弯曲模冲压课程设计说明书.docx

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弯曲模冲压课程设计说明书

目录

摘要……………………………………………………………………………………

前言…………………………………………………………………………………

第一章零件图及工艺方案的拟订

1.1零件图及零件工艺性分析…………………………………………………5

1.2工艺方案的确定……………………………………………………………6

第二章　工艺设计

2.1计算毛坯尺寸……………………………………………………………7

2.2确定排样方案……………………………………………………………8

2.3确定裁板方案……………………………………………………………9

2.4工序的合并与工序顺序……………………………………………………11

2.5计算各工序的压力…………………………………………………………11

2.6压力机的选取………………………………………………………………12

第三章　模具类型及结构形式的选择

3.1×××模的设计…………………………………………………15

第四章模具工作零件刃口尺寸及公差的计算

4.1×××模刃口的计算…………………………………………………17

第五章模具零件的选用，设计及必要的计算

5.1×××模…………………………………………………………19

第六章压力机的校核

6.1压力机的校核………………………………………………26

第七章模具的动作原理及综合分析

7.1模具的动作原理…………………………………………27

第八章凸凹模加工工艺方案

8.1凹模、凸模加工工艺路线…………………………………………………29

8.2模具装配……………………………………………………………………33

第九章设计心得…………………………………………………………………35

【参考文献】………………………………………………………………………37

摘要

随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。

冷冲模是其中的一种。

学校课程设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。

是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。

其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。

巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。

熟练查阅相关技术资料。

掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。

冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。

关键词：

工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。

引言

模具行业的发展现状及市场前景分析：

模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需要。

随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。

随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。

现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。

大大提搞了模具设计和制造的效率。

减短了生产周期。

采用模具CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。

尤其是pro/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。

。

数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。

电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。

模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。

特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。

其大大的提高了它们的互换性。

加强了各个地区的合作。

对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。

第一章零件图及工艺方案的拟订

1.1零件图及零件工艺性分析

一、零件图

二、零件的工艺性分析

（1）冲裁件的结构工艺性

冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。

分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。

成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。

在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。

冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。

冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。

所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。

因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。

此制件的形状较简单，需要圆角过渡，可以加上R0.5，便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象，同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。

（2）冲裁件的尺寸精度

冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为IT12—IT14的经济级普通冲裁。

1.2、工艺方案的确定

一、冲压工序的组合

冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。

冲裁方式根据下列因素确定：

（1）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高，而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。

（2）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定,对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。

（3）根据操作是否方便与安全来确定复合冲裁其出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲裁较安全。

综上所述分析，在满足冲裁件质量与生产率的要求下，选择单工序冲裁方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。

二、冲压顺序的安排

落料，弯曲共两道工序，本设计中只需要设计落料模。

第二章工艺设计

2.1计算毛坯尺寸

产品展开尺寸的计算：

弯曲公式是L=L1+L2+L3+t

经过实际计算L=20

此尺寸目前是待定，在实际生产时需调节。

展开图纸如下图所示：

2.2、确定排样方案

排样时需考虑如下原则：

（1）提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状）。

（2）合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。

（3）模具结构简单、寿命长。

（4）保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。

一、搭边与料宽

搭边搭边值的大小与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。

搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度δ=1.2mm，确定搭边工作间a1为2.0mm,a为2.0mm。

