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1、. . .U形件托架的冲孔落料弯曲冲压复合模具设计毕业论文目录第一章 前言5第二章 工艺分析及模具设计72.1 冲压件工艺性分析72.1.1零件的功用与经济性分析72.1.2零件工艺性分析72.2 工艺方案的设计与确定102.3 材料利用率的计算112.3.1 提高材料的利用率112.3.2 材料利用率的计算122.4.1排样方法132.4.2搭边142.4.3计算步距与条料宽度142.5模具结构设计和力的计算152.5.1坯料展开长度的计算152.5.2确定排样与裁板方案162.5.3计算各工序冲压力或弯曲力18第三章 冲压设备的选择223.1 冲压设备规格的选择233.2公称压力（吨位）2
2、33.3各套模具冲压设备的选择233.4 装模高度233.5 压力中心的计算24第四章 凸模与凹模的刃口尺寸计算254.1冲裁模刃口尺寸计算264.2 弯曲模工作部分尺寸确定30第五章 弹性组件的计算与选用及其他模具组件的选择375.1 弹簧的选用385.2 模具其他部件的选择405.2.1模架的选择：405.2.2模柄的选择：415.2.3模具导向零件的选择：415.2.4模具定位零件的选择：425.2.5卸料和出件装置的选择：425.2.6垫板的选择：425.2.7螺钉和销钉的选择：425.2.8固定板的选择：435.2.9模具凸凹模的材料选择：43第六章 冲孔凸模的加工与编程446.1
3、冲孔凸模的工艺设定及加工程序的编制456.1.1工艺过程的设定456.1.2 图样分析和决定安装基准456.1.3 确定工件坐标系456.1.4 加工程序46第七章 结 论47参 考 文 献48致 谢48第一章前言冲压工艺在机电产品制造业中应用十分广泛，而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装备，在制造业中占有重要的地位。特别是在汽车，拖拉机，航空航天，仪器仪表，机械制造，家用电器，石油化工，轻工日用品等工业部门得到及其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机，汽车，拖拉机，电机电器等机电产品中占6070，在电视机，计算机等电子产品中占80以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占85。
4、随着社会经济的发展，人们对工业产品的品种、数量、质量及款式都有越来越高的要求。为了满足人类的需要，世界上各个工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。现在大家都认识到，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特特别重要的意义。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因
5、此，放眼未来，国际、国的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方
6、向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有：(1)建立在CAD/CAE平台上的先进模具设计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平。(2)建立在CAM/CAPP基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率。(3)模具生产企业的信息化管理技术。例如PDM（产品数据管理）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及INTERMET平台等信息网络技术的应用、推广及发展。(4)高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压
7、铸模具制造技术等。(5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。(6)先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。(7)原材料在模具中成形的仿真技术。(8)先进的模具加工和专有设备的研究与开发。(9)模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。(10)模具及其制品的检测技术。(11)优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应用。(12)模具生产企业的现代化管理技术。模具行业在“十一五”期间需要解决的重点关键技术应是模具信息化、数字化技术和精密、超精、高速、高效制造技术方面的
8、突破。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。我这次毕业设计的题目是“U形托架冲孔、弯曲复合工艺研究及模CAD/CAM”，正是对该行业的一次积极尝试。我将积极的了解该行业的一些技术规，综合所学的知识，尽量提高设计的软件平台，使设计更加数字信息化，保证设计质量，最终设计出符合要求的冲压模具。第二章 工艺分析及模具
