罩形件冲压模具设计及制造【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 摘 要 随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对罩形弯曲件的冲裁工艺性和弯曲工艺性，分析比较了成形过程的三种不同冲压工艺（单工序、复合工序和连续工序），确定用一幅复合模完成冲孔和弯曲的工序过程。介绍了罩形件冷冲压成形过程，经过对批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，冲压工序性质、数目和顺序的确定，进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模 具。还具体分析了模具的主要零部件（如冲孔凸模、卸料装置、弯曲凸模、垫板、凸模固定板等）的设计与制造，冲压设备的选用，凸凹模间隙调整和编制一个重要零件的加工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。 关键词 罩形件 ； 模具设计 ； 复合模 ； 冲孔 ； 弯曲购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 s s In of of a of a is to of as as to to be of of of of of of as of on of an of of By of to of a to 子版图纸， 1970985 或 401339828 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 目 录 前 言 . 1 1. 罩形件产品图和零件图 . 2 罩形件产品 . 2 罩形件零件图 . 2 2. 罩形零件的工艺性分析 . 3 零件批量生产的经济性 . 3 材料的适用性 . 3 零件的结构和形状 . 3 弯曲件的弯曲半径 . 3 弯曲件形状与尺寸的对称性 . 4 弯曲件直边高度对弯曲的影响 . 4 弯曲件的孔边距离 . 4 防止弯曲边交接处应力集中 . 4 弯曲件尺寸标注应考虑的工艺性 . 5 弯曲件的精度 . 5 3. 罩形件冲压工艺流程设计及优化 . 5 工艺设计内容方案 . 5 工艺设计方案分析 . 6 4. 罩形零件冲压工艺设计及计算 . 7 冲压工艺力的计算 . 7 冲裁力的计算 . 7 弯曲力的计算 . 8 弯曲件毛坯展开 尺寸的计算 . 8 应变中性层位置的确定 . 8 弯曲件毛坯展开长度的计算 . 8 压力机标称压力的确 定 . 9 回弹值的确定 . 9 减小回弹的措施 . 10 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 5. 罩形件冲压模具工作零件结构参数计算 . 11 弯曲模结构参数 . 11 弯曲模的结构确定 . 11 弯曲凸模和凹模的圆角半径 . 11 凹模的工作部分深度 . 12 弯曲凸模、凹模之间的间隙 . 12 凸模和凹模工作尺寸及公差 . 13 冲孔工作零件结构参数计算 . 14 冲孔间隙值的确定 . 14 凸模和凹模刃口尺寸的计算 . 14 6. 冲压复合模主要零部件的结构设计 . 15 主要零件的设计 . 15 凸模的设计 . 15 凹模和凸凹模的设计 . 16 凸模固定板和凸凹模固定板 . 17 导料板的设计 . 18 推件装置设计 . 19 弹性元件和卸料方式 . 19 标准模架和导向零件 . 19 7. 压力机的校核 . 20 8. 冲压工艺过程卡的编写 . 21 9. 总装图 . 22 主 要参考文献 . 23 设计总结 . 24 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 1 前 言 为满足浙江模具制造业发展的需求，本 设计 通过对罩形件冲压模具的设计及制造，在熟悉 件的基础上，独立完成一套典型的冲压模 具的设计，以及模具工作零件的加工，培养设计冷冲压模具的能力及零件 加工技能和综合运用所学知识解决实际问题的能力，为今后工作奠定一定的专业基础。 关 于冲模设计和制造的书较多，这为本 设计 的完成提供了 不少 有利 的 条件，但针对具体零件的模具设计与制造，还 需 要 进行 具体 的 工艺分析和研究。 本设计是在老师的指导下，按企业里的格式及顺序进行编写的。其中的一些数据都是按照 “冲压模具及设备”及“互换性与技术测量”上的表查得的标准数据，而图也是遵循“机械制图”上的标准画法画的。本设计以够用为准，着重的考虑它的应用性、实用性及综合性。本设计对冲压的工艺、模具的设计、材料的分析等都一一的进行了分析及介绍。 