1、 模具设计与制造专业毕业设计 /论文设计/论文题目： 外壳弯曲模具设计 班级学号： 3331 班-66 姓 名： 。 。 。 。 。 。 。 指导老师： 。 。 。 。 。 。 。 完成时间： 2010 年 12 月 23 日 目录设计题目 .11.工艺性分析 .21.1 材料分析 .21.2 结构分析 .21.3 精度分析 .32.工艺方案的确定及计算 .33. 冲裁部分 .53.1 中性层的确定 .53.2 弯曲件坯料展开长度 .53.3 排样图 .64.工艺性计算 .84.1 计算冲裁力 .84.2 压力中心的计算 .84.3 凸凹模刃口尺寸的计算 .105.模具工作部件尺寸计算 .11
2、5.1 凹模尺寸计算 .115.2 固定板 .125.3 卸料版 .125.4 垫板 .135.5 弹性元件的选用 .135.5.1.确定橡胶垫的自由高度 H0 .135.5.2 确定橡胶垫的横截面积 A 和尺寸 .135.5.3 橡胶的效核 .145.6 凸模 .145.7 凸模强度校核 .156.模架选用 .157.模柄的选用 .158.冲压设备的选用 .169.装配图 .1710. 弯曲部分 .1810.1 弯曲卸载后的回弹 .1910.1.1 影响回弹的因素 .1910.1.2 回弹值的确定 .1910.1.3 控制回弹的措施 .2010.2 最小相对弯曲半径 .2110.3 弯曲力的
3、计算 .2310.4 “U”形件弯曲模结构设计 .2410.5 弯曲模主要工作零件的结构参数确定 .2510.5.1 弯曲凸模和凹模的圆角半径 .2510.5.2 凹模工作部分深度 .2610.5.3 弯曲凸、凹模之间的间隙 .2610.5.4 凸模和凹模工作尺寸及公差 .2711.选择模架及其它零件 .2912. 卸料方式及卸料机构 .3013. 设备参数校核 .31总结 .34致谢 .35参考文献 .36前 言冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力方法。因为它通常是在压力机室温状态下进行加工，所以称为冷冲压。
4、冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自动化，生产率很高，操作简便。对于普通压力机，每台每分钟可生产几件到几十件冲压件，而高速冲床每分钟可生产数百件甚至几千件以上冲压件。冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工，因而是一种节省能源、节省原材料的无或少切削加工方法。由于冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料，冲件的尺寸公差由冲模来保证，所以尺寸稳定、互换性好。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性好，可以加工成形状复杂的零件，小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。但由于冲模制造一般是单件小批量生产，精度高，技术要求高，是技术密集型产品，制造成本高。因而，冷冲压生产只有在大批量的
5、情况下才能获得较高的经济效应。综上所述，冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多采用冷冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工，大大提高了生产率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品 要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。随着科学技术的进步和社会的发展，产品对模具的要求
6、愈来愈高，传统的模具设计与制造方法已经不能适应产品及时代更新的需要。特别是 90 年代以来，工业产品的品种和数量不断增加，对产品质量、样式和外观提出新的要求，使模具需求量增加，对模具的质量要求也越来越高，模具技术直接影响直接造业的发展，产品更新换代和产品竞争力。因此迅速提高模具的技术水平已成为当务之急。随着近代工业的发展，冷冲压技术得到迅速发展。1.冷冲压工艺方面研究和推广应用旨在提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压技术发展的重要趋势。目前，国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有精密冲压、柔性膜成形、超塑性成形、无模多点成形、爆炸和电磁等高能成形、高效精密冲压技术以
7、及冷挤压技术等等。这些冲压先进技术在实际生产中已经取得良好的技术经济效果。精密冲压既是提高冲压件精度的有效方法，又是扩大冲压加工范围的重要途径。目前精密冲裁的精度可达 IT6IT7,板料厚度可达 25mm。精冲方法不但可以冲裁，还可以成形（精密弯曲、拉深、翻边、冷挤、压印和沉孔等） 。2. 冲模设计和制造方面冲模是实现冲模生产的基本条件。目前在冲模设计与制造上，有两种趋势应给与足够的重视。(1)模具结构与精度正朝着两方面发展 一方面为了适应高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正朝着高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展；另一方面，为适应市场上产品更新换代迅速的要求，各种快速
