自行车前挂架级进模具设计【含12张CAD图+说明书1万字28页，开题报告，工艺卡】
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自行
车前
挂架
模具设计
12
十二
cad
说明书
仿单
28
开题
报告
讲演
呈文
工艺
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-
!【包含文件如下】【冲压设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[10000字，28页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
1.txt
任务书.doc
冷冲压工艺卡.doc
开题报告.doc
摘要.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模01.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模02.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模03.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模04.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模05.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模06.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模07.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模08.doc
机械加工工艺过程卡 冲孔凸模09.doc
自行车前挂架级进模具设计【含12张CAD图+说明书1万字28页,开题报告,工艺卡】.zip
自行车支撑架---工程图.dwg
说明书.doc
现代快速经济制造模具技术
摘要：
随着全球经济地发展，新地技术革命不断取得新地进展与突破，技术地飞跃发展已经成为推动世界经济增长地重要因素。市场经济地不断发展，促使工业产 品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本地方向发展，为了保持与加强产品在市场上地竞争力，产品地开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品地关键工艺装备——模具地要求越来越苛刻。?一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场地需要，要求模具向着制造周期短、成本低地快速经济地方向发展。计算机、激光、电子、新材料、新技术地发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造地经济效益与社会效益越来越显著。??快速经济制模技术与传统地机械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上地使用要求，是综合经济效益比较显著地一类制造模具地技术。
关键词：冲压模；CAD；弯支架；工艺卡片
目录
绪论 7
自行车支撑架的设计 10
1.1冲裁件的工艺性分析 10
1.1.1冲裁件的材料 10
1.1.2冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度 11
1.1.3冲裁件的形状和尺寸 11
1.2零件冲裁工艺方案分析确定 11
1.3排样的设计与计算 12
1.3.1冲裁件展开尺寸的计算 12
1.3.2冲裁件的排样 13
1.3.3排样图的设计 13
1.3.4材料的利用率 18
1.4冲裁力和弯曲力的计算 19
1.4.1冲裁力计算 19
1.4.2弯曲力的计算 20
1.5压力机设备的选用 20
1.6主要工作部分尺寸计算 21
1.6.1凸、凹模间隙值的确定 21
1.6.2凸、凹模刃口尺寸计算 21
1.7模具结构的设计 22
1.7.1凸模、凹模结构的设计 22
1.7.2卸料装置的设计 25
1.8导料系统的设计 27
1.8.1导正钉 28
1.8.2托料装置 29
1.9限位装置 29
设计小结 30
参考文献 32
- 内容简介：
-
