毕业论文U型件模具设计与制造

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1、U型件模具设计与制造课程设计说明书目录说明书内容：2一、弯曲件工艺性分析2二、冲压工艺方案确定2三、主要设计计算4四、模具的总体设计7五、主要零部件设计7六、模具总装图10七、冲压设备的选定12八、工作零件的加工工艺： 12九、课程设计总结：13材料厚度：6mm一、弯曲件工艺性分析1、该工件有压边、落料、弯曲等工序，材料为Q235钢，屈强比小，具 有足够的塑性且工件的尺寸全部为自由公差，弯曲件的经济公差等级为IT12 级，角度公差为 17尺寸精度较低，普通弯曲件完全能够满足要求，适合 弯曲。2、弯曲件形状对称且弯曲半径左右一致，可使弯曲时材料受力平衡而 无滑动，弯曲件直边高度为36，容易形成足

2、够的弯矩得到精度较高的零件。 弯曲件弯曲半径不宜小于最小弯曲半径，否则要多次弯曲。3、增加工序数过大时受到回弹的影响，弯曲角度与弯曲半径的精度都 不易保证，该工件弯曲半径为5，故能够满足要求。二、冲压工艺方案确定 该工件包括落料、弯曲、压边工序，可有以下三种工艺方案： 1：一次成形弯曲模，采用单工序模生产 2：两次成形弯曲模。采用两副模具弯曲（级进模） 3：一副模具中完成两次弯曲。采用复合弯曲模 三种工艺方案简介：单工序模又称简单冲裁模，是指在压力机一次行程内只完成一种冲裁工 序的模具，如落料模、冲孔模、切断模切口模等。复合模是指在一次压力机的行程中在模具的同一工位上同时完成两道 或两到以上不

3、同冲裁工序的模具。复合模是一种多工序冲裁模，它在结构上 的主要特征是有一个或几个具有双重作用的工作零件凸凹模，如落料冲 孔复合模中有一个既能作落料凸模又能作冲孔凹模的凸凹模。级进模是在冲压过程中，在一个工位上只完成一个工序的冲压。效率较 高，由冲压工艺分析可知，该模具采用级进冲压，所以模具类型为级进模。项目单工序模级进模复合模无导柱有导柱冲压精度低较低较高，相当于IT10IT13高，相当于IT8IT11制件平整程度不平整一般不平整，有时 要校平因压料较好， 制件平整制件最大尺寸 和材料厚度不受限制300mm以下厚 度达6mm尺寸250mm 厚度在0.16 之间尺寸300mm 厚度常在 0.05

4、m 3mm冲模制造的难容易、价格低导柱、导套的简单形状制件形状复杂的制度程度及价格装配采用先进的级进模比复件用复合模比工艺后不难合模具制造难 度低，价格亦 较低级进模制造难 度低，相对价 格低生产率低较低可用自动送料 出料装置，效 率较咼工序组合后效 率高使用高速冲床 的可能性只能单冲不能 连冲有自动送料装 置可以连冲， 但速度不能太高使用于高速冲 床咼达400次/分以上由于有弹性缓 冲器，不宜用 高速，不宜连 冲材料要求可用边角料条料要求不严 格条料或卷料要 求严格除用条料外， 小件可用边角 料，但生产率低生产安全性不安全手在冲模过程 区不安全比较安全手在冲模工作 区不安全，要 有安全装置冲

5、模安装调整 与操作调整麻烦操作 不便安装、调整较 容易、操作方 便安装、调整较 容易，操作简 单安装、调整比 级进模更容 易，操作简单如上表比较可得出方案三佳：方案一模具结构简单，但在弯曲过程中由于凸模肩部妨碍了坯料的转动，加大了坯料通过凹模圆角的摩擦力，使弯曲件侧壁容易擦伤和变薄，成形后弯曲件两肩部与底面不易平行。特别是材料厚，弯曲件直壁高，圆角半 径小时，这一现象更为严重，难以保证质量和精度，所以不宜采用。方案二 虽然避免了上述现象，但模具采用了两副模具弯曲，较复杂，且成本高而生 产效率低，难以满足大批量上；生产要求。方案三能够保证弯曲件的质量和 精度，且生产效率高操作方便，并且能够的满足

