支架冲压工艺及模具设计【含CAD图纸+文档】
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任务书毕业设计（论文）题目 支架冲压工艺及模具设计 毕业设计（论文）工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）（纸张不够可加页）工作内容：通过对支架零件进行冷冲压工艺分析，设计出相应的冲压模具。设计要求： 1）查阅相关资料，完成文献综述； 2）结合设计内容，完成外文文献翻译； 3）对于支架零件，进行冲压成形工艺分析，编制出三种以上的成形工艺路线，进行冲压工艺方案论证。对其中部分关键工序设计出相应的成形模具，包括总装配图和主要的零件图； 4）按照毕业设计要求撰写设计说明书； 5）设计过程中，强化综合能力的培养，包括：通过各种途径查找相关参考资料的能力；熟练运用设计手册，参考文献的能力；运用外文资料的能力；分析问题，解决问题的能力；熟练运用计算机进行辅助设计和编辑电子文档的能力，等等 。 毕业设计（论文）时间： 20xx 年 2 月 13日至 20xx 年 5月 15 日计 划 答 辩 时 间： 20xx 年 5 月 19日工作任务与工作量要求：原则上查阅文献资料不少于12篇，其中外文资料不少于2篇；文献综述不少于3000字；设计说明书不少于8000字（同时提交有关图纸和附件），毕业设计（论文）撰写规范要求，请查阅黄河科技学院本科毕业设计（论文）指导手册。专业（教研室）审批意见： 审批人（签字）: 单位代码 学号 分 类 号 密 级 XX大学毕业设计说明书支架冲压工艺及模具设计院（系）名称工学院机械系专业名称材料成型及控制工程学生姓名指导教师 20xx年5月10日开题报告表课题名称支架冲压工艺及模具设计课题来源教师拟定课题类型AY指导教师学生姓名专 业材料成型及控制工程学 号1、 本课题研究的主要内容 （1）对给定零件进行工艺分析并确定工艺方案 （2）模具总体结构设计及相关工艺计算 （3）进行模具零部件的设计 （4）绘制模具装配图和非标准件的零件图 （5）拟定主要零件的加工工艺 （6）编写设计说明书2、 课题研究的意义本课题要求对给定的零件支架进行冲压模设计，通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺。通过课题让我们能够掌握中等复杂程度零件的冲压模具设计和制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的确定、工艺计算及模具设计有更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性和实践性意义。3、 课题研究的思路和方法 1、设计、研究思路 本次设计按照工艺分析工艺方案确定模具结构设计的思路进行。该零件的材料为20钢，较软的碳素钢，强度硬度很低，而韧性较高，有好的深冲、弯曲等冷加工性能、焊接性能。该零件需落料、冲孔、弯曲等基本工序来完成。且该零件形状简单，弯曲半径大于材料允许的最小弯曲半径，可以考虑采用复合冲压的形式。该零件尺寸较小，因此加工精度较高，但一般冲压都能满足其尺寸精度的要求。综合以上分析，得出的结论是：该零件工艺性能较好，适于冲压。(1）方案对比该工件包括落料、冲孔、弯曲三个基本工序可以采用以下三种工艺方案：方案一：落料冲孔复合-弯曲- -弯曲；方案二：落料冲孔复合一次弯曲；方案三：落料-弯曲-冲孔。(2）方案分析方案一：该方案工序合理，步骤符合工件形状要求，生产效率不高，模具的两次弯曲操作复杂。方案二：该方案经计算可冲孔落料复合完成，且不会致使弯曲过程中孔变形、生产效率高，且易于操作方案三：该方案在生产过程中需要三副模具，不但降低了生产效率, 而且模具数量多, 增加了生产成本。(3）方案确定 通过对该零件进行详细分析研究，并查阅有关资料，比较上述三种工艺方案，认为方案二最佳。该零件可由两幅模具冲制完成，一副冲孔落料复合模，一副弯曲模。 2、拟重点解决的问题 (1) 通过对支架工件的工艺分析，确定工作的重点主要集中在模具工作部分零件的设计（例凸模，凹模，凸凹模），各种固定板的设计和相关尺寸的计算和校核。 (2) 设计前后工序的关联性以及模具的关联性，合理安排工序，尽量使模具的结构更紧密，同时在模具的设计过程中还要考虑到所设计的零件的可加工性，要尽量多的选用标准件，达到规范化设计的要求成为此毕业设计的难点。 (3) 针对此次模具设计工作量大，工作难度大的特点，拟采用计算机辅助设计AutoCAD、UG等相关软件来完成模具的设计，从而节省时间和精力；收集相关文献、期刊论文来加以辅助设计；针对自身理论方面的不足将更多的向辅导老师请教学习；当然，具体的设计中也要不断的去实践设计的模具的实用性与经济性，使设计更趋于精确化，规范化，系统化。 