毕业设计 （论文） 任务书 2013 年 9 月 19 日 毕业设计（论文）题 目 自行车前挂架冷冲模设计 题 目 来源 自拟 指导教师 职称 副教授 所在部门 机械技术学院 学生姓名 学号 31 班 级 模具 11132 所属院系专业 模具 外语翻译要求 翻译后中文字数约 2500 字 左右 ，内容 与 课题 相关。 课题需要完成地任务 【工程设计类课题：】 根据导师下达地毕业设计任务，查阅相关设计资料（不少于 5 本），综合应用所学地专业知识，填写开题报告。对产品进行冷冲压工艺分 析，制订完整地冲压工艺方案，计算所需地工艺数据，设计合理地模具结构，正确选用标准件与常用件。绘制装配图（ 1主要工作部分零件图（不少于 5张）。编写 冷冲压工艺卡片 与主要工作部分零件加工工艺过程卡，撰写完整地设计说明书 1份 （ 15000字以上）。 课题 计 划 安 排 序号 内 容 时 间 安 排 1 查阅相关设计资料填写开题报告 制订完整地冲压工艺方案及计算工艺数据 设计冷冲模结构，绘制装配图与零件图 整理冷冲模设计说明书 填写冲压工艺卡、零件加工工艺过程卡、小结 打印所有资料并装订 划答辩 时间 2014 年 4月 日 答辩提交资料 2014 年 月 日 教研室主任审核意见 签名： 无锡职业技术学院 冷冲压工艺卡片 零件名称 自行车支撑架 零件图号 材料牌号及规格 坯种类 条料 毛坯尺寸 734毛坯可制件数 19 工别 工序号 工 序 内 容 设备型号及名称 一次加工数 工 序 附 图 送料 10 自动送料 1 冲孔切侧边 20 冲导正孔并切除侧边 级进模 4 冲孔 30 冲 6 个孔 级进模 6 切废 40 切除没用的废料 级进模 4 空工位 50 提高模具的强度 级进 模 0 折弯 60 使零件往下弯曲 级进模 2 落料 70 级进模 1 检验 80 按图纸检验 班级 模具11132 姓名 吴勇 学号 1030113231 日期 2013改 日期 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告 学生姓名 学号 1030113231 班级 模具11132 所属院系专业 模具设计与制造 指导教师 职称 副教授 所在部门 机械技术学 院 毕业设计（论文）题目 自行车前挂架模具设计 题目类型 工程设计（项目） 论文类 作品设计类 其他 一、选题简介、意义 冲压是在室温下，利用安装在压力机上地模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件地一种加工方法。 在冲压加工中，将材料（金属或非金属 ）加工成零件（或半成品）地一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲模在实现冲压加工中是必不可少地工艺装备，用模具加工出地冲压件几乎是 “ 一模一样 ” ，若没有符合要求地冲模，就不能生产出合格地冲压件；没有先进地冲模，先进地冲压成形工艺就无法实现。在冲压零件地生产中，合理地冲压成形工艺、先进地模具、高效地冲压设备是必不可少地三要素。 冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特地优点。生产地制件所表现出来地高精度，高复杂程度、高一致性、高生产率与低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟地。但需要 指出地是，由于进行冲压成形加工必须具备相应地模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单位小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高地特点。所以，只有在冲压零件生产批量大地情况下，冲压成形加工地优点才能充分体现，从而获得好地经济效益。 由于冲压加工具有上述突出特点，因此在批量生产中得到了广泛地应用，在现代工业生产中占有十分重要地地位，是国防工业及民用工业中必不可少地加工方法。 二、课题综述（课题研究，主要研究地内容，要解决地问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等） 根据课题任务 书要求，运用 件技术对冲压零件进行造型并分析其结构，设计合理的冲压成型模具。论证该设计方法的可行性与实际意义，作为外轴承座模具设计范例。最终运用 件导出最终的模具装配图及零件图。 骤，方法及措施 应用 件对所给零件进行造型，分析其结构特征并分析选用哪种功能的冷冲模具 具结构形式设计 确定模具结构：级进模； 设计排样图：直排； 确定模具定距方式以及带料导正：导正钉，导正销； 凸凹膜间隙值的确定：根据材料 的厚度查阅资料 凸凹模人口尺寸的确定，凸模凹模结构的设计 卸料装置的设计，脱料装置设计 具的校核计算，论证设计方案可行性 制模具总装配图和零件图 模具类型的确定 凸凹模间隙值的确定 卸料机构的确定 排样图及冲压工序的设计论证 利用 件顺利分析模具零件图和装配图的基本结构； 设计出合理结构的成型模具 对此零件的设计分析方法扩展到类似的设计中。 三、设计（论文）体系、结构（大纲） 本课题主要研究掌握模具 设计地方法及工序，巩固与加深对机械二维、三维地制图能力。设计过程中锻炼查阅文献与资料自我设计地能力，培养与提升我们地创新能力，增强我们独立思考问题与解决问题地能力。在对模具设备地结构设计与理论计算上，掌握模具设备地主要结构与性能、工艺适应性与技术参数。从而能根据成型地生产要求，模具结构等因素，经济、有效地使用设备，合理地选择工艺，正确地设计模具，保证成型生产能够经济、合理地进行，提高自身在成型工艺与模具方面地综合着机水平，提高自身解决实际问题地能力。 