2252 凹型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
2252 凹型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),彎曲,曲折,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì)
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表學(xué)生姓名 王桂周 學(xué) 號(hào) 0412226 指導(dǎo)教師 于智宏課題名稱 型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務(wù)書 有 無開題報(bào)告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢中期工作匯報(bào)及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績?cè)u(píng)定：所在專業(yè)意見：負(fù)責(zé)人： 2007 年 04 月 20 日 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 : 王桂周 學(xué) 號(hào): 0412226 設(shè)計(jì)(論文) 題目： 型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2007 年 3 月 22 日~ 5 月 22 日 指 導(dǎo) 教 師: 王強(qiáng) 于智宏 2007 年 3 月 20 日河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書1緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比距離相當(dāng)大。一、 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(1)國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國模具生產(chǎn)廠家約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13億 美元，出口模具 4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為 3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15～20 萬美元，有的河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書2高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對(duì)的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和 CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。(2) 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 5）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 6）模具的精度將越來越高； 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書37）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 8）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 9）開發(fā)新的成形工藝和模具。二、 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％．河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書4第一章 彎曲件工藝分析1.1 彎曲件工藝性分析工件名稱： 型彎曲件工件簡圖：如圖所示生產(chǎn)批量：大批量材料：08 鋼材料厚度：2 mm圖 1 制件圖制 件 圖材 料 08鋼 ， 厚 度 t=2 0-.524+.7 6R1R1由上圖可知,此工件為典型 型彎曲件。材料為 08 鋼，具有良好的彎曲性能適合彎曲成型加工。工件結(jié)構(gòu)簡單，除了裝配尺寸 ， 公差等級(jí)74.05?052.?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書5IT14 級(jí)有嚴(yán)格要求外其余尺寸均為自由公差，工件整體上看，尺寸精度較高，普通彎曲成型不能完全滿足要求,需要復(fù)合彎曲。1.2 彎曲件研究思路 本課題研究的思路: 型彎曲件模具的設(shè)計(jì). 型彎曲件是最典型的彎曲件，其工作過程很簡單就一個(gè)彎曲，根據(jù)實(shí)際確定它不能一次彎曲成功.因此，需要兩次彎曲。從制件的成型原理和模具加工成本考慮，確定此次彎曲不采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工，模具必須有足夠精度。要保證模具的精度，特別要保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度,保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度的同時(shí),還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的剛度. 另外，模具的精度還和彎曲凸模與彎曲凹模工作配合精度有關(guān)．設(shè)計(jì)時(shí)可能精度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改調(diào)整。只有加強(qiáng)彎曲變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定彎曲工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決彎曲變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。本課題設(shè)計(jì)進(jìn)度的安排如下：1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 15 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4.