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助力器 冲压 成形 模具设计 弯曲 模具 NX 三维 21 CAD 独家

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助力器后壳冲压成形模具设计-弯曲级进模具设计任务书课题名称助力器后壳冲压成形模具设计学生姓名班级学号课题来源教师科研R企业项目课题类型理论研究 设计开发应用研究R 其他类型选题的背景和目的本课题源于企业，产品是助力器后壳，如图1所示，是采用2mm的08钢板料冲压拉深成形的，表面质量要求较高，采用复合模冲压拉深成形，学生在毕业综合实践过程中，可以学到复合模工作过程和模具结构设计等一系列自动化生产所需知识，这个课题符合毕业设计要求。着重解决模具结构设计合理，成形工艺性好，要求成形后尽可能达到精度要求，要考虑成型过程中的变形。生产纲领为：日产100050000件，属于大批量生产。该课题完成后，作为企业技术改造的重要参考技术资料。图1工作任务及要求1、工作任务 根据设计任务分配，要求学生收集塑料材料的成型工艺参数以及相关资料，应用所学的知识和技能解决生产中的材料的成型方面的实际问题。完成电刷支架级进模设计和模具设计与制造工艺等内容： 1）产品冲压成形工艺。级进模结构设计，完成一整套的三维造型和二维模具零件图及总图；2）零件图，3D造型各一份；3）求完成毕业设计说明书（毕业设计说明书的字数不少于7000字）；要求按规定格式写。4）模具成型零件加工工艺规程一份；5）参加毕业设计答辩。2、注意事项1）每项任务必须经自己独立思考完成，可相互讨论，但不得抄袭其他同学的设计内容。2）对参考资料中的相关内容应在消化理解的基础上结合本课题加以灵活应用，不得死搬硬抄。3）建议结合本课题内容下厂调研12个单位以上（最好是调研应聘或拟就业的企业），可将调研情况总结写在设计说明书中。3、提交成果及具体要求（字数、图量、作品要求、软硬件数量等）1）模具总装配图1份；一整套的模具三维造型；开题报告1份，文献综述5000字。2）成型零件零件图一套（不得少三张）；3）毕业设计说明书1份（毕业设计说明书的字数不少于7000字）；要求按规定格式写。4）模具成型零件（凸模、凹模）加工工艺规程各一份。5）刻录光盘1份（包括：模具设计总图、零件图、三维造型、加工工艺、设计说明书）时间安排起讫日期工作内容备 注第1周18年 11 月 12日18年 11月 18 日查阅有关成形件设计资料，确定模具设计方案。翻译外文资料第2周18年 11月 19 日11月25日析产品零件工艺性，确定模具结构，完成开题报告第3周18 年11 月 26日12月2日进行工艺计算，撰写计算说明书第4周18年 12月24 日12月30日运用UG画出三维零件图第5周19年 3 月 13 日 3月19日运用UG软件画出其余模具部件。第6周 19年 3月20 日 3月26日运用UG软件画出其余模具部件。第7周 19年 3月20 日 3月26日运用UG软件画出其余模具部件上交模具方案第8周 19年 3月20 日 3月26日用CAD软件绘制出二维图第9周 19年 3月20 日 3月26日用CAD软件绘制出二维图第10周 19年 3月20 日 3月26日编制模具工作的加工工艺第11周19年 3月 27日4月2 日完成其设计说明书，准备答辩第12周19年 4月 3 日4月9 日参加答辩参考文献1 翁其金. 冷冲压技术 M. 北京: 机械工业出版社，2001.2 徐政坤. 冲压模具及设备 M. 北京: 机械工业出版社，2005.3 模具实用技术丛书编委会. 冲模设计应用实例 M. 北京: 机械工业出版社，9994 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册 M. 北京: 机械工业出版社，2007.5 吴伯杰. 冲压工艺与模具 M. 北京: 电子工业出版社，2004.6 付宏生. 冷冲压成形工艺与模具设计制造 M. 北京: 化学工业出版社，2005.7 郝滨海. 冲压模具简明设计手册 M. 北京: 化学工业出版社，2005.8 鄂大辛. 成形工艺与模具设计 M. 北京: 北京理工大学出版社，2007.-3-助力器后壳冲压成形模具设计-弯曲级进模具开题报告1. 选题的目的和意义随着计算机的深入使用，我国不少企业已经在尝试或开展计算机辅助冲压工艺设计CAPP系统已从工艺设计发展到工艺信息的管理，设计方法也从派生式混合式、创成式三种CAPP系统并举的局而向智能化的混合式方向发展。但很多地方仍需要设计人员的决策与经验,真正实用的基于知识的大型复杂冲压件CAPP系统尚未建立。由于冲压工艺设计过程的复杂性和模糊性，想要全面有效的决问题，需要一种新型智能型工程设计方法，即基于知识工程的KBE技术及信息管理技术综合应用到冲压件工艺设计中，建立智能优化的CAPP系统，并实现与CAD/CAE/CAM及管理的集成化，将是该领城未来的发展方向。总的来说，中国日前的模具结构还需要进一步调整，增长方式也需要进一步转变，必须从大量的扩张逐渐转变到以质为先的轨道上来，只有这样，我国模具卢品的质量与水平才能真正提升，才能拥有国际市场的竞争力才能使模具卢品的出口量的增长与质的提升和结合。21世纪的今天，中国凭借年富且慶价的人力资源，庞大的市场及其他许多有利条件，已成为承接工 业发达国家模具业转移的良好日的地，线着国际交往的日 益增多和外资在中日模具行业的税入日益增多，中国模具已经于世界模具密不可分，中国模具在世界模具仙地优和彩响山众越头越重。