指导教师意见： 签字： 年 月 日 院（系）审批意见： 签章： 年 月 日 无锡职业技 术学院毕业设计任务书 现代快速经济制造模具技术 摘要 ： 随着全球经济地发展，新地技术革命不断取得新地进展与突破，技术地飞跃发展已经成为推动世界经济增长地重要因素。市场经济地不断发展，促使工业产 品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本地方向发展，为了保持与加强产品在市场上地竞争力，产品地开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品地关键工艺装备 模具地要求越来越苛刻。 一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场地需要，要求模具向着制造周期短 、成本低地快速经济地方向发展。计算机、激光、电子、新材料、新技术地发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造地经济效益与社会效益越来越显著。 快速经济制模技术与传统地机械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上地使用要求，是综合经济效益比较显著地一类制造模具地技术。 关键词 ： 冲压模； 支架；工艺卡片 to to in to in to of to be On to is On in to to to be is in is an to 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 1 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 棒料 毛胚外形 尺寸 10毛胚可制件数 1 每台件数 2 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 备料 将毛坯锻成 8造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注圆角 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 2 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 矩形料 毛胚外形 尺寸 78毛胚可制件数 1 每台件数 2 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 备料 将毛坯锻成 76造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注 倒 角 C 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 3 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 矩形料 毛胚外形 尺寸 16毛胚可制件数 1 每台件数 4 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 备料 将毛坯锻成 14造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注 倒 角 C 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 4 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 矩形料 毛胚外形 尺寸 39毛胚可制件数 1 每台件数 2 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 备料 将毛坯锻成 37造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注 倒 角 C 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 5 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 棒料 毛胚外形 尺寸 25毛胚可制件数 1 每台件数 2 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 备料 将毛坯锻成 25造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注圆角 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 6 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 矩形料 毛胚外形 尺寸 26毛胚可制件数 1 每台件数 2 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 备料 将毛坯锻成 