Abstract : The design is completed by bending parts cold stamping, bending down so typical of continuous punching die. 45 steel materials, material thickness of coated mold processes including punching, pressure convex, bending and blanking. Keywords : Bending Punch

引言

模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。我国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，我国模具工业才驶入发展的快车道。近二十年来，模具产业的产值以每年15%的速度递增。2000年我国模具工业的总产值达到280亿元人民币。在模具工业的总产值里，冲压模具占到50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。

冷冲压工艺与其他加工相比，有以下特点：

1）用冷冲压可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。冷冲压件的尺寸精度是由模具保证，因此，尺寸稳定，互换性好。

2）材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。

3）操作简单，劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产效率高。

4）冲压加工所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高。

由于冷冲压有许多的优点，因此，在机械制造、电子、电器等各行各业中，都得到了广泛的应用。

这次设计中的冷冲压弯曲件要求精度高，形状复杂，要求表面平整，毛刺高度不得大于0.08mm。若采用铸造工艺生产很难保证产品质量，而且使用该工艺将消耗大量的能量，不利于节能降耗，需要增加环境保护上的投入，最终会增加企业的生产成本。若是采用冷冲压工艺生产，这样既有利于保证加工出来的产品能达到设计要求，又有利于保证生产的产品的有很高的一致性，方便日后维修更换。此外采用冷冲压的工艺有利于进一步降低劳动者的劳动强度，体现了“以人为本”的生产理念。再者采用冷冲压的工艺可以提高材料的利用率，降低企业生产成本，并且节约了金属材料。而且目前国际上冲压生产成为生产优质机电产品的重要手段，采用冷冲压工艺可以跟上先进生产工艺的发展潮流，有利于提高企业的竞争力。

因此该冷冲压弯曲件宜采用冷冲压工艺生产，由于弯曲件的质量要求高，故生产该冷冲压弯曲件可以采用高精度的冲裁模生产。连续模冲压在提高生产率、降低成本、提高质量和实现冲压自动化方面有重要作用。在现代冲压技术中，发展连续模占有重要地位。

