目录
摘 5
关键词 5
引 言 6
第章 压工艺方案压力计算 7
11 毛胚尺寸计算 7
12 零件压工艺方案确定 8
13 排样方案 9
131 确定排样方案 9
132 确定搭边值 9
133 计算材料利率 10
14 计算工序压力 11
141 裁力 11
142 弯曲力 12
143 卸料力推料力 13
15 计算压力中心 13
16 压力机选取 14
161 设备类型选择 14
162 设备规格选择 15
21 孔落料凸凹模尺寸计算 17
211 尺寸计算原 17
212 模具间隙选择 17
213 尺寸计算 18
22 凸模结构设计校核 19
221 压应力校核 20
222 稳定性校核 20
23 凹模结构设计校核 21
24 定位零件设计 23
25 导零件设计 23
26 卸料推件装置设计 24
27 模柄选择 24
28 螺钉选择 25
29 模架选择 25
第三章 弯曲模具设计 27
31 弯曲工艺分析 27
32 结构尺寸设计 28
321 凸模凹模间间隙 28
322 弯曲时凸模凹模宽度尺寸 28
323 弯曲时模具圆角半径凹模深度 30
结 31
致 谢 32
参考文献： 33
汽车复杂制动零件压工艺模具设计
摘 压加工种高效零件加工方法种方法常温利压力机模具材料施加压力材料产生分离塑性变形获终零件应汽车电器电机仪表等众行业1先进压工艺方案模具设计够提高生产效率增加济效益够整制造程环境融入起着实际生产需求断提高压模具设计必须时俱进次设计针汽车制动零件落料孔弯曲工序整套模具设计应UGAutoCAD等软件结构进行设计中孔落料工序套复合模具完成弯曲工序两套弯曲模具完成设计程中考虑模具加工装配等素进行相应计算校核保证模具零件合理性优化程度
关键词 孔 落料 弯曲 模具
Stamping Process and Die Design of Automobile Braking Parts
Abstract Stamping parts processing method of processing is a highly efficient this method is at room temperature using the press using the mould to pressure on the material cause the material to produce a separation or plastic deformation in order to gain the final parts It is used in many industries such as automobiles electrical appliances motors and meters Advanced stamping process and die design can improve the production efficiency increase the economic benefit but also can make the whole manufacturing process and the environment very well together With the increasing demand of actual production the design of stamping die must keep pace with The Times Auto brake parts of this design is for blanking punching and bending process of a complete set of mold design the application of UG AutoCAD and other software to design the structure of punching and blanking process is completed by a set of compound die bending process completed by two sets of bending die the design process takes into account the mold machining assembly and other factors and the corresponding calculation and checking to ensure the rationality of the mold parts and the degree of optimization
Keywords punching blanking bending The mould
引 言
压加工种高效零件加工方法常温利压力机模具材料施加压力材料产生分离塑性变形获终零件应汽车电器电机仪表等众行业
着模具工业规模断扩国模具技术水较提高已制造体现现代模具设计制造水型复杂精密模具部分模具达国际先进水2压模方面国模具企业已制造部分轿车型覆盖件模具生产电机定转子叠片接插件电子零件精密复杂连续模3模具工业总产值中压模具约占50塑料模具约占33压铸模具约占6类模具约占11中模占重说提高模水国际占重极重
中美压企业点动化信息化水美国企业模式表现方面：闭环控制动化生产更加安全便整条生产线运行维护二安全意识高压力机安装安全光栅三理信息系统应提高公司理水生产效率企业理信息系统原材料供应商供应材料带条形码四然企业规模较产品系列产品生产批量
次汽车复杂制动零件压工艺模具设计课题研究程中考虑模具加工装配等素进行相应计算校核保证模具零件合理性优越性
第章 压工艺方案压力计算
11 毛胚尺寸计算
课题加工制动零件落料孔工序形变量板料弯曲时候中性层长度变化根中性层长度变原理确定加工弯曲件展开时候毛胚尺寸压模具设计手册知弯曲部分中性层展开长度计算公式4：
（1）
式中 弯曲中心角
r 制作弯曲半径
k 中性层位移系数
t 材料厚度
根课题求08钢板材料厚度t4mm制作弯曲半径r5mm查中性层位移系数k034
计算：毛坯长度 L355mm宽度 B253mm