24造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注 倒 角 C 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 7 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 矩形料 毛胚外形 尺寸 31毛胚可制件数 1 每台件数 4 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 备料 将毛坯锻成 29造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注 倒 角 C 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 8 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 矩形料 毛胚外形 尺寸 78毛胚可制件数 1 每台件数 2 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 备料 将毛坯锻成 76造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注 倒 角 C 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 产品名称 自行车支撑架 零（部）件名称 冲孔凸模 共 9 页 第 9 页 材料牌号 硬质合 金 毛胚种类 矩形料 毛胚外形 尺寸 21毛胚可制件数 1 每台件数 2 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 备料 将毛坯锻成 19造车间 锻压机 2 热处理 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 3 铣平面 铣各平面，厚度留磨削余量 ，侧面留磨削余量 模具车间 铣床 平行夹头 4 铣 铣四周面，保证尺寸 模具车间 铣床 平行夹头 5 热处理 热处理保证硬度 183处理车间 6 线切割 线切割加工型孔，保证尺寸要求 快走丝机床 7 倒角 倒未注 倒 角 C 具车间 8 检验 符合图纸要求 检验室 编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 1 目录 绪论 . 2 自行车支撑架的设计 . 5 裁件的工艺性分析 . 5 裁件的材料 . 5 裁件的尺寸精度和表面粗糙度 . 5 裁件的形状和尺寸 . 6 件冲裁工艺方案分析确定 . 6 样的设计与计算 . 7 裁件展开尺寸的计算 . 7 裁件的排样 . 7 样图的设计 . 8 料的利用率 . 13 裁力和弯曲力的计算 . 14 裁力计算 . 14 曲力的计算 . 14 力机设备的选用 . 15 要工作部分尺寸计算 . 15 、凹模间隙值的确定 . 15 、凹模刃口尺寸计算 . 16 具结构的设计 . 17 模、凹模结构的设计 . 17 料装置的设计 . 20 料系统的设计 . 22 正钉 . 22 料装置 . 23 位装置 . 24 设计小结 . 25 参考文献 . 28 2 绪论 （ 1）模具行业发展前景分析 模具作为产品制造的基础工艺装备，又是集精密制造、计算机技术、智能控制和绿色制造等高新技术为一体的高新技术产品，以及在制造业中的重要地位和作 用，在全国人大通过的国民经济和社会发展第十二五个五年规划纲要的第三篇“转型升级提高产业核心竞争力”中明确“提升模具等基础零部件水平”作为制造业发展重点方向。在我国，重工业发展是经济发展的一大组成部分，其中，模具产业又是重工业中的重中之重，因此，模具产业的发展对我国经济的发展有这非凡的意义。 由于各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具等。我国工业的迅速发展，特别是汽车制造业和 动了我国模具行业的迅速壮大，模具档次的提高， 精良的模具制造装备为我国模具行业的技术水平提升提供了保障 . 近年来，我国模具企业加工水平得到很大提高，出口创汇能力大大增强，既在国内市场抵抗住境外厂商的挤压，又在国际市场上表现出较强的竞争力。但与此同时，国内模具企业在发展过程中也曝露出一些问题，一是规模偏小，二是技术偏低，三是涉及领域狭窄，四是对相关行业影响带动能力不大。综合以上因素，国内模具制造业总体效益还没有发挥出最好水平，其在国名经济中的基础性作用尚不明显。为了扭转以上情况，国内模具制造也要想在国际市场发挥更大影响，必须加强 . 3 专家分析，从 1997年开始，随着汽车、装备制造业、家用电器的高速增长，中国国内模具市场的需求开始显著增长。虽然到 2006年中国模具工业总产值已达 516 亿元，但属“大路货”的冲压模具、压铸模具等约占总量的 80。已经进入中国的少量外资模具企业开始生产各种高精大多功能模具，但目前仍供不应求。 目前中国汽车模具潜在市场十分巨大。