自行车冲压件说明书

1、机电及自动化学院冲压课程设计说明书 专业：材料成型及控制工程 姓名：谢皝斌 学号：1211411040 指导教师：闫洁 2015年 7月22日 目 录 第一章 设计任务书11.1 课程的性质、目的和任务11.2 参考设计题目11.3 设计主要内容和具体要求11.4 设计的一般步骤1第二章 序言3第三章 工艺分析43.1 零件工艺分析43.2 工艺方案设计43.3 排样设计5第四章 冲裁力计算及压力机选定74.1冲裁力的计算74.2压力机的选择94.3压力中心计算9第五章 刃口尺寸的计算9第六章 模具总体结构设计116.1 总体结构设计116.2 弯曲回弹控制126.3 模具类型及结构选择126

2、.4 模具总装图10第七章 结束语11参考文献第一章 设计任务书1.1 课程的性质、目的和任务 冲压模具课程设计的教学目的是：1、使学生了解常见冲压件的工艺过程和设计模具的一般程序。2、使学生掌握冲压工艺及模具设计基本方法，培养学生规范化模具设计能力。3、使学生具备使用冲压手册和有关参考资料的基本能力。 在本课程的设计过程中，要求学生撰写一份设计说明书 (30004000字)， 课程设计主题是某冲压零件（具体名称不同）的级进模设计，并由指导教师确定或审定。 课程设计为学生提供了一个既动手又动脑，独立实践的机会，将理论和实际有机的结合起来，锻练学生的分析、解决实际问题的能力。1.2 参考设计题目

3、 以分离工序或成型工序为主要工序，自选或指定的某个冲压零件的级进模设计。1.3 设计主要内容和具体要求1、完成冲压件的工艺性分析和产品图测绘，确定其最佳工艺方案；2、进行相应的工艺计算；选择相应的冲压设备；3、完成模具装配结构设计和所有模具零件的平面尺寸设计；4、用Autocad完成模具装配总图的绘制；5、编写设计计算说明书。1.4 设计的一般步骤1、制定冲压件的工艺过程分析零件的冲压工艺性：了解零件的形状结构特点，使用材料、尺寸大小，以及精度要求、用途等。拟定冲压件的工艺方案：计算毛坯尺寸、进行其它必要的工艺计算、比较不同工艺方案、绘出各工序的工件图、排样图（毛坯排样和冲模刃口排样）。2、设

4、计模具的一般程序模具类型及结构形式的确定（要求为级进模）模具零件的选用、设计、计算 包括模具的工作零件、定位零件、压料、卸料及出件零件、导向零件、固定零件、紧固及其它零件，尽量选择标准件；绘制模具总装配图 主视、俯视图以及剖视图。并注明必要尺寸，如闭合高度、轮廓尺寸、压力中心，以及靠装配保证的有关尺寸和精度。画出工件图、排样图，填写详细的零件明细表和技术要求等；绘制模具零件图3、编写设计说明书目录设计任务书及产品图序言零件的工艺性分析冲压零件工艺方案的拟定排样形式和裁板方法，材料利用率计算工序压力计算，压力中心的确定，压力机的选择模具类型及结构的选择模具零件的选用、设计以及必要的计算模具工作零

5、件刃口尺寸及公差的计算；对本设计在技术和经济上的分析其它需要说明的内容参考资料第二章 序言 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业越来越多地采用冲压方法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重奋斗相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门

6、压迫提高生产效率、提高产品质量、降低生产成本、进行产品更新换代等都是难以实现的。本说明书按照模具设计的工艺路线进行设计，从设计任务书出发，进行了包括工艺方案的确定、排样形式和材料利用率计算、工序图的绘制、压力中心的确定、各工序模具刃口尺寸和冲压力的确定，从而根据计算所得进行压力机的选择及其他冲模主要零件设计，包括凸模，凹模的固定形式、 凹模刃口形式的选择、 凹模外形尺寸的确定、凸模长度确定、模座导柱等的参数选择与计算。从而完成一套冲压模具的设计。第3章 工艺分析3.1 零件工艺分析零件名称：自行车配件；生产批量：中大批量；材料：Q235；材料厚度：1.5mm；精度：IT13；零件简图、展开图：

