毕业设计论文电机碳刷架冷冲压模具设计含全套CAD图纸

全日制普通本科生毕业设计电机碳刷架冷冲压模具设计THE COLD STAMPING DIE DESIGN OFTHE BRUSHLESS MOTOR由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706学生姓名： 学 号：年级专业及班级：2008级机械设计制造及其指导老师及职称： 学 部：理工学部提交日期：2012年5月23 电机碳刷架冷冲压模具设计 学 生： 指导老师： 摘 要：冷冲压模是广泛运用的模具之一，种类包括冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等，近年来冷冲模的应用越来越广泛。冷冲压具有成本低，产品质量稳定，能加工多种性能，状态的零件。同时它的应用和普遍也受到模具寿命和生产安全等方面的制约。本文作者从工艺的合理性出发，分析了电机碳刷架的结构，精度特点，以及在加工过程中的控制点，然后在满足加工精度的基础上充分考虑节约成本确定了电机炭刷架最优化的冲裁加工工序；紧接着通过熟悉各类模具的加工特点及内部结构，完成模具总体结构分析；随后作者进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算，力争以最好的性价比设计了模具各零件的结构及装配关系，在此基础上确定模具的外形，完成了装配图和非标准的零件图。最后确定压力机类型及主要参数。关键词：冲孔模;落料模;弯曲模;冲压压力;压力机 The Cold Stamping Die Design of the Brushless Motor Student: Tutor: (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract：Cold punching mould that is used extensively among the all kinds die ,including punching hole mould, blanking die, bending mould, crooked model, conical die etc., The application of the cold punching die is more and more extensive in recent years. It is with low costs that there is the cold punchingly, product quality is steady, can process many kinds of performance , Part of the state. Its application and generallying receive the restriction in life-span of the mould and production safety,etc. at the same time . Author of this text proceed from rationality of the craft, analyse electrical machinery charcoal pastes up the structure of the shelf , Precision characteristic, and the control point in the course of processing, Consider and economize cost confirm electrical machinery charcoal brush blanking that shelf optimizes most process the process fully on the basis of satisfying the machining accuracy; And then pass the processing characteristic familiar with all kinds of moulds and inside structure, Finish the ensemble architecture analysis of the mould ; Author carry on blank