法兰弯曲件课程设计说明书概要

冲压模具课程设计说明书学院名称：专业：班级：学号：姓名：指导教师姓名：指导教师职称：二〇一三年六月目录序言…………………………………………………………1第1章工艺分析与理论计算……………………………………21．1工艺分析…………………………………………………21.2理论计算………………………………………………………31.2.1计算毛坯尺寸…………………………………………………31.2.2计算冲压力…………………………………………………41.2.3选择冲压设备…………………………………………………61.2.4工作部分尺寸计算………………………………………6第2章模具结构和零件设计……………………………………72．1模具结构总体设计…………………………………………………72.1.1凹模与凸模外形尺寸…………………………………………72.1.2选择凹凸模尺寸……………………………………………72.1.3模架的选择…………………………………………………82.1.4推件装置的选择……………………………………………82.1.5机构的设计…………………………………………………92.2零件设计………………………………………………………………102.2.1绘制装配图…………………………………………………102.2.2绘制凹模固定板……………………………………………122.2.3绘制硬垫板…………………………………………………132.2.4绘制凸模………………………………………………………142.2.5绘制落料凸模…………………………………………………15第3章小结…………………………………………………………16参考文献…………………………………………………………………………17江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第1页共17页序言随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。学校课程设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是pro/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的广江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第2页共17页泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。第1章工艺分析与理论计算1.1工艺分析制件如图所示，材料为08号钢，厚度2mm，,件尺寸精度为IT14级，为大批量生产。图1-1江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第3页共17页根据制件的材料，厚度，形状尺寸，在进行冲压工艺设计和模具设计时，从以下几点进行分析：（1）08F钢为优质碳素结构钢，具有良好的塑形，焊接性和压力加工性，主要用于制件冲击件，紧固件，适合冲裁，弯曲加工。（2）制件结构简单中间有一个孔，孔与边缘之间的距离满足要求，制件对称。（3）这里是大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证有一定的模具寿命。1.1.1确定工艺方案由于弯边高度是20mm，大于1.5t（t为料后），此时若采用一次弯曲工艺容易造成断裂，所以次工件采用两次弯曲成型可保证成型工序的安全实施，同时也能保证弯曲件的精度。根据制件工艺分析，其基本工序有落料和弯曲两种。按其先后顺序组合，可得如下两种方案：(1)落料---分别两次单工序弯曲；(2)落料---弯曲复合成型;方案(1)属于单工序冲压。由于制件生产批量大，这种方案生产效率低。方案(2)属于复合冲压.此方案易保证长度尺寸,而且冲孔边距与弯曲的最大圆角半径的距离满足要求可在同一个工步里完成，同时符合大批生产要求，故此方案最为合适。1.2理论计算1.2.1计算毛坯尺寸相对弯曲半径为r/t=3/2=1.51（1-1）式中r----制件的弯曲半径（mm）；江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第4页共17页t----材料的厚度(mm)。因此，可知制件属于圆角半径较大的弯曲件，应先求弯曲变形区中性层曲率半径ρ（mm）。由参考文献【4】中性层位置计算公式（1-2）ρ=r+kt(1-2)式中k----由实验测定的应变中性层位移系数。由参考文献【2】可知应变中性层位移系数k值，查出k1=0.436k2=0.4265由参考文献【2】圆角半径较大（r〉0.5t）的弯曲件毛料长度计算公式tkkkkrrrrlllllL)()(432124321254321式中L。----弯曲件毛料展开长度（mm）；t----料厚（mm）；图1-2由图1-2可知L=7+12.5+27+12.5+7+π/2(3+2.5+2.5+3)+π/2(0.436+0.4265+0.4265+0.436)=85.96mm江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第5页共17页1.2.2计算冲压力(1)冲裁力计算由参考文献【8】冲裁力计算公式（1-3）:F=KLtτ（1-3）式中F-----冲裁力(N);L-----工件外轮廓周长(mm);t-------材料的厚度;K-------系数，取K=1.3;τ-------材料的抗剪强度,可在参考文献中查得τ=270MPa。则：NF60372270*2*96.85*3.1(2)卸料力计算由参考文献【8】冲裁力计算公式（1-4）:错误!