7、如图所示；图1-1 零件展开图 图1-2 零件图毛坯长度计算零件弯曲展开可以用等体积法计算毛坯长度。但因弯曲变形时，不仅在圆角变形区产生变薄现象，而且与其相邻的直边部分也产生变薄现象，加之影响因素较多且难以考虑，所以实际上是用经过修正的公式计算的.3.2 工艺方案设计1、 工艺分析（1） 材料 该零件的材料为Q235钢，其冲压性能良好。（2） 零件结构 成形工艺包括冲裁、弯曲等工序。设计上,需着重解决自行车配件弯曲成形,经计算,材料在垂直于轧制方向和平行于轧制方向最小弯曲半径均满足要求。尺寸精度 零件图上形状尺寸和位置尺寸均属于IT13级精度，冲压加工可以实现，模具设计也容易实现。2、 工艺方

8、案该零件包括冲孔、弯曲、落料三个基本工序，下面列有两种工艺方案：（1） 单工序生产：落料冲孔弯曲结构特点：模具结构简单，但需要3道工序、3套模具才能完成零件的加工生产效率低，难以满足零件中大批量生产的需求。且3道工序的定位误差太大。（2） 级进模生产：冲孔-弯曲落料结构特点：同一副模具不同的工位完成两道以上工序，生产效率高工位间可自动送料工人操作安全，适合大批量生产。模具规模相对第一种方案小些，模具成本要低；但在零件成型过程中存在累计误差，平整性较差。综上，采用级进模冲裁方式最为理想。3.3 排样设计为了简化级进模结构, 降低制造成本, 保证条料送进刚性和稳定性, 减小级进模工作面积, 减少级

9、进模具发生故障及返修几率,初选排样方案如下。(1) 采用单排横排横连中间载体排列采用定距侧刃定位，如图3-1所示,共有7个工位: 1、冲孔、侧刃; 2、冲外轮廓1; 3、冲外轮廓2; 4、冲外轮廓3；5、弯曲1; 6、弯曲2；7、弯曲3、切断。 查课本表2-13确定搭边值：制件之间的搭边值：a=3.0mm制件与条料边缘之间的搭边a1=3.0mm；步距为：s=L+a=58.48+3.0=61.48mm；（L为平行于送料方向工件的宽度）条料宽度：B= (D+2a1+) 0=(57.6+2×3.0+0.4)- 0.40 =64.0 - 0.40 图3-1 排样图 第四章 冲裁力计算及压力机

10、选定4.1冲裁力的计算F冲= （N）F冲：冲裁力；L：凹模腔轮廓周长；t：板料厚度，t=1.5mm；：抗拉强度，=440MPaF卸= K卸F冲= 0.05F冲K卸：卸料力系数，K卸=0.05 K推：推件力系数 K推=0.055 F弯曲=（N）c=0.6 B：料宽（mm） t：板料厚度（mm） r:弯曲半径（mm）t：板料厚度（mm）工位一：F冲= =7×4×1.5×440=58027N；F卸= K卸F冲=0.05×58027=2901N；FA =F冲+F卸=60928N 工位二：F冲= =73×1.5×440=48180N；F卸= K

11、卸F冲=0.05×48180=2409N；FB = F冲+F卸=50589 N 工位三：F冲= =403×1.5×440=265980N；F卸= K卸F冲=0.05×265980=13299N；FC= F冲+F卸= 279189 N 工位四：F弯曲 = 0.6x1.3x64x1.52x440/(1.5+1.5)=15444 N 工位五：F弯曲 = 0.6x1.3x64x1.52x440/(1.5+1.5)=15444 N 切断：F落= =24×1.5×440=15840N；所以总冲裁力：F= FA +FB +FC +2*F弯曲+ F落

