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1、I 目錄 摘 要 ...............................................................................................................................................1 前言 ...............................................................................................................................................

2、..2 1.成形工藝性分析 ..........................................................................................................................3 1.1 分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 ............................................................................3 1.2 成形件的工藝性 ..................................................

3、..................................................................3 1.3 最小相對彎曲半徑的確定 ....................................................................................................4 2.彎曲成形件的結構工藝性分析 ..................................................................................................

4、6 2.1 最小彎曲成形半徑 ................................................................................................................6 3.改進零件的結構設計 ..................................................................................................................7 3.1 采用熱處理工藝 ...............................

5、.....................................................................................7 3.2 從模具結構采取措施 ............................................................................................................7 4.成形工藝力的計算 ..............................................................................

6、........................................9 4.1 成形力近似彎曲力的計算公式 ............................................................................................9 4.2 壓力機噸位的確定 ................................................................................................................9 5.成形模主要工作零件結構參數的確定

7、....................................................................................10 5.1 成形凸模和凹模的圓角半徑 ...........................................................................................10 5.2 凹模工作部分深度 .........................................................................................

8、..................10 5.3 彎曲凹、凸模的間隙 .........................................................................................................11 6 模具總體設計 ...........................................................................................................................12 6.1 模具主要零部件的設計 .......

9、...............................................................................................12 6.2 沖壓設備的選擇 .................................................................................................................13 6.3 選定設備 .................................................................

10、.............................................................14 6.4 繪制模具總圖 ......................................................................................................................14 6.5 繪制模具非標準零件圖 .........................................................................................

11、............15 7 模具總體設計 ...........................................................................................................................16 7.1 模具類型的選擇： .............................................................................................................16 7.2 定位方式的選擇 .............

12、....................................................................................................16 7.3 卸料出件方式的選擇 ........................................................................................................16 總 結 ........................................................................

13、.....................................................................18 致 謝 ...........................................................................................................................................20 參考文獻 .............................................................................

14、..........................................................21 1 摘 要 隨著全球經濟一體化的深入，模具工業(yè)在國民經濟中所發(fā)揮的作用越來越明顯。 模具設計水 平的高低直接影響產品的質量及生產效率。 設計本模具是為了制造卡夾圓形彎件。設計中分析了零件的結構及工藝性，擬訂 該零件的沖壓工藝為“ 落料 -彎曲成形” ，討論了彎曲 成形零件毛坯展開形狀和尺寸的確 定方法，設計了彎曲成形模，對關鍵零件的結構設計作了詳細闡述，并指出了模具設 計時的注意事項。其中，彎曲成形是本設計的重點， 由于模具設計是一種經驗性較強的設計，經過長期發(fā)展積累了大量

15、豐富的沖壓工 藝技術資料， 在設計模具時必然要借鑒這些經驗數據，含括了彎曲模、成形模中常用 的工藝數，據以及模具材料的選取和壓力機基本參數等等. 本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，能夠適應大批量生產要求，提高了產品質量和生產效 率，降低勞動強度和生產成本。 關鍵詞：彎曲模具； 板料 ； 彎曲成形 2 前言 我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經了半個多世紀，近幾年來，我國模具技術有 了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復雜、高效和長壽命模具又上了新 臺階。大型復雜沖模以汽車覆蓋件具為代表，我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產部分轎 車覆蓋件模具。體現高水平制造技術的多工位級進模、覆蓋面大增，已從電機、

16、電鐵芯 片模具，擴大到接插 件、電子零件、汽車零件、空調器散熱片等家電零件模具上。塑料 模已能生產 34、48 大屏幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和 整體儀表板等塑料模具。塑 料模熱流道技術更臻成熟，氣體鋪助注射技術已開始采用。 壓鑄模方面已能生產自動扶梯整體梯級壓鑄模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質量、 模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模具 CAD/CAM/CAE 技術相當廣泛地得到應 用，并開發(fā)出了自主版權的模具 CAD/CAE 軟件。電加工、數控加工在模具制造技術發(fā)展 上發(fā)揮了重要作用。 模具加工機床品種增多，水平明顯提高。快速經濟制模技術得到了進一步發(fā)展，尤