未找到引用源。F卸=K卸F(1-4)则：NF02.211360372*035.0卸(3)弯曲力的计算根据参考文献【8】弯曲力的计算公式（1-5）:20.7bKBtFRt1(1-5)式中F1--------自由弯曲力(N);B--------弯曲件的宽度,B=20mm;t--------弯曲件的厚度,t=2mm;R--------弯曲件的内弯曲半径,R=3mm;b-------材料的抗拉强度;由课本附录B中查得b=330MPa;K-------安全因数,一般取K=1.3.江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第6页共17页则F=(0.7*1.3*20*22*330)/(3+2)=4804.8N(4)顶件力的计算对设置顶件装置的弯曲模，其顶件力一般取FFD)8.03.0(NFFFFD8.672898.4804211360372卸总1.2.3选择冲压设备查参考文献【1】开式双动压力机（部分）参数，初选压力机型号规格为J43-15。它具有工作台三面敞开，操作方便，成本低廉的优点。该压力机与模具设计的有关参数为:公称压力:150KN滑块行程:60mm最大闭合高度:200mm封闭高度调节量:50工作台尺寸:280mm×380mm模柄孔尺寸:38mm×50mm1.2.4工作部分尺寸计算根据参考文献【1】查得,间隙值Zmin=0.05mm,Zmax=0.07mm（1）弯曲部分尺寸计算由于该弯曲件精度要求不高所以不要考虑回弹。查参考文献【2】凸模的圆角半径与零件的弯曲半径相同，r凸=r=1.5mm错误!未找到引用源。。凹模的圆角半径为，错误!未找到引用源。r凸=(3~6)t=4.5mm。凹、凸模单面间隙值的计算公式为tXZ)1(（1-6）=2.08mm式中：Z-----凹、凸模间的单面间隙t------材料的公称厚度；x------间隙系数，可查参考文献可知。江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第7页共17页第2章模具结构和零件设计2．1模具结构总体设计模具的零件及结构，主要由上模座、下模座、弯曲凸模兼冲孔凸模、凹模、冲孔凹模、凸凹模固定板、垫板等零件组成。2．1．1凹模和凸模外形尺寸参照参考文献【11】该模具结构简单，而且为对称件,所以模具设计比较简单。因为本设计是落料与弯曲的复合工序.用常规的规定来选凹模可能不符合要求,因此可以直接选取,凹模的高度取48mm,长度为160mm,宽度为100mm.图2-12．1.2选取凸凹模的尺寸由于为冲孔弯曲复合模所以在弯曲凸模中要进行打孔，方便工件冲孔,应为制件的结构相对简单精度要求不高所以弯曲件的凸凹模相对加工比较方便轻松。江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第8页共17页图2-22.1.3模架的选择凹模外形尺寸及确定后，可参照参考文献【1】选用A类导柱导套导向机构上模座:220mm*200mm*45错误!未找到引用源。mm材质为HT200下模座:220mm*200mm*35mm材质为HT200导柱：25mm*120mm材质为20钢导套：（错误!未找到引用源。8mm-26mm)*100mm材质为20钢导柱和导套通过渗碳处理之后，硬度58～62HRC，弯曲凸凹模、弯曲凹模、凸模的草料可采用Gr12MoV或T10A，热处理硬度60～64HRC。2.1.4定位装置的选择参照参考文献【12】选用定位块作为定位装置,由于制件是半成品所以需要人工送料，两边定位块正好能够使制件夹在中间，在制件送的方向上为了防止制件前后能够固定在定位块的前端有铣削加工出一个小平台正好挡住制件展开件的前进，同时在下面加一个弹簧托料销把料托起，更好的定位，然后再压力机的作用下对制件先冲孔再进行弯曲成型。江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第9页共17页图2-32.1.5机构的设计由于该模具落料、弯曲的在同一个工步里完成,因此落料凹模有一部分为弯曲模.考虑弯曲成形滞后于冲孔工序.为了保证产品的尺寸精度.为此查参考文献【15】设计了一个双动压力机机构,当落料凸模与弯曲凹模完成落料之后，上模座下降，安装在凸凹模固定板上的弯曲凹模下降，落料凸模完成工序后不动，当弯曲凹模碰到定位块上制件的展开件后，弯曲凹模与弯曲凸模进行弯曲成型。当弯曲凹模完成弯曲之后，上模座开始回升，而弯曲凸模仍然停止不动在弯曲凹模离开制件后才开始复位。制件在弹簧顶件杆的作用下完成卸料，等机构回到原先的位置，为再次冲压作好准备。2.2模具的设计2.2.1绘制装配图据此完成了装配图图的绘制，如图：江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第10页共17页图2-4江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第11页共17页江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第12页共17页2.2.2绘制凸模固定板据此完成了零件图的绘制，如图：图2-5江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第13页共17页2.2.3绘制硬垫板据此完成了零件图的绘制，如图：图2-6江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第14页共17页2.2.4绘制凸模据此完成了零件图的绘制，如图：图2-7江苏理工学院冲压模具课程设计说明书第1