冲裁弯曲毕业设计冷冲text详解.docx

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冲裁弯曲毕业设计冷冲text详解

常州信息职业技术学院

学生毕业设计（毕业论文）

系别：

机电工程系

专业：

模具设计与制造

班级：

模具057

学生姓名：

xxx

学生学号：

0504084716

设计（论文）题目：

XX冲压工艺编制及模具设计

指导教师：

胡云

设计地点：

常州信息职业技术学院

起迄日期：

2009.3.11—2009.5.20

毕业设计（论文）任务书

专业模具制造/日语班级模具057姓名xxx

一、课题名称：

xxx冲压工艺编制及模具设计

二、主要技术指标：

1、要求制件表面无明显毛刺，弯曲应光滑无裂痕，尺寸精度与形状满足制件图纸

要求；材料软、料厚为0.8mm，故要防止变形翘曲；模具设计应方便装拆，维护方便

2、要求尽量采用一套模具完成

3、模具可以装在通用的冲压设备上

4、要求8000字左右

三、工作内容和要求：

1、进行零件工艺分析，制定工艺方案

2、工艺尺寸计算，设备选择，模具主要工作零件及其他零件设计

绘出全套装配图、零件图（不加工的标准件不画）

3、对相关资料做整理、分析、研究和总结

4、完成论文电子稿。

标题要简明有概括性，目录正确整齐，中、英文摘要和前言，

正文与参考文献及目录；排版格式及具体要求查看格式与要求。

四、主要参考文献：

______________________________________________________________

1.胡彦辉.模具制造工艺学[M].重庆：

重庆大学出版社，2005

2.冯炳尧.模具设计与制造简明手册[M].上海：

上海科学技术出版社，1998

3.陈剑鹤.冷冲压工艺与模具设计[M].北京：

机械工业出版社，2006

4.刘心治.冷冲压工艺及模具设计[M].重庆：

重庆大学出版社，2005

学生（签名）年月日

指导教师（签名）年月日

教研室主任（签名）年月日

系主任（签名）年月日

毕业设计（论文）开题报告

设计（论文）题目

XX冲压工艺编制及模具设计

一、选题的背景和意义：

选题背景：

（本冲压零件用在什么中，所起的作用，在行业中所占的地位……）

选题意义：

（以往本品类型有哪些，常在使用中出现什么问题，本文选择该件做毕业设计有什么样的提高…）

二、课题研究的主要内容：

1、冲裁弯曲工艺分析7、凸凹模结构设计

2、工艺方案确定8、其他零件选择

3、排样设计9、模具闭合高度

4、刃口尺寸计算10、模具工作说明

5、冲压力计算11、装配图和零件图

6、压力中心计算

三、主要研究（设计）方法论述：

1、审图拟定设计方案

2、方案论证

3、设计计算，确定零件尺寸

4、绘制装配图和零件图

5、综合整理，完成毕业设计

四、设计（论文）进度安排：

时间（迄止日期）

工作内容

2011.9.20~9.28

收集分析整理资料，完成工作计划和开题报告

2011..9.29~10.05

拟定设计方案

2011.10.06~10.12

设计计算，确定模具结构形式和零件尺寸

2011.10.13~10.18

绘制装配图

2011.10.19~10.25

绘制零件图

2011.10.26~11.10

修改整理成文

2011.11.07~11.17

总结及答辩

五、指导教师意见：

　　　　　　　　　　　　指导教师签名：

年月日

六、系部意见：

　　　　　　　　　　　系主任签名：

年月日

摘要……………………………………………………………………………………1

0引言…………………………………………………………………………………1

1冲裁弯曲工艺分析…………………………………………………………………2

2工艺方案的确定……………………………………………………………………2

3排样设计…………………………………………………………………………3

4凸凹模刃口尺寸计算………………………………………………………………6

5冲压力计算…………………………………………………………………………7

6压力中心计算………………………………………………………………………7

7凸、凹模结构设计…………………………………………………………………9

8模具闭合高度……………………………………………………………………10

9其他零件设计……………………………………………………………………11

10模具工作说明……………………………………………………………………19

11模具材料选用……………………………………………………………………19

结束语………………………………………………………………………………20

答谢辞………………………………………………………………………………20

参考文献……………………………………………………………………………21

附录…………………………………………………………………………………22

XXX冲压工艺编制及模具设计

模具057XXX

摘要：

本文通过冲裁弯曲复合模的设计能更加全面了解冲压模具的设计和生产过程，以及对出现的问题分析找出解决的办法。

通过工艺分析、方案确定、排样设计、以及关于尺寸计算、查表、绘图，各个方面得到复习、整理、运用的机会提高综合运用所学基本理论知识和实践技能的能力，为自己以后的模具设计工作打下一个良好的基础。