模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書6第二章 彎曲工藝方案的確定2.1 方案介紹 該工件彎曲成型，可以一次彎曲成型，也可以二次彎曲成型如今有以下三種方案供選擇：方案一：采用一次彎曲成型，單工序生產(chǎn)。如下圖所示：圖 2方案二：采用兩次彎曲成型，先彎 U 型，再彎 型，采用兩套單工序模生產(chǎn)具體如下圖所示：河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書7圖 a 為首次彎曲模具結(jié)構(gòu)圖；圖 b 為第二次彎曲模具結(jié)構(gòu)圖。a)首次彎曲 b)二次彎曲圖 3方案三：采用在一套模具上成型，復(fù)合模生產(chǎn)。具體如下圖所示：圖 42.2 方案分析：方案一、模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，但工件尺寸精度低，尤其是四個(gè)直角的精度難以得到保證。另外，在彎曲過程中，由于凸模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動(dòng)，加大了坯料通過凹模圓角的摩擦力，使彎曲件側(cè)壁容易擦傷和變薄，成型后彎曲件兩肩部與底面不平行。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書8方案二、模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，生產(chǎn)成本較高，由于采用兩副模具進(jìn)行彎曲成形，從而可以避免了方案一中的缺陷，提高了彎曲件的質(zhì)量，但由于采用兩副模具進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，另外，凹模的強(qiáng)度不易保證。方案三、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)制造成本與方案二差不多，但是工件尺寸精度，位置精度容易保證，生產(chǎn)效率也高。綜上所述，經(jīng)過對(duì)三種方案的比較分析可見，該工件的彎曲成型生產(chǎn)采用方案三比較合理。第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 主要設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1 彎曲件毛坯坯料尺寸的計(jì)算L= ??彎直 L式中: L——彎曲件毛坯長度（mm）;——彎曲件各直線段長度之和（mm）;直——彎曲件各部分（圓弧部分）應(yīng)變中性層展開長彎度之和（mm）;L直 1直2L直 3圖 5河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書9由圖可知：L=2 +2 + +41直L2直 3直 1彎L式中： ——第一段圓弧部分應(yīng)變中性層展開長度（mm）;1彎其中： =（85-54）/2-t-r1直L=（80-54）/2-2-1=10 mm=22-2（t+ r）2直L=22-2（2+1）=16 mm=54-2 r3直L=54-2 =52 查《模具設(shè)計(jì)大典 3》得公式：=1.571彎L??式中： ——應(yīng)變中性層的曲率半徑（mm） ；??其中： = r+X t?式中：X——中性層位移系數(shù)，查〈〈沖壓模具設(shè)計(jì)與制造〉 〉教程，表 3.4.1 得 X=0.25；所以： =1+0.25 X 2??=1.5 mm所以： =1.57 X 1.5 =2.355 mm1彎L毛坯長度：L=2 X 10+2 X 16+52+4 X 2.36=113.42 mm3.1.2 彎曲應(yīng)力的計(jì)算河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書10該模具工件屬于自由彎曲成型，所以 U 形件彎曲力：= 自FtrKBb??27.0式中： ——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力(N);自B——彎曲件的寬度,B=70 mm;t ——彎曲材料的厚度(mm);r ——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑(mm);——材料的抗拉強(qiáng)度(MPa);b?K——安全系數(shù),一般取 K=1.3。=F213870.?x＝32444.53 N3.1.3 壓料力的計(jì)算根據(jù)>公式(3.5.4),如果彎曲模設(shè)有頂出裝置或壓料裝置時(shí),其頂出力 可以近似取自由彎曲力的 30% ~ 80%即:yF=(0.3 ~ 0.8) y自F在此取: =0.6y自=0.6 X32444.53=1946.72 N3.1.4 壓力機(jī)公稱壓力的確定根據(jù)>公式(3.5.5)即:(1.2 ~ 1.3) ( + )YJF?自Fy河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書11式中: _彎曲應(yīng)力自F_壓料力y考慮到彎曲工件板料較厚,而且板寬也較大,壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)取值偏大為宜。在此取: 1.3( + )YJF?自 yF=1.3 X (32444.53+1946.72)=44708.63 N根據(jù)計(jì)算結(jié)果,查>表 2-3 初選壓力機(jī)為：J23-10。3.2 彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)由方案三可知,所設(shè)計(jì)的復(fù)合模整個(gè)工作原理可分為兩部分: U 型彎曲和在 U 型彎曲基礎(chǔ)上的 型彎曲。歸根到底,其設(shè)計(jì)為 U 型彎曲種類,所以,其設(shè)計(jì)可按U 型件設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)因?yàn)?=0.5, 值較小,所以 取 =r=1 mmtrtrtrt3.2.2 凹模圓角半徑 Ar根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知: 當(dāng) t = 2 ~ 4 mm 時(shí), =(2 ~ 3) tAr從保證制件精度要求考慮,特別是所設(shè)計(jì)的彎曲復(fù)合模 值不宜取大值。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書12在此?。?＝2 tAr＝2 X 2＝4 mm 。3.2.3 凹模深度 0l L0圖 6凹模深度 過小,則坯料兩端受壓部分太多,工件回彈大,而且不平直,影響0l工件質(zhì)量。如果過大,則浪費(fèi)模具鋼材,且需沖床有較大的工作行程。