理运述公式带入具体数计算出工件部位展开尺寸图示制动零件毛胚尺寸图
图1 毛胚尺寸图
12 零件压工艺方案确定
首先课题选汽车复杂制动零件进行工艺方面分析知制动零件压件基加工工序三步：
落料孔弯曲
然需汽车复杂制动零件工序程数进行前期仔细计算便验证行性计算零件种初步压工艺方案：
方案：
第步落料第二步弯曲第三步孔方案单工序压
方案二：
第步落料第二步孔第三步弯曲方案单工序压
方案三：
第步切边第二步弯曲第三步孔方案单件复合压
方案四：
第步孔落料复合压第二步弯曲方案单件复合压
分析述方案特点第第二方案单工序压种压工序缺点生产效率较低定课题中明确提汽车复杂制动零件量生产果采方案话会生产效率低生产企业发展利应该选择前两种方案进行生产
述第三方案先弯曲进行续加工零件图会发现果先弯曲话会面孔加工影响果选择方法话模具设计难度制造难度会增加济性等方面考虑第三种方案适合采
述第四种方案生产效率相说高复合模具进行孔落料进行弯曲步骤模具设计制造方便方案适合
13 排样方案
131 确定排样方案
排样方案设计压零件时必须考虑影响材料利模具结构设计等方面顾名思义排样指零件未加工板料排列方式排列进行压加工续步骤设计排样密切相关参数做搭边值关系压剩余废料少压精度等正确合理述参数选择提高济效益压件质量模具寿命积极影响
确定排样方案必须首先分析零件展开图形状
图零件展开图体成等腰梯形形状首先想零件颠倒排布意识孔落料复合压时候孔称分布种方法行
根汽车复杂制动零件展开图直径21孔两直径11孔外两腰型孔孔废料避免采取相优化排布方式结合方面素筛选两种排布方案：
图2 排布方案 图3 排布方案二
相较方案排列会更材料包含入加工零件相第二种排布第种模具设计形状会更精简模具更窄更巧模具设计节约材料制造难度相更低采第种方案方式排布话更适合实际生产
132 确定搭边值
搭边值确定需考虑素：
（1）材料机械性
材料机械性直接关系种材料加工时候参数安排材料较软较脆时候选搭边值必须点相反材料较硬时候压时选搭边值较硬材料搭边值适取点5
（2）压件形状尺寸
制件形状较复杂时候压时候需力更会理然需更搭边值压件尺寸较时候需较搭边值
（3）材料厚度
压件形状尺寸影响样材料较厚时压需力度更搭边值点
（4）挡料方式
挡料方式搭边影响加工时候手工送料侧压装置时候搭边值适点定距时候侧刃定距时搭边值适点
（5）卸料方式
卸料方式弹性卸料时候相刚性卸料搭边值
根分析查阅相关设计手册结合压模具设计手册参考数初步确定汽车复杂制动零件压落料工序搭边值：
取工件间距离3mm工件侧面板料边距离取35mm根书籍理设计值取相较数值结合生产实际情况保证加工安全效率加工济性前提取两数值5mm
加工时候需板料宽度B253+2b263mm压零件时候需原材料长度L355+a360mm
133 计算材料利率
实际生产中越浪费环境越尊重保护意味着更济性需注意方考虑生产然影响缺少模具设计中排样济性材料利率衡量段材料利率指压出制件重量段材料重量百分数通俗讲材料利程度6原材料板状时候裁时厚度变材料利率等面积直接计算面积查阅文献材料利率计算公式：
（2）
式中 ——加工零件展开图面积mm²
——加工零件时候需原材料面积（LB）mm²
压件毛胚图零件展开图等计算出： 715
14 计算工序压力
141 裁力
压力机合理选择模具设计需准确裁力数作实际裁程中力会成变断变化常说裁力指裁板料裁凸模施加力
根设计手册制动零件裁力三部分力构成切边力孔力切断力设计采普通刃刀口裁：
查压模具设计手册面相关资料知裁力计算公式面示7：
F （3）
式中 ——系数取13
——裁件周长mm
——材料抗剪强度MPa查文献取300MPa
——材料厚度t 4 mm
公式里L加工零件周长两部分组成外周长孔周长：
LL1+L2 （4）
L1355+65×2+62×2+45×2+211+40×2+2×1316 mm （5）
L28×π×11+π×21+2×（14×2π+2×52）726 mm （6）
LL1+L22042 mm （7）
根面数公式计算该制动零件裁力：
F 13×2042×4×3003186KN （8）
142 弯曲力
弯曲力安排压工艺程选择合适生产设备弯曲力加工板料弯曲成设计需形状时需力力通常压力机施加许方面素会弯曲力造成定程度影响素包括原材料材质原材料厚度需弯曲工件参数弯曲工件方式方法凸模凹模间隙等弯曲力影响素较方便精确计算实际设计计算里常采验简化公式计算
课题中汽车复杂制动零件加工需两次弯曲：
（1）弯曲制动件顶部底部
（2）弯曲制动件两侧部分
接需选择弯曲工件具体方法设计手册相关弯曲方法知道校正弯曲种错选择种方法仅保证零件弯曲质量效控制回弹查阅文献校正弯曲弯曲力计算公式：
F弯 AP （9）
式中：A——工件面积面积弯曲需凸模工件投影单位mm²
P——单位工件面积弯曲需力单位MPa查阅文献考虑方面素终取P60MPa
结合面公式课题汽车复杂制动零件零件图中出需数求：
F弯1 KN （10）
F弯2 KN （11）
F弯3 KN （12）
F弯 F弯1+ F弯2+ F弯3364686 KN （13）
143 卸料力推料力
凸模完成压步骤会材料紧箍面余材料会影响凸模次正常工作掉材料需力做卸料力
理次压完成会材料卡凹模里面余材料会影响凹模次正常工作掉材料需力做推料力
细究述两种现象发生板料凸凹模裁程中会产生弹性形变凸凹模互相分离板料会发生恢复够落料废料卡凹模板料紧箍凸模影响模具次工作程必须想办法余材料排出
首先查找资料8找两种力计算公式示：
御料力：F卸K卸F （14）
推料力：F推 K推F （15）
式中：K卸K推——系数查表K推0045K卸0035
——指通常情况够时卡凹模里材料数量通常情况会凹模中卡35件课题设计中取3
解：
F卸 0035×3186 1115 KN （16）
F推 3×0045×3186 4301KN （17）
求述数方便求出述求数总公称压力F：
FF +F弯+F卸+F推3186+364686+1115+4301737446KN （18）
15 计算压力中心
模具压力中心指力合力位置模具压力合力位置确定位置目防止压力机滑块中心线偏移导致压程中系列问题例滑块中心线模具压力中心偏移时候会导致模具异常磨损模具导部分磨损会凸模凹模间隙均匀确定压力中心装配模具时候应该模柄轴线模具压力中心调整条直线
