冲压模具设计L型弯曲件Word下载.docx

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目的：

为了更好的了解模具设计的一些步骤，和一些设计模具时所需要注意的地方，为以后的工作打好基础。

意义：

此次设计让我知道了自己的理论知识要运用到实际工作中去并不是那么容易的需要经过多次练习及长时间积累的。

课题国内外研究概况

国外模具发展概况

目前，欧洲模具业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力，预计到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。

”德国亚琛工业大学的亚力山大教授日前在宁海考察该地模具制造业基地时发出这样的感叹。

亚力山大表示，据相关研究部门调查得知，欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快44％和61％左右。

国内模具发展概况

近年来，中国模具市场对精密、大型、复杂型、长寿命模具的需求量有所增长，预计到2010年，国内模具市场需求量将在1，200亿元人民币左右。

综合媒体6月4日报道，中国模具协会企业年报显示：

专家分析，从1997年开始，随着汽车、装备制造业、家用电器的高速增长，中国国内模具市场的需求开始显著增长。

虽然到2006年中国模具工业总产值已达516亿元，但属“大路货”的冲压模具、压铸模具等约占总量的80％。

已经进入中国的少量外资模具企业开始生产各种高精大多功能模具，但目前仍供不应求。

据介绍，目前中国汽车模具潜在市场十分巨大。

质量好的冲压模具在汽车整车等行业供不应求；

压铸模具在汽车零部件、装备制造业等行业需求激增；

注塑模具在家用电器等行业发展潜力也很大。

另外，特种模具也有较大的发展前景。

课题研究的主要内容

冲压模具的设计在其生产、加工以及使用过程中尤为重要。

特别是它的结构设计，对加工、装配、工期、成本乃至冲压产品的质量及生产效率产生极大的影响。

所以，此课题主要考虑以下几个方面的内容：

1.分析冲压件的图样及技术条件。

2.对冲压件进行工艺分析，确定排样方案。

3.计算冲裁、拉深力，确定压力机参数，选择合理的冲压设备。

4.确定模具的具体结构，绘制草图。

5.绘制模具的装配图及主要零件图。

6.零件图标注尺寸、公差及技术条件，并进行必要的强度校核。

7.根据开题的研究过程撰写设计说明书。

第二章　冲压工艺设计

冲压件简介

形状和尺寸如下图所示。

材料为Q235，板材厚度3mm。

零件图如下：

图零件图

展开图

冲压的工艺性分析

冲压工艺分析主要考虑产品的冲压成形工艺，最主要的是包括技术和经济两方面内容。

在技术方面，根据产品图纸，主要分析零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求；

在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。

因此工艺分析，主要是讨论在不影响零件使用的前提下，能否以最简单最经济的方法冲压出来。

1影响冲压件工艺性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素：

①工件的外形为平板形状，外形简单，适宜冲裁。

②工件无细长的旋臂与窄槽，模具结构不复杂，适合冲压。

③材料为Q235，是常见的冲压材料。

④工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按IT14级处理。

⑤生产批量，一般来说，大批量生产时，可选用连续和高效冲压设备，以提高生产效率；

中小批量生产时，常采用简单模或复合模，以降低模具制造费用。

⑥成型件的尺寸要求不高，表面粗糙度要求不高。

综上所述，此工件适宜冲裁。

2本冲压件工艺分析如下：

1．图形分析　形状较简单，主要是落料、冲孔形状。

2．尺寸分析　尺寸公差要求不高，未注公差尺寸均取IT14级。

3．材料Q235，是常见的冲裁材料。

零件用的是厚的Q235板。

力学性能：

抗拉强度σb（MPa）：

440~470（查参考文献[2]P411页，表7-1）

抗剪强度τ（MPa）：

310~380

伸长率δ10（％）：

21~25

屈服点σs（MPa）：

240

由于零件是一个平面形状，内部有两个小孔，外部是直线组成。

关键是冲孔、落料弯曲能否同时进行

4．批量　批量生产。

5．冲压工序　落料、冲孔、弯曲。

6．冲裁间隙

根据料厚t=，再查参考文献[3]P30页，

得单面间隙C＝～

冲压工艺方案的确定

经过对冲压件的工艺分析后，结合产品进行必要的工艺计算，并在分析冲压工艺、冲压次数，工艺顺序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压分析方案。

方案一：

单工序模。

适当整合各冲压工序，需要两副模具，即落料模和冲孔模，这些模具制造方便、经济，但需要零件二次定位，产品上孔定位精度不高，生产周长一些，占用冲压设备多。

方案二：

复合模。

根据参考文献[2]P257页，表5-17得到t=3时，最小壁厚a=，由于本产品的最小壁厚为4mm，故可以采用复合模。

复合模具结构相对要复杂一些，制造难度也高一些，但因为只需一副模具制造成本并不高多，同时冲压生产周期短，产品质量高，占用设备少，能起到节能、节省劳动力作用。

因此综合考虑产品质量，制造周期，生产周期，节省成本等因素，采用方案二。

第三章　落料冲孔复合模设计

模具结构

由于料厚适中，可以保证平整度，故模具结构可采用倒装复合模，即落料凹模装在上模部分，落料凸模（确切说是凸凹模，包括落料凸模和冲孔凹孔模）装在下模部份，冲孔凸模装在上模部份。