由前面計(jì)算可知彎曲件邊長 L= + +1直L2直 1彎=10+16+2.36=28.36 mm據(jù)邊長 L=28.36 mm 查>表 19.3-18 得:= 20 mm0l3.2.4 凹凸模間隙計(jì)算河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書13查>的 U 型件彎曲的凸凹模單邊間隙可按下式計(jì)算:C = + x t = t + + x t mat ?式中: C——彎曲凹、凸模單邊間隙(mm);t——工件材料厚度(基本尺寸) (mm);——工件材料厚度的正偏差(mm);?X——間隙系數(shù),查>表 19.3-19 得 X = 0.1 ;所以: C = 2 + 0.006 + 0.1 x 2=2.206 mm3.3 U 形彎曲凸凹模橫向尺寸的設(shè)計(jì)LAZ/2LT圖 7由工件圖上可知:工件是內(nèi)形標(biāo)注的彎曲件,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該以凸模為基準(zhǔn)先確定凹模尺寸。再利用凸凹間隙求出凹模的尺寸。根據(jù)>教程公式(3.944)與(3.9.5)得:凸模尺寸為: = ( + 0.75TLmin?0)t??式中: ——凸模橫向尺寸(mm);河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書14——彎曲件橫向的最小極限尺寸(mm);minL——彎曲件的尺寸公差(mm);?——凸模的制造公差,采用 IT7 級(jí)。t?所以: =(54 + 0.75 x 0.74TL0)t??=54.56 0t??查>表 1-6 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 IT7 級(jí)得:=54056 mmTL03.?凹模尺寸為: =( + ZAA??0)式中: ——凹模橫向尺寸(mm);LZ——凹凸模雙面間隙(mm);——凹模的制造公差,取 IT8 級(jí)得:A?= (54.56 + 4.412LA??0)= 58.972 A?0查>表 1-6 標(biāo)準(zhǔn)公差值 IT 8 級(jí)得:= 58.972AL046.?3.4 彈簧的選用彈簧是模具中廣泛應(yīng)用的彈性元件,主要為彈性卸料用.3.4.1 每個(gè)彈簧力計(jì)算根據(jù)模具安裝位置,選定 4 個(gè)彈簧,每個(gè)彈簧的彈頂力為:河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書15/ N0F?X式中: —— 彈簧復(fù)位的彈頂力(N),在此 =44708.63 N ;XF——彈簧的預(yù)頂力(N);0N——彈簧數(shù)量。/ N0F?X= 44708.63/4= 11177.19 N) 查> GB/T2089-94 表有關(guān)彈簧規(guī)格,初選規(guī)格為 35 mm x 10 mm x 300 mm,具體參數(shù)是 D=35 mm , d = 10 mm , t =21.7 mm = 27806 N , = 125 mm , = 300 mm , n = 12.5。2F0H?0H3.4.2 彈簧預(yù)壓縮 量0= 0H?2F式中: ——彈簧預(yù)壓縮量(mm);0——彈簧最大允許負(fù)荷(N)。2F所以: = x 1250H?7861.=50.23 mm3.4.3 彈簧校核河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書16彈簧實(shí)際工作總壓縮量: = + H?01?式中: ——彈簧工作行程 (mm);1= + ?2式中: ——凸模進(jìn)入凹模深度 22 mm ;1H——擺塊進(jìn)行二次彎曲工作時(shí),凸模下滑行程 50 mm 2。所以: = 22 + 50 = 72 mm1?= + H01?= 50.23 + 72= 122.23 mm 顯然, + aT1直L1彎由前面彎曲件坯料尺寸計(jì)算可知, = 10 mm , = 2.355 mm 。直 1彎L所以: > 10 + 2.355aT=12.355 mm綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本,在此取 = 14 mm 。aT所以: L = 58.972 + 2 x 14= 86.976 mm 在此,取 L = 87 mm 。高度方向: = + 1hyh式中: —— 首次彎曲凸模進(jìn)入凹模的深度 = 22 1hmm ；—— 壓板高度（mm） ， = 23 mm 。yhyh所以： = 22 1+ 23 = 45 mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書23凹模其余尺寸的設(shè)計(jì)和凹模結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)可參見后面的凹模結(jié)構(gòu)零件圖所示。5.3 擺塊的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.3.1 擺塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示： RLBr圖 11 擺塊草圖5.3.2 擺塊的主要尺寸的設(shè)計(jì)圓角半徑 R：R = / 2Bt式中： —— 擺塊的厚度（mm） ，根據(jù)擺塊的工作受力情Bt況和生產(chǎn)成本考慮在此選 = 16 mm 。Bt所以：R = 16 / 2= 8 mm擺塊寬度 B：B = = 70 mm L式中： —— 彎曲坯料的板寬 70 mm。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書24擺塊的工作原理圖如下所示：圖 12 擺塊工作原理由上面擺塊工作原理得 L 的計(jì)算公式如下：L = + + atBt式中： —— 模側(cè)壁的厚度， = 14 mm；at at—— 坯料厚度， = 2 mm；—— 擺塊厚度， = 16 mm。Bt BtL = 14 + 2 + 16 / 2=24 mm擺塊的其余尺寸設(shè)計(jì)與及具體結(jié)構(gòu)可參見后面擺塊零件圖所示。5.4 定位零件的設(shè)計(jì)坯料的定位采用限位釘前方定位和定位塊左右定位，限位釘與凸模頂孔采用H7 / n6 配合固定,定位塊采用銷釘定位,螺桿固定在下模座上。5.4.1 限位釘?shù)脑O(shè)計(jì)限位釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)草圖如下所示:河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書25hd圖 13 限位螺釘結(jié)構(gòu)草圖由于限位釘只起限位作用,基本上不受過大的力作用,所以限位釘尺寸設(shè)計(jì)如下即可滿足使用要求:= 5 mm1dD = 8 mmh = 5 mm其余尺寸設(shè)計(jì)見后面限位釘零件圖所示。