冷冲模落料弯曲课程设计报告

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1、冷冲压课程设计报告冷冲压课程设计报告 院 系： 机电工程学院 班 级： 09 机自 A4 学 号： 094813043 姓 名： 顾文杰 指导老师： 田浩彬 完成日期： 2012/6/21 - 2 - 摘 要 本设计书简单的介绍了复合模中的设计要求以及设计方案的选择和模具的 概念以及国内模具的发展趋势及现状。特别是复合模制造过程中有别于级进模， 单工序模模具结构，在制造过程中的一些由于复合模的结构原因，所要采用的 冲压机，送料方式以及毛胚的材料都要根据复合模的结构来进行选择和比较。 还有各个零件的装配关系，复合模对于工件的定位方式，以及在冲压的过程中 既要考虑到能否冲出合格的制件，又能同时使制

2、造复合模的成本降低到最小值， 这些在复合模的制造过程中都要对其一一的进行考虑和计算。 关键词：关键词： 复合模复合模 冲孔冲孔 落料落料 弯曲弯曲 - 3 - 目目 录录 第一章 绪 论4 1.2 冲压模具的优点 4 1.2 冲压模具行业发展现状 4 第二章 冲压工艺性分析件及工艺方案确定.5 2.1 冲压工艺性分析 5 2.2 工艺方案确定 8 第三章 冲压工艺计算及设备选择.9 3.1 排样的设计 9 3.2 计算冲裁力及压力中心 .11 3.3 冲压设备的选取 .12 3.4 凸、凹模刃口尺寸计算 .12 第四章 主要零件的设计计算13 4.1 模架的选择 .13 4.2 凸、凹模结构设

3、计 .15 4.3 各板件的机构设计 .16 第五章 模具总装图及零件明细表18 71 模具总装图 18 72 模具材料选择 19 小结20 参考文献.20 - 4 - 第一章 绪 论 1.1 冲压模具的优点 应用于模具行业冷冲压模具及其配件所需高性能结构陶瓷材料的制备方法, 高性能陶瓷及其配件材料由氧化锆中加入铝等元素构成，制备工艺是将氧化锆， 氧化铝等溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氢铵，采用共沉淀方法合成 模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反应生成的沉淀经滤水、烧结、干燥， 煅烧得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再经过成型、烧结、精加工， 便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本发明

4、的优点是本发明制成的冷冲压模 具及其配件使用寿命长，在冲压过程中未出现模具及其配件与冲压件产生粘结 的现象，冲压件表面光滑、无毛刺，完全可以代替传统高速钢、钨钢材料。 1.2 冲压模具行业发展现状 改革开放以来随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。 近年来，模具及工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所 有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私 营也得到道了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加 剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品德开发能力的重要性。而 模具制造是整个链条中最基础的要素之一。 许多研究和大

5、专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模 具 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显著进步；在提高模具模具质量和缩短模具 色剂制造周期等方面做出了贡献。 第 2 章 冲压工艺性分析件及工艺方案确定 2.1 冲压工艺性分析冲压工艺性分析 1.制件介绍 材料：08 钢 料厚：1.5mm 零件图：如图所示： 2.产品结构形状分析 由图可知，产品由弯曲，冲孔工序构成。产品结构简单、形状对称、无狭 槽、尖角。根据冲压工艺学 180 页，一般情况下，冲裁件外行不能有尖角，应 采用 r0.5t 的圆角，这有利于模具制造和提高模具寿命。所以，产品的 r0.5t (r=2,0.5t=0.75),满

6、足冲裁要求。而在冲裁时，为了防止凸模折断或弯 压，冲孔尺寸不能太小，查表 7-1,用一般冲孔模可以冲压的最小孔径要满足 dt(51.5)，所以，满足冲孔要求。冲裁件孔与边缘的间距，与模具强度和 寿命以及冲裁件的质量有关，其值不宜过小，一般满足 bt(b=(36-25-5) /2=3,t=1.5),所以满足冲裁要求。 对于弯曲件而言，弯曲时应防止孔的变形，要求孔壁与弯曲处有适当的距 离 L，在材料厚度 tt，满足上述规定，所以可以先冲孔再压弯。而对于周 边的孔来说，L=(36-25-5-6)/2=0,t=1.5，所以 L0.5t。 故可以根据冲压手册表 3-15 序号 2 查得，弯曲件的展开长度

