【CM042】管座及其加工模具的加工【4套】
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cm042
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【CM042】管座及其加工模具的加工【4套】,cm042,及其,加工,模具
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河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 河南工业职业技术学院 机械工程系 2007 届毕业生毕业设计 任 务 书 二 年十二月 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 姓名： 王健 班级： 04143 专业： 数控技术及应用 学号： 40 设计题目： 管座及其加工模具的设计 进度安排： 一、找设计题材（ 8 天） 二、零件实体造型（ 11 天） 三、工艺分析（ 7 天） 四、模拟加工、编写工艺文件（ 7 天） 五、编写毕业论文（ 15 天） 六、材料呈给导师审批（ 1 天） 七、毕业论文打印（ 1 天） 八、交毕业论文（ 1 天） 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 论文成绩： 指导教师（签字）： 年 月 日 答辩小组评语及成绩评定 答辩成绩： 毕业设计成绩： 答辩小组负责人（签字）： 年 月 日 答辩委员会审定意见： 答辩委员会主任（签字）： 年 月 日 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 答 辩 小 组 成 员 姓 名 职 称 工 作 单 位 备 注 河南工业职业技术学院毕业论文 题 目： 管座及其加工模具的 加工 班 级： 04143 姓 名： 王健 专 业 ： 数 控技 术 及 应 用 指 导 教 师 ： 杨瑞兰 答 辩 日期： 2007 年 6 月 20 日 河南工业职业技术学院 工 艺 规 程 零（部）件名称 管座及其加工模具的设计 专 业 数控技术及应用 班 级 04143 姓 名 王 健 指 导 教 师 杨瑞兰 2007 年 4 月 22 日 河南工业职业 技术学院 工 艺 过 程 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 管座 材 料 45 钢 毛 坯 种 类 型材 毛 坯 尺 寸 一毛坯可制零件数 1 工序序号 工序 名称 工 序 内 容 设 备 夹 辅 具 名 称 刀 具 名 称 规 格 量 具 名 称 及 规 格 5 下坯料 下料 控铣床 虎钳、刀架 10刀 游标卡尺、钢板尺 10 粗铣 粗铣外轮廓，余 余量 控铣床 虎钳、刀架 10刀 游标卡尺 15 去毛刺 用砂布除去毛刺，以便以后提高加工质量 砂布 台式虎钳 砂布 游标卡尺 20 热处理 为了提高它的硬、耐磨性和经济性 回火 25 精铣 精铣外轮廓，达到规定尺寸 控铣床 虎钳、刀架、 6刀 游标卡尺 30 钳工修 磨 处理一些影响表面质量的地方 砂布 台式虎钳 砂布 千分尺 35 清洗 清洗机 40 检验 编 制 王健 校 核 审 查 共 1 张 第 1 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 01 管座 工序名称 下坯料 坯； 床上铣出如图所示 ； 材 料 45 钢 设 备 名 称 控铣床 型 号 802D 夹具名称 虎钳 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 平刀 10 钢板尺 200 切断刀 刀宽 4 游标卡尺 0 1 1 编 制 王健 校 核 审 查 共 3 张 第 1 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 10 管座 工序名称 粗铣外轮廓 出距夹具 15 长度，粗铣外型，留余量为 材 料 45 钢 设 备 名 称 控铣床 型 号 具名称 虎钳 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 平刀 14 游标卡尺 0 1 1 1 1 1 编 制 王健 校 核 审 查 共 3 张 第 2 张 河南工业职业技术学院 工 序 卡 片 产 品 代 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工序号 25 管座 工序名称 精铣外轮廓 出距夹具 15长度，精铣外型，以达到所要求尺寸。 材 料 45 钢 设 备 名 称 控铣床 型 号 具名称 虎钳 刀 量 辅 具 名 称 规 格 数 量 球刀 10 游标卡尺 0 1 1 1 1 1 编 制 王健 校 核 审 查 共 3 张 第 3 张 河南工业职业技术学院 检 验 卡 片 产 品 型 号 零 （部） 件 名 称 零 （部） 件 代 号 工 序号 10 30 管座工序名称 铣削 序号 检验内容及技术要求 10 粗车后，达到该工序尺寸； 15 钳工修磨，检验尺寸是否符合要求。 25 精车，测量是否合格 30 钳工修磨 ,进行精确检验 设备及工艺装置 序号 名称 型号 10 15 西门子 802D 5 30 虎钳 游标卡尺 0 外径千分尺 5 25 制 王健 校 核 审 查 共 1 张 第 1 张 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 1 摘要 随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。本次设计就是进行数控加工工艺设计织机导板零件，侧重于设计该零件的数控加工夹具，主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的工装设计。并绘制零件图、夹具图。用 G 代码编制该零件的数控加工程序，在则学习计算机辅助工艺设计（ 关知识，并编制其构架。其中此次毕业设计中的工装夹具是重点和难点。 关键词 ：数控加工、机床夹具、数控编程、计算机辅助工艺 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 2 目 录 1 摘要 3 2 结构工艺分析，工艺方案分析 4 件材料的分析 4 定工艺的方案 4 定零件的冲压工序 4 析零件的冲压工艺性 4 订冲压的工艺方案 5 样 6 坯展开 7 3 模具的设计 加工 9 孔落料模 9 薄翻孔模 18 楔式弯曲模 24 型弯曲模 31 工程序 35 设计小结 38 参考文献 39 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 3 第一章 引言 本设计的管座是摩托车固定软管的零件，材料是 厚是 等批量生产，年产量 100万件，精度要求不高。该零件是非对称的多向弯曲件。需要多次弯曲才能成形。其零件图如图 1示： 29229 . 