V型冲压模具设计毕业设计Word文档下载推荐.doc
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Keyword:
Bendingprocess、hurtletopress、design
目录
一、绪论……………………………………………………………………………1
1.1前言…………………………………………………………………………1
1.2冲压的特点、理念…………………………………………………………3
1.3冲压的基本步骤与模具……………………………………………………5
1.4冲压的未来发展前景………………………………………………………6
二、零件的工艺分析………………………………………………………………10
2.1对零件进行工艺分析………………………………………………………10
2.2工艺方案的确定……………………………………………………………12
三、冲压模具结构总体设计………………………………………………………13
3.1模具类型的选择……………………………………………………………13
3.2操作与定位方式……………………………………………………………13
3.3卸料方式……………………………………………………………………13
四、冲压模具各种数据计算与工艺设计…………………………………………14
4.1弯曲工件的毛坯尺寸计算…………………………………………………14
4.2压力中心的确定……………………………………………………………15
4.3弯曲力的计算………………………………………………………………16
4.4顶件力和卸料力的计算……………………………………………………17
4.5压力机与压力的确定………………………………………………………17
五、排样与定距设计………………………………………………………………18
5.1排样图………………………………………………………………………18
六、弯曲模具工作部分尺寸………………………………………………………19
6.1凸模与凹模的圆角半径……………………………………………………19
6.2凹模深度……………………………………………………………………19
6.3弯曲凹模、凸模的间隙……………………………………………………19
6.4凹凸模刃口尺寸计算与公差………………………………………………19
七、主要部件的设计与选择………………………………………………………20
7.1工作零件的结构设计………………………………………………………20
7.1.1）落料凹模…………………………………………………………………20
7.1.2）定位板……………………………………………………………………20
7.2凸模的固定方法……………………………………………………………21
八、冲压设备的选择………………………………………………………………22九、冲模主要组成部分……………………………………………………………24
十、模具维护与保养意义…………………………………………………………25
十一、冲压磨具零件加工工艺的编制……………………………………………26十二、模具的总体结构……………………………………………………………29
十三、绘制非标准零件图…………………………………………………………30
致…………………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………
一、绪论
1.1前言
冲压模具的一种基本类型,V形零件的模具设是最基本的弯曲模具设计。
改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，釆用柔性化加工，以适应不同用户的需要；
另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上釆取专用设备生产的方式。
模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。
采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；
节约原材料，实现无切屑加工；
产品质量稳定，具有良好的互换性；
操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；
利用模具批量生产的零件加工费用低；
所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；
能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的
1.2冲压的概念、理念
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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，主要采用板料来加工成所需零件，所以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主要方法之一，隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。
冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；
没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工与塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。
主要表现如下：
冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。
这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达多次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸
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稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。
冲压可加工出尺寸围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲乐的强度和件需要刚度均较高。
冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种宵料，节能的加工方法，冲乐件的成本较低。
但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有吋一个复杂零数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。
所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。
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。
相当多的工业部门越来越多地釆用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电与轻工等行业。
在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。
不少过去锻造二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。
此可以说，如果生产中不釆用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
1.3冲压的基本工序与模具
由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求各不一样，因而生产中釆用的冲压工艺方法也是多种多样的。
概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；
分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；
成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种棊本工序还包含有多种单工序。
在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。
这时在工艺上多采取集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具完成，称为组合的方法不同，将分为复合、级进和复合级进三种组合方式。
复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。
冲模的结构类型也很多。
通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；
按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。
但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。
工作吋，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。
上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。
1.4冲压技术的现状与发展方向
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。
其主要表现和发展方向如：
冲压成形理论与冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。
口前，国外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲乐性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究与坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。
特別是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国外己开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性与可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺与模具的优化设计。
这样既节约了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。
研究推广能提高生产率与产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用闱的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。
口前，国外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺与无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。
