统）。系统共分：钣金零件特征造型，基于特征冲压工艺设计（条料排样），模具结构及零件设计，级进模标准设件和经典结构建库工具，线切割自动编程共5大模块。其中，钣金零件特征造型模块关键用于将钣金零件产品信息输入计算机，建立钣金零件特征模型，为后续工艺及模块结构设计提供信息。基于特征冲压工艺设计模块可实现钣金零件自动展开、毛坯排样及冲压工序设计、工位部署、工艺参数设计等。因为在冲压工艺设计时需考虑众多原因，所以该模块提供进行交互设计多种操作命令，方便用户快速确定设计结果。模具结构及零件设计模块则为用户提供设计模具总装结构及模具零件相关功效，使用户可方便设计出级进模，并输出符适用户要求总装图和模具零件图。级进模标准件和经典结构建库工具用于建立用户标准件库和经典结构库，它面向用户开放，可按需要进行添加删除和修改。
缺乏技术素质较高冲压模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高复合型人才。中国模具行业中技术人员，只占从业人员8﹪～12﹪。另外，技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在需要。
1.2.2 冲压行业发展趋势
伴随工业产品质量不停提升，冲压产品生产证展现多品种、少批量、复杂、大型、精密、更新换代速度快改变特点，冲压模具证向高效、精密、长寿命、大型化方面发展。为适应市场改变，伴随计算机技术和制造技术快速发展，冲压模具设计和制造技术正从手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助世纪（CAD）、数控切削加工、数控电加工为关键计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术转变。它包含：
⑴ 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展
① 模具软件集成化
② 模具设计、分析及制造三维化
③ 模具软件应用网络化趋势
⑵ 模具检测、加工设备向精密、高效和多功效方向发展
① 模具检测设备日益精密、高效
② 数控电火花加工机床
③ 高速铣削加工（HSM）
⑵ 快速经济制模技术
① 快速原型制造技术（RPM）
② 表面成形制模技术
③ 浇铸成形制模技术
④ 冷挤压及超塑成型制模技术
⑤ 无模多点成形技术
⑥ KEVRON钢带冲裁制造技术
⑦ 模具毛坯快速制造技术
⑧ 其它方面技术

2 工艺分析
加工工艺确实定需要考虑多个原因，最关键是要兼顾质量和效率。下面将对托架加工工艺选择做具体叙述。
图2-1所表示为在机械产品中使用较广泛芯轴托架，采取冲压生产。该零件中心孔中装有芯轴，该零件使用材料为08冷轧钢板，料厚1.5，工件表面不许可有严重划痕，孔不许可变形。

图2-1 工件图
2.1 冲压工艺性分析
该工件上φ10孔内装有心轴，且孔边和弯曲中心距离为6大于1.0t（1.5），弯曲时不会引发孔变形，所以φ10孔能够在压弯前冲出，冲出φ10孔能够做后续工序定位孔用。托架上45孔是和机身联接紧固孔，为了确保装配要求，对5个孔提出了精度要求（IT9）,要求孔不能有变形，而45孔边缘和弯曲中心距离为1.5，等于1.5t，弯曲时轻易发生孔变形，故应在弯曲后冲出。
本设计只考虑工件弯曲。弯曲件工艺性关键考虑以下多个方面。
（1） 弯曲半径
弯曲件弯曲半径不宜过大和过小。过大因受回弹影响，弯曲件精度不宜确保；过小时会产生拉裂。弯曲半径应大于材料许可最小半径，不然应采取数次弯曲并增加中间退火工艺，或是先在弯曲角内侧压槽后再进行弯曲。
（2）直边高度
确保弯曲件直边平直直边高度H不应小于2t(t为弯曲件厚度)，不然需先压槽或加高直边（弯曲后再切掉），图2-2所表示。
（3） 孔边距
假如弯曲毛坯上有预先冲制孔，为使孔不发生改变，必需使孔置于变形区之外，即孔边距L（图2-3）应符合以下关系。
当弯曲件厚度t<2时，L≥t；t≥2时，L≥2t。

图2-2 弯曲直边高度要求 图2-3 孔边距
图中工件两边孔边距为11（>1.5）,中心孔φ10孔边距为6（>1.5）,均满足要求。
（4）形状和尺寸对成性
弯曲件形状和尺寸应尽可能对称，高度也不应相差太大。当冲压不对称弯曲件时，因受力不均匀，毛坯轻易偏移，尺寸不易确保。为预防毛坯偏移，在设计模具时应考虑增设压料板、定位销等定位零件。图2-1所表示，此次设计工件形状完全对称。
（5）部分边缘弯曲
当局部弯曲某一段边缘时，为了预防在交界处因为应力集中而产生断裂，可预先冲裁卸荷孔或切槽，也能够将弯曲线移动一段距离，以远离尺寸突变处。
2.2 确定工艺方案
依据给出工件结构进行具体分析得出：冲压该零件所需基础孔为冲孔、落料及弯曲，其弯曲工艺方案有三种，所以，冲压工艺方案能够有以下多个。
方案一：首先为冲孔（φ10）和落料复合，然后为弯曲外部两角并使中间预弯45°，然后弯曲中间两角，最终冲4个孔（φ5），弯曲部分图2-4所表示。
方案二：首先为冲孔（φ10）和落料复合（同方案一），然后弯外部两角，然后压弯中间两角，最终冲4个孔（φ5，同方案一），图2--5所表示。

