太阳能发电传感器支架的冲孔落料复合模具设计
目录
引言 1
一、 太阳能传感器支架零件介绍 2
（一）零件图样分析 2
（二）结构形状的分析 3
二、模具设计方案 3
三、模具结构分析及计算 5
（一）排样设计 5
（二）凸、凹模间隙 7
（三）凸、凹模的刃口尺寸及公差 7
（四）冲裁力的计算公式 8
（五）压力中心的确定 9
（六）冲压机的抉择 9
四、模具部分结构设计 10
（一）冲孔凸模的设计 10
五、模具CAD总装图 13
六、模具装配与调试 14
总结 16
参 考 文 献 17
谢辞 18
引言
传感器只属于敏感的精密检测装置，具有传输信号、信息的功能，需要具有一定的稳定性能，这就需要支架用来固定保持稳定性。然而在流通的市场中支架有很多种，但是能够保持较好稳定性能的支架确很少。本课题研究这一传感器支架，包括了固定面、传感器支架面，固定面通过连接面相连，传感器支架面与传感器固定板相连。本课题研究的传感器支架可用于以往传感器支架所适用的场合，能够大大消减震动对传感器的干扰，为信号稳定的传输提供了有利条件。
本课题主要描述了零件成形的步骤、三维建模、模具设计的过程并对技术要求做了简单的说明。针对该零件在冲孔落料上做了比较详细的分析，凸、凹模如何保证双面间隙，模具结构材料的选择来保证此次批量的生产需求，根据落料尺寸要求及车间的实际生产状况设计了较为合理的排样方式，能在有效的时间提高劳动生产效率。
本课题在设计上涉及知识面范围较广，体现在材料的选择，冲压模具设计理论知识，车间生产实际要求。并在一次次不断试验中提升了创新思维，动手能力，协调能力，为自己在模具设计的思路上开拓新方向。
太阳能传感器支架零件介绍
（一）零件图样分析
本课题的研究对象为太阳能传感器支架，下图1-1为传感器支架零件图。图1-2为传感器支架二维图。
图1-1 零件图
图1-2 传感器支架二维图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
在一次次不断试验中提升了创新思维，动手能力，协调能力，为自己在模具设计的思路上开拓新方向。
太阳能传感器支架零件介绍
（一）零件图样分析
本课题的研究对象为太阳能传感器支架，下图1-1为传感器支架零件图。图1-2为传感器支架二维图。
图1-1 零件图
图1-2 传感器支架二维图
（二）结构形状的分析
由传感器支架的零件图可以看出此零件属于钣金冲压零件，其中三边都需要折弯，是通过两次折弯形成的，两个挂角和侧边折弯是一次成形。按照图纸的要求，在没有标注的公差的要求在IT14级内。此零件最主要的是确定好加工的工艺分析，如何有效的提高生产效率。
（三）零件材料分析
根据客户对产品的作用要求和零件的工艺分析，Q235钢这种材料含碳量适中，综合性能在实际应用中非常好，更容易配合，所以符合此零件的生产所需，适合加工。
二、模具设计方案
生产批量：小批量
零件材质：Q235
尺寸要求：图上未注公差尺寸的可按IT14级确定工件尺寸的公差。
加工工序：
A.此产品为钣金类零件首先必须要确定零件展开尺寸，为此后零件的尺寸达到规定的要求。
B.先冲孔落料，要设计合理的复合模具
C.挂钩与弯边的成形
D.最后零件的成形
一个冲压件展开尺寸的计算是一个模具设计的开端，只有将零件展开尺寸算准确了才会更方便更快捷的提高成形零件与成形模具的设计效率。展开尺寸如图2-1所示。
图2-1 传感器支架展开图
零件成形的各个步骤如图所示
2-2冲孔落料 2-3挂角弯边成形
2-4侧边折弯 2-5 整体成形
三、模具结构分析及计算
（一）排样设计
1．排样设计的方法
（1）有废料排样：零件的外形完全是由冲模一次成形，同时也可以保证质量好的产品，冲压模具也可以多次使用，不足之处是材料利用率低，适用于形状复杂、尺寸精度高的冲压件。
（2）少废料排样：裁剪条料质量较差时定位误差大时，产品的质量也就稍差，废料的边缘毛刺及易被在冲模运动中带入模具间隙，操作过程中不及时清除会影响冲模寿命。优点是再生产中材料利用率较高，模具结构较为简单，适合形状规则尺寸精度不高的冲件。
（3）无废料排样：主要是由模具直接沿直线或曲线切断获得冲件，没有搭边废料。这样的冲件的质量不高，长期使用模具的寿命会受到一定影响，但是材料的使用率极高，主要适用在形状规则对称尺寸不高的冲压件。
2．排样方式
本课题研究的传感器支架结构相对简单形状规则精度要求也不是很高，属于小批量生产，在实际操作中为了节省成本采用了少废料排样结构的排样方式，如图3-1所示。
图3-1 排样图
3．排样的优势
这样的排样设计可以保证了在最低材料消耗和在最高的劳动生产条件下得到符合尺寸要求的零件，并且还能使模具的使用寿命有效增加，更好的适应于车间的生产和原材料的供应。
4．材料的利用率
冲压零件的材料利用率的计算公式%
代入数据的可求得F.o=14491KN
n=9 , L=1500mm ， B=165mm
52.7%
5．搭边
选取搭边值要综合考虑以下因素。
（1）每一种材料的力学性能都不相同，搭边值也就不相同。硬材料的搭边值要适当的取小一些，则软材料、脆性材料的搭边值与之相反。
（2）形状与尺寸不一样的冲裁件，搭边值同样各有差别。尺寸小形状复杂的，搭边值取较大值。
（3）搭边值与材料的厚度相关，厚度越薄，那么相应的搭边
引言 1
一、 太阳能传感器支架零件介绍 2
