v型弯曲零件模具设计复习进程

1、v 型 弯 曲 零 件 模 具 设计WUMAM VOCATIONAL COUEGE OF SOFTWARE AND ENGIHE1RIHG毕业设计说明书题 目靠板冲压模具设计专、业模具设计与制造班级模具0907班学生姓名鲍俊升指导教师袁小会2011年 10 月30 日摘 要：根据设计任务书的要求，本设计说明书针对靠板冲压模具 设计进行说明。主要内容包括模具结构形式的制定、浇注系统的设计、成型零件 的设计、推出机构的设计、模架的选用。根据生产批量和产品结构的要 求，拟定了 方案，经过各种方案的比较，最后确定 最优方案。此 外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量。关键词：靠板、工艺性分

2、析、冲裁工艺方案确定、模具结构的确 定、有关工序与设计的计算、模具零部件的选用、模具总装图的绘制、零 件图的绘制目录第一章绪论11.1课题的来源、目的、意义2-1.2课题的主要内容和工作方法31.3解决的重点问题和创新4 -第二章 零件的工艺性分析5 -2.1冲裁件的结构与尺寸62.2冲裁件的精度72.3冲裁件的材料8第三章冲压模设计93.1冲裁工艺方案的确定93.2模具总体结构方案103.3排样设计与计算113.4冲压力及压力中心计算123.5模具工作零件的设计133.6标准零件的选用14 第四章 模具零件的制造与装配 154.1凸模制造工艺 .164.2凹模制造工艺 .174.3模具装配工

3、艺 .18第四章小结19第五章 结果与建议20 附：打印标准样式（一）一律按毕业论文（毕业设计）封面大小要求交计算机打印稿。（二）字号、字体要求：论文题目黑体一号“内容提要”“关键词”字样体三号摘要正文宋体小四号关键词宋体小四号论文正文第一层次（章）题序和标题 小二号黑体字第二层次（节）题序和标题 小三号黑体字第三层次（条）题序和标题 四号黑体字第四层次正文 宋（或楷）体小四号（英文用新罗马体 12号）论文页面设置注意装订线，页码一律用5号居中标明。第三层次（条）题序和标题四号黑体字第四层次正文 宋（或楷）体小四号（英文用新罗马体 12号）论文页面设置注意装订线，页码一律用5号居中标明。第一章

4、绪论1.1课题的来源、目的、意义该课题是从综合楼401指导老师袁老师毕业设计课题处随机抽取出的一个 课题，零件（靠板）结构形式已用图纸表达。该课题要求首先分析零件的工艺性然后做出工艺方案的确定，再确定模具 的总体结构方案，进行有关工艺与设计的计算，最后确定模具的零部件结构，绘 制出总装图和零件图。通过本次毕业设计，对所学知识的综合应用能力进行了强有力的检验：1 培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风。2 培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决 实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能。3 培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，运用国家标

5、准、手册、 资料等工具书进行模具相关设计计算的能力、编写技术文件等独立工作能力。4 培养学生熟悉工厂设计流程，为从事相关工作奠定基础。同时本人的自学能力与解决实际问题的能力得到锻炼与提高。1.2课题的主要内容和工作方法课题的主要内容包括零件的工艺性分析、冲裁工艺方案的确定，模具总体 结构方案的确定，进行有关工艺与设计的计算，模具零部件的设计与选用，模具 总装图和零件图的绘制。工作方法就是自己回顾所学到的设计思路方法，在草稿本子上面按照相关 思路拟写并校验设计过程 ；遇到困难时自己到图书馆借书，或上网搜索解决方 法或与指导老师、科任老师讨论研究再给出有效准确合理的解决方法。1.3解决的重点问题和