5.5 定位塊的設(shè)計(jì) 定位塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示: H圖 14 定位塊結(jié)構(gòu)草圖河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書26定位塊主要工作尺寸 H 可按以下公式計(jì)算:H = + t + t0h式中: H —— 定位塊主要工作尺寸(mm);—— 凹模高度, = 114 mm ;t tt —— 坯料厚度, t = 2 mm ;——為定位可靠,設(shè)定的自由高度,在此選定 = 5 mm。0h 0h所以: H = 114 + 2 + 5=121 mm定位塊的其余尺寸設(shè)計(jì)及具體結(jié)構(gòu)可參見后面定位塊零件圖所示。5.6 彈頂部件的設(shè)計(jì)由于工件彎曲受力較大，在此采用彈簧作彈性元件。彈簧具有彈壓力大，彈頂靈活等優(yōu)點(diǎn)。該模具采用 4 根彈簧，上下墊板和 4 螺桿組成彈頂部件。5.6.1 墊板的設(shè)計(jì)由模具結(jié)構(gòu)所限，上下墊板均是圓形結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計(jì)如下：上墊板： 直徑 115 mm ,厚度 12 mm ；下墊板： 直徑 115 mm ,厚度 12 mm ；上下墊板均采用 45 鋼制造，淬火硬度 40 45 HRC 。其具體結(jié)構(gòu)見后面墊板零件圖所示。5.6.2 導(dǎo)板的設(shè)計(jì)導(dǎo)板主要起導(dǎo)向定位作用，選用材料 T8A，淬火硬度 58 60 HRC。制造尺寸：143 mm x 115 mm x 8 mm 。其具體結(jié)構(gòu)以及尺寸設(shè)計(jì)見后面墊板零件圖所示。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書27第六章 壓力機(jī)的參數(shù)與較核 由前面壓力機(jī)公稱壓力計(jì)算初選的壓力機(jī)型號(hào)：J23-10，查《模具實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》表 2-3 得壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：100 KN ；滑塊行程：45 mm ；最大閉合高度：180 mm ；最大裝模高度：180 mm ；連桿調(diào)節(jié)長度：35 mm ；工作臺(tái)尺寸（前后 x 左右）：130 mm x 200 mm ；墊板尺寸（厚度）：35 mm ；模柄孔尺寸： 30 mm x 60 mm ；?最大傾斜角度： 035由上述技術(shù)參數(shù)可知，所選壓力機(jī) J23-10 型號(hào)可用。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書28第七章 模具零件的加工工藝 7.1 凸模的加工工藝過程表 1 凸模加工工藝卡工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 備料 鋸床下料 80 mm x 130 mm ?2 煅造 煅成 94 mm x 58 mm x 120 mm3 熱處理 退火，硬度 229 HBS?4 刨 刨六面，互為直角 92 mm x 58 mm x 120 mm5 平磨 磨六方 91 mm x 55 mm x 115 mm 6 數(shù)控銑 銑出擺塊安裝槽7 熱處理 淬火硬度 58 60 HRC8 磨 1、 磨外形至圖紙要求尺寸，90 mm x 54 mm x 114 mm 。2、 磨安裝槽至圖紙要求尺寸，70 mm x 16 mm x 84 mm 。9 鉗 1、 倒角去毛刺。2、 畫線、鉆孔、攻螺紋、精修等。3、 研磨銷孔。4、 精修全部達(dá)設(shè)計(jì)要求。7.2 凹模的加工工藝過程表 2 凹模加工工藝卡工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書291 下料 鋸床下料 85 mm x 120 mm ?2 鍛造 煅成 90 mm x 82 mm x 92 mm 3 熱處理退火,硬度退火，硬度 229 HBS?4 刨 刨外形與凹模腔，留 2 mm 余量。5 磨 磨外形與凹模腔，留 0.5 mm 余量。6 銑 樹控銑，銑 20 孔與 16 孔，留 0.5 余量。?7 熱處理 淬火硬度 58 60 HRC8 磨 磨至圖紙要求9 鉗 倒角、去毛刺、精修、研磨凹模腔， 16 孔。?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書30第八章 模具的裝配模具的裝配全過程如下表格所示：表 3 裝配工序卡序號(hào) 工序 工藝說明1 凸凹模預(yù)配 1、 裝配前仔細(xì)檢查凸模形狀、尺寸以及凹模的形狀與尺寸，是否符合圖紙要求尺寸精度，形狀精度。2、 將凸模與凹模相配，檢查加工是否均勻。不適合者，應(yīng)重新修磨或者更換。2 凸模裝配 以凸模為基準(zhǔn)，安裝好限位釘，擺塊。3 裝配下模 1、 把導(dǎo)板與下模座安裝好。2、 把彈頂部件安裝到下模座上。3、 安裝凸模，由上端把已經(jīng)安裝好的凸模部件壓入導(dǎo)板孔至上墊板接觸，用螺釘把凸模與上墊板連接擰緊。4、 安裝定位塊，把定位塊安裝到下模座上。4 上模安裝 把壓桿插入凹模后與壓板連接好，擰緊。5 安裝模具 分別把上模部分，下模部分安裝到壓力機(jī)工作臺(tái)上，并調(diào)出合理的間隙。6 試沖與調(diào)整 開機(jī)試沖并根據(jù)試沖的結(jié)果作出相應(yīng)的調(diào)整。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書31第九章 模具試沖下表分別列出了模具在試沖時(shí)常見的故障，原因和調(diào)整方法：表 4 模具在試沖時(shí)常見的故障，原因和調(diào)整方法常見故障 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法彎曲角度不夠 1、 凸凹模的回彈角制造過小2、 凸模進(jìn)入凹模的深度太淺3、 凸、凹模間隙過大4、 試模材料不對(duì)5、 彈頂器的彈力太小1、 加大回彈角2、 調(diào)整沖模閉合高度3、 調(diào)整間隙值4、 更換試沖材料5、 加大彈頂器的彈頂力彎曲位置偏移 1、 定位塊的位置不對(duì)2、 凹模兩側(cè)進(jìn)口圓角大小不等，材料滑動(dòng)不一致3、 沒有壓料裝置或者壓料裝置的壓力不足和壓板位置過低4、 凸模沒有對(duì)正凹模1、 調(diào)整定位板位移2、 修磨凹模圓角3、 加大壓料力4、 調(diào)整凸凹模位置沖件的尺寸過長或者不足1、 凸凹模之間的間隙過小，材料被拉長2、 壓料裝置壓力過大，將材料拉長3、 設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算錯(cuò)誤或不正確1、 調(diào)整凸凹模間隙2、 減小壓料力3、 改變坯料尺寸沖件外部有光亮的凹陷1、 凹模的圓角半徑過小，沖件表面被劃痕1、 加大圓角半徑2、 調(diào)整凸、凹模河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書322、 凸、凹模之間的間隙不均勻3、 凸、凹模表面粗糙度太大間隙3、 拋光凸、凹模表面設(shè)計(jì)總結(jié)通過沖壓課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步鞏固了沖裁理論知識(shí)。