17、 其這一領域的高新技術快速原型制造技術(RPM)進展很快，國內有多家已自行開發(fā)出達到 國際水平的相關設備。模具標準件應用更加廣泛，品種有所擴展。模具材料方面，由于 對模具壽命的重視，優(yōu)質模具鋼的應用有較大進展。正由于模具行業(yè)的技術進步，模具 水平得以提高 ，模具國產化取得了可喜的成就。歷年來進口模具不斷增長的勢頭有所控 制，模具出口穩(wěn)步增長。 以大型沖模覆蓋件模具為代表。我國已能生產部分轎車覆蓋件模具。如東風汽車公 司沖模廠，已設計制造了富康轎車部分內覆蓋件模具。一汽模具中心生產了捷達王轎車 外覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點。 可代表覆蓋件模具的水平。

18、在設計制造方法，手段上面已基本達到了國際水，模具結構 功能方面也接近國 際水平，在轎車模具國產化進程中前進了一大步。但在制造質量、精 度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差距。 3 第 2 章 成形工藝性分析 材料:Q235； 厚度:1.5mm； 零件簡圖:如圖 1 所示； 圖 1-1 工件圖; 2.1 分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 彎曲成形模沒有固定的結構型式，有可能設計得很簡單，也可能設計得很復雜，這需 要根據工件的材料性能、形狀、精度要求和產量進行綜合分析，確定模具結構型式。本 工件屬于圓形彎曲，其外形要彎曲成如圖說是的封閉圓形，確定工藝方案為落料一彎曲 成形兩個個工序。

19、本次設計主要完成彎曲成形工藝，達到如圖 1 所示的工件。 2.2 成形件的工藝性 2.2.1 成形件的結構特點 彎曲件的形狀前后對稱、寬度相同，相應部位的圓角半徑左右相等，以保證彎曲時 毛坯不會產生側向滑動。 2.2.2 彎曲件的圓角半徑 4 材料只有產生塑性變形才能形成所需的形狀。為了實現彎曲件的形狀，彎曲圓角半 徑最大值沒有限制。例如，可以將 厚的鐵板卷成 圓桶，只要計算或實驗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 曲半徑過小，彎曲時外層材料拉伸變形量過大，而使拉應力達到或超過抗拉強度 ，則b 板料外層將出現斷裂，致使工件報廢。 2

20、.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，不僅能提高工件質量，減少廢品率， 而且能簡化工藝和模具結構，降低材料消耗。 2.3 最小相對彎曲半徑的確定 2.3.1 最小相對彎曲半徑的概念 最小相對彎曲半徑是指：在保證毛坯彎曲時 外表面不發(fā)生開裂 的條件下，彎曲件內 表面能夠彎成的最小圓角半徑與坯料厚度的比值，用 來表示。該值越小，板料彎trmin 曲的性能也越好。 2.3.2 影響最小彎曲半徑的因素 材料的力學性能、工件的彎曲中心角 、板料的表面質量與剪切斷面質量、板料寬度 的影響、板材

21、的方向性。 表 1-1 最小相對彎曲半徑經驗數值的確定 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 第 3 章 彎曲成形件的結構工藝性分析 3.1 最小彎曲成形半徑 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

22、次彎 曲等。 3.2 彎曲成形形狀與尺寸的對稱性 彎曲件的形狀與尺寸應盡可能對稱、高度也不應相差太大。當沖壓不對稱的彎曲件時， 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，在設計模具結構時 應考慮增設壓料板，或增加工藝孔定位。 彎曲件形狀應力求簡單，邊緣有缺口的彎曲件，若在毛坯上先將缺口沖出，彎曲時會出 現叉口現象，嚴重時難以成形。這時必須在缺口處留有連結帶，彎曲后再將連接帶切除。 圖 2-1 彎曲件形狀對彎曲過程的影響 根據以上分析我們可以知道，此工藝件彎曲半徑最小為 ，厚度為 最小相對彎1m1.5, 曲半徑取 之間。并且對稱性好，適宜彎曲加工。0.15 6 第 4

