底座冲孔落料弯曲模具的设计（含全套CAD图纸）
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河南机电高等专科学校毕业设计说明书底 座 冲 孔 落 料 弯 曲 模 具 的 设 计 摘 要：本设计题目为底座冲孔落料弯曲成形工艺与模具设计，体现了板类冲压零件的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲压模具设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫并吸取了更深刻的经验。本设计运用冲孔落料弯曲成形工艺及模具设计的基础知识，首先分析了工件的成形工艺及模具成形结构对制件质量的影响。介绍了底座冲孔落料弯曲模具设计时要注意的要点，通过对制件进行工艺分析，可确定制件的成形加工用两套模具即冲孔落料正装复合模和一次弯曲成形模具。从控制制件尺寸精度出发，对该底座冲孔落料弯曲模的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸。从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用 CAD 进行各重要零件的设计。关键词：复合模；工艺分析；模具零部件的加工工艺。The foundation punch holes fall the material 河南机电高等专科学校毕业设计说明书Curving mold the design Abstract：The topic of this design is the foundation punch holes fall the material to be curvingforming process and die design. The requirement，content and direction of the design of the stamps forming plate parts are embodied on this stamping die design. The designers foundation knowledge of the stamping die design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design.The design of the use of the punch holes fall the material curving forming process and die design of the basic knowledge, First, we analyze the shape of workpiece forming process and die structure of the parts quality. Introduced The foundation punch holes fall the material curving mold design to the main points of attention, through the process of parts for analysis, to determine parts of the forming die with two sets of molds are the punch holes fall the material true thing superposable die and one time form the mold curving. Embarks from the control workpiece size precision, To the foundation punch holes fall the material bending die of the main dimensions of the theoretical calculation to determine the size of the working parts. Parts from the mold design to the processing technology as well as the assembly process, such as described in detail, and the application of CAD for the design of the important parts.Key words: compound die； process analysis；processing of die parts.购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163961底 座 冲 孔 落 料 弯 曲 模 具 的 设 计 摘 要：本设计题目为底座冲孔落料弯曲成形工艺与模具设计，体现了板类冲压零件的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲压模具设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫并吸取了更深刻的经验。