（大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业）自行车脚蹬内板级进模设计（有cad图+文献翻译）.docx

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1、自行车脚蹬内板级进模设计目录摘要2前言3自行车脚蹬内板41冲压件的工艺性51.1 冲压件的工艺性分析51.2 工艺方案的确定62排样方案的设计72.1 排样72.2 条料宽度和导料板间距的确定72.3 材料利用率83冲裁工艺力及压力中心的计算103.1 冲裁力的计算103.2 翻孔的计算113.3 整形力的计算133.4 压力中心的计算134压力机的选择155模具中次要尺寸的计算166编制工艺卡片197模具结构设计218模具次要零部件的设计228.1 定位方式的选择228.2 卸料、出件方式的选择228.3 导向方式的选择239模具的拆卸、调试和检测259.1 模具的拆卸259.2 冲裁模具的

2、调试269.3 模具的检测2610模具材料的选用要求和选择准绳2810.1 冷冲模材料的选用要求2810.2 材料的选用准绳29致谢30参考文献31本设计是冲孔翻孔落料级进模的设计,冲压模具次要是将板料分离或成形而得到制件的加工方法。设计零件为自行车脚蹬内板，是普通的厚板冲压件，尺寸精度要求不高，次要是翻孔整形成绩。由于模具的消费次要是大批量的消费，而且模具可以保证冲压产品的尺寸精度和产质量量,模具的设计与制造次要考虑到模具的设计能否满足工件的工艺性设计，能否加工出合格的零件，以及后来的维修和存放能否合理等。在本次设计中的自行车脚蹬内板中，不只要考虑要使做出的零件能满足工作要求，还要保证它的运

3、用寿命。其次设计中还要考虑到它的实践工作环境和必须完成的设计义务,模架采用对角型模架，凹模采用组合凹模，这样可以采用线切割等数控设备来一次完成全部的工序加工，在设计中我要考虑到很多关于我所设计模具的知识，包括它的运用场合、外观要求等，从这里可以知道模具设计是一项很复杂的工作，所以在设计要不断的改进直到符合要求。关键词：翻孔;工艺性;级进模在本次设计中我所设计的是自行车脚蹬内板冲孔翻孔落料模,此模具为小型大批量消费，因此对模具的寿命和精密度要求都很高，所以在设计的义务次要是模具类型的选择和工作部分的制造，模具制造时的材料选择，在满足模具工作负载的前提下尽量采用价格低廉的材料，多采用先进的模具材料

4、，这样不只能设计和制造出合格的模具，也能充分的利用古代科技为工业的发展提供技术支持。结合我国近年来模具的发展历史,虽然在设计制造方法和手腕方面已基本达到了国际程度，模具结构功能方面也接近国际程度，在轿车模具国产化进程中行进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。所以我所设计的模具要考虑到更多的方面，结合我国的实践国情，多方调查找到合适本人特点的地方，这样不只可以设计出合格的模具产品，还能进步本人的才能。标志冲模技术先进程度的多工位级进模，是我国重点发展的精密模具种类。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，己基本达到国际程度。近年来随着数控技术的

5、不断推进和高技能人才的不断出现，我国的模具市场全体上还能满足大多数企业的需求,但是很多的关键技术和国外相比起来还是有很大差距的，这就要求我在引进国外模具的同时要更大程度的把技术也引进过来。但总体上和国外的多工位级进模相比，在制造精度、运用寿命、模具结构和功能上，我还有相当长的一段路要走，这就要求模具设计人员在工作中要刻苦努力，不断创新，打造属于本人的品牌，所以需求我们更多的去努力去奋斗！自行车脚蹬内板工件称号：自行车脚蹬内板消费批量:大批量材料:Q215-F,厚1.5mm零件图如下图所示:图1自行车脚蹬内板1冲压件的工艺性1.1 冲压件的工艺性分析该零件为自行车脚蹬内板，是自行车脚蹬结构的组成