7、计算公式为： L=2a+2b+c+3.14(r1+x1t)+3.14(r2+x2t)。 其中 X1，X2为中性层系数，由冲压手册 135 页表 3-9 查得 X1= X2=0.32；所以毛 培长度方向尺寸：L=100.44mm，取 101mm。 故毛培尺寸为： - 7 - 第一次弯曲后的尺寸如图所示： 7.第一次弯曲的弯曲力计算 （1）自由弯曲力 根据冲压工艺学 57 页，对 U 形件的最大自由弯曲力为: F自=0.7kbt*b/（r+t） 其中 k=1.3;b=80mm; b=325MPa 所以，根据公式 F自=17745N （2）校正弯曲力 根据冲压工艺学 57 页，校正弯曲力可按以下式子

8、近似计算： F校=A*P 其中弯曲件校正部分的投影面积为 A=80*30=2400mm 单位校正力 P 可按冲压手册 148 页 3-17 查得 p=40 所以，根据公式 F校=96000N （3）顶件力或压料力 根据冲压手册 147 页，对于设有顶件装置或压料装置的弯曲模，其顶 件力或压料力 F 值可近似取自由弯曲力的 30-80%。即： F=0.8 F自=14196N （4）弯曲时压力机压力的确定： 根据冲压手册 148 页，对于有压料的自由弯曲：F压机=F自+ F=31941N 对于校正弯曲：F压机=F校=96000N 8.弯曲凸凹模的间隙 根据冲压手册 148 页，弯曲 U 形件时，其

9、凸凹模间隙 c 的大小，对弯曲件 质量有直接影响，过大的间隙将引起弹复角的增加，引起工件材料厚度的变薄， 降低了模具使用寿命，因此，必须确定出合理的间隙值。凹凸模合理的间隙值 一般可按下式计算： C=t+Kt 其中，查表 3-18 得，K 取 0.05。即 C=1.51 4.弯曲凸凹模的圆角半径 凸模的圆角半径：根据冲压手册 149 页，若弯曲件的内侧弯曲半径为 r， - 8 - 则应取 r凸=r，但不能少于材料允许的最小弯曲半径。所以，凸模圆角半径 r=1.5。 凹模的圆角半径与凹模深度：根据冲压手册 3-20，凹模的圆角半径 r凹 =5，凹模深度 l=14mm。 2.2 工艺方案的分析工艺

10、方案的分析 1.冲裁工艺方案 （1） 落料冲中心孔弯曲冲四个小孔切边 （2） 落料、冲中心孔的复合弯曲两次的复合冲四个小孔切边 （3） 落料弯曲两次的复合冲中心孔和四个小孔的复合切边 （4） 落料冲中心孔、第一次弯曲的复合第二次弯曲和冲四个小孔的 复合切边 2.各工艺方案特点分析 方案一，模具结构简单，但需五道工序四五副模具，生产效率低，难以满 足该工件大批量生产的要求。 方案二至四，根据前面的尺寸分析，和考虑到精度要求，三个方案相相差 不大，所以，我们小组决定，从这三个方案入手，五个人分别做 落料、冲中心孔的复合膜；弯曲两次的复合膜；冲中心孔和四个 小孔的复合膜；冲中心孔和第一次弯曲的复合模

11、；第二次弯曲和 冲四个小孔的复合膜，最后，比较出相对较好的方案。 表 3-1 不同类型模具的比较 模具种 类比较项 目 单工序模 （无导向） （有导向）级进模复合模 零件公 差等级 低一般可达 IT13IT10 级可达 IT10IT8 级 零件特 点 尺寸不受 限制厚度 不受限制 中小型 尺寸厚 度较厚 小零件厚度 0.26mm 可 加工复杂零件，如宽度极 小的异形件 形状与尺寸受模具结构与 强度限制，尺寸可以较大， 厚度可达 3mm 零件平 面度 低一般 中小型件不平直，高质量 制件需较平 由于压料冲件的同时得到 了较平，制件平直度好且 - 9 - 具有良好的剪切断面 生产效 率 低较低 工