本课题要求对给定的零件进行级进模具设计，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。2. 研究现状及主要参考文献随着科学技术不断进步，工业产品日益复杂与多样化，产品性能和质量也在不断提高，因而对冲压技术提出了更高的要求。冲压技术自身也在不断的创新和发展。为了适应大批量、高效率生产需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进出料机构。对于大中型冲压件，例如汽车覆盖件，专门配置了机械手或机器人。这不仅仅大大提高了冲压件的生产品质和生产率，而且也增加了冲压工作的安全性。在中小型的大批量生产方面，现在已广泛应用多工位级进模，多工位压力机或高速压力机。在中小批量多品种方面，正在发展柔性制造系统。为了适应多品种生产时不断更新模具的需要，已成功地开发出快速换系统。1 夏江梅，塑料成型模具与设备M.北京，机械工业出版社，2005.4.2 塑料模具设计手册编写组. 塑料模设计手册M.北京：机械工业出版社，2000.13 范建蓓，冲压模具设计与实践M. 北京，机械工业出版社，2013.3.4 端来根，多工位级进模与冲压自动化M. 北京，机械工业出版社，2017.9.5 刘朝福，冲压模具典型结构图册与动画演示M. 北京，化学工业出版社，2010.5.6 陈炎嗣，多工位级进模设计与制造M. 北京，机械工业出版社，2006.9.3. 拟研究（设计）的主要内容根据给定的冲压零件图和有关技术要求，设计冲压工艺方案和冲压模具。设计内容包括：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4. 拟采用的研究（设计）方法(1) 通过上网、到图书馆查资料确定其材料。(2) 通过查阅冲压模具设计与实践等书，确定模具的冲裁工艺。(3) 通过查阅冲压模具设计与实践等书，确定模具结构。(4) 通过看有关UG的书，学习UG的常用功能，用UG绘制各零件的3D造型，并进行装配。(5) 运用二维软件绘制零件的2D图纸，注明加工要求。(6) 通过查看模具制造工艺等书，对各成型零件结构进行工艺分析、技术分析、拟订加工工艺路线，编制工艺过程卡及关键工序卡。5. 研究（设计）重、难点分析重点：运用UG进行冲压件零件的3D造型，确定模具结构，画出整幅模具的3D装配图，完成2D工程图注明加工要求，进行成型零部件的加工，确定加工方案保证加工出来的零件符合精度要求。难点：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，要尽量用标准件。6. 预期成果完成老师布置设计课题（毕业设计开题报告，二维图，三维造型，设计说明书，实习小结一份）7. 工作进度安排起讫日期工作内容备 注第1周18年 11 月 12日18年 11月 18 日查阅有关成形件设计资料，确定模具设计方案。翻译外文资料第2周18年 11月 19 日11月25日析产品零件工艺性，确定模具结构，完成开题报告第3周18 年11 月 26日12月2日进行工艺计算，撰写计算说明书第4周18年 12月24 日12月30日运用UG画出三维零件图第5周17 年 3 月 13 日 3月19日运用UG软件画出其余模具部件。第6周 17年 3月20 日 3月26日运用UG软件画出其余模具部件。第7周 17年 3月20 日 3月26日运用UG软件画出其余模具部件上交模具方案第8周 17年 3月20 日 3月26日用CAD软件绘制出二维图第9周 17年 3月20 日 3月26日用CAD软件绘制出二维图第10周 17年 3月20 日 3月26日编制模具工作的加工工艺第11周17年 3月 27日4月2 日完成其设计说明书，准备答辩第12周17年 4月 3 日4月9 日参加答辩指导教师意见 指导教师： 年 月 日 机械技术系毕业设计工作委员会意见： （盖章） 年 月 日 摘 要本设计是对给定的助力器后壳产品图进行冲压模具设计。冲压工艺的选择是经查阅相关资料和和对产品形状仔细分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算是在方便建设又不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压成型零件和其它相关零件的选择原则及选择方法进行了说明，另外还介绍了几种产品形状的毛坯展开尺寸计算的方法和简化模型，以及冲压模具设计所需要使用的几种参考书籍的查阅方法。关键词：弯曲件；冲压模具；工艺；成型零件；模具设计目 录摘 要II前 言1第一章 零件图及工艺方案的拟订31.1.零件图及零件工艺性分析31.1.1.零件图31.1.2.零件的工艺性分析31.2.工艺方案的确定4第二章 工艺设计52.1.计算毛坯尺寸52.2.确定排样方案72.2.1.计算工件实际面积72.2.2.分析排样方案72.3.计算各工序的压力82.4.压力机的选择102.5.压力中心和凹模周界的确定102.6.凹模周界12第三章 模具类型及结构形式的选择13第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的计算15第五章 模具零件的选用，设计及必要的计算195.1.模具零件的选用195.2.支撑固定零件215.3.卸料零件设计225.4.标准零件选择225.5.