冲压模具毕业设计-固定夹冲压弯曲模设计bkit.docx

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1、 固定夹冲冲压弯曲曲模设计计摘要本文介绍绍的模具具实例结结构简单单实用，使使用方便便可靠，首先根据工件图算工件的展开尺寸，在根据展开尺寸算该零件的压力中心，材料利用率，画排样图。根据零件的几何形状要求和尺寸的分析，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对于简单。当所有的参数计算完后，对磨具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析。在设计过程中除了设计说明书外，还包括模具的装配图，非标准零件的零件图，工件的加工工艺卡片，工艺规程卡片，非标准零件的加工工艺过程卡片。关键词：复合模模 ；冲压 ；设计Clipp too huurtlle tto ppresss a

2、a beent molld ddesiign fixxedllyTakee offf tto wwanttThiss teext inttrodducttivee mooldiing toool ssoliid eexammplee thhe sstruuctuure is in briief praactiicall, tthe usaage connvenniennce is deppenddablle, firrst acccorddingg too thhe wworkk piiecee thhe ddiaggramm caalcuulatte tthe worrk ppiecce t

3、to llaunnch sizze, at acccorddingg too laauncch tthe preessuure cennterr thhat thee siize callcullatees tthatt spparee paartss, tthe matteriial utiilizzatiion, paainttingg roow kkindd diiagrram.Acccorddingg too spparee paartss off seeverral thee shhapee reequeest witth tthe anaalyssis of thee siize,

4、 addopttionn coompooundd thhe mmoldd huurtlle tto ppresss, so be advvanttageeouss too ann exxalttatiion prooducctioon aan eeffiicieencyy, mmolddingg toool dessignn annd mmanuufaccturringg allso oppposiite in simmplee.Whhen alll paarammeteer ccalcculaatioons aree ovver aftter, reequeesteed tthe tecch

5、niiquee reequeestss too thhe ddesiign andd asssemmblee off thhe mmainn spparee paartss too alll ccarrry oon aanallysiis tto tthe asssembble proojecct tthatt whhetss too haave.Durringg thhe pperiiod of dessignn inn adddittionn too deesiggninng mmanuual, allso inccludde tthe asssembble diaagraam oof t

6、the molldinng ttooll, tthe spaare parrts diaagraam oof tthe nott- sstanndarrd ssparre ppartts, thee woork pieece proocesssess thhe ccrafft ccardd, tthe craaft rulles disstannce carrd, thee noot- staandaard spaare parrts proocesssess crraftt prroceess carrd.Keywwordd:Commpouund molld 、huurtlle tto pp

7、resss 、deesiggn目 录录1 绪绪论.12 冲冲裁弯曲曲件的工工艺设计计.13 确确定工艺艺方案及及模具的的结构形形式.24 模模具设计计工艺计计算.3 4.1 计算毛毛坯尺寸寸 .334.2 排样样、计算算条料宽宽度及距距的确定定.54.2.1 搭边值值的确定定 .54.2.2 条料宽宽度的确确定.74.2.3 到料板板间距的的确定.74.2.4 排样.84.2.5 材料利利用率的的计算.85 冲冲裁力的的计算100 5.1 计算冲冲裁力的的公式.100 5.2总的的冲裁力力、卸料料力、推推件力、顶顶件力、弯弯曲力和和总的冲冲压力.1115.2.1总的的冲裁力力1115.2.2卸

8、料料力FQQ的计算算.1225.2.3推料料力FQQ1的计算算125.2.4顶件件力FQQ2的计算算.1125.2.5弯曲曲力FCC的计算算.1135.2.6 总冲压压力的计计算. .1446 模模具压力力中心与与计算.1447 冲冲裁间隙隙的确定定1558 刃刃口尺寸寸的计算算166 8.11 刃刃口尺寸寸计算的的基本原原则.16 8.22 刃刃口尺寸寸的计算算.17 8.33 计计算凸、凹凹模刃口口的尺寸寸.118 8.4冲裁裁刃口高高度.221 8.5弯曲曲部分刃刃口尺寸寸的计算算.2218.5.1最小弯弯曲半径径2118.5.2弯曲曲部分工工作尺寸寸的计算算2229 模模具总的的结构设