size, arrange kind, process size, punching pressure, pressure in the center afterwards, mould work some size,etc. craft calculate, Strive to design the structure of every part of the mould and assembly relation with the best cost performance, Confirm the appearance of the mould on this basis, has finished the installation diagram and non-standard part picture. Confirm the type of the press and main parameter finally. Keyword: punching hole mould;blanking die;bending mould;punching press;punching machine1 前言1.1 选题研究意义 模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点。冷冲压是在常温下，利用冲模在压力机上对板料或坯料施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而获得零件所需的形状、尺寸的一种压力加工的方法。利用冲压模具生产可以保证产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。冷冲模是冲压加工工艺的装备之一，被广泛地运用在汽车、飞机、电机、仪表以及在国防工业中。冲压工艺能成形复杂零件，适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。但同时，冲压技术的推广受到投入成本低，模具成本高，不适应中小生产规模的特点。 模具的应用非常广泛，我们衣食住行及工作有关的东西，包括文具、餐具、手机、电脑、电视、飞机、汽车等等的产品的生产，都离不开模具。学模具设计应用非常广阔，比如一部小小的手机，可能需要十多个模具，而每推出一款新产品，都要制造相应的一批新模具。学模具应用不仅广泛，而且数量非常多。 同时，近几年来，学模具的人非常多，模具技术也被称为“进可攻，退可守”的技术。作为个人，学习模具技术后，可以去工厂里做模具师傅，条件成熟时，也可以自己开工厂，作为有技术的人开工厂，风险会比没有技术的人小得多。对学模具来说，退可以帮别的厂家代工模具，进可以自己做产品卖，所以，模具技术是一门很实用的技术。 冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构。该课题就是要设计主要工序的模设计，该设计具有一定的现实意义，改变了人们长期以来惯性思维方式的加工方法，由导料板定位不仅保证了加工精度和加工质量，不仅大大缩短加工周期，减少劳动力的投入，而且还提高了机械生产效率及自动化程度，为企业牟利。1.2 国内外研究现状 近年来，我国冲压模具水平有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。精度达到12m，寿命2亿次 右的多工位级进模，国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。 在“八五”、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。 在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。所以振兴和发展我国的模具工业应日益受到人们的重视和关注。 同时，随着冲压工艺的广泛应用于国民经济中，再加上随着数控技术和机械CAD/CAM的发展，冷冲模的发展和迅速。它以生产率高、成本相对低廉被广泛应用。外国的冲压模发展水平相当高，无论是设计还是制造，都达到较高的水平。以精确的定位，合理的工艺，连续加工精度很高的薄臂零件。而国内模具行业的起步较晚，基本上以单模为主，因此，加工精度够高。 冷冲模的设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸、胀形等模具的设计。