导向装置设计23第六章 压力机的校核24第七章 模具的动作原理及综合分析25第八章 模具的装配26设计心得27致 谢28主要参考文献29III前 言模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。随着经济的发展，冲压技术应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说，模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。目前国内模具技术人员短缺，要解决这样的问题，关键在于职业培训。我们做为踏入社会的当代学生，就应该掌握扎实的专业基础，现在学好理论基础。毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。希望能通过这次设计，能掌握模具设计的基本方法和基本理论。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。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一国产品制造水平的重要标志和发展程度的标志之一。冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量的切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面：（1）工艺分析计算方法的现代化（2）模具设计及制造技术的现代化（3）冲压生产的机械化和自动化（4）新的成型工艺以及技术的出现（5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。毕业设计是一种综合性的训练，也是一个重要的专业实训环节，它综合性强，应用知识面宽。随着社会主义市场经济的不断发展，工业产品增多，产品更新换代加快，市场竞争激烈。模具作为一种工具已广泛地应用在各行各业之中。模具是现代化工业生产的重要工艺装备。在国民经济的各个工业部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。模具已成为国民经济的基础工业。模具已成为当代工业的重要手段和工艺发展方向之一。现代工业产品的品种和生产效益的提高，在很大程度上取决于模具的发展和技术经济水平。为了更进一步加强我们的设计能力，巩固所学的专业知识，在毕业之际，特安排了此次的毕业设计。毕业计也是我们专业在学完基础理论课，技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。本次设计的目的：一、 综合运用本专业所学的理论与生产实际知识，进行一次冲压模设计的实际训练，从而提高我们独立工作能力。二、 巩固复习三年以来所学的各门学科的知识，以致能融贯通，进一步了解从模具设计到模具制造整个工艺流程。三、 掌握模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。由于本人设计水平有限，经验不足，错误难免，敬请老师批评、指导，不胜感激。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1.1.1.零件图图11零件图工件图：如图11所示材料：Q235板厚：2mm1.1.2.零件的工艺性分析产品所用的材料为Q235，其力学性能如下：=350MPa,b=450MPa,s=235MPa。（冲压模具设计与实践P14），零件图上未注公差等级，属自由尺寸，按IT12-IT14级确定工件尺寸的公差。该制件形状简单，尺寸较小，厚度一般，属于普通冲压件，但有几点应该注意：该冲裁件的材料，具有较好的可冲压性能。由于板料厚度一般，且在各个转角出均有圆角过渡，比较适合冲裁。有一定的生产批量，应重视模具材料的选择和模具结构的确定，保证模具的寿命。制件较小，从安全考虑，要采取适当的取件方式，模具结构上设计好推件和取件方式。本零件采用的是2mm的Q235料带冲压而成,由图而知该图的零件外形尺寸较大，但形状简单，要求的精度不高。有两处弯曲，且方向不同，属于上下弯曲，属于对称件，所以不能在同一个工序里实现。该零件底面有2个小孔，4个还在弯曲的侧面，所以这些孔是在弯曲之前就要冲出来，孔的最小直径为4mm，所以大于两倍材料厚度2t=4mm，所以不属于深孔冲裁，故没有必要对小孔模采取保护措施，所以对凸模不需要进行强度校核。1.2.工艺方案的确定对工序的安排，拟有以下几种方案：产品中有孔，且外形相对简单，所以要落料，冲孔，弯曲，共3种基本工序。 料冲孔弯曲，单工序模生产。落料冲孔级进模弯曲模，两幅副复合模具生产。 孔切废料弯曲切断冲压，采用级进模生产。方案模具结构简单，容易制造。但成形制件需要3道工序、3套模具才能完成零件的加工，工序分散，搬运半成品要浪费大量时间。生产效率较低；工件的精度也难以保证。方案复合模结构一般，比较容易制造。制件也需2道工序；节约了半成品搬运的时间提高了生产效率且易于保证孔的质量和制件精度。方案级进模结构复杂；难以制造，模具成本高，维修不方便，但是级进模有较高的生产效率且能保证制件的精度。综上所述，根据生产效率、精度、所使用的机床、卸料方式、废料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最终确定方案三。