I 目錄 摘 要 1 前言 2 1 彎曲工藝性分析 3 1 1 分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 3 1 2 彎曲件的工藝性 3 1 3 最小相對(duì)彎曲半徑的確定 4 2 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 5 2 1 最小彎曲半徑 5 3 改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3 1 采用熱處理工藝 6 3 2 從模具結(jié)構(gòu)采取措施 6 4 彎曲工藝力的計(jì)算 8 4 1 自由彎曲時(shí)的彎曲力的計(jì)算公式 8 4 2 壓力機(jī)噸位的確定 8 5 毛坯尺寸及回彈量的計(jì)算的計(jì)算 9 5 1 毛坯尺寸 9 5 2 確定毛坯的尺寸 9 5 3 回彈量的計(jì)算 9 6 彎曲模主要工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 11 6 1 彎曲凸模和凹模的圓角半徑 11 6 2 凹模工作部分深度 11 6 3 彎曲凹 凸模的間隙 12 7 彎曲件彎曲工序的安排 13 8 模具總體設(shè)計(jì) 14 8 1 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 14 8 2 彎曲設(shè)備的選擇 15 8 3 選定設(shè)備 16 8 4 繪制模具總圖 16 8 5 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 17 9 模具總體設(shè)計(jì) 18 9 1 模具類型的選擇 18 9 2 定位方式的選擇 18 9 3 卸料 出件方式的選擇 18 10 模具材料的選用及其他零部件的設(shè)計(jì) 20 10 1 模具材料的選用 20 II 11 沖裁模具的試沖 22 總 結(jié) 24 致 謝 25 參考文獻(xiàn) 26 III IV 1 摘 要 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯 模具設(shè)計(jì)水 平的高低直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率 設(shè)計(jì)本模具是為了制造卡夾圓形彎件 設(shè)計(jì)中分析了零件的結(jié)構(gòu)及工藝性 擬訂 該零件的沖壓工藝為 落料 沖孔 彎曲 討論了彎曲零件毛坯展開(kāi)形狀和尺寸的確定 方法 設(shè)計(jì)了彎曲模 對(duì)關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了詳細(xì)闡述 并指出了模具設(shè)計(jì)時(shí)的 注意事項(xiàng) 其中 彎曲成形是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 由于模具設(shè)計(jì)是一種經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展積累了大量豐富的沖壓工 藝技術(shù)資料 在設(shè)計(jì)模具時(shí)必然要借鑒這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 含括了彎曲模 拉深模中常用 的工藝數(shù) 據(jù)以及模具材料的選取和壓力機(jī)基本參數(shù)等等 本模具性能可靠 運(yùn)行平穩(wěn) 能夠適應(yīng)大批量生產(chǎn)要求 提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效 率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本 關(guān)鍵詞 彎曲模具 板料 彎曲成形 2 前言 我國(guó)模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展 歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì) 近幾年來(lái) 我國(guó)模具技術(shù)有 了很大發(fā)展 模具水平有了較大提高 大型 精密 復(fù)雜 高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新 臺(tái)階 大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件具為代表 我國(guó)主要汽車模具企業(yè) 已能生產(chǎn)部分轎 車覆蓋件模具 體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模 覆蓋面大增 已從電機(jī) 電鐵芯 片模具 擴(kuò)大到接插 件 電子零件 汽車零件 空調(diào)器散熱片等家電零件模具上 塑料 模已能生產(chǎn) 34 48 大屏幕彩電塑殼模具 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車保險(xiǎn)杠和 整體儀表板等塑料模具 塑 料模熱流道技術(shù)更臻成熟 氣體鋪助注射技術(shù)已開(kāi)始采用 壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體梯級(jí)壓鑄模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等 模具質(zhì)量 模具壽命明顯提高 模具交貨期較前縮短 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用 并開(kāi)發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD CAE 軟件 電加工 數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā) 揮了重要作用 模具加工機(jī)床品種增多 水平明顯提高 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展 尤 其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù) RPM 進(jìn)展很快 國(guó)內(nèi)有多家已自行開(kāi)發(fā)出達(dá)到 國(guó)際水平的相關(guān)設(shè)備 模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛 品種有所擴(kuò)展 模具材料方面 由于 對(duì)模具壽命的重視 優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展 正由于模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步 模具 水平得以提高 模具國(guó)產(chǎn)化取得了可喜的成就 歷年來(lái)進(jìn)口模具不斷增長(zhǎng)的勢(shì)頭有所控 制 模具出口穩(wěn)步增長(zhǎng) 以大型沖模覆蓋件模具為代表 我國(guó)已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具 如東風(fēng)汽車公 司沖模廠 已設(shè)計(jì)制造了富康轎車部分內(nèi)覆蓋件模具 一汽模具中心生產(chǎn)了捷達(dá)王轎車 外覆蓋件模具 轎車覆蓋件模具 具有設(shè)計(jì)和制造難度大 質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn) 可代表覆蓋件模具的水平 在設(shè)計(jì)制造方法 手段上面已基本達(dá)到了國(guó)際水 模具結(jié)構(gòu) 功能方面也接近國(guó) 際水平 在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步 但在制造質(zhì)量 精 度 制造周期和成本方面 與國(guó)外相比還存在一定的差距 3 1 彎曲工藝性分析 材料 20 厚度 2mm 零件簡(jiǎn)圖 如圖 1 所示 圖 1 1 工件圖 1 1 分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 彎曲模沒(méi)有固定的結(jié)構(gòu)型式 有可能設(shè)計(jì)得很簡(jiǎn)單 也可能設(shè)計(jì)得很復(fù)雜 這需要根 據(jù)工件的材料性能 形狀 精度要求和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析 確定模具結(jié)構(gòu)型式 本工件 屬于圓形彎曲 其外形要彎曲成如圖說(shuō)是的封閉圓形 確定工藝方案為落料一沖孔一彎 曲三個(gè)工序 本次設(shè)計(jì)主要完成彎曲工藝 達(dá)到如圖 1 所示的半封閉工件 1 2 彎曲件的工藝性 1 2 1 彎曲件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 彎曲件的形狀左右對(duì)稱 寬度相同 相應(yīng)部位的圓角半徑左右相等 以保證彎曲時(shí) 毛坯不會(huì)產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng) 1 2 2 彎曲件的圓角半徑 4 材料只有產(chǎn)生塑性變形才能形成所需的形狀 為了實(shí)現(xiàn)彎曲件的形狀 彎曲圓角半 徑最大值沒(méi)有限制 例如 可以將 厚的鐵板卷成 圓桶 只要計(jì)算或?qū)嶒?yàn)m3 0m30 出其回彈量 就可以制出所需的形狀 然而 板料彎曲的最小半徑是有限度的 如果彎 曲半徑過(guò)小 彎曲時(shí)外層材料拉伸變形量過(guò)大 而使拉應(yīng)力達(dá)到或超過(guò)抗拉強(qiáng)度 則b 板料外層將出現(xiàn)斷裂 致使工件報(bào)廢 1 2 3 彎曲成形的工藝分析 彎曲件的工藝性是指彎曲件的形狀 尺寸 材料的選用及技術(shù)要求等是否滿足彎曲 加工的工藝要求 具有良好沖壓工藝性的彎曲件 不僅能提高工件質(zhì)量 減少?gòu)U品率 而且能簡(jiǎn)化工藝和模具結(jié)構(gòu) 降低材料消耗 1 3 最小相對(duì)彎曲半徑的確定 1 3 1 最小相對(duì)彎曲半徑的概念 最小相對(duì)彎曲半徑是指 在保證毛坯彎曲時(shí) 外表面不發(fā)生開(kāi)裂 的條件下 彎曲件內(nèi) 表面能夠彎成的最小圓角半徑與坯料厚度的比值 