4、任务完成的阶段内容及时间安排 1周 2周 (1)熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备； (2)绘制产品零件图； (3)完成工艺性分析，提出设计方案 (4)写出开题报告，并完成其修改 3周4周 完成文献综述与专业相关的文献翻译。 5周6周 (1)模具总体结构设计，及工艺结构计算 (2)完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备 (3)绘制模具装配图和非标准零件零件图， (4)拟定主要零件的制造工艺 (5)编写毕业设计说明书，完成初稿并交与辅导老师指导 7周10周 针对毕业设计所出现问题有目的的修改确定终稿 11周 修改整理，准备答辩5、完成设计（论文）所具备的条件因素 1.有指导老师在理论研究，组织文章逻辑等方面指导。 2.本人已修完机械设计、机械制图、液压与气压传动、金属工艺学、机械制造技术基础、冲压成型工艺与模具设计、冷冲模课程设计与毕业设计指导等课程，借助图书馆的相关文献资料，以及相关的网络等资源指导教师签名： 日期： 课题来源：（1）教师拟订；（2）学生建议；（3）企业和社会征集；（4）科研单位提供课题类型：（1）A工程设计（艺术设计）；B技术开发；C软件工程；D理论研究；E调研报告 （2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题要求（1）、（2）均要填，如AY、BX等。支架冲压工艺及模具设计摘要在本次毕业设计的课题是支架冲压工艺及模具设计，通过对零件的分析可知，该零件所用的材料是Q235钢，材料厚度为3mm,大批量生产，在经过方案比较后，选择复合冲裁模和单工序弯曲模作为该工艺生产方案，即容易加工又经济；经过计算分析完成该模具的主要设计计算；选出符合该模具的定位方式、卸料方式、导向方式；设计模具的工作部分即凸、凹模、凸凹模的设计，选择模具的材料和确定每个零件。其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了一系列模具的重要零部件的设计。本次设计主要阐述了落料冲孔倒装复合模的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，能有效提高产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：落料、冲孔、弯曲、凸模、凹模Stamping technology and die design of bracketABSTRACTIn the graduation design topic is to support stamping process and die design, through the parts analysis, the parts and the materials used are Q235 steel, material thickness of 3mm, mass production, after scheme comparison, selection of compound punching die and the single operation bending die as the process scheme, i.e. easy processing and economic; after completion of the analysis of the mold design; selected from the mold positioning mode, discharge, guide way; mold design work part is convex, concave, convex and concave mold design, mold materials and determine each parts.The die structure design is the design of the main content, its content contains a series of important parts of the mold design.This design mainly elaborated blanking punching compound die structure design and working process. The mold reliable, stable operation, can effectively improve product quality and production efficiency, reduce the labor intensity and production cost.Key words: Blanking,Punching, Bending,Punch, Die 单位代码 学号 分 类 号 密 级 XX大学毕业设计说明书支架冲压工艺及模具设计院（系）名称工学院机械系专业名称材料成型及控制工程学生姓名指导教师 20xx年5月10日支架冲压工艺及模具设计摘要在本次毕业设计的课题是支架冲压工艺及模具设计，通过对零件的分析可知，该零件所用的材料是Q235钢，材料厚度为3mm,大批量生产，在经过方案比较后，选择复合冲裁模和单工序弯曲模作为该工艺生产方案，即容易加工又经济；经过计算分析完成该模具的主要设计计算；选出符合该模具的定位方式、卸料方式、导向方式；设计模具的工作部分即凸、凹模、凸凹模的设计，选择模具的材料和确定每个零件。