弯曲件毕业设计说明书

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：弯曲件指导者：评阅者：5月目录摘要………………3ABSTRACT …………………41.引言……………………52.绪论2.1多种模具的分类和占有量……52.2我国模具工业的现实状况…………63.零件的冲压工艺性分析3.1材料……………73.2零件构造………83.3工艺方案分析确定……………84．排样图的设计4.1影响排样的原因……………104.2排样图设计环节……………114.3材料运用率的计算…………115．有关工艺计算5.1冲裁力的计算及冲床的选择………………116.定位零件6.1固定挡料销…………………126.2临时挡料销…………………137.固定机构的设计7.1凹模的设计…………………147.2凸模的设计…………………147.3凸模刃口尺寸的计算……148.冲压模具零件的编制8.1凹模板加工工艺过程……………158.2凸模加工工艺过程………………168.3卸料板加工工艺过程……………178.4凸模固定板加工工艺过程………179.

模具多种机构的设计9.1卸料与出件装置………………189.2原则模架及其零件的选用………1810．结论………………1911．道谢………………1912．参照文献…………20摘要本文通过在常州机电职业技术学院的学习,设计该零件的冲裁模。首先对冲压件进行工艺性分析,对冲压模具总体构造设计,画装配图。冲压是运用安装在冲压设备（重要是压力机）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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工措施。冲压一般是在常温下对材料进行冷变形加工，且重要采用板料来加工成所需零件，因此也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的重要措施之一，从属于材料成型工程技术。关键字：冲裁模；压力机；材料；材料成型。ABSTRACTThroughstudiesattheChangzhouInstituteofMechatronicTechnology,thispartoftheblankingdiedesign.First,onthetechnicalanalysisofthestampingparts,theoverallstructureofthestampingdiedesign,drawingtheassemblydrawing.Stampingisinstalledintheuseofstampingequipment(mainlyPress)onthemoldtoexertpressureonthematerial,toproduceplasticdeformationorseparation,thusobtainingtherequiredparts(commonlyknownasstampingorpunching.)apressureprocessingmethod.Stampingisusuallyatroomtemperaturecolddeformationprocessingofmaterials,andmainlyusedtoprocesssheetmetalpartsasrequired,alsocalledcoldstampingorsheetmetalstamping.Stampingisoneofthemainmethodsofmaterialpressureprocessing,plasticprocessing,belongingtothetechnologyofmaterialformingengineering.Keywords:stampingdie;press;materials;materialsforming.模设计与制造1.引言模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料(固态或液态)流动，使之形成所需要的形体，用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料厂消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高下是衡量一种国家产品制造水平高下的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《有关目前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改选序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一种构成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的重要工艺装备，它承担了这些工业领域中60%~90%的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性重要体目前市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场二分之一左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不停增长，一种型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不停换型，汽车换型时约有80%的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据记录，中国摩托车共有14种排量80多种车型，1000多种型号。单辆摩托车约有零件种，合计5000多种，其中二分之一以上需要模具生产。一种型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电建筑等，也存在巨大的模具市场。绪论2.1多种模具的分类和占有量模具重要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述多种模具都属于腔型模，由于他们一般都是依托三维的模具形腔是材料成型。(1)冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50％以上。按工艺性质的不一样，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不一样，冲模分为单工序模，复合模，持续模。(2)锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不一样，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不一样，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。