武汉理工大学

毕业设计（论文）

14075B型冷弯机冲压头设计

学院（系）： 机电工程学院

专业班级： 过控1501班

学生姓名： 黄荣

指导教师： 徐东亮

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

年 月 日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本授权书

2、不保密√ 。

（请在以上相应方框内打“√”）

作者签名： 年 月 日

导师签名： 年 月 日

目 录

第1章 绪 论 1

1.1 论文的研究背景 1

1.2 论文研究的目的和意义 2

1.3 设计研究内容 2

第2章 冷弯机冲压头设备分析 3

2.1 设备机械组成 3

2.2 各模块功能特点 3

2.3 零部件间的相互关系 4

2.4 工件工艺可行性分析 4

2.5 冲压工序性质和次数 5

2.6 工序组合及其方案的比较 5

2.7 各工序模具结构形式的确定 5

第3章 冲压模具设计计算 8

3.1 各工序冲裁力计算 8

3.1.1 展平工序冲裁力计算 8

3.1.2 冲侧孔工序冲裁力计算 8

3.1.3 冲方孔工序冲裁力计算 8

3.1.4 切断工序冲裁力计算 9

3.1.5 冲圆孔工序冲裁力计算 9

3.2 冲裁间隙的设计计算 10

3.2.1冲裁间隙设计原理 10

3.2.2 冲裁间隙值计算 10

3.3 模具刃口尺寸设计 11

3.3.1 刃口尺寸计算原理 11

3.3.2 各工序刃口尺寸设计 12

3.4 凸模的设计与校核 12

3.4.1 凸模的长度设计 12

3.4.2 凸模的强度校核 13

3.5 各工序凹模设计 14

3.5.1 凹模的形式设计 14

3.5.2 凹模结构尺寸的确定 14

3.5.3 凹模边缘尺寸的确定 15

第4章 辅助机构的确定 16

4.1 模座的设计 16

4.2 固定板的设计与材料选用 16

4.3 垫板的设计 16

4.4 导向机构的设计 16

4.5 螺钉的选型 17

第5章 总结和展望 18

参考文献 19

致谢 20

第1章 绪 论

1.1 论文的研究背景

用于冲压的模具叫冲压模，简称冲模。冲模是把材料成批次生产成冲压件的专用机构。进行冲压时冲压模具是举足轻重的。如果冲压模具满足不了生产条件，大批次冲压无法完成；没有先进的模具，就难以达成尖端冲压制造技术。冲压技术和工具、冲压器械和工件材料组成了冲压工艺的三个主要因素。这三因素全部产生效应时才能制造冲压件。我国已经可以生产单个质量超过50吨的大型冲压模具，以及为中型商务车打造的覆盖件模具。精度高至1到2μm，我国许多企业能够生产出可使用大约2亿次的多工位级进模。大尺寸中厚板精密冲裁模也能对标非常高的水准。

尽管这样，相较于国外尖端技术和市场需求，我国在冲模设计加工方面依然存在很大不足。不足重点体现在超大型复杂长久使用模具的先进模具上，在设计能力以及生产技艺方面，都表现出显著差别。覆盖件模具具备设计和制造难度大，品质和公差要求高的特点，可代表高精尖模具的水平。即使在生产方式和手段上可以大体满足全球标准，模具构造性能也几乎赶上外国的中等水准，沿着中型商务车模具内产外销的道路大步迈进，然而生产品质、公差、制作时间等主要数据上，比国际平均标准差了一大截。作为我国开发的高精尖模具类别的重心所在，体现冲模技艺高端本领的多工位连续模尤其是多功能冲模，几乎可以代替国外产品。可是在全面与国外多工位连续模较量时，落后处处体现在生产品质、产品使用期限、模具构造、产品机能方面。

除了上述差距以外，国内冲模生产工厂专业制造成分还很少，模具大多采用自己制造自己配合的方式。国外工厂自己生产自己配合的比例通常是30%，远低于国内工厂的60%。这个比例恶劣影响了专业制造的发展程度。如今，工艺精度高、资金需求大的冲模，工厂专业生产比例很大，比方说覆盖件冲模、多工位连续模及高精尖冲模。然而普通冲模专业生产的厂家就很少，因为自配程度高，是以高端冲压模具制造厂商的位置主要与冲压件制造水平呈现正相关。有趣的是主要投资者的决策才是决定多工位冲模、覆盖类冲模和多功能精细模具这类专业水平高的专业制造厂商的分布的主要因素，而不是上面所说的冲压件制造水平。即高精尖模具的客户基本处于非原产地。

图1.1 轿车覆盖件

1.2 论文研究的目的和意义

冲裁是依赖动力机构以及冲模对板型原料、带型原料、原料和非标准外形原料产生外部载荷，让它形成塑性变形或者脱离，进一步获取要求外形甚至长短的产品的成形生产手段。冲压使用的原材料大多是热轧及冷轧的金属板材或带材。百分之六十至七十的全球金属冲裁材料是板型材料，这些板材多数通过冲裁生产成品。相较于机械生产和成型生产的其余手段，冲裁生产不管是在工艺上或是价格方面都体现出很多特殊的好处，具体优势列在下段：

冲裁生产的加工速度快，上手简单，容易达成机械生产和自动生产。冲裁时使用模具保障工件的大小和外形公差，通常冲裁件具有较高表面公差品质，并且冲模的使用期限较久，因此冲裁的精度波动小，具有优良的互换性。冲裁可制造大型、复杂外形的工件，此外冲裁原料的冷变形硬化效应也导致冲裁件具备高强度高刚度。冲裁基本不会产生切屑或心碎屑，原料浪费少，甚至不用加热，属于原料利用率高，节能降耗的生产手段，因此冲裁件价格低廉。

冲裁的众多优点，使得冲裁工艺在国家金融命脉多数区域具有竞争优势。在航空航天，军事，机械，农业机器，电子信息，运输，化学工业，医用设备，生活用品及轻工业等领域内都存在冲裁生产。

本毕设课题的主要研究目的是：在充分了解我国冲压需求与冲压模具制造差距的基础上，针对折弯成型产品的接续加工进行模具设计。全面使用了机械设计，液压传动，和三维制图有关资料，实现了对冷弯冲压线的连续生产和控制，同时可进一步提高冲压生产效率。并为后续控制系统信息的集成提供了有力的保障，有利于实现无人自动化智能生产的综合管理。

1.3 设计研究内容

冷弯机冲压头对冷弯成型结构进行5项局部加工处理，各项加工的顺序和时间由电脑进行独立控制，通过高度集成的液压管路、油缸、电磁阀和相关模具实现，本设计根据冷弯机冲压头工作原理和相关资料进行其主体机械结构设计，包括：

（1）分析14075B型冷弯机冲压头工作原理及其机械部件组成，分析各零部件的功能、特点以及零部件间的相互关系。