8、成型方法和简易经济冲模的设计与制造业得到迅速发展。高效、精密、多功能、长寿命多工位级进模和汽车覆盖件冲模的设计制造水平代表了现代冲模技术水平。我国能够设计制造出机电一体化的，达到国际先进水平的高效、精密、长寿命、多工位级进模，工作零件精度达到 25m,步距精度达到 23m，总寿命达到 1 亿模次以上；我国汽车工业，已具备中档轿车成套覆盖件冲模生产能力，并在汽车试制和小批量生产中应用高强度树脂浇注成形覆盖件冲模，缩短试制周期，降低成本，加速了新车型的开发。(2)模具设计与制造的现代化 计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用，是模具技术设计制造水平发生了深刻的革命性的变化。目前最
9、为突出的是模具CAD/CAM/CAE。当今世界模具工业格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界模具技术发展的领头羊，占据了世界模具的半壁江山，他们拥有现代化的设计方法和先进的模具制造设备，特别是最近几年这些国家把 CAD/CAM 系统作为模具工业发展的臂翼，发展的势头如日中天。模具技术的飞速发展，模具 CAD/CAM 因其技术先进以迅速发展和广泛应用，它的技术经济效果是传统模具设计制造方法所不能比拟的，具体有以下特点：1 缩短了模具的生产周期。2.高模具质量。3.显著降低生产效率。4.CAD/CAM 技术将技术人员繁多的计算绘图和 NC 编程中解放出来使其产生更多的创造性劳动。现代模具制造和模
10、具工业与传统模具业比较起来有新的特点：1.生产率高现代模具生产率比传统模具高的多，其主要原因是现代模具有多工位，多腔模或多功能。例如，高生产率进级模有 50 多个 2 位，橡胶鞋模有 18 个 2 位。一套多功能模具除了冲压成形外,还承担装配,铆接等组装任务，可直接生产组合件。2.精度高现代模具要求精度比传统模具高出一个数量级。工位级进模精冲模精密塑料模精度已达 0.003mm 甚至更高。一些高精度尤其是那些全拼嵌寿命长。长寿命模具是保证高冲压设备实现高生产效率的基本条件，现代冲模寿命一般在500 万次以上。硬质合金模具寿命可达 2-6 千万次，注塑模 40-60 万件，压铸模 50-100
11、万件，而传统模具寿命只有现代模具的 1/5 或 1/10。3.型腔形状和模具结构复杂随着人们对产品形状，尺寸精度，及整体性生产率等要求的提高，以及许多新材料新工艺的广泛应用，现代模具的型腔结构更复杂。综合以上特征，我们可以发现现代模具工业，以成为一种独立的工业体系。模具的标准化，专业化水平高，具备模具标准化和优质模具材料的生产与供应系统。另外技术人才和资本密集。模具以从传统劳动密集型转变为技术密集型。人才密集型和资本密集型的产业。技术密集型体现在模具的 CAD/CAM，而先进的设计手段和设备必然需要高素质的专业人才，从而形成人才密集型。同时产业高也是现代模具的一个重要标志。但是要在模具生产中实
12、现 CIMS，还需经过一段时间。但随着 CAD/CAM 集成化技术的发展和广泛应用，以及相关高新技术的发展，在不久的将来全盘化，自动化 CIMS 必将在模具生产中实现。使模具技术，及至整个人类模具技术实现新的飞越。 纵观整个现代模具技术的发展，我们可以看出模具制造技术总是向着高，新方向发展，并且伴随有人工转向自动化方向发展。总而言之，模具设计与制造将会彻底的摆脱主要依靠人工的生产方法，这样才能使模具制造更合理化，结构更简化，精度更高，为将来各行业的发展提供新的活力。0设计题目1、材料：08F 钢2、材料厚度：1.5mm3、生产批量：5 万件 4、设备情况：一般工业制造常见设备。5、产品图：如下
13、所示。11.工艺性分析1.1 材料分析工件材料为 08F 钢08F 钢为优质碳素结构钢，具有良好的冲裁弯曲性能特性：强度低和硬度、塑性、韧性好，易于拉深、拉延、弯曲等抗拉强度： b295-300Mpa屈服强度： a175Mpa1.2 结构分析(1)零件结构较为简单上下、左右对称，有利于材料的合理分布。(2)最小孔径工件中心有： 、 的孔。0.150.15808F 钢的最小冲裁孔径为： m27.1.d、23.1d0min231min满足最小孔径要求(3)孔边距： .5.t5bmin26i满足最小孔边距要求，可采用复合模（4）最小弯曲半径：2垂直于纤维： 3m15.0.01tr 平行于纤维： 64
14、满足最小弯曲半径要求，故弯曲时不会产生弯裂，另外零件上的空位于弯曲成型区域外，所以可先冲孔落料后弯曲成型。（5）弯曲件直边高度当弯曲角度为 90o为保证工件的弯曲质量，必须满足弯曲件的直边高度要求。 35.12th01.3 精度分析图中未注公差按 IT14 级进行计算已注公差： 、0.150.158未注公差： 、 、 、 、 0、 、 、3.0R3.003.4R03.526.074.8087.122.工艺方案的确定及计算工艺方案根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序。本课题零件电器外壳包括了两种成形工序，既有分离，也有成形。在此强调一下两种变形方式的力学特点：成形工序要求在成形时，变形材料内部应力超过屈服极限 但未达到强度极限 ，材料只产生塑形变形；而分离工sb