6、零件之一，尺寸不大，外形简单对称，由圆弧和直线组成，无悬壁和狭槽，厚度普通，零件外形尺寸无公差要求。工件外形和两个05.5mm的孔，属于落料、冲孔工序。两头带有凸台的孔，可以采用两种方法冲压。第一种是先作浅拉深，然后冲底孔。在进行拉深时，圆锥部位的材料一部分是从底面活动得来的，另一部分要从主板下活动而来，对于后者若要为材料活动留不足量，就要添加工件排样的步距，从而形成材料耗费添加。第二种方法是先冲预孔，再进行冲压，这属于翻孔工序。翻孔时材料活动的特点是预孔周围的材料沿圆周方向伸长，使材料变薄；而在径向材料长度几乎没有变化，即材料在径向没有伸长，因此不会惹起主板上的材料活动。工件对019mm和0

7、22.5mm部位有公差要求，而且不允许有圆角，因此该部位要有整形工序。经过以上分析，可以看出该零件为普通的厚板冲压件，尺寸精度要求不高，次要是翻孔整形成绩，可采用冲压方法消费。表1Q215F的力学功能材料称号牌号材料的形态抗剪强度抗拉强度屈服点伸长率普通Q215-F未经退火的2653333334122162631碳素钢由上表可知，Q215-F为普通碳素钢，其屈强比小，延伸率较高，具有良好的冲压功能。1.2 工艺方案的确定方案一：先冲孔，后翻边和落料，采用单工序模消费；方案二：先冲孔翻边后落料复合冲压，采用复合模消费；方案三：冲孔一翻边落料级进冲压，采用级进模消费。方案一采用单工序模，降低了冲裁

8、力和进步模具寿命，同时模具结构简单,打操作也方便，但添加了模具成本，消费效率低；方案二采用复合模组合冲压,节省了工序和设备，但模具结构复杂，刃磨和修缮比较困难，且上下料操作也不方便。综合考虑经济效益和消费效率，可以看出，在大批量消费条件下，同时为了避免多次冲压的定位误差，采用方案三级进模冲压比较合理。2排样方案的设计2.1 排样排样是指制件在条料、板料上的布置方法，合理的排样可以减少废料，进步材料利用率。冲裁排样按有无废料可分为：有废料排样；少废料排样；无废料排样。按制件在条料上的陈列方式可分为；直排、斜排、对排、混合排、多排、冲裁搭边几种。由于该零件两头大，两头小，采用直排方式材料利用率低，

9、同时为了补偿定位误差和下料误差，综合考虑采用斜排有废料的排样方式。查表2可得搭边值：a1=1.2mm,a=1.3mm表2最小搭边值表条料厚度150t/mma圆形工件Sia矩形工件150aa矩形工件Si-0.251.21.01.51.218-2.61.5-2.50.25-0.51.00.81.21.01.5-2.51.2-2.20.5-1.00.81.01.01.21.8-2.61.5-2.51.0-1.51.31.21.51.22.2-3.21.8-2.81.5-2.01.51.31.81.52.4-3.42.0-3.02.2 本模具采用无侧压安装，条料与导料板间间隙最小值为1mm。2.3 条

10、料宽度和导料板间距的确定条料宽度：B1=(Dnax+2a+Z)侧面导板距离：D皿+2a+2ZDnaX条料宽度方向冲裁件的最大尺寸;a侧搭边值；条料宽度偏向；Z条料与导料板间间隙最小值。=mm查表3可知条料宽度偏向=().6表3条料宽度偏向条料宽度B材料厚度t341-22-3500.40.50.70.950-1000.50.60.81.0100-1500.60.70.91.0150-2200.70.81.01.2220-3000.80.91.11.3所以可得=60.6WsmmA=6O.6+1=61.6mm步距S：2.3材料利用率一块条料的材料利用率：个制件的有效面积；块板料的面积；块板料所冲制件