确定压件压力中心时候首先压件分称称两类明显称压件压力中心中心称压力件查阅文献知解析法合成法图解法等种方法中常解析法9解析法计算思路求解行力系合力作点次课题设计中该制动零件展开图左右称采解析法佳选择10行建立面直角坐标系xoy图4示：
图中板件形状关y轴左右称容易知道xc0需求yc行
压力中心计算公式：
（19）
式中：y式中y指裁件轮廓线重心坐标
l式中l指裁件轮廓线长度 图4 压力中心示意图
解yc 133mm
压力中心坐标（0133）
16 压力机选取
161 设备类型选择
压力机类型选择时候需考虑设计中涉方面素中压工艺意味着压力机选择次生产批量压力机选择考虑素般情况压力机分类：
1开式曲柄压力机2闭式曲柄压力机3工位动压力机4高速压力机5液压压力机
压力机选取原：
工件裁件形状时候者弯曲件拉深件时采1
工件相较裁件者精度求相较高压件时候采2
工件形状较复杂属中型件时候应优先选取34
加工工件属较厚板料工件体积形状较加工量属批量时候应该选取5
加工工件精度较高时候应该精压力机果实际情况允许曲柄压力机者液压机时候必须附加压边系统反压系统正常完成加工
加工工序校正弯曲者整形工序时候需较刚度压力机压机佳选择
摩擦压力机选取原工件生产批量较时候选取实际情况允许曲柄压力机时候应该掌握压力机闭合高度免损坏设备造成必麻烦
综选择闭式单点压力机
162 设备规格选择
设备规格指选择压力机项性参数特点包括压力机压力压力机滑块尺寸压力机行程工作台尺寸等选择设备规格根条件参数进行11：
压程工艺力模具闭合高度模板轮廓尺寸
公称压力：
公称压力指压力机滑块定位置时候压力时压力机曲轴转角定压力机公称压力参数定工程安全起见通常选择压力机时确定公称压力少等理需压力13倍压力机够安全压工艺通常公称压力考虑适安全系数12
滑块行程：
滑块行程指压力机工作时候滑块高位置低位置距离距离曲柄半径两倍
闭合高度：
闭合高度法外装模高度指滑块处低点时候滑块部表面工作台表面距离
参数：
述项参数压力机参数需考虑例：工作台尺寸滑块模柄孔尺寸等
综述根选择床时总压力737446KN查表闭式单点压力机符合条件适合型号JA31630B闭式单点压力机公称力8000KN技术规格表示：
表 床技术规格
第二章 孔落料模具设计
实际压生产中裁模具设计裁模具性坏直接关系生产质量生产效率关系模具寿命操作安全性
21 孔落料凸凹模尺寸计算
211 尺寸计算原
模具孔落料时候凸凹模刃口通俗讲刃口剪刀样加工金属剪成需形状正刃口剪裁尺寸工件形状果关系凸模凹模间间隙合理公差保证尺寸查阅相关书册实际生产中应该注意点问题：
1） 剪切材料时候凸模凹模间会定间隙剪材料边缘垂直带定斜度查阅设计资料知道剪切材料较边缘尺寸凹模刃口尺寸相等较边缘尺寸凸模刃口尺寸相等13
2） 尺寸计算需合适基准进行测量标注实际程中部分尺寸测量标准端相反裁出孔径尺寸测量标准端
3）裁力作板料凸模作板料凹模作力作会材料形成磨损结果长期作凸模会变越越凹模会越越
根面述设计模具凸凹模刃口等时候应该仔细考虑面情况：
1）常加工落料件时候凹模样加工孔工件时候凸模样模具落料时候应该凹模基准
2）加工凸凹模时候需注意刃口公差数值公差数值空捏造查工件精度求工件图纸技术求查找资料参数
结合面原次课题汽车制动零件薄板压凹模应该基准凸模应该进行配制
212 模具间隙选择
模具间隙指套模具里凸模凹模位置刃口间距离常C表示做单面间隙理双面间隙Z表示
果制件形状V形成形厚度凸模凹模终距离确定没必初设计模具时候刻意设计距离
次设计模具课题里第步选孔落料复合模具类模具间隙确定需意识面点情况：
1） 间隙加工工件精度质量影响
果需判定裁件质量切断面质量尺寸精度形状误差三方面参考14中切断面标准光滑裂纹没撕裂毛刺等愿意现象尺寸需符合图纸确定公差加工时候果间隙样话会工件截面生成较长毛刺果加工时候间隙会加重工件弯曲程度时工件会受拉长力容易拉断
2）模具裁间隙加工时候裁力定影响
凹模凸模裁间隙狭时候剪切零件时候会受力加工程变理想
3）模具裁间隙模具寿命影响
模具寿命生命周期程中力时候会模具磨损加剧缩短寿命采相较裁间隙时磨损会减模具寿命变会延长
213 尺寸计算
尺寸计算方法刃口制造程方法时候尺寸计算方法会凸模凹模生产方法单独分开加工配作加工两种结合实际该课题汽车制动零件应配作法加工凸模凹模适合恰
次凸凹模制造具体尺寸计算（压直径21孔例）：
（19）
（20）
式中：——图纸中孔凸模凹模基尺寸单位mm
——基准件基尺寸单位mm21mm
——制件制造公差单位mm查资料取030mm
——合理间隙单位mm查资料取0640mm
——系数查表取05
——凸凹模制造公差查资料取0020mm
0025mm
述数求：
（21）
（22）
理余项配合加工尺寸：
（23）
（24）
（25）
（26）
（27）
（28）
22 凸模结构设计校核
凸模称头裁模关键零件凸模身作分工作部分（凸模刃口）固定部分
查长度计算公式：
（29）
式中：
——凸模长度单位mm
——凸模固定板厚度mm查表取32mm
——卸料板厚度单位mm查表取32mm
——导板厚度单位mm查表取12mm
——附加长度设计取22mm
L32+32+12+2298mm 图5 凸模
制动零件厚度较应该进行压应力弯曲应力校核检查否满足强度求
221 压应力校核
凸模材料T10A式进行压应力校核15：
（30）
式中：——凸模细部分直径单位mm
——料厚单位mm4mm
——材料抗剪强度单位MPa255 MPa～333 MPa
——凸模材料许压应力单位MPa1800MPa～2000 MPa
解：296mm
该制动零件孔直径11该凸模压应力强度符合求
222 稳定性校核
该设计导装置凸模稳定性校核计算公式：
（31）
式中：——允许凸模长度单位mm
——凸模直径单位mm11mm
——裁力单位N53880N
解：1408mm
凸模长度符合稳定性求
23 凹模结构设计校核
凹模种类种样果外形分类分标准圆凹模板状凹模果结构分整体式镶拼式凹模刃口形式分刃斜刃凹模16
锥形刃口凹模中废料容易通缺点刃口强度够修磨尺寸会稍稍增适形状简单精度求高材料较薄工件裁
设计中凹模采直筒形刃口
裁时候凹模结构受力状态目前方便计算法确定凹模尺寸实际生产中采验公式概计算凹模尺寸计算公式：