在一副模具中，可以完成包括冲裁，压舌，弯曲等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。第二章 工艺设计2.1.计算毛坯尺寸展开尺寸的计算：弯曲件毛坯的展开尺寸是根据变形中性层长度不变的原理来求出的，对于变形程度很小或对尺寸要不高的弯曲件来说，可以近似的认为变形中性层与毛坯的断面中心相重合，这时，中性层的位置为=r+t/2式中 r弯曲件内层的弯曲半径 t板料的厚度，而当需要精确的求出弯曲毛坯的展开长度时，就必须精确的求出变形中性层的位置。确定位置之后就可以进行毛坯展开长度的计算了，这需要一个中性层的位移系数，此系数对于弯曲形状及弯曲程度不同，数值也不同，需要根据实际的模具调节展开尺寸。本产品，尺寸没标公差，属于自由公差，可以直接按毛坯的断面中性层尺寸计算，由于弯曲处R角为R1，属于小R角弯曲件，所以可以按小R角弯曲展开经验公式计算，公式如下：L形弯曲L=l1+2l2+3l3+1.2t。经过实际计算L形处L=236.4mm。展开图如下，在实际生产时需调节：图21 零件展开图外形最大尺寸为长度Dmax=236.4mm外形最大尺寸为宽度dmax=50mm，材料厚度为2mm，由冲压工艺与模具设计P45表2.5.2 确定搭边值：工件间：a1=2mm；侧边：a=2.2mm，由于采用连续模来设计这个产品，采用产品上的圆孔作为导正孔，所以不需要再单独冲工艺孔，可以直接采用两个导正，保证送料距离和宽度，所以在计算产品条料宽度时，需要加上答辩值，所以条料宽度B按展开长度取为236.4mm，步距为50+2=52mm。由冷冲压模具设计与实践P39表2-8和表2-9条料下料剪切公差：=0.9mm；2.2.确定排样方案2.2.1.计算工件实际面积在级进模里，各工位就有不同的冲压工序，每个工位的冲压性质都不同要遵循一定打冲压工序，否则就冲不出合格的制件，故必须设计好。排样是模具结构设计的主要依据，排样图的好坏，直接关系到模具的设计好坏。排样图的绘制过程中，由于级进模的工作过程是在一副模具上完成的，因冲压的制件的不同，各工位的冲压性质都必须遵循一定的规则，如果违背就冲不出合格的制件，所以必须设计好排样。由于冲裁件的产量很大，冲压的生产率高，故材料费常会占冲裁的60%以上。材料利用率是很重要的经济因素，要提高利用率必须减少废料的产生。产生废料的原因可分为结构废料和工艺废料。结构废料是由工件的结构确定的，所以不可避免。而工艺废料是由冲压方式和排样方式所决定的。因此，要减少工艺废料来实现利用率，有时可以在不影响使用性能的情况下，可以适当的改变冲裁件的形状。通过电脑计算得工件实际面积10225.5974mm，材料利用率的计算：一个步距内的材料利用率为=F/Bs100%=10225.5974/244.852100%=80.33%式中 F一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）；10225.5974mmB条料宽度（mm）；244.8mms步距（mm）；52mm2.2.2.分析排样方案为保证条料送进的刚性和稳定性以及正确处理工件弯曲成型与载体的连接关系，应考虑沿零件宽度方向横向排样，在尽量减小送进步距的基础上，宜采用单排中间载体排样。因为弯曲的主体部位在条料的上方，就是上弯曲。根据零件的形状可采用双孔的定位方法，在切废料之后，条料改为中间料做载体，这样既保证了条料的浮离送进，又不妨碍废料的分离和弯曲成型，根据产品工序分析后，弯曲的方向不一致，有上弯曲，有下弯曲，弯曲位置不一样，所以不能在同一个工序弯曲，防止有干涉，产品弯曲部分向上，下模需要设计弯曲凹模部分，凸模部分设计在上模，产品向下弯曲，凸模设计在下模，凹模设计在上模。考虑到产品精度要求，采用手动送料方式，导正孔确保节距尺寸，由于产品外形不规则，含有多个台阶，圆弧，所以切废料时，可以直接切到产品所需要的尺寸，既节省材料，也省了一步工序，具体的排样图如下：工位1:导正；工位2: 冲工艺圆孔，冲小孔；工位3：冲槽；工位4：第一次弯曲；工位5：空位；工位6：第二次弯曲；工位7：切断，产品离开模具。具体排样图如下：图22 排样图2.3.计算各工序的压力已知工件的材料为Q235，厚度为2mm，抗剪切强度=350MPa,抗拉强度b=450MPa, 屈服强度s=235MPa。冲5槽型孔1：P3=1.3Lt=1.3（3.145+62）2450=32409（N)=32.409KN冲5槽型孔2：P4=1.3Lt=1.3（3.145+62）2450=32409（N)=32.409KN冲R10槽型孔：P5=1.3Lt=1.3(3.1420+202）2450=120276（N)=120.276KN冲R10槽型孔：P6=1.3Lt=1.3(3.1420+202）2450=120276（N)=120.276KN冲4的圆形孔：P7=1.3Lt=1.33.14422450=29390.4（N)=29.3904KN冲弯曲槽：P8=1.3Lt=1.34（93.2+2.2）2450=446472（N)=446.472KN冲切断：P9=1.3Lt=1.32（50+2.2）2450=122148（N)=122.148KN弯曲力的计算弯曲力和产品宽度和弯曲R角有关，产品外形尺寸要求不高，弯曲时角度要达到直角，所以在设计模具时需要考虑如何减少回弹。