（一）零件图样分析 2
（二）结构形状的分析 3
二、模具设计方案 3
三、模具结构分析及计算 5
（一）排样设计 5
（二）凸、凹模间隙 7
（三）凸、凹模的刃口尺寸及公差 7
（四）冲裁力的计算公式 8
（五）压力中心的确定 9
（六）冲压机的抉择 9
四、模具部分结构设计 10
（一）冲孔凸模的设计 10
五、模具CAD总装图 13
六、模具装配与调试 14
总结 16
参 考 文 献 17
谢辞 18
引言
传感器只属于敏感的精密检测装置，具有传输信号、信息的功能，需要具有一定的稳定性能，这就需要支架用来固定保持稳定性。然而在流通的市场中支架有很多种，但是能够保持较好稳定性能的支架确很少。本课题研究这一传感器支架，包括了固定面、传感器支架面，固定面通过连接面相连，传感器支架面与传感器固定板相连。本课题研究的传感器支架可用于以往传感器支架所适用的场合，能够大大消减震动对传感器的干扰，为信号稳定的传输提供了有利条件。
本课题主要描述了零件成形的步骤、三维建模、模具设计的过程并对技术要求做了简单的说明。针对该零件在冲孔落料上做了比较详细的分析，凸、凹模如何保证双面间隙，模具结构材料的选择来保证此次批量的生产需求，根据落料尺寸要求及车间的实际生产状况设计了较为合理的排样方式，能在有效的时间提高劳动生产效率。
本课题在设计上涉及知识面范围较广，体现在材料的选择，冲压模具设计理论知识，车间生产实际要求。并在一次次不断试验中提升了创新思维，动手能力，协调能力，为自己在模具设计的思路上开拓新方向。
太阳能传感器支架零件介绍
（一）零件图样分析
本课题的研究对象为太阳能传感器支架，下图1-1为传感器支架零件图。图1-2为传感器支架二维图。
图1-1 零件图
图1-2 传感器支架二维图
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
在一次次不断试验中提升了创新思维，动手能力，协调能力，为自己在模具设计的思路上开拓新方向。
太阳能传感器支架零件介绍
（一）零件图样分析
本课题的研究对象为太阳能传感器支架，下图1-1为传感器支架零件图。图1-2为传感器支架二维图。
图1-1 零件图
图1-2 传感器支架二维图
（二）结构形状的分析
由传感器支架的零件图可以看出此零件属于钣金冲压零件，其中三边都需要折弯，是通过两次折弯形成的，两个挂角和侧边折弯是一次成形。按照图纸的要求，在没有标注的公差的要求在IT14级内。此零件最主要的是确定好加工的工艺分析，如何有效的提高生产效率。
（三）零件材料分析
根据客户对产品的作用要求和零件的工艺分析，Q235钢这种材料含碳量适中，综合性能在实际应用中非常好，更容易配合，所以符合此零件的生产所需，适合加工。
二、模具设计方案
生产批量：小批量
零件材质：Q235
尺寸要求：图上未注公差尺寸的可按IT14级确定工件尺寸的公差。
加工工序：
A.此产品为钣金类零件首先必须要确定零件展开尺寸，为此后零件的尺寸达到规定的要求。
B.先冲孔落料，要设计合理的复合模具
C.挂钩与弯边的成形
D.最后零件的成形
一个冲压件展开尺寸的计算是一个模具设计的开端，只有将零件展开尺寸算准确了才会更方便更快捷的提高成形零件与成形模具的设计效率。展开尺寸如图2-1所示。
图2-1 传感器支架展开图
零件成形的各个步骤如图所示
2-2冲孔落料 2-3挂角弯边成形
2-4侧边折弯 2-5 整体成形
三、模具结构分析及计算
（一）排样设计
1．排样设计的方法
（1）有废料排样：零件的外形完全是由冲模一次成形，同时也可以保证质量好的产品，冲压模具也可以多次使用，不足之处是材料利用率低，适用于形状复杂、尺寸精度高的冲压件。
（2）少废料排样：裁剪条料质量较差时定位误差大时，产品的质量也就稍差，废料的边缘毛刺及易被在冲模运动中带入模具间隙，操作过程中不及时清除会影响冲模寿命。优点是再生产中材料利用率较高，模具结构较为简单，适合形状规则尺寸精度不高的冲件。
（3）无废料排样：主要是由模具直接沿直线或曲线切断获得冲件，没有搭边废料。这样的冲件的质量不高，长期使用模具的寿命会受到一定影响，但是材料的使用率极高，主要适用在形状规则对称尺寸不高的冲压件。
2．排样方式
本课题研究的传感器支架结构相对简单形状规则精度要求也不是很高，属于小批量生产，在实际操作中为了节省成本采用了少废料排样结构的排样方式，如图3-1所示。
图3-1 排样图
3．排样的优势
这样的排样设计可以保证了在最低材料消耗和在最高的劳动生产条件下得到符合尺寸要求的零件，并且还能使模具的使用寿命有效增加，更好的适应于车间的生产和原材料的供应。
4．材料的利用率
冲压零件的材料利用率的计算公式%
代入数据的可求得F.o=14491KN
n=9 , L=1500mm ， B=165mm
52.7%
5．搭边
选取搭边值要综合考虑以下因素。
（1）每一种材料的力学性能都不相同，搭边值也就不相同。硬材料的搭边值要适当的取小一些，则软材料、脆性材料的搭边值与之相反。
（2）形状与尺寸不一样的冲裁件，搭边值同样各有差别。尺寸小形状复杂的，搭边值取较大值。
（3）搭边值与材料的厚度相关，厚度越薄，那么相应的搭边
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