23、章 改進零件的結構設計 4.1 采用熱處理工藝 對一些硬材料和已經冷作硬化的材料，彎曲前先進行退火處理，降低其硬度以減少 彎曲時的回彈，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。 運用校 正彎曲工序，對彎曲件施加較大的校正壓力，可以改變其變形區(qū)的應力應變狀態(tài)，以減 少回彈量。 采用拉彎工藝,對于相對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，這時可以采用拉彎工藝。 4.2 從模具結構采取措施 補償法,利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點，按預先估算或試驗所得的回彈量， 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補償工件的回彈量 。 校

24、正法,可以改變凸模結構，使校正力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)應力應變狀態(tài)的改 變程度迫使材料內外側同為切向壓應力、切向拉應變.縱向加壓法, 在彎曲過程完成后， 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力，卸載時 工件內外側的回彈趨勢相反，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行彎曲 彎曲時金屬板料隨著凸模逐漸進入聚氨酯凹模，激增的彎曲力將會改變圓角變形區(qū)材料 的應力應變狀態(tài)，達到類似校正彎曲的效果，從而減少回彈。 圖 3-1 用補償法修正模具結構 7 圖 3-2 用校正法修正

25、模具結構 8 第 5 章 成形工藝力的計算 成形力是設計模具和選擇壓力機噸位的重要依據。生產中常用經驗公式概略計算成 形力，作為設計成形工藝過程和選擇沖壓設備的依據。 5.1 成形力近似彎曲力的計算公式 彎曲力的計算 彎曲的彎曲力均可用下面公式計算： 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 彎曲內半徑（ ）R 材料抗拉強度（ ）bMpa 安全系數，一般取K3.1K 代入公式得： 22b10.7kt.5.470185R6FN 5.2 壓力機噸位的確定 壓力機的噸位應為： =1805NF總壓 機 可以看出需要的成形力

26、較小，選擇壓力機時要根據模具的閉合高度就行選擇。先初 步選擇為壓力機 J23-10. 9 第 6 章成形模主要工作零件結構參數的確定 6.1 成形凸模和凹模的圓角半徑 6.1.1 凹模圓角半徑 Ar 凹模的圓角半徑的大小對彎曲變形力和制件質量均有較大影響，同時還關系到凹模厚 度的確定。凹模圓角半徑過小，坯料拉入凹模的滑動阻力大，使制件表面易擦傷甚至出 現壓痕。凹模圓角半徑過大，會影響坯料定位的準確性。凹模兩邊的圓角要求制造均勻 一致，當兩邊圓角有差異時，毛坯兩側移動速度不一致，使其發(fā)生偏移。生產中常根據 材料的厚度來選擇凹模圓角半徑： 當 時，mt2trA63 時，t4 時，trA

27、由式子 得，rA63361.549t m 取 R=6 或按有關設計資料選取。 6.2 凹模工作部分深度 彎曲凹模深度 要適當。過小時，坯件彎曲變形的兩直邊自由部分長，彎曲件成形后0l 回彈大，而且直邊不平直。若過大，則模具材料消耗多，而且要求壓力機具有較大的行 程。彎曲 U 形件時，若彎邊高度不大，或要求兩邊平直，則凹模深度應大于零件高度， 如圖 6.b)所示。如果彎曲件邊長較大，而對平直度要求不高時，可采用（圖 6.c）所示的 凹模形式。 10 圖 4-1 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節(jié)壓力機的裝模高度來控制。 對于 U 形件彎曲

28、模，則必須選擇適當的間隙值。凸模和凹模間的間隙值對彎曲件的回彈、 表面質量和彎曲力均有很大的影響。若間隙過大，彎曲件回彈量增大，誤差增加，從而 降低了制件的精度。當間隙過小時，會使零件直邊料厚減薄和出現劃痕，同時還降低凹 模壽命。 表 4-1 彎曲 U 型件凹模的 值0ht板 料 厚 度 12345678100h345681525 表 4-2 彎曲 U 型件凹模深度 0l 材料厚度 t 彎曲件邊長 l124610505053352140455 11 第 7 章 模具總體設計 根據壓彎力的大小,初步考慮使用 可傾式壓力機,模具結構草圖如圖 8-1 所示,主10KN 要由上模板、墊板、凸模固定板、