其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了一系列模具的重要零部件的设计。本次设计主要阐述了落料冲孔倒装复合模的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，能有效提高产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：落料、冲孔、弯曲、凸模、凹模Stamping technology and die design of bracketABSTRACTIn the graduation design topic is to support stamping process and die design, through the parts analysis, the parts and the materials used are Q235 steel, material thickness of 3mm, mass production, after scheme comparison, selection of compound punching die and the single operation bending die as the process scheme, i.e. easy processing and economic; after completion of the analysis of the mold design; selected from the mold positioning mode, discharge, guide way; mold design work part is convex, concave, convex and concave mold design, mold materials and determine each parts.The die structure design is the design of the main content, its content contains a series of important parts of the mold design.This design mainly elaborated blanking punching compound die structure design and working process. The mold reliable, stable operation, can effectively improve product quality and production efficiency, reduce the labor intensity and production cost.Key words: Blanking,Punching, Bending,Punch, Die目 录前言11. 零件工艺方案确定31.1 冲压件工艺分析31.1.1 材料分析31.1.2 结构分析31.1.3 精度分析31.1.4 工艺分析31.2 工艺方案的确定41.3 排样图的设计42. 零件工艺计算52.1 弯曲工艺计算52.1.2 毛坯尺寸计算52.1.3 弯曲力计算52.1.4 初选压力机62.2 落料冲孔复合模工艺计算62.2.1 刃口尺寸计算62.3 落料冲孔复合模冲裁力82.3.1 冲裁力82.3.2 初选设备82.4 压力中心的计算93. 冲裁模具设计和设备选择103.1 模具总体设计103.1.1 模具类型的选择103.1.2 定位方式的选择103.1.3 卸料、出件方式103.1.4 导向方式的选择103.2 凸模、凹模、凸凹模的设计103.2.1 凹模103.2.2 凸模113.2.3 凸凹模的设计133.3 定位零件143.4 导向零件143.5 卸料与推（顶）件装置143.5.1 弹顶装置中弹性元件的计算143.5.2 推件板143.6 连接与固定零件153.6.1 六角螺钉153.6.2 圆柱销153.6.3 卸料螺钉153.6.4 模柄163.6.5 标准模架163.7 其它零部件设计163.7.1 凸模固定板163.7.2 卸料板173.7.3 垫板183.8 落料冲孔复合模的确定184. 