凹模厚度
凹模壁厚 （15～2）
式中：b——裁件外形尺寸mm取b355mm
图6 刃口形式
图7 刃口形式
bmm
料厚
05
1
2
3
＞3
＜50
03
035
042
050
060
＞50～100
02
022
028
035
042
＞100～200
015
018
020
024
030
＞200
010
012
015
018
022
K——数见表
数K数值
解：
75mm
凹模板长度L：
L355（料宽）+2c505mm
凹模板宽度B：
B258（步进距）+2c408mm
24 定位零件设计
定位零件作加工材料够模具处合适方常见定位零件：挡料销定位板导正销侧刃导料板等
综合项素设计采圆头固定挡料销定位导料板送料具体形状尺寸见装配图
25 导零件设计
导装置批加工中更高效精度方面保证导装置缺少
里滑动导柱导套导装置具体尺寸见装配图
根标准导柱直径16~60mm范围间长度90~320mm范围间选择合适导柱前提应该考虑模具闭合高度求17
26 卸料推件装置设计
卸料装置推件装置通常两种供设计员选择第种刚性（固定卸料板）第二种弹性第三种料切刀卸料
模具采固定卸料板时候毛坯厚度应该08mm种卸料板卸料力压料作
采弹性卸料板方式卸料时卸料力压料作裁质量较方式薄板
卸料力求较卸料板凹模间求较空间位置时采刚弹性相结合卸料装置18
分析课题设计终确定采刚性卸料装置刚性推件装置
卸料板厚度h选择见表：
卸料板厚度
件料厚t
卸料板宽度
≤50
＞50～80
＞80～125
＞125～200
＞200
H0
H0`
H0
H0`
H0
H0`
H0
H0`
H0
H0`
～08
6
8
6
10
8
12
10
14
12
16
08～15
6
10
8
12
10
14
12
16
14
18
＞15～3
8
10
12
14
16
＞3～45
10
12
14
16
18
＞45
12
14
16
18
20
（H0固定卸料板厚度mm)
固定卸料板选择500mm*400mm*32mm规格
27 模柄选择
凸缘模柄次设计佳选择选B型模柄材料Q235JBT 76461994规定代号B76×136 JBT 76463—1994
28 螺钉选择
六角圆柱螺钉佳选择螺纹规格dM12M16性等级88级表面氧化A级六角圆柱头螺钉代号GBT 701次设计中选螺钉标准件M12M16两种图46示
29 模架选择
国家标准中规定模架分两类：类模座模座导柱导套组成导柱模模架类导板模模架弹压导板模座导柱导套组成模架零件已标准化相应规定技术条件
导柱模模架滚动导滑动导两种导板模模架两种形式具体图示：
图11 滑动导模架
图11 滚动导模架
图11 导板模架
模具设计典联系实际选择四导柱模架代号GBT28515技术条件JBT80501999规定材料45钢选取中间导柱模座模座：
500×400×65四导柱模座代号GBT28559
500×400×80四导柱模座代号GBT285510
技术条件均采JBT80701995规定
：弯曲模具采侧导柱模架孔落料模具采四导柱模架
第三章 弯曲模具设计
31 弯曲工艺分析
观察分析制动零件发现6直角弯曲边样安排6直角边弯曲关系制件加工行性济性加工效率等问题果想次性弯曲该制件相现阶段设计力会显切实际果采取分两步完成弯曲话较谱面列出两种方案情况：
方案：首先制动件两侧边进行直角弯曲然弯曲两条直角边种方案第次弯曲角度问题第二次弯曲较困难方案妥
方案二：首先制动件四条直角边进行弯曲然弯曲左右直角边种方法弯曲切合实际生产佳压方案时该方案便规模生产
：课题中汽车复杂制动零件加工需两次弯曲：
（1）弯曲制动件顶部底部
（2）弯曲制动件两侧部分
前计算求：
F弯1364686KN
F弯2489789KN
32 结构尺寸设计
凸凹模样弯曲模尺寸包括凸凹模间隙外包括圆角半径凹模深度等
321 凸模凹模间间隙
制件U形制件V形件弯曲合适间隙间隙时候需弯曲力进行正常加工间隙时候弯曲工件会更弹回原形状趋势制件精度会理想
计算需数材料厚度弯曲制件高度厚度
弯曲凸凹模单面间隙计算公式：
式中：——指间隙单位mm
——制件材料08钢板厚度4mm
——间隙关系取007
——板料厚度正偏差查资料取0
述数求：
322 弯曲时凸模凹模宽度尺寸
凸模凹模宽度尺寸（见图）工件尺寸关：
第1次弯曲凹模
凸模凹模面公式进行计算：
第1次弯曲凸模
注 L凸 L凹——弯曲模具凸模凹模宽度尺寸单位mm
L——弯曲件外形形公称尺寸单位mm
——弯曲件尺寸公差单位mm
——凸模凹模单面间隙单位mm428mm
——凸凹模制造公差00200025
零件标注时候标注外形尺寸没尺寸公差公式：
L凹L
L凸（L凹
第次弯曲时：
L凹
L凸
第二次弯曲时：
L凹
L凸
323 弯曲时模具圆角半径凹模深度
(1) 凸模圆角半径
凸模圆角半径重参数关系弯曲制件表面质量弯曲精度凸模圆角半径等压件部圆角半径凸模圆角半径材料允许弯曲半径19工件弯曲半径r时应取然续加工工序里完成加工
设计中取r5mm
（2）凹模圆角半径
弯曲工件时候凸模工件压入凹模凹模边圆角会影响工件表面粗糙度果板料表面会划痕果两边圆角样话压入板料会偏移20
凹模圆角半径数值查表：
第次弯曲时：15mm
第二次弯曲时20mm
（3）凹模工作深度
压程中凹模工作深度适合恰深度话压板料两边会较余部分会弯曲件回弹值增深度话会设计凸模变长增加耗材济性佳查凹模工作深度L21：
第次弯曲时：L40mm
第二次弯曲时：L55mm
结
汽车复杂制动零件压工艺模具设计课题郭老师学指导帮助完成历三月时间终绘制出模具装配图零件图
具体设计程中关键零部件进行计算校核初步保证构建模具合理性查阅量参考文献指导老师次沟通求教完成整套设计务知识力限制设计中避免存缺点问题解决表现方面：
1）选课题方学专业略然实践中查阅参考量文献足处避免
2）结构设计中没相关软件零件结构强度等进行全面分析结构优化设计方面完善
次压模具设计第次接触模具方面知识完成务整程中力提高工作积累定验
参考文献：
[1] 阎风模具设计制造北京：机械工业出版社1998
[2] 付宏生．冷压成形工艺模具设计制造．北京：化学工业出版社20043552
