最新中小型冲压模具设计

中小型冲压模具设计

中小型冲压模具设计开题报告

专业：机械设计制造及其自动化班级：第二组一、设计题目：弯曲—冲裁模具设计

技术要求：

1、未注尺寸公差符合GB/T1804-的要求。

2、未注形位公差符合GB/T13916的要求。

3、毛刺高度≤0.02mm。

4、材料20钢。

生产批量为中小批量生产。

二、工艺分析

1、材料性能：零件材料为20钢，其冲压和弯曲性能较好。

2、工序分析：由于采取块料加工（一块材料加工出一个工件），所以可以

预先准备外形尺寸一致的毛坯，即在加工过程中无落料和排样步骤

3、零件结构：该零件有弯曲、冲孔等结构特征，形状简单，可采取复合加

工。

4、尺寸精度：零件图上形状尺寸，冲压、弯曲工序可以实现。

三、工艺方案

方案一：先弯曲，后冲孔。

该方案符合零件的加工工序，能正确加工出零件，保证孔的间距。

方案二：先冲孔，后弯曲。

该方案冲孔后弯曲零件，无法保证两孔的间距，不合理。

采取复合模进行加工，将弯曲、冲孔两道工序复合在一起，做成复合模。

四、材料的选取

通过对零件图结构和工艺进行分析，选取宽20mm，长度115mm，厚5±0.05的20钢板为加工材料。其中，材料两侧面需用铣床进行加工。

五、进度安排

第2周：查阅资料，对零件图进行分析，确定加工方案，制定任务说明书。

第3-6周：1、弯曲工艺力、弯曲工件毛坯展开尺寸的计算，确定压力机，设计出弯曲模具结构图。

2、冲裁模具间隙、凹凸摸刃口、冲裁力的计算，确定压力

机，设计出冲孔模具结构图。

3、落料模间隙、凹凸模刃口、冲裁力的计算，确定压力机，

设计出落料模具结构图。

第7-10周：1、弯曲模的结构设计，确定弯曲模的主要零件结构参数。

2、冲裁模的结构设计，确定冲裁模的主要零件结构参数。

3、落料模的结构设计，确定落料模的主要零件结构参数。

4、复合模的结构设计，设计出复合模具结构图，并确定其主

要零件结构参数

第11-12周：对模具总体结构进行设计，并对模具结构不当之处进行修

改，整理说明书，准备答辩。

六、分组

第一组（连续模）：

第二组(复合模)：

一、弯曲模具的设计：

1、弯曲工序的设计：

方案：弯曲件一次弯曲成形

优点：模具结构简单，易进行加工。

缺点：凸模肩部阻碍了材料转动，加大了材料通过凹模圆角的摩擦力，使弯曲件侧壁易擦伤、弯薄，成形后零件两肩部与底面不易平行。

改进：在弯曲时用压边圈压住毛坯，这样可以有效保护零件，从而保证零件精度。

2、弯曲模的结构设计

由于零件的进度较低，采用一次弯曲成形的复合弯曲模结构。如下图：

3、自由弯曲时的弯曲力，由零件图可知，零件为U形弯曲件：

F自=«Skip Record If...»=0.7×1.3×20×5×5×410/2+5=26650N。

其中：k为安全系数，取1.3；由图可知：弯曲件宽b=20mm，材料厚t=5mm，弯曲半径r=2mm,«Skip Record If...»δb=410mpa(查表得20钢拉强度为410 mpa)

4、校正弯曲时的弯曲力

校正弯曲是在自由弯曲阶段后进一步对贴合凸模、凹模表面的弯曲件进行挤压，其校正力自由压弯力大得多，由P123公式有：

F校=«Skip Record If...»

A:校正部分垂直投影面积，«Skip Record If...» q：单位面积的校正力，MPa

由零件图知：A=600«Skip Record If...»，查表3.3.2取q=70MPa

故F校=42000N

5、顶件和压料力:

F Q=(0.3~0.8) F自=0.5F自=13325N.

6、压力机吨位的确定

自由弯曲时压力机吨位应为：F≥F自

由于校正力是发生在接近压力机下死点的位置，校正力的数值较大，则按校正弯曲力选择压力机的吨位：

F≥F

校

故：F≥42KN

综上，由课本附录A知：选双柱可倾式压力机J23-6.3

7、弯曲件毛坯展开长度:

（1）应变中性层位置的确定：有零件图可知：r/t=2/5=0.4

有经验公式:ρ0=r+xt 查表3.3.3得x=0.368

所以ρ0=2+0.368×5=3.84mm.

（2）弯曲件毛坯的展开长度计算：

由零件图可知：r=2≤0.5t=0.5×5=2.5 若一次同时弯曲四个角

由表3.3.4得：L=L1+2L2+2L3+t=30+2×20+2×20+5=115mm

8、弯曲凹模工作部分

弯曲U形件时，若弯边高度不大，或要求两边垂直，则凹模深度应大于零件高度。由零件图并查表3.4.3知：l0=30mm

9、弯曲凸模、凹模之间的间隙

根据已知有弯曲黑色金属，即c= t+nt

式中：c为弯曲凸模与凹模的单面间隙，mm；t为材料厚度的基本尺寸和最小尺寸，mm; n为间隙系数

由表3.4.4知：n=0.03。故c=5+5×0.03=5.15mm

10、凸凹模工作尺寸及公差

凸模凹模分别按IT6和IT7级加工制造，对于零件中未注公差的尺寸按IT14级可知：

由于弯曲件标注内形尺寸（如下图），且弯曲件为双向对称偏差，故

凸模尺寸为：L P=«Skip Record If...»

凹模尺寸为：L d=«Skip Record If...»