支架的彎曲模具設計含14張CAD圖-獨家.zip

支架的彎曲模具設計含14張CAD圖-獨家.zip,支架,彎曲,模具設計,14,CAD,獨家 支架彎曲模設計 前 言 由于模具技術的迅速發(fā)展，模具設計與制造已成為機械行業(yè)中一個大的分枝。從事模具行業(yè)工作的專業(yè)人才也越來越多，模具也傾向標準化，系列化，模具的諸多零件已經具有互換性，模具的設計周期越來越短，因此模具已經成為提高產品的競爭能力的重要手段。模具已成為各種產品不可缺少的工藝設備。 本次課程設計內容是：彎曲件支架沖壓工藝及模具設計。課程設計的目的不僅是對大學所學知識的一個鞏固和總結，而且是大學期間重要的實踐環(huán)節(jié)，它能綜合培養(yǎng)查資料的能力、畫圖能力、獨立分析能力、向老師、同學學習的能力。課程設計作為對所學專業(yè)知識的一次綜合檢測，為以后參加工作也將奠定堅實基礎。 本次重點設計的是設計制定產品的彎曲模具。這次設計是在老師認真、耐心的指導下進行的，是在對模具的經濟性、模具的壽命、生產周期及生產成本等因素進行了全面的仔細的分析下而進行設計的。因我個人經驗和水平有限，因此很難避免在設計的過程中存在不合理之處，望各位老師多多批評指正。 本論文是在老師的精心指導和嚴格要求下完成的。老師那嚴謹求實的治學態(tài)度，淵博的知識為我們樹立了榜樣，在此向她表示衷心的感謝！ 在論文的設計和寫作過程中，得到同學的大力支持和協(xié)助，在此一并感謝！ 我相信：在老師的耐心指導和同學們的大力支持下，我一定能順利完成本次設計。 目 錄 前 言 I 第一章、緒 論 - 1 - 1.1.沖壓的概念、特點及應用 - 1 - 1.2.沖壓的基本工序及模具 - 1 - 第二章、零件的工藝性分析 - 3 - 2.1.零件的工藝性分析 - 3 - 2.2.沖裁件的精度與粗糙度 - 3 - 2.3.沖裁件的材料 - 3 - 2.4.確定工藝方案. - 4 - 第三章、沖壓模具總體結構設計 - 5 - 3.1.模具類型 - 5 - 3.2.操作與定位方式 - 5 - 3.3.卸料與出件方式 - 5 - 3.4.模架類型及精度 - 5 - 第四章、沖壓模具工藝與設計計算 - 6 - 4.1.展開尺寸的計算 - 6 - 4.2.排樣設計與計算 - 6 - 4.3.設計沖壓力與壓力中心,初選壓力機. - 8 - 4.3.1.沖裁力 - 8 - 4.3.2.彎曲力 - 8 - 4.3.3.壓力機的選擇 - 9 - 4.3.4.壓力中心 - 9 - 4.3.4.計算凸凹模刃口尺寸及公差 - 9 - 第五章、模具的總裝圖與零件圖 - 11 - 5.1.模具結構 - 11 - 5.2.沖壓模具的零件圖 - 12 - 5.2.1.彎曲凹模設計 - 12 - 5.2.2.選擇堅固件及定位零件 - 13 - 5.2.3.設計和選用卸料與出件零件 - 13 - 5.2.4.選擇模架及其它模具零件 - 14 - 5.3.壓力機的校核 - 14 - 5.3.1.公稱壓力 - 14 - 5.3.2.工作臺面的尺寸 - 14 - 第六章、模具的總裝配 - 15 - 設計小結 - 16 - 致 謝 - 17 - 參考文獻 - 18 - II 第一章、緒 論 1.1.沖壓的概念、特點及應用 沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。 沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在沖壓件生產批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經濟效益。 1.2.沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。 沖壓件圖如下圖所示: 沖壓技術要求: 1. 材料:08鋼 2. 材料厚度:1.5mm 3. 生產批量:中批量 4. 未注公差:按IT13確定. 第二章、零件的工藝性分析 2.1.