5? 5A? 1 管座式样图 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 4 第 2 章 结构工艺分析，工艺方案分析 件材料的分析： 35拉强度为 375长率为 26%（查冷冲压工艺与模具设计）。此材料有足够的强度，适合与冲压生产。 定工艺的方案。 弯曲工艺是指成形制件弯曲部分先后顺序以及弯曲工序的分散与集中的程度。 弯曲工序的安排原 则： 外部后内部弯曲成形。 道工序必须为后道工序准备定位。 型复杂件宜采用集中工序，大型件宜采用工序分散的工艺。 度要求较高的弯曲件宜采用单工序，以便模具的调整与修正。 定零件的冲压工序 ： 图 1所示的零件为一带孔的弯曲件，其冲压工序主要包括以下几个方面： 落料、冲孔、变薄翻孔、斜楔式弯曲、 U 型弯曲 析零件的冲压工艺性： 图 1 所示尺寸是均没有标注公差的一般尺寸，按照惯例取为 ，符合一般冲压的经济度的要求，模具的精度要求凸模取 模取 零件材质为 够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到，价格适中。 外形的落料工艺性：该零件属于中小尺寸的零件，料厚 1.5 形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可以采用冲裁落料工艺。 冲孔的工艺性：孔径为 尺寸的精度要求一般，可采用冲孔得到。 变薄翻孔的工艺性：变薄后的孔径为 度为 3度要求一般，可 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 5 以采用一般的变薄翻孔工艺。 弯曲的工艺性：该零件图所示的外形主要包括 3处弯曲部位。各弯角处的圆角半径均没有大于 1据弯曲工艺性的要求分析得知各个弯曲 角均可以一次成形得到。 综合以上几方面的情况分析，可以认为该零件的冲压工艺性良好，完全可以满 足该零件的生产要求。 订冲压的工艺方案 ： 分析该管座的零件图得知，该零件上有一个安装时起定位作用的翻边孔，孔径为10.5 边高度是 3，经计算，该翻边孔是属于变薄翻边。为了达到该零件的翻边高度，翻边预制孔的可以先用钻削的方法获得，这样可以改善预制孔的孔缘状况，避免口部发生破裂。为了使钻孔位置准确，钻孔前需要用模具冲出一个适当的预制孔。零件弯勾处的口部的最小弯曲尺寸为 部最大的弯曲尺寸 为 要采用凸模可以滑动的斜楔式的弯曲模，在压力机滑快下压时一次成形，零件的两侧面的弯曲处可以采用 件展开后外形应由落料得到。 根据以上的分析，零件的冲压工艺拟定为以下三种： 方案一： 落料 冲孔 变薄翻孔 斜楔式弯曲 方案二： 冲孔落料 变薄翻孔 斜楔式弯曲 ； 方案三： 采用级进模； 下面就着三种方案进行分析比较： 采用方案一：在这套方案中，模具的结构简单，比较容易的适应产品形状的变更，材料的利用效率高，加工的利用率高，加工的方向自 由，模具制造的时间短，费用低廉，但是产品的精度要求不高，模具的数量多，占用的设备多，生产率不高。 采用方案二：在该方案中将方案一的前两道工序结合起来，采用先冲孔，后落 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 6 料的的简单的两工位的级进模具，后面的工序没有改动，这样设计具有了方案一的优点，同时也在一定程度上提高了生产效率，节约了劳动时间，设备的占用量有所减少，但是模具的成本有所提高。 采用方案三：该方案和前两道方案相比较，生产的效率有了极大的提高，操作方便，不产生半成品，生产率与工位数没有什么关系，能够完成复杂的加工，但是材料的利用率和前面相比较而言 要低的多，同时级进模的模具设计制造难度大，模具的制造时间长，费用高 综合以上所述：考虑到零件的材料性质，生产的批量，尺寸的精度以及生产的成本，零件的冲压工艺方案等一系列因素决定采用方案二。方案二同时具有了方案一和方案三的部分优点，在节约成本的同时也适当的提高了生产的效率。 采用方案二将主要涉及到以下四套模具： （ 1） 冲孔落料模； （ 2） 变薄翻孔模； （ 3） 斜楔式弯曲模； （ 4） 样。 根据零件的外形展开图所示，典型的毛坯排样方案有以下两种方案。如图 2所示 第一种方案（上图）：要求条料 的宽度小，模具的宽度也小，但是模具的长度较长。 第二种方案（下图）：在该方案中模具的宽度增加，但是模具的长度却减少了很多，同时它的送进步距变小，有利提高材料的利用率。 根据应变中变形层前后的长度不变，由于零件的弯曲圆角与板厚之比大于允许的最小弯曲半径 r/曲时不存在板料开裂的危险，因此排样是主要考虑的是材料的利用率。 综合上述：排样方案定为方案二 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 7 2 7 , 5图 2 排样的 2 种方案 查表知搭边值 为： 中央搭边为 搭边为 以步距初定为 排样图设计后，必须确定以下内容： 具的工位数及工位的内容； 冲制工件各工序的安排及先后顺序，工件的排样方式。 具的送料步距条料的长度与宽度的利用率。 料方式、弹顶器的设置和导正销的安排。 具的基本结构。 坯展开： 根据图 2提供的信息，其零件展开图如图 3 所示： 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 8 毛坯展开图 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 9 3 模具的设计 孔落料模 的压力中心 ： 保证压力机和模具正常的工作，必须使冲模的压力中心和压力机的滑快中心线相重合，否则冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸，凹模间隙不均匀和 导致导向零件加速磨损，造成刃口和其他零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机的精度。 形状简单而对称的工件，其冲裁时压力中心与其几何中心重合，形状复杂的工件，多凸模冲孔及级进摩的压力中心则采用解析法或者作图法来确定。 该工件在该工序中是级进冲裁，因 此该冲模的压力中心可以采用解析法和作图来确定。为了加强压力中心的准确性，避免作图时产生的误差，因此采用解析法来确定该工件的压力中心。 该工件的压力中心为： 3213322110 3213322110因为冲裁力与周边的边长成正比，所以式中各 以分别用 冲裁边的周边长度 2, 3213322110 n 21 3322110 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 10 L ； 152 L ； L； L； L； L； 1654321 X ； Y X Y X Y X 05Y 06 *9*0*X=4*Y=该工序中有两到工位，因此还要求出整个模具的压力中心。这就要求计算出冲孔模的压力中心，但该冲模是圆行其压力中心就是其几何中心。 