根据考虑合理的工艺编制、实现高速化、自动化、提高材料利用率降低材料成本等 一些因素，以降低冲压的成本及模具的费用，提高效率。根据企业要求及冲压成型工艺及模具设计的工程技术的要求，设计出企业所需要的、简单的、应用性好的模具及产品。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 2 1. 罩形件产品图和零件图 罩形件产品 示图 图 1形件实物图 材料： 08钢，厚度为 1 批量：大批量生产 罩形件零件图 图 1形件零件图 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 3 2. 罩形 零件的工艺性分析 零件批量生产的经济性 由 图纸可知 ， 该冲压件为中大批量生产，所以冲压件可采用级进模或复合模冲压 生产 。中大批量生产时效率高，成本低，比较经济。为了提高材料的 利用率，降低成本，尽量对材料进行循环利用。冲压生产对大批量生产有独特的优越性，经济性，所以适合于冲压。 材料的适用性 根据所提供的图纸可知，本冲压件材料为 08钢，查 冲压 工艺与模具设计 （第二版） 部分常用冲压材料的力学性能 见 表 2 表 28 钢材料的力学性能 08优质碳素结构钢的抗剪强度为 260 360拉强度为 330 450极软 ,强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性 的低碳钢 ， 是冲压成型的常用材料。 零件的结构和形状 根据零件 图零件的 结构形状和批量 生产的要求，可知生产处该零件包含 落料 ,冲孔 ,弯曲 、切边等 工序 。 在这里只 对弯曲工序 重点考虑 。 弯曲件的弯曲半径 弯曲件的弯曲半径不宜过大和过小。过大因受回弹的影响，弯曲件的精度不易保证；过小时会产生拉裂现象。弯曲件的相对弯曲半径 r/tt,查冲压工艺与模具设计 （第二版） 表 相对弯曲半径 08钢 硬化状态时垂直纤维方向的最小相对弯曲半径为 行纤维方向的最小相对弯曲半径为 图纸知 r=t=1以 r/t=t,满足要求。 材料名称 牌号 材料状态 抗剪强度 /拉强度 b/长率 10/% 屈服强度 s/质碳素结构钢 08 已退火 260 360 330 450 32 200 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 4 弯曲件形状与尺寸的对称性 弯曲件的形状与尺寸应尽可能对称、高度也不应相差太大。由该罩形零件的零件图可知，弯曲件的形状对称，在变形的区附近没有缺口，弯曲半径左右一致，偏移量也较小，因此适合于弯曲成形。为了保证坯料在弯曲模内准确定位，减小在弯曲过程 中坯料的偏移， 在设计模具结构式应考虑增设压料板或者增加工艺孔，但本冲压件形状对称，偏移量细微，则 不需要 考虑这些。 弯曲件直边高度对弯曲的影响 弯曲件的 直 边高度不宜过小，应满足 hr+2t,h 较小时，直 边在模具上支持的长度过小，不容易形成足够的弯矩，很难得到形状准确的零件，由本冲压件图 可知直边高度满足条件，所以弯曲成形适用于该零件 。 弯曲件的孔边距离 带孔的板料在弯曲时，如果孔位于弯曲变形区，则孔的形状会发生畸变。因此，孔边到弯曲半径 图 2要满足以下关系： 当 r 弯曲称为无圆角半径的弯曲。这里，该弯曲件 r=t=1以 r=罩形件的弯曲为无圆角半径的购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 9 弯曲。无圆角半径弯曲件的展开长度一般根据弯曲前后体积相等的原则 ，考虑到弯曲变形 以及相邻直边部分的变薄因素，采用经过修正的公式来进行计算 ，见表4 表 4-1 r 弯曲件毛坯展开长度计算表 根据 该罩形件零件图 ，选公式 L= 图上划分， ， 0 所以 L= 9+1= 因此，该罩形件毛坯展开尺寸为 13 压力机标称压力的确定 本零件各工序中只有冲裁和弯曲两种冲压工艺方法，而且冲压力均不太大，故可选用开式可倾式压力机，根据之前所计算出的冲压 总力的大小选用 回弹值的确定 因为是弯曲件，当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性变形则完全消失。弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了回弹现象，使弯曲件的弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致。 由于 该罩形件的相对弯曲半径 r/t=以当弯曲件的相对弯曲半径小于58 时，弯 曲半径的变化一般很小，可以不予考虑。而仅考虑弯曲角度的回弹变化。本零件是 90弯曲，因此可运用查表法，直接查冲压工艺与模具设计（第二版）表 取回弹角的经验修正数值为 2。