用 來(lái)表示 該值越小 板料彎trmin 曲的性能也越好 1 3 2 影響最小彎曲半徑的因素 材料的力學(xué)性能 工件的彎曲中心角 板料的表面質(zhì)量與剪切斷面質(zhì)量 板料寬度 的影響 板材的方向性 表 1 1 最小相對(duì)彎曲半徑經(jīng)驗(yàn)數(shù)值的確定 正火或退火 硬化 彎曲線方向材料 與軋文垂直 與軋文平行 與軋文垂直 與軋文平行 鋁 0 3 0 8 退火紫銅 1 0 2 0 黃銅 H68 0 4 0 8 05 08F 0 0 3 0 2 0 5 08 10 Q215 0 0 4 0 4 0 8 15 20 Q235 0 1 0 5 0 5 1 0 25 30 Q255 0 2 0 6 0 6 1 2 35 40 0 3 0 8 0 8 1 5 5 2 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 2 1 最小彎曲半徑 彎曲件的彎曲半徑必須小于最小彎曲半徑 否則要采用工藝措施 如 熱彎 多次彎 曲等 2 2 彎曲件形狀與尺寸的對(duì)稱性 彎曲件的形狀與尺寸應(yīng)盡可能對(duì)稱 高度也不應(yīng)相差太大 當(dāng)沖壓不對(duì)稱的彎曲件時(shí) 因受力不均勻 毛坯容易偏移 尺寸不易保證 為防止毛坯的偏移 在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí) 應(yīng)考慮增設(shè)壓料板 或增加工藝孔定位 彎曲件形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單 邊緣有缺口的彎曲件 若在毛坯上先將缺口沖出 彎曲時(shí)會(huì)出 現(xiàn)叉口現(xiàn)象 嚴(yán)重時(shí)難以成形 這時(shí)必須在缺口處留有連結(jié)帶 彎曲后再將連接帶切除 圖 2 1 彎曲件形狀對(duì)彎曲過(guò)程的影響 根據(jù)以上分析我們可以知道 此工藝件彎曲半徑為 厚度為 最小相對(duì)彎曲半1m0 8 m 徑取 之間 并且對(duì)稱性好 適宜彎曲加工 所以此最小相對(duì)彎曲半徑 取0 1 5 trin 0 6 6 3 改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 采用熱處理工藝 對(duì)一些硬材料和已經(jīng)冷作硬化的材料 彎曲前先進(jìn)行退火處理 降低其硬度以減少 彎曲時(shí)的回彈 待彎曲后再淬硬 在條件允許的情況下 甚至可使用加熱彎曲 運(yùn)用校 正彎曲工序 對(duì)彎曲件施加較大的校正壓力 可以改變其變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 以減 少回彈量 采用拉彎工藝 對(duì)于相對(duì)彎曲半徑很大的彎曲件 由于變形區(qū)大部分處于彈性變形狀 態(tài) 彎曲回彈量很大 這時(shí)可以采用拉彎工藝 3 2 從模具結(jié)構(gòu)采取措施 補(bǔ)償法 利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點(diǎn) 按預(yù)先估算或試驗(yàn)所得的回彈量 修正凸模和凹模工作部分的尺寸和幾何形狀 以相反方向的回彈來(lái)補(bǔ)償工件的回彈量 校正法 可以改變凸模結(jié)構(gòu) 使校正力集中在彎曲變形區(qū) 加大變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的改 變程度迫使材料內(nèi)外側(cè)同為切向壓應(yīng)力 切向拉應(yīng)變 縱向加壓法 在彎曲過(guò)程完成后 利用模具的突肩在彎曲件的端部縱向加壓 使彎曲變形區(qū)橫斷面上都受到壓應(yīng)力 卸載 時(shí)工件內(nèi)外側(cè)的回彈趨勢(shì)相反 使回彈大為降低 利用這種方法可獲得較精確的彎邊尺 寸 但對(duì)毛坯精度要求較高 采用聚氨酯彎曲模 利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn) 行彎曲彎曲時(shí)金屬板料隨著凸模逐漸進(jìn)入聚氨酯凹模 激增的彎曲力將會(huì)改變圓角變形 區(qū)材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 達(dá)到類似校正彎曲的效果 從而減少回彈 圖 3 1 用補(bǔ)償法修正模具結(jié)構(gòu) 7 圖 3 2 用校正法修正模具結(jié)構(gòu) 8 4 彎曲工藝力的計(jì)算 彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)噸位的重要依據(jù) 生產(chǎn)中常用經(jīng)驗(yàn)公式概略計(jì)算 彎曲力 作為設(shè)計(jì)彎曲工藝過(guò)程和選擇沖壓設(shè)備的依據(jù) 4 1 自由彎曲時(shí)的彎曲力的計(jì)算公式 彎曲力的計(jì)算 彎曲變形分三步 第一步是 U 形彎曲 第二步是向內(nèi)彎曲 彎曲的 彎曲力均可用下面公式計(jì)算 彎曲件彎曲力 2b0 7ktRF 自 式中 自由彎曲力 自 N 彎曲件寬度 bm 彎曲件材料厚度 t 彎曲內(nèi)半徑 R 材料抗拉強(qiáng)度 b Mpa 安全系數(shù) 一般取K3 1 K 