毕业设计说明书opple镇流器外壳冲压模具设计及仿真加.doc

目 录
1绪论 2
2冲压工艺 3
2.1冲压件工艺性分析及冲裁方案的拟定 3
2.1.1零件分析 3
2.1.2冲压工艺方案拟定 3
3落料模设计 5
3.1落料件工艺尺寸及模具结构类型 5
3.1.1毛坯排样 5
3.1.2冲裁力计算和压力中心计算 6
3.1.3冲模刃口尺寸及公差计算 7
3.2拟定各重要零件结构尺寸 9
3.2.1凹模结构设计 9
3.2.3卸料和出件方式的设计 9
3.2.4垫板的设计 10
3.2.5凸模结构设计 10
3.2.6聚氨酯橡胶的选用 10
3.2.7定位零件的设计 10
3.3闭合高度计算 10
3.4压力机选择 11
3.4.1模柄拟定 11
3.5 导柱导套选用 11
3.6模具总装图 12
3.6.1落料模装配图 12
3.6.2落料模爆炸图 12
4冲孔、切舌、胀形复合模设计 13
4.1冲孔部分设计 13
4.1.1冲孔凸模形式选择 13
4.1.2预冲孔直径计算 13
4.1.3冲孔凸、凹模尺寸计算 13
4.1.4冲孔定位尺寸计算 13
4.1.4冲裁力计算 14
4.1.5重要结构零件尺寸设计计算 14
4.2胀形部分设计 14
4.2.1胀形力计算 15
4.2.2胀形模零件的设计计算 15
4.3切舌部分设计计算 15
4.3.1凸模刃口尺寸计算 15
4.4模具总体结构及压力机的选择 17
4.4.1模架选择 17
4.4.2压力机的选择 17
4.5模具总装图 18
4.5.1复合模装配图 18
4.5.2复合模爆炸图 18
5弯曲模设计 19
5.1弯曲力计算 19
5.2弯曲模凸、凹模的设计 19
5.2.1凸、凹模圆角半径 19
5.2.2凹模工作部分深度 19
5.2.3凸、凹模间隙 19
5.2.4凸、凹模间隙横向尺寸及公差 19
5.3弯曲模其它零件的设计和选用 20
5.4压力机选择 20
5.5模具总装图 21
5.5.1弯曲模装配图 21
5.5.2弯曲模爆炸图 21
6翻孔、切口、弯曲复合模设计 22
6.1翻孔模部分设计计算 22
6.1.1翻孔模工艺 22
6.1.2翻边力计算 22
6.1.3翻孔模工作部分设计 22
6.2切口部分设计 22
6.2.1切口弯曲凸、凹模设计 23
6.2.2模架选择 24
6.2.3压力机选择 24
6.3模具总装图 25
6.3.1复合模装配图 25
6.3.2复合模爆炸图 25
7基于ProE的模具三维仿真加工 26
7.1 Pro/Engineer软件的介绍 26
7.2软件在仿真加工中的应用 26
7.3仿真加工图 27
7.3.1落料模凸模仿真加工图 27
8结论 28
参考文献 29
致 谢 30
附 录 31