冷冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此它是一门综合性很强的学科。 经过了几个多月的学习，设计，绘图，我学会了冲裁的机理，冲压的基本理论；理解了冲裁力，卸料力等工艺参数的确定；熟悉了冲裁模的结构，内部的结构零件及其设计的控制点；同时对于弯曲模、冲孔模、拉深模、落料模的结构能够熟悉了解。 电机碳刷架的加工包括了冲孔、落料、和弯曲的加工。通过对冲孔模、落料模、弯曲模的学习，分析和比较了各加工工艺方案，完成了模具总体的结构分析，进行毛坯尺寸、排样、工序尺寸、冲压压力、压力中心、模具工作部分尺寸等工艺计算。绘制了装配草图并进行零部件初步选用设计,然后确定外形尺寸,选择冲压设备,绘制总的装配图和非标准的零件图。 落料和冲孔都属于冲裁模。冲裁模是从条料、带料或半成品上使材料烟规定的轮廓产生分离的模具，随着科学技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、精密化的方向发展。冲裁模一般分为简单模、级进模、和复合模。简单模在国内应用比较广泛，它是在压力机的冲压行程中完成一次冲裁工艺。简单模也分为无导向简单模、导板式简单模，和导柱式简单模；级进模是在单工序冲模基础上发展的一种多工序、高效率冲模。在压力机一次冲程中，级进模在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工艺，在最后工位冲出完整的工件。由于级进模是连续冲压，因此生产效率高，适用于大规模生产，但是因为其结构复杂，定位要求比较严格，因此说制造成本高。复合模是指在压力机的一次冲压行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位可以同时完成几道冲裁工序的模具称为复合模。复合模同连续模一样，也是在简单模的基础上发展的一种较先进的模具。与连续模相比，冲裁模冲裁件的位置精度高，对条料的定位精度要求低，复合模的轮廓尺寸较小。复合模虽然生产效率高，冲压件精度高，但模具结构复杂，制造精度要求高，适用于生产批量大，精度要求高，内外形尺寸差较大的冲裁件。电机的碳刷架的材料是冷轧钢板，适用于冷冲压加工。如何去安排合理的加工工艺，确保生产的效率最高，同时也能满足零件的加工要求。这是整个设计的重点。在该零件的加工中，包括了冲孔，落料，以及弯曲等冷冲加工。冲孔属于冲裁加工的一种。冲裁模的结构比较简单，冲裁过程分为弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。其断层直接关系到冲裁加工质量的好坏，一般的，断面分为四个特征区，即圆角带，光亮带，断裂带，和毛刺。我们必须有合理的冲裁模的间隔来保证良好的特征带的分布。冲裁模有刃口尺寸、冲裁力等工艺参数的确定。在设计电机碳刷架的冲孔和落料加工时，须首先确定其力学性能，然后设计主要零件，完成结构草图，最后完成装配图。 弯曲是将金属材料完成一定的角度、曲率和形状的冲压工艺方法。通常弯曲加工的材料有板料、棒料、管材和型材。弯曲有回弹的现象，因此回弹会降低弯曲件的精度，是在弯曲加工中不易解决的问题，因此在设计的时候必须考虑这个问题，例如可以考虑通过利用回弹规律补偿回弹，改变弯曲变形区应力状态校正回弹等。在了解了弯曲加工的特点及工艺参数后，安排了碳刷架的合理的工序，熟悉各种模具结构。进而完成零件设计和结构设计，绘制零件工作图。在冲压模的设计过程中，还必须考虑到模具的成本，因此在进行选材，结构设计时，必须尽量不去设计形状复杂的结构，同时采用镶嵌式代替整体式的结构。针对模具的定位要求高的特点，在零件的设计中必须要有比较高的加工精度要求。总的一句话，必须在有高的模具寿命和满足加工精度要求的基础上，尽量降低模具材料的成本，简化模具的结构，这样才能有利于这个行业在我国的发展。2 确定件的工序方案 图1 工件 Fig.1 The workpiece 如图1所示为所冲工件，根据工件的形状.材料.厚度及实际加工的需要,生产工件的工序过程如下: 1）从板料上冲出落料件(该落料件即为弯曲体的展开图的外轮廓形体)根据弯曲体的展开尺寸,设计出冲模,将所需工件冲下。 2）第一次冲孔，冲五个间距要求不太高的圆孔。（这五个圆孔如图1所示的五处分布）。 3）第二次冲孔，与冲五圆孔同时进行，冲方孔。 4）第一次弯曲，选弯曲复杂部分，即如图1所示的a. b部分。 5）第二次弯曲，弯曲两边，即U形弯曲。