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摘 5
关键词 5
引 言 6
第章 压工艺方案压力计算 7
11 毛胚尺寸计算 7
12 零件压工艺方案确定 8
13 排样方案 9
131 确定排样方案 9
132 确定搭边值 9
133 计算材料利率 10
14 计算工序压力 11
141 裁力 11
142 弯曲力 12
143 卸料力推料力 13
15 计算压力中心 13
16 压力机选取 14
161 设备类型选择 14
162 设备规格选择 15
21 孔落料凸凹模尺寸计算 17
211 尺寸计算原 17
212 模具间隙选择 17
213 尺寸计算 18
22 凸模结构设计校核 19
221 压应力校核 20
222 稳定性校核 20
23 凹模结构设计校核 21
24 定位零件设计 23
25 导零件设计 23
26 卸料推件装置设计 24
27 模柄选择 24
28 螺钉选择 25
29 模架选择 25
第三章 弯曲模具设计 27
31 弯曲工艺分析 27
32 结构尺寸设计 28
321 凸模凹模间间隙 28
322 弯曲时凸模凹模宽度尺寸 28
323 弯曲时模具圆角半径凹模深度 30
结 31
致 谢 32
参考文献： 33
汽车复杂制动零件压工艺模具设计
摘 压加工种高效零件加工方法种方法常温利压力机模具材料施加压力材料产生分离塑性变形获终零件应汽车电器电机仪表等众行业1先进压工艺方案模具设计够提高生产效率增加济效益够整制造程环境融入起着实际生产需求断提高压模具设计必须时俱进次设计针汽车制动零件落料孔弯曲工序整套模具设计应UGAutoCAD等软件结构进行设计中孔落料工序套复合模具完成弯曲工序两套弯曲模具完成设计程中考虑模具加工装配等素进行相应计算校核保证模具零件合理性优化程度
关键词 孔 落料 弯曲 模具
Stamping Process and Die Design of Automobile Braking Parts
Abstract Stamping parts processing method of processing is a highly efficient this method is at room temperature using the press using the mould to pressure on the material cause the material to produce a separation or plastic deformation in order to gain the final parts It is used in many industries such as automobiles electrical appliances motors and meters Advanced stamping process and die design can improve the production efficiency increase the economic benefit but also can make the whole manufacturing process and the environment very well together With the increasing demand of actual production the design of stamping die must keep pace with The Times Auto brake parts of this design is for blanking punching and bending process of a complete set of mold design the application of UG AutoCAD and other software to design the structure of punching and blanking process is completed by a set of compound die bending process completed by two sets of bending die the design process takes into account the mold machining assembly and other factors and the corresponding calculation and checking to ensure the rationality of the mold parts and the degree of optimization
Keywords punching blanking bending The mould
引 言
压加工种高效零件加工方法常温利压力机模具材料施加压力材料产生分离塑性变形获终零件应汽车电器电机仪表等众行业
着模具工业规模断扩国模具技术水较提高已制造体现现代模具设计制造水型复杂精密模具部分模具达国际先进水2压模方面国模具企业已制造部分轿车型覆盖件模具生产电机定转子叠片接插件电子零件精密复杂连续模3模具工业总产值中压模具约占50塑料模具约占33压铸模具约占6类模具约占11中模占重说提高模水国际占重极重
中美压企业点动化信息化水美国企业模式表现方面：闭环控制动化生产更加安全便整条生产线运行维护二安全意识高压力机安装安全光栅三理信息系统应提高公司理水生产效率企业理信息系统原材料供应商供应材料带条形码四然企业规模较产品系列产品生产批量
次汽车复杂制动零件压工艺模具设计课题研究程中考虑模具加工装配等素进行相应计算校核保证模具零件合理性优越性
第章 压工艺方案压力计算
11 毛胚尺寸计算
课题加工制动零件落料孔工序形变量板料弯曲时候中性层长度变化根中性层长度变原理确定加工弯曲件展开时候毛胚尺寸压模具设计手册知弯曲部分中性层展开长度计算公式4：
（1）
式中 弯曲中心角
r 制作弯曲半径
k 中性层位移系数
t 材料厚度
根课题求08钢板材料厚度t4mm制作弯曲半径r5mm查中性层位移系数k034