零件的工藝性分析 該零件材料為冷軋板，08鋼，結構簡單,形狀復雜,產品寬度B=60≥1.2t(t為材料厚度) ,沖孔時有直徑為3.2毫米的圓孔，根據沖壓模具設計手冊知沖孔時,因受凸模強度的限制,孔的尺寸不應太小，沖孔的最小尺寸取決于材料性能，凸模的強度和模具結構等。根據表3-3可查得圓形孔最小值得d=0.9t=0.9×1.5=1.35mm<3.2，所以滿足工藝性要求。 沖裁件孔與孔之間:孔與邊緣之間的距離受模具的強度和沖裁件質量的制約,其值不應過小,一般要求C≥(1～1.5)t,C′>(1.5～2)t所以由沖件圖可知，C1=6>1×1.5=1.5。 由以上可知孔與孔之間距離C1滿足工藝性要求。 由以上分析可得，沖件的尺寸很小,如圖2—1所示。在模具結構上需要多考慮，確定后,我們才能繼續(xù)做下一步的設計。 2.2.沖裁件的精度與粗糙度 沖裁件的經濟公差等級不高于IT13級,一般落料公差等級最好低于IT10級,沖孔件公差等級最好低于IT9級,由工件圖尺寸可查得落料公差,沖孔公差分別為0.10。而沖件落料公差,最高精度沖孔公差分別為0.10,0.15，孔中心距公差 ±0.35而沖件孔中心距最高精度公差為±0.25,因此可用于一般精度的沖裁,普通沖裁可以達到要求。 由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求,我們不必考慮。 2.3.沖裁件的材料 由材料方面的資料得, 材料名稱：冷軋板 牌號：08鋼 抗拉強度330-450MPa, 抗剪強度260-360MPa, 屈服點240MPa, 08鋼特性及適用范圍：有極為良好的塑性和較高的強度,可切削加工性能好，易焊接。為普通鋼材中應用最為廣泛的一個品種。 2.4.確定工藝方案. 該沖裁件包括落料和沖孔，彎曲三個基本工序,可采用的沖裁方案有單工序沖裁,復合沖裁和級進沖裁三種.零件屬于中批量生產,因此采用單工序須要模具數量較多,生產率低,所用費用也高,不合理;若采用復合沖,可以得出沖件的精度和平直度較好,生產率較高,模具強度也能保證;用級進模沖裁時,生產率高,操作方便,但模具加工成本高，維修不方便，通過以上比較，選擇復合模的沖裁工藝方案，即落料沖孔復合模，彎曲模，本次設計只設計其中彎曲模。 第三章、沖壓模具總體結構設計 3.1.模具類型 根據零件的沖裁工藝方案,采用復合沖壓沖裁模，工序為落料沖孔，彎曲，本次設計只設計其中彎曲模。 3.2.操作與定位方式 零件中批量生產,安排生產可采用手工送料方式能夠達到批量生產,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸較小，厚度較小，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導料板導向，定位銷導正。 3.3.卸料與出件方式 考慮零件尺寸較小，厚度較薄，采用彈壓卸料方式，為了便于操作，提高生產率，沖件采用彈性卸料方式從凹模中脫出。 3.4.模架類型及精度 由于零件材料較厚，尺寸較小，沖裁間隙較大，采用復合模加工，可以選擇后側兩導柱的標準模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用Ⅰ級模架精度。 第四章、沖壓模具工藝與設計計算 4.1.展開尺寸的計算 展開尺寸應根據中性層在板料彎曲前后長度保持不變的特性來計算，可將其作為確定彎曲件毛坯長度的依據。板料在塑性彎曲時，中性層的曲率半徑的位置同彎曲變形程度有關。當其變形程度較小時，應變中性層與彎曲毛坯斷面中心的軌跡相重合。但當變形程度較大時，應變形區(qū)內應力應變?yōu)榱Ⅲw狀態(tài)，中性層發(fā)生了轉移。相對彎曲半徑愈小，中性層內移量愈大，且不時圓弧狀，而是拋物線狀，同時板料變薄也愈顯著，本設計中直接采用中性層的計算方法，即16.5+16.5+73+3.14×2.75=114.635，這里取114.6，實際尺寸要根據實際彎曲模具來調節(jié)。展開圖如下： 4.2.排樣設計與計算 搭邊值要合理確定，值過大，材料利用率低；值過小，搭邊的強度與剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。 