代入公式得 22b10 7kt 04780RFN 一共有四處彎曲力 則總的彎曲力為 4289N 4 2 壓力機(jī)噸位的確定 自由彎曲時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)為 26120NF 總壓 機(jī) 可以看出需要的彎曲力較小 選擇壓力機(jī)時(shí)要根據(jù)模具的閉合高度就行選擇 先初 步選擇為壓力機(jī) J23 10 9 5 毛坯尺寸及回彈量的計(jì)算的計(jì)算 5 1 毛坯尺寸 計(jì)算毛坯尺寸分析如圖 5 所示 圖 5 1 計(jì)算毛坯尺寸分析 展開(kāi)料寬度為 20mm 長(zhǎng)度為圖中的虛線所示 5 2 確定毛坯的尺寸 表 3 查出中性層系數(shù) 故0 32K 所以 91 74Lm 取為 寬度尺寸為 故毛坯尺寸為2 920m 表 5 1 中性層位置因素 K 與 比值的關(guān)系tR 5 3 回彈量的計(jì)算 彎曲過(guò)程并不是完全是材料的塑性變形過(guò)程 其彎曲部位還存在著彈性變形 彎曲 后零件的形狀因?yàn)榛貜椂c模具的形狀不完全一致 回彈的大小通常用角度回彈量 和 曲率回彈量 來(lái)表示 角度回彈是指模具在閉合狀態(tài)時(shí)工件彎曲角 與從模具中取出后 工件的實(shí)際角度 之差 即 曲率回彈量是指模具處于閉合狀態(tài)時(shí)壓在模具0 0 tR0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 1 0 1 2 1 3 1 5 2 2 5 3 k 0 21 0 22 0 23 0 24 0 25 0 26 0 27 0 3 0 32 0 33 0 34 0 36 0 38 0 39 0 40 10 中工件的曲率半徑 與從模具中取出后工件的實(shí)際曲率半徑 之差 即 0 0 當(dāng)要求工件的彎曲圓角半徑時(shí) 可根據(jù)材料的有關(guān)參數(shù) 用下列公式計(jì)算回彈補(bǔ)償時(shí)彎 曲凸模的圓角半徑 只有當(dāng)彎曲工件的圓角半徑 為板料厚度的 5 倍以上時(shí) 計(jì)算才pRR 近似正確 板料彎曲見(jiàn)下式 EtRSp 31 式中 彎曲件圓角半徑 彎 曲 凸 模 Rp m 材料屈服極限s Mpa 板料厚度t m 材料彈性模量E 所以工件的回彈量 21 930641398pSREt m 板料采用 20 鋼 查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知 屈服點(diǎn) 彈性模數(shù) 將有 asMP 1980aEMP 關(guān)數(shù)據(jù)代入上式 得出 mpR 11 6 彎曲模主要工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 6 1 彎曲凸模和凹模的圓角半徑 6 1 1 彎曲凸模的圓角半徑 tr 當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑 且不小于 時(shí) 凸模的圓角半徑一般等8 5 trmin 于彎曲件的圓角半徑 若彎曲件的圓角半徑小于最小彎曲半徑 時(shí) 首次彎曲可先彎成較大的圓角minr 半徑 然后采用整形工序進(jìn)行整形 使其滿足彎曲件圓角的要求 若彎曲件的相對(duì)彎曲半徑較大 精度要求較高時(shí) 由于圓角半徑的回彈10 tr 大 凸模的圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值作相應(yīng)的修正 由于本設(shè)計(jì)中屬于圓形彎曲 凸模為圓柱形 直徑就是 6 1mm 6 1 2 凹模圓角半徑 Ar 凹模的圓角半徑的大小對(duì)彎曲變形力和制件質(zhì)量均有較大影響 同時(shí)還關(guān)系到凹模厚 度的確定 凹模圓角半徑過(guò)小 坯料拉入凹模的滑動(dòng)阻力大 使制件表面易擦傷甚至出 現(xiàn)壓痕 凹模圓角半徑過(guò)大 會(huì)影響坯料定位的準(zhǔn)確性 凹模兩邊的圓角要求制造均勻 一致 當(dāng)兩邊圓角有差異時(shí) 毛坯兩側(cè)移動(dòng)速度不一致 使其發(fā)生偏移 生產(chǎn)中常根據(jù) 材料的厚度來(lái)選擇凹模圓角半徑 當(dāng) 時(shí) mt2 trA6 3 時(shí) t4 時(shí) trA 由式子 得 23Ar 2 324 6tm 取 R 6 或按有關(guān)設(shè)計(jì)資料選取 6 2 凹模工作部分深度 彎曲凹模深度 要適當(dāng) 過(guò)小時(shí) 坯件彎曲變形的兩直邊自由部分長(zhǎng) 彎曲件成形后0l 回彈大 而且直邊不平直 若過(guò)大 則模具材料消耗多 而且要求壓力機(jī)具有較大的行 程 彎曲 U 形件時(shí) 若彎邊高度不大 或要求兩邊平直 則凹模深度應(yīng)大于零件高度 12 如圖 6 b 所示 如果彎曲件邊長(zhǎng)較大 而對(duì)平直度要求不高時(shí) 可采用 圖 6 c 所示 的凹模形式 圖 6 1 U 形件凹模尺寸 6 3 彎曲凹 凸模的間隙 V 形件彎曲模 凸模與凹模之間的間隙是由調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度來(lái)控制 對(duì)于 U 形件彎曲模 