6、大批量生产的要求。通过对 上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。三、主要设计计算1、中性层位置以曲率半径P = r +xt二 5+0.5X6=8mmX中性层位移系数r零件的内弯半径t 材料厚度2、坯料展开总长度兀aLz = 2 L1 + L 2 +x (r + xt) x 4 + 20180兀 x 12Oo=2 x 31 +18 +x (5 + 0.5 x 6) x 4 + 201802兀=62 +18 +x 8 x 4 + 203=62 +18 + 空 + 203u 166.99Lz 坯料展开总长度 a 弯曲中心角3、弯曲力尸自=0.7 KBt 26br+t0.7 x 1.3

7、 x 30 x 62 x 2455 + 6= 36482.7273 NF自一自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力B 弯曲件的宽度 t弯曲件材料的厚度r弯曲件的内弯曲半径6b 材料的抗拉强度K安全系数，取K=1.34、顶件力FD= （0.30.8） F 自=10944.81929186.184N5、压力机公称压力F压机三（1.21.3） （F自+FY）三（1.2 1.3）X65668.9178802.692 85369.583N6、排样采用有废料直对排的排样方式，查排材标准，宜选750mmX1000mm 的Q235钢，每张钢板可剪裁为17张条料（42X1000mm）,每张条料可冲 34个工件7、成形

8、次数的确定：由计算查表可知，能够一次弯曲成形，为了保证质量和精度可采用 一副模具两次弯曲（复合模）8、冲压工序压力计算该模具采用正装复合模，固定 卸料与推件，具体冲压力计算见表11。根据冲压总力计算结果并结合工件的高度，初选开式双柱可倾压力 机 J2325。9、工作部分尺寸计算（1）、凸模圆角半径工件的相对弯曲半径r/t=5/6=0.8,相对较小，所以凸模圆角半径 rt取等于工件的弯曲半径，rt=5mm，但不小于书中表3.2.2所列的最小 弯曲半径值rmm=0.1t（2）、凹模圆角半径凹模圆角半径ra不能过小，以免擦伤工作表面，影响冲模寿命。凹 模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏

9、移。Ra值通常根 据材料厚度取为：t 2mmra=（36）tt=24mmra=（23）tt6mmra=2tt=6mmt4mmra=2 X 6=12mm3)、凹模深度凹模深度Lo过小，则坯料两端未受压部分太多，工件回弹大且不 平直，影响工件质量。若过大，则浪费模具钢材，且需冲床有较大的工 作行程。因为t=6mm,L=10,所以有表3.9.2和3.9.3查得弯曲件凹模的 ho=10,弯曲件的凹模深度Lo=30(4)、凸凹模间隙对于U形件弯曲模，则应当选择适合的间隙。间隙过小会使工件弯 边厚度变薄，降低凹模寿命，增大弯曲力。间隙过大，则回弹大，降低 工件的精度。U形件弯曲模的凸，凹模单边间隙一般可按

10、方式计算：(间 隙系数可查表3.9.4)Z/2二 tmax+C t二t+A+C t=6+0.06+0.32=6.38mm(5)、U形件弯曲凸、凹横向尺寸及公差尺寸标注在内形上的弯曲件凹模 尺寸为：La = (Lt + Z)+sa = (18 + 6.38 x 2) +0.039 = 30.76 +0.0390 0 0凸模尺寸为：Lt = (L min + 0.75A )0 = (18.06 + 0.75 x 0.06)。= I8.I0-st- 0.018- 0.018式中：Lt,La凸凹模横向尺寸Lmax弯曲件横向的最大极限尺寸Lmin弯曲件横向的最小极限尺寸 弯曲件横向的尺寸公差St,Sa凸