9、设计255 9.1 模具类类型的选选择.255 9.2 定位方方式的选选择.255 9.3卸料料方式的的选择.225 9.4导向方方式的选选择.2510 主要零零部件的的设计.2610.11工作零零件的设设计.22610.11.1凹凹模的设设计22610.11.2凸凸凹模的设设计2710.11.3外外形凸模的设设计 .22710.11.4 内孔孔凸模的的设计28810.11.5 弯曲曲凸模的的设计288 10.2 卸卸料部分分的设计计.29910.22.1卸卸料板的的设计.2910.22.2卸卸料弹簧簧的设计计.22910.33 定定位零件件的设计计.31110.44模架及及其他零零部件的的设

10、计.33110.44.1上上下模座座.3110.44.2模模柄.33210.44.3模模具的闭闭合高度度.33211 模具总总装图.3312 压压力机的的选择33总结.344致谢.355参考文献献.366附录.377附录1 冲压压模具装装配工序序卡片.377附录2 非标标准零件件的加工工工艺过过程.338附录3 冲孔孔凸模加加工工艺艺过程.339附录4 凸凹凹模加工工工艺卡卡片.40附录5 空心心垫板的的加工工工艺过程程.411附录6 弯曲曲凸模加加工工艺艺过程.411附录7 部分分标准公公差值.422附录8 J223系列列开式可可轻压力力机主要要技术参参数.4331绪 论改革开放放以来，随随

11、着国民民经济的的高速发发展，工工业产品品的品种种和数量量的不断断增加，更更新换代代的不断断加快，在在现代制制造业中中，企业业的生产产一方面面朝着多多品种、小小批量和和多样式式的方向向发展，加加快换型型，采用用柔性化化加工，以以适应不不同用户户的需要要；另一一方面朝朝着大批批量，高高效率生生产的方方向发展展，以提提高劳动动生产率率和生产产规模来来创造更更多效益益，生产产上采取取专用设设备生产产的方式式。模具具，做为为高效率率的生产产工具的的一种，是是工业生生产中使使用极为为广泛与与重要的的工艺装装备。采采用模具具生产制制品和零零件，具具有生产产效率高高，可实实现高速速大批量量的生产产；节约约原材

12、料料，实现现无切屑屑加工；产品质质量稳定定，具有有良好的的互换性性；操作作简单，对对操作人人员没有有很高的的技术要要求；利利用模具具批量生生产的零零件加工工费用低低；所加加工出的的零件与与制件可可以一次次成形，不不需进行行再加工工；能制制造出其其它加工工工艺方方法难以以加工、形形状比较较复杂的的零件制制品；容易实现现生产的的自动化化的特点点。2 冲裁裁弯曲件的的工艺分分析图211零件图图如图21所示示零件图图。生产批量量：大批批量;材料：LY221-YY;该材料，经经退火及及时效处处理，具具有较高高的强度度、硬度度，适合合做中等等强度的的零件。尺寸精度度：零件件图上的的尺寸除除了四个个孔的定定

13、位尺寸寸标有偏偏差外，其其他的形形状尺寸寸均未标标注公差差，属自自由尺寸寸，可安安IT114级确确定工件件的公差差。经查公差差表，各各尺寸公公差为：3.550+0。30200 0-0.52 2500-0.52四个孔的的位置公公差为：170.112 11400.2工件结构构形状：制件需需要进行行落料、冲冲孔、弯弯曲三道道基本工工序，尺尺寸较小小。结论：该该制件可可以进行行冲裁制件为大大批量生生产，应应重视模模具材料料和结构构的选择择，保证证磨具的的复杂程程度和模模具的寿寿命。3 确定定工艺方方案及模模具的结结构形式式根据制件件的工艺艺分析，其其基本工工序有落落料、冲冲孔、弯弯曲三道道基本工工序，