其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工围，口前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达ITltTl7级；
用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；
釆用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；
利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；
无模多点成形工序是州高度可调的巧模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国己自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料残余应力，实现无冋弹成形。
无模多点成形系统以CAD/CAM/CAF技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。
（2）冲模是实现冲压生产的棊木条件.在冲模的设计制造上，口前正朝着以下例方面发展:
一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命与多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料与其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以与模具技术也在迅速发展；
另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模与其制造技术也得到了迅速发展。
精密、高效的多工位与多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。
口前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。
我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2〜5微米，进距精度2〜3微米，总寿命达1亿次。
我国主要汽车模具企业，己能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方而已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差
模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。
计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。
其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削与抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。
高速铣削加工不但具有加工速度高以与良好的加工精度和表而质量（主轴转速一般为15000〜40000r/min），加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度<
1微米，而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削⑴量还可实现硬材料（60HRC）加工；
电火花铣削加工（称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；
慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度己达到无人看管运行的程度，口前切割速度己达到300mmVmin,加工精度可达±
1.5微米，表面粗糙度达Ra=0.2微米;
精度磨削与拋光己开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床与&
动抛光等先进设备和技术;
模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展，现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外，其皮好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施与简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。
此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。
利用技术快速成形三维原型后，通过瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。
如清华大学开发研制的“M-RPMS-II型多功能快速原型制造系统”是我_自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。
一汽模具制造公司在以加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。
二、零件的工艺性分析
2.1对零件进行工艺分析
图2.1
如图2.1所示零件图
生产批量：
大批量
材料：
厚度为2mm的Q235钢板
表2.1、2.2碳素结构钢的化学成分、性能与用途
表2.1
表2.2
如表2.1和2.2所示为碳素结构钢，抗剪强度为310-380MPa,抗拉强度为375-460MPa,屈服强度为235MPa,弹性模量为206X10^Pa.并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。
由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。
2.2工艺方案的确定
根据工件工艺分析，该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度为2mm，此工件可以用一次单工序模弯曲。
定位较为容易，且定位精度易保证。
三、冲压模具结构总体设计
3.1模具类型的选择
由冲压工艺分析可知，釆用单工序冲压，所以模具类型为单工序模。
3.2操作与定位方式
零件大批量生产，安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产，且能降低模具成本，因此采川手工送料方式.零件尺寸较小，费用度较小，宜采用定位板定位。
3.3卸料方式
因为工件厚度为2mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性卸料装置。
四、冲压模具各种数据计算与工艺设计
4.1弯曲工件的毛坯尺寸计算
相对弯曲半径为：
R/t=3/2=1.5>
0.5
式中：
R———弯曲半径（mm）
t———材料厚度（mm）
由于弯曲半径大于小与0.5可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求形变区中层曲率半径（mm）
β=r。
+kt式中（r。
是弯曲半径）
表4.1板料弯曲中性层系数
查表4.1所得，k=0.42
根据公式β=r。
+kt
=3+0.42X2
=3.84mm
图4.1
L1=L2=21.25mm
所以，由公式得：
L=L1+L2+k.t
=21.25+21.25+0.42X2
=43.34mm
式中：
L1、L2是直变曲长度
t是弯曲件厚度
k中性层系数
4.2压力中心的确定
如图4.2所示
所以压力中心坐标为X。
=18Y。
=9
所以，压力中心左边X。
=9作为设计模具的参数
4.3弯曲力的计算
弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。
因此，在生产中均釆用经验公式估算弯曲力，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。
Fc=（0.65—0.8）Bt.tδb/（r+t）
=0.7X2X2X2X460/（3+2）
=515.2N
B—弯曲线长度（mm）
t—板料厚度（mm）
δb—材料抗拉强度（mm）
r—弯曲凸模圆角半径（mm）
4.4顶件力和卸料力的计算
顶件力和卸料力FQ值接近似取自由弯曲力的30％到80％即：
FQ=0.8Fc
=0.8X515.2
=412.16N
4.5压力机与压力的确定
自由弯曲时，压力机吨位F为
515.2+412.16=927.36N
五、排样与定距设计
5.1排样图
弯曲件在板料、条料或带料上的布置为排样。
排样是否合理，直接影响到材料的利用率、模具结构与寿命与生产操作方式与安全，既排样是设计模具的一个标准。
排样图中只有一个工位，落料。
分析工件外形，并为了节约材料，采用直排，条料的边缘作为工件的边缘，完全取搭边成为无废料排样，进行下料。
如图5.1
图5.1
六、弯曲模具工作部分
6.1凸模与凹模的圆角半径
弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模角半径r。
可取弯曲件的弯曲半径r,但不能小于允许的最小弯曲半径。
如果r/t小于最小相对弯曲半径，应先弯成较大的圆角半径，然后再用整形工序达到要求的圆角半径。
当弯曲件的相对弯曲半径r/t较大且精度要求较高时凸模圆角半径应根据冋弹值进行修正。
由于影响/t的因素很多，/t值的理论计算公式并不实用。
所以在生产中主要参考经验数据来确定/t值。
由资料查得：
Q235最小相对弯曲半径/t=2.5
凹模的圆角半径rd不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表面。
对称压力时两边凹模圆角半径rd应一致，否则毛坯会产生偏移rd值通常按材料厚度t来选取
t=2mm=2〜4时rd=（2〜3）t取rd=6
6.2凹模深度
凹模的工件深度将决定板料的进模深度，对于常见的弯曲件，弯曲时不需全部直边进入凹模。
只有当直边长度较小且尺寸精度要求高吋,才使直边全部进入凹模，凹模深度过大，不仅增加模具的消耗，而且将增加压力机的工作进程，使最大弯曲力提前出现。
中小型弯曲件通常都使用模具在机械压力机上进行加工，最大弯曲力提前出现，对压力机是很不利的。
凹模深度过小，可能造成弯曲件直边不平直，降低其精度。
因此，凹模深度要适当。
由资料可得Lo=15mmh=22mm
6.3弯曲凹模、凸模的间隙
对于V型件，凸模和凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制的。
所以：
Z=t=2mm
6.4凹凸模刃口尺寸与公差
弯曲凹、凸模工作尺寸的计算与工件尺寸标注成形有关。
一般原则是：
当工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙凹模上，当工件标注行尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上，并用配作法制模
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