底座冲压成型工艺及模具设计

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 (11)2.10 闭合高度 (11)2.11 螺钉、销钉的选择 (12)2．12绘制模具总图及零件图 (12)第三章小结 (15)参考文献 (16)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2-011．3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=2956.8mm 2搭边a 和a1；查表2-13，工作间a=2，侧面a1=2 料宽B ： B0∆-=[D+2（a1+Δ）+b0] －Δ查表2-14得：Δ取0.5；查表2-15得：b 0取0.5 故B05.0-=[112+2×2）+0.5] －0.5=11605.0-进距h ： h=26.4mm+2mm=28.4mm 一个进距的材料利用率η：η=Bh nA×100%=mm24.28116mm28.29561⨯⨯×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=14.49KNF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3-17 P=100MP校正面积: A=7×26.4×2=369.6 mm2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9-32.3 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=1.1 mm2.4 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b d = b p +2Cb p= （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1-8 Δ=0.15 mmδp按IT8计算δp=0.046 mmb P=（52.8+0.25*0.15) 0-0.046=52.83 0-0.046 mmb d = b p +2C所以配做凹模b d =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，12.3 m m，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r min 。

由教材表3-20查得 r min/t=0.5， r min=0.5 mmr= 1> r min所以取 r P=2.6 mm2.6 凹模圆角半径可根据板材的厚度来选取:凹模的圆角半径rdt≤2mm , r d =(0.5～1)t所以取 r d=2.6 mm2.7 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）H H=30-50 mm 取C=50 mm所以凹模总长为 152.8 mm ,总宽为110 mm2.8 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=149 mm10#模架闭合高度H max=129 mm，H min=149 mm模架满足要求。

压力机闭合高度H max=225 mm，H min=169 mm满足H max-5 mm≥H0≥H min+10 mm2.11 螺钉、销钉的选择凸模与上模座的固定所用螺钉均为GB 70-75内六角螺钉。

由于是中小型模具则采用M8mm,M10mm的.销钉采用GB 119-76 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。