压力机的校核204.1公称压力204.2滑块行程204.3行程次数204.4工作台面的尺寸204.5 滑块模柄孔尺寸204.6闭合高度205. 弯曲模主要零部件设计225.1 模具总体设计225.1.1 模具类型的选择225.1.2 卸料、出件方式225.1.3 导向方式的选择225.2 弯曲模工作尺寸计算225.2.1 凸、凹模圆角半径225.2.2 凹模深度225.2.3 凸、凹模间隙235.2.4 凸、凹模工作部分尺寸与公差235.3 导向零件245.4 连接与固定零件245.4.1 六角螺钉245.4.2 圆柱销245.5 模柄255.6 标准模架265.7 弯曲模装配图26结束语28致 谢30参考文献31前 言改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 导柱式冲裁模的导向比导板模的准确可靠,并能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长，而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。尤其是在我国加入WTO之后，在全球化经济竞争的市场的环境下，为生产符合“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”等要求服务的模具产品，研究、开发、改进模具生产设备与模具设计方式更具有深远的现实意义和紧迫性。毕业设计是在修完所有课程内容之后，我们走上社会之前一次综合性设计。本次设计课题是支架冲压工艺及模具设计，是对以前所学课程的一个总结。在指导教师周密安排和精心指导下，这次毕业设计从确定设计课题、拟定设计方案、设计过程到毕业答辩都按照毕业设计工作计划进行。 第一，充分调研，确定应用型毕业设计课题。选好毕业设计题目是实现毕业设计目标、保证毕业设计质量的前提，我们的毕业设计的课题取自企业生产实际。这个课题能较全面地应用学生所学专业知识或者将来工作所需的专业技术，达到综合运用的目的，既能够解决企业急需解决的生产技术问题，又能够培养学生的职业岗位能力，难度不是很大，符合我们所学的专业理论知识水平和实际设计能力，工作量恰当，能够在规定时间内完成。但是该课题是真题真做，虽然难度不是很大，但要使设计图纸能真接用于生产，去造出零件，装配成机器，并能满足使用要求，也是不容易的。第二，反复论证，确定产品设计方案。明确课题的性质、意义、设计内容、设计要达到的技术经济指标和完成时间，并确定好正确合理的设计方案是完成设计任务的保证，指导教师、企业技术员让我们参与设计方案的讨论，使我们对课题设计方案心中有数。第三，虚心求教，仔细认真地进行毕业设计。作为学生的我虽然有基础理论知识，但缺乏实践经验，设计能力相对较差，为了使我们很快地进入工作状态，指导教师耐心向我们介绍机械产品设计方法、一般步骤和设计过程中应注意的事项。在设计中能主动请教指导老师，培养综合运用机械制图、工程材料与热处理、公差配合、计算机绘图、机械制造工艺等专业知识的能力。培养严谨的工作态度和踏实的工作作风。明确必须有高度责任心、严肃认真的工作习惯，才能做好设计工作，减少工作失误，避免给企业生产造成损失。充分发挥主观能动性，积极思考，大胆创新。第四，完善设计，准备毕业设计答辩在此次设计中，主要用到所学的冲压模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了冲压模的一般设计流程，即冲压成型的工艺分析、压力机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、模具设计的相关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件图的绘制等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括冲压方式的选择、间隙的确定、凸凹模的设计，以及固定板、模座、垫板、橡胶、弹簧、紧固以及定位等零部件的选择和设计。通过本次毕业设计，使我更深的了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我以后从事模具职业打下了良好的基础。本次毕业设计得到了广大老师和同学们的帮助，特别是屈少敏导师的悉心指导，在此一一表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位领导、老师和同学批评指正。1零件工艺方案确定1.1 冲压件工艺分析工件图为图1.1所示弯曲件，材料Q235钢，材料厚度t=3mm，大批量生产。其工艺性分析内容如下:图1：零件图1.1.1材料分析Q235钢是优质碳素结构钢，具有良好的弯曲成形性能。1.1.2结构分析零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。