U形件冲孔、落料、弯曲级进模设计解析

1、常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 学 号：系 部： 模具技术系专 业： 模具设计与制造题 目： U 形件冲孔、落料、弯曲级进模设计指导者：评阅者：2011 年 4 月毕业设计（论文）中文摘要该文阐述了 U形件冲孔、不完全落料、弯曲、完全落料的冲压模具设计过程。 通过对制件进行冲压工艺性分析，综合考虑了产品质量要求和生产实际，确定了 最佳工艺方案为冲孔 -不完全落料 -弯曲-完全落料，并对模具总体结构进行设计和 分析论证。对工艺参数进行精确详细的计算，正确的选择了压力设备，并对冲模 零件进行设计。设计过程中有效利用了冷冲模国家标准和典型组合，提高了模具 设计效率，适应了当代模具设计要

2、求；最后对主要模具零件的加工工艺过程及装 配工艺也进行了介绍。 整个过程采用 AutoCAD 软件绘制模具的二维装配图和 零件图，然后利用 UG 软件进行冲压模具设计 , 设计全部模具零件 , 完成装配。关键词： 级进模 多工位 AutoCAD 装配目录1 引言12 工艺分析22.1 精度分析32.2 材料分析32.3 结构分析33 工艺方案的确定 34 冲孔落料工作部分工艺设计4.1 毛坯展开尺寸计算44.2 排样 44.3 材料的利用率64.4 计算冲压力74.5 计算压力中心74.6 压力机的初选择84.7 凸凹模刃口尺寸计算85 弯曲模工作部分工艺计算5.1 凸模圆角半径105.2 凹

3、模的圆角半径105.3 凹模深度105.4 凸、凹模间隙105.5 凸凹模横向尺寸及公差115.6 模架的选择125.7 其他主要零部件的设计 参考文献 12引言改革开放以来，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-I

4、S 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” 、

5、“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。2 工艺性分析工件图厚 :1.5 材料： 08 钢2.1 精度分析2.1.1 尺寸精度完全由弯曲工序得到的尺寸有 30、60、 80，都未注尺寸公差，属于未注公差 尺寸，精度很容易达到要求。由冲裁工序得到的尺寸有 15，尺寸为自由公差， 精度很容易达到要求， 但可 能会受弯曲工序的影响。2.1.2 角度精度角度也未标注公差， 属于未注公差尺寸， 所以该零件的角度精度要求不高， 很容 易达到要求。2.2 材料分析该材料采用 08 钢，具有良好的冲压成形性能。因此，该

6、工件可用冷冲压加工成 形。2.3 结构分析 零件外形结构简单对称，对冲裁加工较为有利。该零件的最小弯曲半径为 3.5 ，而 08 钢冷作硬化状态的最小的圆角半径为 0.4t 0.4 3.5 1.4 ，因此， 该零件弯曲半径，所以弯曲时不会有裂纹，弯曲后也不用整形。3 确定工艺方案制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲。 零件上的孔，尽量在毛坯上冲出，以简化模具结构，便于操作。而零件上的 15 孔的边缘到弯曲中心的距离为 17.5 ，大于 1.0t（3.5 ） ，弯曲时不会引起孔 变形，因此 15 孔可在压弯前冲出，冲出的 15 孔可以做后续工序定位孔用。 因此完成该零件的弯曲成形，可能的工

7、艺方案有以下几种。方案一：冲 15 孔落料与弯曲复合级进模 方案二：冲孔落料（不完全）弯曲落料（完全）级进模方案三：冲 15 孔落料与弯曲复合两副模具 方案四 : 冲孔与落料复合弯曲两副模具 方案五：冲孔落料弯曲三套模具 在上述列举的方案中，各方案的优、缺点如下： 方案一优点：只需一副模具， 工序集中，生产效率高，工件的回弹易于控制， 第二道工序可靠第一道工序中的 15 定位，尺寸和形状准确，表面质量高。缺 点：模具结构复杂，安装、调试、维修困难，制造周期长。方案二优点：只需一副模具， 生产效率高，模具寿命长。缺点：模具安装、调试、 维修困难，精度稍低。方案三优点：工序集中，由一副模具完成所有

8、工序，生产效率高。缺点：模具结 构复杂，制造周期长。方案四优点：模具结构简单。缺点： 需两套模具，生产效率低，零件精度稍差， 难以满足零件年产量的要求。方案五优点：模具结构简单， 制造简单，寿命长。缺点：需三套模具，工序分散， 生产效率低。综上所述，考虑到零件较简单，为保证各项技术要求与精度要求，采用方案二。 其工序如下：冲孔落料（不完全）弯曲落料（完全）级进模4 冲孔落料工作部分工艺设计4.1 毛坯展开尺寸计算r3.5 0.5t 0.5 1.5 7.5 r 10 时，则应考虑回弹，将凸模圆角半径加以修正。本题中 r t 2.3 10，所以 rT取 3.5。5.2 凹模圆角半径 凹模圆角半径不

9、能过小，以免擦伤工件表面，影响冲模寿命。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。 r A值通常根据材料厚度取为t 2 时 r A（ 36）t本题中 t 1.52 则 r A（ 4.5 9），取 6 。5.3 凹模深度 凹模的工件深度将决定板料的进模深度，对于常见的弯曲件，弯曲时不需全 部直边进入凹模内。 只有当直边长度较小且尺寸精度要求高时， 才使直边全部进 入凹模内，凹模深度过大，不仅增加模具的消耗， 而且将增加压力机的工作进程， 使最大弯曲力提前出现。中小型弯曲件通常都使用模具在机械压力机上进行加 工，最大弯曲力提前出现，对压力机是很不利的。凹模深度过小，可能造成弯曲 件直

10、边不平直，降低其精度。因此，凹模深度要适当。 本题中弯曲件的弯曲高 度较大，而且平直度要求不高，由冷冲压技术表 4-12 查得，l 020 。5.4 凸凹模间隙对于 U形件弯曲模， 应选择适当的间隙。 间隙过小，会使工件弯边厚度变薄， 降低凹模寿命，增大弯曲力；间隙过大，则回弹大，降低工件的精度。 U形件弯 曲模的凸、凹模单边间隙一般按下式计算：Zt maxCtt Ct式中 Z 弯曲模凸凹模单边间隙t 工件材料厚度 材料厚度的正偏差C 间隙系数，可查冷冲压技术表 4-14 ，得 C0.10 。Z 1.5 0.1 0.10 1.5 1.75取单边间隙为 1.75 5.5 凸凹模横向尺寸及公差 弯

11、曲凸、凹模工作尺寸的计算与工件尺寸的标注形成有关。一般原则是： 当工件标注外形尺寸时， 应以凹模为基准件， 间隙取在凸模上， 当工件标注内行 尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上尺寸标注在外形上的弯曲件计算公式为 凹模尺寸为LA（Lmax0.75） + 0A （600.750.74） + 00.046 59.445 + 00.046 凸模尺寸为L T（ LA2Z） -0 T（59.44521.75） -00 .030 55.945 -00 .030式中 LA、LT 凸凹模横向尺寸L max弯曲件横向的最大极限尺寸弯曲件横向尺寸的公差，按 IT14A、T凸凹模的制造偏差， 可采用 IT7 IT9 ，本题中凸模取 IT7 凹模取 IT8 。5.6 模架的选择标准模架选用的依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的计算公式得， 凹模高度 HKb0.2 114.9 22.98 23 ，凹模壁厚 C（1.5 2）H34.546，取 40 。所以，凹模的总长 L232240312 ，取 315 ，凹模的宽度 B 80 240 160 ，取 180模具采用后