西南科技大學城市學院  City College of Southwest University Of Science and Technology           課程設計論文（設計）       論文題目：  基于三維模具技術的 LED燈配件模具設計與制造    指導教師：             武       燕                   系     別：             機電工程系                   專業班級：   機械設計制造及其自動化  制造 1001      姓     名：             趙       晗                    學     號：             201040194                    日     期：             2013 年 11 月                目錄  摘要 - 1 - 第一章  緒論 . - 2 - 1  目的   - 2 - 2  設計任務 .- 2 -      2.1. UG 軟件使用  - 2 -      2.2. 零件沖壓方案 .- 2 -      2.3. 模具結構設計 .- 2 - 3 設計要求 - 2 第二 章   彎曲工藝設計 . .-3-   1、彎曲零件 .-3- 2、彎曲工藝分析 .-3- 2.1 材料分析 . - 3 - 2.2 結構分析 .- 3 -. 3、工藝方案確定 - 4 -    4、彎曲 工藝計算 - 4 -      4.1 毛坯尺寸計算 .- 4 -      4.2 彎曲力計算 .- 5 -      4.3 彎曲模主要零部件計算 .- 6 - 5、沖壓設備的選擇 - 9- 6、彎曲模模架結構設計 - 9 -  6.1 模座的設計 .- 9 -      6.2 模具閉合高度 .- 9 -      6.3 固定板、墊板、定位板、頂料塊及模柄尺寸 - 10 -  6.4 緊固裝置 .-10 -      6.5 橡膠墊的選用 - 10-      6.6 熱處理要求 .- 11 - 7、模具的裝配圖 .- 12 - 小  結 -18 - 參考文獻 - 19 -  1  摘要  隨著模具的迅速發展，在現代工業生產中，模具已經成為生產各種工業產品不可缺少的重要工藝設備，為了擴展在學生在彎曲模具方面的知識，為了適應社會的要求，學校教學環節中，模具三維項目 實踐是不可缺少的一部分，這次項目實踐是在學習完彎曲、模具制造以及三維等課程的基礎上進行的，是對學生綜合能力的考核，是對學生所學知識的綜合運用，也是對學生所學知識的回顧與檢查。通過實例，分析了的彎曲工藝方案，并根據零件形狀和類型，制定合理的彎曲模具，闡述了模具結構特點及工作過程，最后提出了模具設計應該注意的問題。   關鍵詞： 彎曲      彎曲工藝      模具設計2   第一章  緒論  第一節   目的  項目實踐是重要的實踐環節之一，它將理論聯系實際，用所學知識在實踐中進行融會貫通，培養調查研究、分析問題和解決問題的能力，培 養學生獨立工作以及創新能力，為今后的學習工作打下堅實的基礎。  第二節  設計任務  1. UG 軟件使用     熟悉 UG軟件在二維設計、實體造型和裝配方面的應用。  2. 零件彎曲方案     1）分析零件的彎曲工藝性。  3. 模具結構設計     1）模具的二維工程圖設計。     2)  模具零件的三維設計及模具三維裝配。  第三節  設計要求  1.設計必須由學生本人獨立完成。  2.完成設計說明書一份。                                      3 第二章  彎曲工藝設計  1. 彎曲零件    U 型件彎曲模具設計，零件如圖 1.1，參數如圖所示，大批量生產。                    圖  1.1  2. 彎曲工藝分析  具有良好工藝性的彎曲件，能簡化彎曲工藝過程和提高彎曲精度，并有利于模具的設計和制造。彎曲件的工藝設計材料、結構工藝和彎曲件的精度內容。   2.1 材料分析     該工件所用材料 10 鋼是常用的彎曲材料，塑性較好，適合沖壓加工，大批量生產。    2.2 結構分析      零件結構簡單，形狀對稱，對彎曲成型較為有利。查表 1（垂直于纖維）材料允許最小彎曲半徑 rmin=0.1t=0.2mm<3mm，不會彎裂。計算零件                                    4 相對彎曲半徑 r/t=1.5<3,卸載后彎曲圓角半徑變化不予考慮， 工件的彎曲直邊高度為 34.77mm，遠大于 2t，因此可以彎曲成功。該工件是一個彎曲角度為 90o 的彎曲件，所有尺寸精度均未標注公差，而當 r/t<5 時，可以不考慮圓角半徑的回彈，所以該工件符合普通彎曲的經濟精度要求。   3. 工藝方案的確定  工序：直接彎壓 U 型件。  4. 彎曲工藝計算  4.1毛坯尺寸計算  毛坯總長度等于各直邊長度加上各圓角展開長度，即：                        L=2L1+L2+2L 彎  由圖 1 可得            L1=25mm           L2=150mm                                              5  表 2 由 r/t=1.5  取 x=0.36 L 彎   =3.14/2(r+xt)=8.5 L=2L1+L2+2L 彎 =217 4.2彎曲力計算    總沖壓力等于校正力和壓料力之和，先計算校正力                 F 校 =AP=61 12 60=43.9KN 根據彎曲力經驗公式  FZ=0.7Kbt2 b/（ r+t）  =0.7 1.3 12 22 400/（ 3+2） =3494N    FD=(0.3-0.8) FZ=2796N                                     6                         表 3 由于校正彎 曲力比頂件力大的多，故一般 FD可忽略。  