本设计运用冲孔落料弯曲成形工艺及模具设计的基础知识，首先分析了工件的成形工艺及模具成形结构对制件质量的影响。介绍了底座冲孔落料弯曲模具设计时要注意的要点，通过对制件进行工艺分析，可确定制件的成形加工用两套模具即冲孔落料正装复合模和一次弯曲成形模具。从控制制件尺寸精度出发，对该底座冲孔落料弯曲模的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸。从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用 CAD 进行各重要零件的设计。关键词：复合模；工艺分析；模具零部件的加工工艺。The foundation punch holes fall the material 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163962Curving mold the design Abstract：The topic of this design is the foundation punch holes fall the material to be curvingforming process and die design. The requirement，content and direction of the design of the stamps forming plate parts are embodied on this stamping die design. The designers foundation knowledge of the stamping die design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design.The design of the use of the punch holes fall the material curving forming process and die design of the basic knowledge, First, we analyze the shape of workpiece forming process and die structure of the parts quality. Introduced The foundation punch holes fall the material curving mold design to the main points of attention, through the process of parts for analysis, to determine parts of the forming die with two sets of molds are the punch holes fall the material true thing superposable die and one time form the mold curving. Embarks from the control workpiece size precision, To the foundation punch holes fall the material bending die of the main dimensions of the theoretical calculation to determine the size of the working parts. Parts from the mold design to the processing technology as well as the assembly process, such as described in detail, and the application of CAD for the design of the important parts.Key words: compound die； process analysis；processing of die parts.购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163963目 录1 绪论.11.1 冲压模具行业发展现状及技术趋势.11.2 未来冲压模具制造技术发展趋势.22 冲孔落料弯曲模设计.42.1 冲压件的工艺分析.42.2 冲压工艺方案的确定.52.3 主要设计计算.62.3.1 冲裁件坯料长度的计算.62.3.2 冲裁排样方式的确定与相关计算72.3.3 计算凸、凹模刃口尺寸.82.3.4 冲压力的计算及压力中心的确定.143 模具总体设计.163.1 冲孔落料正装复合模的设计.163.1.1 模具的类型选择163.1.2 模具主要零部件的结构设计.163.2 一次弯曲成形模的设计193.2.1 模具的类型选择.193.2.2 模具主要零部件的结构设计.204 冲压设备的选定及安装224.1 冲压设备的选定.224.1.1 冲孔落料正装复合模冲压设备的选定.224.1.2 一次弯曲成形模冲压设备的选定.234.2 各套模具在压力机上的安装及其他244.2.1 模具在压力机上的安装.244.2.2 模具装配的主要技术要求245 模具附图的绘制.266 