搭邊值的大小還與材料的力學性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關。搭邊值一般由經驗確定，根據所給材料厚度δ=1.5mm，確定搭邊工作間a1為1.8mm, a為2.0mm。 因此計算， 條料的寬度為 B=（Dmax+2a）=114.6+2×2=118.6mm 進距為:s=60+1.8=61.8mm 由零件圖在CAD用計算機算得一個零件的面積為6862.2655mm2 一個進距內的坯料面積: B×S=118.6×61.8=7329.48mm2, 因此材料利用率為: η=(A/BS)×100% =(6862.2655/7329.48)X100% =93.6255% 排樣圖如下： 圖4-1 4.3.設計沖壓力與壓力中心,初選壓力機. 4.3.1.沖裁力 根據零件圖,用CAD可計算出沖一次零件內外周邊之和L=342.33mm,又因為τ=260-360Mpa,t=1.5mm,取K=1.3,則根據計算公式,F=KLtτ=1.3×342.33×1.5×360=240.316KN，沖孔力的大小：F=KLtτ=1.3×3.14×3.2×1.5×360×4=28.215KN，總的力為240.316+28.215=268.531KN。 卸料力:,取Kx=0.06,則 Fx=KxF=0.06×268.531=16.112KN 推件力:根據材料厚度取凹模刃口直壁高度h≥3mm,為了修模時能保證模具仍具有足夠的強度,所以直壁高度取h=4mm。 4.3.2.彎曲力 預彎力和校正力的計算，彎曲力和產品寬度和彎曲R角有關，所以這里需要分開詳細計算預彎力和校正彎曲力。 此工件雙邊U形時力的計算，選計算公式為 P=0.7kbt2δb/(r+t) =0.7×1.3×60×1.52×450)/(2+1.5) =15795N =15.795KN P—材料在沖壓行程結束時的自由彎曲力 b—彎曲件的寬度 t—彎曲件厚度 r—彎曲件內彎角半徑 k—安全系數 δb—材料的強度極限，δb查表=330～450,取450MPa。 校正彎曲力的計算： P=Gf =30×80×60 =144000N =144KN P—彎曲校正力 G—單位校正力，查表為20-30 F—被校正部分在凹模上的投影面積 頂料力： P3=kF （查《冷沖壓工藝與模具設計》得：k卸=0.025～0.08） P3=144×0.08=11.52KN 沖壓力大小為F=P1+P2+P3=15.795+144+11.52=171.315KN 4.3.3.壓力機的選擇 由式3-23應選取的壓力機公稱壓力為: P0≥(1.1～1.3)F∑=(1.1～1.3)×171.315=188.4465～222.7095KN 因此可選壓力機型號為J23-25. 型號為J23—25壓力機的基本參數如：（表一） 公稱壓力/KN 250 墊板尺寸/mm 滑塊行程/mm 65 厚度50 滑塊行程次數/（次/min） 55 模柄孔尺寸/mm 直徑40 深度60 最大封閉高度/mm 270 滑塊底面積尺寸/mm 封閉高度調節(jié)量 55 滑塊中心線至床身距離/mm 200 床身最大可傾角 30° 工作臺尺寸/mm 前后370 左右560 4.3.4.壓力中心 根據排樣,我們可以在CAD里使用查詢便能得出彎曲模的壓力中心，產品彎曲中心與模具中心吻合，所以其壓力中心為（0，0）。 4.3.4.計算凸凹模刃口尺寸及公差 彎曲模具，在選擇間隙時可以直接查表，所以查表可知間隙為(1-1.2t)，t為材料厚度。 凸、凹模工作部分尺寸的確定，主要考慮模具的磨損和拉伸件的回彈。尺寸公差在最后一道工序考慮。 