下面计算各个凸模的冲裁周边长度： L 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 11 2 冲对于整个工件的压力中心为： 0*0 X= 31 4*Y=、 模具凸、凹模间隙的确定： 查表知： m a x 考虑到模具在使用过程中的磨损会使模具的间隙增大，影响模具的加工精度，使工件的质量达不到规定的要求，故在设计模具时，要采 用最小的合理间隙来增加模具的寿命。 模和凹模的刃口尺寸的设计： （ 1） 冲孔： 根据模具的设计原则，冲孔时以凸模的设计为基准，首先要确定凸模的刃口尺寸。 由零件图知需要冲的孔的孔径为 又上面查表知道： m a x 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 12 M X =为零件没有指 名公差要求，故按惯例取为 X=、凸模分别按照 *( = = 0m =（ 核其间隙是否合理： M C 22 为 足间隙的公差要求） 所以该间 隙值是合理的。 （ 2） 落料： 根据模具的设计原则，冲孔时以凹模的设计为基准，首先要确定凹模的刃口尺寸。 查表知 : m 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 13 a x 制件的公差为 取 x=制件当凹模磨损后 ,对尺寸的精度影响不大 ,所以有 : 因为 =0 所以 以有 : a= b=15 c= d=25.5 e=料凸模的基本尺寸与凹模的尺寸相同 ,但是我们在安装凹、凸是要保证其有一个适当的两面间隙值 ,一般在 裁时的压力 : （ 1） 冲裁力 : 该冲裁是属于普通的平 刃冲裁 ,其冲裁力 P T L 式中的 :为材料的抗剪强度 ; 一般取 50 =02(50 =N) （ 2） 卸料力 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 14 =00 =N ) F 总 =2+113+N) 模的外行尺寸 : 凹模的外行尺寸一般按照经验公式法和查表法这两种方法得到 ,在这里采用的是按照经验公式的方法来计算的 . 凹模的 高度 : h=k*b 式中 : k:为系数 b:为最大的孔尺寸的长度 ,在该工件中为 h=取整 h=30模的壁厚 : C=(h 故取 C=50、挡料装置 : 挡料装置的作用是限定毛坯的送进步距和送人冲模的毛坯有正确的位置 ,以保证冲出的工件达到图样的要求 . 在本道工序中 ,主要设计到两种装置 ,分别是圆柱头式的挡料销和临时的挡料销 该销的固定部分和工作部分的直径的差别很大 ,不至于削弱凹模的强度 ,并且制造简单 ,使用方便 ,成本低廉 ,一般固定在凹模上 ,适用于带固定卸料板和弹性卸料板的冲裁模中 ;至于临时挡料销的作用为 :在级进模中当冲第一个冲件时 ,作确定条料的准确的位置用 ,也就是辅助固定挡料销用的 ,用时 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 15 只要向里压紧 ,让挡块伸出挡住工件就可以了 . 料装置 : 在该套模具中采用的是橡皮卸料装置 ,该装置适用于薄的材料冲模上 ,该工件的板料厚为 合该装置的使用要求 . 具的闭合高度 : 垫板的厚度为 : 25料板的厚度 : 25模模板的厚度 : 30模固定板的厚度 : 30模的高度 : 95 H 模 =下模座厚 +上模座厚 +凸模高 +凹模厚 +垫板 +橡胶高 料厚 =45+40+95+30+35 =235( 模的强度校核 : 对于特别细长的凸模应该进行压应力的和弯曲力的校核 ,检查其危险断面的尺寸和自由长度是否满足要求 . （ 1）压应力的校核 : 当凸模的断面小而冲裁力相当大的时候 ,必需对凸模进行强度的技术 ,以检查该凸模是否合理 . 对于圆形凸模 : 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 16 压对于其他各种断面的凸模有 : 压中 凸模的最小直径 ; t 料厚 抗剪强度 ; 压 凸模材料的许用压 应力 在该模具中 t= d= =300 压 =1800 0*15=1050凸模 : 压=4*00/1800 =1 故圆凸模设计是合理的 ,可以满足要求 . 其他断面的凸模 : F/ 压 =118440/300 = 以该凸模的设计也合理 . 弯曲力的校核 : 当凸模断面小而较长时 ,必须进行纵向弯曲应力的计算 . 该凸模是属于无导向装置的凸模 ,对圆形凸模有 : 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 17 式中 :许凸模的最大自由长度 ; d 凸模的最小直径 ; F 冲裁力 ; 模架 : 由于采用手工送料 ,考虑到开敞性和经济性选用后侧导住模架 ,根据模板的平面尺寸和工作区的高度要求 ,查冷冲模的国家标准 ,选 60*160模座 ( 160*160*40; 下模座 ( 160*160*40; 导套 ( 28*150; 导柱 ( 28*100*38; 冲床 : 对于中小型的冲裁件、弯曲件、浅拉伸件多用具有 该压力机具有操作空间三面敞开、操作方便、容易安装、机械化的附属设备和成本低廉的优点 . 根据前面的计算结果 ,选用压力为 160开式曲柄压力机 ,该压力机的行程次数为 每分钟为 115次 ,最大的封闭高度为 300作台的尺寸为 45000以满足该工件在该工序加工的模具尺寸要求的 模柄 : 根据上面的计算结果和工件的零件图示 ,该模具是中小型的模具的 ,可以采用上模用模柄固定 ,下模用压板固定于压力机下台面的方法 . 查开式曲柄压力机 (160国家标准 ,其模柄的安装尺寸孔径为 30冷冲 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 18 压国标 ,可以选用压人式模柄 ,规格为 具的基本工作过程 : 23450? 32 H 7 / m 6图 4 冲孔落料模 如图 4所示，模具工作时 ,条料一侧紧贴导料板 ,条料前进方向从右往左 使用时 ,推进初始挡料销 ,条料送进定位后 ,手指松开 ,初始挡料销在簧片的作用下回位 工件和预冲孔废料从凹模下排出 薄翻孔模 : 孔 : 翻孔是将毛坯或半成品的外边缘或孔边缘沿一定的曲线翻成竖立的边缘的冲压的方法 线时 ,翻孔也就变成了弯曲 ,所以可以说弯曲是翻边的一种特殊形式 能在冲压件上制取与其它零件装配的部位 . 该工件的孔是属于内孔 ,内孔翻边变形时 ,毛坯外缘部由于受到压边力的约束 ,或与外缘的宽度与翻边孔直径之比较大而通常不是变形区 ,竖壁部分已经成形固是 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 19 传力区 ,圆孔翻边是属于伸长类翻边 ,翻边时毛坯变形区切向方向受到拉应力的作用 ,产生切向的拉应变形 厚度变薄最严重 ,因而也最容易产生裂纹 的作用 ,产生的径向的应变值相对较小 . 