則必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙值 凸模和凹模間的間隙值對(duì)彎曲件的回彈 表面質(zhì)量和彎曲力均有很大的影響 若間隙過(guò)大 彎曲件回彈量增大 誤差增加 從而 降低了制件的精度 當(dāng)間隙過(guò)小時(shí) 會(huì)使零件直邊料厚減薄和出現(xiàn)劃痕 同時(shí)還降低凹 模壽命 表 6 1 彎曲 U 型件凹模的 值0ht板 料 厚 度 1 2 34 56 78 100h345681525 表 6 2 彎曲 U 型件凹模深度 0l 材料厚度 t 彎曲件邊長(zhǎng) l1 2 4 6 10 50 5053352 140455 13 7 彎曲件彎曲工序的安排 彎曲件的彎曲工序安排是在工藝分析和計(jì)算后進(jìn)行的工藝設(shè)計(jì)工作 形狀簡(jiǎn)單的彎 曲件 如 V 形件 U 形件 Z 形件等都可以一次彎曲成形 形狀復(fù)雜的彎曲件 一般要多 次彎曲才能成形 彎曲工序的安排對(duì)彎曲模的結(jié)構(gòu) 彎曲件的精度和生產(chǎn)批量影響很大 這副彎曲模一般分另存次彎成 第一步先彎曲成 U 形件 第二部向內(nèi)彎 考慮該工件 的批量較大 因此應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)一種效率較高的模具 本方案就是采用了能一次成形的 滑塊式彎曲模 14 8 模具總體設(shè)計(jì) 根據(jù)壓彎力的大小 初步考慮使用 可傾式壓力機(jī) 模具結(jié)構(gòu)草圖如圖 8 1 所示 10KN 主要由上模板 凸模 轉(zhuǎn)軸式凹模 定位件 凹模支架 下模板 推件器等組成 圖 8 1 模具結(jié)構(gòu)草圖 初步計(jì)算模具閉合高度 173Hm 模 凹模座的外廓尺寸為 102m 8 1 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 1 凸模部分 該工件的斷面屬于向內(nèi)彎曲 把凸模制成整體型式 如圖 8 2 所示 2 3 凹模部分 凹模是滑塊式的 左右兩件相對(duì)稱 這種形狀的凹模也不應(yīng)該制成整體而應(yīng)是組合的 且通過(guò)推板和彈簧 推桿連接 不但便于機(jī)械加工 而且可以來(lái)回滑動(dòng) 完成工件的彎 曲 如圖 8 3 所示 15 圖 8 2 凸模 圖 8 3 滑塊 8 2 彎曲設(shè)備的選擇 1 彎曲設(shè)備類型的選擇原則 根據(jù)所要完成的彎曲工藝的性質(zhì) 生產(chǎn)批量的大小 彎曲件的幾何尺寸和精度要求等 來(lái)選擇設(shè)備的類型 16 對(duì)于中小型的彎曲件或拉深件的生產(chǎn) 主要應(yīng)用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī) 雖然開(kāi)式?jīng)_床的剛 性差 在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁間隙分布 降低模具的壽命或沖裁件 的質(zhì)量 可是 由于它提供了極其方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特 點(diǎn) 使它成為目前中 小型沖壓設(shè)備的主要形式 對(duì)于大 中型彎曲件的生產(chǎn) 多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械壓力機(jī) 其中有一般用途的 通用壓力機(jī) 也有臺(tái)面較小而剛度大的擠壓壓力機(jī) 精度機(jī)等 在大型拉深件的生產(chǎn)中 應(yīng)盡量選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī) 因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 調(diào)整方便 磨擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 造價(jià)低廉 不易發(fā)生超負(fù)荷損壞等特點(diǎn) 所以在小批量生 產(chǎn)中常用來(lái)完成彎曲 成形等沖壓工序 但是 摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)少 生產(chǎn)率低 而且操作不太方便 在大批量或形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)中 應(yīng)盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力 機(jī) 2 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定 在沖壓設(shè)備的類型選定以后 應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的尺寸 模具的尺寸和沖壓力來(lái) 確定設(shè)備的規(guī)格 8 3 選定設(shè)備 該零件所需的彎曲力 602FN 模具閉合高度 1Hm模 模具外廓尺寸 93 某工廠有 可傾式機(jī) 其主要力學(xué)性能為 0KN 公稱壓力 1 5 最大閉合高度 8m 行程 4 