1）、制件標注外形尺寸 凹模尺寸為 Ld=（Lmax–0.75Δ） 凸模尺寸為 Lp=（Ld–0.75Δ–Z） （2）、制件標注內尺寸 凸模尺寸為 Lp=（Lmin+0.4Δ） 凹模尺寸為 Ld=（Lp+0.4Δ+Z） 具體計算如下，制件標注外形尺寸，按此公式計算 彎曲凹模尺寸為 Ld=（Lmax–0.75Δ）=80mm 凸模尺寸為 Lp=（Ld–0.75Δ–Z）=77mm 凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度應達到0.8；圓角處的表面粗造度一般要求0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。 第五章、模具的總裝圖與零件圖 5.1.模具結構 根據前面的設計與分析,我們可以得出如下彎曲模的總裝圖 如圖5-1所示: 圖5-1 彎曲模具總裝圖 1.下模板；2.內六角螺釘；3.卸料螺釘；4.彈簧；5.下墊板；6.凹模；7.凹模芯；8.定位銷；9.凸模；10.卸料銷；11.凸模固定板；12.上墊板；13.上模板；14.內六角螺釘；15.彈簧；16.模柄；17.防轉銷；18.內六角螺釘；19.圓柱銷；20.圓柱銷； 5.2.沖壓模具的零件圖 5.2.1.彎曲凹模設計 凹模輪廓尺寸的確定，從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C.對于簡單對稱形狀凹模,由于壓力中心即對稱中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴大一個凹模壁厚來確定,所以: L=l+2C=80+2×42.5=165，B=140 由以上算得凹模輪廓尺寸L×B×H=170×140×45,查有關國家標準,因此我選L×B為標準尺寸。 5.2.2.選擇堅固件及定位零件 螺釘規(guī)格的選用: 由凹模板的厚度可選用M10,在根據實際要求,查標準選用GB 70-85 M10X80,這里要4個,卸料板的螺釘選用GB 70-85 M8X50,這里要1個。 銷釘規(guī)格的選用: 銷釘的公稱直徑可取與螺釘大徑相同或小一個規(guī)格,因此根據標準選用GB 119-86 φ10X60, 選取材料為45#鋼.根據定位方式及坯料的形狀與尺寸,選用合適的標準定位零件。 5.2.3.設計和選用卸料與出件零件 卸料以卸料板卸料，或者是卸料銷卸料,出件是以凹模芯彈簧頂出即可,因此不用設計再單獨設計出件零件。本次設計采用彈簧卸料銷頂出裝置，在凸模內部適當位置加工孔，安置彈簧銷，通過彈簧銷平衡頂出產品，凸模固定板的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的0.4~1倍,所以固定板的外形尺寸為L×B×H=170×140×/0.4×45=170×140×18,卸料銷在此不僅起卸料作用,開始沖壓時還起到壓料作用，卸料銷與凸?？椎碾p邊間隙一般取0.25~0.50mm,這里取0.5mm,卸料銷材料為45#，卸料距離為1/2h，彎曲高度的1/2，所以卸料高度為10mm。 5.2.4.選擇模架及其它模具零件 選擇模架: 根據GB/T2851.5-90，由凹模周界170mm×140mm及安裝要求，選取凹模周界:L×B=170×140，閉合高度:H=159~185mm，上模座:250mm×205mm×30mm，下模座:250mm×205mm×35mm，導柱:φ25×150mm,導套: φ25×80×φ38。 模柄: 由壓力機的型號J23-25，可查得模柄孔的直徑為40mm，深度為60mm，由裝配要求，模柄與模柄孔配合為H7/m6并加銷釘防轉，模柄長度比模柄孔深度小5~10mm，由于采用彈壓卸料，上模座回程時受力較大，因此選用旋入式模柄較合理。 5.3.壓力機的校核 5.3.1.公稱壓力 根據公稱壓力的選取壓力機型號為J23-25，它的壓力為250>222.7095，所以壓力不需要校核; 5.3.2.工作臺面的尺寸 根據下模座L×B=250mm×205mm，且每邊留出60~100，即L1×B1=350mm×305mm，而壓力機的工作臺面L2×B2=560mm×370mm，沖壓件和廢料從下模漏出，而壓力機的孔尺寸為φ260mm，故符合要求。 第六章、模具的總裝配 模具的質量取決于模具零件質量和裝配質量。裝配質量又與零件質量有關，也與裝配工藝有關。