限变形程度 : 圆孔翻边的翻边的变形程度用翻边系数 翻边系数为翻边前孔径 的比值 . m = 显然 变形程度越大 ,翻边孔不破裂所能达到的最小翻边系数用 影响翻边系数的主要因数有以下几个方面 : （ 1） 材料的塑性 : 材料的延伸率、应变硬化指数和各向异性系数越大 ,极限翻边系数的就越大 ,极限翻边系数越小就越利于翻边 ,该工件的材料是 各项指标多可以达到翻边的要求 ,在该工件的加工时基本不会发生开裂和皱起等现象 . （ 2）孔的加工方法 : 预制孔的加工方法决定了孔的边缘状况 ,孔的边缘应无毛刺 ,撕裂、硬化层等缺陷时翻边系数就越小 ,有利于翻边 常规冲孔的方法产生效率高 ,但是冲孔会形成孔口的表面的硬化层、毛刺、撕裂等缺陷 ,导致极限的翻边系数变大 ,冲孔应对工件采取热处理、修孔或沿孔的反方向进行加工使毛刺位于翻孔内侧等方法 ,能获得较低的翻边系数 . （ 3） 预制孔的相对直径 : 预制孔的相对直径 d/t 越小 ,极限翻边系数就越小 ,有利于翻边 ,这是因为同样 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 20 的预制孔 径 ,材料厚度 厚度方向的压应变的允许的绝对值就增大 ,根据体积不变的原则 ,翻边时变形区的边缘将要开裂时的极限切向应变值增大 ,可知极限的翻边系数就越小 . 该零件的翻孔竖边高度较高 ,且允许变薄 ,材料有具有良好的塑性 ,故采用变薄翻孔模 ,凸模和凹模采用小间隙 ,材料在凸模和凹模的作用下产生挤压变形 ,使料厚显著减薄 ,从而达到确定的翻孔高度 模的形状及计算 : 一般球形凸模的极限翻边系数要比平底凸模的极限翻边系数小 ,此外抛物线、锥形面和较大圆角半径凸模也比平底凸模的极限翻边系数小 ,因为在翻边时球行或锥面 是最先与预制孔接触 ,在凹模口区产生的弯曲变形比平底凸模小 ,更容易使孔口部产生塑性变形 凸模的外形尺寸计算 : 计算凸模的外形尺寸应按照材料变形体积前后不变的原则计算 : =0.5 现取 h=30模的壁厚 : C=(h 故取 C=45、凸模的强度校核 : 对于特别细长的凸模应该进行压应力的和弯曲力的校核 ,检查其危险断面的尺寸和自由长度是否满足要求 . 1、压应力的校核 : 当凸模 的断面小而冲裁力相当大的时候 ,必需对凸模进行强度的技术 ,以检查该凸模是否合理 . 对于圆形凸模 : 压式中 凸模的最小直径 ; t 料厚 抗剪强度 ; 压 凸模材料的许用压应力 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 23 圆凸模 : 压=4*00/1800 =1冲孔凸模设计是合理的 ,可以满足要求 . 位装置 : 为了使工件准确放入模具中 ,使凸模对准工件的预制孔中 ,故在该工序中采用定位板来给工件定位 . 模架 : 由于采用手工送料 ,考虑到开敞性和经济性选用后侧导住模架 ,根据模板的平面尺寸和工作区的高度要求 ,查冷冲模的国家标准 ,选 60*160模座 ( 160*160*40; 下模座 ( 160*160*40; 导套 ( 28*150; 导柱 ( 28*100*38; 冲床 : 对于中小型的冲裁件、弯曲件、浅拉伸件多用具有 该压力机具有操作空间三面敞开、操作方便、容易安装、机械化的附属设备和成本低廉的优点 . 根据前面的计算结果 ,选用压力为 63该压力机的行程次数为每分钟为 160次 ,最大的封闭高度为 300作台的尺寸为 31550以满足该工件在该工序加工的模具的尺寸要求 . 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 24 模柄 : 根据上面的计算结果和 工件的零件图示 ,该模具是中小型的模具的 ,可以采用上模用模柄固定 ,下模用压板固定于压力机下台面的方法 . 查开式曲柄压力机 (63国家标准 ,其模柄的安装尺寸孔径为 30冷冲压国标 ,可以选用压人式模柄 ,规格为 薄翻孔模基本工作过程 : 50225? 32 H 7 / m 6图 5 变薄翻孔模 如图 5所示，工件由定位板进行外形定位 ,压料板装在上模上 ,上面有弹簧分布于翻孔凸模周围 ,压力机滑块下降时 ,压料板将工序件压在凹模上 ,然后凸模和凹模进行 翻孔 压力机滑块上行 ,弹簧复位 ,推动顶杆将工件顶出凹模 ,顶杆除起顶件作用外 ,在翻孔时兼起压料作用 ,以防止翻孔时起皱 . 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 25 楔式弯曲模 零件的弯勾处是一中多角弯曲。模具设计时，将几个简单的弯曲工序，复合在一模具中，力求多角弯曲不同时进行。当压机滑块下行时，利用凸模的垂直及凹模的水平运动使材料产生塑性变形。从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状。 在该零件的弯勾处口部最小尺寸为 曲时应变中性层位置 冲 压 时 板 料 一 般 为 宽 料 。 弯 曲 是 宽 度 方 向 应 变 等 于 零 。 故 222 1 因为变形前后应变中性层长度不变 2 L 将（ 2）代入（ 1）得： 3222 t 以 代入（ 3）式得： 2上式中 所以 查表 3-1 式中： 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 26 t 变薄系数 小弯曲半径 根据图样要求 曲件的弹复： 0具角度 a 0弯曲的实际角度 由于影响弹复角的因素很多（与材料的机械性能，板料厚度，弯曲半径的大小，以及弯曲时校正力的大小等因素有关），因此在理论上计算弹复值是很困难的，通常在模具设计时，按实验的数据进行总结来选用，经试冲后在对模具工作部分加以修正。 弯曲力的计算 为了选择压力机和设计模具，必须计算弯曲力 对于该弯曲件 b 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 27 =0*8 10*=270N 式中 自 曲件内半径 料强度极限 般取 k= 正弯曲力 F 较 =27*103*55 =14580N 式中 F 较 位校正力，起值查表 3表 3料厚 得 0取 P=55MP a 弹压力 该模中没有弹压装置，其弹压力 0% 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 28 F= =810N 压力机的选择 F 总 =F 自 +F 校 +F 弹 =270+14850+810 =15938N 选压力为 160曲柄形式压力机，该压力机最大闭合高度为 300，最小高度160。满足该道工序的要求 曲模工件部分尺寸计算 （ 1） 凹 模宽度尺寸计算 该零件弯曲时应该按用内形尺寸进行计算 凸凸 ）（ 21凸凹 ）（ =（ + 中： b 凹。 