弯折线如图1中虚线所示。6）第三次弯曲，弯曲中间，弯折线如图1实线所示。 7）第三次冲孔，此乃最后一道工序，因为此两孔间距要求较高，如果放在其它工序中冲，则可能影响定位要求，故最后工序冲此两孔比较合适。3 主要工艺参数计算3.1 长度方向上的计算 表 中性层系数对应表 Table 1 Neutral layer coefficient corresponding to the table r/t0.250.30.40.5K0.310.320.350.37根据r/t=0.25查表1，得此中性层系数k=0.31。 L圆弧=2P/360 =（r+kt） =90（0.5+0.312） =1.7627(mm)L直线=10.5+9+14.5+342 =102(mm) 长度方向上展开总长度为： L总=4L圆弧+L直线=41.7627+102=109(mm)3.2 宽度方向上的计算根据r/t=0.5查表1得中性层系数k=0.37 L圆弧=（r+kt）/180 =90（1+0.372） =2.7318(mm) L直线=11+10=21(mm) L1= L直线+ L圆弧=21+2.7318=23.73(mm)另一边: L直线=11+31=42(mm) L2=L直线+L圆弧=42+2.7318=44.73(mm)3.3 排样及搭边3.3.1 排样排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。排样是否合理,影响到材料的利用率、冲模结构、冲裁件的质量和生产率，同时，合理的排样和选择适当的搭边指，是降低成本、保证工件质量和延长模具寿命的有效措施。根据所冲的落料件的形状采用搭边排样中的平行排。其排样图如图排样所示： 图2 排样图 Fig.2 Stock layout3.3.2 搭边 搭边是指排样时工件之间及工件与条料侧边之间留下的余料。其作用是补偿定位误差,保证冲出合格的工件；保持条料有一定的刚度，便于送料。搭边值的大小与下列因素有关：1）材料的力学性能；2）工件的形状与尺寸；3）材料厚度；4）手工送料、有侧压装置的模具，搭边值要小一些。根据材料的厚度t=2由9查得工件与工件之间的搭边值a=2mm,工件与料边的搭边值为a=2.2mm。3.4 计算冲裁力由于该冲模采用的是弹性卸料装置和下出件方式，故总的冲压力为： F = F+F+F+F （1） 平刃口模具冲裁时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以： F冲=1.3Lt （2） 式中：L - 冲裁件周长，mm； t - 材料厚度，mm； - 材料抗剪强度，Mpa。根据=260360,取=300。L为工件的周长L=304.92(mm)。F冲 =1.3Lt =1.3300304.924 =237837.6(N) L为冲孔件的周长： L=5d=53.143=47.123(mm) F冲=1.330047.1232 =36755.55（N）切断板材所用力： （3） F切 =KLt =1.3(10+5+92+10.212+10)1.5300 =55879(N)计算推件力F推： 由 F推 =K推F冲 （4） 查表2 取K推 =0.03 F推 =K推F冲 =0.03237837.6 =7135.128(N)计算卸料力F卸： 由 F卸 =K卸F冲 （5） 查表2 K卸 =0.02 F卸 =K卸F冲 =0.02237837.6 =4696.75(N)所以总的冲压力为： F总 =F冲+F切+F推+F卸 =237837.6+36755.55+55879+7135.128+4696.75 =342364.03（N）表2 双面间隙 卸料力系数 推件力系数对应表 Table 2 Double-sided gap discharge coefficient push coefficient corresponding to the table 双面间隙（）t.（）t.（）t.3.5 确定压力中心要使冲压模具正常地工作，必须使压力中心与模柄的中心线重合，从而使压力中心与所选冲压设备滑块的中心相重合。否则在冲压时将会产生弯矩，使冲压设备的滑块和模具发生歪斜，引起凸、凹模间隙不均匀，刃口迅速变钝，并使冲压设备和模具的导向机构产生不均匀没磨损，降低模具和压力机的使用寿命。由于各个圆孔的压力中心在各自的圆心,所以总压力中心通过几何作图法即为该规则图形的几何中心。每三个圆心组成一个三角形，找出其重心，这样可以找出三个重心，再由这三个重心组成一个三角形，最后一个重心即为总的压力中心。