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1、 HefeiUniversity本科课程设计（论文）BACHELOR DISSERTATION论文题目： 冲 孔 弯 曲 级 进 模 学科专业： 材控（二）班 金 国 忠 导师： 周 伟完成时间： 2014年6月 目 录第一章零件工艺分析31、工件材料32、工件结构形状33、工件尺寸精度3第二章冲压零件工艺方案的拟定4第三章弯曲件尺寸、排样形式、裁板方法和材料利用率计算51、弯曲件展开尺寸的计算52、排样方式的选择53、裁板方法64、计算材料利用率6第四章冲裁力、弯曲力、压力中心的确定和压力机的选择61、冲裁力72、弯曲力73、卸料力74、推件力75、压力中心的确定8第五章冲裁间隙的确定9第六
2、章模具主要结构的设计101、模具类型的选择102、操作方式103、出件方式104、确定送料方式105、确定导向方式10第七章冲孔刃口尺寸的计算11第八章主要零部件的设计131、冲裁凸模132、冲裁凹模133、弯曲凸模、凹模的设计144、定位零件155、卸料板的设计156、上下模座157、模柄168、模具的闭合高度：17第九章压力机技术参数校核17第十章模具零件制造工艺编制171、冲孔凸模加工工艺过程172、冲孔凹模加工工艺过程183、弹压卸料板加工工艺过程19第十一章模具工作原理与使用须知19第十二章设计感受20参考资料21第一章 工艺分析 图1-11、工件材料主要特征: 10号钢塑性、韧性很
3、好，易冷热加工成形，正火或冷加工后切削加工性能好，焊接性优良，无回火脆性，淬透性和淬硬性均差。制造要求受力不大、韧性高的零件，如汽车车身、贮器、深冲压器皿、管子、垫片等，可用作冷轧、冷冲、冷镦、冷弯、热轧等工艺成形，也可用作心部强度不高的渗碳件、碳氮共渗件等。2、工件结构形状工件结构简单，U型弯曲，有一个圆孔，厚为1.5mm，满足许用壁厚要求，可以冲裁、弯曲加工。3、工件尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT10级精度，普通冲裁完全可以满足要求。第二章加工工艺方案确定 各类模具结构与特点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
4、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0.16mm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，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，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
5、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方案一：先冲孔，后切断、弯曲。单工序模生产。方案二：冲孔切断、弯曲复合冲压。复合模生产。方案三：冲孔切断、弯曲级进冲压。级进模生产。根据分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满
6、足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案三为佳。第三章弯曲件尺寸、排样形式、裁板方法和材料利用率计算以与步距精度计算1弯曲件展开尺寸的计算弯曲属于90角弯曲，取圆角半径r = 0.1t =0.1，r 0.5。此类工件可视为无圆角弯曲件，因弯曲弯曲变形程度较大，压弯时板料变形区变薄情况严重，而且断面畸变也较大。此情况应依据变形前后毛坯体积和工件体积相等的原则来进行计算。查冲压工艺与模具设计P120x=0.5可知弯曲件毛坯长度按下式计算：L = l+ l+ 0.5 = 14.5+20.5+0.51.5=35.752排样方式的选
7、择题目已给出采用少废料排样3裁板方法 4计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。5.步距精度 步距的精度直接影响冲件的精度。由于步距的误差，不仅影响分段切除余料，导致外形尺寸的误差，还影响冲件、外形的相对位置。也就是说，步距精度愈高，冲件精度也愈高，但步距精度过高，模具制造也就愈困难。所以步距精度的确定必须根据冲件的具体情况而定。 影响步距精度的因素很多，但归纳起来主要有：冲件的精度等级、形状复杂程度、冲件材质和厚度；模具的工位数；冲制时条料的送进方式和定距形式等。 根据多年来的实践，总结归纳出多工位级进模步距精度的经验公式为： 多工
8、位级进模步距对称偏差值； 冲件沿条料送进方向最大轮廓基本尺寸（指展开后）精度提高三级后的实际公差值； n模具设计的工位数； k修正系数，k=1.03，第四章冲裁力、弯曲力、压件力压力机的选择和压力中心的确定1. 冲裁力模具共有2个冲裁区，冲裁力由下式计算。 式中：冲裁力（N）；冲裁件周边长度（）；材料厚度（），t=1.5；材料抗剪强度（MPa），。各冲裁区只是冲裁线的长度不同，材料抗剪长度和材料厚度均相同，用上式可分别计算各冲裁区的冲裁线长度和冲裁力，见表4-1。表4.1冲裁线长度和冲裁力部 位第 1工 位1732028第 2工 位125.175060总 计1070882 弯曲力该零件弯曲属于
9、V形件弯曲。弯曲力公式（3.23）冲压工艺与模具设计式中 自由弯曲力（）； b弯曲件宽度（），B40弯曲件材料厚度（）t0.15弯曲件半径（），R0.1t0.1材料抗拉强度，安全因数，0.71.3101.54001.5+1.52730（N）3卸料力和推件力的确定1卸料力 卸料力不仅是设计卸料板是的重要参数，它还是冲小孔是，影响凸模使用寿命的一个主要因素。合理地确定卸料力可以使模具结构紧凑和保证冲裁生产过程的稳定。 生产上常以经验公式来估算卸料力P即式中 F冲裁力 K卸料力系数，查模具设计使用手册查得K=0.050.08取K=0.05 F卸0.051070885354.4（N）2推件力 查 模具
10、设计使用手册(2.26)查得（N）式中 F弯曲力 K卸料力系数，查模具设计使用手册查得K=0.050.08取K=0.05 n同时卡在凹模冲裁件（或废料）数，n=h/t(h为凹模洞口的直刃壁高度；t为材料厚度)。n=3 F推30.052730=4095（N）3.顶件力 查冲压工艺与模具设计（2.27）顶件力系数，见表2.150.06107088=6425.28（N）4压力中心的确定利用CAD计算出压力中心第五章冲裁间隙设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到制造中的偏差与使用中的磨损、生产常只选择一个适当的围作为合理间隙，只要间隙在这个围，就可以冲出良好的制件，这个围的最小值称为最小合理间隙Zmin，最大值称为最大合理间隙Zmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Zmin。冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面与材料间的摩擦减小，并延