b 凸 为弯曲模凹凸模的宽度尺寸 l 为弯曲件的内形基本尺寸 为弯曲件尺寸偏差 凹 凸 为弯曲凹凸模的制造公差，采用 （ 2） 凹凸的圆角半径与弯曲凹模深度确定 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 29 若弯曲件的内侧弯曲半径 r,则 r 凸 =r r = r 凸 =r=mm 凹模的圆角半径 r 凹 及凹模深度 l 可查表 3 r 凹 =6mm l =25 3）斜楔的计算及结构 斜楔角度 确定斜楔的角度，主要考虑机械效率，行程和受力状态 斜楔角度 一般取 40o,为了增大滑楔行程 s 可以采用 45o ,50 =45o 为 了工作可靠，斜楔模应设置后挡块 曲卸裁向弯曲件的回弹 （ 1） 回弹的表现形式 ; 一般有两种，分别是弯曲半径的改变和弯曲角度的改变，要确定回弹值主要就考虑这两方面 （ 2） 影响回弹的主要因素 a 材料的机械性能 材料的屈服点愈高，弹性模量愈小，弯曲变形的回弹也愈大 b 相对弯曲半径 相对弯曲半径 小，则回弹越小，因为相对弯曲半径愈小，变形程度愈大，变形区总的切向变形程度增大，塑性变形在总变形 中占的比例 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 30 增大，而相应变形比例则减少，从而回弹减少 c 弯曲中心角 弯曲中心角 愈大，表示变形区的长度愈长，回弹积值愈大，故回弹角愈大，但对曲率半径的回弹没有影响 d 模具间隙 弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈小 曲件的形状 由于两边受牵制 形件 曲力 弯曲力的大小不同对和谈值亦有所不同 (3)回弹值的确定 回弹值的确定方法有理论合成法和经验值法，在该模具设计时采用的是理论公式法 在该工序中相对弯曲半径为 属于大圆角半径弯曲在工件卸栽后弯曲件的弯曲圆角半径和弯曲角度都发生了变化，凸模圆角半径，凸模弯曲中心角以及弯曲角可按纯塑料弯曲条件进行计算 31 =11=380460*河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 31 tt 180*26.0t =46.8 1805=式中： r: 工件的圆角半径 ; 凸模的圆角半径 ; d: 工件圆角半径 所对弧长的中心角 ; t: 凸模圆角半径所对弧长的中心角 ; s: 弯曲件的厚度 ; t: 弯曲材料的厚度 ; E: 材料的弹性模量 ; t: 凸模的弯曲角 ; 楔式弯曲模基本工作过程 : 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 32 5031H7/图 6 斜楔式弯曲模 如图 6 所示，工件放在固定凹模和活动凹模的平面上 ,由定位板进行外 形定位 凸模下压 ,工序件向凹模的表面靠拢 ,当凸模上表面与上模座接触后 ,斜楔推动活动凹模向中间移动 凸模凹模活动凹模对工件进行校正弯曲 ,使工件与凸模和凹模全部贴紧、成形 斜楔随之上升 ,之后凸模也上升 ,活动凹模在弹簧的作用下 ,向外边移动 ,退之与挡块接触 ,弹压杆在弹顶器的作用下复位 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 33 弯曲模： 工件两侧面弯曲形状不对称。高度相差，弯曲时受力不均。毛坯易偏移。尺寸不易保证。模具设计时考虑增加压料板，定位孔等 定位零件。工件弯曲时就进人弹性压紧状态，然后再进行弯曲。 曲时应变中性层的位置。 应变中性层位置是计算工件弯曲部分展开长度的依据。应变中性层位置可以利用弯曲前后材料体积相等的条件来确定。冲压生产所用的材料一般为宽板方向应变等零，故： （ /（ 2） B 应为变形前后应变中性层的长度不变， 故： L=2 将代人得 =(2t 以 R=r+ =(r/t+ /2) t 的值与 r/r/t= r/t10时 =1 （查表 3 =（ 17+1/2） *=中字母所代表的同锲型弯曲模部分。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 34 曲的回弹 a=中 相对弯曲半径 r/t 较的工件： 相对弯曲半径较大是 r/t 10 不仅弹复角达到相当大的值。而且圆角半径也有较大的影响。 凸模的圆角半径为： r 凸 =1+(3 s/e)*(r0/t) 设 3 s/e=k 故 r 凸 =1+t) 弹复角力： =（ 180）（ r0/r 凸 但一般对于较大的弯曲件可查图 3t=17 s=300r 凸 =17.5 r0/r 凸 =7=据 r0/r 凸 和 0=360在图 3模角度为 凸 =曲力几算： 该工步弯曲属于 所以 F 自 =b/(r+t) =52*380/(3+=441(式中 F 自 ：材料在冲压行程结束时的自由弯曲力； 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 35 b：弯曲件宽度； t:材料厚度； r:弯曲件内弯曲半径； s：材料的强度极限； K: 安全系数，一般取 k=正弯曲应力： 弯曲件在进行冲压行程结束是，会受到模具的校正力，使弯曲件的回弹减少，提高弯曲件的产品质量。 模具的校正力一般按照下列公式计算： 校 55*441 410*N 式中： F 校 ：校正弯曲力； F： 自由弯曲力； P： 单位校正力， P=55； 该零件轮廓程序 %00001 00 90 1000 500 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 36 9 01 105 350 02 01 02 01 03 01 03 01 02 01 02 01 03 01 03 01 02 01 02 01 02 01 02 03 01 03 02 01 02 01 00 09 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 37 以上程序是通过该零件的图纸导入到 件中自动而生成的，但必须在该软件中使用运行。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 38 毕业小结 通过整个设计模具的过程让我学到了更多的知识， 其次，本课题的研究跟 设计过程必然会用到以前的知识，这也是一个更好的 实践教学环节 ， 利用所学的理论知识和生产实践知识，进行模具设计工作的实践训练 ，从 而培养和提高我独立工作的能力，巩固自己所学知识，并使之用于生产。用自己所学的知识，让理论和实践结合起来，做到学以至用， 综合利用所学的理论知识和生产实践知识，进行一次注塑模模具设计工作的实践训练，从而培养和提高自己独立工作的能力。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 39 参考文献 1王孝培：冲压手册，机械工业出版社， 1988年； 2马宝法：冲模设计，吉林人民出版社， 1983年； 3张鼎承：冷冲模的设计与制造，上海科技出版社， 1980年； 4李硕本：冲压工艺学，机械工业出版社， 1983年； 5郑大中、房金妹、谭平宇、李明：模具结构图册，机械工业出版社， 1995年； 6太田哲：冲压模具结构，国防工业出版社， 1983年； 7国营北京电子管厂：冷冲压与弯曲机模具，国防工业出版社， 1982年 摘要 （ 1） 此毕业设计课题的制品名称为“管座及其加工模具的设计” 管座是摩托车固定软管的零件 。 （ 2） 制品材料为 ： 材料屈服点为 235拉强度为 375长率为 26%，有足够的强度，适合与冲压生产。 （ 3） 此制品中等批量生产，精度要求不高，因而我为求使模具的结构简单，操作方便，材料消耗少，制造成本底，加上其零件是非对称的多向弯曲件，需要多次弯曲才能成形，设计了冲孔落料模，变薄翻孔模，斜楔式弯曲模， U 型弯曲模，通过比较选择较好的方案来完成加工过程 （ 4） 本设计力求加工过程的成本低，使模具的结构简单，操 作方便，并且还采用了比较方案的方式，对其加工时所用的模具及工件慎重选择，以求更好。 关键词： 管座，冲压模具，弯曲成型 目 录 第一章 引言 3 第二章 结构工艺分析，工艺方案分析 4三章 模具的设计 9孔落料模 9薄翻孔模 18楔式弯曲模 24 型弯曲模 31四章 总结 35 参考文献 36 毕业设计用纸 共 36 页 第 1 页 摘要 （ 1） 此毕业设计课题的制品名称为“管座及其加工模具的设计” 管座是摩托车固定软管的零件 。 （ 2） 制品材料为 ： 材料屈服点为 235拉强度为 375长率为 26%，有足够的强度，适合与冲压生产。 （ 3） 此制品中等批量生产，精度要求不高，因而我为求使模具的结构简单，操作方便，材料消耗少，制造成本底，加上其零件是非对称的多向弯曲件，需要多次弯曲才能成形，设计了冲孔落料模，变薄翻孔模，斜楔式弯曲模， 过比较选择较好的方案来完成加工过程 （ 4） 本设计力求加工过程的成本低，使模具的结构简单 ，操作方便，并且还采用了比较方案的方式，对其加工时所用的模具及工件慎重选择，以求更好。 关键词： 管座，冲压模具，弯曲成型 毕业设计用纸 共 36 页 第 2 页 目 录 第一章 引言 3 第二章 结构工艺分析，工艺方案分析 4三章 模具的设计 9孔落料模 9薄翻孔模 18楔式弯曲模 24 型弯曲模 31四章 总结 35 参考文献 36 毕业设计用纸 共 36 页 第 3 页 第一章 引言 本设计的管座是摩托车固定软管的零件，材料是 厚是 等批量生产，年产量 100万件，精度要求不高。该零件是非对称的多向弯曲件。需要多次弯曲才能成形。其零件图如图 1示： 29229 . 5? 5A? 1 管座式样图 毕业设计用纸 共 36 页 第 4 页 第二章 结构工艺分析，工艺方案分析 件材料的分析： 35拉强度为 375长率为 26%（查冷冲压工艺与模具设计）。此材料有足够的强度，适合与冲压生产。 定工艺的方案。 弯曲工艺是指成形制件弯曲部分先后顺序以及弯曲工序的分散与集中的程度。 弯曲工序的安排原则： 外部后内部弯曲成 形。 道工序必须为后道工序准备定位。 型复杂件宜采用集中工序，大型件宜采用工序分散的工艺。 度要求较高的弯曲件宜采用单工序，以便模具的调整与修正。 定零件的冲压工序 ： 图 1所示的零件为一带孔的弯曲件，其冲压工序主要包括以下几个方面： 落料、冲孔、变薄翻孔、斜楔式弯曲、 析零件的冲压工艺性： 图 1 所示尺寸是均没有标注公差的一般尺寸，按照惯例取为 ，符合一般冲压的经济度的要求，模具的精度要求凸模取 模取 零件材质为 够 进行一般的冲压加工，市场上也容易得到，价格适中。 外形的落料工艺性：该零件属于中小尺寸的零件，料厚 1.5 形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可以采用冲裁落料工艺。 冲孔的工艺性：孔径为 尺寸的精度要求一般，可采用冲孔得到。 变薄翻孔的工艺性：变薄后的孔径为 度为 3度要求一般，可以采用一般的变薄翻孔工艺。 毕业设计用纸 共 36 页 第 5 页 弯曲的工艺性：该零件图所示的外形主要包括 3处弯曲部位。各弯角处的圆角半径均没有大于 1据弯曲工艺性的要求分析得知各个弯曲角均可以一次成形得到。 综合以上 几方面的情况分析，可以认为该零件的冲压工艺性良好，完全可以满 足该零件的生产要求。 订冲压的工艺方案 ： 分析该管座的零件图得知，该零件上有一个安装时起定位作用的翻边孔，孔径为10.5 边高度是 3，经计算，该翻边孔是属于变薄翻边。为了达到该零件的翻边高度，翻边预制孔的可以先用钻削的方法获得，这样可以改善预制孔的孔缘状况，避免口部发生破裂。为了使钻孔位置准确，钻孔前需要用模具冲出一个适当的预制孔。零件弯勾处的口部的最小弯曲尺寸为 部最大的弯曲尺寸为 要采用凸模可以滑 动的斜楔式的弯曲模，在压力机滑快下压时一次成形，零件的两侧面的弯曲处可以采用 件展开后外形应由落料得到。 根据以上的分析，零件的冲压工艺拟定为以下三种： 方案一： 落料 冲孔 变薄翻孔 斜楔式弯曲 方案二： 冲孔落料 变薄翻孔 斜楔式弯曲 ； 方案三： 采用级进模； 下面就着三种方案进行分析比较： 采用方案一：在这套方案中，模具的结构简单，比较容易的适应产品形状的变更，材料的利用效率高，加工的利用率高，加工的方向自由，模具制造的时间短，费用低廉，但 是产品的精度要求不高，模具的数量多，占用的设备多，生产率不高。 采用方案二：在该方案中将方案一的前两道工序结合起来，采用先冲孔，后落料的的简单的两工位的级进模具，后面的工序没有改动，这样设计具有了方案一的优点，同时也在一定程度上提高了生产效率，节约了劳动时间，设备的占用量有所减少，但是模具的成本有所提高。 毕业设计用纸 共 36 页 第 6 页 采用方案三：该方案和前两道方案相比较，生产的效率有了极大的提高，操作方便，不产生半成品，生产率与工位数没有什么关系，能够完成复杂的加工，但是材料的利用率和前面相比较而言要低的多，同时级进模的模具设计制造 难度大，模具的制造时间长，费用高 综合以上所述：考虑到零件的材料性质，生产的批量，尺寸的精度以及生产的成本，零件的冲压工艺方案等一系列因素决定采用方案二。方案二同时具有了方案一和方案三的部分优点，在节约成本的同时也适当的提高了生产的效率。 采用方案二将主要涉及到以下四套模具： （ 1） 冲孔落料模； （ 2） 变薄翻孔模； （ 3） 斜楔式弯曲模； （ 4） 样。 根据零件的外形展开图所示，典型的毛坯排样方案有以下两种方案。如图 2所示 第一种方案（上图）：要求条料的宽度小，模具的宽度也小，但是模具 的长度较长。 第二种方案（下图）：在该方案中模具的宽度增加，但是模具的长度却减少了很多，同时它的送进步距变小，有利提高材料的利用率。 根据应变中变形层前后的长度不变，由于零件的弯曲圆角与板厚之比大于允许的最小弯曲半径 r/曲时不存在板料开裂的危险，因此排样是主要考虑的是材料的利用率。 综合上述：排样方案定为方案二 毕业设计用纸 共 36 页 第 7 页 2 7 , 5图 2 排样的 2 种方案 查表知搭边值为： 中央搭边为 搭边为 以步距初定为 排样图设计后，必须确定以下内容： 具的工位数及工位的内容； 冲制工件各工序的安排及先后顺序，工件的排样方式。 具的送料步距条料的长度与宽度的利用率。 料方式、弹顶器的设置和导正销的安排。 具的基本结构。 坯展开： 根据图 2提供的信息，其零件展开图如图 3所示： 毕业设计用纸 共 36 页 第 8 页 毛坯展开图 毕业设计用纸 共 36 页 第 9 页 第三章 模具的设计 的压力中心 ： 保证压力机和模具正常的工作，必须使冲模的压力中心和压力机的滑快中心线相重合，否则冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸，凹模间隙不均匀和 导致导向零件加速磨损，造成刃口和其他零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机的精度。 