参考文献

[1]丁松聚.冷冲模设计

[2]赵孟栋.冷冲模设计

[3]王芳.冷冲压模具设计指导

[4]史铁梁.模具设计指导

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冲孔凸模1.gif

冲孔凸模2.gif

导料板.gif

零件图.gif

排样图.gif

切边凸模.gif

切断凸模.gif

切口凸模.gif

上模座.gif

凸模固定板.gif

弯曲凸模.gif

下模座.gif

卸料板.gif

压力中心.gif

压凸凸模.gif

内容简介：: XXXX学校机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称切断凸模共1页第1页材料牌号Cr12Mov毛坯种类锻件毛坯外形尺寸26X93每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1下料备料待加工2车车大端端面,车平;车大端外圆金工C620-1卧式车床3铣铣小四方,留有双边0.3-0.5mm磨量金工X53K立铣4试模调试模具金工5热淬硬部分要求5860HRC热处理6磨磨小四方平台,达图标要求金工平面磨床7检检验8入库设计日期审核日期标准化日期会签日期处数更改文件号标记镇江高专ZHENJIANG GAOZHUAN毕业设计 (论文)冷冲压设计弯曲冲孔落料连续模Cold Stamping Design-bending modulus material Pierce系名：机械工程系专业班级：计算机辅助设计与制造（CAD）学生姓名：章丽黎学号： 04012117 指导教师姓名：刘波指导教师职称：讲师 2007年 3 月目录引言一.设计说明书11.工艺分析52.工艺方案确定53.模具结构形式的确立64.工艺分析6(1) 计算毛坯尺寸6(2) 排样图7(3) 材料利用率8(4) 计算冲压力8(5) 压力机选定9(6) 压力中心计算9(7) 凸凹模计算10(8) 凹模各孔口位置尺寸11(9) 卸料板各孔尺寸125.填写冲压工艺卡126.模具结构设计127.画装配于和零件图8.校核压力机安装尺寸9.编写技术文件13结论13致谢13参考文献13 冷冲压(弯曲零件)专业班级：计算机辅助设计与制造(CAD)学生姓名：章丽黎指导教师：刘波职称：讲师摘要: 本设计完成的是冷冲压弯曲零件，使典型的冲孔弯曲落料连续模具。材料为45钢，料厚1.3mm模具工序主要包括冲孔，压凸，弯曲及落料。关键词: 冲孔弯曲 Abstract : The design is completed by bending parts cold stamping, bending down so typical of continuous punching die. 45 steel materials, material thickness of coated mold processes including punching, pressure convex, bending and blanking. Keywords : Bending Punch 引言模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。我国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，我国模具工业才驶入发展的快车道。近二十年来，模具产业的产值以每年15%的速度递增。2000年我国模具工业的总产值达到280亿元人民币。在模具工业的总产值里，冲压模具占到50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。冷冲压工艺与其他加工相比，有以下特点：1）用冷冲压可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。冷冲压件的尺寸精度是由模具保证，因此，尺寸稳定，互换性好。2）材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。3）操作简单，劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产效率高。4）冲压加工所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高。由于冷冲压有许多的优点，因此，在机械制造、电子、电器等各行各业中，都得到了广泛的应用。这次设计中的冷冲压弯曲件要求精度高，形状复杂，要求表面平整，毛刺高度不得大于0.08mm。若采用铸造工艺生产很难保证产品质量，而且使用该工艺将消耗大量的能量，不利于节能降耗，需要增加环境保护上的投入，最终会增加企业的生产成本。若是采用冷冲压工艺生产，这样既有利于保证加工出来的产品能达到设计要求，又有利于保证生产的产品的有很高的一致性，方便日后维修更换。此外采用冷冲压的工艺有利于进一步降低劳动者的劳动强度，体现了“以人为本”的生产理念。再者采用冷冲压的工艺可以提高材料的利用率，降低企业生产成本，并且节约了金属材料。而且目前国际上冲压生产成为生产优质机电产品的重要手段，采用冷冲压工艺可以跟上先进生产工艺的发展潮流，有利于提高企业的竞争力。因此该冷冲压弯曲件宜采用冷冲压工艺生产，由于弯曲件的质量要求高，故生产该冷冲压弯曲件可以采用高精度的冲裁模生产。连续模冲压在提高生产率、降低成本、提高质量和实现冲压自动化方面有重要作用。在现代冲压技术中，发展连续模占有重要地位。制件如图所示,材料为45钢,料厚1.3mm,制件为大批量生产。1. 工艺分析该制件形状简单,尺寸中等,厚度适中,大批量生产,属于普通冲压件,但应注意:1)5R2mm的孔壁间距足够,但为了保证模具的寿命安全应分开冲压。 