质量好的冲压模具在汽车整车等行业供不应求；压铸模具在汽车零部件、装备制造业等行业需求激增；注塑模具在家用电器等行业发展潜力也很大。另外，特种模具也有较大的发展前景。 （ 2）发展趋势分析 随着新兴学科 的出现及材料加工学科与相关学科的交叉，必将促进板材成形技术更快的发展，对于板材，其总的发展趋势如下 1节能 节省能源已是新时期经济发展的一个重要课题，也是板材成形的发展方向。其主要途径一个是在传统能源利用中，通过减低拘束系数、降低流动应力和减少接触面积等方法减少成形力；另一个途径就是新能源的开发利用。 2精密 “近净成形”技术可有效地减少后续加工，节省原材料，降低生产成本，已成为材料加工中的重点发展方向。 3柔性 为了满足未来社会产品多样化的需求和不确定的市场环境，柔性化 4 成形技术将是一个重 要的发展方向。柔性成形技术对产品变化有很强的适应性，可高效、低耗地满足多种产品的需求。 4绿色 随着制造业的发展，绿色环保将是材料成形技术面临的重要课题。减少和消除成形过程中对环境的污染是绿色制造的主要内容之一。 5信息化、智能化 现代计算机技术、信息技术不但促进传统成形技术的发展，而且不断 产 生 新 的 特 种 成 形 技 术 。 计 算 机 模 拟 仿 真 技 术 、术在成形技术中的大量应用已经使工艺设计、模具设计与制造更加科学化、自动化。变形预测、组织预测已经成为可能。成形技术已从“经 验型”逐渐走向科学化、信息化和智能化。 网上相关报道较少，由于影响板料弯曲的因素多而复杂，因素之间还存在耦合关系，再加之产品品种繁多，因此理论解析十分困难，长期依靠设计者的经验和反复试制。对板料弯曲的计算机辅助设计尚处于初级阶段，大多仅仅是经验公式计算机化的工作，可靠性低。而将有限元法这种解决工程技术问题的可靠工具引入板料弯曲的研究，可以高效且准确的分析成型过程、检验工模具、设计结果，大大降低工模具设计成本和风险。因此，采用有限元法模拟板料弯曲成形过程，并与计算机辅助工艺相结合构筑基于理论、经验和数值模拟 的稳健计算机辅助专家系统是板料弯曲研究发展的趋势。 5 自行车支撑架的设计 裁件的工艺性分析 裁件的材料 该产品零件选用的材料为 价格低廉，工艺性能（如焊接性和冷成形性）优良，主要用于一般的工程结构件和普通的机械零件。 裁件的尺寸精度和表面粗糙度 从产品图可以看出，所有尺寸及表面粗糙度均没有特殊要求，故未注公差为 6 裁件的形状和尺寸 零件外形对称，结构简单，由图可知，产品零件孔与孔之间的距离 3），孔与零件边缘之间 的壁厚 t(2)皆满足冲裁条件。 件冲裁工艺方案分析确定 该零件包括冲孔，弯曲和落料三个基本工序，从工序可能的集中与分散，工序间的组合来看可以有以下几种方案： 先落料，再冲孔，后弯曲采用单工序模生产 落料 弯曲采用复合模生产 冲孔，弯曲再落料（或切断）采用级进模生产 方案模具结构简单，但需要三道工序，三套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。如果使用单工序模则会使模具制造周期增长，不利于提高生产效率；为了提高生产效率，主要采用复合冲裁和级进 冲裁方式。由于该产品有折弯要求，方案不能一次性保证孔与折弯边缘的距离。因此，采用方案既能满足尺寸精度又能高效生产。 综上所述，采用方案一套级进模生产，可连续完成切边，冲孔，弯曲等工序。生产效率高，易于实现自动化，操作安全方便，适宜大批量生产，工件的精度也能满足要求。同时，采用自动送料装置，保证步距准确，提高效率。 7 样的设计与计算 裁件展开尺寸的计算 该冲裁件的展开图如图所示 按弯曲件毛坯展开长度计算公式 r) 122 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 表 x= 16221 裁件的排样 设计多工位级进模时，首先要设计条料排样图，这是设计多工位级进模的主要依据。条料的排样图一旦确定了，也就确定了以下几方面： 被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序 8 模具的工位数，及其作业内容 确定了被冲零件的式样 单排、双排、多排 方位 正排、斜排 等。并反应出材料的利用率 确定了模具步距的公称尺寸和定距方式 条料的宽度，条料纹向与送料方向的关系 条料载体的设计形式 基本上确定了模 具的结构 多工位级进模条料设计得好坏，对模具设计的影响是很大的。排样图设计错误，会导致制造出的模具无法冲制零件。 一般在设计多工位级进模条料排样图时，要拿出多种排样方案，加以比较、归纳、综合、最后得出一个最佳方案。多工位级进模条料排样图设计是否是最佳方案，首先要看工位分布是否合理；条料是否在连续冲压过程中畅通无阻；是否便于使用、制造、维修和刃磨；是否经济合理。 样图的设计 条料排样图直接关系到级进模设计，因此在设计排样图时，主要需考虑到以下几个因素。 送料方式：高速冲压的多工位级进模，用自动送 料机构送料，用导正钉精确定距；手工送料则多用侧刃粗定距，用导正钉精确定距 冲压零件形状分析：每一个冲压零件都有它的一些特点，因而在设计条料排样时，必须对这些特点加以分析、研究。 9 模具的具体结构和加工工艺性：在设计条料排样图的同时，必须考虑模具的具体结构，要把每一个环节，每一个具体部分的装配关系，装配顺序，以至对每部分的加工方案等都要考虑全面。