图2-4 方案一工件变形路线图 图2-5 方案二工件变形路线图
方案三：首先冲孔（φ10）和落料复合（同方案一）直接压弯四角，最终冲4个孔（φ5，同方案一）图2-6所表示

图2-6 方案三工件变形路线图
方案四：冲孔（φ10），切断，弯外角，再弯内角，最终冲4个φ5孔（同方案一）。
方案五：冲孔（φ10），切断，弯四角，冲4个φ5孔（同方案一）
方案六：全部工序合并，采取带料级进冲压成形。
2.3 工艺方案比较
综合利用弯曲模成型原理和模具设计技术对上述六个方案进行比较，能够得出以下结论。
⑴ 方案一优点是：模具结构简单，寿命长，模具制造周期短；工件回弹轻易控制，尺寸和形状正确，表面质量高；除工序一外，各工序全部能用φ10mm孔和一个侧面定位，定位基准一致且和设计基准重合，操作也比较方便。缺点是：工序分散，所用模具、压力机和操作人员较多，工作量较大。
⑵ 方案二和方案一相比，零件回弹难以控制，尺寸和形状不明确，且一样存在工序分散、劳动量大、占用设备缺点。
⑶ 方案三工序比较集中，占用设备和人员少，不过模具寿命低，工件表面有划伤，厚度变薄，回弹不易控制，尺寸控制不够正确。
⑷ 方案四成形过程本质和方案三相同。
⑸ 方案五本质上业也和方案三相同，只是采取了结构比较复杂级进复合模。
⑹ 方案六特点是采取高度集中连续模完成方案一中分散各工序。其生产率很高，但模具结构复杂，安装、调试、维修比较困难，制造周期长。
经过比较能够得出，当进行小批量生产时宜选择方案一。不过进行大量生产时应采取方案六，即级进模生产方法。此次设计针对单件、小批量生产，故综合多种原因，采取方案一。
2.4毛坯展开尺寸计算
首先依据工件结构图进行毛坯展开尺寸计算，工件尺寸图2-7所表示
由参考文件[1]式（4-23）可得

式中 L-----弯曲件毛坯总长度，;
-----各段直线部分长度，;
-----各段圆弧部分弯曲中心角，（°） ;
-----各段圆弧部分弯曲半径，;
-----各段圆弧部分中性层位移系数。
有参考文件[1]中表4-6可知
x=0.3
故

考虑到弯曲时板料纤维伸长，实际毛坯取L=103。

图2-7 工件尺寸
2.5 弯外角计算
根据工艺方案一，首先应弯两45°外角，故对其进行工艺计算。
凸模圆角半径：,大于其最小圆角半径，则。
由参考文件[1]圆角半径选择标准可知，t=1.5<2时，

故取

弯曲件凹模深度L0计算图2-8所表示
凹模深度L0要合适。若L0过小，则弯曲件两端自由部分长，回弹大且不平直；假如L0过大，则凹模用料过多，且需要较大行程冲床。所以，L0大小要依据弯曲件要求确定。如弯曲件直边平直度要求高且冲床行程足够大时，可采取较大凹模深度。弯曲时，弯曲件全部被压入凹模中。

图2-8 首次弯曲尺寸
经过粗略几何计算可得

考虑到下一次弯曲会是工件变薄伸长，故取21。
此时因为内角弯曲角度不大，故凸凹模圆角半径粗略设为r凸=10mm，
。
假如弯曲零件角度不等于90°时，凸凹模尺寸差值和角度有一正切关系，其尺寸为

式中 -----正切差值，
。
此处，=0.621。
此x对以后凸凹模建模有用。
因为V形零件弯曲时，凸模和凹模之间间隙是靠调整压力机闭合高
度来控制，所以不需要在设计制造模具时确定间隙。
图2-9 弯外角计算示意图
2.6 弯内角计算
和弯角工艺分析计算相同，弯内角工艺计算以下：

大于其最小圆角半径，则。
由参考文件[1]凸凹模圆角半径选择规则，t=1.5<2时，

故取

由参考文件[1]表4-15可知，凹模深度。
由参考文件[1]相关V形和U形弯曲凸凹模间隙叙述知：于V形件弯曲时，凹凸模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制。但在模具设计中，必需考虑到模具闭合时使模具工作部分和工件能紧密贴合，以确保弯曲质量。
对于U形件弯曲，必需合理确定凸、凹模之间间隙，间隙过大则回弹大，工件形状和尺寸误差增大。间隙过小会加大弯曲力，使工件厚度减薄，增加摩擦，擦伤工件并降低模具寿命。U形件凸、凹模单面间隙值通常可按下式计算：