11、凹模的制造公差四、模具的总体设计1. 模具类型的选择: 由冲压工艺分析可只,采用复合冲压.所以模具类型为复合模.2. 定位方式的选择：因为该模具采用的是条料，两个导料销控制条料逆进的导向，固定导 料销控制送料的进距.3. 卸料选择出件方式：卸料选择弹性卸料装置,弹性卸料装置由有卸料板,卸料螺钉和弹簧 主成，冲制的工件由推杆、推板、推销和推荐块组成的刚性推件装置推出。 模架选用中等精度，中、小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向左送料。4. 导向反复市的选择：为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用中间 导柱的导向方式五、主要零部件设计1、由于件形状简单对称，所以模具的工作零件均采用整

12、体结构，弯曲凸模, 弯曲凹模的结构如图所示：凸模结合工作外行并考虑加工将凸模设计成直通式，采用铳削加工，其总长L 可按教材公式2.9.2计算：L二h1+h2+t+h=20+19+6+15=60mmL:凸模长度h1:凸模固定板厚度h2:卸料板厚度t:材料厚度h:增加长度。一般取1020mm=.30 f11-1-s厂Jin00V1(0 凹模的轮廓尺寸可按教材公式2.9.3,2.9.24rr.-h “J.-.-.-一 寸ID:1-1 in:计算凹模厚度：H二Kb=0.4X30.2=12.08mmb：凹模刃口的最大尺寸Kb：系数考虑板厚的影响凹模壁厚：C=（1.52） H=18.1224.16mm取凹

13、模厚度15mm，凹模壁厚20mm凹模宽度：B=b+2C=30.2+2X20=70.2mm凹模宽度：L取100mm （送料方向）凹模轮廓尺寸为：100mmX70.2mmX15mm2、其他零部件的设计与选择：（1）、弹性元件的设计：顶件块在成形过程中一起卸料作用，其压力由标准缓冲器提供，弹性 元件使用橡胶元件：卸料板工作行程；HI=36mm橡胶工作行程：HI二hi+h修=36+5=41mm（H修为凸模修模量取5mm）橡胶自由高度：H自由=4HI=164mm（取HI为H自由的25%）橡胶的预压缩量：円预=（0.10.15） H自由=24.6mm橡胶的最大压缩量：Hmax= （0.350.45） H自

14、由=65.6mm橡胶的安装高度：H安二H自由-H预=139.4mm（2）、定位零件的设计：定位板能够保证前后工序相对位置的精度，它与毛坯间的配合为Hq。 定位板的高度为6mm（3）、卸料部件的设计：卸料模板的设计：卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为14mm。卸料板采 用45钢制造，淬收硬度为4045HRC 卸料螺钉的选用：卸料板上设置2个卸料螺钉，公称直径为12mm,螺钉部分为M10X 10mm 卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使用卸料板超出 凸模端的1mm，有误差时通过在螺钉与卸料之间按；装垫片来调整。3、模架及其他零部件的选用： 模具选用中间导柱标准模架，这种模

15、架的导柱在模具中间位置，冲压 时间可防止由于偏心力距而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选 择模架规格。导柱 d/mmXL/mm 分别为 28X 160,32X 160 导套 d/mmXL/mmX D/mm 分别为 28X115X42,32X115X45即H上模=35mm既H垫=20mm既H卸=14mm既Hf固定=20mm既H下垫板=10mm既H万模=45mm上模座厚度取35mm 上模垫板厚度取20mm 固定卸料板厚度取14mm 下固定板厚度取20mm 下模垫板厚度取10mm 下模座厚度取45mm 模具闭合高度H闭用上模+H垫+H凹模+Hf固定+H下垫+Hf模-H入=(35+20+55+3

16、0+10+45-19)mm =166mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J32-25的最大装模高度 （220mm ）可以使用。六、模具总装图装配工序参考下表：序 号工序工艺说明1凸凹模预配1）前仔细检查个凸模形状及尺寸以及凹模形孔，是否符 合图纸要求尺寸精度形状.2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配检查其间隙是否加 工均匀.不合适者应重新修模或更换.2凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中， 并挤紧牢固.3装配下模1) 在下模座上划中心线，按中心预装凹模，导料板；2) 在下模座，导料板上，用已加工好的凹模分别确定 其螺纹孔位置，并分别钻孔，攻丝.3) 将下模座，导料板，凹模，活