2)考虑制件取料,从安全方便采取适当方法。3)因大批量生产,应重视模具材料和结构选择,保证模具寿命。2. 工艺方案的确定根据制件工艺性分析,其基本工序有落料,冲孔,弯曲三种。按先后顺序组合得五种方案,如下:(1)落料弯曲冲孔-压凸，单工序冲压。(2)落料冲孔-压凸弯曲, 单工序冲压。(3)冲孔压凸-切口弯曲落料,单件复合冲压。(4)冲孔压凸-切口弯曲切断-落料,两件连冲复合。(5)冲孔-压凸-切口弯曲切断,两件连冲级进冲压。方案1）2）属于单工序冲压。由于制件生产批量较大，尺寸一般，这两种方案生产率低，操作也不安全，故不宜采用。方案3）4）属于复合式冲压。由于制件较小，壁厚小，采用复合模装配较困难，强度也会受影响，寿命不高。又因冲孔在前，落料在后，以凸模插入材料和凹模内进行落料，必然受到材料的切向流动压力，有可能使4mm凸模纵向变形，因此采用复合冲压，除解决了操作安全性和生产率等问题外，又有了新难题，因此使用价值不高，也不宜采用。方案5）属于级进冲压，既解决了1）2）方案的问题，又不存在3）4）方案的难点，故为最合理的方案模具结构形式的确定为方便操作和取件,选用双柱可倾压力机,纵向送料。因制件弯曲要求精度高不移动,可采用有侧刃定位,生产率高,材料消耗也不大。3. 工艺设计(1) 计算毛坯尺寸相对弯曲半径为R/t=2/1.3=1.540.5式中R-弯曲半径(mm)t-料厚(mm)可见,制作属于圆角半径较大的弯曲件,应先求中性层曲率半径(mm)由参考文献2中心层位置计算公式=R+Xt式中X-由实验测定的应变中性层位移系数。由参考文献1表格5-5,查出X=0.36=R+Xt=(2+0.361.3)=2.468由参考文献2圆角半径较大(R0.5t)的弯曲件毛料长度计算公式,L0=L直+L弯；L弯=2(180-)/ 180式中L0-弯曲毛料展开长度(mm)L直-弯曲件各直线段长度(mm)L弯-弯曲件各弯曲部分中性层展开长度总和(mm)由(图1)可知L弯=2(180-)/ 180=2(180-90)3.1415922.468/180=7.75mmL直=21+26.2+30.8-27.75=62.5mmL0= L弯+L直=70.25mm71mm(2)画排样图由文献2表2-9,切断工序中工艺废料带的标准值,表2-10,切口工序中工艺废料的标准值。表2-13中废料宽度公差,表2-14,侧刃裁切的条料的切口宽F,得F=1.5mm；S=3.5mm； =0.7 mm；C=5mm由文献2采用侧刃条料宽度尺寸B (mm)的确定公式B=(2 L0+2F+1.5a+C)0- = (712+5+1.52+1.52 )0-0.7mm = 1530-0.7mm步距 A=D+S=20+3.5=23.5mm如图所示,画排样图(3) 计算材料利用率由文献2材料利用率通用计算公式=A0/A100式中A0-得到制件的总面积(mm2)A-一个步距的条料面积(LB)(mmmm)得=71202/(23.5153)=79%(4) 计算冲压力完成制件所需的冲压力由冲裁力、弯曲力及卸料力、推料力组成,不需计算弯曲时的顶料力和压料力。1) 冲裁力 F冲-由冲孔力、切口力、切断力和侧刃冲压力四部分组成。由文献1冲裁力F(N)的计算公式F冲=KLt0或F冲=Ltb式中K-系数,K=1.3；L-冲裁周边长度(mm)0-材料抗剪强度(Mpa)b-材料抗拉强度(Mpa)由文献14-12得b=600MpaF冲=26001.3543.14+2(2.5+78)+3.147.85+27.95+2(22.5+1.5)=278062.8+390+24.649+15.9+48=2416129N=844504N=844.5KN2) 压凸力F凸压凸即平板毛坯的局部压凹坑,由文献3查得F=ARt2式中 A-成形面积(mm2) R-系数,钢料R=200300N/mm4由(图4)可知F凸=ARt2=0.53.141.423001.31.3 =1560.1N=1.6KN3) 弯曲力F弯-45钢可以采用自由弯曲力由文献1得,U形件弯曲力: F弯=0.7Kbt2b/(r+t)式中F弯-冲压结束时的自由弯曲力(N)K-安全系数,一般取K=1.3；b-弯曲件宽度(mm)r-弯曲件的内弯曲半径(mm)F弯=20.7Kbt2b/(r+t)=20.71.31531.31.3600/3.3=242781.58N=85.6KN4) 卸料力F卸和推料力F推F卸=K卸F冲=0.06844.5KN=50.7KF推=K推F冲n=0.05844.5KN=42.225KN F=F冲+F凸+F弯+F卸+F推 =844.5+1.6+85.6+50.7+42.225 =1024.625KN1025KN(5) 初选压力机,查文献3表8-10开式双柱可倾压力机部分参数选压力机型号为J23-125(6) 计算压力中心,本模具图形规则对称,两件对排,左右对称,故采用解析法求压力中心比较方便。建立坐标系(如图3) 因为左右对称所以XG=0,只需求YG.根据合力矩定理有 YG= Y1F1+Y2F 2+ Y3F3+ Y4F4 +Y5F5+ Y6F6+ Y7F7+ Y8F8+ Y9F9+ Y10F10+ Y11F11=21043.14+15.243.14+4.843.14+10(7.853.14+27.95)+11.75(6+23.5)+33.543.14+33.52.83.14+68.75(3.5+271)+ 104(220+228.2)+129.25(25+223.5) =51834.05/82463mm(7) 计算凸凹刃口尺寸本制件采用单配法加工刃口,这样加工的尺寸更精确。