此工序属于L形弯曲，计算弯曲力时，分自由弯曲力和校正弯曲力，选计算公式为(a)自由弯曲力计算：u形F自=0.7(KBt2Rm)/(r+t)=0.71.3236.44450/(1+2)=129.0744KNP材料在冲压行程结束时的自由弯曲力b弯曲件的宽度t弯曲件厚度r弯曲件内弯角半径k安全系数，取值1.3Rm弯曲件抗拉强度（MPa） (b)校正弯曲力校正弯曲力是在自由弯曲阶段后，进一步对贴合于凸、凹模表面的弯曲件进行挤压，其弯曲力比自由弯曲力大得多。因两个力并非同时存在，校正弯曲时只需计算校正弯曲力。=Aq弯曲校正力q单位面积上的较正力，取235MPa。 A弯曲件被较正部分的投影面积9566.91mm=9566.91235=2248.22KN弯曲力F10=0.7(KBt2Rm)/(r+t)+qA=0.71.3236.44450/(1+2)+2248.22=129.0744+2248.22（N)=2377.2944KN卸料力：Fx=kxF （查冲压模具设计与实践得：kx=0.040.05）推件力：Ft=nKtF=80.055689.832=303.53KN (Kt取0.055)顶件力：FD=KDF=0.06689.832=41.39KN （KD取0.06）冲压力大小为F=KLtb=1.3（236.4+50）22450=670.176KNFx=kxF=0.05670.176=33.5088KN这一工序的最大总压力为：F =F+ Fx =670.176+33.5088=703.6848KN2.4.压力机的选择根据以上计算和分析，结合模具外形大小和车间设备的实际情况，公称压力要1.1689.832=428.82KN，选用公称压力为800KN的开式双柱可傾压力机（型号为JH21-80）能满足使用要求。压力机的具体参数如下公称压力：800KN滑块行程：160mm滑块行程次数：50次/min最大封闭高度：320mm封闭高度调节量：80mm滑块中心线至床身距离：310mm工作台面尺寸：600mm（前后）950mm（左右）2.5.压力中心和凹模周界的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作。采用解析法求压力中心，图23排样图首先：P1冲5槽型孔，得P3=32.409KNP2冲5槽型孔，得P4=32.409KNP3冲R10的槽型孔，得P5=120.276KNP4冲R10的槽型孔，得P6=120.276KNP5冲4圆形孔，得P7=14.6952KNP6冲4圆形孔，得P8=14.6952KNP7弯曲槽，得P9=223.236KNP8弯曲槽，得P10=223.236KNP9弯曲力1，得P11=28.259KNP10弯曲力2，得P12=28.259KNP11弯曲力3，得P13=27.797KNP12弯曲力4，得P14=27.797KNP13弯曲力5，得P15=75.792KNP14弯曲力6，得P16=75.792KNP15切断，得P17=122.148KNY1P1到X轴的力臂 Y3=54.35X1P1到Y轴的力臂 X3=91Y2P2到X轴的力臂 Y4=-54.35X2P2到Y轴的力臂 X4=91Y3P3到X轴的力臂 Y5=32.58X3P3到Y轴的力臂 X5=91Y4P4到X轴的力臂 Y6=-32.58X4P4到Y轴的力臂 X6=91Y5P5到X轴的力臂 Y7=0X5P5到Y轴的力臂 X7=70Y6P6到X轴的力臂 Y8=0X6P6到Y轴的力臂 X8=60Y7P7到X轴的力臂 Y9=12.5X7P7到Y轴的力臂 X9=51.5Y8P8到X轴的力臂 Y10=-12.5X8P8到Y轴的力臂 X10=51.5X9P9到Y轴的力臂 Y11=24.78Y9P9到X轴的力臂 X11=13X10P10到Y轴的力臂 Y12=-24.78Y10P10到X轴的力臂 X12=13X11P11到Y轴的力臂 Y13=24.365Y11P11到X轴的力臂 X13=-39X12P12到Y轴的力臂 Y14=-24.365Y12P12到X轴的力臂 X14=-39X13P13到Y轴的力臂 Y15=14.75Y13P13到X轴的力臂 X15=-65X14P14到Y轴的力臂 Y16=-14.75Y14P14到X轴的力臂 X16=-65X15P15到Y轴的力臂 Y17=0X15P15到X轴的力臂 X17=-78根据合力距定理：YG=（Y1F1+Y2F2）/（F1+F2）XG=（X1F1+X2F2）/（F1+F2）YGF冲压力到X轴的力臂；YG=0XGF冲压力到Y轴的力臂；XG=-4.467950所以该模具的压力中心为（0, -4.467950）,在模柄直径范围内，符合设计原理。2.6.凹模周界L=l +2c B =b +2cl-沿凹模长度方向刃口型孔的最大距离(mm);b-沿凹模宽度方向刃口型孔的最大距离(mm);c-凹模壁厚(mm),主要考虑布置螺孔与销孔的需要，同时也要保证凹模的强度和刚度，计算时可参考表2-29选取。L=395.5+260=516.5 B=240.8+260=360.8凹模周界取520mm400mm整体式凹模板的厚度可按如下经验公式计算H=K1K230.1FF-冲裁力（N）K1-凹模材料修正系数，合金工具钢取K1=1,碳素工具钢取K1=1.3 K2-凹模刃口周边长度修正系数，可参考（冲压模具设计与实践P65表2-30） H=1.51.330.167017679.2 故取H=80mm。第三章 模具类型及结构形式的选择根据确定的工艺方案和零件的形状特点，精度要求，预选设备的主要技术参数，模具的制造条件及安全生产等，选定模具类型及结构形式。本设计中采用冲孔弯曲切断级进模。工件厚度一般（t=3mm以内）,故采用弹性卸料装置，弹性卸料装置除了卸料的作用外，在冲孔时还起到压紧工件的作用。