具体可见排样图，如下：

二、送料步距和条料宽度的确定

（1）送料步距条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。

每次只冲一个零件的步距S的计算公式为

S=D+a1

S=6+2=8mm

式中D——平行于送料方向的冲裁宽度；

a1——冲裁之间的搭边值。

（2）条料宽度条料宽度的确定原则：

最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。

当用孔定距时，可按下式计算

条料宽度B-Δ=（Dmax+2a）-Δ

=（20+2×2）-0.5=24-0.5mm

式中B——条料的宽度（mm）；

Dmax——冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；

a——侧搭边值；

Δ——条料宽度的单向（负向）公差；

剪切条料宽度偏差Δ=0.5,因此B=24-0.5。

三、材料利用率的计算

一个步距内的材料利用率η为

η=nF/Bs×100%

η=1×119.78/24×8×100%=62.4%

式中F——一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）；

n——一个步距内冲裁件数目；

B——条料宽度（mm）；

s——步距；

2.4工序的合并与工序顺序

采用落料冲孔一次成型

2.5计算各工序的压力

一、冲压力

冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。

2、冲裁力的计算

平刃口冲裁力可按下式计算

F=KLδτ

F=1.3×51.2×1.2×380=30351.36N

=30.35KN

式中F——冲裁力（N）；

L——冲裁件周边长度（mm）；

τ——材料抗剪强度（MPa）；

δ——材料厚度；（mm）

K——系数，通常K=1.3；

三、卸料力、推件力及顶件力的计算

生产中常用下列公式计算

F卸=K卸F（4-4）

=0.045×30.35=1.37KN

综上所述，总的冲裁力为F总=31.72KN

2.6压力机的选择

一、压力中心的计算

采用解析法求压力中心，求XG，YG

本设计中产品是四边对称，规则形状。

所以

Y——F到X轴的力臂Y=0

X——F到Y轴的力臂Y=0

根据合力距定理：

YG=YF/F

YG——F冲压力到X轴的力臂；YG=0

XG=XF/F

XG——F冲压力到Y轴的力臂；XG=0

2、压力机的选用

初步确定压力机的型号：

F公称≥F总

因此选择压力机的型号为：

JH23—16压力机

型号为JH23—16压力机的基本参数如：

（表一）

公称压力/KN

160

垫板尺寸/mm

厚度40

滑块行程/mm

50

孔径210

滑块行程次数/（次/min）

150

模柄孔尺寸/mm

直径40

深度60

最大封闭高度/mm

220

工作台尺寸/mm

前后300

封闭高度调节量

45

左右450

立柱距离/mm

220

床身最大可倾角

20°

第三章模具类型及结构形式的选择

落料模结构形式：

第4章模具工作零件刃口尺寸及公差的计算

一、凸、凹模刃口尺寸计算原则

设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上。

二、凸模和凹模配合加工

配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个，然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。

采用这种方法不仅容易保证冲裁间隙，而且还可以放大基准件的公差，不必检验δd+δp≤Zmax-Zmin。

同时还能大大简化设计模具的绘图工作。

目前，工厂对单件生产的模具或冲制复杂形状的模具，广泛采用配合加工的方法来设计制造。

3、刃口尺寸计算

冲孔凸模和落料凹模刃口尺寸按下列公式计算：

冲孔时dp=（dmin+XΔ）-δp（5-2）

落料时Dp=（Dmax-XΔ-Zmin）-δp（5-3）

孔心距Lp=L±δp’（5-4）

式中Dpdp——分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（mm）；

Dmax——为落料件的最大极限尺寸（mm）；

dmin——为冲孔件的最小极限尺寸（mm）；

Δ——工件公差；

Δp——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4；

δp’——刃口中心距对称偏差，通常取δp’=Δ/8；

Lp——凸模中心距尺寸（mm）；

L——冲件中心距基本尺寸（mm）；

Zmin——最小冲裁间隙（mm）；

落料凹模刃口尺寸：

Aj1=（Amax-XΔ）+Δ

=20-0.5×0.04=19.98+0.02;

Aj2=（Amax-XΔ）+Δ

=6-0.5×0.04=5.98+0.02;

Aj3=（Amax-XΔ）+Δ

=0.5-0.5×0.04=0.48+0.02;

落料凸模刃口尺寸：

Hj1=（Aj1-2Z）+Δ

=20-2×0.05=19.9+0.02;

Hj2=（Aj2-2Z）+Δ

=6-2×0.05=5.9+0.02;

Hj3=（Aj3-2Z）+Δ

=6-2×0.05=5.9+0.02;