(3)塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35％，并且有继续上升的趋势。塑料模重要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外尚有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。(4)压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造措施。压铸模约占模具总数的6％。(5)粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所波及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一种多学科的综合，其复杂程度显而易见。2.2我国模具工业的现实状况自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代后来，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已到达245亿元人民币，增至260~270亿元人民币。此后估计每年仍会以10℅~15℅的速度迅速增长。目前，我国17000多种模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了迅速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内著名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，某些大集团企业和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等著名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已经有几千家。在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占50℅（中国台湾：40℅），塑料模具约占33℅（中国台湾：48℅），压铸模具约占6℅（中国台湾：5℅），其他各类模具约占11（中国台湾：7℅）。中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（1961——1981），成长期（1981——1991），成熟期（1991——）三个阶段。萌芽期，工业产品生产设备与技术的不停改善。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销体现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周围厂商（如热处理产业等）逐年增长。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，铸造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。1981年——1991年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将模具产业纳入“方略性工业合用范围”，大力推进模具工业的发展，以配合有关工业产品的外销方略，全力发展整体经济。伴随民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM技术，因此台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CAT技术的时间相称早。3.零件的冲压工艺性分析3.1材料该冲裁件的材料为08F，有很好的可冲压性能。力学性能为：查表得抗剪强度=300MPa，伸长率=25%。圆角半径出展开尺寸1.57x（r+Xt）=3.1mm零件的展开尺寸：17.8+3.1+3.1+13.5+17.8=55.3mm3.2零件构造图3-1零件图构造与尺寸：该零件构造简朴，形状对称,只有落料，冲孔工序具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件构造相对简朴，有4个φ3.5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的的距离也满足规定。冲裁件的经济公差等级不高于IT11级,一般落料公差等级最佳低于IT10级,冲孔件公差等级最佳低于IT9级,工件的尺寸所有为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较底，一般冲裁完全能满足规定。根据表3-3得出零件图如下：结论：适合冲裁。3.3工艺方案分析确定该零件包括冲孔和落料两个基本工序构成。单工序模具，复合模具，级进模具三种模具种类的比较：模具种类比较项目单工序模复合模级进模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般很好好表3-3该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序，可采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种。零件属于中批量生产，因此采用单工序须要模具数量较多，生产率低，所用费用也高，不合理；若采用复合冲，可以得出冲件的精度和平直度很好，生产率较高；用级进模冲裁时，生产率高，操作以便，不过零件为中批量生产，故持续模生产成本较高，根据以上分析，该零件采用复合模冲裁工艺方案+一套折弯模具。4.排样图的设计4.1影响排样的原因条料排样图直接关系到级进模设计。因此在下面排样图的设计过程中，综合考虑了如下几种原因：1生产能力和生产批量。在设计时规定使之平衡。因此采用了斜排排样，提高了生产效率和材料运用率。2送料方式。由于采用了高速冲订冲制零件，因此选用自动送料方式。3冲压力的平衡。在设计时考虑到冲压力的平衡，使冲压加工的压力中心和模具中心一致。4模具的详细构造和加工工艺性。在设计排样图时，要考虑到模具的详细构造。还要考虑到每一种环节，每一种详细部分的装配关系及装配次序以至每部分的加工方案等。4.2排样图设计环节1绘制成比例的零件图。2绘制条料排样图。①首先根据已绘制的零件图的形状特点和已确定的排样方案单排、双排或多排，正排或斜排。定出排样基准线②按估计的工位数，以排样基准线为准划一排零件图，初步估计步距。力争各段之间以搭接方式连接。