6、创新在设计此模具的过程中，主要遇到的问题就是如何将冲孔、落料、弯曲三 个工序进行组合，即确定模具的类型，到底是设计成级进模，还是复合模。其次就是总装图和零件图的绘制，该过程因为零件数目较多且模具结构本 身相对较为复杂，故本人决定多花时间在画图上面，争取画好图纸。本副模具的创新之处就在于将冲孔、落料、弯曲三个工序安排在一副模具 上面完成，工序高度集中，生产效率最高，省去了把工序分开在不同的模具中 来加工的繁琐，极大地减小了零件的误差，确保了零件的尺寸和精度，适用于 大中批量生产。第二章零件的工艺性分析2.1冲裁件的结构与尺寸*才斥£r!zrfrQAJ*和1TV) »CTM H

7、IUjBW 4X.甲冲豎TK1 HWKming零件图如上截屏图中所示根据冲压模具及设备第五章第四节弯曲件的展开尺寸计算可得：r/t=6/4=1.5>0.5，z则由该书第215面r/t>0.5的弯曲件着一种情况计算可求得坯 料的总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即：lz=li+b+n*( a/180)* 尸42+42+3.14*(90/180)*(6+2)=84+4*3.14=96.56mm。则可得工件平面图(工件在冲裁完成后的情形)如下：D 住利筑他.0.IAF如诵 feT M> MMMiHIrL vir；jfl PTftt此冲裁件有冲孔、落料、弯曲三个工序，厚度

8、为 4mm有4哥直径为© 15的 圆孔，结构并不复杂，孔与孔、孔与工件边界之间的最小壁厚大于8mm冲件满足冲裁的加工要求。相对弯曲半径r/t=1.5>0.5 ，回弹量不大。但工件结构不对称（参见课本第210面，由于弯曲件坯料形状不对称，弯曲时坯料的两边 与凹模接触的宽度不相等，是坯料样宽度大的一边偏移），故弯曲时要解决好 坯料的偏移问题。工件的弯曲部位是R6的圆弧，按图中标注的尺寸可算出圆心角为90度，故按90度设计模具。2.2冲裁件的精度冲件上的75±0.5接近于IT11级，零件尺寸公差无特殊要求，其他尺寸按 IT14级。用普通冲裁即可达到该精度要求。而 75

9、77;0.5的尺寸不受弯曲的影 响，一次V”弯曲亦可达到精度要求。2.3冲裁件的材料为20钢，由课本第29面表2-3可知，20钢为碳素结构钢，20钢（以退火 的）抗剪强度t=275392Mpa抗拉强度严=353500Mpa屈服点cS=245Mpa 断后伸长率S 1=25%弹性模量E=206Mp此材料具有良好的弹性和塑形，具有 良好的冲压性能。故可知此零件的冲压工艺性能良好，便于冲压成形。但应当注意适当控制弯曲时的回弹，并避免弯曲时划伤零件表面。第三章冲压模设计3.1冲裁工艺方案的确定（1）方案的种类：该零件包括冲孔、落料、弯曲三个基本工序，可有以下 几种方案：方案一：1 分解成一个一个的工序，

10、依冲孔、落料、弯曲的顺序在不同的模具 上完成加工，用单工序模生产。n .分解工序，但将冲孔和落料两个工序组合在一起，在一副模具上加工，然后才弯曲，有以下两种情况：<1>用一副冲孔落料级进模和一副单工序弯曲模加工；<2>用一副冲孔落料复合模和一副单工序弯曲模加工；<3>用一副冲孔单工序模和一副落料弯曲模加工。方案二：1 采用级进模加工，按照冲孔、落料、弯曲的顺序在不同的工位上加 工;n.采用级进模加工，先冲孔落料复合加工，后弯曲；川.采用级进模加工，先冲孔，后落料弯曲加工。方案三：采用复合模加工，冲孔、落料、弯曲在同一工位上面完成加工。方案的比较：方案二虽然采