卸料采用弹性卸料结构，由于结构复杂，冲孔较多建议弹性材料采用聚氨酸脂或矩形弹簧。

产品件采用推件块弹性推出，由上而下推出。

冲孔废料从下模直接落下。

条料采用手动前后送料装置，采用定位销定位方式。

如图所示。

图模具结构图

确定其搭边值

考虑到成型范围，应考虑以下因素：

1材料的机械性能软件、脆件搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。

2冲件的形状尺寸冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值大一些。

3材料的厚度厚材料的搭边值要大一些。

4材料及挡料方式用手工送料，手动侧压。

5卸料方式弹性卸料比刚性卸料大搭边值小一些。

6材料为：

Q235，落料部有带大圆角的形状。

综上所述，根据参考文献[2]P51页，表2-4，

两工件间的搭边值：

a1=

工件侧面搭边值：

a=

确定排样图

在冲压零件中，材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是决定产品成本的重要因素，必须认真计算，确保排样相对合理，以达到较好的材料利用率。

排样方法可分为三种：

1．有废料排样

2．少废料样

3．无废料排样

少废料排样的材料利用率也可达70%－90%。

但采用少、无废料排样时也存在一些缺点，就是由于条料本身的公差以及条料导向与定们所产生的误差，使工作的质量和精度较低。

另外，由于采用单边剪切，可影响断面质量和模具寿命。

根据本工件的形状和批量，对模寿命有一定要求，固采用有废料排样方法。

排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。

搭边的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的工件。

还可以使条料有一定的刚度，便于送进。

本产品外形是带大圆弧形，因此排样主要由外形决定，为了提高材料利用率可考虑对排，对排方式可以是直排，具体由下面计算决定。

送料步距A＝+=。

条料宽度B＝（D+2a）

其中：

Ｄ＝40，a＝3，

B＝（40+2×

3）=46mm

由于在剪板时也有公差，查参考文献[4]P49页，

得条料宽度公差Δ＝

所以,剪板宽度B＝（40+2×

3+）=

排样图如图所示。

图排样图

材料利用率计算

在冲压零件中，材料利用率是一个非常重要的因素，提高利用率是企业降低成本的途径之一。

由于本产品采用复合工序的单副模具生产，送料采用手动送料，因此可以假设原材料为板料，再经剪板后成为条料。

板料尺寸为定制，厚3mm。

材料利用率计算公式：

S0————板材总面积

　　　S————实际产品面积

故S0=×

=mm2

S=S落-S孔

由于图特征多，外形复杂，故采用CAD软件进行辅助分析计算，要CAD软件中测得S落=mm2，S孔=mm2，所以S=故材料总利用率

可见材料利用率大于80%，因此材料利用还是可以接受的。

凸、凹模刃口尺寸的确定

本模具有2种工序组成，落料和冲孔，外形是落料，内部各孔是冲孔，下面分二部份分别计算。

落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定

（1）计算原则

本产品外形属于落料工序，因此计算原则以凹模为基准，配做凸模。

由于外形复杂，故采用凸、凹模配合加工法来制造，并进行设计计算。

（2）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸计算。

工件尺寸有：

，,,,，。

凸、凹模制造公差取对应尺寸公差的1/4。

查参考文献[3]P30页，冲裁双面间隙Zmin=，Zmax=，

所以：

Zmax-Zmin＝

（3）落料凸、凹模刃口尺寸计算

由于以凹模为基准，所以查参考文献[1]P64-P65页，得公式

凹模磨损后尺寸变大的：

凹模磨损后尺寸变小的：

凹模磨损后尺寸不变小：

,,属于磨损后尺寸变大的尺寸，属于磨损后尺寸不变的尺寸。

1．计算

A=26，Δ=

凹模偏差δd=Δ/4=

t=3，查参考文献[4]P39页，表，得χ=

所以

2．尺寸计算

A=40，Δ=

凹模偏差δd=Δ/4=015mm

t=1，查参考文献[4]P39页，得χ=0.5

3．尺寸计算

A=，Δ=

4．尺寸计算

5.尺寸计算

C=37，Δ=

凸模与凹模为基准配做，保证双面间隙为：

～。

冲孔部份凸、凹模刃口尺寸的确定

冲孔计算原则以凸模为基准，配做凹模。

圆孔由于加工方便采用分开加工法制造并计算。

非圆形孔由于外形复杂，制造不便故采用凸、凹分开配合加工法来制造，并进行设计计算。

公差查表确定。

（2）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸计算

有两个孔，分别是一个圆孔和一个孔，两圆心距尺寸；

查参考文献[1]P63页，得计算公式：

凸模尺寸：

凹模尺寸：

有一个圆孔,尺寸有：

和定位尺寸；

另一个圆孔，尺寸有：

和定位尺寸，。

由于以凸模为基准，所以查参考文献[1]P64-P65页，得公式

凸模磨损后尺寸变小的：

凸模磨损后尺寸变大的：

凸模磨损后尺寸不变小：

公差取工件尺寸的1/4。

属于磨损后尺寸变小的尺寸，属于磨损后尺寸变大的尺寸。

属于磨损后尺寸不变的尺寸。

查参考文献[3]P30页，表4-2冲裁双面间隙Zmin=，Zmax=，

（3）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算

1．圆孔的尺寸计算（分开加工法）

查参考文献[2]P148页，

得：

凸模偏差δp=0.020mm

凹模偏差δd=0.0