计算：毛坯长度 L355mm宽度 B253mm
理运述公式带入具体数计算出工件部位展开尺寸图示制动零件毛胚尺寸图
图1 毛胚尺寸图
12 零件压工艺方案确定
首先课题选汽车复杂制动零件进行工艺方面分析知制动零件压件基加工工序三步：
落料孔弯曲
然需汽车复杂制动零件工序程数进行前期仔细计算便验证行性计算零件种初步压工艺方案：
方案：
第步落料第二步弯曲第三步孔方案单工序压
方案二：
第步落料第二步孔第三步弯曲方案单工序压
方案三：
第步切边第二步弯曲第三步孔方案单件复合压
方案四：
第步孔落料复合压第二步弯曲方案单件复合压
分析述方案特点第第二方案单工序压种压工序缺点生产效率较低定课题中明确提汽车复杂制动零件量生产果采方案话会生产效率低生产企业发展利应该选择前两种方案进行生产
述第三方案先弯曲进行续加工零件图会发现果先弯曲话会面孔加工影响果选择方法话模具设计难度制造难度会增加济性等方面考虑第三种方案适合采
述第四种方案生产效率相说高复合模具进行孔落料进行弯曲步骤模具设计制造方便方案适合
13 排样方案
131 确定排样方案
排样方案设计压零件时必须考虑影响材料利模具结构设计等方面顾名思义排样指零件未加工板料排列方式排列进行压加工续步骤设计排样密切相关参数做搭边值关系压剩余废料少压精度等正确合理述参数选择提高济效益压件质量模具寿命积极影响
确定排样方案必须首先分析零件展开图形状
图零件展开图体成等腰梯形形状首先想零件颠倒排布意识孔落料复合压时候孔称分布种方法行
根汽车复杂制动零件展开图直径21孔两直径11孔外两腰型孔孔废料避免采取相优化排布方式结合方面素筛选两种排布方案：
图2 排布方案 图3 排布方案二
相较方案排列会更材料包含入加工零件相第二种排布第种模具设计形状会更精简模具更窄更巧模具设计节约材料制造难度相更低采第种方案方式排布话更适合实际生产
132 确定搭边值
搭边值确定需考虑素：
（1）材料机械性
材料机械性直接关系种材料加工时候参数安排材料较软较脆时候选搭边值必须点相反材料较硬时候压时选搭边值较硬材料搭边值适取点5
（2）压件形状尺寸
制件形状较复杂时候压时候需力更会理然需更搭边值压件尺寸较时候需较搭边值
（3）材料厚度
压件形状尺寸影响样材料较厚时压需力度更搭边值点
（4）挡料方式
挡料方式搭边影响加工时候手工送料侧压装置时候搭边值适点定距时候侧刃定距时搭边值适点
（5）卸料方式
卸料方式弹性卸料时候相刚性卸料搭边值
根分析查阅相关设计手册结合压模具设计手册参考数初步确定汽车复杂制动零件压落料工序搭边值：
取工件间距离3mm工件侧面板料边距离取35mm根书籍理设计值取相较数值结合生产实际情况保证加工安全效率加工济性前提取两数值5mm
加工时候需板料宽度B253+2b263mm压零件时候需原材料长度L355+a360mm
133 计算材料利率
实际生产中越浪费环境越尊重保护意味着更济性需注意方考虑生产然影响缺少模具设计中排样济性材料利率衡量段材料利率指压出制件重量段材料重量百分数通俗讲材料利程度6原材料板状时候裁时厚度变材料利率等面积直接计算面积查阅文献材料利率计算公式：
（2）
式中 ——加工零件展开图面积mm²
——加工零件时候需原材料面积（LB）mm²
压件毛胚图零件展开图等计算出： 715
14 计算工序压力
141 裁力
压力机合理选择模具设计需准确裁力数作实际裁程中力会成变断变化常说裁力指裁板料裁凸模施加力
根设计手册制动零件裁力三部分力构成切边力孔力切断力设计采普通刃刀口裁：
查压模具设计手册面相关资料知裁力计算公式面示7：
F （3）
式中 ——系数取13
——裁件周长mm
——材料抗剪强度MPa查文献取300MPa
——材料厚度t 4 mm
公式里L加工零件周长两部分组成外周长孔周长：
LL1+L2 （4）
L1355+65×2+62×2+45×2+211+40×2+2×1316 mm （5）
L28×π×11+π×21+2×（14×2π+2×52）726 mm （6）
LL1+L22042 mm （7）
根面数公式计算该制动零件裁力：
F 13×2042×4×3003186KN （8）
142 弯曲力
弯曲力安排压工艺程选择合适生产设备弯曲力加工板料弯曲成设计需形状时需力力通常压力机施加许方面素会弯曲力造成定程度影响素包括原材料材质原材料厚度需弯曲工件参数弯曲工件方式方法凸模凹模间隙等弯曲力影响素较方便精确计算实际设计计算里常采验简化公式计算
课题中汽车复杂制动零件加工需两次弯曲：
（1）弯曲制动件顶部底部
（2）弯曲制动件两侧部分
接需选择弯曲工件具体方法设计手册相关弯曲方法知道校正弯曲种错选择种方法仅保证零件弯曲质量效控制回弹查阅文献校正弯曲弯曲力计算公式：
F弯 AP （9）
式中：A——工件面积面积弯曲需凸模工件投影单位mm²
P——单位工件面积弯曲需力单位MPa查阅文献考虑方面素终取P60MPa
结合面公式课题汽车复杂制动零件零件图中出需数求：
F弯1 KN （10）
F弯2 KN （11）
F弯3 KN （12）
F弯 F弯1+ F弯2+ F弯3364686 KN （13）
143 卸料力推料力
凸模完成压步骤会材料紧箍面余材料会影响凸模次正常工作掉材料需力做卸料力
理次压完成会材料卡凹模里面余材料会影响凹模次正常工作掉材料需力做推料力
细究述两种现象发生板料凸凹模裁程中会产生弹性形变凸凹模互相分离板料会发生恢复够落料废料卡凹模板料紧箍凸模影响模具次工作程必须想办法余材料排出
首先查找资料8找两种力计算公式示：
御料力：F卸K卸F （14）
推料力：F推 K推F （15）
式中：K卸K推——系数查表K推0045K卸0035
——指通常情况够时卡凹模里材料数量通常情况会凹模中卡35件课题设计中取3
解：
F卸 0035×3186 1115 KN （16）
F推 3×0045×3186 4301KN （17）
求述数方便求出述求数总公称压力F：
FF +F弯+F卸+F推3186+364686+1115+4301737446KN （18）
15 计算压力中心
模具压力中心指力合力位置模具压力合力位置确定位置目防止压力机滑块中心线偏移导致压程中系列问题例滑块中心线模具压力中心偏移时候会导致模具异常磨损模具导部分磨损会凸模凹模间隙均匀确定压力中心装配模具时候应该模柄轴线模具压力中心调整条直线