3.6 冲压设备的选择此处已删除选取的凸模长度为80mm48mm，符合要求。图5 冲孔凸模Fig.5 Piercing punch表6 冲孔凸模的各项数据 Table6 Various data of the punching 图中标注字母 数据（mm） 图中标注字母 数据（mm）d 5 d 12D 8 D 16D1 11 D1 19I 15 I 18h 3 h 3L 80 L 80 图6 凸模固定形式 Fig.6 The fixed form of punch7.2.4 凸模强度的校核(1）一般情况下，凸模的强度是足够的，没有必要作强度校核。但对于特别细长的凸模或小凸模冲厚而硬的材料时，必须进行凸模承压能力和抗纵向弯曲能力的校验。(2）承压能力的校核。冲裁时，凸模承受压应力 ，必须小于凸模材料的许用压应力： = （12） 对圆形凸模，由上式可得： dd= （13）式子 d 凸模最小直径（mm）； T 料厚（mm）； 材料抗剪强度（MPa）； F 冲裁力（N）； A凸模最小截面积（mm）； N 积聚在凹模型孔内的零件数。按式（23）：d=最小凸模直径5.15mm2.744mm，故满足强度要求。7.3 压弯凸模的设计由于压弯凸模的截面为非标准截面，所以其外形及尺寸应根据经验自行设计；设计图形如下： 图7 压弯凸模 Fig.7 Bending of the punch选用材料Cr12MoV; 热处理：HRC 5862，尾部回火HRC 4050；压弯凸模的各项数据如图7所示。7.4 凹模的设计7.4.1 凹模的刃口形式考虑到工件的出件方式，采用如图8的凹模刃口形式。该刃口的特点是：刃口无斜度，有一定的高度，刃磨后刃口的尺寸不变，但刃口后端漏料部分设计成带有一定斜度，凹模工作部分强度较好，冲裁出来的工件精度较好。7.4.2 凹模的外形及尺寸 凹模的外形尺寸，主要是指它的长、宽（或直径）和厚度。外形尺寸是否合理，将直接影响到凹模的强度、刚度和模具的耐用度。外形尺寸主要根据被冲材料厚度和制件外形尺寸确定。凹模厚度可以用下列公式求得： （14）式中：凹模最小厚度（mm）；P为冲裁力（N），K为系数，与制件周长有关，见表7。 图8 凹模刃口形式Fig.8 The concave die form表7 系数K值 Table7 The value of coefficient K制件周长 500K 1 1.12 1.25 1.37 1.5 1.6经计算的制件周长为85.1mm，所以K取1.25，冲裁力为274.59KN，所以，=39.36mm凹模图形如图12。材料选用9Mn2V; 热处理：HRC 5862;凹模部分尺寸如表8。表8 凹模尺寸Table8 The sizes of die 图中标注字母 数据（mm） L 175 B 140 H 40 续表1 图中标注字母 数据（mm） S 28 A 42 b 55 t 32.57.5 模具闭合高度的校核模具的闭合高度应为上模座、下模座、凸模固定板、垫板等厚度以及凸模其他部分的长度和凹模嵌入下模座的长度差H的总和，这里H取20mm，所以：H=50+60+25+12+20+40-0.5+20=226.5mm“-0.5”是考虑凸模进入凹模的深度。根据生产现场调整，可略有增减，以制件完全分离为准。 所选压力机的最大闭合高度Hmax=270mm ,Hmin=270-55=215mm满足 7.6 卸料螺钉的设计在设计的卸料板上，设置了4根卸料螺钉。材料为45钢，热处理为硬度 HRC3540。 图9 卸料螺钉Fig.9 Stripper bolt卸料螺钉的各个数据如下：表9 卸料螺钉的各项数据Table9 The various data Unloading bolt图中字母 数据（mm） 图中字母 数据（mm） 图中字母 数据（mm） d 12 L 100 d2 7.8 r1 0.5 I 12 D1 12 D 18 H 12 t 6 D2 11.5 S 10 C1 0.5 B 3 C 1.5 R 0.5 d1 107.7 弹性卸料板的设计弹性卸料板主要用于冲制薄板和要求平整的冲模中。它可以在冲压开始时先起压料的作用，冲压结束后起卸料作用，是冲裁模中常用的卸料方式。设计图形如图零件图所示。图中选用4个卸料弹簧，4个卸料螺钉，卸料弹簧和卸料螺钉前面已经设计过，弹簧孔的直径为43.5mm。7.8 模架的选取选择GB/T2851.3-90后侧导柱模架如图15所示。