9、设计2.1 冲压件工艺性分析2.1.1零件的功用与经济性分析该零件是某机械产品上的一个支撑托架，托架的10mm孔装有芯轴，并通过四个5孔与机身连接。零件的工作部分受力不大，对其强度和刚度的要求不太高。该零件的生产批量为2万件/年，属于中批量生产，外形简单对称，材料为一般冲压用钢，材料冲压加工经济性良好。（如图1-1） 图1-1 零件图2.1.2零件工艺性分析 托架为有五个孔的四角弯曲件。 其中五孔的公差均为IT9级，其余尺寸自由公差。各孔的尺寸精度在冲裁允许的精度围以，且孔径均大于允许的最小孔径，故可以冲裁。4-5mm孔的孔边距圆角变形区太近，易使孔变形，且弯曲后的回弹也影响孔距尺寸40 mm
10、,故4-5mm孔应在弯曲后冲出。而10mm孔距圆角变形区较远，为简化模具结构和便于弯曲时坯料的定位，宜在弯曲前与坯料一起冲出。弯曲部分的相对圆角半径r/t均等于1，大于冲压工艺与模具设计表4-5所列的最小相对弯曲,可以弯曲。零件的材料08F钢，其冲压成形性能较好。由此可知，该托架零件的冲压工艺性良好，便于冲压成形。但应注意适当控制弯曲时的回弹，并且避免弯曲划伤零件表面。该工件的弯曲成形，有图1-2 所示的三种方法。 （a） (b) (c) 图1-2 托架弯曲成形方式(1) 第一种方法（图a）优点是用一副模具成形四个直弯角，可以提高生产率，减少压力机和操作人员的数量。但有以下缺点： 弯曲力较大，
11、模具寿命低。 工作表面易擦伤，产生划痕。 工件形状和尺寸不精确，弯曲处材料变薄严重。由于在弯曲过程中，凸、凹圆角处阻力较大，而且不能有效的利用校正回弹的弯曲方法。 图1-3 冲孔落料模 图1-4 首次弯曲模图1-5 二次弯曲模 图1-6 冲4-5孔模（2）第二种方法（图b）采用两副模具，第一副模具弯曲端部两角，第二副模具弯曲中间的两角。虽然，弯曲变形的程度要比第一种方式缓和得多，需要的弯曲力也较小，模具的工作条件也大为改善，但工件回弹不易控制，还由于工序分散增加了生产时间，压力机和操作人员都要相应增加。（3）第三种方式（图c）先在一副模具上弯曲端部两角，同时中间两角处弯成45度，然后用另一副模
12、具再将中间两角弯曲成90度。由于这一方案能够实现过弯曲和校正弯曲，因而工件的回弹容易控制，工件的形状和尺寸比较精确。此外，在弯曲过程中材料受凸凹模的摩擦阻力较小，工件可以获得较好的表面质量，模具的寿命也可以提高。弯曲件的孔，应尽可能在平面状坯料时冲出，这样可简化模具的结构。工件上10mm孔的边缘与弯曲半径中心距离为6mm（大于料厚1.5mm）,弯曲时不会引起孔的变形，因此，10mm孔可以在弯曲前冲出，并可作为后续工序的定位孔。5mm孔的边缘与弯曲半径中心线的距离为1.5mm(和料厚相等)，弯曲时孔容易引起变形，中心距也不易控制，故只能在弯曲后冲出。2.2 工艺方案的设计与确定冲压该零件所需的基
13、本工序为落料、弯曲、冲孔。因此，冲压该工件的工艺方案可能有以下几种。方案一：冲10mm孔和落料复合-弯曲两外角预弯两角-弯曲两角-冲5mm四孔。方案二：冲10mm孔与落料复合-弯曲外部两角-弯曲中间两角并冲5mm四孔。方案三：冲10mm孔和落料复合-弯曲四个角-冲5mm四孔。方案四：冲10mm孔和落料复合-两次弯曲四角（复合模）-冲5mm四孔。方案五：冲10mm孔、冲5mm四孔和落料复合-两次弯曲四角（复合模）。方案六：工序组合，采用带料级进冲压。上述的一至六方案中：方案一的优点是模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快。工件的回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高，各工序（除第一工序外
14、）都能用10mm孔和一个侧面定位，定位基准一致，且与设计基准重合。操作比较方便。缺点是工序分散，模具副数多，占用压力机和操作人员多，劳动量大。方案二的优点是模具结构简单，投产快，寿命长。但回弹难以控制，尺寸和形状不易精确，而且工序分散，劳动量大，占用设备和操作人员多。方案三工序比较集中，占用设备和人员少，但模具寿命短，工件质量（精度和表面粗糙度）差。方案四的优点是工序比较集中，从制件成型角度看，本质上与方案二相同，但模具结构复杂。方案五本质上与方案三相同，只是采用了结构复杂的级进模。方案六的优点是工序最集中，生产效率高。缺点是模具结构相当复杂，安装、调试、维修困难，制造周期也长。综上所述，由于该冲压工件的批量不大，故以选择方案一较合适。2.3 材料利用率的计算2.3.1 提高材料的利用率在大批大量生产中，冲压件的材料费用要占总成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%，则可以使冲件的成本降低0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好地确定冲件的开头尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。冲裁零件在板料、条料或带料上布置的方法称为冲裁工作的排样法。其目的在于保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产