1绪论
由于世界性的能源危机，节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研究，也随着着人们对于环境保护意识的提高，近年来人们的家庭灯具大多使用日光灯等节能灯具，而此种灯具的核心即是其镇流器，所以对于镇流器的需求与日俱增，但它的外形的制造大多采用冲压成形[1-5]，那么如何制造出符合规定的镇流器外壳就是模具制造业需要解决的问题了。
模具制造业在中国是新兴行业，作为一个行业来发展，仅仅有20数年的历史，正处在青春期。模具[6]是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。加入世贸后，各国经济往来十分频繁，世界各国经济高速发展，人类消费日趋增长，消费结构日趋复杂，消费的增长带来了全球经济的快速发展，中国也渐渐地转变为世界制造中心。
由于采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低等一系列优点，使得模具的使用范围日益广泛。已成为现代工业生产的重要工艺装备和发张方向。根据国际生产技术协会的预测，21世纪制造业中粗加工零件的75%、精加工零件的50%都需要通过模具来完毕。许多工业品的发展和技术水平的提高，很大限度上取决于模具的发展水平。据记录，飞机、汽车、电视、电器、电子、仪器仪表、通讯设备、彩电、冰箱、洗衣机、手表、照相机等零部件的60%-80%需要通过模具生产出来。例如，生产一辆汽车，无论是载重车还是轿车，所需要的各种模具就超过4000副。模具作为工业产品生产的基础工艺装备，是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此，模具对国民经济和社会发展将起越来越大的作用，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。
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，但与我国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。一些低档次的简朴冲模，已趋供过于求，市场竟争剧烈。如：国产模具精度低、寿命短、制造周期长，成型设备较陈旧、规格品种少；新型模具材料研发运用力度不大，CAD/CAE/CAM推广应用限度还远远落后于工业发达国家。所以需要我们模具从业人员艰苦奋斗，使我国的的模具制造业屹立于世界之林。
opple镇流器外壳冲压模具设计[7-12]及仿真加工这个课题来源于生产实际。设计的重要内容是对制品进行测绘与三维造型[13,14]、模具设计[15]、凸（凹）模的工艺设计与数控加工编程。先根据加工的零件的具体规定，按照模具设计的一般环节，拟定总体方案，画出模具的总装图。再按规定相应画出各二维图，为了有直观的结识，需要对模具进行三维造型。画出各个零件后，进行装配，得到装配体后进行爆炸视图，可以直观的了解模具的各个组成部分。该设计完毕后可以以较短周期制造出整副模具；模具结构简朴，操作方便快捷；运营平稳，能满足模具工作状态的质量规定,使用时安全可靠, 便于维修；可以很好的指导实践生产，提高生产的效率。
2冲压工艺
2.1冲压件工艺性分析及冲裁方案的拟定
2.1.1零件分析
图2-1为某电子产品上的结构零件，由厚度为1mm的Q235板材冲压成形。该结构件规定表面平整，断面不得有毛刺，表面不得有划痕，尺寸公差为IT14级，大批量生产，是一种集落料、冲孔、切舌、胀形、弯曲、翻孔等多种冲压工艺的较复杂的冲压件。

图2-1 镇流器罩零件图
2.1.2冲压工艺方案拟定
模具设计过程中，合理拟定冲压工艺是关键。它影响到产品质量、生产效率、模具结构复杂限度等多个方面。根据镇流器罩零件结构、尺寸以及技术规定，可以采用的冲压成形工艺方案有：
方案一：单工序模设计 此模具结构简朴，制造方便，但需要八道工序，八副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完毕后，进入后几道工序必然会增大误差，使工件精度、质员大打折扣，达不到所需的规定，难以满足生产需要。故而不选此方案。
方案二：复合模设计 此模具虽然减少了总的模具数量，但每一模具的制造均比较的复杂，成本相对来说较高。故不选择此方案。
方案三：连续模设计 连续模是一种多工位、效率高的一种加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般合用于大批量，小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，并且也很难以采用一套连续模就可以完毕，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，成本增长，故也排除此方案。
方案四：单工序模和复合模组合 落料——冲孔、切舌、胀形——弯曲——翻孔、切口、弯曲——攻丝——去毛刺。使用此方案只需要四套模具，工件的精度及生产效率规定都能满足，模具轮廓尺寸铰小，模具的制导致本不高。故按此种方案设计。其工序如图2-2。

图2-2 工序图
上述冲压成形工艺方案既考虑到工序要相对集中，以减少冲压辅助时间，充足发挥冲压加工高效率的特点；同时也考虑到要保证工件质量和精度，简化模具结构，减少生产成本等问题。

3落料模设计
3.1落料件工艺尺寸及模具结构类型
该工件外形较复杂、对称、精度规定不高，采用冲裁加工能得到保证。由于是大批量生产，为提高生产效率，决定采用滑动平稳、导向准确可靠、弹性卸料、弹性顶件的对角导柱落料模进行加工。
根据弯曲件弯曲部分展平经验公式[8]将该工件弯曲部分展平,则工件宽为B=l1+l2+l3+0.6t=33+33+38+0.6×1=104.6mm。
其中：l1、l2、l3 为镇流器外壳横断面尺寸；
t为毛坯厚度。
由于落料件外形尺寸公差等级为IT14，将落料件外形补标尺寸公差如图3-1