形状简单而对称的工件，其冲裁时压力中心与其几何中心重合，形状复杂的工件，多凸模冲孔及级进摩的压力中心则采用解析法或者作图法来确定。 该工件在该工序中是级进冲裁，因此该冲模的压力 中心可以采用解析法和作图来确定。为了加强压力中心的准确性，避免作图时产生的误差，因此采用解析法来确定该工件的压力中心。 该工件的压力中心为： 3213322110 3213322110因为冲裁力与周边的边长成正比，所以式中各 以分别用 冲裁边的周边长 度 2, 3213322110 n 21 L ； 152 L ； L； 毕业设计用纸 共 36 页 第 10 页 L； L； L； X ； Y X Y X Y X 05Y 06 *9*0*X=4*Y=该工序中有两到工位，因此还要求出整个模具的压力中心。这就要求计算出冲孔模的压力中心，但该冲模是圆行其压力中心就是其几何中心。 下面计算各个凸模的冲裁周边长度： 2 冲对于整个工件的压力中心为： 1 0*10 X 毕业设计用纸 共 36 页 第 11 页 = 31 4*Y=、 模具凸、凹模间隙的确定： 查表知： m a x 考虑到模具在使用过程中的磨损会使模具的间隙增大，影响模具的加工精度，使工件的质量达不到规定的要求，故在设计模具 时，要采用最小的合理间隙来增加模具的寿命。 模和凹模的刃口尺寸的设计： （ 1） 冲孔： 根据模具的设计原则，冲孔时以凸模的设计为基准，首先要确定凸模的刃口尺寸。 由零件图知需要冲的孔的孔径为 又上面查表知道： m a x M X =为零件没有指名公差要求，故按 惯例取为 X=、凸模分别按照 毕业设计用纸 共 36 页 第 12 页 *( = = 0m =（ 核其间隙是否合理： M C 22 为 足间隙的公差要求） 所以该间隙值是合理的。 （ 2） 落料： 根据模具的设计原则，冲孔时以凹模的设计为基准，首先要确定 凹模的刃口尺寸。 查表知 : m a x 制件的公差为 取 x=制件当凹模磨损后 ,对尺寸的精度影响不大 ,所以有 : 因为 =0 所以 以有 : a= b=15 c= d= 毕业设计用纸 共 36 页 第 13 页 e=料凸模的基本尺寸与凹模的尺寸相同 ,但是我们在安装凹、凸是要保证其有一个适当的两面间隙值 ,一般在 裁时的压力 : （ 1） 冲裁力 : 该冲裁是属于普通的平刃冲裁 ,其冲裁力 P T L 式中的 :为材料的抗剪强度 ; 一般取 50 =02(50 =N) （ 2） 卸料力 =00 =N ) F 总 =2+113+N) 模的外行尺寸 : 凹模的外行尺寸一般按照经验公式法和查表法这两种方法得到 ,在这里采用的是按照经验公式的方法来计算的 . 毕业设计用纸 共 36 页 第 14 页 凹模的高度 : h=k*b 式中 : k:为系数 b:为最大的孔尺寸的长度 ,在该工件中为 h=取整 h=30模的壁厚 : C=(h 故取 C=50、挡料装置 : 挡料装置的作用是限定毛坯的送进步距和送人冲模的毛坯有正确的位置 ,以保证冲出的工件达到图样的要求 . 在本道工序中 ,主要设计到两种装置 ,分别是圆柱头式的挡料销和临时的挡料销 该销的固定部分 和工作部分的直径的差别很大 ,不至于削弱凹模的强度 ,并且制造简单 ,使用方便 ,成本低廉 ,一般固定在凹模上 ,适用于带固定卸料板和弹性卸料板的冲裁模中 ;至于临时挡料销的作用为 :在级进模中当冲第一个冲件时 ,作确定条料的准确的位置用 ,也就是辅助固定挡料销用的 ,用时只要向里压紧 ,让挡块伸出挡住工件就可以了 . 料装置 : 在该套模具中采用的是橡皮卸料装置 ,该装置适用于薄的材料冲模上 ,该工件的板料厚为 合该装置的使用要求 . 具的闭合高度 : 垫板的厚度为 : 25料板的厚度 : 25模模板的厚度 : 30 毕业设计用纸 共 36 页 第 15 页 凸模固定板的厚度 : 30模的高度 : 95 H 模 =下模座厚 +上模座厚 +凸模高 +凹模厚 +垫板 +橡胶高 料厚 =45+40+95+30+35 =235( 模的强度校核 : 对于特别细长的凸模应该进行压应力的和弯曲力的校核 ,检查其危险断面的尺寸和自由长度是否满足要求 . （ 1）压应力的校核 : 当凸模的断面小而冲裁力相当大的时候 ,必需对凸模进行强度的技术 ,以检查该凸模是否合理 . 对于圆形凸模 : 压对于其他各种断面的凸模有 : 压中 凸模的最小直径 ; t 料厚 抗剪强度 ; 压 凸模材料的许用压应力 在该模具中 t= d= =300 压 =1800 0*15=1050 毕业设计用纸 共 36 页 第 16 页 圆凸模 : 压=4*00/1800 =1 故圆凸模设计是合理的 ,可以满足要求 . 其他断面的凸模 : F/ 压 =118440/300 = 以该凸模的设计也合理 . 弯曲力的校核 : 当凸模断面小而较长时 ,必须进行纵向弯曲应力的计算 . 该凸模是属于无导向装置的凸模 ,对圆形凸模有 : 式中 :许凸模的最大自由长度 ; d 凸模的最小直径 ; F 冲裁力 ; 模架 : 由于采用手工送料 ,考虑到开敞性和经济性选用后侧导住模架 ,根据模板的平面尺寸和工作区的高度要求 ,查冷冲模的国家标准 ,选 60*160模座 ( 160*160*40; 下模座 ( 160*160*40; 导套 ( 28*150; 导柱 ( 28*100*38; 冲床 : 毕业设计用纸 共 36 页 第 17 页 对于中小型的冲裁件、弯曲件、浅拉伸件多用具有 该压力机具有操作空间三面敞开、操作方便、容易安装、机械化的附属设备和成本低廉的优点 . 根据前面的计算结果 ,选用压力为 160开式曲柄压力机 ,该压力机的行程次数为每分钟为 115次 ,最大的封闭高度为 300作台的尺寸为 45000以满足该工件在该工序加工的模具尺寸要求的 模柄 : 根据上面的计算结果和工件的零件图示 ,该模具是中小型的模具的 ,可以采用上模用模柄固定 ,下模用压板固定于压力机下台面的方法 . 查开式曲柄压力机 (160国家标准 ,其模柄的安装尺寸孔径为 30冷冲压国标 ,可以选用压人式模柄 ,规格为 具的基本工作过程 : 23450? 32 H 7 / m 6图 4 冲孔落料模 如图 4所示，模具工作时 ,条料一侧紧贴导料板 ,条料前 进方向从右往左 使用时 ,推进初始挡料销 ,条料送进定位后 ,手指松开 ,初始挡料销在簧片的作用下回位 工件和预冲孔废料从凹模下排出 毕业设计用纸 共 36 页 第 18 页 薄翻孔模 : 孔 : 翻孔是将毛坯或半成品的外边缘或孔边缘沿一定的曲线翻成竖立的边缘的冲压的方法 翻孔也就变成了弯曲 ,所以可以说弯曲是翻边的一种特殊形式 能在冲压件 上制取与其它零件装配的部位 . 该工件的孔是属于内孔 ,内孔翻边变形时 ,毛坯外缘部由于受到压边力的约束 ,或与外缘的宽度与翻边孔直径之比较大而通常不是变形区 ,竖壁部分已经成形固是传力区 ,圆孔翻边是属于伸长类翻边 ,翻边时毛坯变形区切向方向受到拉应力的作用 ,产生切向的拉应变形 厚度变薄最严重 ,因而也最容易产生裂纹 产生的径向的应变值相对较小 . 