H=230mm，h1=50，h2=60，R=25mm，B=140，A1=110，A2=195。按GB2862.3-81选择B5078凸缘模柄。材料Q235-AF。7.9 导柱、导套的选择为了便于安装，选择导柱导套时左右两侧的导柱和导套选择相同的型号。按照GB/T 2861.6-90选择d=50mm的A型导套A50H6110 GB/2861.6。极限偏差为H6，长度L=110mm，H=45mm，材料为20钢。热处理：渗碳深度0.81.2mm，硬度5862HRC。按照GB/T 2861.1-90选择d=35mm的A型导柱A35h5190 GB/T2861.1，极限偏差h5，长度L=190mm，材料20钢。热处理深度0.81.2mm，硬度5862HRC。导柱和导套采用H7/h6的间隙配合。7.10 导料销的选择导料销(又称定位销)主要用于定位,保证条料有准确的送料距,导料销有多种形式,分别用于不同的场合。此按照GB2866.5-81选择弹簧弹顶导料销，直径d=12mm，材料45钢，热处理，硬度4348HRC，如图16所示。7.11 螺钉及销钉的选择用于连接定位板与凹模的螺钉选择1个内六角螺栓 GB70-80 M615,螺纹规格d=6mm,公称长度l=16,性能等级为8.8级、表面氧化、A级的内六角头螺栓。定位销选用表4-4选择销GB 119-86 640，公称直径d=6mm,长度l=40mm材料为45钢，热处理，硬度2838HRC。图10 模架Fig.10 Moldbase 图11 导料销Fig.11 Lifter Guide pin模柄固定的螺钉选择P37表3-9选择2个螺钉 GB70-80 M1030,螺纹规格d=10mm,公称长度l=30,性能等级为8.8级、表面氧化、A级的内六角头螺钉。导料板的固定螺钉选择4个内六角螺钉，GB 70-80 M1035，螺纹规格d=10mm,公称长度l=35，性能等级为8.8级，表面氧化、A级内六角螺钉。销钉选用销GB 119-76 640，公称直径d=6mm,长度l=40mm,材料为45钢。8 最后一道弯曲模设计8.1 弯曲件的工艺性弯曲件图如图12所示。8.1.1 最小弯曲半径 弯曲件的最小弯曲半径与材料的力学性能、硬化程度、纤维方向、表面质量等因素有关。其值计算如下： r=0.1t=0.22=0.2mm8.1.2 弯曲件直边高度 如图12所示的弯曲件，直边高度为H=33mm,满足H2t=22=4mm,所以符合弯曲条件。弯曲件孔边距离为15.5，最小孔边距为S=2.2mm,15.5远大于最小孔边距，不处于弯曲变形区内，因此，弯曲基本不影响小孔的精度和形状。8.1.3 弯曲件的精度1）弯曲件的角度公差为2。2）弯曲件的直线尺寸公差为IT14级。 图12 弯曲件 Fig.12 Bending parts 8.2 弯曲件的回弹 回弹是指金属材料在塑性弯曲时总是伴随着弹性变形，因此，当弯矩去掉之后，弯曲件的弯曲角与弯曲半径变的与模具尺寸不一致，回弹值通常以回弹角表示。 =-0 其中：表示回弹后制件的实际角度； 0：表示模具的角度8.2.1 影响回弹的因素 1）材料的力学性能 与弹性模数成反比；2）相对弯曲半径r/t r/t大则回弹角大；3）弯曲中心角 愈大，则愈小； 4）弯曲方式 校正弯曲比自由弯曲回弹角小； 5）制件形状 U形件回弹小于V形件。8.2.2 回弹角的大小 在实际设计时，通常按实验的数据来修正，或经试冲后再修正。 该弯曲为U形弯曲，且为自由弯曲 回弹角为=2。8.2.3 减小回弹的措施 因为本弯曲件形状已设计好，所以，常常就以以下几个方面采取措施： （1）弯曲工艺方面。弯前将坯料进行退火处理。 （2）在模具结构方面：补偿回弹；增加压料力或减小凸凹模之间的间隙的方法减少回弹；弯曲时在弯曲件的端部加压的方法，不但能获得精确的弯曲高度，而且能减小回弹。8.3 弯曲力的计算8.3.1 弯曲力的大小通常采用经验公式因为该弯曲为U形自由弯曲所以弯曲力采用公式F=0.7KBt2b/(r+t) （15）其中：F - 自由弯曲力 B - 弯曲件的宽度，B=12 t - 厚度为，t=2 r - 弯曲件的内弯曲半径，r=0.5 K - 安全系数，一般取K=1.3 b 为材料的抗拉强度,b =400MPa 弯曲力F = 0.3KBt2b/(r+t) = 0.71.31222400 = 6.9888（KN）8.3.2 顶件力计算 顶件力一般取自由弯曲力的30%80%，现取自由弯曲力为50%。