上模弹性力由弹簧产生。级进模的结构形式如图31所示。图31 总装图第四章 模具工作零件刃口尺寸及公差的计算切废料尺寸刃口按落料原理设计和计算间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。冲裁间隙对冲裁力的影响：虽然冲裁力随冲裁间隙的增大有一定程度的降低，但是当单边间隙介于材料厚度 5%20%范围时，冲裁力的降低并不明显（仅降低5%10%左右）。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不大。冲裁间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响：间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后，从凸模上斜、从凸模孔口中推出或顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的15%25%左右时斜料力几乎减到零。冲裁间隙对尺寸精度的影响：间隙对冲裁件尺寸精度的影响的规律，对于冲孔和切边是不同的，并且与材料轧制的纤维方向有关。通过以上分析可以看出，冲裁间隙对断面质量、模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力以及冲裁件尺寸精度的 影响规律均不相同。因此，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳，尺寸精度最佳，冲裁模具寿命最长，冲裁力、斜料力、推件力、顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中，间隙的选用主要考虑冲裁件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明，能够保证良好的冲裁件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来，当对冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当对冲裁件的质量要求不是很高时，则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。该冲裁件外形尺寸为落料件，选凹模为设计基准件，只需计算落料凹模刃口尺寸由凹模的实际尺寸按间隙要求配做。工件精度要求为IT12级查冲压模具设计与实践：冲模制造精度为IT9IT11级，取IT10级。冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算：冲孔时凸模 dp=(dmin+X)-p (2-5)冲孔时凹模 dd=(dmin+X+Zmin)+p (2-6)落料时凹模 Dd=(Dmax-X)+p (2-3)落料时凸模 DP=(Dmax-X-Zmin)-p (2-4)孔心距 Ld=（Lmin+0.5）/8 (2-8)式中 Dp dp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）；工件公差；p凸模制造公差，通常取p=/4；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）；查表取值Zmin=0.246mm。落料时的凹模尺寸：Dd1=(Dmax-X)-/4=95.14-0.50.1=95.09;Dd2=(Dmax-X)-/4=2.1-0.50.1=2.05;Dd3=(Dmax-X)-/4=52.074-0.50.1=52.024;Dd4=(Dmax-X)-/4=4.048-0.50.1=3.998; 落料时的凸模尺寸：Dp1=(Dmax-X-Zmin)-p =95.14-0.50.1-0.246=94.844;Dp2=(Dmax-X-Zmin)-p =2.1-0.50.1-0.246=1.804;Dp3=(Dmax-X-Zmin)-p =52.074-0.50.1-0.246=51.778;Dp4=(Dmax-X-Zmin)-p =4.048-0.50.1-0.246=3.752;冲孔时凹模尺寸：dd1=(dmin+X+Zmin)+p =11+0.50.1+0.246=11.296;dd2=(dmin+X+Zmin)+p =5+0.05+0.246=5.296;dd3=(dmin+X+Zmin)+p =35+0.5+0.246=35.296;dd4=(dmin+X+Zmin)+p =25+0.5+0.246=25.296; dd5=(dmin+X+Zmin)+p =11+0.05+0.246=11.296;冲孔凸模尺寸：dp1=(dmin+X)-p=11+0.50.1=11.05dp2=(dmin+X)-p =5+0.50.1=5.05dp3=(dmin+X)-p=35+0.50.1=35.05dp4=(dmin+X)-p =25+0. 50.1=25.05dp5=(dmin+X)-p =11+0. 50.1=11.05dp6=(dmin+X)-p =4+0. 50.1=4 .05孔心距 Ld=（Lmin+0.5）/8Ld =9.690.045弯曲凸、凹模圆角半径对产品工作影响很大。