这样，设计出来的条料排样图才能够指导模具设计。 被加工材料：多工位级进模对被加工材料的要求都是很严格的。在设计排样图时，对材料的供料状态、被加工材料的机械性能、材 料的厚度、条料宽度与材料纹向、材料利用率等都要给予全面考虑。 正确安排侧刃孔与导正钉孔：导正钉孔与导正钉的位置的安排对于多工位级进模的精确定位是很关键的。 分段冲切过程零件形状连接方式的选择：多工位级进模的分段切除的排样图，其连接方式基本上可以分为三种：即搭接、平接和切接。搭接最有利于保证冲件的连接质量，因此在分段切除过程中绝大部分都采用搭接连接方式。 载体：条料载体是条料在送料过程中，经过不断的冲切余料，条料内连接冲压零件运载前进的这部分材料称为条料载体。条料载体分为：双侧载体、单侧载体和中间载体三 个基本形式。 工位的确定与空位工位：在划分工位时，对零件要求比较高的部位，应尽量集中在一个工位一次冲压完成为好，以避免步距误差影响精度要求。对于一个零件的两个弯曲部分有尺寸精度要求时，则弯曲部分也应当在同一工位一次加工成形。这样不仅保证了尺寸精度，并且能够准确地保持成批零件加工后的一致性。在排样图中，增设空工位的目的是为了保证模具有足够的强度，确保模具的使用寿命，或是为了便于模 10 具设置特殊结构。 各种冲压工序在条料排样图设计中的顺序原则：在一般冷冲模设计中，各种冲压工序之间的顺序关系已形成一定规律。但是在 多工位级进模连续冲压时，常有一些不同之处，如果在设计条料排样图时，没有很好的掌握这些特点和内在关系，会使模具的设计与制造走弯路，甚至影响模具顺利冲制和冲压零件的质量。在本设计属于冲裁弯曲多工位级进模，应先冲切掉孔和弯曲部分的外形余料，在进行弯曲。 条料排样的主要内容： 对工序组排序； 排样设计应遵循的原则 多工位级 进模的排样，除了遵守普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点： 1)可制作冲压件展开毛坯样板 (3 5个 )，在图面上反复试排，待初步方案确定后，在排样图的开始端安排冲孔、切口、切废料等分离工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排制件和载体分离。在安排工位时，要尽量避免冲小半孔，以防凸模受力不均而折断。 11 2)第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。第二工位设置导正销对带料导正，在以后的工位中，视其工位数和易发生窜动的工位设置导正销，也可在以后的工位中每隔 2 3个工位设置导正销。第三工位根据冲压条料的定位精度 ，可设置送料步距的误送检测装置。 3)冲压件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，但孔不能因后续成形工序的影响而变形。对相对位置精度有较高要求的多孔，应考虑同步冲出，因模具强度的限制不能同步冲出时，后续冲孔应采取保证孔相对位置精度要求的措施。复杂的型孔，可分解为若干简单型孔分步冲出。 4)为提高凹模镶块、卸料板和固定板的强度和保证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。 5)成形方向的选择 (向上或向下 )要有利于模具的设计和制造 ，有利于送料的顺畅。若有不同于冲床滑块冲程方向的冲压成形动作，可采用斜滑块、杠杆和摆块等机构来转换成形方向。 6)对弯曲和拉深成形件，每一工位变形程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分几次成形。这样既有利于质量的保证，又有利于模具的调试修整。对精度要求较高的成形件，应设置整形工位。 7)为避免 考虑先弯成 45，再弯成 90。 8)在级进拉深排样中，可应用拉深前切口、切槽等技术，以便材料的流动。 12 9)压筋一般安排在冲孔前，在凸包的中央有孔时，可先冲一小孔，压凸后再 冲到要求的孔径，这样有利于材料的流动。 10)当级进成形工位数不是很多，制件的精度要求较高时，可采用压回条料的技术，即将凸模切入料厚的 20 35%后，模具中的机构将被切制件反向压入条料内，再送到下一工位加工，但不能将制件完全脱离带料后再压入。 查冲压工艺与模具设计表 两工件间的搭边 工件与边缘的搭边 为保证冲模刚度，工件间搭边值 ，工件与边缘 的搭边 则： 送料步距： 4470 条料的宽度 : 13 料的利用率 在冲压零件的成本中，材料的费用约占 60%以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义。冲压件在条料或板料上的布置方法为排样。