所以顶件力F1=0.56.9888 =3.4944（KN）8.3.3 弯曲时压力机公称压力的确定 F压F自=6.9888+3.4944 =10.4832（KN）8.4 弯曲模的间隙 U形件弯曲时，凸凹模间隙的大小对弯曲件质量有直接影响，过大的间隙会引起较大的回弹，过小的间隙会使制件厚度变薄，增加模具的磨损。因此必须确定合理的间隙值。凸凹模的合理间隙值可按下式进行计算： Z/2=t+ct其中：Z/2 弯曲凸、凹模单边间隙； t 坯料厚度； 坯料厚度正偏差； C 根据弯曲件高度H和弯曲线长度L决定的系数，这里取C为0.04。t=2,为零，C为0.04Z/2=2+0.042=2.08 mm8.5 弯曲模工作部分尺寸计算8.5.1 凸模圆角半径 若弯曲件的内侧半径rrmin(材料所允许的最小弯曲半径,见冷冲模及塑料成型工艺与模具设计资料表1-3-1),则应取rp=r 凸模圆角半径rp=r=0.5mm8.5.2 凹模圆角半径及凹模深度(1)凹模圆角半径rd。凹模圆角半径一般为不小于3mm,以免弯曲时材料表面产生划痕。弯曲凹模圆角半径由冷冲模及塑料成型工艺与模具设计资料表1-3-16查得： rd=5mm (2)凹模深度Lo。当弯曲U形件时，如果弯曲边长较大，而对平直度要求不太高时，可采用冷冲模及塑料成型工艺与模具设计资料表1-3-19空中的数值，查得：Lo=20mm8.5.3 凸凹模工作部分的尺寸公差 L凸2 =（Lmin+0.75） =（10+0.750.2） = 10.15(mm) L凹2 =（L凸+ Zmin） = (10.15+2.08) = 12.23(mm)8.6 压力机的选择 由8.3.3已确定压力机的公称压力,大小为10.4832KN。8.6.1 压力机各参数 发生公称压力时滑块离下死点距离 SP=3mm 滑块行程:固定行程 S=40mm 调节行程 S1=40mm，S2=6mm 标准行程次数 n=200次/min 最大闭合高度 H=160mm 闭合高度调节量 H=35mm 滑块中心到压力机的距离 C=100mm 工作台尺寸:前后 B=180mm 左右 L=280mm 工作台孔尺寸：前后 B1=60mm 左右 L1=130mm立柱间距 A130mm8.7 模架的设计与有关尺寸 采用中间导柱模架,根据L、B为125、80查冷冲模及塑料成型工艺与模具设计资料第九章表1-9-1、表1-9-5得到模架模座的有关尺寸,再查表1-9-7查得导栓、表1-9-9得导套尺寸及表1-9-11得模柄尺寸。（P178）8.8 顶出机构8.8.1 顶板与凹模的配合 因为弯曲件的形状相对比较复杂，所以顶板与凹模采用非配合关系。8.8.2 顶板的尺寸顶板的长度一般根据弯曲件的长度而确定,或由凹模的长度确定。在前面的模具工作尺寸的计算中已求出了L凹=12.23mm,可知能够选顶板的长度为12.1mm。顶板的厚度由国家标准GB2867.4-81查得为9mm。8.9 模具的安装8.9.1 模具安装的注意事项 1)检查模具的闭合高度与压力机的闭合高度是否合理; 2)模具安装前应将上下模板和滑块底面的油污揩试干净,并检查有无遗物,防止影响正确安装和发生意外事故。8.9.2 模具安装的一般次序 1)根据冲模的闭合高度调节压力机滑块的高度,使滑块在下死点时与工作台面之间的距离大于冲模的闭合高度。 2)先将滑块升到上死点,冲模放在压力机工作台面规定位置,再将滑块停在下死点,然后调节滑块的高度,使其底平面与冲模上模座上平面接触。 3)将压力机滑块上调35mm开动压力机，空行程12次，将滑块停于下死点，固定住下模座。 图13 弯曲模 Fig.13 Bending mode9 结论 在这几个月的毕业设计过程中，我从对模具一知半解到独立设计开发的过程中，我始终做到勤勤恳恳，坚持按照一般的冷冲模设计过程来严格地计划和安排进程。由于模具结构的精度要求高，各零件也较复杂，我始终学习基础的知识，熟悉各零件的作用及设计方法。在考虑加工工艺时，把一般的机械零件加工工艺知识与模具加工工艺结合起来。考虑零件的精度要求和模具的寿命确定合理的模具结构及各零件的配合精度。通过整个过程的学习体会。我觉得受益匪浅，也对这一行业充满了兴趣。冷冲模主要利用压力通过模具对钣金零件完成冲孔、落料、弯曲、胀形等加工。冷冲模加工的精度高，生产率高。通过毕业设计我熟悉了冷冲模的结构及设计方法。在此基础上，按照一般的设计程序，针对电机炭刷架的结构特点，安排了加工工序，设计了一套模具。总的说来，模具结构的设计应保证有足够的加工精度，确保较长的寿命。