17、动挡料销，弹簧装在起，并用螺钉紧固，打入销钉.4装配上模1) 在已装好的下模上放等垫铁，再在凹模中放入0 12 mm的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹 模.2) 预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔，销孔位 置并钻铰螺孔销孔.3) 用螺钉将固定板组合，垫板，上模座连接在 起， 但不要拧紧；4) 将卸料板套装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶 和卸料螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料板高出 凸模卜端约1 mm.5) 复查凸，凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉；6) 安装导正销，承料板；7) 切纸检查，合适后打入销钉.本模具的装配进凸凹模为基准件，先安装上模，再安装下模，凸凹模的 配合间隙装配后必须均匀

18、。其偏差值最大不超过料厚上偏差，最小不超过料 厚的下偏差，模具闭合高度允误差为+2 mm。模具装配后，其卸料板，顶件 板，均应露出凹模模面，凸模模应顶端0.51mm。弯曲模顶件板装配后， 应处于最低位置，允差为0.020.04mm。顶杆，推杆长度，在同一模具装 配后应保持一致。允差小于0.1mm。装配后卸料机构动作灵活，无卡阻现象, 上们座上平面与下模座下平面的平行度，允差为0.08mm.装配图如下：uh口3-1 螺钉 2螺钉 3凹模 4顶件板 5圆柱削 6模柄7凸模 8定位板 9圆柱销 10下模座 11顶料螺钉12螺杆 13橡胶 14托板 15螺母模具工作过程：把条料放在定位板上，由圆柱销保

19、证位置精度，进行送 料，平放在凹模上面，并靠槽的一侧，压力机滑块带着上模下行，凸模下表 面首先接触条料并与顶件板4一起压住条料，向下移动慢慢地斜锲开始接触 到条料的两边翘起处，开始向下压，弯曲结束后，上模回程。在下摩座底下 的弹顶器推动顶杆和顶件板，弹性元件高度不受模具有关空间的限制，顶件 大小容易调节，可获得较大的顶件力，当上模上行到上止点时，把工件推出， 用手工将工件取出后，将条料往前送进一个步矩，进行下一个工件的生产。七、冲压设备的选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J2325可以满足要求八、工作零件的加工工艺本副模具的工作零件形式比较简单，加工主要采用车销 凸凹模的加工工艺过程如表3:

20、表3凸凹模加工工艺过程工序号工序名称工序内容1备料将毛坯锻成长方体128X50X602热处理退火3刨刨长面、互为直角、留单边余量0.54热处理调质5磨平面磨八面互为直角6钳工画线画出弯曲处的位置线7加工螺钉孔安 装孔按位置加工螺钉孔等8热处理按热处理工艺淬火回火达到6064HRC9磨平面精磨哂纳感下平面10线切割按图线切割轮廓达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求12检验九、课程设计总结俗话说：万事开头难：，刚开始还真有点不知所措，但很快按照张老师的要 求都陆续开始了，我们按照设计的步骤，认真地作好选材、工艺分析等，在设计 中难免会遇到一些困难，但认真考虑一下或请教一下还是完全可以解决的，在

21、本 次设计中不仅温习了书本上的知识在查阅资料的同时还发现了一些平时不易发现的问题，使其得以解决，这对我来说是一个不小的进步，更是一个提高。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开 团队。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原 理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个 工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好 锻炼了我们的这一点，是非常宝贵的总之，在整个课程设计过程中，同学们的相互帮助、互相学习，遇到不懂的 问题时，互相讨论，各抒己见，发现了许多问题，也学到了许多课本上没有的东 西，感谢老师的精心辅导！十参考文献1、冲压模具设计手册；2、冲压模具设计图册；3、冲压设备手册；4、机械零件设计手册；5、机械制图；6、冲压模具设计与制造