可查的此材料所允许的最小弯曲半径rmin=0.4t=1.2mm，而零件弯曲半径r=2mm1.2mm，顾不会弯裂。另外，零件上的孔位于弯曲变形去之外，所以弯曲是孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。计算零件相对弯曲半径2/t=2/3=0.6672，卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角发生了变化，采用校正弯曲来控制圆角回弹。1.1.3精度分析零件上只有一个尺寸有公差要求，由公差表查的其公差要求属于IT14，其余未标注尺寸均按IT14选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。1.1.4工艺分析由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯曲。1.2 工艺方案的确定零件为U型弯曲件，该零件的生产包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，再弯曲。采用复合模和单工序弯曲模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，再弯曲。采用连续模和单工序弯曲模生产。方案一模具结构简单，但须三道工序三副模具，生产效率较低。方案二需要两副模具，且用复合模生产的冲压件形位精度和尺寸精度易保证，生产效率较高，故宜采用复合冲压工序。方案三也需要两副模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，故其模具制造，较复合模略复杂。通过对上述三种方案的综合分析比较，该件的冲压生产采用方案二为最佳。1.3 排样的设计经查表得零件之间的搭边值a1=2.5mm，零件与条形侧边之间的搭边值a=2.8mm，条料与导料板之间的间隙值C=1mm，条料宽度为B=D+2a=100+22.8=105.6mm，布距s=59.8+a1=62.3mm，由于弯曲件裁板时应考虑纤维方向，所以采用横裁。即裁成宽B的条料，分析零件形状应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式如图1.2所示：图2：排样图2零件工艺计算2.1 弯曲工艺计算2.1.1毛坯尺寸计算零件展开图如图2.1所示：图3： 零件展开图对于R0.5t有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，根据双角弯曲公式，坯料总长度Lz=a+b+c+0.6t=22+22+14+0.63=59.8mm由于零件尺寸长度为100mm，故毛坯尺寸应为100mm59.8mm。弯曲平面展开图见图3两孔中心距为77mm。2.1.2 弯曲力计算弯曲力使计算弯曲模和压力机的重要依据。但由于受到材料的性能、工件形状尺寸、板料厚度、弯曲方式、模具结构、模具间隙和模具工作表面质量等因素的影响，理论分析的方法很难精确计算。再生产实际中，通常根据板料的机械性能以及厚度、宽度，按经验公式进行计算。计算得到的弯曲力均是弯曲过程中可能出现的最大弯曲力数值，以便于压力机的选择。自由弯曲是U性弯曲件的弯曲力：F自= = = 73.71KNF D=(0.3-0.8)F自F校 = qA =100*20*100=200KN对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故一般可以忽略，即。200KN,根据压弯力大小，初选设备为J23252.1.3初选压力机根据弯曲力的大小，选取开式双柱可倾压力机J2325，其主要技术参数如下：公称压力：250kN滑块行程：65mm最大闭合高度：270 mm闭合高度调节量：55 mm工作台尺寸：370 mm560 mm 模柄孔直径：40mm滑块行程次数：55/min2.2冲孔落料复合模工艺计算2.2.1刃口尺寸计算由图3可知，该零件属于一般冲孔、落料件。根据零件形状特点，冲裁模的凸、凹模采用分开加工方法制造。尺寸=20.53mm,=59.8mm,=100mm，弧长=73.83mm由落料获得，椭圆孔由冲孔同时获得。查得凸、凹模最小间隙，最大间隙，所以。由于对产品冲裁件要求不高，设凸、凹模按IT14级精度制造，落料尺寸=20.53mm凸、凹模制造公差，=59.8mm凸、凹模制造公差，=100mm凸、凹模制造公差，=73.83mm凸、凹模制造公差冲孔尺寸，磨损系数取0.5。根据冲裁凸、凹模刃口尺寸计算公式进行如下计算,将已知和查表的数据代入公式 故落料凸模和凹模最终刃口尺寸为：工作尺寸凸模尺寸凹模尺寸=20.53mm=59.8mm冲孔：孔的制造公差校核，代入数据得：。说明所取的与合适，将已知和查表的数据代入公式得：故冲孔凸模和凹模最终刃口尺寸为：，。