该制件以冲孔落料为主,只要计算落料凹模尺寸及制造公差,由文献1表3-3查得,Zmin=0.132mm Zmax=0.180mm采用单配法加工凹凸模尺寸，根据文献3表2-14，具体模具具体配制1)冲孔凸模1工件尺寸:直径为4mm的圆, 文献3表2-15得=0.10mm查文献3表2-13得X=0.75根据文献3表2-14,Bp=(B+X)-0.25。则 BP=(4+0.750.10)0-0.25=4.0750-0.025mm2)冲孔凸模2工件尺寸:长边:7.95mm, 短边：7.85mm查文献3表2-13得X=0.75；=0.09mm则 BP1=（7.95+0.750.09）0-0.25=8.010-0.0225 BP2=（7.85+0.750.09）0-0.25=7.910-0.02253）压凸凸模工件尺寸：1.2mm和2.8mm的圆查文献3表2-13得X=0.75；根据表2-15,查到=0.1mm则 BP1=(1.2+0.750.10) 0-0.25=1.280-0.025mmBP2=(2.8+0.750.10) 0-0.25=2.880-0.025mm凸模8安装在凹模板上4) 切口凸模工件尺寸：长71mm宽3.5mm根据文献3表2-16,=0.130mm；查表2-13得X=0.75则 BP1=(71+0.750.130)0-0.25=71.090-0.0325mmBP2=(3.5+0.750.130) 0-0.25=3.590-0.0325mm5）弯曲模工件尺寸：成型部分长112mm，宽20mm，总体尺寸长147mm,宽20mm弯曲模相当于落料模,以落凹模尺寸配制凸模查文献3表2-13得X=0.75；根据表2-16,查到公差分别为=0.16mm则成型部分 Ad1=(112-0.750.16) 0-0.25=111.280-0.04mmAd2=(20-0.750.160) 0-0.25=19.840-0.04mm6）切口与切断刃口尺寸:由于在切口与切断工序中,凸凹模均只在三个方向与板料作用并使之分离,并由排样图可知,尺寸C和S既不是冲孔尺寸也不是落料尺寸,要正确控制C和S两个尺寸才能间接保证制件外形尺寸,为使方便计算,直接取C和S值为凸模基本尺寸,间隙取在凹模上。切边凸模工件尺寸: 长23.5mm,宽10mm根据文献3表2-16,=0.19mm；则 BP1=100-0.048mmBP2=23.50-0.048mm切断凸模工件尺寸:长23.5mm宽5mm查表文献32-16, =0.13则 Bp1=23.50-0.033 mmBp2=50-0.033 mm7）侧刃尺寸:侧刃为标准件,根据送料步距和修边值查侧刃值表,按标准取侧刃尺寸。由文献2表2-11侧面切口尺寸得:侧刃宽度B=10mm 侧刃长度L=23.5mm(8) 凹模各孔口位置尺寸本制件尺寸较多,包括两侧刃孔位置尺寸、5个小孔尺寸、槽形尺寸、两切口模孔位置及切断孔口位置尺寸。其基本尺寸可按排样图确定其制造公差按文献2表2-2冲裁件精度应为IT12级。但本制件送进工步较多,累积误差过大,会造成凸凹模间隙不均,影响冲裁质量和模具寿命,故应将模具制造精度提高。考虑到加工经济性,送料方向尺寸按IT11制造,其他位置按IT11IT12级制造,凸模固定板与凹模配制。尺寸参见(图4)(9)卸料板各孔尺寸卸料板各型孔尺寸应与凸模保持0.5Zmin间隙,这样有利于保护凸凹模刃口不被啃伤,根据此原则确定具体尺寸,如(图10)模具结构设计(1) 凹模设计因制件形状简单,虽然六个工步,但制件有冲裁和弯曲两种模。冲裁模采用Cr12MoV为凹模材料,而弯曲模也可采用同种材料。因为Cr12MoV具有高耐磨的作用。1) 确定凹模厚度H值:由文献2凹模厚度计算公式H=3F冲10-1=38445043.874mm44mm2)确定凹模周界尺寸LB:由文献2凹模孔壁厚的确定公式,凹模孔口轮廓线为直线时:W2=1.5H.由(图5)和文献2图3-13得W2=1.5H=1.544=66mmL=280290mm B=270280mm由文献4表5-43矩形凹模标准可查到较为靠近的凹模周界尺寸为315mm250mm45mm据此值查文献4表5-2,可得典型组合315250215250mm而由此典型组合标准,即可方便地确定其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。(2) 选择模架及确定其他冲模零件尺寸由凹模周界尺寸及模架闭合高度在215250之查文献4表5-7选用对角标记为315250215250mmI并可根据此标准画出标准模架图.类似也可查出其他零件尺寸参数,此时即可转入画装配图。6.画装配图和零件图7.校核压力机安装尺寸模座外形尺寸为445mm330mm,闭合高度为250mm,由文献3表8-10,JB23-125型压力机工作台尺寸为710mm1080mm,最大闭合高度为480mm,连杆调节长度为38故在工作台上加一100mm垫板即可安装.模柄孔尺寸也一致。8.编写技术文件填写冲模零件机械加工工艺过程卡。结论通过毕业设计的准备工作，使我进一步提高了独立调研能力以及专业业务素质。并通过文献查阅，现场收集资料等工作，锻炼了解决模具专业工程技术问题的能力。巩固深化扩充了专业知识，并通过对毕业设计中涉及到的问题的研究，提出了自己的观点，完成了设计任务。经历了一次严格的综合的工程训练。经过将近2个月的毕业设计，使我把这三年所学的书本知识得到了全面运用。在这2个月的时间里，我们集体到常州戚墅堰机车车辆厂进行了参观了解，然后在老师的指导下，我们认真的查阅了有关的资料书籍，翻阅了以前的课本资料。在老师和同学的帮助下尽量把问题搞懂，搞清楚。通过这次的毕业设计，使我对模具有了更深的了解。模具具有设计和制造周期短、投资少，生产率高，对工人的技术水平要求不高等优点。这使得模具在现代机械制造工业中得到广泛的运用

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