12、序间自动送料，可以自 动排除制件，生产效率高 冲件被顶到模具工作表面 上，必须手动或机械排除， 生产效率较低 安全性 不安全，需采取安 全措施 比较安全不安全，需采取安全措施 模具制 造工作 量和成 本 低 比无导向的 稍高 冲裁简单的零件时，比复 合模低 冲裁较复杂零件时，比级 进模低 适用场 合 料厚精度要求低的 小批量冲件的生产 大批量小型冲压件的生产 形状复杂，精度要求较高， 平直度要求高的中小型制 件的大批量生产 根据分配，本人做的是落料、冲孔、第一次弯曲的复合模根据分配，本人做的是落料、冲孔、第一次弯曲的复合模 第三章 冲压工艺计算及设备选择 3.1 排样的设计排样的设计 根据零件

13、的尺寸要求，选择少废料排样法。 1. 搭边 排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和 送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边太小，冲裁时容易翘曲或被拉断， 不仅会增大冲件毛刺，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低 模具寿命，或影响送料工作。 - 10 - 由冲压手册 45 页表 2-18 查得，工件间 a1=1.8,a=2.0 2.条料宽度的确定 排样方式和搭边值确定后，条料的宽度和进距也就可设计出。进距是 每次将条料送入模具进行冲裁的距离。进距与排样方式有关，是决定挡料 销位置的依据。条料宽度的确定与

14、模具的结构有关。确定的原则是，最小 条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁 时顺利 地在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。 （1） 有侧压装置时条料的宽度（如图） 有测压冲裁 条料宽度：b-=(D+2a+ b-)- （2）无侧压装置时条料的宽度（如图） 条料宽度：b-=（D+2（a+）+C1）- 所以，根据我们的模具，我们选择无侧压装置。根据冲压手册表 2- 20、2-21 得，=-0.15；C1=1。所以，b-=105.4。 综合考虑以上各种问题，最后确定采用有废料直排的排样方式： - 11 - 可定出条料的尺寸为：105mm * 1000mm 3.材料利用率 在

15、冲压零件的成本中，材料费用约占 60%以上，因此材料的经济利用具 有非常重要的意义。 根据冲压工艺分析 23 页的公式：(A0/ A)100% 所以，冲裁件面积 A0=30*101-（16-*2）=3026.57。 板料的面积 A=105.4*33=3478.2 材料利用率 =3026.57/3478.2=87.02% 3.2 计算冲裁力及压力中心 1.冲裁力的计算 计算冲裁力的目的是为了合理得选用冲压设备、设计模具和检验模具的强 度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求 根据冲压工艺学 21 页，考虑到模具刃口的磨损，凸、凹模间隙的波动，材 料机械性能的变化，材料厚度偏差等因

16、素，实际所需冲裁力还需增加 30%，即， 公式为:F冲=1.3Lt 其中， 从表中查得为 300MPa。所以 F冲=1.3*2*（30+101） *1.5*300=153.27KN 当冲裁完成后，由于冲裁中材料的弹性变形几摩擦的存在，在板材上冲裁 出的废料（或工件）孔径沿径向发生弹性收缩，会箍在凸模上。而冲裁下来的 工件或（废料）径向会扩张，因此会卡在凹模内，为了使冲裁过程连续，操作 方便，就需要把套在凸模上的材料卸下，把卡在凹模孔内的工件或废料推出。 由冲压手册表 2-37 得：K推=0.055；K卸=0.045；K顶=0.06 所以，推件力：F推=n*F冲*K推 =3*153270*0.055=25.29KN 卸料力：F卸=F冲*K卸=153270*0.045=8.43KN 顶件力：F顶=F冲*K顶=153270*0.06=9.20KN 2.冲压模具压力中心的计算 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确