不合理的排样会浪费材料，衡量排样经济性的指标是材料的利用率，可用下式计算： %1 0 0%1 0 00 式中 材料利用率 S 工件的实际面积 所用材料面积，包括工件面积和废料面积 一个步距内材料的利用率是： % 574 9 0%1 0 0%1 0 00 板料规格拟选用 9001800用纵裁：裁板条数247418 00 每条个数 2 每 板 个 数 1 4 4624211 横 裁 ： 裁 板 条 每条个数 12744900a 12 14 每板个 数 1 4 41212212 z， 因为 21， 所 以 材 料 的 总 利 用 率 ：%001800900 00S An 裁力和弯曲力的计算 裁力计算 计算冲裁力的目的是为了合理的选用冲压设备，设计模具和检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的需求。采用平刃冲裁模，其冲裁力 为材料抗剪切强度， L 为冲裁周边总长， t 为材料厚度， 系数模与凹模间隙的波动、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取 查不到材料抗剪切强度 时，可用抗拉强度b代替 ，此时 1p 1 0 1 0 卸料力计算：K 卸料力系数，其值为 料取大值，厚料取小值） 1 曲力的计算 弯曲力是设计弯曲模和选 择压力机吨位的重要依据，特别是在弯曲板料较厚、弯曲变形程度较大，材料强度较大时，必须对弯曲力进行计 15 算。由于影响弯曲力的因素较多，如材料的性能、零件形状、弯曲方法、模具结构、模具间隙和模具工作表面质量等。因此，用理论分析的方法很难准确计算弯曲力。生产中常用经验公式概略计算弯曲力，作为设计弯曲工艺过程和选择冲压设备的依据。 N 般取 弯曲半径 ,b为材料的强度极限， b tF 3 7 2 综上所述，总的压力为： 0 6 1 0 力机设备的选用 由于级进模的特点，为防止设备超载，可按公称压力的原则选取压力机。根据以上数据，查冲压模具设计手册选定压力机为： 压力机的型号： 公称压力 /1000 滑块固定行程 /0作台尺寸 /600 1000 行程次数 次 / 75 最大闭合高度 /400 封闭高度调节量 /75 要工作部分尺寸计算 、凹模间隙值的确定 凸模、凹模间间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大 16 的影响。因此，设计模具时一定要选择一个合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小，模具寿命高。但分别从质量、冲裁力、模具寿命等方面的要求确定合理的间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内就可冲出良好制件， 这个范围的最小值为最小合理间隙 最大值为最大合理间隙虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值 根据材料的厚度查表 裁模初始双面间隙 、凹模刃口尺寸计算 冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙 值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模的主要依据之一。 确定凸、凹模刃口尺寸的原则： 考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。 考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响；刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸减小，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最大极限尺寸。 17 考虑冲件精度与模 具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。 在本设计中，由于凸模除了标准的圆形凸模以外，均为直通式和台肩式的异形凸模。故为了设计的简便起见，凸凹模的刃口尺寸计算部分忽略。设计中的刃口尺寸按照：凸模尺寸按板料的各孔的尺寸来确定，凹模尺寸按对应凸模的尺寸加上一个单边间隙 具结构的设计 模、凹模结构的设计 凸模和凹模直接担负着冲压工作。由于加工性质的不同，凸模与凹模的形状、结构也不同。多工位级进模一般含有两种或两种以上的冲压工艺，凸 模和凹模数量之多是可想而知的。要使之能够适应高速连续冲压，必须满足各种特定的技术条件，而决不能用设计一般凸模、凹模的方法进行设计。凸凹模的设计要遵循以下原则： 凸凹模要有足够的强度。设计凸凹模应选择较好的材料，选择合理的热处理规范；在条件许可时可减少凸模长度，增加凹模厚度，在结构上增加它们的强度和刚度。 凸凹模必须安装牢固，便于维修和更换。 多工位自动级进模的凸凹模要有统一的标准，这样既便于加工，又不会出现位置上的误差。 余料排除方便及时。为了避免损坏模具，应采取及时的措施来清除余料，一般在凸模上设 置余料顶针，凹模上设置高压气孔等措施。 18 凸模结构设计 在凸模结构安装中，考虑到凸模需要便于更换及力求结构简单的原则，凸模的固定方式采用压板压装在凸模固定板上 凹模结构设计 多工位级进模的凹模设计是比较复杂的。要考虑各工位工作形孔的形状、精度、又要考虑各形孔的相对位置，确定各形孔的基准和相互间的坐标关系；又要考虑加工方便和使用寿命等因素，所以多工位级进模凹模机构的种类较多。 