14、按按其先后后顺序组组合，可可得如下下几种方方案;(1) 落料弯曲冲孔；单工序序模冲压压(2) 落料冲孔弯曲；单工序序模冲压压。(3) 冲孔落料弯曲；连续模模冲压。(4) 冲孔落料弯曲；复合模模冲压。方案（11）（2）属于单单工序模模冲裁工序序冲裁模模指在压压力机一一次行程程内完成一个个冲压工工序的冲冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。方案（33）属于连连续模，是指压压力机在在一次行行程中，依依次在模模具几个个不同的的位置上上同时完完成多道道冲压工工序的模模具。于制件件的结构构尺寸小小，厚度度小，连连续模结结构复杂杂，又因因落料在在

15、前弯曲曲在后，必必然使弯弯曲时产产生很大大的加工工难度，因因此，不不宜采用用该方案案。方案（44）属于复复合冲裁裁模，复复合冲裁裁模是指指在一次次工作行行程中，在在模具同同一部位位同时完完成数道道冲压工工序的模模具。采采用复合合模冲裁裁，其模模具结构构没有连连续模复复杂，生生产效率率也很高高，又降降低的工工人的劳劳动强度度，所以以此方案案最为合合适。根据分析析采用方方案（44）复合合冲裁。4模具总总体结构构设计4.1模模具类型型的选择择由冲冲压工艺艺分析可可知，采采用复合合冲压，所所以模具具类型为为复合模。4.2定定位方式式的选择择因因为该模模具采用用的是条条料，控控制条料料的送进进方向采采用

16、导料料销，有侧压装装置。控控制条料料的送进进步距采采用导正正销定距距。4.3卸卸料方式式的选择择因为工工件料厚厚为1.2mmm，相对对较薄，卸料料力不大大，故可可采用弹弹性料装置卸卸料。4.4导导向方式式的选择择为为了提高高模具寿寿命和工工件质量量，方便便安装调调整，该该复合模模采用对角角导柱的的导向方方式。5模具设设计工艺艺计算5.1计计算毛坯坯尺寸相对弯曲曲半径为为：R/t=33.8/1.22=2.170.55式中：RR弯曲曲半径（mmm）t材材料厚度度（mmm） 由于相相对弯曲曲半径大大于0.5，可可见制件件属于圆圆角半径径较大的的弯曲件件，应该该先 求变形区区中性层层曲率半半径（mmm

17、）。 =rr0+kt公式(51)式中：rr0内弯弯曲半径径t材材料厚度度 kk中性性层系数数表511 板料料弯曲中中性层系系数r0/tt0.10.20.2550.30.40.50.60.81.OK1(VV)0.3000.3330.3550.3660.3770.3880.3990.4110.422K2(UU)0.2330.2990.3110.3220.3550.3770.3880.4000.411K3(OO)0.7220.7000.6770.633r0/tt1.21.51.8234568K1(VV)0.4330.4550.4660.4660.4770.4880.4880.4990.500K2(U

18、U)0.4220.4440.4550.4550.4660.4770.4880.4990.500K3(OO)0.4990.5660.5220.500查表51，KK=0.45根据公式式51 = r0+ktt=0.338+00.455X1.2=4.334（mmm）图511计算展开开尺寸示示意图根据零件件图上得得知，圆圆角半径径较大（R0.5t），弯曲曲件毛坯坯的长度度公式为：LO=L直+ L弯公式（52）式中：LLO弯曲曲件毛坯坯张开长长度（mmm） L直直弯曲曲件各直直线部分分的长度度 （mmm）L弯弯曲曲件各弯弯曲部分分中性层层长度之之和（mmm）在图51中：A=公式式（53）COSP=(RA+

