tw机械毕业设计论文帽罩形弯曲件落料冲孔复合模设计全套图纸Word下载.docx
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而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。
许多研究和大专院校开展模具技术的研究和开发。
经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；
在提高模具模具质量和缩短模具色剂制造周期等方面做出了贡献。
第二章任务分析
2.1任务分析书
本设计任务如下：
生产批量：
2万件/年
材料：
Q235
根据指定的产品图编制冲压工艺方案，设计模具结构。
图2.1托架零件示意图
图2.1所示为托架零件示意图，厚度2.0，批量生产，要求编制该冲压工艺方案并进行模具设计。
因为设计的模具是冲孔落料复合模具，需要计算其展开长度。
毛坯展开尺寸（查表）按零件分段计算，毛坯展开长度K查《冲压工艺与模具设计》得K=0.44
由公式得（2-1）
式中P—弯曲中性层得曲率半径
r—弯曲件的弯曲半径
t—材料厚度
k—中性层位移系数
=4+0.44=4.88m
由公式得
S=（2-2）
=
=7.6616mm
式中：
S—圆弧部分弧长
—圆弧对应的中心角，以弧度表示
P—弯曲中性层得曲率半径
S===7.661
毛坯展开长度L=2（L1+L2+L3+L4）+L5（2-3）
式中：
L—毛坯展开长度；
L1=23mmL2=7.6616mmL3=7mmL4=L2L5=22mm如图所示：
图2.2弯曲件各部分示意图
其中圆角半径r分别为4mm和3mm，材料厚度为2mm，将以上数值代入式得
L=2（L1+L2+L3+L4）+L5
=2（23+7.6616+7+22）
=112.6464mm
对于精度要求高的弯曲件，还需要通过试弯后进行修正，以获得准确的展开尺寸。
图为毛坯件展开尺寸
图2.3毛坯件展开长度示意图
第三章冲压工艺性分析件及工艺方案确定
图帽罩型弯曲件形件零件端部四角为R3圆角，中间有两个Φ6的圆孔，两边各有一个Φ8的圆孔，板料厚度偶为2mm。
若能用复合模来实现送料，应用导料销来控制板料的固定。
改复合模前后送料，用挡料销来确定送料步距，不至于使材料偏移。
首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择顺序。
冲压该零需要的基本工序有冲4孔，并且外形尺寸较大。
其中空的数量较多，并且孔决定了零件的总体形状和尺寸，因此选择合适的冲孔方法、定位方法就十分重要。
3.1冲裁方案的制定
冲裁工艺方案的确定
1）采用单一工序的冲压方法：
即落带圆角的长方形，再冲制Φ6Φ8的圆孔，如图3.1所示。
a）落料b）冲孔
图3.1采用单工序方案
2）采用复合工序的冲压方法：
即冲Φ8Φ6的圆孔和落料圆角长方形在同一副模具同一工位的一次冲压行程中完成，如图3.2所示。
图3.2采用复合模方案
3）采用级进工序的冲压方法，即在同一副模具的不同工位上先后连续完成Φ6Φ8的圆孔，再落带圆角长方形，如图3.3所示。
图3.3采用级进模方案
3.2冲裁工艺方案分析
1）第一种方案的优点是模具设计，制造简单，周期短，模具结构简单，实现自动化较容易，甚至可以采用标准化的模具成型零件。
因此，模具的制造成本低。
但因采用两副模具分别进行落料和冲孔，其生产效率低，冲压精度低。
不能满足零件的精度要求和大批量生产要求。
2）第二种方案的优点是生产效率高，制件的平整度，尺寸精度高，但模具结构相对复杂，制造难度较单工序模高，但尺寸精度好。
因此设计制造周期长，模具成本高。
3）第三种方案的优点是冲压和生产过程易于实现机械化和自动化，生产效率高，安全性较好。
但模具结构复杂，调整维修麻烦，由于工件尺寸大，定位不方便，制造难度较单工序模、复合模高。
因此设计制造周期较长，模具成本高。
综合以上分析，以满足制件质量和生产纲领为主要因素，第一种因采用两副单工序模，不能满足生产需求和制件精度，故不采用第一种方案。
第二种方案和第三种方案均能满足生产需求，但由于工件尺寸较大，若采用第三种方案则定位不方便，模具过大，且模具结构复杂，制造难度大，价格高，所以采用第二种方案，选用复合模。
优缺点如表3-1
表3-1不同类型模具的比较
模具种类比较项目
单工序模
（无导向）（有导向）
级进模
复合模
零件公差等级
低
一般
可达IT13～IT10级
可达IT10～IT8级
零件特点
尺寸不受限制厚度不受限制
中小型尺寸厚度较厚
小零件厚度0.2～6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件
形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm
零件平面度
中小型件不平直，高质量制件需较平