孔心距770.1mm因为两个孔同时冲出，所以凹模型孔中心距为：2.3落料冲孔复合模冲裁力2.3.1冲裁力此零件的落料周长为349.38mm，冲孔周长为72.52mm，材料厚度3mm，Q235钢的抗剪强度取300MPa，冲裁力基本计算公式。则冲裁该零件所需冲裁力：落料力：冲孔力 :卸料力: K卸料力因数刃口高度h=12mm模具结构采用刚性卸料和下出件方式，所以所需推件力为：计算零件所需总冲压力： 2.3.2初选设备根据冲裁力的大小，选取开式双柱可倾台压力机J231000，其主要技术参数如下：公称压力：1000kN滑块行程：130mm最大闭合高度：480 mm闭合高度调节量：100mm滑块中心线到床身距离：380mm工作台尺寸：710 mm1080mm工作台孔尺寸：500mm模柄孔尺寸：60 mm75mm垫板厚度100 mm2.4压力中心计算 模具的压力中心就是冲压合力的作用点。它应尽量可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以便平稳地冲裁，减少导向件的磨损，提高模具及压力机的寿命。一般模具冲裁压力中心的确定：零件为一对称件，所以压力中心就是冲裁轮廓图形的几何中心。图4：零件展开图3冲裁模具设计和设备选择3.1模具总体设计3.1.1模具类型的选择根据零件的工艺分析所用的模具为落料冲孔复合模。3.1.2定位方式的选择因为模具采用的是条料，控制条料的送进反方向的是定位销，无侧压装置。控制条料送进歩距的是挡料销，手动送料。3.1.3卸料、出件方式由零件的厚度3mm,采用弹性卸料，冲孔凸模上有推件板可以将零件打下。3.1.4导向方式的选择为提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，采用后导柱模架3.2凸、凹模、凸凹模的设计3.2.1凹模根据模具的结构，凹模的的外形尺寸根据冲裁材料的厚度t=3mm和冲裁件的最大外形尺寸b=100mm来确定：凹模厚度： (k为板料厚度的影响系数取k=0.35) 凹模壁厚：mm 所以，凹模的总长，为了保证凹模结构对称并有足够的强度，将其长度增大到250mm。凹模的宽度为保证凹模结构对称并有足够的强度取其宽度B=200mm。凹模的固定一般采用螺钉和销钉。图5：落料凹模3.2.2凸模 根据模具的结构采用台阶式整体凸模的长度为：L=h1+h2+h3+(15-20)mm=65mm，h1、h2、h3分别为凸模固定板，卸料板的厚度；(15-20)mm为附加长度，包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度及凸模度固定板与卸料板间的安全距离。凸模固定部分与固定板制件采用基孔制过渡配合m6,凸模材料用Cr12MoV,硬度为58-62HRC。图6:冲孔凸模凸模的强度和刚度校核凸模承载能力的校核，凸模最小断面承受的压力，必须小于凸模材料强度允许的压力，即=FP/Amin ，对于圆形凸模dmin4t/,式中：凸模最小断面的压应力/Mpa ；FP凸模纵向总压力/N；Amin 凸模最小截面积/；dmin凸模最小直径/mm；t材料厚度/mm；材料抗剪强度/Mpa；材料的许用压应力/Mpa；凸模失稳弯曲极限长度凸模不发生失稳弯曲的最大长度：Lmax 85/，式中：凸模的冲裁力/；d凸模的直径/mm3.2.3凸凹模的设计由于采用复合模，所以凸凹模的选用很关键，由于采用倒装复合模，凸凹模装与下模孔内会积存废料所以最小壁厚要选大些，其尺寸为L=B=高度根据模具的结构取100mm，孔的尺寸为直臂刃口高度查表为15mm，材料为Cr12MoV,热处理硬度58-62HRC。图7：凸凹模3.3定位零件 挡料销： 根据模具的结构采用固定挡料销装在凸模上选取直径，露出部分长度4mm,固定挡料销M615 , 材料45钢，数量1个，导料销M820，材料45钢，数量2个。3.4导向零件导柱和导套：材料20钢，渗碳淬火处理，导柱导套分别压入下模座和上模座的安装孔中，分别采用R7/h6和H7/V6过盈配合。3.5卸料与推（顶）件装置3.5.1弹顶装置中弹性元件的计算由于该零件在成型过程中需卸料和顶件，所以模具采用弹性写卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下:1）考虑模具结构选用4个厚壁的筒形的聚氨酯弹性体2）计算每个弹性体的预压力FF=F卸 /4=21225/4=5306.25N3)考虑到橡胶的工作压缩量较小，取预压缩率20，并由表查的单位压力Fq=1.5MPa4）计算弹性体的截面积AA=F/Fq=5306.25/1.5=3537.5mm25) 选用直径为12mm卸料螺钉，选取弹性体穿卸料螺钉孔的直径取12.5mm,则弹性体的外径D可按下式求得：（D2-d2）/4=A则D=70mm6） 取橡胶块的高度0.5得35mm考虑模具结构取H=80mm3.5.2推件块取厚度为30mm,外形尺寸与零件的外形相同材料45钢，淬火硬度43-48HRC。