19、RC-B)/(RA+RC)公式（54） RRA=33.8+0.66=4.4 （mmm） RC=1.22+0.6=11.8（mmm） B=3.88（mmm）根据公式式53 A=233.8(4.44+1.8)-3.8825.66（mmm）根据公式式54 COOSP= (RAA+RCC-B)/(RRA+RRC)= ( 4.44+1.6-33. 88)/(4.44+1.6)= 0.3677则P=carrCOSS0.3367=68.47。2P=2668.447。=1336.994。根据公式式52LL直=L总长长-2AA=20-255.6=8.88（mm）L弯=2（P1800+P1800）=233.144

20、4.34(688.477/1880+668.447/1180)=20.74（mmm）LO =L直直+ L弯=8.88+200.744=31.54（mmm）取LO=32（mmm）根据计算算得：工工件的展开尺寸寸为255322（mmm）,如如图42所示。图522 尺尺寸展开开图5.2排排样、计计算条料料宽度及及步距的的确定5.2.1搭边值值的确定定排样时零零件之间间以及零零件与条条料侧边边之间留留下的工工艺余料料，称为为搭边。搭搭边的作作用是补补偿定位位误差，保保持条料料有一定定的刚度度，以保保证零件件质量和和送料方方便。搭搭边过大大，浪费费材料。搭搭边过小小，冲裁裁时容易易翘曲或或被拉断断，不仅

21、仅会增大大冲件毛毛刺，有有时还有有拉入凸凸、凹模模间隙中中损坏模模具刃口口，降低低模具寿寿命。或或影响送送料工作作。搭边值通通常由经经验确定定，表所所列搭边边值为普普通冲裁裁时经验验数据之之一。表522搭边aa和a11数值材料厚度度圆件及rr2tt的工件件矩形工件件边长LL500mm矩形工件件边长LL500mm或r22t的工工件工件间aa1沿边a工件间aa1沿边a工件间aa1沿边a0.2250.2550.50.50.880.81.221.21.661.62.002.02.552.53.003.03.553.54.004.05.005.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.2

22、2.53.00.6tt2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7tt2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7tt2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8tt2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8tt3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9tt搭边值是是废料，所所以应尽尽量取小小，但过过小的搭搭边值容容易挤进进凹模，增增加刃口口磨损表表42给出出了钢（WWC0.005%0.25%）的搭边边值。对于其他他材料的的应将表表中的数数值乘以以下列

23、数数：钢（WCC0.33%0.445%） 00.9钢（WCC0.55%0.665%） 00.8硬黄铜 111.11 硬铝 11.22软黄铜，纯纯铜 1.2该制件是是矩形工工件，根根据尺寸寸从表42中查查出：两两制件之之间的搭搭边值aa1=1.2（mmm）,侧搭边边值a=1.55(mmm)。由于该制制件的材材料使LLY211Y（硬硬铝），所所以两制制件之间间的搭边边值为：a1=11.2（11.22）=1.21.4414(mm)取a1=1.22(mmm)侧搭边值值a=11.5（11.22）=1.51.88(mmm)取a=11.5(mm)5.2.2条料料宽度的的确定计算条料料宽度有有三种情情况需要要

24、考虑；有侧压压装置时时条料的的宽度。无侧压压装置时时条料的的宽度。有定距距侧刃时时条料的的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。有侧压装装置的模模具，能能使条料料始终沿沿着导料料板送进进。条料宽度度公式：B=（DD+2aa）公式（52）其中条条料宽度度偏差上上偏差为为0，下下偏差为为，见见表43条料料宽度偏偏差。D条条料宽度度方向冲冲裁件的的最大尺尺寸。a侧侧搭边值值。查表43条料料宽度偏偏差为00.155根据公式式41B=（D+2a）=（255+21.55）0-0.15=2800-0.15表533 条条料宽度度公差(mm)条料宽度度B/mmm材料厚度度t/mmm0.550.551122200.055