对于模具寿命和加工精度而言是相对矛盾的，因此为保证了精度要求我考虑了寿命的控制点，在安排压力机确定凸凹模间隙时考虑到寿命问题。模具的应用使得生产效率提高了，生产周期缩短了，但模具的成本比较高。如果在未来的设计中考虑到模具寿命的问题，这时模具行业在我国的推广是有好处的。 参考文献1 余琨，黎文献等变形镁合金的研究、开发及应用J中国有色金属学报，2003,13(2):277-288.2 张士宏，王忠堂等镁合金的塑性加工技术J金属成形工艺，2002(5)：1-43 肖景容冲压工艺学M北京：机械工业出版社，2002：106-109，207-212.4 板金冲压工艺手册编委会板金冲压工艺手册M北京：国防工业出版社，1992：481-482.5 王孝培冲压设计资料M北京：机械工业出版社，1982：195-2066 模具实用技术丛书编委会冲模设计应用实例M北京：机械工业出版社，2000：234-2467 刘心治冷冲压工艺及模具设计M重庆：重庆大学出版社，2000：217-2238 虞传宝冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料M北京：机械工业出版社，1993：1-60，111-1239 成虹冲压工艺与模具设计M成都：电子科技大学出版社，2000.11：217-243，317-32210 彭建声简明模具工实用技术手册M北京：机械工业出版社，1993：196-202，590-59411 冲模设计手册编写组冲模设计手册M北京：机械工业出版社，1997：618-70012 冲压工艺及冲模设计编写委员会冲压工艺及冲模设计M北京：国防工业出版社， 1993：265-29213 王新华，袁联富冲模结构图册M北京：机械工业出版社，2003.1：525-52814 王志恒，李丹等影响拉深筋结构及应用的因素分析J锻压技术，1997(2)，20-2315 李元元，张卫文等，镁合金的发展动态和前景展望J.特种铸造及有色合金，2004(1)1717.16 日太田哲冲压模具结构与设计图解M北京：国防工业出版社，1980：29-47，145-15917 苏联萨洛金镁合金板料冲压工艺M北京：机械工业出版社，1958：120-12518 涂光祺冲模技术M北京：机械工业出版社，2002.8：203-217，241.19 中国机械工程学会锻压学会锻压手册M北京：机械工业出版社，1993：341-346.20 JHYoon，HHuh Efficiency Enhancement in Sheet Metal Forming Analysis with a Mesh Regularization MethodJ Materials Processing Technology，2003，125-126：616-62121 Gow-Yi Tzou, Ming-Nan Huang. Analytical modified model of the cold bond rolling of unbounded double-layers sheet considering hybrid frictionJ. Materials Processing Technology,2003,125-126:622-627. 致 谢几个月的毕业设计已接近尾声，经过这段时间的学习和探索，终于完成了本次设计任务，在这次设计过程中确实困难重重，许多学过的知识不够明确，更有许多知识自己不是很清楚甚至是不知道，许多设计过程和数据都让我不知所措，致使设计工作走了许多弯路，幸好有指导老师董亮的的大力帮助和细心指导，许多问题才迎刃而解。与此同时，由于许多数据并不是直接就存在的，所以我就要查阅前人的文献来吸取经验，以及获得数据获得知识，在此我要感谢学校及系领导对我们至始至终的指导和硬件投入，以及给予的文献数据的大力支持。同时还要感谢我们小组在我设计过程中遇到困难时所给予的帮助，他们的指导和帮助，我才能够顺利完成了毕业设计。在我即将步入工作岗位前，这次的毕业设计不仅巩固了我大学学到的各类专业知识，还完善了知识的积累，并且学到了许多新的知识，这对我而言是一笔宝贵的财富。 当然，在本次设计中，由于本人知识水平有限，设计中难免存在许多错误与不足，敬请各位老师谅解和批评指出，我将汲取经验教训努力改正，再次对各位老师表示衷心的感谢。附录附录1：A0图纸1张附录2：A1图纸1张附录3：A2图纸3张附录4：A3图纸8张附录4：A4图纸4张