图8：推件块3.6连接与固定零件3.6.1六角螺钉 M12120，M12100JB/T7650.5-2008，数量各4个，材料45钢3.6.2圆柱销 GB/T120-2000 M12 ,材料为45钢，与上下模座，垫板，凹模，凸模固定板的配合为H7/m6的过渡配合3.6.3卸料螺钉卸料螺钉的尺寸根据模具的结构选择图9：卸料螺钉3.6.4模柄 模具采用压入式模柄，根据设备的模柄孔尺寸，应选用规格为A60120的模柄。它与上模座采用H7/m6过渡配合，并加销钉防止转动。打杆直径为12 mm由压力机的型号J23100,模柄与模柄孔配合为H7/m6并加销钉防转,模柄长度比模柄孔深度小5-10mm,由于采用固定卸料，上模座回程时受力较大，因此选用压入式模柄较合理，所以根据GB2862.1-81得图所示:图10：压入式模柄3.6.5标准模架 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，LXB=250mmx200mm,模具采用后侧导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规格为：上模座250mm200mm50mm，下模座250mm200mm60mm，导柱35mm210mm，导套35mm115mm48mm。3.7其它零部件设计3.7.1凸模固定板 凸模固定板的外形尺寸与凹模的外形尺寸一致,根据核准选取板的规格为LBH=250mm200mm25mm;凸模与凸模固定板的配合为H7/m6,装配可通过2个销钉定位,4个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,顶部设计成台阶状便于凸模固定。图11：凸模固定板3.7.2卸料板 卸料板的厚度与卸料力大小、模具结构等因素有关，取其值为20mm。 图12：卸料板3.7.3垫板 垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板.垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度可取20mm,这里设计时,由于压力较大,根据GB2865.2-81选取规格LBH=250mm200mm20mm。3.8冲孔落料复合模的确定有了上述各步计算所得的数据及确定的工艺方案，便可以对模具进行总体设计并画出冲裁装配图如图13所示。模具闭合高度H模=265mm图13：落料冲孔复合模4 压力机的校核4.1公称压力 根据公称压力的选取压力机型号为J23-100它的压力为1000kN682kN，所以压力得以校核；4.2滑块行程 滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出.这里只是材料的厚度t=3mm，卸料板的厚度H=20mm及凸模冲入凹模的最大深度13，即S1=3+20+13=36S=130，所以得以校核。4.3行程次数 行程次数为38次/min，因为生产批量为大批量，又是手工送料，不能太快,因此是得以校核。4.4工作台面的尺寸 根据下模座LB=250mm200mm，且每边留出60100，即L1B1=350mm300mm，而压力机的工作台面L2B2=710mm1080mm，冲压件和废料从下模漏出， 漏料尺寸151.36mm90mm,而压力机的孔尺寸为500mm23mm，故符合要求，得以校核；4.5 滑块模柄孔尺寸 滑块上模柄孔的直径为60mm，模柄孔深度为80mm，而所选的模柄夹持部分直径为60mm，长度为70mm故符合要求，得以校核；4.6闭合高度 由压力机型号知=480mm， M=100mm，=100mm ，M=480-100=380mm(M为闭合高度调节量/mm,H1为垫板厚度/mm)由式(1-24)：( )-5H( )+10,得：(480100)-5265(280100)+10即375265190；所以所选压力机合适,即压力机得以校核。公称压力：1000N滑块行程：130mm最大闭合高度：480 mm闭合高度调节量：100mm滑块中心线到床身距离：380mm工作台尺寸：710 mm1080mm工作台孔尺寸：500mm模柄孔尺寸：60 mm75mm垫板厚度100 mm5弯曲模主要零部件设计5.1模具总体设计5.1.1模具类型的选择根据零件的工艺分析所用的模具为单工序弯曲模。5.1.2定位方式的选择对于弯曲模可用定位销防止偏移，模具底部有顶杆起到定位作用。5.1.3卸料、出件方式弯曲过程后会有回弹，零件会在凹模内包紧，可用顶杆将其顶出，同时顶杆会起到定位作用。5.2弯曲模尺寸工作尺寸计算5.2.1凸、凹模圆角半径1） 在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，采用校正弯曲力，采用减少弯曲凸、凹模的间隙来减小回弹。凸模的圆角半径与零件的弯曲半径相同，R=2mm。