e-z91-23159a支架冲压模具设计模具_毕业设计论文(编辑修改稿)

e-z91-23159a支架冲压模具设计模具_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

为 5A02，旧称为 LF2， 材料的性能： 5A02 为 AlMg 系属于防锈型铝合金 ,不可热处理强化。 这种铝合金的含镁量较低 ,其塑性较高 ,成形性好 ,强度较低 ,但比 3A21 合金的强度高。 冷变形可以提高其强度 ,降低塑性。 铝合金的耐蚀性良好 ,适于在海洋环境中使用。 该铝合金的焊接性好，切削加工性在退火状态下 差 ,半冷作樱花状态可 以改善切削加工性。 使用场合： 5A02 铝合金适用于有高度工艺塑性要求和耐蚀性好的焊接结构和容器、油箱、汽油和润滑油导管、支架、法兰盘、以及轻载荷的零件 ,船舶、车辆的内部装饰件等。 力学性能： 抗拉强度 σ b (MPa)：≤ 147，伸长率 δ 10 (%)：≥ 14 尺寸精度： 零件上尺长度小于等于 4 毫米的公差为  ；长度大于 4小于等于 20的公差为  ；大度大于 20小于等于 50 的公差为  ,；长度大于 50小于等于 200 的公差为  ；长度大于 200 的公差为 。 结构：该零件结构较复杂，中间拉伸，两端折弯，折弯部分上有冲孔。 结论：该制件为冲裁件。 根据零件的工艺分析，基本工序有冲定位孔、拉伸、冲孔、落料、浅拉伸、折弯六道基本工序。 经过分析可知折弯必须放在最后一道，在折弯之前必须先对毛坯进行浅拉伸，只有先落料才能对毛坯进行浅拉伸，所以落料放在浅拉伸之前；冲定位孔可以和拉伸同时进行，节省了一道工序，即得到以下两种方案： 方案一：冲定位孔 +拉伸 — 冲孔 — 落料 — 浅拉伸 — 折弯 方案二： 冲孔 — 冲定位孔 +拉伸 — 落料 — 浅拉伸 — 折弯 关于单工序，复合，级进模的选择可以参考下表 单工序模 复合模 级进模 结构 简单 较复杂 复杂 成本、周期 小、短 小、短 高、长 材料利用率 高 高 低 常熟理工学院毕业设计（论文） 1 5 方案 1：先冲定位孔确定板料的定位，在下一工序中定位方便、准确，操作安全，精度高，与拉伸同步进行，提高效率。 方案 2：先冲孔，板料没有良好的定位基准，容易产生松动，在下一工序中容易引起定位不准确，操作不安全，使精度下降。 根据以上的对比方案 1 是比较好的，故选择方案 1 进行设计。 模具类型的选择： 根据零件生产属于小批量生产及精度要求较高 ，且零件有规则，呈对称性，定位方便、材料排版简单等特点，遂 采用单工序模冲压制件。 定位方式的选择： 根据支架的工艺分析， 因为该模具采用的条料送料方式且料厚度为 的铝系合金，为限制被冲材料的进给步距和正确的将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置，使用导料销将条料送进，定位销定位，固定挡料销限位，导正销导向。 卸料方式的选择：卸料方式分为刚性卸料和弹性卸料两种方式。 1）刚性卸料优点：卸料力大。 缺点：冲裁时，板料没有受到压料力作用，因此冲裁后的带孔部 分有明显的翘曲现象。 使用场合：常用于材料较硬、厚度较大、精度要求不高的工件。 当 t3 时，一般都采用刚性卸料 2）弹性卸料优点：冲裁时弹性卸料板对条料有预压力作用，因此冲裁后的带孔部分表面生产效率 低 较高 高 维修 方便 不方便 方便 零件公差等级 低 可达 IT10~IT8 可达 IT13~IT10 安全性 不安全 不安全 较安全 自动化 不易自动化 不易自动化 易于自动化 冲床 性能要求 低 低 高 应用 小批量生产 大、中型零件的冲压试制 大批量生产 内外形精度要求高 大批量生产 中、小零件冲压 常熟理工学院毕业设计（论文） 1 6平整，精度较高。 缺点：卸料力小。 适用场合：常用于材料较薄（ t2）、硬度较低、精度要求高的工件的冲裁。 导向方式的选择： 1） 后侧 式 导柱模架 ： 由于前面和左、右不受限制，操作和送料 都 比较方便 ， 前后左右都可以进料，取放工件方便 ； 导柱安装在后侧， 工作 时，偏心距会造成导柱导套单边磨损，并且不能使用浮 动模柄结构。 2） 对角导柱模架 ： 由于导柱安装在模具中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳 ， 常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模 ； 导向精度较高，前后左右都可以进料。 3）中间导柱：中间 导柱安装在模具的 中间 对称线上，导向平稳、准确。 但只能一个方向送料。 4） 四导柱模架 ： 具有滑动平稳、导向准确可靠、刚性好等优点 ； 常用于冲压尺寸较大或精度要求较高的冲压零件 ； 取放工件不够方便。 3 冲压模具设计与工艺计算 相对弯曲半径为： tR 公式（ 31） 式中： R—— 弯曲半径 mm t—— 材料厚度 mm 由于相对弯曲半径大于 ，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求变形区中性层曲率半径β（ mm）。 r kt 公式（ 32） 式中： r—— 内弯曲半径 t—— 材料厚度 k—— 中性层系数 表 31 板料弯曲中性层系数 R/t 分数 5/12 1/2 8/15 5/9 4/7 3/5 5/8 2/3 7/10 常熟理工学院毕业设计（论文） 1 7小数 7 3 5 1 5 7 K 7 1 4 4 1 6 R/t 分数 5/7 3/4 4/5 5/6 6/7 8/9 1 10/9 2 小数 4 3 7 9 1 1 2 K 8 4 1 5 8 2 5 6 查表 31， K=  ktr 3 图 31 可以看出该支架的圆角半径为 ，（取最大的弯曲半径 3mm），又因为 r/t，又因为弯曲角为 90176。 ， 所以折弯变薄不严重。 