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 10 减小回弹的措施 这里根据对比后决定从模具的结构上采取措施。因为该材料的厚度为 1 性比较好，而且弯曲的圆角半径比较小，可以采用改变凸模结构的校正法，是校正力集中在弯曲变形区，加大变形区应力应变状态的改变程度（迫使材料内外侧同为切向压应力、切向拉应变）。从而使内 侧和 外侧回弹趋势相互 抵消，如 图 4示。这里根据零件形状选择 b） 种 方式对模具 的 凸模进行设计 ,则开的槽形成的凸角高度为 度为 2 图 4校正法修正模具结构 排样 设计 根据 所计算出的 零件的毛坯尺寸选用 11800900180050再经落料后得 13所以排样图见图 4由于该零件的形状较简单且对称，因此其压力中心为冲裁件的几何中心。 图 4样图 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 11 5. 罩形件冲压模具 工作零件结构 参数计算 弯曲模结构参数 弯曲模的结构确定 图 5次弯曲成形的复合弯曲模 1234根据本罩形件的外形，选择 如 图 5一次弯曲成形 （分两个 U 形组合）复合弯曲模结构 来设计本弯曲模。 对应本零件成形过程的变形过程 见 图 5 图 5. 弯曲凸模和凹模的圆角半径 图 5曲模结构尺寸 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 12 当弯曲件的相对弯曲半径 r/t 材料厚度 t=1以凹模的圆角半径 ） t=，取 弯两外角时凹模圆角半 径 两内角时凹模圆角半径 凹模的工作部分深度 弯曲凹模深度 小时，坯件弯曲变形的两直边自由部分长，弯曲件成形后回弹大，而直边不平行。若过大，则模具消耗的材料多，而且要求压力机具有较大的行程。 弯曲 弯边高度不大，或要求 两边平直，则凹模深度应大于零件高度 ，如图 7 根据毛坯的厚度为 1压工艺与模具设计（第二版）表 型件凹模的 时零件的 直边 高度为 两外角时凹模的工作部分高度 l 外 =而弯两内角时的凹模深度则由零件的高度直接决定， l 内 =8 弯曲凸模、凹模之间的间隙 模与凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制。对于 则必须选择适当的间隙值凸模和凹模间的间隙值对弯曲件的回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。若间隙过大，弯曲件回弹量增大，误差增加，从而降低了制件的精度。间隙过小时，会使零件直边料厚减薄和出现划痕，同时降低凹模的寿命。生产中凸模和凹模间的间隙值可由下式决定： 弯曲有色金属： c= （ 5 弯曲黑色金属： c=t+ （ 5 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 13 式中， c 为弯曲凸模和凹模的单面间隙， t、 冲压工艺与模具设计（第二版）表 所用材料为 08 钢，属黑色金属，且查得间隙系数 n=入公式 5 c=1+. 凸模和凹模工作尺寸及公差 设计凸模和凹模工作宽度尺寸与弯 曲件的尺寸标注有关。设计原则是：弯曲件标注外形尺寸时，则以凹模为设计基准件，间隙取在凸模上 ;当弯曲件标注的是内形尺寸时，选择凸模为设计基准件，间隙取在凹模上。图 5 图 5件尺寸标注及模具尺寸 根据该零件尺寸标注，确定为图 8c 标注 形式，弯曲件为标注内形尺寸，且为双向对称偏差。 所以当弯曲件为双向对称偏差时，凸模尺寸为： L+） 0 （ 5 凹模尺寸为： c） 0+ d （ 5 设凸模、凹模 分别 按照 , 弯两外角 ( 1） 0=( c） 0+ 两内角（ 2） 0=( c） 0+ 买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 14 冲孔工作零件结构参数计算 图 5. 冲孔间隙值的确定 因为该零件的要求的精度不高，所以根据材料和坯料厚度查冲压工艺与模具设计（第二版）表 c。得 18钢的最大间隙和最小间隙分别为： 22 凸模和凹模刃口尺寸的计算 冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙 2模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。