中小型冲压模具设计

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1、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1、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。2、尺寸精度：零件图上形状尺寸，

2、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

3、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：

4、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==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

5、径r=2mm,δb=410mpa(查表得20钢拉强度为410mpa)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=A:校正部分垂直投影面积，q：单位面积的校正力，MPa由零件图知：A=600，查表3.3.2取q=70MPa故F校=42000N5、顶件和压料力:FQ=(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

6、≥F校故：F≥42KN综上，由课本附录A知：选双柱可倾式压力机J23-6.37、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=115mm8、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

7、3.4.3知：l0=30mm9、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=5.15mm10、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：LP=凹模尺寸为：Ld=11、凸凹模弯曲长度由零件图知：凸模长度H1=30mm凹模长度H2=20+5=25mm12、回弹量弯

8、曲件属于小半径弯曲，而其相对弯曲半径r/t=2/5=0.4＜5～8，此时弯曲半径