毕业设计(论文)U形弯曲件的冲压模具设计(全套图纸).doc
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1、江苏信息职业技术学院毕业设计设计课题:U形弯曲件的冲压模设计全套CAD图纸,联系153893706系 别: 机电工程系 专 业: 模具设计与制造/理化测试与质量检测班 级: 模具/质检061 姓 名: 学 号: 指导老师: 完成时间: 2009-12-01 毕业设计任务书姓名: 学号:0602224113 班级:模具/质检061一、 设计课题 U形弯曲件的冲压模具设计二、 零件图及技术要求三、任务要求1.完成制件工艺性分析,确定制件成形工艺方案。2.完成模具装配图设计,绘制模具总装图。3.完成模具零件图设计,绘制模具零件图。4.撰写毕业设计说明书。 指导教师: 江苏信息职业技术学院 机电工程系
2、模具教研室 2009年12月01号目 录前 言一、冲压件的工艺性分析11.U形弯曲件工作图12.零件原材料及工艺性分析23冲压件的尺寸精度分析2二 、确定工艺方案及模具结构形式2三、模具设计计算21.计算条料宽度及确定步距22.排样33.U形弯曲件回弹量的确定44.减小和控制回弹的措施 45.计算总压力 4 1)弯曲力52)冲压总压力5冲压力5 卸料力5推料力5总压力66.确定压力中心6 7.冲模刃口尺寸及公差的计算61)查表确定初始间隙62)计算凸,凹模制造公差63)代入公式计算各尺寸6四、确定主要零件结构尺寸81.由排样图确定凹模型孔位置82.确定凹模外形尺寸83.选则典型组合9五、冲裁弯
3、曲模主要工作零件的加工9六、模具装配工艺101.模柄的装配102.导柱和导套的装配111)导柱的装配112)导套的装配113.凸(凹)模的装配11七、冲压机的选择12设计总结13答谢辞14参考文献15前 言冷冲压工艺是一种生产效率很高的、少切削或无切削的先进加工方法,在经济和技术方面都具有很多的优点。它操作简便,便于实现机械化和自动化,适合于较大批量零件的生产,其制品一般都不需作进一步的机械加工,尺寸精度和互换性也都比较好。所以,它在航空、汽车、拖拉机、电机电器、精密仪器仪表等工业中占有十分重要的地位。据相关统计资料介绍,仅汽车制造业就约有60%75%的零件是采用冷冲压加工工艺制成的。若按劳动
4、量估算,冷冲压生产所占的劳动量为整个汽车工业总劳动量的25%30%。在电机及仪器仪表生产中,也有60%70%的零件是采用冷冲压工艺来完成的。此外,随着加强国防建设的需要和人们物质生活水平的提高,在诸如家电。电子元器件和兵器领域内,冷冲压加工量也占有相当大的比例。可见,支持和促进冷冲压加工技术,对发展国民经济和加速工业化建设,具有十分重要的意义。国内的模具工业虽起步较晚,但在过去的十多年中也取得了一些进步。例如冲压模具方面,国内设计制造的部分轿车覆盖件模、空调器散热片级进模、电机定转子双回转叠片高精度硬质合金级进模、集成电路引线框架多工位级进模,以及带自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、扭斜和安全
5、保护的功能的精密多功能模,都已达到较高的水平。但从总体上看,我国与工业发达国家相比仍有较大差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低,CAD/CAE/CAM技术的普及率尚待提高,许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别是在大型、精密、复杂和长寿命模具上,一方面技术差距明显;另一方面产能也不能满足国内的需要,因而仍需大量从国外进口。所以,为变这种被动状态,尽快适应社会主义工业化建设对冷冲压工艺生产水平提高的需要,全方位大力做好模具基础、研发和推广工作,是至关重要的。我国的工业经济,已进入大批量规模经济和小批量多品种经济并行的时期,两者对模具存在趋同的依赖性。产品销售不畅时期,企业必
6、然会想法设法开发新产品,也同样会对模具带来强劲的需求。这说明,模具市场的总体趋势将是一直平稳向上的。有人说,模具工业是永不衰退的工业,也正是基于这样的分析。另外,从另一角度看,两者对模具结构的要求是各不相同的,大批量生产用的模具应着眼于高效率和长寿命,而小批量生产用的模具则应着眼于结构简单、制模快速和成本低廉。一、冲压件的工艺性分析1.U形弯曲件工作图20钢结构特点正火规范淬火规范工件结构形状弯曲特点20钢的20是指含碳量,含碳量为0.2%,属于低碳钢。该钢属于优质低碳碳素钢,冷挤压、深淡淬硬钢。该钢强度低,韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为253-500MPa,伸长率24%。温度920950
7、,出炉空冷。硬度131156HBS温度91010,10%NaCl盐水冷却。冲压件内、外形应尽量避免有尖锐清角,为提高模具寿命,建议将所有90清角改为R0.5的圆角。1.如图1示例的最小相对弯曲半径为 r/t=0.6/1=0.6,查教材P表3-1得 r=0.5 t0.6t,r=tr=0.6t。工件中R0.6处的弯曲线只要与材 料纹向平行,则该件最小圆角半径 可以不采取任何措施即可弯曲。2.弯曲件的直边高度为4mm2t=2mm满足高度要求3.工件上的孔远离弯曲变性区结论:1. 具有良好的可冲压性能。2. 具有足够的塑性,较低的屈服极限和较高的弹性模量。图1:U形弯曲件零件图2零件原材料及工艺性分析