图3-1 补标尺寸公差后
3.1.1毛坯排样
冲裁件在条料、带料或板料上合理布置的方法叫排样。排样是提高材料运用率、减少成本、保证冲裁件质量的及模具寿命的有效措施，是冲裁模设计的依据。
拟定排样图时，一方面要根据冲压件图把它展开成平面图形，而此展开图必须做得很准确。排样的种类有：有废料排样、少废料排样、无废料排样。
从该冲压件的形状特点可看出，该冲压件宜采用有废料排样中的直排方式进行生产，其排样如图3-2。

图3-2 排样图
查得搭边值[8]a=2mm ，a1= 1.5mm，据此可计算出条料的宽度B和步距h分别为：其中查得Δ=0.7
B=(b+2a)=(180+2×2)=184mm （3-1）
h=L+a1 =104.6+1.5=106.1mm （3-2）
其中：B为条料宽度；
b为工件长度；
a为侧边搭边值；
Δ为条料公差值；
L为工件宽；
a1为工件间搭边值。
通过AUTOcad相关命令查得该零件的面积: 16821.8889记为A=16821.89mm2,已知h=106.1mm。从而可计算出材料的运用率[8]为：
η=A/(Bh)= 16821.89/(184×106.1)=86% （3-3）
3.1.2冲裁力计算和压力中心计算[8]
通过AUTOcad相关命令查得该零件的周长: 570.1973mm，记为L=570.20mm,
知σb=450Mpa。故有：
落料力 F=Ltσb=570.20×1×450N=256590N （3-4）
查表 取K卸=0.05，卸料力为：
F卸=K卸F=0.05×256590=12829.5N （3-5）
查表 取K顶=0.06，顶件力为：
F顶=K顶F=0.06×256590=15395.4N （3-6）
选择机床时的总冲压力为：
F总=F+F卸+F顶=256590+12829.5+15395.4=284814.9N≈285KN
故初选350KN压力机；
压力中心的计算：
由于图形较对称，可不进行压力中心计算。
3.1.3冲模刃口尺寸及公差计算[8]
由于工件外形较复杂，板料厚度较薄，所以凸、凹模的刃口尺寸要按照配作法进行计算，保证初始冲裁间隙Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm，
A类尺寸（磨损后增大尺寸）：100 -0.36mm；40 0 -0.62mm；50 -0.30mm；52.60 -0.74mm；104.6 0 -0.87mm；210 -0.52mm；180 0 -1mm，
B类尺寸（磨损后减小尺寸）：26+0.52 0mm；16+0.43 0mm；4+0.30 0mm，
C类尺寸（磨损后不变尺寸）：2 0.125；6 0.15，
选择凹模作基准件，IT14级精度时查表，磨损系数x=0.15。取δ凹=1/4Δ
其中：Δ为尺寸公差。
凹模尺寸计算如下：
A类尺寸计算公式为：A凹=（a-xΔ）+δ凹 （3-7）
B类尺寸计算公式为：B凹=（b+xΔ）-δ凹 （3-8）
C类尺寸计算公式为：C凹=c1/2δ凹 （3-9）
尺寸a1=100 -0.36mm
A1凹=（a1-xΔ）+δ凹=(10-0.5×0.36) +×0.36=9.82+0.09=9.8+0.11 +0.02 mm