图4-1零件排样图4.3材料运用率的计算分析零件形状，横排的排样方式，零件也许的排样方式如图4-1η=（A/BL）×100%=（726.68/59.5×19）×100%=64.3%A一种步距内的冲裁件的实际面积B条料宽度L步距有关工艺计算5.1冲裁力的计算及冲床的选择根据冲裁力的计算公式F=1.3Fo=1.3Ltτ（5-1）L——冲裁周长mmt——材料厚度mmτ——材料抗剪强度MPa零件材料厚度t=1.5mm零件抗剪强度τ=300MPa零件周长的计算：冲裁周长=L1+4xL2=134.58+4x11=178.58mm冲裁力的计算冲裁力F=1.3Ltτ=1.3x178.58x1.5x300=104469.3（N）推件力的计算推件力F1=nkF（5-2）n—同步梗塞在凹模内零件数k—推件力系数F—冲裁力n=1/t=1/1=1即n=1推件力系数k查表取0.055推件力F1=nkF=1x0.055x104469.3≈5745.8(N)F总=F+F1（5-3）=104469.3+5745.8=110215.1（N）≈110（kN）故选用80吨冲床。查冲床参数表可知：装模高度:300～350mm送料线高度:175～205mm行程:25mm6.定位零件定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有对的的位置。定位零件的构造形式诸多，用于对条料进行定位的定位零件有挡料销、导料销、导料板、侧压装置、导正销、侧刃等；用于对工序件定位的定位零件有定位销、定位板等。本设计只对固定挡料销和临时挡料销做设计。6.1固定挡料销：固定挡料销一般固定在位于下模的凹模上。如下图6-1、6-2，根据冲件材料厚度t查《导料板厚度》表选得挡料销高度h=4mm；材料为45淬硬43～48HRC。图6-1复合模定位零件图6-1折弯模定位零件6.2临时挡料销：在条料开始送料时起定位作用，后来送进时不再起定位作用。采用临时挡料销的目的是为了提高材料的运用率。导料板的作用是保证条料沿对的的方向送进。导料板一般设在条料的两侧，其构造有两种：一种是与导板或固定卸料板分开制造；另一种是与导板或固定卸料板制成整体构造。为使条料沿导料板顺利通过，两导料板间距离略大条料的最大宽度，导料板的厚度H取决于挡料方式和板料的厚度，以便于送料为原则。由于本设计采用固定挡料销，因此导料板的厚度查《导料板厚度》表，得H=10mm，材料为45钢淬硬43～48HRC。7.固定机构的设计7.1凹模设计凹模的外形构造与固定措施：本设计凹模采用整体式平刃口矩形板状构造和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定措施固定。凹模刃口的构造形式：因冲件的批量大，考虑凹模的磨损何保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁构造。凹模轮廓尺寸确实定：凹模轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸L×B（长×宽）及厚度尺寸H。L=l+2c=140mmB=b+2c=125mm式中l—沿凹模长度方向型刃口孔的最大距离，mm；B—沿凹模宽度方向型刃口孔的最大距离，mm；C—凹模的壁厚，mm，从凹模刃口至凹模边缘的最短距离；重要考虑布置螺孔与销孔的需要，同步也要保证凹模的强度和刚度，参照表选用c=19.3mm。凹模板的厚度重要是从螺钉旋入深度和凹模刚度的需要考虑，一般应不不不小于8mm。伴随凹模板平面尺寸的增大，其厚度也应对应增大。整体式凹模板的厚度可按经验值，算得凹模的轮廓尺寸140mm×125mm×19.3mm,凹模的材料选用Cr12热处理淬硬60～64HRC。7.2．凸模设计1.凸模的构造形势与固定措施根据冲件的形状和尺寸，本设计凸模采用台阶式与凸模固定板直接固定的措施、凸模采用非圆形平刃构造和通过螺钉与凸模固定板的固定措施固定。2.凸模长度计算凸模长度尺寸应根据模具的详细构造确定，同步考虑凸模的修磨量及固定板与卸料板制件的安全距离等原因。由于本设计采用固定卸料，因此凸模长度可按下式计算L=h1+h2+h3+h式模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，本设计取h=0mm。L=37.3mm凸模的材料选用Cr12淬硬58～62HRC。7.3凸模刃口尺寸的计算本设计中，材料厚度1.5mm，为保证凸凹模之间有一定的间隙值，凸凹模采用配合加工。冲裁间隙0.05（mm）1．冲导正钉孔φ3.5刃口计算,凸模磨损后，冲头尺寸φ3.2.变小，为B类尺寸。Φ3.5△=0.3mmX=0.5＝（3.2+0.5x0.3）=3.352.冲外形孔刃口计算凸模磨损后，冲头尺寸R5、55.3、13.3、19变小，为B类尺寸。R5△=0.3mmX=0.555.3△=0.74mmX=0.513.3△=0.43mmX=0.519△=0.52mmX=0.5R5＝（4.7+0.5x0.3）=4.8553.3＝（52.56+0.5x0.74）=52.9313.3＝（12.87+0.5x0.43）=13.08519＝（18.48+0.5x0.52）=18.74凹模刃口尺寸按照凸模刃口尺寸配做加工保证间隙值0.05mm。冲压模具零件的编制8.1凹模板加工工艺过程如表8-1所示表8-1凹模板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成140mmX125mmX19.3mm2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线6钳工加工好凸模,配作冲孔凹模达规定7铣铣漏料孔达规定铣床8钳工钻铰4XM10钻床9热处理淬火,回火,保证HRC60~6410平磨磨厚度及基面见光平面磨床11线切割按图切割各型孔,留0.005~0.01单边研量线切割机床12钳工研光各型孔达规定13检查8.2凸模加工工艺过程表8-2冲孔凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料备料φ6mmX37.5mm2热处理退火3车外圆车外圆达配合尺寸车床4车工作尺寸车工作尺寸达规定车床5倒角倒角达规定车床6钳工抛光达表面规定7热处理淬火,回火,保证HRC58~628钳工磨平上下表面达规定9检查阐明:腰形孔凸模按表8-2加工.8.3卸料板加工工艺过程如表8-3所示表8-3卸料板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成140mmX125mmX10mm2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线6线切割按图切割各型孔,保证配合尺寸线切割机床7钳工钻铰4XM8,钻通钻床8钳工铆接处倒角9平磨磨厚度及基面见光平面磨床10钳工研光各型孔达规定11检查8.4凸模固定板加工工艺过程如表8-4所示表8-4凸模固定板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成140mmX125mmX18mm2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线6线切割按图切割各型孔,保证配合尺寸线切割机床7钳工钻铰6Xφ11,钻攻6XM10钻床8钳工铆接处倒角9平磨磨厚度及基面见光平面磨床10钳工研光各型孔达规定11检查9.