关键词：

模具设计；工艺分析；设计计算；绘图

DesignthataccordingtocuttingthecurvedXXX

Mould057XXX

Abstract:

Byblankingthedesignofcurvedcompositemodulusmorecomprehensiveunder_

standingofstampingdiedesignandproductionprocess,aswellasidentifytheproblemssolution.Throughprocessanalysis,programidentification,designlayout,aswellasonthesize,thelook-uptable,mapping,revieweveryaspect,sorting,andusetheopportunitytoimprovethecomprehensiveuseofthebasictheoryoflearnedknowledgeandpracticeskills,inordertomoldtheirownfuturedesignworktolayagoodfoundation.

Keywords:

diedesign;processanalysis;designandcalculation;graphics

0.引言

冷冲模是现代工业的重要工艺设备，已经成为国民经济的重要基础工业之一。

冷冲压的零件，具有表面质量好，重量轻，成本低的优点，它是一种经济的加工方法，这是其他加工方法不能与之竞争的。

因而冷冲压在机器制造业中得到了广泛的运用，他在汽车，拖拉机，电机仪器，仪表，以及飞机，导弹，炮弹和各种民用轻工行业中已成为主要的工艺。

本文通过冲裁弯曲复合模的设计能更加全面了解冲压模具的设计和生产过程，以及对出现的问题分析找出解决的办法。

同时将我们将所学的知识运用实践，提高综合运用所学基本理论知识和实践技能的能力，为自己以后的模具设计工作打下一个良好的基础。

1.冲裁弯曲工艺分析

1.1工件的工艺分析（如图1所示）

图1工件图

1）冲压工艺分析

该工件图外形简单，小型细长的Z型弯曲件；该工件图尺寸标注齐全，料厚0.8mm，R=0.5，需要加整形工序；冲裁加工简单，表面平整，光滑，无毛刺，无精度要求，查表后选用经济精度IT13级；该冲件材料为20号优质碳素结构钢，材料状态为已退火，抗剪强度为280-400Mpa,抗拉强度为360-510mpa,伸长率为25%，屈服强度为250Mpa.该工件精度要求不高，所以可大批量生产；该工件有一个12.5mm的长臂，t=0.8，宽为2，2>2×0.8，所以该长臂不是悬臂，因此加工冲压程序时不需考虑会造成该长臂的断裂，变形等。

该工件图上要切掉2×2的废料,料的边宽度为4,据弯曲线距离比较远,所以加工过程中不会造成料的变形,所以,综上,该工件适于冲压工艺加工。

2）弯曲工艺分析

1）该冲件尺寸齐全,无精度要求,选经济精度IT13级，

2）该工件材料为20号优质碳素结构钢，已退火，具有较好的抗剪，抗拉强度，冲件有两处弯曲，头部中部为L型弯曲，因此，在弯曲工艺中，可以考虑先弯成V型，再弯成L型。

3）该工件的弯曲半径为0.5，查表得，允许的最小半径为0.08，05>0.08.弯曲线与材料纵向垂直,材料具有较大的拉伸强度,不易破裂,可具有较小的弯曲半径.

4）该工件弯曲直边有足够高度,需要切掉的2×2的料,远离弯曲变形区,制件的弯曲角为90度.

5）该工件形状不对称,不适合采用对称弯曲.

6）该工件表面光滑平整,无毛刺,不易断裂,有较高的塑性,适于弯曲工艺加工.