尺寸a2=40 0 -0.62mm
A2凹=（a2-xΔ）+δ凹=(40-0.5×0.62) +×0.62=39.69+0.16=39.6+0.25 +0.09 mm
尺寸a3=50 -0.30mm
A3凹=（a3-xΔ）+δ凹=(5-0.5×0.30) +×0.30=4.85+0.08=4.8+0.013 +0.05 mm
尺寸a4=52.60 -0.74mm
A4凹=（a4-xΔ）+δ凹=(52.6-0.5×0.74) +×0.74=52.23+0.18=52.2+0.21 +0.03 mm
尺寸a5=104.6 0 -0.87mm
A5凹=（a5-xΔ）+δ凹=(104.6-0.5×0.87) +×0.87=104.16+0.22 =104.1+0.28 +0.06 mm
尺寸a6=210 -0.52mm
A6凹=（a6-xΔ）+δ凹=(21-0.5×0.52) +×0.52=20.74+0.13=20.7+0.17 +0.04mm
尺寸a7=180 0 -1mm
A7凹=（a7-xΔ）+δ凹=(180-0.5×1) +×1=179.5+0.25 0 mm
尺寸b1=26+0.52 0mm
B1凹=（b1+xΔ）-δ凹=(26+0.5×0.52) -×0.52=26.26-0.13=26.3-0.04 -0.17 mm
尺寸b2=16+0.43 0mm
B2凹=（b2+xΔ）-δ凹=(16+0.5×0.43) -×0.43=16.215-0.11=16.3-0.08 -0.19mm
尺寸b3=4+0.30 0mm
B3凹=（b3+xΔ）-δ凹=(4+0.5×0.30) -×0.30=4.15-0.08=4.2-0.05 -0.13 mm
尺寸c1=2 0.125mm
C1凹=c11/2δ凹 =(61/2×1/4×0.25)= 20.03 mm
尺寸c2=6 0.15mm
C2凹=c21/2δ凹 =(61/2×1/4×0.3)= 60.04mm
落料凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双面间隙0.1～0.14mm，采用数控线切割机床分别切割凸模和凹模，其切割程序由编制切割程序保证。
列出工件尺寸、凹模尺寸和凸模尺寸见表3-1，凸模配合尺寸见图3-3。
表3-1 凸、凹模尺寸表 (mm)
工件尺寸
凹模尺寸
凸模公称尺寸
10
9.8+0.11 +0.02
9.8
40
39.6+0.25 +0.09
39.6
5
4.8+0.013 +0.05
4.8
52.6
52.2+0.21 +0.03
52.2
104.6
104.1+0.28 +0.06
104.1
21
20.7+0.17 +0.04
20.7
180 0 -1
179.5+0.25 0
179.5
26+0.52 0
26.3-0.04 -0.17
26.3
16+0.43 0
16.3-0.08 -0.19
16.3
4+0.30 0
4.2-0.05 -0.13
4.2
20.125
20.03
2
6 0.15
60.04
6