结束语.29致谢.31购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163964参考文献.32购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163967购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163968购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163969购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396101 绪论冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中工人生产的劳动强度大、劳动量大,严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展,工业生产中模具的是用已经越来越引起人们的重视,我而被大量应用到工业生产中来。1.1 冲压模具行业发展现状及技术趋势改革开放以来，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个国家工业发展水平的重要标志 。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，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 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。 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396111.2 未来冲压模具制造技术发展趋势 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639612我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 2 冲孔落料弯曲模设计工件名称：底座生产批量：大批量生产购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639613材料：20厚度：0.5mm工件简图:如图 1 所示图 1 底座制件图2.1 冲压件工艺性分析此工件材料为 20 钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁弯曲等工序加工而成。工件结构简单，具有 3 个尺寸为 12mm 的孔，孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，零件图上形状尺寸 68mm、8mm、 、4mm、25mm、 36mm 等均为自由公差可以看作 IT12m12级，尺寸精度较低。故而对此工件的形状、尺寸、精度整体分析可以采用冲孔、落料和弯曲工艺对其进行加工成型。2.2 冲压工艺方案的确定该零件包括冲孔落料和弯曲三个基本工序，可以有三种工艺方案。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639614方案一：先冲孔，后落料，最后弯曲，采用三道工序模进行生产。方案二：冲孔落料，最后弯曲。采用两道工序模具进行生产。方案三：冲孔落料-弯曲级进冲压成形。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需要三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足生产批量要求。方案二只需两副模具，首先使用一套模具进行冲孔落料生产，然后再使用一套弯曲模具完成最后一道弯曲成形制件。工件的精度及生产效率都高，易于批量生产，接近凸凹模的许用最小壁厚，见表 2.9.6【6】模具强度较好制造难度小，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时，操作较方便，最后的一道弯曲将制件彻底成型使其满足要求。方案三只需要一副模具，生产效率高，但操作不方便，送料速度较快，通过对上述三种方案的分析比较，该件选择第二种方案较为合适。冲压生产采用该方案为最佳。在此，首先通过使用一套冲孔落料正装复合模对下好的坯料板进行冲孔落料，形成下图 2 所示的半成品坯料，然后将其作为半成品坯料再用一套弯曲模对其进行一次弯曲成形，达到制件要求形状如图 1 所示。图 2 半成品坯料2.3 主要设计计算2.3.1 冲裁件坯料长度的计算结合图 1 中制件尺寸可知：当弯曲成形制件圆角半径较小（r=0.5t）时，根据中性层长度不变原理进行计算。因为 R=1.50.51,属于圆角半径适中的弯曲件，所以该冲裁半成品坯料的展开长度按直角边与圆角区分段进行计算。视直角边在弯曲前后长度不变，圆角区展开长度按弯曲前后中性层长度不变原理进行计算。1) 由于 R/t=1.5/0.5=3,查表 3.4，得中性层位移系数 x=0.46。