臺(tái)面尺寸 2037 8 4 繪制模具總圖 總圖如圖 8 4 所示 17 如圖 8 4 彎曲模總裝圖 8 5 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 見(jiàn)附圖 18 9 模具總體設(shè)計(jì) 9 1 模具類型的選擇 模具類型分為三種分別是 單工序模 復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模 單工序模又稱簡(jiǎn)單沖裁模 是指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具 如落料模 沖孔模 切斷模切口模等 復(fù)合模是指在一次壓力機(jī)的行程中在模具的同一工位上同時(shí)完成兩道或兩到以上不 同沖裁工序的模具 復(fù)合模是一種多工序沖裁模 它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個(gè)或幾 個(gè)具有雙重作用的工作零件 凸凹模 如落料沖孔復(fù)合模中有一個(gè)既能作落料凸模又 能作沖孔凹模的凸凹模 由彎曲工藝分析可知 該工件要進(jìn)行批量生產(chǎn) 所以模具類型為轉(zhuǎn)軸模式壓彎模 9 2 定位方式的選擇 定位方式的選擇通俗的說(shuō)既是選擇定位零件 定位零件的作用是使坯料或工序件在 模具上有正確的位置 定位零件的結(jié)構(gòu)形式很多 用于對(duì)條料進(jìn)行定位的定位零件有擋 料銷 導(dǎo)料銷 導(dǎo)料板 側(cè)壓裝置 導(dǎo)正銷 側(cè)刃等 用于對(duì)工序進(jìn)行定位的定位零件 有定位銷 定位板等 定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化 可根據(jù)坯料和工序件形狀 尺寸 精度及模具的結(jié)構(gòu) 形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 因?yàn)樵撃＞卟捎檬前辶?控制板料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板 無(wú)側(cè)壓裝置 控制板料 的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距 導(dǎo)正銷精定距 9 3 卸料 出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后 把沖件或廢料從模具工作零件 上卸下來(lái) 以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行 通常 把沖件或廢料從凸模上卸下來(lái)稱為卸料 卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置 彈性卸料裝置和廢料切刀三種 固定卸 料裝置 固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成 一般安裝在下模的凹模上 彈性卸料裝置 由卸料板 卸料螺釘和彈性元件 彈簧或橡膠 組成 彈性卸料裝置可安裝于上模或下 模 依靠彈簧或橡膠的彈力來(lái)卸料 卸料力不太大但沖壓時(shí)可兼起壓料作用 故多用于 沖裁料薄及平面度要求較高的沖件 廢料切刀是在沖裁過(guò)程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊 從 而實(shí)現(xiàn)卸料的一種卸料零件 出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料 我們通常把裝在上模內(nèi)的出件裝置稱 19 為推件裝置 把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置 綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便 以及工件料厚為 2mm 卸料力也比較小 故可 采用彈性卸料 依靠彈簧或橡膠的彈力來(lái)卸料 卸料力不太大但沖壓時(shí)可兼起壓料作用 故多用于彎曲平面度要求較高的沖件 20 10 模具材料的選用及其他零部件的設(shè)計(jì) 10 1 模具材料的選用 10 1 1 彎曲模用鋼應(yīng)具有的力學(xué)性能 a 應(yīng)具有較高的變形抗力 b 應(yīng)具有較高的斷裂抗力 c 應(yīng)具有較高的耐磨性及抗疲勞性能 d 應(yīng)具有較高的冷熱加工工藝性 10 1 2 彎曲模零件材料選用原則 a 要選擇能滿足模具工作要求的最佳綜合性能的材料 b 要針對(duì)模具失效形式選用鋼材 c 要根據(jù)制品的批量大小 以最低成本的選材原則選材 d 要根據(jù)彎曲零件的作用選擇材料 e 要根據(jù)彎曲精度程度選擇鋼材 綜合各種材料進(jìn)行比較及材料的用途查下列表 10 1 可選擇 Gr12 為彎曲模工作零件 所用的鋼材 表 10 1 彎曲模工作零件材料的選用 零件名稱 使用條件 選用材料 形狀簡(jiǎn)單 彎曲材料厚度 t 小于等于 3mm 中小批量生 產(chǎn)的沖裁 T8 T8A T10 T10A 彎曲厚度 t 小于等于 3mm 形狀復(fù)雜 或彎曲厚度 t 大 于 3mm 的中小批量沖裁 Gr12 GrWMn GGr15 Gr12 