第五章模具零件的选用，设计及必要的计算

6.2凹模结构尺寸的确定

凹模设计应考虑的事项是关于凹模强度、制造方法及其加工精度等。

特别是凹模孔的尺寸，在实用上是和制件尺寸一起来考虑的。

它关系到制件质量的好坏，因此对其加工表面质量亦必须予以充分的考虑。

凹模的厚度和外形尺寸，对于其承受的冲裁力，必须具有不引起破损和变形的足够强度。

冲裁时，凹模承受冲裁力和水平方向的作用，由于凹模的结构形式不一，受力状态又比较复杂，特别是对于复杂形状的冲件，其凹模的强度计算就相当的复杂。

因而，在目前一般的生产实际情况下，通常都是根据冲裁件的轮廓尺寸和板料厚度、冲裁力的大小等来进行概略的估算及经验修正。

结构尺寸计算如下：

（1）凹模外形尺寸，由于产品在冲孔时以平板外形做定位，所以冲孔凹模尺寸即为产品内挡尺寸。

（2）凹模厚度：

凹模厚度h根据冲裁力F按文献[10]图14-15选择。

先算冲裁力：

F=3.035KNN

由文献[10]图14-15中取凹模厚度h=28mm。

（3）刃壁高度

垂直于凹模平面的刃壁，其高度h0可以按下列规则计算[10]：

冲件料厚t≤3mm，h0=3mm；

冲件料厚t>3mm，h0=t；

所以，这里取h0=3mm。

6.3卸料树脂的选用

先算卸料力，F卸=K卸F=0.045×30.35=1.37KN

根据模具的结构初定4根树脂，每根树脂分担的卸料力为：

1.37/4=0.34KN，选用直径25的树脂，能满足卸料力的要求。

6.4其他标准件零件的选用

由《模具设计指导》表5-4，可得复合模的典型组合尺寸100×80（单位为mm）（JB/T8066.1—1995）。

而由此典型组合标准，即可方便的确定其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。

其零件参数如下表所示：

凹模周界

凸模长度

配用模架闭合高度H

最小

最大

100×80

129

147

零件名称及标准编号

垫板

凸模固定板

凹模

卸料板

100×80×8

100×80×15

100×80×28

100×80×15

螺钉

圆柱销

卸料螺钉

树脂

螺钉

圆柱销

M8×60

φ8×50

M6×50

M8×40

φ8×40

选择标准模架

由凹模周界尺寸及模架闭合高度在129~147mm之间，查《模具设计指导》表5-7选用5#后侧标准模架：

上模座167×130×25，下模座167×130×30，导柱18×110，导套28×80。

第六章模具的动作原理及综合分析

第七章凸凹模加工工艺方案

8．1凸模,凹模加工工艺路线

1、凸模的加工工艺

凸模的加工工艺卡

工序号

工序名称

工序内容

设备

1

备料

将毛坯锻成25mmX10mmX60mm

2

热处理

退火

3

铣

铣六面，

铣床

4

钳工

划线，钻钢丝孔φ4，

钻床

5

热处理

淬火,回火,保证HRC60~64

6

磨加工

磨上下平面

平面磨床

7

退磁

钳工退磁

8

线切割

线切割加工外形，保证尺寸和粗糙度

线切割

9

钳工

磨各配合面达要求

10

检验

2、落料凹模的加工工艺

凹模加工工艺卡

工序号

工序名称

工序内容

设备

1

备料

将毛坯锻成110mmX90mmX30mm

2

热处理

退火

3

铣六面

铣加工，保证外行尺寸，留0.3-0.5的磨量

车床

4

钳工

划线，钻螺纹孔M8，销钉孔φ7.8,和型腔部分的穿丝孔φ5mm，

钻床

5

热处理

淬火,回火,保证HRC60~64

6

磨加工

磨刀口平面，侧面基准面

平面磨床

7

退磁

钳工退磁

8

线切割

线切割加工，保证内孔尺寸

线切割

9

钳工

磨各配合面达要求

10

检验

8．2.模具的装配:

1、确定装配基准件

应以凹模为装配基准件。

首先要确定凹模在模架中的位置，安装凹模，确定凹模在下模座的位置，然后用平行板将凹模和下模座夹紧，在下模座上划出弯曲孔线，进而安装下模和凹模。

。

2、安装上模部分

检查上模部分各个零件尺寸是不是满足装配技术条件要求。

安装上模，调整冲裁间隙，将上模系统各零件分别装于上模座内。

3、安装下模部分

4、自检

按冲模技术条件进行总装配检查。

5、检验

6、试冲

第九章设计心得

主要参考文献