弯曲件毕业设计说明书资料文档格式.docx
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8.3卸料板加工工艺过程……………………………………………17
8.4凸模固定板加工工艺过程………………………………………17
9.
模具各种机构的设计
9.1卸料与出件装置………………………………………………18
9.2标准模架及其零件的选用………………………………………18
10．结论………………………………………………………………19
11．致谢………………………………………………………………19
12．参考文献 …………………………………………………………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,对冲压模具总体结构设计,画装配图。
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，且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技术。
关键字：
冲裁模；
压力机；
材料；
材料成型。
ABSTRACT
ThroughstudiesattheChangzhouInstituteofMechatronicTechnology,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低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，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《关于当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个组成部分，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主要工艺装备，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。
模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，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一半左右。
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。
汽车基本车型不断增加，一个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，汽车将不断换型，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，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。
单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。
一个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。
2.绪论
2.1各种模具的分类和占有量
模具主要类型有：
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各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠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。
按工艺性质的不同，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。
按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。
（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。
按锻压设备不同，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。
按工艺用途不同，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％，而且有继续上升的趋势。
塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，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方法。
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。
模具所涉及的工艺繁多，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，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。
2.2我国模具工业的现状
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℅）。
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——2001）三个阶段。
萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。
由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。
在此阶段的模具包括：
一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，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“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。
随着民生工业，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，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CAT技术的时间相当早。
3.1材料
该冲裁件的材料为08F，有较好的可冲压性能。
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=55.3mm
3.2零件结构
图3-1零件图
结构与尺寸：
该零件结构简单，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。
工件结构相对简单，有4个φ3.5mm的孔；
孔与孔、孔与边缘之间的的距离也满足要求。
冲裁件的经济公差等级不高于IT11级,一般落料公差等级最好低于IT10级,冲孔件公差等级最好低于IT9级,工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较底，普通冲裁完全能满足要求。
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组成。
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
较高
生产批量
适合大、中、小批量
适合大批量
模具复杂程度
较易
较复杂
复杂
模具成本
模具制作精度
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
工作条件
较好
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较好，生产率较高；
用级进模冲裁时，生产率高，操作方便，但是零件为中批量生产，故连续模生产成本较高，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影响排样的因素
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，综合考虑了以下几个因素：
1生产能力和生产批量。
在设计时要求使之平衡。
因此采用了斜排排样，提高了生产效率和材料利用率。
2送料方式。
因为采用了高速冲订冲制零件，所以选用自动送料方式。
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模具的具体结构和加工工艺性。
在设计排样图时，要考虑到模具的具体结构。
还要考虑到每一个环节，每一个具体部分的装配关系及装配顺序以至每部分的加工方案等。
4.2排样图设计步骤
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，初步预计步距。
力求各段之间以搭接方式连接。
图4-1零件排样图
4.3材料利用率的计算
分析零件形状，横排的排样方式，零件可能的排样方式如图4-1
η=（A/BL）×
100%=（726.68/59.5×
19）×
100%
=64.3%
A一个步距内的冲裁件的实际面积
B条料宽度
L步距
5.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mm
t——材料厚度mm
τ——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—同时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:
25mm
6.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、凹模有正确的位置。
定位零件的结构形式很多，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，以后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利用率。
导料板的作用是保证条料沿正确的方向送进。
导料板一般设在条料的两侧，其结构有两种：
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结构。
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，所以导料板的厚度查《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
凹模的外形结构与固定方法：
本设计凹模采用整体式平刃口矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方法固定。
凹模刃口的结构形式：
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结构。
凹模轮廓尺寸的确定：
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；
主要考虑布置螺孔与销孔的需要，同时也要保证凹模的强度和刚度，参考表选取c=19.3mm。
凹模板的厚度主要是从螺钉旋入深度和凹模刚度的需要考虑，一般应不小于8mm。
随着凹模板平面尺寸的增大，其厚度也应相应增大。
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.凸模的结构形势与固定方法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方法、凸模采用非圆形平刃结构和通过螺钉与凸模固定板的固定方法固定。
2.凸模长度计算凸模长度尺寸应根据模具的具体结构确定，同时考虑凸模的修磨量及固定板与卸料板制件的安全距离等因素。
由于本设计采用固定卸料，所以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 △=0.3mm
X = 0.5
＝（3.2+0.5x0.3）
= 3.35
2.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 = 0.5
55.3△=0.74mmX = 0.5
13.3△=0.43mmX = 0.5
19△=0.52mmX = 0.5
R5
＝（4.7+0.5x0.3）
= 4.85
53.3
＝（52.56+0.5x0.74）
=52.93
13.3
＝（12.87+0.5x0.43）
=13.085
19
＝（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。
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140mmX125mmX19.3mm
2
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
加工好凸模,配作冲孔凹模达要求
7
铣漏料孔达要求
8
钻铰4XM10
钻床
9
淬火,回火,保证HRC60~64
10
磨厚度及基面见光
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
研光各型孔达要求
13
检验
8.2凸模加工工艺过程
表8-2冲孔凸模加工工艺过程
备料φ6mmX37.5mm
车外圆
车外圆达配合尺寸
车床
车工作尺寸
车工作尺寸达要求
倒角
倒角达要求
抛光达表面要求
淬火,回火,保证HRC58~62
磨平上下表面达要求
说明:
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
将毛坯锻成140mmX125mmX10mm
按图切割各型孔,保证配合尺寸
钻铰4XM8,钻通
铆接处倒角
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
将毛坯锻成140mmX125mmX18mm
钻铰6Xφ1
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