4.3彎曲模主要零部件尺寸  （ 1）凸模圓角半徑 rp     在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當零件的相對圓角半徑 tr/ 較小時，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即 rp=r=5mm. （ 2） 凹模圓角半徑 rd 凹模圓角半徑不宜過小，以免擦傷零件表面，影響沖模的壽命。根據厚度 rd=（ 2-3） t=3t=6mm （ 3） 凹模深度   過小的凹模深度會使毛坯兩邊自由部分過大，造成彎曲件回彈量大，工作不平直；過大的凹模深度增加了凹模尺寸，浪費 模具材料，并且需要大行程的壓力機，因此模具設計中，要保持適當的凹模深度。該產品零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的 U 形彎曲件，則凹模深度應大于零件的高度，且高出值 h0=5mm。查表得凹模工作部分深度為 32mm。                                      7                圖 4.1 （ 4） 凸凹模間隙   由式 由 c=（ 1.05 1.15） t   可取 c=1.1t=1.1mm。  （ 5）凸凹模寬度尺寸  零件標注在外形上，應以凹模 首先設計凹模的寬度尺寸。基本尺寸為65mm，板厚 2mm的彎曲件未注公差為 0.4mm，則由式：  凹模寬度 : dLLd 0)5.0-( += d4.00)6.15.0-65( +mm= 4.002.64 +mm 凸模寬度： 0)2-( pcLL dp = 04.0)2.22-2.64( mm= 04.08.59mm                                           8 （ 6）凸凹模造型                   凸模                 凹模                                        9  5.沖壓設備的選擇  根據計算選取沖壓設備 J23-10，其主要技術參數如下：  公稱壓力： 100kn 滑塊行程： 45mm 最大閉合高度： 180mm 閉合高度調節量： 50mm 模柄孔尺寸： 30X50mm 工作臺厚度： 40mm 電動機功率： 1.5KW 外形尺寸： 1750 750 850 6.彎曲模模架結構設計   （ 2）模具閉合高度      模具的閉合高度是指壓力機滑塊在下止點位置時，模具上模座至下平面間的距離，與壓力機有以下關系：                                      10   （ 5）橡膠墊的選用  1.為保證橡膠墊不過早失去彈性而損壞，其允許的最大壓縮量不得超過自由高度的 45%，一般取 H 總 =（ 0.35 0.45） H 自由 。橡膠墊的預壓縮量一般取自 由高度的 10% 15%。                  H 工作 =H 總 H 預    故工作行程：    H 工作 =H 總 -（ 0.1 0.15） H 自由   由工作行程可計算出橡膠墊高度：                H 自由 =H 工作 （ 0.25 0.30）  式中    H 自由 橡膠墊自由狀態下多的高度         H 工作 所需工作行程                                      11 2.橡膠墊產生的力                F=Ap 式中       F 壓力            A 橡膠墊橫截面積            P 與橡膠墊壓縮量有關的單位壓 力  橡膠墊壓縮量 % 單位壓力P/MPa 橡膠墊壓縮量 % 單位壓力P/MPa 10 0.26      25 1.06     15 0.50      30 1.52     20 0.70      35 2.10 （ 6）熱處理要求                                             12 7.模具的裝配圖    模具工作過程：開啟模具后，將落料件放置于定位板 9 與凹模 12之間，當彎曲模具的上模向下運動時，凸模 7 和頂件板 11 壓住彎曲毛坯，使彎曲毛坯準確地、可靠地定位，凸模 7、凹模 12將彎曲毛坯逐漸夾緊下壓而彎曲；當模具的上模繼續向下行進， R2圓弧很快成型。當形成終了時，凸模7 回程，彈頂器痛螺桿 15、頂尖塊 11 將彎曲件頂出。完成  一個工作過程。                                                13 零件圖   模具結構裝配：                                         14                                             15 模具整體圖：                                       16                                     17                                   課  程  設  計  說  明  書    18  小  結  通過這次 模具 UG 項目實踐， 我 深深體會到了學習知識的重要性。通過這次實踐，我對彎曲模的理論知識有了更深的理解，在設計的過程中翻閱了大量的參考書及手冊，讓我對一些參數有一個新的認識。 通過參考一些別人的設計作品和查閱資料，吸取其中的精華，去除糟粕，自己 也 可以學會許多東西。  這次項目實踐，也讓我對 以前學過的制圖軟件有了加深，比如 CAD 和 UG,以前根本不懂模具的裝配過程和爆炸方法，現在通過 UG 項目實踐，重新學到了很多知識，受益頗深。也讓我以后在工作中打下了良好的基礎。通過這次項目實踐 ， 讓我知道， 模具的設計和制造只有理論知識是不行的，任何模具的設計都要有一定的實際經驗才可以設計出更合理的模具。 所以，在今后的學習和工作中，我