由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面
生产效率
较低
工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高
冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低
安全性
不安全，需采取安全措施
比较安全
模具制造工作量和成本
比无导向的稍高
冲裁简单的零件时，比复合模低
冲裁较复杂零件时，比级进模低
适用场合
料厚精度要求低的小批量冲件的生产
大批量小型冲压件的生产
形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产
第四章复合模冲压工艺计算及设备选择
4.1排样的设计
确定排样方案，根据零件形状选用合理的排样方案，以提高排样利用率。
该零件采用落料遇冲孔连续冲压，毛坯形状为矩形，长度方向尺寸较大有以下排样方案；
图4.1展开图
图4.2排样图
（一）
（1）排样一
按排样图计算条料的材料利用率：
（4-1）
S制件—制件的面积；
S步距—一个步距的面积；
S制件=4032mm2
S步距=4450.6mm2
材料利用率:
S条料=mm2
条料利用率：
图4.3排样图
（二）
（2）排样二
按排样图计算条料的材料利用率：
材料利用率:
S条料=mm2
条料利用率：
据以上分析得排样1的材料利用率大于排样2的材料利用率，为了节省材料所以选择排样1较为合理。
确定板料规格和裁料方式
根据条料的宽度尺寸，选择合适的板料规格，使剩余的边料越小越好。
该零件宽度尺寸为115.6mm，长度为2000mm。
所以选择2mm115.6mm2000mm的板料为宜。
4.2计算冲裁力及压力中心
采用弹性卸料：
F=KLt（4-2）
K—安全系数，一般取K=1.3
L—冲裁件周边长度
t—材料厚度
—材料抗剪强度，
系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。
τb的值查表为216~304Ｍpa,取τb=300Mpa
k=1.3t=1.5L=327.92
F冲=KLT=1.32300327.92=341KN
F卸=k卸F冲（4-3）
F冲—冲压力
F卸—卸料力
k卸—卸料力系数查表：
K卸=0.04
F卸=k卸F冲=0.04341=13.64KN
F顶=K顶F冲（4-4）
F顶—顶件力
k卸—顶件力系数查表：
K顶=0.06
F顶=K顶F冲=0.06341=20.46KN
弹性卸料总冲压力：
F总=F冲+F卸+F顶（4-5）
F总=F冲+F卸+F顶=375.1KN
冲裁力的压力中心是指冲压合力的作用点。
在设计冲裁模时，其压力中心要与压力机滑块中心相重合，否则冲压在工作中就会产生偏弯，变形。
从而会加速冲模导向机构的不均匀磨损，冲裁间隙的不到保证，刃口迅速变钝，直接影响冲裁件的质量和模具的寿命，同时压力机导轨与滑块之间也会发生异常磨损。
但是由于制件的形状对称，压力中心与对称中心重合，所以不需要进行计算。
只需找出压力中心即可。
4.3冲压设备的选取
选择冲压设备时着重考虑的主要参数是公称压力、装模高度、滑块行程、台面尺寸等冲压设备选取如下：
根据上述所需的冲压力选用公称压力为400KN，则选取40吨的压力机
4.4橡胶的设计
为了保证橡胶的正常使用，不至于过早的损坏，应控制其允许的最大压缩量
S总=S总-S预=（0.25~0.3）H自由（4-6）
所以橡胶的自由高度为：
H自由=S工作+（0.25~0.3）=（3.5~4.0）S工作（4-7）
=（3.5~4.0）（5+2+1）
=32mm
S工作—卸料板，推件板或压边圈等的工作行程与模具的修模量或调整量之和再加一个料厚。
H自由—橡胶的自由高度。
橡胶板的预压高度H预：
H预=H自由-H自由（10%~15%）（4-8）
=32-3515%
=27.2mm
橡胶高度H与直径D之比在下式范围内。
如果H/D超过1.5，应将橡胶分成若干段，在其中垫钢圈，并使用每段橡胶的H/D仍然在上述范围内。
橡胶断面面积的确定，一般是凭经验估计，并根据模具空间大小进行合理布局。
同时，在橡胶装上模具后要留有足够的空隙位置，以允许橡胶压缩时断面尺寸的增大。
橡胶的装配高度:
H装配=（0.85~0.9）H自由
=0.8532
压力F=AP（4-9）
面积a（4-10）
式中：
F—橡胶产生的压力；
A—橡胶的横截面积；
P—与橡胶压缩量有关的单位压力；
aF=AP
=1.3MPa=2.8MPa
橡胶块的总压力F可根据需要橡胶块完成的工作来确定，例如，卸料橡胶块的F应不小于卸料力。
如果为了获得更平整的工件而要求叫的的压料力时，F值可取得更大些。
4.5凸、凹模刃口尺寸计算
1、凸、凹模的加工方法
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