8、3冲压件的尺寸精度分析零件图上所有尺寸均未标注公差,但零件图上要求未注公差按IT12级处理。经查公差表(公差尺寸等级的选用见手册P)。其主要尺寸公差标注如下(单位均为mm):,各尺寸公差为:32,30.5,20,4,12, R3,1.8,4.6,7。结论:综上所述,该零件可采用冲压机加工。二 、确定工艺方案及模具结构形式经分析,工件尺寸精度要求不高,形状不大,虽图纸上没要求大量生产,但工件可以大量生产,根据材料不厚(1mm)的特点,为保证孔位精度,冲模有较高的生产率,通过比较,决定实行工序集中的工艺方案,采取利用侧刃与导正钉进行定位、弹性卸料装置、自然漏料方式的级进冲压模结构形式。三、模具设计
9、计算1.计算条料宽度及确定步距弯曲件毛坯宽度计算t=1mm r=0.6r0.5tL=L+L+L+ =0.6 k=0.38=23+3+3+30.5mm式中:L-弯曲件毛坯长度,mmL、L、L-弯曲件直边长度,mm-弯曲中心角 , mmr弯曲件内圆角半径, mmk中性层偏移量系数, mmt弯曲件材料厚度,mm查有关表确定搭边值。根据零件自身形状特点,两工件间按矩形取搭边值b=4,侧边按矩形取搭边值a=2。级进模进料步距为36mm。条料宽度按相应的公式计算: B=(L+2a) 查表 =0.4B=(30.5+22) =34.5画出排样图,图32.排样采用级进模冲压的条料排样方案之一 图2:方案一如图所
10、示。它采用中间载体送料运行,成形双侧刃定距(侧刃兼冲出制件的弯曲部分),人工送料,在普通压力机上进行冲压生产。排样设有6个工位:工位1,成形侧刃定距并冲去余料,冲中间的圆孔;工位2,冲去中间狭槽;工位3,冲另一端成形侧刃定距并冲去余料;工位4,压弯;工位5,中间载体切断。条料排样方案之二:图3:方案二如图所示,设有7个工位。工位1,冲一个3mm导正销孔,成形侧刃定距并冲去余料;工位2,冲中间的圆孔;工位3,冲去中间狭槽;工位4,冲另一端成形侧刃定距并冲去余料,冲狭槽;工位5,冲狭槽;工位6,压弯;工位7,中间载体切断。两种排样方案相比,后者工位数虽增多了,但增加的是为了设置导正销而冲导正孔工位
11、。条料的排样上设置导正销孔,在模具上增加导正销精确校正定距,目的是克服送料步距的累计误差,能采用自动送料机构进行送料。设置多工位的另一个原因是由于模具结构位置的需要。综上所述可以考虑方案二。3.U形弯曲件回弹量的确定 因为r/t=0.6/1=0.658,所以由教材P表3-9差得:单边回弹值为1130,取值为=1。由=-,则凸模角为=-=90-1=89,凸模半径为r=r=0.6mm凸模尺寸的标注如图4所示 4.减小和控制回弹的措施 图4 :凸模尺寸弯曲件的回弹是不可避免的,但可以通过适当的途径减小和控制回弹,使弯曲件的形状和尺寸精度满足设计要求。 根据弯曲件回弹的趋势和回弹量的大小,修正或调整凸
12、、凹模工作部分的形状和尺寸,使弯曲件成形后的回弹量得到补偿。于20号钢的弯曲,可在凸模或凹模上作出相应的斜度,如图4凸模的斜度,工作状态如图5所示,增大变形区材料的拉应力成分来减小回弹。5.计算总压力 1)弯曲力图5 增大拉应力减小回弹自由弯曲时弯曲力的经验计算公式 F= =2KN 图5:增大拉应力减小回弹 式中:F-弯曲力,KNb-弯曲线长度,mmt-弯曲件料厚,mmr-弯曲件圆角半径,mm-材料的抗拉强度极限,mm 查表教材附表1P得20号钢的抗拉强度极限为353500MP 取400MP2)冲压总压力F=F+F+F冲压力F=KLt=1.3287.12350131KN式中F-冲压力K-刃口磨
13、损、间隙波动、料厚变化的因素设置的安全系数,一般取1.3; L冲压周边总长,L=3.143+(36+7.252+32+4+42+)2+3.1412+(9+1.8)2+(6+4)2=287.12mm-查表教材附表1P得20号钢的抗剪强度为275392 取350 卸料力F=K F=0.04131=5.24KNK卸料力系数,其值为0.020.06。取0.04推料力K=KFn=0.041311 图6 :冲裁方式=5.24KNF=F+F+F=131+5.24+5.24=141.48KN总压力F=F+F =2+141.48=143.48KN6.确定压力中心 根据=115.95mmy= 0.2364mm7.
14、冲模刃口尺寸及公差的计算1)查表确定初始间隙= 0.14mm1=0.14mm= 0.20mm1=0.20mmZ =0.20mm-0.14mm=0.06mm 2) 计算凸,凹模制造公差=0.4Z0.40.06mm=0.024mm = 0.6Z=0.60.06mm=0.036mm3) 代入公式计算各尺寸尺寸:32为落料磨后变大尺寸 =0.75mmA=(A-)=(320.750.25)=31.813mm A=( A -)=31.8130.14=31.673mm尺寸II:长度25处弯曲部分的展开长度为30.5落料磨后变大尺寸A=(A)=(30.50.750.25)mm=30.313mmA=( A)=(
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