2.工艺方案

2．1工序分析

该弯曲件结构简单，分析满足普通冲裁要求，可采取冲孔，切废，落料，弯曲来完成。

2．2可行性工艺方案

1）单工序工艺

即用落料、冲孔、弯曲三副模具分别完成三种工序。

2）级进工艺

即冲孔、落料、弯曲三个工位。

3）复合工艺

即采用一副复合模一次冲裁完成。

分析比较：

1）单工序工艺：

模具结构简单，制造成本较低，但制件内外形的位置精度难以得到保证，且所占用设备及工人较多，生产效率低。

2）级进工序工艺：

制件内外形位置精度较易得到保证，易于实现自动化生产，生产效率高，但模具结构较复杂，制造成本较高。

3）复合工序工艺：

制件内外形位置精度高，生产效率高，但模具结构复杂，制造困难。

2.3工艺方案确定

选择方案3），因为该弯曲件需要冲裁和弯曲来完成，尺寸比较小，大批生产，提高生产效率。

2.4弯曲件展开尺寸计算（见图2）

1）展开尺寸计算：

r=0.5mm,t=0.8mm0.5t=0.5×0.8=0.4mm

r>0.5t,R=r+kt=（0.5+0.37×0.8）

L=L1+L2+3.14×180/180（r+kt）=12.5+3.9+6.5+3.14×180/180（0.5+0.37×0.8）=25.4mm

2）料宽：

B=25.4+6.5+5.67+1.2+2×2+0.5）-0.4=42.87mm

图2展开图

3.排样设计

3.1该零件的形状宜采用直对排有废料排样的排样方案，以保证冲裁件的质量。

如图2所示：

方案

（一）如图3所示

图3直对排有废料排样的排样方案一

条料宽度尺寸的确定

有侧压装置：

B=（L+2b）-Δ

无侧压装置：

B=（L+2b+C）–Δ

采用侧刃：

B=（L+1.5b+nF）–Δ

式中：

L——制件垂直于送料方向的基本尺寸；

n——侧刃数；

F——侧刃裁切宽度；

Δ——条料的宽度公差；

b——侧面搭边值；

C——送料保证间隙：

B≤100，C=0.5~1.0；B＞100，C=1.0~1.5。

计算冲压件毛坯面积：

式中：

A——在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离（mm）；

B——条料宽度（mm）；

S——一个步距内制件的实际面积（mm2）；

S0——一个步距所需毛坯的面积（mm2）。

S=（7.67×6+4×4.5+13.23×2）×2=180.96mm

进距：

h=7.2mm

一个步距的材料利用率：

=180.96/42.87×7.2=58.6%

方案

（二）如图4所示

图4直对排有废料排样的排样方案二

计算冲压件毛坯面积：

S=（7.67×6+4×4.5+13.23×2）=90.48m㎡

条料宽度：

B=29.4mm

进距：

h=7.2mm

一个步距的材料利用率：

=90.48/29.4×7.2=42.7%

方案（三）如图5所示

图5直对排有废料排样的排样方案三

计算冲压件毛坯面积：

S=（7.67×6+4×4.5+13.23×2）×2=180.96m㎡

条料宽度：

B=13.2mm进距：

h=26.6mm

一个步距的材料利用率

=180.96/13.2×26.6=51.5%

经比较虽然方案一的利用率最高，二三方案利用率较低，而且是大批量生产，所以选择方案

（一）。

3.2排样图（如图6所示）

图6排样图

4.凸凹模刃口尺寸计算

4.1合理间隙的确定

1）、经验确定法

t=0.8mm,z=（6～9）%tmm,

2）、查表法

查教材P51.选择∏类，认为精度和断面质量要求一般的制件。

Z=（14～20）%tmm

故选择间隙较大者。

Zmin=14%×0.8mm=0.112mm

Zmax=20%×0.8mm=0.16mm

故合理间隙值的取值范围是0.112mm～0.16mm

4.2刃口尺寸计算（刃口全部采用配合加工法计算）

排样图如上所示，以凸模为基准，配制凹模

该工件图上未注精度，选用经济精度IT12-13级

Z=14×t=14×0.08=0.112

δp=0.020δd=0.020

为模具制造方便，采用配合加工的方法

冲裁的计算

25.4p=（25.4+0.75×0.13）=25.49750-0.0825mm

25.4d=（25.4+0.75×0.13+0.112）=25.60950-0.0825mm

12.17p=（12.17+0.75×0.11）=12.25250-0.0675mm

12.17d=（12.17+0.75×0.11+0.112）=12.36450-0.0675mm

2p=（2+0.75×0.14）=2.10080-0.035mm