毛坯经凹模圆角进入凹模时，受弯曲和摩擦作用，若凹模圆角半径过小，因径向拉力增大，易使产品件表面划伤或产生断裂；若过大，则压边面积小，由于悬空增大，易起内皱。因此，合理的选择凹模圆角半径很重要。具体数值查表可得。凸、凹模之间的间隙对弯曲力、制件质量、模具寿命等都有影响。间隙过大，容易起皱，制件有锥度，精度差；间隙过小，增加摩擦，导致之间边薄严重，甚至拉裂。因此，正确地确定凸模和凹模之间的间隙是很重要的。弯曲模间隙是单面间隙，即凹模和凸模直径之差的一半。在选择间隙时可以直接查表，可知间隙为(1-1.1t)，t为材料厚度。凸、凹模工作部分尺寸的确定，主要考虑模具的磨损和弯曲的回弹。由于本次设计弯曲后，产品尺寸要保证，这就要考虑到模具对产品的影响，尤其是回弹的影响，控制好产品回弹，是这个课题的重点和难点。板料的塑形弯曲和任何一种塑形变形过程一样，都伴随有弹性变形，所以当外加弯矩卸去时，变形区外层纤维因弹性恢复而缩短，内层纤维因弹性恢复而伸长，结果使制件的形状和尺寸发生与加载时变形方向相反的变化，这种现象称回弹，回弹使制件的曲率和角度发生显著变化，不再同模具的形状和尺寸一致，从而直接影响到弯曲件的精度。因而在设计模具和制造模具时，必须预先将材料的回弹值考虑进去，以便修正模具工作部分的参数。根据弯曲件回弹的趋势和回弹值来修正凸模或凹模的工作R角，使其弯曲件变形后回弹值得到补偿，比如V形件弯曲，按照计算所得回弹值将凸模半径和夹角设计坐直出相应的补偿，U形件弯曲，可将凸模两侧做出回弹角，或可在凹模内的顶板上做成弧面，弯曲卸载后，由于弧面回弹值使两直边产生负回弹以补偿圆角部分的正回弹。或可以采用校正法减小回弹，或者通过改变弯曲R角，进行弯曲回弹的补偿，本次设计两次弯曲方向不同，所以本次设计工序考虑合理，两次弯曲分在两个不同的工步上，互相不影响，不干涉，产品不容易回弹，所以其回弹率很小，根据以上分析不需要单独考虑其回弹值，只需要设计好模具结构，使模具结构不干涉即可，同时还要合理选择弯曲凸模与凹模的间隙，本次设计中，弯曲凸模与凹模间隙为1.0t，即0.5mm，尽量减小产品弯曲R角，能有效控制其弯曲回弹，本次设计弯曲凸模R角为0,直角弯曲。凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度应达到0.8；圆角处的表面粗造度一般要求0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。第五章 模具零件的选用，设计及必要的计算5.1.模具零件的选用成形零件一、凸模凸模材料选用Cr12MoV，淬火硬度达到58-62HRC。采用直接式凸模（如图5-1所示），圆形凸模采用台阶式固定，异形凸模与固定板采用过盈配合的方式，用螺钉与上模板固定，或者加工一台阶防止在冲压时掉落，看零件大小，或者可以采用铆接的方法，凸模与固定板过盈配合，然后铆接，如下图所示：图5-1 凸模结构形式二、凹模凹模材料选用Cr12MoV，淬火硬度达到58-62HRC。凹模采用螺钉固定结构，与下模板配合，这样简化了模具的结构，节省了材料的成本。外形尺寸如下，所有的掉废料孔，加工台阶，根据材料厚度0.5毫米，留刃口尺寸3毫米。方面废料直接掉下模板。图5-2 凹模结构形式5.2.支撑固定零件上、下模座中间联以导向装置的总体称为模架。通常都是根据凹模最大外形尺寸D。选用标准模架。凹模最大外形尺寸L=240mm，B=120mm，选用7#狭长型后侧导柱标准模架，导柱导套选用滑动标准件，导柱导套分别于下模板，上模板孔过盈配合，加工方便，成本低。模具的闭合高度h=179209mm，上下模座选用材料为HT200，下模板厚度35mm，上模板厚度40mm。再由凹模板和模架尺寸确定其它模具模板的尺寸如下：上垫板：520mm400mm15mm凸模固定板：520mm400mm20mm凹模：520mm400mm80mm卸料板：368mm400mm43mm上模板：720mm400mm50mm下模板：720mm400mm50mm5.3.卸料零件设计压料用弹性元件常用的主要由弹簧、橡胶及气垫三种，但查有关资料了解到，目前国内中小型压力机中安装气垫的较少，所以常用的弹性元件是弹簧和橡胶。本设计中由于材料比较小，卸料力小，考虑压缩量的大小，选择弹簧，其优点是许用负荷比较小，安装调整也很方便，卸料压边能力都很强。采用弹性卸料板卸料，根据卸料力的大小取卸料板的厚度为40mm。由于卸料板长期与产品接触，需要热处理，所以增加卸料板厚度，加厚至43mm，利用四颗卸料螺钉的弹簧力进行卸料。 5.4.标准零件选择上、下模座螺钉选取由凹模周界720mm400mm选用M10的内六角圆柱头螺钉参照模具各零件的具体情况，上模座选用6颗M8X50的内六角圆柱头螺钉固定。下模座选用6颗M8X60的内六角圆柱头螺钉固定。 图5-3 螺钉卸料螺钉 查冲压模具简明设计手册表15-34选取卸料螺钉 选用M12X85的圆柱头内六角卸料螺钉 图5-4 卸料螺钉 根据模具的实际情况 上模座选用两颗1047.5的圆柱销钉定位 下模座选用两颗1047.5的圆柱销钉定位 图5-6 圆柱销钉参照模具各零件的具体情况，合理布置螺钉、圆柱销的位置，从GB7076和GB11976中选适当的规格与尺寸。5.5.导向装置设计本模具采用滑动导柱、导套式的导向装置。导柱与导套之间采用间隙配合，配合精度为H7/R6。导柱与导套相对滑动，要求配合表面有足够的强度，又要有足够的韧性。所以材料选用20钢，表面经渗碳淬火处理，表面硬度为4548HRC。