11、的总数。查附表3选用板料规格为850*1800*1.5,采用竖裁，剪切条料尺寸为60.6*1800,一块板料可裁条料为14,每条可冲零件的个数为52,每块板料可冲零件728个，则每块板料的材料利用率为：2.4工位安排该采用下图的排样方式,共分5个工位第一工位:冲的工艺孔第二工位:翻边第三工位:冲底孔;整形第四工位:冲2个孔第五工位：落料,工件从底孔中漏出。由以上分析可以得知，该模具的动作过程为：先冲出翻边时用的工艺孔，然后翻边，冲孔、整形和落料，模具的动作需求在不同的工位上完成不同的动作，所以模具的定位要绝对正确，只要这样才能保证送进步距的精确，冲制出合格的产品，所以在级进模中最重要的设计工作

12、就是送料安装的设计和制造。经过下面的计算可以得出该工件的排样图如图2所示。图2排样图翻边凸模必须有圆角，工件的部位有公差要求,而且不允许有圆角，因此该工位要有整形工序，整形和孔的冲裁两道工序在一个工位上完成。模具运用条料,用手工送进,没有设置定位安装。第二个翻边当前,板料下面构成分明凸包。手工送料时,放在下一工位的凹模中即可。第二和第五工位的凸模设有导正销进行精确定位，在第一和第二工位个设置一个始用挡料销、供条料开始送进的第一、第二工位运用。3冲裁工艺力及压力中心的计算3.1 冲裁力的计算该模具采用平刃口模具进行冲裁，其理论冲裁力F(N)可按下式计算：式中：冲裁件周长mm；材料厚度mm；材料抗

13、剪强度Mpa但选择设备时，需求考虑刃口磨损和材料厚度及力学功能波动等要素，实践冲裁力可能增大，所以应取：由于在该模具中需求冲压的部位次要有外形，两个直径为的孔、直径为的孔和直径为的工艺孔，因此经过计算可得到其周长分别为：162.7un、17.27mm、59.66mm、47.Imm材料厚度mm材料抗剪强度故：3.2 翻孔的计算翻边的计算有：计算翻边前的毛坯孔径；变形程度计算；翻边力的计算。根据工件图计算翻边前毛坯孔径，称为底孔孔径，底孔周边材料在翻边时材料没有径向活动。在分析它的横截面时，可把它看作弯曲。既如图3.1红线所示的部位。翻边后移动到实线地位，而其长度不变，前后两部分中心线长度相等。这

14、与弯曲材料展开的计算是相反的。计算时应按点划线的圆弧和直线，经过几何关系计算其长度，先计算BC段长，先用做图法求出点划线上的B点、C点的地位。在直角三角形BDC中，用勾股定理计算BC长。具体计算可以参照图3。图3工艺孔的确定图有以上分析，EC应是AB和BC的和。因此，计算出底孔所需的直径为：考虑到翻边后还有冲裁孔，故留不足量，将工艺孔定为校核变形程度。材料翻边过程是底孔沿着圆周方向被拉伸长的过程,其变形量不应超过材料的伸长率，否则会出现裂纹。用变形前、后圆周长之比，表示变形程度。在翻边计算中称其为翻边系数叫即：式中翻边前的孔径（mm）；翻边后的孔径（mm）。按表4可知允许的m值为0.72,因此计算出的值比m大，即设计合理。翻边时不会出现裂纹。表4一些材料的翻边系数退火材料翻边系数KKaiin白铁皮0.700.65黄铜t=0.5-6mm0.680.62铝t=0.5-5mm0.700.64硬铝0.890.80软钢t=0.25-2un0.720.68翻边力的计算采用以下公式：式中，翻边力（N）；板料厚度，t=1.5mm；翻边前孔径（mm）;翻边后孔径（mm）;材料屈服点。在计算翻边力时，翻边孔径取实践孔径值与翻边所需孔径相比减少1.92mm,则也应减少1.92mm,翻边后的实