如图所示，零件上有拉深和折弯，折弯部分的长度为： mmxtrtL )]([(2]2/)([21   拉深部分长度：  4 341 6 54 21220 hddD L2 =+ 2  = 总的长度不包括拉伸部分的长度，所以毛坯总长度为： mmLDLL 201   取 L=355mm 总宽 B=++= 取 B=215mm 图 31 常熟理工学院毕业设计（论文） 1 8零件毛坯图如下： 、计算条料宽度及步距的确定 搭边值的确定 搭边：排样时零件制件及零件与条料侧边制件留下的工艺余料，称为搭边。 搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件的加工质量和送料方便。 搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，也容易拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。 搭边过大，浪费材料。 搭边值通常由经验确定，表所列搭边值是普通冲裁经验数据之一： 表 32 搭边 a 和 b 数值 (a:零件间距， b：条料与零件的距离 ) 材料厚度 非圆形冲裁 200L300 a b 0 ~1 1~2 2~3 图 32展开图 常熟理工学院毕业设计（论文） 1 93~4 搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损。 对于铝合金的应将表中的数值乘以软铝的系数值： 软铝 ~ 由尺寸从表 32中查出：两制件之间的搭边值 a=，侧搭边值 b=。 条料宽度的确定 计算条料宽度有三种情况需要考虑； 1） 有定距侧刃时条料的宽度： 2） 无侧压装置时条料的宽度； 3） 有侧压装置时条料的宽度； 所设计的模具为无侧压装置，则条料宽度： mmLbB 7 61 7  mmLbB 8 7  表 33条料宽度公差（ mm） 条料宽度 B/mm 材料厚度 t/mm ≤ 1 1~2 2~3 50~100 100~150 150~220 导料板间间距的确定 导料板间距离公式： A B Z 公式（ 33） 式中： Z—— 导料板与条料之间的最小间隙（ mm）； 查表 34 得： mmZZ 11  由公式 33得： mmZBA  常熟理工学院毕业设计（论文） 1 10 mmZBA  表 34导料板与条料之间的最小间隙 minZ (mm) 排样 1）提高材 料的利用率 2）降低成本 3）保证冲件质量及模具寿命 根据合理的利用材料原则，条料进行排样时可考虑有废料、少废料、无废料三种情况进行。 1） 有废料排样 沿冲件全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在有搭边废料。 冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率较低。 2） 少废料排样 沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。 因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命，但材料里有率稍高，冲模结构也简单。 3） 无废料排 样 冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得件。 冲件的质量和模具寿命更差一些，但材料的利用率高。 另外当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断变能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。 综上所述采用少、无废料的排样可以简化冲裁模的结构，减小冲裁力，提高材料利用率。 但是，因零件本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，同时，由于模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命而且也直接影响冲裁件的断面质量。 为此，为了保证零件的精度和模具的寿命，选择第一种有废料排样比较适合。 条料厚度 无侧压装置 有侧压装置 条料宽度 B/mm  100 100200 200300  100 100 1 1 5 8 15 1 1 5 8 常熟理工学院毕业设计（论文） 1 11 材料利用率的计算： 冲裁零件的面积为： 239473mmA ，（利用 CAD 计算面积）。 1） 纵排 材料的利用率： 8 0 . 4 4 %) 7 9 4 7 3 / ( 2 8 4)/( 1  SBA 2)横排 图 33 纵截排样图 常熟理工学院毕业设计（论文） 1 12 材料利用率： 79 . 74 %) 47 3 / ( 17 6)/(  SBA 由计算结果可知纵排的利用率 %稍大于横截的利用率 %，所以采用纵排，导料板的最小间距为。 计算冲裁力 冲裁力是选择压力机的主要依据，也是设计模具所必须的数据。 在冲裁过程中，冲裁力的大小是不断变化的，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，冲裁力 冲裁力F 一般可以按下式计算： LtKF p冲裁力 （ 34） 式中：  —— 材料抗剪强度 MPa L —— 冲裁周边总长 mm t —— 材料厚度 mm 安全系数 Kp 一般取 1~ 3。 当查不到抗剪强度时，可 以用抗拉强度σ b 代替，取 Kp=2的近似计算法计算。 根据常用金属冲压材料的力学性能查出 5A02 的最大卡拉强度为σ b=147MPa。 在实际生产过程中，选择压力机同时也要根据工厂的实际情况来选择压力机的型号，在满足公称压力的情况下，选择同一型号的压力机是比较方便的。 所以在压力机的选择尽可能的使用同一个型号。 图 34 横截排样图 常熟理工学院毕业设计（论文） 1 13 总拉深力的计算 21 拉拉总拉 FFF  （ 35） b11 MP 凸拉 。