限变形程度 : 圆孔翻边的翻边的变形程度用翻边系数 翻边系数为翻边前 孔径 的比值 . m = 显然 变形程度越大 ,翻边孔不破裂所能达到的最小翻边系数用 影响翻边系数的主要因数有以下几个方面 : （ 1） 材料的塑性 : 材料的延伸率、应变硬化指数和各向异性系数越大 ,极限翻边系数的就越大 ,极限翻边系数越小就越利于翻边 ,该工件的材料是 各项指标多可以达到翻边的要求 ,在该工件的加工时基本不会发生开裂和皱起等现象 . （ 2）孔的加工方法 : 毕业设计用纸 共 36 页 第 19 页 预制孔的加工方法决定了孔的边缘状况 ,孔的边缘应无毛刺 ,撕 裂、硬化层等缺陷时翻边系数就越小 ,有利于翻边 常规冲孔的方法产生效率高 ,但是冲孔会形成孔口的表面的硬化层、毛刺、撕裂等缺陷 ,导致极限的翻边系数变大 ,冲孔应对工件采取热处理、修孔或沿孔的反方向进行加工使毛刺位于翻孔内侧等方法 ,能获得较低的翻边系数 . （ 3） 预制孔的相对直径 : 预制孔的相对直径 d/t 越小 ,极限翻边系数就越小 ,有利于翻边 ,这是因为同样的预制孔径 ,材料厚度 厚度方向的压应变的允许的绝对值就增大 ,根据体积不变的原则 ,翻边时变形区的边缘将要开裂时的极限切向应变值增大 ,可知极限的翻边系数就越小 . 该零件的翻孔竖边高度较高 ,且允许变薄 ,材料有具有良好的塑性 ,故采用变薄翻孔模 ,凸模和凹模采用小间隙 ,材料在凸模和凹模的作用下产生挤压变形 ,使料厚显著减薄 ,从而达到确定的翻孔高度 模的形状及计算 : 一般球形凸模的极限翻边系数要比平底凸模的极限翻边系数小 ,此外抛物线、锥形面和较大圆角半径凸模也比平底凸模的极限翻边系数小 ,因为在翻边时球行或锥面是最先与预制孔接触 ,在凹模口区产生的弯曲变形比平底凸模小 ,更容易使孔口部产生塑性变形 凸模的外 形尺寸计算 : 计算凸模的外形尺寸应按照材料变形体积前后不变的原则计算 : =0.5 现取 h=30模的壁厚 : C=(h 故取 C=45、凸模的强度校核 : 对于特别细长的凸模应该进行压应力的和弯曲力的校核 ,检查其危险断面的尺寸和自由长度是否满足要求 . 1、压应力的校核 : 当凸模的断面小而冲裁力相当大的时候 ,必需对凸模进行强度的技术 ,以检查该凸模是否合理 . 对于圆形凸模 : 压式中 凸模的最小直径 ; t 料厚 抗剪强度 ; 压 凸模材料的许用压应力 圆凸模 : 压=4*00/1800 毕业设计用纸 共 36 页 第 22 页 =1冲孔凸模设计是合理的 ,可以满足要求 . 位装置 : 为了使工件准确放入模具中 ,使凸模对准工件的预制孔中 ,故在该工序中采用定位板来给工 件定位 . 模架 : 由于采用手工送料 ,考虑到开敞性和经济性选用后侧导住模架 ,根据模板的平面尺寸和工作区的高度要求 ,查冷冲模的国家标准 ,选 60*160模座 ( 160*160*40; 下模座 ( 160*160*40; 导套 ( 28*150; 导柱 ( 28*100*38; 冲床 : 对于中小型的冲裁件、弯曲件、浅拉伸件多 用具有 该压力机具有操作空间三面敞开、操作方便、容易安装、机械化的附属设备和成本低廉的优点 . 根据前面的计算结果 ,选用压力为 63该压力机的行程次数为每分钟为 160次 ,最大的封闭高度为 300作台的尺寸为 31550以满足该工件在该工序加工的模具的尺寸要求 . 模柄 : 根据上面的计算结果和工件的零件图示 ,该模具是中小型的模具的 ,可以采用上 毕业设计用纸 共 36 页 第 23 页 模用模柄固定 ,下模用压板固定于压力机下台面的方法 . 查开式曲柄压力机 (63国家标准 ,其 模柄的安装尺寸孔径为 30冷冲压国标 ,可以选用压人式模柄 ,规格为 具的基本工作过程 : 50225? 32 H 7 / m 6图 5 变薄翻孔模 如图 5所示，工件由定位板进行外形定位 ,压料板装在上模上 ,上面有弹簧分布于翻孔凸模周围 ,压力机滑块下降时 ,压料板将工序件压在凹模上 ,然后凸模和凹模进行翻孔 压力机滑块上行 ,弹簧复位 ,推动顶杆将工件顶出凹模 ,顶杆除起顶件作用外 ,在翻孔时兼起压料作用 ,以防止翻孔时起皱 . 毕业设计用纸 共 36 页 第 24 页 楔式弯曲模 零件的弯勾处是一中多角弯曲。模具设计时，将几个简单的弯曲工序，复合在一模具中，力求多角弯曲不同时进行。当压机滑块下行时，利用凸模的垂直及凹模的水平运动使材料产生塑性变形。从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状。 在该零件的弯勾处口部最小尺寸为 曲时应变中性层位置 冲 压 时 板 料 一 般 为 宽 料 。 弯 曲 是 宽 度 方 向 应 变 等 于 零 。 故 222 1 因为变形前后应变中性层长度不 变 2 L 将（ 2）代入（ 1）得： 3222 t 以 代入（ 3）式得： 2上式中 所以 查表 3-1 式中： 曲部分的原长 t 毕业设计用纸 共 36 页 第 25 页 变薄系数 小弯曲半径 根据图样要求 曲件的弹复： 0具角度 a 0弯曲的实际角度 由于影响弹复角的因素很多（与材 料的机械性能，板料厚度，弯曲半径的大小，以及弯曲时校正力的大小等因素有关），因此在理论上计算弹复值是很困难的，通常在模具设计时，按实验的数据进行总结来选用，经试冲后在对模具工作部分加以修正。 弯曲力的计算 为了选择压力机和设计模具，必须计算弯曲力 对于该弯曲件 b 10*8 10*=270N 式 中 自 毕业设计用纸 共 36 页 第 26 页 曲件内半径 料强度极限 般取 k= 正弯曲力 F 较 =27*103*55 =14580N 式中 F 较 位校正力，起值查表 3表 3料厚 得 0取 P=55MP a 弹压力 该模中没有弹压装置，其弹压力 0%F= =810N 压力机的选择 F 总 =F 自 +F 校 +F 弹 =270+14850+810 =15938N 选压力为 160曲柄形式压力机，该压力机最大闭合 高度为 300，最小高度160。满足该道工序的要求 毕业设计用纸 共 36 页 第 27 页 曲模工件部分尺寸计算 （ 1） 凹 模宽度尺寸计算 该零件弯曲时应该按用内形尺寸进行计算 凸凸 ）（ 21凸凹 ）（ =（ + 中： b 凹。 b 凸 为弯曲模凹凸模的宽度尺寸 l 为弯曲件的内形基本尺寸 为弯曲件尺寸偏差 凹 凸 为弯曲凹凸模的制造公差，采用 （ 2） 凹凸的圆角半径与弯曲凹模深度确定 圆角半径 若弯曲件的内侧弯曲半径 r,则 r 凸 =r r = r 凸 =r=mm 凹模的圆角半径 r 凹 及凹模深度 l 可查表 3r 凹 =6mm l =25 3）斜楔的计算及结构 毕业设计用纸 共 36 页 第 28 页 斜楔角度 确定斜楔的角度，主要考虑机械效率，行程和受力状态 斜楔角度 一般取 40o,为了增大滑楔行程 s 可以采用 45o ,50 =45o 为了工作可靠，斜楔模应设置后挡块 曲卸裁向弯曲件的回弹 （ 1） 回弹的表现形式 ; 一般有两种，分别是弯曲半径的改变和弯曲角度的改变，要确定回弹值主要就考虑这两方面 （ 2） 影响回弹的主要因素 a 材料的机械
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