凹模的分类：整体凹模、镶套式凹模、拼合形孔凹模、分段拼合凹模 分析各凹模的使用场合及优缺点 整体凹模：对于多工位级进模，不论其凹模形 孔多少，复杂程度如何，凹模设计为一个整体的称为整体凹模。但整体凹模缺点较 19 多。 镶套式凹模：在多工位级进模中，对于某些小的形孔为了加工方便，容易更换和刃磨，是一种在整体凹模或其他形式凹模的局部形孔位置镶一个套装凹模。 拼合形孔凹模：该结构可满足凹模形孔加工精度高这一要求，对某些不易加工的凹模形孔，常采用拼合形孔这种结构。 分段拼合凹模：在多工位级进模中，为了解决各工位形孔间的间距精度，经常采用分段拼合凹模的设计方法，就是将模具的凹模分成若干段，每段中的形孔数不一，然后将这几段凹模的结合面研合镶入凹模外套内，构 成一个整体凹模。 本设计凹模采用分段拼合式凹模结构，该结构最大的特点是克服了整体凹模的缺点。它是把每段凹模的工作形孔加工完了，再以内孔为基准加工外形尺寸。 20 料装置的设计 卸料装置是多工位级进模结构中的重要部件。它的作用除冲压开始前压紧带料，防止各凸模冲压时由于先后次序的不同或受力不均而引起带料窜动，还可保证冲压结束后及时平稳地卸料。更重要的是在多工位级进模中卸料板还将对各工位上的凸模，特别是细小凸模，在受到侧向作用力时，起到精确导向和保护的作用。卸料装置主要由卸料版，弹性元件，卸料螺钉和辅助 导向零件所组成。 卸料装置设计注意的事项： 卸料板各工作形孔应当与凹模形孔同心。这种要求要从模具设计及工艺上加以保证。另外，卸料板的各形孔与对应凸模的配合间隙只有凸模与凹模冲裁间隙的 1/3，这样才能起到对凸模的导向和保护作用。而且间隙越小，导向效果越好，模具的寿命也越高，然而制造的难度就越大。 卸料板各工作形孔应有良好的粗糙度，应适应高速冲压导向和保护作用。卸料板各工作形孔的粗糙度应控制在 m 。卸料板的粗糙度与冲压速度有关，速度越高 ，光洁度要求也越高。同时还需要注意润滑。 多工位级进模卸料板应具有耐磨性能。高速冲压的多工位级进模卸料板的工作部位往往是采用镶拼结构，采用高速钢或合金工具钢制造，淬火硬度 于冲压速度不高的卸料板可选用中碳钢或碳素工具钢材料制作，淬火硬度 21 卸料板对凸模具有一定的导向高度，越是细小的凸模其导向高度也越高，可利用导向套对细小凸模进行导向和保护。其导向套的高度可以高于卸料板。对于大的凸模，卸料板只起卸料和导向作用，为此可以降低接触高度，以减小摩擦。 为了保持卸料力平衡，卸料 螺钉孔应当布置在全部工作形孔的外围，使得卸料螺钉受力均匀。 卸料螺钉的工作长度在一副模具中应严格一致，否则安装以后卸料板不能平稳， 形成不平衡卸料，容易损伤凸模。 导正钉露出卸料板底面有效工作直壁的高度。导正钉有效工作直壁露出卸料板底面不能过长，一般为（ t，否则当冲程回升时，条料会将导正钉“抱”住，影响连续作业。尤其是当采用带台式导料板，过长容易造成条料变形，影响冲压精度。 卸料装置的辅助导向机构。辅助导向机构俗称小导柱和小导套。它们多数是在卸料板与固定板之间增设的导向机构小导柱和小导 套之间的配合间隙应当更小，一般为凸模与卸料板配合间隙的1/2。 卸料螺钉沉孔深度要有足够的活动量。否则，当凸模经过多次刃磨后，卸料螺钉帽头在冲头到达最低位置时会高出上模座的上平面，从而损坏模具或者设备。 22 料系统的设计 由于多工位级进模除纯冲裁件冲压属于平面加工以外，对于带有弯曲，成型，拉深的冲制件均属于立体加工。因此对于条料在分段切除余料加工过程中，条料不能受任何障碍。条料的送进，必须浮离下模平面，并给予严格控制，导料系统决不能影响侧冲与倒冲机构的工作。 正钉 导正钉与导正孔的关系 导正钉导入材料时，既要保证材料的定位精度，又要保证导正钉能顺利的插入导正孔。配合间隙大，定位精度低；配合间隙过小，导正钉磨损加剧并形成不规则形状，从而又影响定位精度。 23 导正孔的确定原则 导正孔是通过装于上模的导正销插入其中矫正条料的位置来达到精确定位的目的，一般与其他定位方式配合使用。 导正孔可利用零件本身的孔，或利用废料载体上的孔，前者为直接导正，后者为间接导正。直接导正的材料利用率高，外形与孔的相对精度容易保证，模具加工容易，但易引起产品孔变形。间接导正的材料利用率低，载体和毛坯的位置不易保证，模具 加工工作量增加，但产品孔不会变形。 导正孔直径的大小会影响材料利用率，载体强度，导正精度等，应结合考虑板料的厚度、材质、硬度毛坯尺寸载体形式尺寸排样方案导正方式产品结构特点和精度等因素来确定。一般导正孔最小直径应大于或等材料厚度的 4倍。 t t t 合产品的形状以及排样图的结构 初步确定采用间接导正，导正孔直径为 3 ，导正钉的固定方式采用弹性元件 固定在卸料座板上。 料装置 多工位级进模依靠送料装置的机械动作，把带料按规定的尺寸间歇送进来实现自动冲压。由于带料经过冲裁，弯曲和拉深等变形后，在条料厚度方向上会有不同高度的弯曲和突起，为了顺利送进 24 带料，必须将带料托起，使突起和弯曲的部位离开凹模工作表面。这种使带料托起的特殊结构称为
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