图3-3 凸模配合尺寸
3.2拟定各重要零件结构尺寸
3.2.1凹模结构设计
凹模板厚H的拟定：按经验公式，其中b=180mm，查表K=0.18，所以凹模厚度H=Kb=0.18×180=32.4mm,取整数H=32mm。
凹模壁厚C：C=2H～3H=2×32～3×32=64～96mm，取C=70mm。
凹模长度=b+2C=180+2×70=320mm。
凹模宽度=104.6+2×C=104.6+2×70=244.6mm。
冷冲模架的种类繁多，常见的有以下几种：第一类是滑动导向模架，有对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架和四导柱模架；第二类是滚动导向模架，有对角导柱式和四导柱式两种。
选用模架时，应充足了解各类模架的特点和应用范围，了解制件精度规定高低、产量多少、模具间隙的大小、制件的材料性质、形状尺寸及送料方式等，此外根据凹模面积的大小，还要考虑模架要有一定的安装送料装置、废料清理等辅助装置的空间，以及安装固定到压力机上留有足够面积。
为便于选取标准模架查标准选取对角导柱标准模架：315×250×215～250GB/T2851.1-90。
所以凹模的外形尺寸取315mm×250mm×32mm。
落料凹模采用整体式结构，凹模刃口形状选用直壁刃口，刃口高度取10mm，台阶孔比型孔单边扩大 1mm。可通过先用线切割的方法加工出凹模板的直壁型孔，再用腐蚀加工的方法获得1mm的单边间隙。
3.2.3卸料和出件方式的设计
弹压卸料装置是由卸料板通过卸料螺钉和弹性元件等装在模具上组成的。模具为闭合状态时，弹簧被压缩，当上模启动时，包在凸模上的料在弹性回弹力的作用下推动卸料板被卸下，因此自由状态下的弹压卸料板总是高出凸模底面一定高度。这样冲压开始时先压住料，然后再冲压；冲压结束后，料被顺利地卸下。本设计卸料装置选择弹性卸料，这样有助于提高模具的使用寿命，和加工精度。
卸料板外形尺寸：与凹模外形一致，厚度需大于15mm ，在（0.6～0.8）H之间取25mm
卸料板与凸模之间单边间隙一般为0.1～0.3mm，所以取H11/h11的间隙配合，为可靠卸料，弹压卸料板应高出凸模0.2～0.5mm。
因凹模在下模座，为了冲压件有较好质量，采用弹性顶件的出件方式。
顶件板外形与凹模周界一致，配作成H11/h11间隙配合，取厚度为12mm。
3.2.4垫板的设计
垫板的作用是承受凸模所传递的压力，防止模座被压损伤，因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板，垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度可取4～12mm，故取垫板厚12mm，外形与凹模外形一致凸模结构设计。
3.2.5凸模结构设计
凸模的固定方式：由于凸模为非圆形、故采用直通式固定，与凸模固定板固定的部分采用H7/m6的过渡配合，以保证凸模的精拟定位。
凸模固定板尺寸：由凹模板尺寸可得出凸模固定板厚度（0.6～0.8）H=19.2～25.6mm取25mm所以其外形尺寸为315mm×250mm×25mm
凸模长度：因采用弹压卸料板凸模长度=h1+h2+t+h=25+25+1+15=66mm
其中：h1凸模固定板厚度；
h2卸料板厚度；
t材料厚度；
h增长长度(10～20mm)。
3.2.6聚氨酯橡胶的选用
根据闭合状态下卸料板与凸模固定板的距离小于15mm，取橡胶高度20mm。
根据凸、凹模板的壁厚选橡胶直径60mm。
3.2.7定位零件的设计
结合本模具的具体结构，考虑到工件的形状，设立一个固定挡料销起定距的作用和四个活动导料销。
3.3闭合高度计算[8]
由于选用标准模架315×250×215～250GB/T2851.1-90，其闭合高度为215～250mm。
闭合高度= 上模座厚+上垫板厚+凹模厚+凸模长度+下摸座厚=50+12+32+66+60=220mm。
所以模架的闭合高度在所选标准模架的范围内，故所选择合理。
3.4压力机选择
由前面初选350KN压力机，模具闭合高度220mm，初选压力机最小闭合高度为200mm，最大闭合高度280mm，280-5≥220≥200+10mm,
所选压力机工作台尺寸610×380mm；设计模具尺寸445×330mm。
故所选压力机为JC23-35型。
3.4.1模柄拟定
由所选压力机可知模柄直径为d=50mm，采用压入式模柄，查表因上模板厚为50mm故模柄长度H为110mm。
3.5 导柱导套选用
导柱的形状比较简朴，外圆就是一根表面硬而耐磨的实心棒。根据其结构特点可分为直通式导柱和阶梯式导柱；根据其安装特点分为压入式导柱和可拆卸式导柱；根据其导向功能分为滑动式导柱和滚动式导柱；根据其制造特点分为标准型导柱和非标准型导柱；根据其使用特点有独立式导柱和非独立式导柱。根据本模具的特点选用滑动式导柱。
导套和导柱作为模架上一对导向副，总是配套使用，加工时也是研合配套一起，互不分离。导套的种类和导柱十分相似，如按安装特点分有压入时导套、粘结式导套和可卸式导套三种；按导向特点分有滑动式和滚动式两种；按是否具有自润滑材料分不含自润滑材料的导套和含自润滑材料的导套两种。考虑安装因素采用压入式导套，固定端的头部设计有引导部分，装配时起引导作用。由于固定部分是过盈配合，考虑到装配时也许产生内孔收缩，所以上内径比下内径大0.5～1mm。压入式导套因结构简朴，制造方便而被广泛应用。
由所选的标准模架知： 导柱40×200，GB/T2861.1；
导套A40H6×125×48 GB/T2861.6；
导柱45×200，GB/T2861.1；
导套A45H6×125×48 GB/T2861.6。
3.6模具总装图
3.6.1落料模装配图