并且也加深了相關(guān)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法。在整個(gè)過程中，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力及獨(dú)立思考解決問題的能力。當(dāng)然，由于本人水平有限及缺乏生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，該設(shè)計(jì)難免存在不足之處。希望老師對(duì)此提出批評(píng)意見，在此表示萬分的感謝。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書33致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過對(duì)彎曲冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模、彎曲模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種彎曲模具的設(shè)計(jì)。彎曲模的主要零件的加工一般比較復(fù)雜，多采用線切割進(jìn)行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計(jì)算出來，多需要在試模后再進(jìn)行調(diào)整。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生 產(chǎn)效率提高。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書34參考文獻(xiàn)[1] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.北京：高等出版社，2004.6[2] 中國模具設(shè)計(jì)大典編委員會(huì).中國模具設(shè)計(jì)大典 3.南昌：江西科學(xué)出版社，2003.1[3] 任嘉卉主編.公差與配合手冊(cè). 北京：機(jī)械出版社，2000.4[4] 馮炳光主編.模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998.5[5] 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，全國彈簧標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編.中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編彈簧卷.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.6[6] 中國輕工模具網(wǎng)模具新聞 ．中國模具工業(yè)特點(diǎn)基本狀況及情況分析．2006.4.11[7] 太空模具網(wǎng). 未來 10 年的模具發(fā)展趨勢. 2005.11.24[8] 中國金屬加工網(wǎng).沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢.2005.6[9] 彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[10] Kondo K.Parametric and Interactive Geometric Modeler Formechanical.Computer-Aeded Design.1990(10) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)［單擊此處鍵入畢業(yè)設(shè)計(jì)中文題名］ 系 部 材料工程系專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具 042 學(xué)生姓名 王桂周 學(xué) 號(hào) 0412226 指導(dǎo)教師 王強(qiáng) 于智宏 2007 年 5 月 23 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：在完成該課題之后，應(yīng)對(duì)冷沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用，能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：（1）了解目前國內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）制件的結(jié)構(gòu)工藝分析； （3）支架拐件冷沖模設(shè)計(jì)，并編寫設(shè)計(jì)說明書一份；（3）繪制模具總裝圖一張，并畫出非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖； （5）編制主要零件加工工藝過程卡。