2d=（2+0.75×0.14+0.112）=2.220-0.035mm

4p=（4-0.75×0.18-0.112）=3.7530-0.045mm

4d=（4-0.75×0.18）=3.8650-0.045mm

弯曲的计算

1）6p=（6+0.75×0.14）=6.10080-0.055mm

6d=（6+0.75×0.14+0.112）=6.220-0.055mm

2p=（2-0.75×0.14-0.112）=1.7830-0.035mm

2d=（2-0.75×0.14）=1.8950-0.035mm

5.冲压力计算

该模具采用弹压（刚性/弹压）卸料

废料：

（向下）向下、向上

冲裁力是在冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。

通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。

1）采用弹性卸料和下出料方式时：

FΣ=F+F卸+F推

F落=KLTt=1.3×400×0.8×（25.4×2+6×2+3.14）×2=55Kn

F卸=K卸×F=0.9×55=49.5KN

F推=n×K推×F=0.1×55=5.5KN

2）弯曲力计算

Z形弯曲相当于两次L形弯曲

查[2]P95表1-124得

单角自由弯曲

=2

=6，t=0.8,

=400Mpa,r=0.5

P1=0.6×2×0.8×0.8×400/0.5+0.8=236.3N

P2=0.6×6×0.8×0.8×400/0.5+0.8=709.9N

P=P1+P2=236.3+709.9=946.2N

-----自由弯曲力，即上式中P

弯=946.2+0.8×946.2/2=851.58N

F总’=F卸+F推+F总弯=110.85KN

根据总冲压力初选压力机为Jc23—16。

（查压力机规格表）,开式双柱可倾压力机

最大闭合高度170调节：

30，在140-170之间

6.确定模具压力中心

6.1在排样图上创建坐标系

排样图如图7所示:

图7排样图

各个位置的重心坐标如图8所示

图8重心坐标图

建坐标系,见排样图

建压力中心点

（x1,y1）（3.5317,0）9303269

（x2，y2）（-16.2978,6.25）9.7

（x3,y3）（-19.8,-6.25）9.7

（x4,y4）（-25.3151,0）31.4

（x5,y5）（-28.921,0）81.6

（x6,y6）（-30.6，-20.7434）0.7854

（x7，y7）（-24.65,-20.7434）0.7854

（x8,y8）（-10.93,7.4875）6

（x9,y9）（-10.93,-7.4875）6

（x10,y10）（3.72,11.6625）6

（x11,y11）（-3.72,-11.6625）6

X0=（x1×L1+X2×L2+………+Xn×ln）/（L1+L2+……+Ln=-13.5

压力中心点（-13.5，0）

7.凸凹模的结构设计

7.1凸模结构设计

该模具共有4个凸模，分别说明各凸模的结构形式及固定方式

`第一工位

有2个冲孔凸模，固定在凸模固定板上。

选择教材P67圆形凸模中的A），其适合冲裁直径为1～20mm。

凸模与固定板之间采用间隙配合。

凸模长度计算

由于模具采用弹性卸料，故

L=h1+h2+h3+t+1～3mm

h1——凸模固定板厚度；

h2——卸料板厚度

h3——凹模壁厚

L——凸模长度；

t——冲裁材料料厚；

1～3mm——凸模修磨量。

根据凹模周界长度，查〈〈模具制造简明手册〉〉P318

h1=14mm；h2=14mm；h3=14mm；L——凸模长度；t=0.8mm

L=14mm+14mm+14mm+0.8mm+3mm=50mm

图纸见附录二

7.2凹模结构设计

1、凹模外形尺寸

凹模厚度H：

H=Kb

查表K=0.3，b=20.4mm

H=0.3×20.4=6.12mm=7mm

凹模壁厚c：

C=1.5H=1.5×7=10.5mm=11mm

凹模周界：

L×D=（各工位总长+2c）×（料宽+2C）

=（20.4+2×11）×（50+2×11）=42.4×72

查表取L×D=80×100

图纸见附录二

第二工位

有一个落料凸模，固定在凸模固定板上。

选择方形凸模。

凸模与固定板之间采用间隙配合。

冲孔凸模采用直通式。

采用销钉固定在上模座上。

其高度与第一工位上的凸模高度一致，图纸见附录一

2、弯曲的凹凸模尺寸计算

弯曲

1）凸凹模圆角半径

凸模圆角：

当工件r/t=0.5/0.8=[rmin/t],凸模圆角半径rp=r=0.5mm

2）凹模圆角半径;