25、0.0880.10020300.0880.1000.15530500.1000.1550.2005.2.3导板板间间距距的确定定导料板间间距离公公式： A=BB+Z 公式式（52）Z导导料板与与条料之之间的最最小间隙隙（mmm）；查表4.333得Z=5mmm 根据据公式442 A= B+Z=28+5 =333（mmm）表544导料板板与条料料之间的的最小间间隙Zmmin（mmm）材料厚度度t/mmm有 侧侧 压压 装装 置置条 料料 宽宽 度度B/mmm100以以下100以以上0.550.51122334455555558888885.2.4 排排样根据材料料经济利利用程度度，排样样方法可可以

26、分为为有废料料、少废废料和无无废料排排样三种种，根据据制件在在条料上上的布置置形式，排排样有可可以分为为直排、斜斜排、对对排、混混合排、多多排等多多重形式式。采用少、无无废料排排样法，材材料利用用率高，不不但有利利于一次次冲程获获得多个个制件，而而且可以以简化模模具结构构，降低低冲裁力力，但是是，因条条料本身身的公差差以及条条料导向向与定位位所产生生的误差差的影响响，所以以模具冲冲裁件的的公差等等级较低低。同时时，因模模具单面面受力（单单边切断断时），不不但会加加剧模具具的磨损损，降低低模具的的寿命，而而且也直直接影响响到冲裁裁件的断断面质量量。由于设计计的零件件是矩形形零件，且且四个孔孔均有

27、位位置公差差要求，所所以采用用有费料料直排法法。5.2.5材料料利用率率的计算算：冲裁零件件的面积积为： F=长长宽=255322=8000(mmm2)毛坯规格格为：500010000（mmm）。送料步距距为：hh=Da1=332+1.2=33.2一个步距距内的材材料利用用率为：n11=(nFF/Bhh)1100%n为一个个步距内内冲件的的个数。n11=(nFF/Bhh)1100%=（18000/28833.2）1000%=81.96%横裁时的的条料数数为：n1 =10000/BB=10000/228=34.01可可冲344条，每条件数数为：n2=(5000-a)/h=(5000-11.5)/

28、333.2=15.0244 可冲冲15件，板料可冲冲总件数数为：n=n11n22=344155=5110(件件)板料利用用率为：n12=(nFF/5000110000)=(51108800/500010000) 1100%=81.6%纵裁时的的条料数数为：n1=5500/B=5000/288 =177.0006 可可冲177条，每条件数数为：n2=(10000-aa)/hh=(10000-1.55)/333.55 =30.0844 可可冲300件，板料可冲冲总件数数为：n=n11n22=177300=5110（件件）板料的利利用率为为：n12=(nFF/5000110000)=(5110880

29、0/500010000) 1100%=81.6%横裁和纵纵裁的材材料利用用率一样样，该零零件采用用横裁法法。图533排样图图6冲裁力力的计算算6.1计计算冲裁裁力的公公式计算冲裁裁力是为为了选择择合适的的压力机机，设计计模具和和检验模模具的强强度，压压力机的的吨位必必须大于于所计算算的冲裁裁力，以以适宜冲冲裁的要要求，普普通平刃刃冲裁模模，其冲冲裁力FF p一一般可以以按下式式计算：Fp=KKptLL公式式（61） 式中 材料料抗剪强强度，见见附表（MMPa）；L冲冲裁周边边总长（mmm）；t材材料厚度度（mmm）;系数Kpp是考虑虑到冲裁裁模刃口口的磨损损，凸模模与凹模模间隙之之波动（数数值

30、的变变化或分分布不均均），润润滑情况况，材料料力学性性能与厚厚度公差差的变化化等因数数而设置置的安全全系数KKp，一一般取113。当当查不到到抗剪强强度r时时，可以以用抗拉拉强度b代替替，而取取Kp=1的近近似计算算法计算算。根据常用用金属冲冲压材料料的力学学性能查查出LY211Y的的抗剪强强度为22803100(MPPa)，取=3300(MPaa)6.2总总冲裁力力、卸料力力、推料料力、顶顶件力、弯曲力和总冲压力由于冲裁裁模具采采用弹压压卸料装装置和自自然落料料方式。总的冲裁力包括F总总冲压力力。 Fp总冲裁裁力。FQ卸料力力FQ1推料料力。FQ2顶件件力FC弯曲力力根据常用用金属冲冲压材料