29、凹模板、定位板、凹模、下模座等組成. 圖 6-1 模具結構草圖 初步計算模具閉合高度 165.Hm模 凹模座的外廓尺寸為 .160m 7.1 模具主要零部件的設計 (1) 凸模部分 該工件的斷面屬于成形彎曲,把凸模制成整體型式,如圖 6-2 所示。 (2) 凹模部分 凹模設計成組合模式，由凹模板和凹模鑲塊組成。這種結構的凹模也不應該制成整體而 應是組合的，有利于凹模的更換，不但便于機械加工。如圖 6-3 所示。 12 圖 6-2 凸模 圖 6-3 凹模 7.2 沖壓設備的選擇 13 （1）沖設備類型的選擇原則 根據所要完成的沖壓工藝的性質，生產批量的大小，彎曲件的幾何尺寸和精度要求等 來選擇

30、設備的類型。 對于中小型的彎曲件或拉深件的生產，主要應用開式機械壓力機，雖然開式沖床的剛 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械化附屬裝置的特 點，使它成為目前中、小型沖壓設備的主要形式。 對于大、中型彎曲件的生產，多采用閉式結構形式的機械壓力機，其中有一般用途的 通用壓力機，也有臺面較小而剛度大的擠壓壓力機、精度機等。在大型拉深件的生產中， 應盡量選用雙動拉深壓力機，因其可使所用模具結構簡單，調整方便。 磨擦壓力機具有結構簡單、造價低廉、不易發(fā)生超負荷損壞等特點，所以在小批量生 產中常用來完

31、成彎曲、成形等沖壓工序。但是，摩擦壓力機的行程次數少，生產率低， 而且操作不太方便。 在大批量或形狀復雜零件的大量生產中，應盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力 機。 （2）沖壓設備規(guī)格的確定。 在沖壓設備的類型選定以后，應該進一步根據沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來 確定設備的規(guī)格。 7.3 選定設備 該零件所需的彎曲力 1805FN 模具閉合高度 6.Hm模 模具外廓尺寸 294 某工廠有 可傾式機,其主要力學性能為:10KN 公稱壓力 最大閉合高度 8m 行程 45 臺面尺寸 3702 7.4 繪制模具總圖 總圖如圖 6-4 所示。 14 如圖 6-4

32、成形模總裝圖 7.5 繪制模具非標準零件圖 見附圖 15 第 8 章 模具總體設計 8.1 模具類型的選擇： 模具類型分為三種分別是：單工序模、復合模和級進模。 單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機一次行程內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。 復合模是指在一次壓力機的行程中在模具的同一工位上同時完成兩道或兩到以上不 同沖裁工序的模具。復合模是一種多工序沖裁模，它在結構上的主要特征是有一個或幾 個具有雙重作用的工作零件凸凹模，如落料沖孔復合模中有一個既能作落料凸模又 能作沖孔凹模的凸凹模。 由彎曲工藝分析可知，該工件要進行批量生產，所以模具類型為彎曲成形模。 8.2

33、定位方式的選擇 定位方式的選擇通俗的說既是選擇定位零件。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，定位零件的結構形式很多，用于對條料進行定位的定位零件有擋 料銷、導料銷、導料板、側壓裝置、導正銷、側刃等，用于對工序進行定位的定位零件 有定位銷、定位板等。 定位零件基本上都已標準化，可根據坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結構 形式與生產效率要求等選用相應的標準。 因為該模具采用是定位板進行定位，定位板依靠螺釘和圓柱銷固定在凹模上。 8.3 卸料出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當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，以便沖壓工作繼續(xù)進行。通常，把沖件或廢