图3-4 落料模装配图

3.6.2落料模爆炸图

图3-5 落料模爆炸图
4冲孔、切舌、胀形复合模设计
4.1冲孔部分设计
4.1.1冲孔凸模形式选择
因冲制小孔，采用阶梯凸模，其刚性较好，合用于尺寸1～15mm的小孔。
4.1.2预冲孔直径计算
在翻孔前，需在坯料上加工出待翻孔的预冲孔孔径如图4-1，由小螺纹底孔的变薄翻孔工艺计算公式[8]：
d0=d-2×（H-0.43r-0.72t0）=6-2×(2-0.43×1-0.72×1)=4.3mm （4-1）
故预冲孔直径为4mm。

图4-1 预冲孔孔径示意图
4.1.3冲孔凸、凹模尺寸计算[8]
凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来拟定。
冲裁间隙：Zmin=0.1 Zmax=0.14mm
凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，
冲孔模凸、凹模尺寸计算：
d凸=（dmin+xΔ） 0 -δ凸=（4+0.5×0.3）-0.08=4.15-0.08mm （4-2）
d凹=（d+zmin）=（dmin+xΔ+zmin）+δ凹 0=（4.15+0.1）+0.012 0=4.25+0.012 0mm （4-3）
校核：δ凸 +δ凹<= Zmax- Zmin=0.14-0.1=0.04mm
因有0.08+0.012=0.02<0.04
满足间隙公差规定。
4.1.4冲孔定位尺寸计算[8]
L1=(Lmin+0.5Δ) 1/8Δ=(20.74+0.26) 1/8×0.52=210.065mm （4-4）
L2=(Lmin+0.5Δ) 1/8Δ=121/8×0.43=120.054mm （4-5）
L1、L2如图4-2所示:

图4-2 冲孔定位尺寸
4.1.4冲裁力计算[8]
F=Ltσb=3.14×4×1×450N=5652N （4-6）
4.1.5重要结构零件尺寸设计计算
凹模板尺寸：H=kb=0.35×4=1.4 由于H>=15mm 取15mm。
凹模壁厚C：C=2H～3H=2×15～3×15=30～45mm。
卸料装置在模具设计中是个很重要的组成部分，常用的有固定卸料和弹性卸料两种形式，由于其结构不同，功能也不同样，固定卸料装置就是起卸料作用；弹压卸料装置不仅冲压完后起卸料作用，冲压开始前还起压料作用，防止冲压过程中材料的滑移或扭曲，同时对小凸模尚有导向保护等作用，因此模具的精度和使用寿命与卸料装置的结构、精度和强度有着直接的关系。
卸料板：厚度需大于15mm。
垫板：垫板厚一般为4～12mm。
凸模固定板：（0.6～0.8）H 取15mm。
凸模长度：因采用弹压卸料板凸模长度=h1+h2+t+h=15+15+1+15=46mm。 （4-7）
4.2胀形部分设计
图4-3为胀形示意图

图4-3 胀形示意图
由所设计的胀形可知h=3mm；r=1mm；B=10mm；α=15 ；t=1mm
4.2.1胀形力计算[8]
由零件图知此胀形符合梯形肋的设计计算公式，
查得系数K=0.7～1;；加强肋周长L=60mm；σb=450Mpa
故胀形力 F=KLtσb=0.8×60×450×1=21600N （4-8）
压力机公称压力 P0>=(1.6～1.8)P。
4.2.2胀形模零件的设计计算
凸、凹模单边间隙 因一次成形、采用弹性压边装置故Z=1.05t=1.05mm
凸、凹模圆角半径的计算:
凹模圆角半径：凹模圆角半径大于等于4t=4mm，故取r凹=4mm
凸模圆角半径：凸模圆角半径不小于（2～3）tmm，故取r凸=2mm
凸、凹模工作部分尺寸的设计计算：由规定可知制件尺寸公差IT14级
此工件规定的是内形尺寸，设计凸、凹模时，应以凸模尺寸为基准进行计算
凸模尺寸 b1=100.18mm b2=120.215mm。
间隙取在凹模上，则凸模尺寸可标注凸模基本尺寸，不标注公差，但在技术规定中要注明按单面间隙配作。
4.3切舌部分设计计算