11、用工序集中，可以同时完成多道工序，生产效 率较高，所需的模具数量、设备数量、操作人员数量、车间面积较少，省去了 半成品的转运和存储，能够实现自动送料，由于将工序分散在不同的工位上， 不存在复合模“最小壁厚”问题，模具强度较高，寿命较长，且回弹也较为容易 控制，但是缺点就是模具结构很复杂，制造精度高，周期长，成本高，维护困 难，并且由于将供需分散在不同的工位上，定位积累误差会影响工件的精度， 且对用料的要求较高。方案三结构紧凑，一套模具能够完成若干工序，大大减 少模具和只能用的冲压设备的数量，减少了操作人员和周转时间，提高高了生 产率；由于在同一工位上同时完成几个工序，避免了重复定位，保证了位置

12、精 度；对用料没有级进模要求严格，但是其结构同样较单工序模复杂而加工难度 加大，对模具的制造精度要求高，制造周期长，制造成本显著增加。并且，由于弯曲件既可以认为是“V'形弯曲件，又可以认为是L”形弯曲件 （两直边相等的）。若按照V'形弯曲件的加工，贝U应按照方案二u的加工顺序安排。因为此时 要考虑到为便于以“V'件的形式加工，要设计出能够校正弯曲的模具零件，考虑 到常见的模具零件机构，则应将弯曲这一工序与落料分开在不同的工位上加 工。而若将零件视作“L”形件加工，则要注意要设计出能够防止产生偏移的结构 的模具零件，此时模具零件结构形式可能要设计反侧压块，则可能讲落料与弯

13、 曲两个工序放在一个工位上加工完成，则要设计出水平方向的与反侧压块工作 相配合的机构一实现反侧压块的防止偏移的效果，故可知将零件视作“ L”形件加 工要设计结构相对较为复杂的模具。两项对比可知，明显将零件视作V'形弯曲件的加工，模具结构要较为简易。鉴于此分析，将零件视作 V'形弯曲件的加工。相对与级进模和复合模的复杂结构而言，单工序模的结构较为简单，制造 也方便，成本低廉，模具也便于维修。考虑到零件的精度只要用普通冲裁即可 达到，没有额外的要求。选用单工模加工，但是由于冲孔、落料是两个简单的 工序，没有必要在分开在两副模具上面加工，还是将冲孔落料集中在一副模具 上面加工为好。综

14、上所述，选用方案二U:采用两副模具加工，先冲孔落料复合加工，后弯曲。3.2模具总体结构方案（1） 模具类型根据对零件的冲压工艺性分析，采用一副冲孔一一 落料倒装式复合模与一副单工序弯曲模加工。这是由于倒装式复合模的结构简 单，省去了顶出装置，便于操作，并为机械化出件提供了条件，应用广泛。（2） 操作与定位方式零件的生产批量中等，但合理安排生产可用 手动送料方式能够达到批量要求，降低模具的成本，因此采用手动送料方式。 考虑到零件尺寸较小，材料厚度较小，为了便于操作，采用的定位方式。（3） 卸料与出件方式采用刚性卸料方式。为便于操作，采用废料 从凹模洞中推下的出件方式。（4） 模具精度及类型由于零

15、件中的孔间距精度要求较高，对于零 件的作用影响较大，切用对角导柱模架能使导向零件都在模具的对称线上，滑 动导向，导向准确，能保证中批量生产，且又能够实现纵向送料的复合模或单 工序模，故采用对角导柱模架。3.3排样设计与计算对于零件的冲裁过程，该零件结构简单，材料较薄，尺寸也较小，近似矩形。若采用少、无废料排样，则会由于出现毛刺，进入凹模而造成模具的损坏，且 精度受到影响，条料宽度也受到影响。故采用直排法。而直排法又分为横直排 和竖直排两种情况。（1）横直排法：排样图如下：D Wi(i Wfl WT1 事11 喉：*|l TMlT Wil*»<! in rfi m口口“口 z甜斗