变形区中性层曲率半径 按式（3.7）计算 =R+xt=(1.5+0.460.5)mm=1.73mm 2) 毛坯尺寸（中性层长度）L 总=L 直 + L 弧 其中 L 直弯曲件直线部分长度 L 弧弯曲件圆角部分长度L 总坯料展开总长度式中 L 弧=(/180)4=（3.14901.73/180）4（2.724）=10.88mm另由图中各尺寸关系可得出：L 直=（36-25-1.52）+(25-0.52-1.52)+（6-0.52-1.52）2=8+21+4=33mm 故综上可得：L 总=L 直 + L 弧 =10.88+33 =43.88mm44mm故而得到弯曲前冲裁得到的半成品坯料长度为 44mm，继而也可得到冲裁时所需的坯料长度同为 44mm。2.3.2 冲裁排样方式的确定与相关计算购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639616设计冲孔、落料复合模，首先要设计条件排样图。冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式，称为冲裁件的排样，简称排样。合理的排样应是在保证制件质量、有利于简化模具结构的前提下，以最少的材料消耗，冲出最多数量的合格工件。底座的形状简单，由于零件外形尺寸为自由尺寸对精度要求不高，为了提高材料的利用率减少冲裁力，虽然这时会使零件外形尺寸公差等级降低但是经过等筹兼顾，全面考虑。这里我们采用有废料排样。如图 3 所示：图 3 有废料排样图另外，为了确保冲裁件质量，排样中各工件与料边之间、工件与工件之间留下的余量，称为搭边。在此处的搭边值是根据课本表 2.9 取得工件间 a1=2mm，a=1.8mm。故而可得冲裁所需钢板条料的宽度为：B=（68+1.82）mm=71.6mm，如图 3 中所示。中查板材标准【2】宜选 500mm1500mm 的钢板，每张钢板可剪裁约 20 张条料(71.6mm500mm)，每张条料可冲裁大约 10 个工件。故每张钢板的利用率为： 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163961710%AA1： 选用一张钢板所加工总零件面积；A: 一张钢板面积。%79.1079.%10502684而相对来说，一个布距内材料的利用率通常是以一个布距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率来表示。 1010ABSS式中 S1一个布距内零件的实际面积；S2一个布距内所需毛坯面积；A 送料布距；B 条料宽度代入已知数据，可得一个步距的材料利用率 ：%6.86.714338%1010 ABSS2.3.3 计算凸、凹模刃口尺寸(1)冲尺寸为 12mm 的孔对应凸、凹模刃口尺寸的计算查表 2.4 得间隙值 Zmin=0.040mm，Zmax=0.060mm。由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸、凹模分开加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模人口尺寸的计算如下：查表 2.5 得凸、凹模制造公差： 凸=0.020mm， 凹=0.020mm校核：Zmax-Zmin=0.020mm，而 凸 + 凹=0.040mm购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639618满足 凸+ 凹 Zmax-Zmin，故而采用配作法制造模具刃口。工件图中未标注公差值，查相关文献可得尺寸为 12mm 的工件公差值为=0.18mm。查表 2.6 得 IT12 级时的磨损系数 x=0.75。所以按式（2.5）可得：d 凸=(dmin+x) =(12+0.750.18) mm =12.14 mm0 - 凸 0 -0.020 0 -0.020d 凹=（d 凸+Zmin） =（12.14+0.040） mm=12.14 mm+ 凹 0 +0.020 0 +0.020 0(2)外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算对于冲裁件外轮廓的落料，其形状相应也比较简单，当以凹模为基准件时凹模磨损后，刃口部分尺寸都变大，因此属于 A 类尺寸。对于外形尺寸分别为 68mm 和 44mm，所以通过查相关文献可查得其对应公差分别为：0.30mm，0.25mm。所以按公式：Aj=(Amax-x) 可求得：+ /4 068 凹=(68-0.750.30) =67.78 mm+0.30/4 0 +0.075 044 凹=(44-0.750.25) =43.8 mm+0.25/4 0 +0.063 0落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是 67.78mm、43.8mm，不必标注公差，但要在技术要求中注明：凸模刃口实际尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值Zmin=0.040mm(落料凹模刃口部分尺寸见图 4 所示） 。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639619图 4 落料凹模刃口部分尺寸(3)弯曲模工作部分尺寸计算弯曲模工作部分的尺寸主要是指凸模、凹模及凸凹模中圆角半径和凹模的深度。而对于该制件一次弯曲成形模还应有凸、凹模间隙和模具横向尺寸等。