T=0.8<2,rd=（3-6）t取5

Rd=5t=5×0.8=4mm

3）弯曲V型件时，凸凹模间隙用调整压力机闭合高度来控制

弯曲L型件时，选择适当间隙Z=0.94

因为减小回弹，取Z=0.8

凸凹模横向尺寸确定：

工件标注内形尺寸，以凸模为基准

Lp=（Lmin+0.25×Z）=6+0.25×0.18=6.045mm

Ld=（Lp+Z）=6.045+0.8=6.845mm

V形件伸入凹模中的深度取3mm

4）L形件伸入凹模中的深度3.9+0.8=4m

8.其他零件的选择

模架为采用冷冲模滑动导向模架后侧导柱模架

上模座：

125×125×35

下模座：

125×125×45

导柱：

22×150

导套：

HRC58-62

模柄：

95×40

9.模具的闭合高度

上模座：

L/mm×D/mm×H/mm=125×125×35

下模座：

L/mm×D/mm×H/mm=125×125×45

导柱：

d/mm×L/mm=22×150

导套：

d/mm×L/mm×D/mm20×81×40

垫板厚度取：

6mm

凸模固定板的厚度取：

14mm

凸模的高度取：

50mm

凹模的厚度已定为：

14mm

卸料板的厚度：

14mm

弹簧的外露高度：

30mm

模具的闭和高度：

H=（35+45+6+50+14+6）mm=156mm

而选择的压力机Jc23—16机的最大，最小的闭和高度为：

140mm,170mm.

处于两者之间，故符合要求。

冲裁设备的选择：

选择开式双柱可倾压力机Jc23—16

公称压力：

250kN

滑块行程：

60mm

最大闭和高度：

170mm

10.模具工作说明

压力机模柄孔与模具模柄孔为间隙配合，开始工作时，板料沿着导料板从右向左运动，进行第一次的冲孔，然后，板料继续向左运动，进行第二工位切废，此时，向前为一个进距。

直到最后，弯曲件被切断夹出。

弯曲模的作用是坯料在塑性变形范围内弯曲，由弯曲后材料产生的永久变形，获得所要求的形状。

一般情况下，弯曲模的导柱导套配合要求略低于冲裁模，但凸模与凹模工作部分的粗糙度要求要高，以提高模具寿命和制件的表面质量。

在弯曲工艺中，由于材料的回弹的影响，常使弯曲件在模具中弯成的形状与取出后的形状不一致，从而影响之间的形状和尺寸要求。

影响回弹的因素很多，很难用设计计算来加以消除，因此在制造模具时，常要按试模时的回弹值修正凸模或凹模的形状。

凸模固定板，凹模固定板的加工与冲裁的一致。

模具在交付使用前，应进行试模鉴定，必要时还要进行小批生产鉴定。

试模鉴定的内容包括：

产品成型工艺是否合理，模具制造质量的高低，模具能否顺利的出产品，成型产品的质量是否符要求，模具采用标准是否合理。

一般先试一副模具，试模后先经模具制造人员用卡尺或目测产品的尺寸，几何形状，表面装饰性，边缘毛刺与断面质量是否符合客户提供的产品图要求，如发现问题及时改模。

11．结论

三年来的大学学习，让我在这次设计中得到了一次很好的总结。

所有的专业与非专业的知识，几乎都已融入了进去。

更为可贵的是，在这次设计中让我们提高了发现问题解决问题的能力。

设计过程中，看似简单的工件图纸，但在设计中却要考虑很多的问题。

在尚未加工成为商品模具之前，也仅仅是设计图纸和相关数据而已，尚处于纸上谈兵，它必须通过一系列正确，快捷而有经济的加工方法，成为具有一定功能和实用价值，即能正常且持续地生产出合格制品的模具。

否则，就没有任何意义和价值。

由此，在设计过程中，我们要考虑到现实中一般的工厂生产与加工条件，工人的技术能力，以及市场的需求，等等一些不容忽视的条件。

本次设计使用到的软件是AUTOCAD，在设计的过程中，也出现了一些客观不足的问题，就是模具结构、注射机只能靠想象，没有实践条件，不能根据实际的情况来作合适、客观地修改，这样做出来的，难免有些缺点和不足，由于诸多原因，本次设计存在一些不足和有待改善的地方，希望老师能够担待。

最后，衷心感谢老师对我的悉心指导，使我在大学里最后一段时间里学习到了很多有用的东西。

12.答谢辞

此次毕业设计，