MoV 要求批量較大 使用壽命較 長(zhǎng)的彎曲模 W18Gr4V Gr4W2MoV W6Mo5 GrV2 YG15 YG20 凸模 凹模 凸凹模 凸 凹模鑲塊 連續(xù)模 側(cè)刃凸 模 需要加熱彎曲模 3Gr2W8V 5GrNiMo 6Gr4Mo 3NiWV 選擇說(shuō)明 在選擇彎曲凸模 凹模材料時(shí) 應(yīng)根據(jù)模具的工作條件和失效特點(diǎn) 量 材而用 如形狀簡(jiǎn)單 尺寸較小 受力較小的凸 凹模 只需要熱處理工藝適當(dāng) 性能 21 可以滿足使用 生產(chǎn)批量不大時(shí) 可選用碳素工具鋼 這樣可以降低成本 反之 就應(yīng) 該選用變形較小 耐磨性高的合金工具鋼 對(duì)于大 中型彎曲模 其材料成本與模具總 成本 10 18 左右 故應(yīng)選用變形小 耐磨性高的合金工具鋼較適宜 22 11 沖裁模具的試沖 模具裝配以后 必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖 通過(guò)試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)和制造的不 足 并找出原因給與糾正 并能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理 直到模具正常工作中 生產(chǎn)出合格的制件為止 制件在彎曲過(guò)程中 由于材料回彈的影響 使彎曲制件在模具彎曲的形狀與取處后的 形狀不一致 從而影響制件的形狀和尺寸要求 又因?yàn)榛貜椀挠绊懸蛩剌^多 很難用計(jì) 算的方法進(jìn)行消除 在試模合格后 才對(duì)凸 凹模進(jìn)行熱處理 另外 制件的毛坯尺寸 也要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后才能確定 所以 彎曲模試沖的目的是找出模具的缺陷加以修整和確定 制件毛坯尺寸 表 11 1 彎曲模具試沖時(shí)常見(jiàn)的缺陷 產(chǎn)生原因和調(diào)整方法 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 彎曲制件底面不 平 1 卸料桿分布不均勻 卸 料時(shí)頂彎 2 壓料力不夠 1 均勻分布卸料桿 2 增加壓料力 彎曲制件尺寸和 形狀不合格 沖壓件產(chǎn)生回彈造成制件 的不合格 1 修改凸模的角度和形 2 增加凸模的深 3 減少凸凹模之間的間隙 彎曲制件產(chǎn)生裂 紋 1 彎曲變形區(qū)內(nèi)應(yīng)力超過(guò) 材料強(qiáng)度極限 2 彎曲變形過(guò)大 1 3 彎曲線與板料的的纖維 方向平行 2 4 凸模圓角小 1 更換塑性好的材料或?qū)⒉牧贤嘶鸷髲澢?2 分次彎曲 首次彎曲用較大彎曲半徑 3 加大途模圓角 彎曲制件產(chǎn)生裂 紋 1 凹模圓角大小或表面粗 糙 2 板料粘附在凹模內(nèi) 3 間隙小 擠壓變薄 1 加大凹模圓角 降低表面粗糙度 2 凹模表面鍍鉻或化學(xué)處理 3 增加間隙 4 減小壓料力 23 彎曲件出現(xiàn)撓度 或扭轉(zhuǎn) 中性層內(nèi)外變化收縮 彎 曲量不一樣 1 對(duì)彎曲件進(jìn)行再校正 2 材料彎曲前退火處理 3 改變?cè)O(shè)計(jì) 將彈性變形設(shè)計(jì)在撓度方 向相反的方向上 24 總 結(jié) 通過(guò)近一個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì) 讓我更加明白了模具的含義 要想生產(chǎn)出一套合格的模 具是多么的不容易 模具的精度直接關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量的好壞 真正理解了模具是工業(yè)之母 的含義 模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低 已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造 水平的重要標(biāo)志 它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益 新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 決定 著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力 我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn) 水平相比仍有較大差距 這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖 模方面 無(wú)論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面 都有較大差距 轎車覆蓋件模具 具有 設(shè)計(jì)和制造難度大 質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn) 可代表覆蓋件模具的水平 雖然在設(shè)計(jì) 制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平 