2）凹模圆角半径凹模圆角半径不应过小，以免擦伤零件表面，影响冲模的寿命，凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。根据材料厚度取凹模的圆角半径，经查表得：R=6mm。5.2.2凹模深度U型弯曲件应尽可能使直边不分进入凹模型腔内，根据弯曲件的尺寸t=3mm,弯曲直边的长度为25mm，查表得凹模深度hd =25mm，材料取Cr12MoV：图14：弯曲凹模5.2.3凸、凹模间隙 凸、凹的单面间隙值Z/2=t(1+n)=4.2mm n为因数，其与弯曲件高度H和弯曲线长度有关。5.2.4凸、凹模工作不分尺寸与公差 由弯曲件的尺寸，取弯曲凸模，凹模的制造公差IT8和IT9级，查表的U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差，零件标注内形尺寸时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上。而凸、凹模的横向尺寸及公差则应根据零件的尺寸、公 差、回弹情况以及模具磨损规律而定。凹模按IT9级精度考虑，因此，凸、凹模的横向尺寸分别为：（按IT9级精度选取）名 称：凸模材 料：Cr12MoV热处理：HRC56-60图15：弯曲凸模5.3导向零件导柱GB/T2861.1-2008 32160，导套GB/T2861.6-2008 329038，材料20钢，热处理HRC56-60。5.4连接于固定零件5.4.1六角螺钉 M870，M12100JB/T7650.5-2008，数量,8个，材料45钢。5.4.2圆柱销 GB/T119-2000，M860，M842数量8个，与孔的配合为H7/m6的过渡配合。图16：销钉、螺钉5.5 模柄模具采用压入式模柄，根据设备的模柄孔尺寸，应选用规格为A40100的模柄。，它与上模座采用H7/m6过渡配合，并加销钉防止转动。材料Q235A,热处理HRC43-48图17：弯曲模模柄5.6标准模架根据工件的材料、形状和精度要求等，弯曲模采用标准模架，200x170 x 205,级精度模架。导柱与模板上的孔之间采用H7/r6配合。5.7弯曲模具装配图该弯曲件产量较大，为了调整模具方便，上下模导向采用导柱、导套，毛坯由顶件板上的定位销定位，这样可以保证在弯曲过程中不偏移，顶板不但可以顶料，还尅起到压料作用，压料力是由弹簧通过顶杆来实现的，为了方便将制件卸下，上模上装有卸料杆。模具工作原理：将落好的毛坯放入凹模中，用定位销定位，模具工作时，上模在滑块的带动下向下移，此时顶板与凹模上表面平齐，上模继续向下移动，顶板也一起向下移动，直到移动到下限位置，这时毛坯在凸、凹模的共同作用下形成弯曲件。开模时，上模上移，顶板在弹簧作用下一起上移，直到与凹模的上表面平齐为止，此时，弯曲件与凹模包在一起，上模继续上移，利用卸料杆将制件顶下，工作过程完毕，H模=170mm。由上述各步计算所得的数据，对弯曲模具进行总体设计并画出装配图如图所示：图18：弯曲模结 束 语历经近三个月的毕业设计即将结束，本套模具的设计也终于完成了。在这次毕业设计中，通过参考，查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，特别是模具设计中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了质的飞跃。模具在当今社会里运用的非常广泛，掌握模具设计方法对我以后的工作和发展有着十分重要的意义。在整个设计过程中我主要从以下方面来开展设计工作的。第一，根据工件的要求和尺寸绘制了零件的零件图。第二，对零件进行冲压工艺性能分析。第三，确定冲裁方案。第四，排样设计。第五，工艺计算，包括冲裁力和凸凹模刃口尺寸的计算等。第六，根据冲裁力选择冲压设备。第七，模具的结构方案设计，包括设计一些典型的零件盒附件，并绘制其零件图。第八，模具典型零件的固定方法的研究。第九，模具的安装与装配方法的介绍。第十，模具的工作过程介绍和绘制模具装配图。第十一，对典型零件确定加工方案。在设计过程中我发现了许多问题，并解决了这些问题。就是在这个发现问题和解决问题的过程中，我将自己在模具方面的知识进行了系统的运用和再次提升，将理论知识很好的运用到了实践中，提高了自己的设计能力。更重要的是，在整个设计过程中，我对模具行业的前景和现状有了更深入的了解，掌握了模具设计的一般方法和主要设计思想以及设计过程中的注意事项，在思想上，我们树立起了工程思想，不在死扣书本上的公式和理论，一切以实际生产为主，一切不再是简单的，死板的知识，而是一个活灵活现的真实的例子。在这次设计中，我受益匪浅！首先，它让我知道了什么是一丝不苟，为什么要一丝不苟。在一次次的计算、绘图和修改中，我认识到了认真的必要性，没有踏踏实实的工作，就不会有最后的成功。再就是，我知道了什
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