16、】已z r- 吃金电取丹口心rifrrLaw *Mjv0 *nw *勺仝FhhH暫咋盘丄冋回兰丰£ladir4 “ 丄| BO岳« d 4、EEE2J ® * B s w,：,-j * w 11 izie， e j iAB £-<>jm ajqucma住爭阳 ST玄楫宙 I.Rq ii駅fj旨'弑世测 L1查课本表 418,由 l=96.56mm>50mr可知，a=3.5mm ai=3.2mm 则由表 419可知， =1.1mm又由表420查得Zmin=1mm(取无侧压装置的情形)，故条料的宽度 B- =(Dma+2a+Z)&#

17、176;-=104.560一1。imm确定条料的长度L,查课本第31面表25可知，L=2000mm则可以冲裁的件数为 n=L/S=2000/153.6=13，此时的材料利用率为 n。= (A/B.S ) *100%=(11802.2/16018.592 ) *100%=73.68%(2)竖直排法：排样图如下：则：由 B=150+2*3.5=157mr查表 419得： =1.2mm 查表 4-20,得：Zmin=1mr，l则条料宽度 B0- = (157+1) 0-i.2=1580-i.2mm 步距 S=96.56+3.2=99.76mm确定条料的长度L,查表25,可知L=2000mm则材料利用

18、率n。=(A/B.S )*100%= (11802.2/159*99.76)*100%=74.41%显然在不影响模具的轻度和使用寿命、零件的精度要求和生产批量时，第二种 排样的材料利用率较第一种要高，故选用第二种排样方法。3.4冲压力及压力中心计算冲裁力：根据零件图可算得一个零件内外周边之和L1=150+96.56+120+30+20+(1/4) *2* n*10+(96.56-10-30)+4*2* n*15=865.32mm取 t=275 Mpa,贝U: F=KLt* t=1.3*865.32*4*275=1237836.6N。卸料力：查表 422 取 K=0.035 , Kt=0.045

19、 , Kd=0.05 ,Fx=KX*F=0.035*1237836.6=43324.281N。推件力：查表428,根据材料厚度取凹模刃口直壁高度 h=8mm故n=h/t=8/4=2 o则：FT=n* Kt*F=2*0.045*1237836.6=111405.294N。则总冲压力：F=Ft+Fx+F=1237836.6+43324.281+111405.294=1392566.175N1393kN 应选择的压力机标称压力 po= （1.11.3 ） *1393kN=1532.3 1810.9kN。因此应选择压力机型号为JA21 160o压力中心的计算：1）选取坐标轴X o Yo2 ）计算出如图

20、所示的各段的压力中心，并将各段的压力中心坐标列表如下：各段的压力中心序号各段长度/mmX坐标Y坐标1150750230150153301353045* n11131556.5612068.2861206096.56796.56048.288225* n67.543.28在第4段（圆弧）的压力中心计算过程中,建立小的直角坐标系，故压力中心坐标为Xo=E83219.151005 32 =82.78mm, yo=53525.O5/1OO5.32=52.25mm。3.5模具工作零件的设计1. 计算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料较薄，模具间隙较小，故凸凹模按照配做加工为宜。又根据排样图可知，凹模的加工难度

21、大于凸凹模，因 此选用凹模作为制造基准件。故复合模只计算落料凹模的刃口尺寸及公差，并 将计算值标注在落料凹模图样上。各凸模仅按凹模各对应尺寸标注其基本尺 寸，并标明凸凹模按照凹模配作，双面间隙在Zmin-0.1Zma>e0.3之间。1)落料凹模刃口尺寸。按照磨损情况分类：<1>凹模磨损后增大的尺寸,查课本第96面知IT14时，x=0.5，按公式Ad=(AmaX* ) - /40计算：200-0.52九=(20-0.5*0.52 ) +。0.87/4 mm=19.74°.13mm96.56-00.87A2=96.13+00.218mm150-01.1Ai3=149.4

22、5+00.275mm120-00.87Ad4=1 19.565+00.218mm30-00.52A5=29.74+00.13mm<2>凹模磨损后减小的尺寸，按公式Bd= (Bmin+x*) 0- /4计算：1 0+00.36Bd=10.18 -0.09 mm<3>凹模磨损后不变的尺寸，查课本第 96面知IT11级时，x=0.75，按公式C=（Gn+0.5 ）±A/8 计算：75±0.1Cdi=75.1 ±0.1mm46.56 ±0.31 Cd2=46.87 ±0.078mm2）冲孔凸模刃口尺寸。冲孔凸模均为圆形，查表4-