裝配工藝視模具結構以及零件加工工藝而有所不同，拼合結構的比整體結構的裝配工藝復雜；級進模和復合模的裝配比單工序模要求高。 關于本次設計的模具裝配，大致有以下幾個要點： 1、 裝配時先要選擇基準件，原則上按照模具主要零件加工時的依賴關系來確定?？勺餮b配時基準件的有：導向板、固定板、凹模和凸模。 2、 裝配次序是按照基準件裝有關零件： 以導向板作基準件進行裝配時，通過導向板將凸模裝入固定板，再裝入上模座，然后再裝凹模和下模座。 當模具零件裝入上、下模座時，先裝作為基準的零件，在裝妥檢查無誤后，鉆鉸銷釘孔，打入銷釘。后裝的在裝妥無誤后要在試沖達到要求后再鉆鉸銷釘孔及打入銷釘。 3、 控制凸模、凹模的間隙 裝配時必須控制間隙均勻。 4、 沖模試沖 沖模在裝配并檢查間隙符合要求后，可進行切紙試沖，檢查兩側間隙是否均勻。如不一致時說明間隙不夠均勻，需要校正后再切紙，直到合乎要求為止。然后將在裝配時未固定銷釘的上模座或下模座用銷釘固定，進行試沖，如不符合要求時再進行調整間隙，重新鉆鉸銷釘孔。 設計小結 此次設計是在學完沖壓工藝與模具設計，模具制造工藝和大部分專業(yè)課并進行了生產實習的基礎上進行的，這次設計使我能夠綜合運用沖壓工藝與模具設計中的基本理論，結合生產中所學的新知識、獨立分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度的冷沖壓模具的能力。通過分析，擬定設計方案，完成模具結構設計等一系列復雜工作，最終完成此次的設計任務。 通過這次設計使我初步具備了設計一個中等復雜程度的沖壓模具的工藝規(guī)程和掌握運用模具設計的基本原理和方法，同時也學會了熟練運用有關參考資料，圖表等基本技能，增強了自我的讀圖和繪圖能力，從而使我在能力方面又提高了一個臺階，為今后從事的工作打下了良好的基礎。 這次設計給了我一次全面展示自我的機會。讓我再次比較獨立地設計模具，進一步拓寬了我的知識面，同時也給了我一個溫習以前所學知識的機會，使我進一步鞏固了機械設計、機械制圖、沖壓模具及工藝等畢業(yè)的基礎知識。本文闡述了模具的特點和發(fā)展趨勢，分析零件的工藝性，確定工藝方案，闡述了模具結構，提高計算能力、繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準。本次設計主要是對止動墊圈的沖裁模結構進行設計分析、計算、說明。通過這次設計，我掌握了模具設計的設計步驟，以及一些設計要點，也學到了許多繪圖技巧，對CAD、Pro/E的運用更加熟練，同時對機械行業(yè)的前景有了新的了解。 致 謝 對三年來辛勤教導我的老師和學校致以最崇高的敬意！ 對本次課程設計指導我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!課程設計開始以來，有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠矚的學識、在實際生產中所積累的經驗。拓寬了我的視野和思維，更為重要的是老師以他對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達的胸襟，時刻都在潛移默化地影響著我，這將使我終生受益。 參考文獻 [1]朱光力主編. 模具設計與制造實訓.第1版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156 [2]溫松明主編. 互換性與測量技術基礎. 第2版. 長沙：湖南大學出版社. 1998. 4~5 [3]馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設計與制造簡明手冊. 第1版.上海：上海科學技術出版社. 1985. 1~ 80 [4]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機械制圖. 第3版. 北京：高等教育出版社.2001 [5]張代東主編. 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