31、料的力学学性能查查出LY211Y的抗抗剪强度度为28803110(MMPa)6.2.1总冲冲裁力：Fp=FF1+F2公式式(61)F1落料时时的冲裁裁力。F2冲孔时时的冲裁裁力.落料时的的周边长长度为：L1=2（225+332）=1144（mmm）根据公式式51 F1=KKptLL=111.211443000=41.0400(KNN)冲孔时的的周边长长度为：L2=4dd=43.11433.5=44（mmm）F2= KpttL=111.2443000=15.84(KN)总冲裁力力：Fpp=F11+F22=411.0440+115.884=556.888(KKN)表655卸料力力、推件件力和顶顶件

32、力系系数料厚t/mmKxKtKd钢0.110.110.50.550.252.556.56.550.066500.07750.044500.05550.0440.050.0330.040.0220.030.10.06630.05550.04450.02250.1440.0880.0660.0550.033铝、铝合合金纯铜，黄黄铜0.022500.0880.0220.060.0330.070.0330.09对于表中中的数据据，后的的材料取取小直，薄薄材料取取值。6.2.2卸料料力FQQ的计算算FQ=KKx Fpp 公式式(62) K卸料料力系数数。查表665得K0.00250.008，取取K0.0

33、08根据公式式62FQQ=K Fpp0.00856.884.555(KKN)6.2.3推料料力FQQ1的计算算FQ1=KtFFp公式式(63) Ktt推料料力系数数。 查表表65得得Kt0.030.007, 取Ktt=0.07根据公式式63 FQQ1=KttFp=0.007556.8884(KKN)6.2.4顶件件力FQQ2的计算算FQ2=KdFFp公式式(64) Kdd顶顶件力系系数。 查表表65得得Kd0.030.007, 取Ktt=0.07 根据据公式664 FQ2=KddFp=0.007556.8884(KKN)6.2.5弯曲曲力FCC的计算算影响弯曲曲力大小小的基本本因素有有变形材材

34、料的性性能和质质量；弯弯曲件的的形状和和尺寸；模具结结构及凸凸凹模间间隙；弯弯曲方式式等，因因此很难难用理论论的分析析法进行行准确的的计算。实实际中常常用经验验公式进进行慨略略计算，以以作为弯弯曲工艺艺设计和和选择冲冲压设备备的理论论。形弯曲曲件的经经验公式式为：Fu=00.7KKBt22b/+t公式式(65)Fu冲压行行程结束束时不校校正时的的弯曲力力。B弯曲件件的宽度度（mmm）。t弯弯曲件的的厚度（mmm）。内内弯曲半半径（等等于凸模模圆角半半径）（mmm）。b弯曲拆拆料的抗抗拉强度度(MPPa)(查机械械手册b=4000(MMPa)。K安安全系数数，一般般取1.3.根据公式式65 Fu

35、u=0.7KBBt2b/(+t)=0.771.322511.2224000/(5+11.2)=21.45(KN)对于顶件件或压料料装置的的弯曲模模，顶件件力或压压料力可可近似取取弯曲力力的300%80%。F压=880% Fu=80%211.455 =177.1559(KKN)弯曲力: FC= FFu+ F压=21.45+17.15=38.6(KKN)6.2.6总的的冲压力力的计算算根据模具具结构总总的冲压压力：FF=Fpp+FQQ+FQQ1+FQQ2+FCF=Fpp+FQQ+FQQ1+FQQ2+FC=56.88+4.555+44+4+38.6=1088.033(KNN)根据总的的冲压力力，初选选压力机机为：开开式双柱柱可倾压压力机JJ2325。7模具压压力中心心