计算公式如下： x ） 0 (5 0+ d=（ x +20+ d (5在同一工步中冲出制件两个以上孔时，凹模型孔中心距 ） (5式中 2模最小初始双面间隙 ； x 为系数，其作用是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，按下列关系取值：当制件公差为 值 x=1；当制件公差为 x=制件公差为 下时，取值 x= 查公差表可知 +以取 x=凸模、凹模分别按 照， 冲孔（ + x ） 0=（ 08mm 0+ d=（ 0+买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 15 校核： p + d 2边） 边）（满足间隙公差条件） 孔距尺寸（ 7 ， 24 1） 1 =( 7 2d=（ 2） 2 =( 24 . 冲压复合模主要零部件的结构设计 主要零件的设计 凸模的设计 图 6动凸模 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 16 图 6孔凸模 该复合模需要冲孔和弯曲，所以有两个凸模。根据零件要求和模具结构设计弯曲凸模和冲孔凸 模分别如上图 6模具的刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲击力，因此应有高的硬度与适当的韧性。冲孔凸模形状简单，寿命要求不高，选用 弯曲凸模形状较复杂，寿命要求高，选用 凹模和凸凹模的设计 根据零件外形及之前算出的工作尺寸设计凹模和凸凹模如图 6图 6所选的材料均为 图 6模 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 17 图 6 凹 模 凸模固定板和凸凹模固定板 图 6孔凸模固定板 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 18 图 6孔凸模固定板 导料板的设计 导料板 见图 6 侧与凹模齐平，导料板与条料之间间隙取 1样就可确定了导料板的宽度，导料板厚度取 3用 35 钢制作，热处理硬度为 40螺钉固定在凹模上。 13以凹模左右两边各有一块导料板以用来对条料的定位作用。 图 6料板 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 19 推件装置设计 通过安装在凸凹模里边的推 件 杆和推 件 块结合，在完成冲压后将卡在凸凹模里边的零件推出 。 另外弯曲凸模下边的两根顶杆也可以在开模后推动活动凸模上移起到推件作用。 弹性 元件和卸料方式 为了防止弯曲时，活动凸模下 降过快而影响后续冲孔，如下图 6 图 6模座 下边加入橡胶块 装置 ，使毛坯较早弯曲，从而方便冲孔 。 而对于冲孔残留的废料，可以在先凸凹模内部通道里堆积一段时间， 等堆积到一定高度就可用 压缩空气 从方孔中 吹出 如图 6 图 6 图 6 6标准模架和导向零件 已知凹模的大小为 755 以选择 滑动导向对角导柱模架： 模架： 80 63 130150 模座： 80 63 25 模座： 80 63 30 买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 20 导柱： 18 120 套： 18 65 23 柄： 60 模具从上到下总 闭合 高度为 :25+5+55+1+5+5+5+30=131. 压力机的校核 其主要技术参数如下： 公称压力 / 160 滑块行程 / 50 行程次数 /（次 150 最大闭合高度 / 220 闭合高度调节量 / 45 工作台尺寸 / 前后 300 左右 450 模柄孔尺寸 / 直径 40 深度 60 电动机功率 / 校核， H 总 =131150, 60的模柄 适用 在模柄孔的尺寸范围之内， 模架大小合适该工作台，所以该压力机适合本冲压生产。 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 21 8. 冲压工艺过程卡的编写 (见表 8压工艺过程卡 ) 表 8压工艺过程卡 厂名 冲压 工艺卡 产品型号 零部件名称 罩形件 共 页 产品名称 零部件型号 第 页 材料牌号及 规格 /料技术 要求 毛坯尺寸 /毛坯可制件数 毛坯数量 辅助材料 08钢 1*1800*900 条料 1*50*1800 120 工序号 工序名称 工序内容 加工工序简图 设备 工艺装备 备注 01 下料 剪床裁板50*1800 02 落料 3 料模 03 弯曲冲孔 弯曲和冲孔复合 曲冲孔复合模 04 切边 切两边达到尺寸要求 边模 05 检验 按产品零件图检验 编制 审核 会签 标记 处数 更改文件号 签字 日期 购买文档送 子版图纸， 1970985 或 401339828 22 9. 总装图 详细总装图及 零件图见另附 的 图纸。 图 81 2、 9 3、 13 4 5 6 7 8 10 11 12 杆 14、 20 15 16 块 17 18 19 21 22 23 2