凸模圆角半径及凸凹模上对应的凸模的圆角半径 由于此工件的 R/t=1.5/0.5=3较小，且四处弯曲角的 R 均为 1.5mm，大于最小弯曲半径（rmin=0.5t=0.50.5mm=0.5mm)，所以在这里可以将各处对应凸模的圆角半径取为 R凸=1.5mm。 凸凹模上凹模圆角半径 凹模圆角半径 R凹的大小对弯曲力以及弯曲件的质量均有影响。R 凹过小会使弯矩的弯曲力臂减小，毛坯沿凹模圆角滑入时的阻力增大，弯曲力增加，并易使工件表面擦伤甚至出现压痕。凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时毛坯会发生偏移。在实践生产中，R 凹一般按材料的厚度 t 来选取。由于该 形件弯曲模的厚度t=0.52mm，故而结合凸模圆角半径 R凸=1.5mm 可将对应凹模的半径 R凹取在凸模圆角半径的基础上加上一个制件壁厚即取为 R=1.5mm。凹模工作部分深度的设计计算 凹模工作部分的深度将决定板料的进料深度，同时也影响到弯曲件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响.而对于该工件来说，由于在设计模具结构时考虑到制件自身的要求，后续弯曲模具结构设计为一次弯曲成形复合模，凸凹模在上模部分，凸模与凹模在下模部分。所以将凸凹模部分的凹模深度选定为制件深度，即在制件整体高度的基础上减去一个板厚即 h 凹=5.5mm；而下模部分的凹模深度因为有凸模要穿过，所以其对应孔的设计应确保与凸模的配作。其工作表面为上表面，且有定位块保证工件的可靠定位，应注意其平直度及精度要保证制件的顺利成形。凸、凹模间隙 对该工件进行弯曲时，必须要选择适当的凸、凹模间隙。若间隙过大，会造成制件两直边不平，上宽下窄，降低制件的尺寸精度。间隙过小，使弯曲力增大，直边壁厚变薄，容易擦伤工件表面，加速凹模的磨损，降低凹模使用寿命。弯曲模的凸、凹模间隙是指单边间隙。为能顺利的弯曲，间隙值应稍大于板料厚度 t。在设计同时还应考虑以下因素的影响：弯曲件宽度 B 较大时，受模具制造与装配误差的影响，将加大间隙的不均匀程度，因此间隙应取大些；B 较小时，间隙值可取小些；弯曲件材料较软时，弯曲时板厚容易变薄，间隙可取小些；硬料则应取大些。此外，购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639620还应考虑弯曲件尺寸精度和板料厚度偏差的影响。综上所述，又已知制件宽度 B=68mm，材料为 20。故该 形制件凸、凹模间隙值可按下式进行计算一般情况下，Z/2=t+1+Ct 当工件精度要求较高时，Z/2=t以上各式中： Z/2凸、凹模单边间隙（mm） ；t工件材料厚度的基本尺寸（mm） ；C间隙系数，可查表得；1材料厚度的正偏差（mm） ；由于设计模具结构是把凹模设计为可调式，故也可将模具的凸、凹模间隙 Z/2 处选为材料的厚度，即 Z/2=t=0.5mm。凸、凹模横向尺寸及公差现以 U 形件为参考对该工件凸、凹模等相关尺寸进行设计。依据产品零件图可知，本零件标注的是外型尺寸，故设计凸、凹模时应以凹模为基准，间隙取在凸模上。查表 2.5 得 凸=0.020mm， 凹=0.030mm。 又由表 3.9 查得该弯曲件中内形尺寸 14.5mm 的尺寸公差为=0.6mm。凹模横向尺寸：La=(L-0.75) =(25-0.750.6) mm=24.55 mm+a 0 +0.030 0 +0.030 0凸模横向尺寸：Lt=(La-Zmin) =(24.55-1) mm=23.55 mm0 -t 0 -0.020 0 -0.020以上各式中 L弯曲件的基本尺寸（mm） ；t、a凸、凹模的制造公差，选用 IT7IT9 级精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一级；La 、Lt凸、凹模工作部分尺寸（mm） ；购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639621Z凸、凹模双边间隙（mm） ；弯曲件的尺寸公差（mm） 。(4)弯曲模部分其它相关计算弯曲件回弹值的计算 由于回弹直接影响了弯曲件的形状和尺寸，因此，在模具设计和制造时，必须预先考虑材料的回弹。通常是先根据经验数值和简单的计算初步确定模具工作部分尺寸，然后再试模修正相应部分的形状和尺寸。小变形程度（r/t10）时，回弹比较大，先计算凸模圆角半径，再计算凸模角度；大变形程度（r/t5 ）时，卸载后圆角半径变化小，仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲此工件时，其弯曲中心角为 90，故而结合制件材料为 20 钢以及其相对弯曲半径为 r/t=3、材料厚度为 0.5mm，经查表 3.2 可以取该制件的弯曲回弹角为 5。弯曲力的计算 弯曲力指的是压力机完成预定的弯曲工序所需施加的压力，是选择压力机和设计模具的重要依据之一，所以必须进行计算，但要从理论上计算弯曲力是很复杂的，并且计算的值还不是十分的准确，因此，在生产中通常采用经验公式进行计算。对于该工件，按 U 形件弯曲计算。