图4-4 切舌示意图

图4-4所示为切舌凸模作用过程：坯料被三边切开，一边弯曲。
4.3.1凸模刃口尺寸计算
由零件的尺寸及公差等级，设计的切舌凸模刃口尺寸及形状如图4-5所示

图4-5 切舌凸模刃口尺寸
为使切舌根部不发生撕裂以及便于凹模加工需加凹模镶块，其尺寸及结构如图4-6所示。

图4-6 凹模镶块尺寸

凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，其尺寸及结构如图4-7所示。

图4-7 凹模刃口尺寸
4.4模具总体结构及压力机的选择
由于切舌和胀形所需的压力机行程比冲孔所需的压力机行程大，所以上述的凸模应设计成阶梯式，以减小冲孔凸模进入凹模的深度。在冲孔时，弹压卸料板要压紧工序件，以保护小凸模，防止出现小凸模折断现象。
4.4.1模架选择
模架是模具的主体结构，它是连接级进模所有零件的重要部件，模具的所有零件都固定在它的上面，并承受冲压过程中所有载荷。模具的上、下模之间相对位置通过模架的导向装置稳定保持其精度，并引导凸模对的运动，保证冲压过程中凸、凹模之间的间隙均匀。
冷冲模架的种类繁多，常见的有以下几种：第一类是滑动导向模架，有对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架和四导柱模架；第二类是滚动导向模架，有对角导柱式和四导柱式两种。
选用模架时，应充足了解各类模架的特点和应用范围，了解制件精度规定高低、产量多少、模具间隙的大小、制件的材料性质、形状尺寸及送料方式等，此外根据凹模面积的大小，还要考虑模架要有一定的安装送料装置、废料清理等辅助装置的空间，以及安装固定到压力机上留有足够面积。
选用对角导柱标准模架250×200×170～210GB/T2851.1-90 。
4.4.2压力机的选择
由胀形力[8]F=KLtσb=0.8×60×450×1=21600N
压力机公称压力 P0>=(1.6～1.8)P
再加上冲孔及切舌压力机公称压力应大于3P=64800 ，故选择10t的冲床，型号为J23-10，
由装配图可知其闭合高度为190.5mm，应所选冲床最大闭合高度为180mm，故选J23-16冲床，其最大最小闭合高度分别为220mm、165mm，满足规定，故所选压力机为J23-16型。
模柄拟定：
由所选压力机可知模柄直径为d=40mm，采用压入式模柄，查表因上模板厚为45mm，查模柄标准得模柄高度H=105mm。
4.5模具总装图
4.5.1复合模装配图