导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都要规定一定的公差等级。这些技术条件可保证整个模架具有一定的精度，也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提，加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求，整个模具达到一定的精度就有了基本的保证。导柱选用GB2861.281中的B型导柱，直径d=30mm两件、极限偏差为R7、长度L=190mm。导套选用GB2861.681中的A型导套，直径d=45mm、D=45mm、极限偏差为H7、长度L=100mm，两件。本次设计的产品材料厚度很薄，模具间隙小，工序比较多，为合模方便，模具平稳，所以建议在设计模具时在凹模，固定板适当的空间位置加四个内导柱，使模具平稳。第六章 压力机的校核1、闭合高度的校核所选压力机的最大闭合高度为320mm，最大装模高度为320mm，闭合高度的调节量为80mmHmin=320-80=240mm本次设计模具的的闭合高度H=H上模座+H垫板+H凸模+H凹模+H下垫板+H下模座-(1-3)=290-(1-3) =289-287Hmax-5=315mm,Hmin+5=245mm能满足Hmin+10HHmax-5，符合设计要求。2、工作台面尺寸的校核所选压力机的工作台尺寸为：左右：950mm,前后：600mm而模具的外形尺寸为：720mm400mm根据工作台面尺寸一般应大于模具底座4070mm，工作台面尺寸满足。 3、滑块行程的校核滑块行程应保证方便地放入毛坯和取出零件，所选压力机滑块行程为160mm,远超过零件的高度，所以满足要求。综上，所选压力机JH21-80满足需要。第七章 模具的动作原理及综合分析本模具（装配图如图所示）在一次行程过程中完成制件的落料、冲孔，弯曲、切断等全部工作：当压力滑块下行时，毛坯料被压在凹模与各凸模之间，在凸模和凹模同时作用的情况下，完成工作。本次设计的级进模，在压力机的一次行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位同时完成几道工序,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高，因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高, 可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具结构较一般,制造精度要求比较高,制造周期短,价格相对较低，节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间，提高了生产效率。这种模具适用于生产批量大,精度要求高,内外形尺寸差较大的冲裁件。冲孔废料由凹模孔向下排除，同时错位落料的产品也由凹模孔向下排除，这样操作方便，生产效率提高很多。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可有效的降低成本。 第八章 模具的装配根椐连续模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修。序号工序工艺说明凸、凹模预配装配前仔细检查各凸模尺寸以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状。将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并挤紧牢固装配下模在下模座上划中心线，按中心预装凹模、固定板；在下模座上，用已加工好的凹模板分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝；装配上模在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入 0.2mm的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模；预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔、销孔位置并钻铰螺孔、销孔；用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧；将卸料板装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料板高出凸模下端约1mm；复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉；安装导料板；切纸检查，合适后打入销钉试冲与调整装机试冲根椐试冲结果作相应调整设计心得通过本次毕业设计，在理论知识的指导下，结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验，在老师和同学的帮助下，认真独立地完成了本次毕业设计。在本次设计的过程中，通过自己实际的操作计算，我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识，能够把自己所学的知识比较系统的联系起来。同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到，以前所学的专业知识还是有用的，而且都是模