原始資料：制件圖及其尺寸見說明書：材料：A5所在專業(yè)審查意見： 系部意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日機(jī)械加工工藝過程卡（模具專業(yè)沖壓模具課題適用）產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖 號(hào)機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱共（ ）頁第（ ）頁材料牌號(hào) 毛坯種類毛坯外型尺寸每個(gè)毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù) 備注工時(shí)工序號(hào)工序名稱 工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè)備 工 藝 裝 備準(zhǔn)終單件設(shè)計(jì)日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會(huì)簽日期標(biāo)記 記數(shù)更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記處數(shù)更該文件號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績畢業(yè)設(shè)計(jì)成績指導(dǎo)老師認(rèn)定成績小組答辯成績答辯成績指導(dǎo)老師簽字答辯委員會(huì)簽字答辯委員會(huì)主任簽字 畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文任務(wù)書題目：內(nèi)容：（1）（2）（3）（4）（5）（6）原始資料:河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書1摘 要本設(shè)計(jì)題目為 型彎曲模設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了典型 型彎曲模的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者彎曲模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的彎曲模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用彎曲成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準(zhǔn)備；然后計(jì)算了彎曲件的彎曲力，便于選取壓力機(jī)噸位及確定壓力機(jī)型號(hào)；最后分析了彎曲件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及頂出裝置的選取。本設(shè)計(jì)采用了八字?jǐn)[塊復(fù)合模成型 型件。復(fù)合模具有生產(chǎn)效率高，制件精度高等特點(diǎn)，特別適合大批量高精度生產(chǎn)。成型原理可劃分為兩個(gè)階段：首先，凸模與凹模共同作用成型 U 形件；凹模繼續(xù)下行，迫使擺塊左右擺動(dòng)動(dòng)作，U 型件被再次彎曲成型，最后成型 型件，這種機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈活可靠，設(shè)計(jì)方便，非常適合在本副模具中使用。關(guān)鍵詞：彎曲模 凸模 凹模 擺塊 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書2AbstractThe requirement ，content and direction of the design of the bending dies parts are embodied on this bending dies design. The designer’s foundation knowledge of the bending dies design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design. Through the foundation knowledge, firstly, the composion and the performance of the flat sheet is analyzed to choose the type of the mould. Secondly, the volume of the bend is estimated to choose the press molding machine and to detemine the type press machine and tonnage of press. Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the ejection assembly. Swing block compound die is used in this design to form the part.the compound die can produce pierced blanks to close flatness and dimensional tolerances. Compound die’sproduce efficiency and part precision is hight. Especially fit for volume produce and hight precision produce.Moulding of the part is like this :Fist,behing punch and die’s together operation, the part is form to the fast bending ;die is going down, swing block is flogged to work, and the second bending is begin. At last, the part is form to part. This device’s action credibly and design conveniencly. So, it is adapted to be used on this mould extraordinarily.河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書3Keywords: bending dies , punch , dieg, swing block 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語學(xué)生姓名： 王 桂 周 班級(jí): 模具 042 學(xué)號(hào)： 0412226題 目： 型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 綜合成績： 指導(dǎo)者評(píng)語：指導(dǎo)者(簽字) ： 年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 評(píng) 語評(píng)閱者評(píng)語： 評(píng)閱者(簽字) ： 年 月 日答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語：答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人( 簽字)： 年 月 日
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