12、 = 437434N4.2、压力机的选择 通过校核，选择高速自动压力机J21G-25能满足使用要求。其主要技术参数如下表。JH21-60公称压力/KN 600滑块行程/mm 140行程次数(不小于)(次/min) 70封闭高度/mm 300倾斜角15°滑块中心至机身距离/mm 270(标准型)工作台尺寸(左右)/mm 870(标准型)工作台孔尺寸(前后)/mm 520模柄孔尺寸(直径×深度)/mm 50×60工作台板厚度/mm 60电动机/kw 5.54.3压力中心计算压力中心就是我们冲裁时的合力作用点，称为模具压力中心。方法：在CAD里面找到面域，即冲裁面域，利

13、用CAD查找功能找到压力中心。因为只有模具的压力中心通过模柄的轴线与压力机滑块的中心线，才能使模具工作时受力平衡。所以，通过看模具总装配图就知道压力中心的位置，即为模柄轴线对应的俯视图上前后对称轴线上的位置。在所画坐标系中质心坐标（945.2413，-736.5916）。第五章 刃口尺寸的计算依据级进模具的特点，以及零件的结构特点，刃口尺寸计算只能采用凸模与凹模配合加工的方法。凸、凹模刃口尺寸计算原则：落料模先确定凹模刃口尺寸。落料时，以凹模为基准刃口。冲孔模先确定凸模刃口尺寸。 冲孔时，以凸模为基准刃口；选择模具刃口公差时，a，一般冲模精度比工件精度高23级。 b，工件精度为IT13级。 c

14、，工件按“入体”原则标注（即标注公差向实体单向标注）。该零件凹模刃口各部分尺寸按凸模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值ZZ=0.1000.140。刃口分为变小的尺寸（A类）、变大的尺寸（B类）和不变的尺寸（C类），分别计算。 式中A、B、C工件公称尺寸（mm）；零件公差；x磨损量，磨损系数x与零件制造精度有关，零件精度为IT13时，x0.75；p凸模制造公差。B类尺寸4-0.75X0.048=3.964 0+0.01213.48-0.75×0.110=13.397 0+0.01510.02-0.75×0.110=9.937 0+0.0156.5-0.75×0.07

15、5=6.3440+0.0122.0-0.75×0.048=1.964 0+0.01210.02-0.75×0.110=9.937 0+0.01512.86-0.75×0.110=12.777 0+0.0156.76-0.75×0.075=6.6040+0.0129.54-0.75×0.110=9.457 0+0.0153.5-0.75×0.048=3.614 0+0.012 冲裁间隙值的选取对工件质量、冲裁力的大小、模具的寿命都有显著影响。冲裁间隙较大时会出现废料穿过板料而随凸模上升的现象，也会使脆性材料从凹模孔中高速穿出，以致工件报

16、废，甚至危及操作者的安全。 第六章 模具总体结构设计 6.1 总体结构设计 自行车配件级进模见图6-1。模具工作过程:当冲床滑块下行带动上模座使模具闭合时,第1 工位,通过凸模冲出定距侧刃位置、零件外形孔; 第2、3、4工位, 冲裁凸模进入凹模依次冲出内、外形孔;第5、6 、7工位, 弯曲凸模进入弯曲凹模弯曲零件侧壁,由冲裁凸模最终分割出成品零件。级进模采用弹性卸料板保证每工位卸料及细长凸模的保护。 6.2 弯曲回弹控制 控制弯曲回弹的方法常用补偿法及镦压法。补偿法是在模具相应位置开出一定斜度, 使工件出模后正好符合规定的角度。镦压法是镦压工件弯曲带, 改变其应力、应变状态, 达到控制弯曲回弹的目的。在该工件上,直角弯曲利用镦压法可达到控制弯曲回弹的目的。6.3 模具类型及结构选择大批量生产，尺寸精度要求不高，外形和内孔的位置精度要求也不高，形状精度简单且内孔数量较少。所以，采用级进模。精度要求较高，批量较大，采用导料板导向。 6.4 模具总装图 图6-1装配图第七章 结束语在这次的课程设计中，综合了所学的所有专业知识，使我受益匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强专业理论知识的巩固。在做课