确定压件压力中心时候首先压件分称称两类明显称压件压力中心中心称压力件查阅文献知解析法合成法图解法等种方法中常解析法9解析法计算思路求解行力系合力作点次课题设计中该制动零件展开图左右称采解析法佳选择10行建立面直角坐标系xoy图4示：
图中板件形状关y轴左右称容易知道xc0需求yc行
压力中心计算公式：
（19）
式中：y式中y指裁件轮廓线重心坐标
l式中l指裁件轮廓线长度 图4 压力中心示意图
解yc 133mm
压力中心坐标（0133）
16 压力机选取
161 设备类型选择
压力机类型选择时候需考虑设计中涉方面素中压工艺意味着压力机选择次生产批量压力机选择考虑素般情况压力机分类：
1开式曲柄压力机2闭式曲柄压力机3工位动压力机4高速压力机5液压压力机
压力机选取原：
工件裁件形状时候者弯曲件拉深件时采1
工件相较裁件者精度求相较高压件时候采2
工件形状较复杂属中型件时候应优先选取34
加工工件属较厚板料工件体积形状较加工量属批量时候应该选取5
加工工件精度较高时候应该精压力机果实际情况允许曲柄压力机者液压机时候必须附加压边系统反压系统正常完成加工
加工工序校正弯曲者整形工序时候需较刚度压力机压机佳选择
摩擦压力机选取原工件生产批量较时候选取实际情况允许曲柄压力机时候应该掌握压力机闭合高度免损坏设备造成必麻烦
综选择闭式单点压力机
162 设备规格选择
设备规格指选择压力机项性参数特点包括压力机压力压力机滑块尺寸压力机行程工作台尺寸等选择设备规格根条件参数进行11：
压程工艺力模具闭合高度模板轮廓尺寸
公称压力：
公称压力指压力机滑块定位置时候压力时压力机曲轴转角定压力机公称压力参数定工程安全起见通常选择压力机时确定公称压力少等理需压力13倍压力机够安全压工艺通常公称压力考虑适安全系数12
滑块行程：
滑块行程指压力机工作时候滑块高位置低位置距离距离曲柄半径两倍
闭合高度：
闭合高度法外装模高度指滑块处低点时候滑块部表面工作台表面距离
参数：
述项参数压力机参数需考虑例：工作台尺寸滑块模柄孔尺寸等
综述根选择床时总压力737446KN查表闭式单点压力机符合条件适合型号JA31630B闭式单点压力机公称力8000KN技术规格表示：
表 床技术规格
第二章 孔落料模具设计
实际压生产中裁模具设计裁模具性坏直接关系生产质量生产效率关系模具寿命操作安全性
21 孔落料凸凹模尺寸计算
211 尺寸计算原
模具孔落料时候凸凹模刃口通俗讲刃口剪刀样加工金属剪成需形状正刃口剪裁尺寸工件形状果关系凸模凹模间间隙合理公差保证尺寸查阅相关书册实际生产中应该注意点问题：
1） 剪切材料时候凸模凹模间会定间隙剪材料边缘垂直带定斜度查阅设计资料知道剪切材料较边缘尺寸凹模刃口尺寸相等较边缘尺寸凸模刃口尺寸相等13
2） 尺寸计算需合适基准进行测量标注实际程中部分尺寸测量标准端相反裁出孔径尺寸测量标准端
3）裁力作板料凸模作板料凹模作力作会材料形成磨损结果长期作凸模会变越越凹模会越越
根面述设计模具凸凹模刃口等时候应该仔细考虑面情况：
1）常加工落料件时候凹模样加工孔工件时候凸模样模具落料时候应该凹模基准
2）加工凸凹模时候需注意刃口公差数值公差数值空捏造查工件精度求工件图纸技术求查找资料参数
结合面原次课题汽车制动零件薄板压凹模应该基准凸模应该进行配制
212 模具间隙选择
模具间隙指套模具里凸模凹模位置刃口间距离常C表示做单面间隙理双面间隙Z表示
果制件形状V形成形厚度凸模凹模终距离确定没必初设计模具时候刻意设计距离
次设计模具课题里第步选孔落料复合模具类模具间隙确定需意识面点情况：
1） 间隙加工工件精度质量影响
果需判定裁件质量切断面质量尺寸精度形状误差三方面参考14中切断面标准光滑裂纹没撕裂毛刺等愿意现象尺寸需符合图纸确定公差加工时候果间隙样话会工件截面生成较长毛刺果加工时候间隙会加重工件弯曲程度时工件会受拉长力容易拉断
2）模具裁间隙加工时候裁力定影响
凹模凸模裁间隙狭时候剪切零件时候会受力加工程变理想
3）模具裁间隙模具寿命影响
模具寿命生命周期程中力时候会模具磨损加剧缩短寿命采相较裁间隙时磨损会减模具寿命变会延长
213 尺寸计算
尺寸计算方法刃口制造程方法时候尺寸计算方法会凸模凹模生产方法单独分开加工配作加工两种结合实际该课题汽车制动零件应配作法加工凸模凹模适合恰
次凸凹模制造具体尺寸计算（压直径21孔例）：
（19）
（20）
式中：——图纸中孔凸模凹模基尺寸单位mm
——基准件基尺寸单位mm21mm
——制件制造公差单位mm查资料取030mm
——合理间隙单位mm查资料取0640mm
——系数查表取05
——凸凹模制造公差查资料取0020mm
0025mm
述数求：
（21）
（22）
理余项配合加工尺寸：
（23）
（24）
（25）
（26）
（27）
（28）
22 凸模结构设计校核
凸模称头裁模关键零件凸模身作分工作部分（凸模刃口）固定部分
查长度计算公式：
（29）
式中：
——凸模长度单位mm
——凸模固定板厚度mm查表取32mm
——卸料板厚度单位mm查表取32mm
——导板厚度单位mm查表取12mm
——附加长度设计取22mm
L32+32+12+2298mm 图5 凸模
制动零件厚度较应该进行压应力弯曲应力校核检查否满足强度求
221 压应力校核
凸模材料T10A式进行压应力校核15：
（30）
式中：——凸模细部分直径单位mm
——料厚单位mm4mm
——材料抗剪强度单位MPa255 MPa～333 MPa
——凸模材料许压应力单位MPa1800MPa～2000 MPa
解：296mm
该制动零件孔直径11该凸模压应力强度符合求
222 稳定性校核
该设计导装置凸模稳定性校核计算公式：
（31）
式中：——允许凸模长度单位mm
——凸模直径单位mm11mm
——裁力单位N53880N
解：1408mm
凸模长度符合稳定性求
23 凹模结构设计校核
凹模种类种样果外形分类分标准圆凹模板状凹模果结构分整体式镶拼式凹模刃口形式分刃斜刃凹模16
锥形刃口凹模中废料容易通缺点刃口强度够修磨尺寸会稍稍增适形状简单精度求高材料较薄工件裁
设计中凹模采直筒形刃口