模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó)際水平 在轎 車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步 但在制造質(zhì)量 精度 制造周期等方面 與國(guó)外相 比還存在一定的差距 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段非常重要的東西 它是對(duì)你大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的考察 對(duì) 你各項(xiàng)綜合素質(zhì)的檢驗(yàn) 他你如何處理新事物的出現(xiàn) 組織協(xié)調(diào)能力 團(tuán)隊(duì)精神等各項(xiàng) 綜合素質(zhì)的考驗(yàn) 設(shè)計(jì)過(guò)程中用到了很多以前上課時(shí)學(xué)的知識(shí) 這樣通過(guò)設(shè)計(jì)又讓我們 學(xué)到許多新的知識(shí) 而且對(duì)課本上所學(xué)知識(shí)有了更深的理解 也許你在學(xué)習(xí)課本上的知 識(shí)不是那么的明白 但是通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)自己動(dòng)手去計(jì)算 這個(gè)知識(shí)點(diǎn) 你就理解了 也 許可能會(huì)用到?jīng)]有學(xué)過(guò)知識(shí) 通過(guò)自學(xué)研究順利解決 再我看來(lái)這是讓我們明白許多知 識(shí)是可以自學(xué)都能得到的 要想在本專業(yè)有更高的追求 僅僅靠課本所學(xué)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不夠的 今后的工作還是學(xué)習(xí)都要有那種虛心學(xué)習(xí)的態(tài)度和勇于拼搏敢于吃苦的精神 要有終身學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備和打算 那樣才能不會(huì)落后 才能不斷進(jìn)步 25 26 致 謝 付出總有回報(bào) 一份耕耘 一份收獲 這幾句話讓我深有體會(huì) 經(jīng)過(guò)兩周緊 張而又忙碌的搜集整理和兩周的精心設(shè)計(jì) 整整一個(gè)月的時(shí)間總算沒(méi)有白費(fèi) 我們的畢 業(yè)設(shè)計(jì)作品終于有所成效了 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成 我要大力感謝我們的指導(dǎo)老師李秀副老師 他從一開(kāi)始耐心 細(xì)致的講解 以及給我們提供一些相關(guān)的材料 我們?cè)诖吮硎敬罅Φ母兄x 可以說(shuō) 沒(méi)有李 老師的精心指導(dǎo) 我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)也不可能這樣順利的完成 李老師不僅從一開(kāi)始就非常 關(guān)注我們的設(shè)計(jì) 而且在他很忙的情況下還幫我們指導(dǎo) 我們對(duì)此衷心的感謝 同時(shí)還要感 謝三年當(dāng)中對(duì)我進(jìn)行教育的各位老師 沒(méi)有他們的培養(yǎng)也不可能有今天我們的成績(jī) 通過(guò) 三年課程的認(rèn)真學(xué)習(xí) 使我們?cè)诖嘶A(chǔ)上利用所學(xué)東西順利進(jìn)行并完成了設(shè)計(jì) 為此 再次感謝我們的指導(dǎo)老師在百忙之中給予我們的悉心指點(diǎn)與幫助 感謝他為我 們指點(diǎn)迷律 出謀劃策 同時(shí) 也感謝我們的這組的成員在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助 謝謝 27 參考文獻(xiàn) 1 王秀鳳 萬(wàn)良輝 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 北京航空航天大學(xué)出版 2005 4 2 王立剛 沖 模 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 2002 5 3 張超英 沖壓模具與制造 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 6 4 李銘杰 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 8 5 郭 書 彬 最新沖壓新工藝新技術(shù)與沖模設(shè)計(jì)圖集 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 9 6 王芳 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 10 7 成虹 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2006 7 8 楊玉英 崔令江 實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 1 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