底座冲压成型工艺及模具设计.docx

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底座冲压成型工艺及模具设计

优秀设计

xxxx学院

毕业设计

系部：

指导老师：

专业：

模具设计与制造班级：

小组号：

组长：

同组人：

日期：

年月日

前言

模具设计毕业论文成形加工是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术，或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。

模具设计毕业论文由于模具生产技术的现代化，在现代工业生产中，模具已广泛应用于电动机和电器产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。

模具技术水平的高低，模具设计毕业论文已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并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。

  目前，随着汽车及轻工业的迅速发展，模具设计制造日益受到人们的广泛关注，已成为一个行业。

将高新技术应用于模具设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证：

1）、CAD/DAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。

在欧美，CAD/DAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。

在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70℅--89℅，PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。

2）、为了缩短制造周期，提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。

3）、快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。

有SLA、SLS、FDM、LOM等各种类型的快速成型设备。

目录

绪论4

第1章工艺方案的确定5

1．1零件分析5

1．2工艺方案的确定及模具结构形式的选择5

1．3工序图尺寸分析5

1．4排样和材料利用率的计算6

第2章有关弯曲工艺计算8

2.1毛坯尺寸的计算8

2.2弯曲力的计算8

2.3弯曲凸凹模的间隙8

2.4凸、凹模宽度尺寸计算9

2.5凸模圆角半径9

2.6凹模圆角半径10

2.7弯曲凹模外形和尺寸的确定10

2.8选择上、下模座及模柄10

2.9垫板、凸模固定板10

2.10闭合高度10

2.11螺钉、销钉的选择11

2．12绘制模具总图及零件图11

第三章小结13

参考文献14

绪论

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年代以后，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年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。

今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。

目前，我国17000多个模具生产厂点，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，都得到了快速发展。

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，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。

在广东，一些大集团公司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，康佳和威力等知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℅）。

第1章工艺方案的确定

1．1零件分析

由工件简图可知，该工件的加工涉及到落料、弯曲两种工序内容。

1．2工艺方案的确定及模具结构形式的选择

方案一：

分别由两套单工序模具来进行生产；

方案二：

由一套级进模来完成两个工序；

方案三：

由一套复合模直接完成切断弯曲模来完成弯曲工艺。

由于是中批量生产，且单工序模具成本低，生产难度小，且能保证冲裁件的弯曲尺寸和平整性，生产效率高，故选择方案一。

工序简图：

如图2-01所示。

图2-01

1．3工序图尺寸分析

计算毛坯展开长度L总：

如图2-03所示。

L总=2[L1+L2+L3+2×∏/2（r+X0t）]

由于r/t=3/1=3;查表3-1得X0=0.47；∴L总=112.46≈112mm

展开图如下：

1．4排样和材料利用率的计算

采用直排有废料排样方式，如图2-02所示。

图2-02

计算冲裁件面积A：

毛坯图，如图2-04所示。

A=LB=26.4×112mm2

=2956.8mm2

搭边a和a1；查表2-13，工作间a=2，侧面a1=2

料宽B：

B=[D+2（a1+Δ）+b0]－Δ

查表2-14得：

Δ取0.5；查表2-15得：

b0取0.5

故B=[112+2×2）+0.5]－0.5=116

进距h：

h=26.4mm+2mm=28.4mm

一个进距的材料利用率η：

η=×100%=×100%=89.75%

另一方法是采用剪板工艺，直接剪到尺寸，材料利用率为100%。

然后弯曲。

第2章有关弯曲工艺计算

2.1毛坯尺寸的计算

由于本设计中，只需要设计弯曲模，所以不需要计算落料模的有关尺寸。

展开毛坯尺寸计算方法和结果见前面第二章。

所算得的弯曲工序坯料尺寸如上图所示。

2.2弯曲力的计算

此工件U形弯曲时力的计算，选计算公式为

F自=4×（kbttδb）/（r+t）

=4×（1.3×26.4×1×1×380）/（2.6+1）

=14490.66N

=14.49KN

F自—材料在冲压行程结束时的自由弯曲力

b—弯曲件的宽度

t—弯曲件厚度

r—弯曲件内弯角半径

k—安全系数

δb—材料的强度极限

δb查表=294～432,取380

由于两边缘在成形后会回弹，所以该部分在成形后须校正。

校正弯曲力：

F校=A*P

查手册表3-17P=100MP

校正面积:

A=7×26.4×2=369.6mm2

校正力:

F=369.6*100MP=36.96KN

综上所述，总的弯曲力F总=14.49+36.96=51.45KN

初选400KN开式压力机，压力机的技术参数见表9-3

2.3弯曲凸凹模的间隙

由教材查得，对钢材C=（1.05~1.15）t，C=1.1t=1.1mm

2.4凸、凹模宽度尺寸计算

对于U形弯曲件，必须选择适当的间隙值，因为凸凹模间隙小了，摩擦力和弯曲力就大,当间隙过小时，还会使制件直边料厚减薄和出现话痕，同时还降低凹模寿命。

若间隙过大，制件回弹量增大，误差增加，从而降低制件精度，所以弯曲模具间隙的大小对制件质量、弯曲力和模具寿命有较大的影响。

生产中是根据弯曲件材料的力学性能，材料厚度，制件精度和弯边长度来确定其凸凹模间隙。

凸模及凹模尺寸计算是依据弯曲件的使用要求来确定的。

起原则是弯曲件标注外形尺寸时，则以凹模为基准件，间隙放在凸模上。

当弯曲件标注的是内尺寸时，是以凸模为基准件，间隙取在凹模上。

同时应该注意弯曲件精度，回弹趋势和模具的磨损规律。

由于弯曲件是内形尺寸标注，应以凸模为基准进行计算。

凹模尺寸按凸模配制，保证单边间隙C,即bd=bp+2C

bp=（b+0.25△）-0δp

弯曲件尺寸公差未标注，按IT14计算。

查《互换性与技术测量》表1-8Δ=0.15mm

δp按IT8计算δp=0.046mm

bP=（52.8+0.25*0.15）0-0.046

=52.830-0.046mm

bd=bp+2C　所以配做凹模bd=52.83+2*1.0=54.83mm

由于产品尺寸很小，凹模可以做成整体形式，模芯与凹模配合为间隙配合，间隙为0.03-0.05

为保证产品的台阶高度，12.3mm，在不计算材料厚度在内的情况下，台阶高度应该是12.3，在设计模具时也要保证凸模的台阶高度12.3，设计凹模和模芯的台阶高度时，也要保证该尺寸，这样，冲出的产品，12.3的尺寸才能保证。

2.5凸模圆角半径

凸模的圆角半径应等于弯曲件内侧的圆角半径r,但不能小于材料允许的最小弯曲半径rmin。

由教材表3-20查得rmin/t=0.5，rmin=0.5mm

r=1>rmin

所以取rP=2.6mm

2.6凹模圆角半径

凹模的圆角半径rd可根据板材的厚度来选取:

t≤2mm,rd=（0.5～1）t

所以取rd=2.6mm

2.7弯曲凹模外形和尺寸的确定

凹模高度H=k*b=0.18*112=20.16取H=20mm（选模具后可根据闭合高度调整）

凹模壁厚C=（1.5~2.5）HH=30-50mm取C=50mm

所以凹模总长为152.8mm,总宽为110mm

2.8选择上、下模座及模柄

由于产品年产量不是很大，所以为节省模具成本，可以考虑使用敞开模具。

2.9垫板、凸模固定板

由于产品尺寸比较小，卸料力也很小，模具设计十可以采用弹簧顶料，如此要考虑到下模需要加个垫板，否则弹簧没有压宿，无法调试模具，这样也可以减缓对模板的压应力，采用垫板加固。

2.10闭合高度

模具闭合高度应为上模板、下模板、凹模、凸模等厚度的总和，即

H0=（30+25+30+40+40-16）mm=149mm

10#模架闭合高度Hmax=129mm，Hmin=149mm

模架满足要求。

压力机闭合高度Hmax=225mm，Hmin=169mm

满足Hmax-5mm≥H0≥Hmin+10mm

2.11螺钉、销钉的选择

凸模与上模座的固定所用螺钉均为GB70-75内六角螺钉。

由于是中小型模具则采用M8mm,M10mm的.销钉采用GB119-76的圆柱销，规格为d=6、8、10等。

2．12绘制模具总图及零件图

弯曲模具装配图如图2-1：

图2-1底座弯曲模装配图

1-下模座2-弹簧3-定位板4-顶柱5-模柄

6-凸模7-摆动凹模8-轴销9-凹模支架10-弹簧座

2.13.模具制造装配要点

凹模、凸模均是需淬硬的零件,凹模加工后,在线切割和淬硬以前,在模架的下模板上进行装配。

在凹模上划出各个形孔和圆孔的线,并根据计算数据划出压力中心,使压力中心线与下模座的中心线对正。

钻、攻螺孔,将下模板、下模垫板、凹模装配,校正导尺间距后,钻铰销钉孔和攻螺孔,将上述四板固定。

钻孔并安装承料板。

然后将下模全部拆开,将凹模板热处理淬硬后进行线切割加工,用平面磨床磨平后重新装配。

固定在上模板的上模部分,凸模都应淬硬,装配前将凸模淬硬并完成全部加工。

装配时,将凸模装配上模，凸模与凹模间隙为1.0mm1.055mm,在凹模型孔中垫约1.0mm的硬纸片,以确定间隙。

将已组装为一体的凸模，凹模，凹模垫板一同,并使凸模芯插入凹模孔中,将上模板通过导柱、导套与下模板装在一起。

透过上模板钻、攻螺孔,使上模板、小导柱、垫板、垫板上的小导套、凸模固定检查无误后,钻、铰销钉孔,打入销钉,再钻、攻螺孔、安装卸料螺钉和弹簧。

上模全部拆开,将垫板淬硬磨平,再次装配上模,装入打料杆，完成模具装配。

第3章小结

本课程设计主要针对U型弯曲件弯曲模设计。

本文详细地阐述了U型连接板弯曲模设计的过程。

在对零件进行工艺分析的基础上，明确地提出了采用弯曲模生产该零件的设计方案。

其中主要包