23、11、4-12，因为冲裁件尺寸精度要求一般，采用中等间隙，且还要适用于继续塑性变形，按U类间隙，又考虑到材料的厚度为4mm厚度小于8mm但是大于0.2mm，尺寸不大不小，则可得 ZmaXZmin = （7 10）%*4 = 0.28 0.4，取 ZmaJZmin=0.34。故可按公式 dd= （ dmin+X* +Zmin）"o 计算：1 5+00.43dd1= （15+0.5*0.43+0.34 ） +。0.43/4 =15.56+0°.108mm当采用线切割机床加工凹模时，各型孔尺寸和孔距尺寸的制造公差均可标为土0.01 （为机床一般可以达到的加工精度），本例采用此种加

24、工的标注法。2. 凹模的设计凹模采用矩形板状结构和直接通过卸料螺钉、销钉与下模座固 定的固定方式。因冲件的批量较大，为中批量，考虑到凹模的磨损和保证冲件 的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃口高度取8mm漏料部分沿轮廓单边扩大0.8mm（为便于加工，落料凹模漏料孔可设计为近似于刃口轮廓的简化形 状）。凹模的轮廓尺寸计算如下：沿送料方向的凹模型孔壁间的最大距离为l=96.56mm,垂直于送料方向上的凹模型孔壁间的最大距离b=150mm沿送料方向的凹模长度为 L=l+2c=96.56+2*55=206.56mm，垂直于送料方向上的凹模宽度为 B=b+2*c=150+2*55=260mm凹模厚度为 H

25、=K*K2*01F =1*1.5* 30.1*1237836.6 =74.78mm （K?=1.5，这是因为参见课本第140面，知K1=1，由于凹模刃口周界长度lo=865.32-4*2 n *15=488.63mm查表4-30可知修正系数 Q1.5,）,。根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为L*B*H=250mm*250mm*45mm由于凹模厚度为45mm>32mm故选用紧固螺钉规格为 M12为内六角螺钉，数量 四个，则螺钉孔直径为12mm数量四个，沿被连接件的外边缘均匀布置。选 用销钉孔直径为12mm数量2个，为圆柱销。螺钉与销钉，螺钉与凹模刃口 及外边缘

26、的距离为20mm销钉与凹模刃口及外边缘的距离为 15mm弯曲模设计1. 弯曲件的工艺分析在前面已经对次弯曲件的工艺性作出了分析，知道该零件的弯曲工艺性良好。根据弯曲件的结构形状和批量要求，可采用“V'形弯曲件一次得到。这里只考虑弯曲工序。2. 模具结构方案的确定弯曲该类零件可以有一下两种方案：（1）按照V'形弯曲件的弯曲模常用结构设计模具，（2）按照L”形弯曲件的弯曲模常 用结构设计模具。若选用第二种方案，则会使模具的结构变得较为复杂。因为 要设计出反侧压板及与其相关的结构零件。故还是选用（1）方案弯曲。3. 有关工艺的计算（1）坯料的展开长度 这已经在前面计算出了。（2）弯曲力弯曲过程就是一次校正弯曲，故由课本第205面按照校正弯曲计算，由式 5-15，查表5-13，取q=75Mpa则F=A*q,而 A=50*( . 2 )x150-1/4x15 2x4/1.414-2(56.56x30+1/4x3.14x10 +20x10)/1.414=8710.28mm,F=653271N。4. 计算凸、凹模的刃口尺寸及公差本来是要设计成简易的“V”形弯曲模，如下图1所示。凸模装在标准槽型模柄上，并用两个销钉固定。凹模通过螺钉与销钉直接固定在下模座上。顶杆和弹簧组成的顶件装置，工作行程起压料作用，可防