模具多种机构的设计9．1卸料与出件装置卸料与出件装置的作用是挡冲模完毕一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。一般把冲件或废料从凸模上卸下称为卸料，把冲件或废料从凹模卸下称为出件。卸料装置按卸料方式分为固定卸料装置、弹性卸料装置何废料切刀三种。固定卸料装置卸料力大，卸料可靠，因此本设计采用固定卸料装置。该设计采用固定卸料装置：固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上。卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相似，当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙一般取0.2～0.5mm（板料薄时取小值，反之）。出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。把装在上模内的出件装置称为推件装置，装在下模内的称为顶件装置。9．2原则模架及其零件的选用上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模所有零件，并分别一压力机的滑块和工作台连接，以传递压力。因此，上、下模座的强度和刚度是重要考虑的问题。一般状况下，模座因强度不够而产生破坏的也许性不大，但若刚度不够，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具的工作零件和导向零件迅速磨损。设计冲模时，模座的尺寸规格一般根据模架类型和凹模周界尺寸从原则中选用。模具闭合高度H=上模座厚度+上垫板厚度+凸模长度+凹模板厚度+下模座厚度=（35+10+37.3+43.7+40+8+1.5）mm=175.5mm综上所述，查《原则对角导柱模架》表选用滑动导向I级精度的对角导柱模架，标识为模架200mm×160mm×（180～220）mmIGB/T2851.1-90；上模座200mm×160mm×40mmGB/T2855.1，下模座280mm×160mm×45mmGB/T2855.2,材料均为Q235；导柱28mm×170mmGB/T2861.1,导套28mm×100×38mmGB/T2861.6,材料均为20钢。模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同步使模具中心通过滑块的压力中心。模柄的构造形式较多，并已原则化。旋入式模柄，是通过螺纹与上模座连接，并加螺钉防松，这种模柄装拆以便，但模柄轴线与上模座的垂直度较差，多用于有导柱的小型冲模；压入式模柄，它与上模座孔以H7/m6配合并加销钉防转，模柄轴线与上模座的垂直度很好，使用于上模座较厚的多种中小型冲模，生产中常用；凸缘式模柄，用3～４个螺钉固定在上模座的窝孔内，模柄的凸缘与上模座窝孔以H7/js6配合，重要用于大型冲模或上模座中开设了推板孔的中小型模；槽型模柄，通用模柄，这两种模柄都是用来直接固定凸模，故也可称为带模座的模柄，重要用于简朴冲模，更换凸模以便。根据模具大小、上模构造、模架类型及精度等确定模柄的构造类型为A型压入式模柄，再根据压力机滑块上模柄孔尺寸确定的尺寸规格为直径d=40mm、高度h=78mm,标识为模柄A40×78GB2862.1-81·Ｑ235。凸模固定的作用是将凸模或凸凹模固定在上模座或下模座的对的位置上。凸模固定吧按为矩形或圆形板件，外形尺寸一般与凹模的一致，厚度可取凹模厚度的60%～80%。固定板与凸模或凸凹模为H7/n6配合,压装后应将凸模端面与固定板一起磨平。对于多凸模固定板，其凸模安装孔之间的位置尺寸应与凹模型孔对应的位置尺寸保持一致。根据上述，选用凸模固定板的外形尺寸为140mm×125mm，厚度为18mm。垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座被挤压损伤。因此，挡凸模或凹模与模座接触的端面上产生的单位压力超过模座材料的许用挤压应力时，就应在与模座的接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板。垫板的外形尺寸与凸模固定板相似，厚度可取3～10mm。凸模固定板和垫板的轮廓形状及尺寸均已原则化。根据上述尺寸确定原则选用厚度为10mm，外形尺寸140mm×125mm的垫板。冲模中用到的紧固件重要是螺钉和销钉，其中螺钉起联接固定作用，销钉起定位作用。螺钉和销