34、料從凸模上卸下來稱為卸料。 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?；蛳履?， 依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，故多用于沖裁 16 料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數塊，從而實 現卸料的一種卸料零件。 出件裝置的作用是從凹模內卸下沖件或廢料。我們通常把裝在上模內的出件裝置稱 為推件裝置；把裝在下模內的稱為頂件裝置。 該工件由于壓形變化比較小，所以不

35、需要卸料機構，成形完成后，利用工具取出工 件即可。 17 結 論 通過近六個月的畢業(yè)設計，讓我更加明白了模具的含義，要想生產出一套合格的模 具是多么的不容易，模具的精度直接關系產品質量的好壞。真正理解了模具是工業(yè)之母 的含義。模具生產的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產品制造 水平的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量、效益、新產品的開發(fā)能力，決定 著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進 水平相比仍有較大差距。這些主要表現在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖 模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具

36、，具有 設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計 制造方法和手段方面已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎 車模具國產化進程中前進了一大步，但在制造質量、精度、制造周期等方面，與國外相 比還存在一定的差距。 畢業(yè)設計是大學階段非常重要的東西，它是對你大學期間所學專業(yè)知識的考察，對 你各項綜合素質的檢驗。他你如何處理新事物的出現，組織協(xié)調能力、團隊精神等各項 綜合素質的考驗。設計過程中用到了很多以前上課時學的知識，這樣通過設計又讓我們 學到許多新的知識，而且對課本上所學知識有了更深的理解。也許你在學習課本上的知 識不是那么的明白，但是通

37、過畢業(yè)設計自己動手去計算，這個知識點，你就理解了。也 許可能會用到沒有學過知識，通過自學研究順利解決。再我看來這是讓我們明白許多知 識是可以自學都能得到的。要想在本專業(yè)有更高的追求，僅僅靠課本所學的知識是遠遠 不夠的。今后的工作還是學習都要有那種虛心學習的態(tài)度和勇于拼搏敢于吃苦的精神。 要有終身學習的準備和打算，那樣才能不會落后，才能不斷進步。 18 19 致 謝 “付出總有回報 ” 、 “一份耕耘，一份收獲 ”。這幾句話讓我深有體會，經過兩周緊張而 又忙碌的搜集整理和兩周的精心設計，整整六個月的時間總算沒有白費，我們的畢業(yè)設 計作品終于有所成效了。 此次畢業(yè)設計的順利完成,我要大力感謝我們的

38、指導老師趙彥江老師,他從一開始耐心 細致的講解,以及給我們提供一些相關的材料,我們在此表示大力的感謝。可以說,沒有趙老 師的精心指導,我們的畢業(yè)設計也不可能這樣順利的完成。趙老師不僅從一開始就非常關 注我們的設計,而且在他很忙的情況下還幫我們指導,我們對此衷心的感謝!同時還要感謝四 年當中對我進行教育的各位老師,沒有他們的培養(yǎng)也不可能有今天我們的成績。通過四年 課程的認真學習，使我們在此基礎上利用所學東西順利進行并完成了設計。 為此，再次感謝我們的指導老師在百忙之中給予我們的悉心指點與幫助。感謝他為我 們指點迷律、出謀劃策。同時，也感謝我們的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！ 謝謝！ 20

39、參考文獻 1 王秀鳳，萬良輝. 冷沖壓模具設計與制造.北京航空航天大學出版 2005.4 2 王立剛.沖 模 設 計 手 冊 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 2002.5 3 張超英.沖壓模具與制造 .北京：化學工業(yè)出版社 2003.6 4 李銘杰.沖模設計應用實例.機械工業(yè)出版社 2003.8 5 郭 書 彬 .最新沖壓新工藝新技術與沖模設計圖集.機械工業(yè)出版社 2003.9 6 王芳.冷沖壓模具設計指導.機械工業(yè)出版社 1998.10 7 成虹.沖壓工藝與模具設計.高等教育出版社 2006.7 8 楊玉英，崔令江 .實用沖壓工藝及模具設計手冊.機械工業(yè)出版社 2005.1 9 彭建生.模具設計與加工速查手冊.機械工業(yè)出版社 2005.7