裁时候凹模结构受力状态目前方便计算法确定凹模尺寸实际生产中采验公式概计算凹模尺寸计算公式：
凹模厚度
凹模壁厚 （15～2）
式中：b——裁件外形尺寸mm取b355mm
图6 刃口形式
图7 刃口形式
bmm
料厚
05
1
2
3
＞3
＜50
03
035
042
050
060
＞50～100
02
022
028
035
042
＞100～200
015
018
020
024
030
＞200
010
012
015
018
022
K——数见表
数K数值
解：
75mm
凹模板长度L：
L355（料宽）+2c505mm
凹模板宽度B：
B258（步进距）+2c408mm
24 定位零件设计
定位零件作加工材料够模具处合适方常见定位零件：挡料销定位板导正销侧刃导料板等
综合项素设计采圆头固定挡料销定位导料板送料具体形状尺寸见装配图
25 导零件设计
导装置批加工中更高效精度方面保证导装置缺少
里滑动导柱导套导装置具体尺寸见装配图
根标准导柱直径16~60mm范围间长度90~320mm范围间选择合适导柱前提应该考虑模具闭合高度求17
26 卸料推件装置设计
卸料装置推件装置通常两种供设计员选择第种刚性（固定卸料板）第二种弹性第三种料切刀卸料
模具采固定卸料板时候毛坯厚度应该08mm种卸料板卸料力压料作
采弹性卸料板方式卸料时卸料力压料作裁质量较方式薄板
卸料力求较卸料板凹模间求较空间位置时采刚弹性相结合卸料装置18
分析课题设计终确定采刚性卸料装置刚性推件装置
卸料板厚度h选择见表：
卸料板厚度
件料厚t
卸料板宽度
≤50
＞50～80
＞80～125
＞125～200
＞200
H0
H0`
H0
H0`
H0
H0`
H0
H0`
H0
H0`
～08
6
8
6
10
8
12
10
14
12
16
08～15
6
10
8
12
10
14
12
16
14
18
＞15～3
8
10
12
14
16
＞3～45
10
12
14
16
18
＞45
12
14
16
18
20
（H0固定卸料板厚度mm)
固定卸料板选择500mm*400mm*32mm规格
27 模柄选择
凸缘模柄次设计佳选择选B型模柄材料Q235JBT 76461994规定代号B76×136 JBT 76463—1994
28 螺钉选择
六角圆柱螺钉佳选择螺纹规格dM12M16性等级88级表面氧化A级六角圆柱头螺钉代号GBT 701次设计中选螺钉标准件M12M16两种图46示
29 模架选择
国家标准中规定模架分两类：类模座模座导柱导套组成导柱模模架类导板模模架弹压导板模座导柱导套组成模架零件已标准化相应规定技术条件
导柱模模架滚动导滑动导两种导板模模架两种形式具体图示：
图11 滑动导模架
图11 滚动导模架
图11 导板模架
模具设计典联系实际选择四导柱模架代号GBT28515技术条件JBT80501999规定材料45钢选取中间导柱模座模座：
500×400×65四导柱模座代号GBT28559
500×400×80四导柱模座代号GBT285510
技术条件均采JBT80701995规定
：弯曲模具采侧导柱模架孔落料模具采四导柱模架
第三章 弯曲模具设计
31 弯曲工艺分析
观察分析制动零件发现6直角弯曲边样安排6直角边弯曲关系制件加工行性济性加工效率等问题果想次性弯曲该制件相现阶段设计力会显切实际果采取分两步完成弯曲话较谱面列出两种方案情况：
方案：首先制动件两侧边进行直角弯曲然弯曲两条直角边种方案第次弯曲角度问题第二次弯曲较困难方案妥
方案二：首先制动件四条直角边进行弯曲然弯曲左右直角边种方法弯曲切合实际生产佳压方案时该方案便规模生产
：课题中汽车复杂制动零件加工需两次弯曲：
（1）弯曲制动件顶部底部
（2）弯曲制动件两侧部分
前计算求：
F弯1364686KN
F弯2489789KN
32 结构尺寸设计
凸凹模样弯曲模尺寸包括凸凹模间隙外包括圆角半径凹模深度等
321 凸模凹模间间隙
制件U形制件V形件弯曲合适间隙间隙时候需弯曲力进行正常加工间隙时候弯曲工件会更弹回原形状趋势制件精度会理想
计算需数材料厚度弯曲制件高度厚度
弯曲凸凹模单面间隙计算公式：
式中：——指间隙单位mm
——制件材料08钢板厚度4mm
——间隙关系取007
——板料厚度正偏差查资料取0
述数求：
322 弯曲时凸模凹模宽度尺寸
凸模凹模宽度尺寸（见图）工件尺寸关：
第1次弯曲凹模
凸模凹模面公式进行计算：
第1次弯曲凸模
注 L凸 L凹——弯曲模具凸模凹模宽度尺寸单位mm
L——弯曲件外形形公称尺寸单位mm
——弯曲件尺寸公差单位mm
——凸模凹模单面间隙单位mm428mm
——凸凹模制造公差00200025
零件标注时候标注外形尺寸没尺寸公差公式：
L凹L
L凸（L凹
第次弯曲时：
L凹
L凸
第二次弯曲时：
L凹
L凸
323 弯曲时模具圆角半径凹模深度
(1) 凸模圆角半径
凸模圆角半径重参数关系弯曲制件表面质量弯曲精度凸模圆角半径等压件部圆角半径凸模圆角半径材料允许弯曲半径19工件弯曲半径r时应取然续加工工序里完成加工
设计中取r5mm
（2）凹模圆角半径
弯曲工件时候凸模工件压入凹模凹模边圆角会影响工件表面粗糙度果板料表面会划痕果两边圆角样话压入板料会偏移20
凹模圆角半径数值查表：
第次弯曲时：15mm
第二次弯曲时20mm
（3）凹模工作深度
压程中凹模工作深度适合恰深度话压板料两边会较余部分会弯曲件回弹值增深度话会设计凸模变长增加耗材济性佳查凹模工作深度L21：
第次弯曲时：L40mm
第二次弯曲时：L55mm
结
汽车复杂制动零件压工艺模具设计课题郭老师学指导帮助完成历三月时间终绘制出模具装配图零件图
具体设计程中关键零部件进行计算校核初步保证构建模具合理性查阅量参考文献指导老师次沟通求教完成整套设计务知识力限制设计中避免存缺点问题解决表现方面：
1）选课题方学专业略然实践中查阅参考量文献足处避免
2）结构设计中没相关软件零件结构强度等进行全面分析结构优化设计方面完善
次压模具设计第次接触模具方面知识完成务整程中力提高工作积累定验
参考文献：
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