其公式为：F 自=0.7Kbt 2 b/(r+t)式中： F 自冲压行程结束时自由弯曲的弯曲力（KN）; K安全系数，一般取 K=1.3；b弯曲件宽度（mm）;t弯曲件材料厚度（mm）; b弯曲件材料的抗拉强度（Mpa）;r弯曲件的内弯曲半径（mm）;所以经查询相关各值后代入上式可得 ： F 自=0.7Kbt 2 b/(r+t)=0.71.3680.25450/（1.5+0.5）N=3480.75N=3.48KN购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639622顶件力 Fd 可近似取自由弯曲力的 3080，即Fd=（0.30.8）Fz=（0.30.8）3.48KN=（1.0442.784）KN取 Fd=2.5KN校正弯曲时，校正弯曲力最大值是在压力机工作到下死点的位置，且校正力远远大于自由弯曲力（或接触弯曲力） ，而在弯曲工作的过程中，二者又不是同时存在的，因此，查表 3.7 得：P=40Mpa,所以校正力为：F 校=AP=（3668）40N=97920N=97.92KN式中 F 校校正弯曲力 （KN） ；A校正部分投影面积（mm） ；P单位面积校正力（Mpa） ，其值见表 3.7。初选压力机 选择压力机时，要根据模具的结构来确定，当施力行程较大时，（5060）F0F,即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的5060，校正弯曲时，更要使额定压力有足够的富裕量。对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故顶件力或压料力可以忽略不计，但这里为了保险起见，在计算公称压力时还是将顶件力 Fd 考虑进去。F 压机（1.21.3） （F 校+Fd）=（1.21.3）(97.92+2.5)KN=（1.21.3）100.42KN=120.5130.55KN初选弯曲模对应压力机的公称压力为 160KN，即 J2316 型。2.3.4 冲压力的计算及压力中心的确定(1)冲压力的计算购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639623该制件首先是采用冲孔落料正装复合模，拟选用弹性卸料上出料。冲压力的相关计算如下：冲裁力 F： FKLt b式中： F冲裁力（KN） ；L冲裁周边长度（mm） ；t冲裁件材料厚度；被冲材料的抗剪强度（MPa） ；bK系数，一般取 1.3.在一般情况下，材料的抗剪强度 =1.3 ，为方便计算，也可按下式进行估算冲bb裁力 F1.3Lt Ltb式中 被冲裁材料抗拉强度（MPa） b查手册【3】得 20 钢的 为 355500Mpa, 取 450Mpa。b bF 落Lt =(68+44)20.5450N=50.4KNbF 冲3Lt =3(23.142+8+8)0.5450N=19.28KN由于此处采用的是弹性卸料装置和上出料的冲孔、落料正装复合模，所以其冲裁工序总力的计算公式为： F 总=F+F 卸+F 顶查表 2.7 取 K 卸=0.05 K 顶=0.08故落料时的卸料力和顶出冲孔废料时的顶件力分别为F 卸K 卸 F 落=0.0550.4KN=2.52KN F 顶K 顶 F 冲=0.0819.28KN=1.54KN所以 F 总=F+F 卸+F 顶=F 落+F 冲+F 卸+F 顶=73.74KN(2)压力中心的确定模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。模具的压力中心必须使模柄轴线与压购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639624力机滑块的中心线重合，否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至破坏模具。选用坐标系 XOY,如图 5 所示：由于该制件为对称结构，所以制件中心坐标即为模具的压力中心。所以 X0=34mm，Y0=22mm。图 5 压力中心3 模具总体设计由上述已知，该制件需要冲孔落料正装复合模和一次弯曲成形模两套模具加工而成。所以对两套模具的总体设计如下所示。3.1 冲孔落料正装复合模的设计3.1.1 模具的类型选择由上述分析，本零件的第一套模具包括冲孔和落料两道工序，结合制件结构，可采用正装复合模。其上模部分由上模座、推板、垫板、凸凹模固定板、弹顶器、弹性卸料板及凸凹模等零件组成，下模部分由落料凹模、凹模固定板、冲孔小凸模、凸模固定板、垫板、下模座等组成。其优点为：采用弹性的顶件装置、卸料装置对工件和条料起到压购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639625平的作用，适用于冲制材质较软、板料较薄、平直度要求较高的冲裁件，冲裁件的精度较高。冲裁完成后回程时，上模部分的弹性卸料装置将卡在凸凹模外的条料废料卸下，而冲孔废料由上模部分的刚性推件装置卸出模外，工件由下模部分弹性顶件装置顶出，每冲裁一次，顶出一次，模内不会积聚工件，有利于减小凸凹模的最小壁厚，不易将凸凹模胀裂。但是由于此结构的冲孔废料从上模引出，而此工件上孔又较多，冲孔废料易落入下模部分，造成模具清理麻烦。因为是批量生产，采用手动送料方式，从右往左送料；又因为该制件采用的是正装复合模，所以直接用挡料销和导料销即可。为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。又根据制件尺寸及精度要求等采用中间导柱模架。