图4-8 冲孔胀形切舌复合模装配图
4.5.2复合模爆炸图

图4-9 冲孔胀形切舌复合模爆炸图
5弯曲模设计
5.1弯曲力计算[8]
一次弯曲的工序总冲压力等于校正力和压料力之和，校正力为：
F校=AP=40×180×100=720230N=7.2t
其中 A：校正面积；
P：单位面积校正力查表得100Mpa。
压料力、顶件力取自由弯曲的0.3～0.8倍，先计算自由弯曲力：
F自=0.7kbt2σb/（r+t）=0.7×1.3×180×1×450/（3+1）=49140N（5-1）
F顶=0.8×F自=0.8×49140=39312N=3.93t （5-2）
其中 r：凸模圆角半径；
b：弯曲件宽度；
k：安全系数，一般取1.3
所以总冲压力F=7.2+3.93=11.13t
欲选用冲床的吨位必须大于总的冲压力，即选用16t冲床，则查表得模柄孔直 径为40mm，所以该模具模柄直径定为40mm。
5.2弯曲模凸、凹模的设计
5.2.1凸、凹模圆角半径
凸模圆角半径：其应小于等于工件内r，但不能小于板件的最小弯曲半径rmin=0.8t=0.8，所以r凸=3mm。
凹模圆角半径：当料厚t<=2mm时，r凹=（3～6）t，该工件厚为1mm，故r凹=4t=4mm。
5.2.2凹模工作部分深度
凹模深度应适当，凹模太浅，则工件两端的自由部分很长，弯曲件回弹大，直边部分不平直，凹模太深，则浪费模具钢材，且规定压力机有较大的行程。
根据弯曲件形状知U形件高度较大以及弯曲凸模要设计成内缩形的截面结构，以避让工序件上的凸起部分，故选用上图右边的形式，根据直边长度34mm，料厚1mm查表得凹模工作部分深度为20mm。
5.2.3凸、凹模间隙
弯曲黑色金属是凸、凹模间隙计算公式[8]为Z/2=(n+1)t 查表得间隙系数n=0.05。
凸、凹模间隙单面间隙为1.05mm。
5.2.4凸、凹模间隙横向尺寸及公差
因工件以外形标注，以凹模为基准，间隙取在凸模上
La=（L-0.5Δ）+δ凹 0=（40-0.5×0.62）+0.155= 39.69+0.062 （5-3）
Lt=（La-Z）=（39.69-2.1）-0.155=37.59-0.062 （5-4）
其中 La，Lt：凸、凹模横向尺寸；
Z：双面间隙；
Δ：弯曲件尺寸公差IT14级；
δ凸、δ凹 ：凸、凹模制造公差IT9级。
5.3弯曲模其它零件的设计和选用
凹模固定板厚度： 凹模板厚H的拟定：按经验公式，其中b=180mm，查表K=0.18，所以凹模厚度H=Kb=0.18×180=32.4mm,取整数H=32mm。
凹模壁厚C：C=2H～3H=2×32～3×32=64～96mm，取C=70mm。
凹模垫板： 垫板厚一般为4～12mm，取12mm 。
弹顶器: 采用聚氨酯橡胶为弹性元件，弹性元件的高度凸模进入凹模深度的5倍值选取。
定位方式: 通过定位板采用毛坯外形定位。
5.4压力机选择
由前面初选160KN压力机，模具闭合高度：
H=Hs+Hg+Ha+Hd+Hx+Y=50+32+32+12+60+25=211mm，
其中 Hs：上摸座厚度；
Hg：凸模固定板厚度；
Ha：凹模板厚度；
Hd：垫板厚度；
Hx：下摸座厚度；
Y：安全距离20～25mm 。
初选压力机最小闭合高度为165mm，最大闭合高度220mm，220-5≥211≥165+10mm,
所选压力机工作台尺寸450×300mm；设计模具尺寸380×260mm。
故所选压力机为JC23-16型。
5.5模具总装图
5.5.1弯曲模装配图

图5-1 弯曲模装配图
5.5.2弯曲模爆炸图

图5-2 弯曲模爆炸图

6翻孔、切口、弯曲复合模设计
6.1翻孔模部分设计计算
翻孔系数K=d/D=0.67 查Q235极限翻孔系数为0.5<0.67 故可一次翻边成形
翻预螺纹孔高度[8]Hmax=d/2×(1-K)+0.43r+0.72t0=6/2(1-4/6)+0.43×1+0.72×1=2.15mm （6-1）
H=2mm<Hmax 故可以冲出的所需的翻孔高度。
6.1.1翻孔模工艺
翻孔凸缘作为紧螺纹连接的螺母基体，对其尺寸精度有较高规定，变薄翻孔高度H；翻孔内孔即螺纹底孔；翻孔凸缘外径等，允许偏差为0.05～0.1mm。对凸模的结构设计及有关工艺计算都提出了较高规定，翻孔凸模的结构形状设计及翻孔间隙的合理拟定是这类冲模设计成败的关键。
6.1.2翻边力计算
F=1.1π(D-d)tσs=1.1×3.14×1×（6-4）×235=1623.38N （6-2）
其中σs：材料的屈服极限为235Mpa
6.1.3翻孔模工作部分设计
翻孔凹模圆角半径: 取该值等于零件的圆角半径为0.5mm,
翻孔凸模圆角半径: 应尽量取大些，做成球形或抛物线形,使用球形
凸、凹模单边间隙=（0.75～0.85）t