式中 --------------弯曲件凸、凹模单边间隙；
---------工件材料厚度；
--------材料厚度正偏差；
---------间隙系数，可查参考文件[1]表4-16。=1.5，设材料厚度无偏差，则=0，=0.05，可知

2.7 凸凹模宽度尺寸计算
通常标准是：工件标注外形尺寸是，模具以凹模为基准件，间隙取在凸模上。反之，工件标注内形尺寸是，模具以凸模为基准件，间隙取在凹模上。
⑴ 落料件尺寸基础计算公式为

尺寸106，可查得凸、凹模最小间隙=0.246，最大间隙=0.360，凸模制造公差，凹模制造公差。将以上各值代入≤校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。
即

⑵ 冲孔基础公式为

式中 -----弯曲件宽度最小尺寸；
-----凸模宽度；
-----凹模宽度；
-----弯曲件宽尺寸公差；
δ-----凸凹模制造公差，按IT6～IT8级公差选择。
查参考文件[8]制造公差表，GB/T 1804, =0.21。
查参考文件[8]标准公差IT值表，选择凸凹模制造偏差IT8，则δ=0.033，有

2.8 排样方案及其计算
为了确保零件正确，条料强度和刚度便于手工送料，采取单排有废料排样，据参考文件[1]表3-9
选择无侧压装置 表查得 =1.5㎜ =0.5㎜ =0.5
条料宽度：

式中 ------条料宽度方向冲裁件最大尺寸；
-----侧搭边值，见参考文件[1]表3-9；
-----条料宽度单向（负向）偏差，见参考文件[1]表3-10；
-----导料板和最宽条料之间间隙，见参考文件[1]表3-12。
步距：

选择板料规格为：900mm1800
先将板料剪切成17张900105.88条料，再利用此条料进行冲裁，经过公式

可计算出此条料可冲裁工件数n1=28.82个，即可冲裁28个工件。
则在整个板料上可冲裁工件为

材料利用率为

可见此种排法材料利用率很高，方案可行。
2.9 各工序冲压力计算和设备选择
因为本设计着重弯曲设计计算，故对落料和冲孔工序和冲4个φ5mm孔工序不作讨论，只讨论两个弯曲工序。
⑴ 弯45°角
最大自由弯曲力为

式中 -----冲压行程结束时，不经受校正时自由弯曲力，；
-----和弯曲形式相关系数，对于V形件C取0.6，对于U形件C取0.7；
-----弯曲件宽度，；
-----内圆弯曲半径（等于凸模圆角半径），；
-----弯曲件厚度，；
-----材料强度极限，；
-----安全系数，通常取1.3。
其中，08钢，=300，C取0.6，=1.3，=30，=1.5，=1.5，则

校正力计算公式为

式中 -----校正力，；
-----单位面积上校正力，，其值见参考文件[1]表4-9；
------弯曲件被校正部分投影面积，。
其中:

取=90，
则

顶件力计算公式为

系数取为0.5，则

依据和得。
查参考文件[3]开式可倾工作台压力机关键参数表6-2，选择压力机型号为JH23-25，其标称压力250。
⑵ 弯内角
最大自由弯曲力计算公式为

其中，取0.7, =1.3,
=30,=1.5,=1.5,=300
则

校正力公式为

其中

取=90，
则

顶件力计算公式为

系数取为0.5，则

依据和得。
查参考文件[3]开式可倾工作台压力机关键参数表6-2，选择压力机型号为J23-16F，其标称压力160。
2.10 制订工艺卡片

图2-10 工艺卡片
3 落料冲孔复合模设计
3.1 冲裁力计算
冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加压力，它是随凸模进入材料深度（凸模行程）而改变，通常说冲裁力是指冲裁力最大值，它是选择压力机和设计模具关键依据之一。
由参考文件[1]可知，用平刃口模具冲裁时，冲裁作为纯剪切进行计算，其冲裁力F为

式中 -----冲裁力，；
-----系数，通常取1.3；
-----冲裁周围长度，；
-----材料厚度，；
-----材料抗剪强度，。

卸料力

推件力

式中 -----中心孔直径，；
-----零件长，；
-----零件宽，；
-----冲裁力，；
、-----卸料力、推件力系数；
-----同时卡在凹模内冲裁件（或废料）数。
查参考文件[1]表3-14得，=0.05，=0.55, =1
采取弹性卸料装置和下出料方法冲裁模时

3.2 初选压力机
查参考文件[3]表6-2选择开式双柱可倾压力机，初选压力机型号规格为JH23-25，其标称压力为250。