3.1.2 模具主要零部件的结构设计(1)凸模、凹模、凸凹模的结构设计1) 落料凸、凹模的结构设计 在落料凹模内部，由于要设置推件块，所以凹模刃口应采用直通型刃口，并查表 2.21 取得刃口高度 h=5mm。该凹模结构简单，宜采用整体式。又查表 2.22，得 k=0.25即 凹模高度 H=ks=0.2568mm=17mm；凹模壁厚 C=(1.52)H=(1.52)26mm=3652mm；凹模外形尺寸的确定：凹模外形长度 L=(68+246)mm=160mm；参照标准，在此取凹模外形尺寸为：160mm100mm20mm。2)冲尺寸为 12mm 孔的凸模设计 因为该制件内孔非圆形，所以其对应凸模为异形凸模，其固定方式为 P7/h6 的铆接固定；为使凸模加工方便，将其做成等断面，即直通式凸模，其结构如图 6 所示。凸模固定板厚度取 16mm，凸模长度根据结构上的需要来确定。对其加工采用成型磨削或者线切割等方法，加工容易，但其固定板型孔的加工较复杂。注意：由于铆接的异形凸模工作端应进行淬火，淬火长度约为全长的 1/3，另一端处于软状态，与凸模固定板铆接时要凹进 1mm。故其长度计算如下：L=h 凸模固定板+h 衬板+h 落料凹模=20mm+20mm+20mm=60mm购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639626图 6 异形凸模由于此凸模尺寸较大，且长度较短，刚强度足够，所以不需对其进行校核。冲裁时注意进入凹模刃口 1mm。3)凸凹模的结构设计 本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模以外还有一个凸凹模。由于凸凹模是复合冲裁中的一个特殊零件，其内形刃口起冲孔凹模的作用，按凹模设计，其外形刃口起落料凸模作用，按凸模设计。内外缘之间的壁厚由冲裁件形状和尺寸决定，从强度考虑，壁厚受最小壁厚限制。而对于此冲孔落料正装复合模来说，凸凹模装于上模部分，内孔不会积聚废料，胀力小，最小壁厚可以小些。根据模具的整体结构设计要求，凸凹模的结构简图应如图 7 所示。另外，在确定凸凹模安排在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639627图 7 凸凹模的结构(2)模架的设计上模座：284mm120mm50mm下模座：340mm180mm50mm导柱： 28mm200mm导套： 28mm100mm 40mm模柄： 48mm80mm垫板：160mm100mm10mm卸料板：160mm100mm12mm凸模固定板：160mm100mm20mm衬板：160mm100mm20mm模具闭合高度：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639628H 闭=H 上模+H 垫板2+H 凸凹模+H 凹模+H 衬板+H 凸模固定板+H 下模座=50mm+102mm+50mm+20mm+20mm+20mm+50mm=230mm在此，结合上面对该冲裁件计算出的冲压力 F 总=73.74KN，综合考虑初选 J2325 型压力机。其公称压力为 250KN,最大装模高度为 270mm。3.2 一次弯曲成形模的设计3.2.1 模具的类型选择由前面冲压工艺分析可知，对于该 形弯曲件采用的模具类型为一次复合弯曲成形模，且为标准后座模架。上模部分由上模座、凸凹模、凸凹模固定板、垫板等零件组成；下模主要由定位块、凹模、衬板、凸模、顶杆、螺钉和下模座等零件组成。弯曲工件主要由下面顶板顶出。（1）定位方法的选择因为该模具坯料采用的是长条料，控制条料的送进方向采用定位块和凸模外形定位，因为零件的尺寸精度要求不是很严格，此定位方法就可以满足要求。（2）顶件及出料方式的选择因为工件的厚度为 0.5mm，相对较薄，顶件力也比较小，故可以采用弹性卸料装置，即下模部分由顶板及弹顶器等组成顶出装置。且设计时应注意下模弹顶器的弹顶力必须大于毛坯件第一次弯曲的弯曲力，才有利于工件的全部成形。另外根据制件及模具的结构形式及特点分析，我们选择采用前后送进坯料的后出料方式，可以提高生产效率。（3）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，选用导柱、导套导向。由于该零件导向尺寸较小，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架，导柱与导套之间采用间隙配合。根据冲压工序性质、冲压的精度及材料厚度等的不同，其配合间隙也稍微不同。因为本制件的厚度为 0.5mm，所以导柱、导套之间的配合采用 H7/h6。3.2.2 模具主要零部件的结构设计购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639629结合制件形状及结构要求，可将其工作部分零件设计为一个凸模、和一个凹模安装于下模部分，另外设计一个凸凹模安装于上模部分。模具各主要零部件的设计如下：弯曲凸模、凹模及凸凹模的设计结合工件外形并考虑加工，将弯曲凸模设计成简单的形式用线切割进行加工成形，将其安装于下模座上的衬板中且与凹模中心孔配作加工，故而凹模也要用线切割进行成型加工，同时还应注意与制件下表面接触处的凹模上表面精度要保证，在此取其表面粗糙度 Ra=0.8，且应保证其上下表面平行度要求；对于成形制件外表面的凸凹模的加工也同样采用线切割进行成型加工，保证其加工精度，最终更好的保证制件的成型要求。另外，将其各部分尺寸确定如下：凸模高度：Lt=53.5mm； 凹模板厚度：La=26mm；凸凹模高度：Lta=65.5mm。 定位及紧固零件的设计该 形件弯曲模上模部分对于凸凹模的固定采用两个定位销定位及两个螺钉紧固，定位销以尺寸为 8.0mm 的孔作导正孔，定位销采用 H7/h6 与凹模板配合。其中此定位销在此可以采用 840 的销钉；同时紧固螺钉选 M8 的尺寸（公称直径为 d=8mm、公称长度为 l=40mm、性能等级为 8.8 级，表面氧化、A 级的六角头螺栓） 。而对于下模座的紧固及固定也采用相同规格的螺钉及定位销，但在数量上，这样便于整套模具的加工及制造。但在数量上，下模部分用到了四个螺钉和两个销钉对其进行紧固及固定。另外，在凹模上表面我们又采用了两个定位块来对坯料进行定位（注意两定位块之间距离要满足坯料长度方向尺寸要求） ，而且两定位块高度尺寸要在高于工作前凸模伸出凹模表面高度的基础上再加上一个板料厚度，从而可靠保证坯料的定位。对于定位块的定位我们在此采用四个尺寸为 M5 的螺钉将其固定于凹模两侧。弹顶器的设计弹顶器用橡胶作弹性元件，安装于顶板下部。其结构如下图所示： 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639630图 8 橡胶弹顶器1-顶板；2-橡胶；3-托板；4 螺杆模架的设计该模具采用后座导柱模架结构，结构简单。以制件对应凸、凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。综上所述，由于此 形件弯曲模不是标准模架，因此需自行设计。取模柄高度为85mm，上模座高度为 40mm，垫板厚度为 6mm，凸凹模高度为 65.5mm，凹模板厚度为26mm，凸模安装运行对应的衬板厚度为 22mm，下模座的厚度 H 取 40mm。弯曲模闭合高度是指冲床运行到下止点时，模具工作状态的高度。模具闭合后剩余空间部分即为制件厚度为 0.5mm。故该模具的闭合高度为：H 闭合=H 上模座+H 垫板高度+H 凸凹模高度+H 凹模+H 衬板+H 下模座+H 制件厚度 =（40+6+65.5+26+22+40+0.5）mm=200mm可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23-16 型的最大装模高度（220mm） ，可以满足其使用要求。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396314.冲压设备的选定及安装4.1 冲压设备的选定由上面的设计计算等已知该制件的冲压设备相应的也要用到两套。各套模具冲压设备的选定如下所示。4.1.1 冲孔落料正装复合模冲压设备的选定有上述已知计算可知，选择型号为 J2325 型的开式双柱可倾压力机能满足要求。其主要技术参数如下表所示：J2325 型压力机主要技术参数公称压力/KN 250滑块行程/mm 65滑块行程次数/（次/min） 55最大封闭高度/mm 270封闭高度调节量/mm 55滑块中心线至床身距离/mm 200立柱距离/mm 270工作台尺寸/mm（前后左右） 370560工作台孔尺寸/mm （前后左右直径） 200290260垫板尺寸/mm（厚度） 50购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639632模柄孔尺寸/mm（直径深度） 4060床身最大倾斜角() 304.1.2 一次弯曲成形模冲压设备的选定由上面的设计过程及计算数据可知：初选压力机的公称压力为 160KN，即 J2316型压力机。J2316 型压力机的滑块行程为 55mm，大于工件高度的两倍，满足支撑板弯曲时的冲压行程。其主要技术参数如下表所示：J2316 型压力机主要技术参数公称压力/KN 160滑块行程/mm 55滑块行程次数/（次/min） 120最大封闭高度/mm 220封闭高度调节量/mm 45滑块中心线至床身距离/mm 160立柱距离/mm 220工作台尺寸/mm（前后左右） 300450工作台孔尺寸/mm （前后左右直径） 160240210垫板尺寸/mm（厚度） 40购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639633模柄孔尺寸/mm（直径深度） 4060床身最大倾斜角() 354.2 各套模具在压力机上的安装及其他4.2.1 模具在压力机上的安装 模具安装之前要切断压力机总电源开关，检查压力机打料装置的位置是否合适，应将其暂时调整到最高位置，以免调整压力机装模高度时被折弯；检查压力机的装模高度与模具的闭合高度是否合理；检查下模的顶杆和上模的打料装置是否符合压力机打料装置的要求。由上面对制件模具的设计以及压力机的选用可以确定其安装程序如下：（1）根据模具的闭合高度调整压力机的装模高度，使压力机的装模高度略大于模具的闭合高度。（2）将滑块升至上止点，将模具放于工作位置状态，再将滑块逐步下降使模具模柄安装到滑块的模柄孔内，使滑块下平面与上模座上平面接触，再用压块或压紧螺钉将模柄（上模）固紧。（3）下模安放于压力机工作台垫板上，并与上模对正，用压板和压紧螺栓将下模固紧在工作台垫板上。（4）用手搬动飞轮（或者选择“点动
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