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河南機電高等專科學校 畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計題目：型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具113 學生姓名 許亞東 學 號 111304321 指導教師 于智宏 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 學生姓名 許亞東 學 號 111304321 指導教師 于智宏 選題情況 課題名稱 型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 2014 年 03月 10日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設(shè)計任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學生姓名: 許亞東 學 號: 111304321 設(shè) 計 題 目： 型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計 起 迄 日 期:2013年 11月 2日~ 2014年4月 13日 指 導 教 師: 于智宏 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務 書 1．本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應達到的目的： 該課題來源于一一六廠生產(chǎn)一線的沖壓制件。在完成該課題之后，應對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設(shè)計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設(shè)計課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 課題資料： 厚度：2mm 材料：08鋼 批量：大批量 設(shè)計任務： （1）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）分析筒形件拉深沖壓成形工藝并確定其工藝方案； （3）成形設(shè)備的選用及校核； （4）模具的整體設(shè)計，繪制模具總裝圖與拆畫非標準件零件圖； （5）編寫設(shè)計說明書一份； （6）編制主要零件加工工藝過程卡。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領(lǐng)導： 年 月 日 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 02 零件名稱 凸模 零件號 00-02 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 T10鋼 55--60HRC 鍛 件 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時 二次 2 銑上、下平面 30面銑刀 游標卡尺 2 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 二次 1 銑四周面 10立銑刀 游標卡尺 2 0.5mm 60㎜/ min 2000r/mi 設(shè) 計 者 許亞東 指 導 教 師 于智宏 共 1 頁 第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 模具號 零件號 零 件 名 稱 00-02 凸模 XYZ-003 牌 號 硬 度 45 55---60HRC 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料 02 鍛造達尺寸115mm×75 mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達尺寸115mm×75mm 立式銑床 虎鉗 30面銑刀, 10立銑刀 游標卡尺 04 磨上下表面 平面磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標卡尺，刀口尺 05 鉗工劃線去毛刺做螺紋孔 立式鉆床 虎鉗 鉆頭、鉸刀、絲錐 高度尺、游標卡尺 06 熱處理（淬火、回火）保證硬度 43---48HRC 熱處理爐 硬度儀，游標卡尺 07 磨削上下面 平面磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標卡尺，刀口尺 08 線切割各個型孔留余量0.02mm 線切割慢走絲機床 復式支撐 0.2mm黃銅絲 千分表，游標卡尺 09 鉗工研磨各型孔達尺寸要求 游標卡尺 10 檢驗 游標卡尺 編制 校對 審核 批準 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑六面 工序號 01 零件名稱 凹模 零件號 00-01 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 種 類 重 量 Cr12MoV 60--64HRC 鍛 件 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 虎鉗 墊塊 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時 二次 2 銑上、下平面 30面銑刀 游標卡尺 2 0.2mm 200㎜/ min 2000r/min 二次 1 銑四周面 10立銑刀 游標卡尺 2 0.5mm 60㎜/ min 2000r/mi 設(shè) 計 者 許亞東 指 導 教 師 于智宏 共 1 頁 第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 模具號 零件號 零 件 名 稱 00-01 凹模 XYZ-003 牌 號 硬 度 Cr12 48---52HRC 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料 02 鍛造達尺寸115mm×95 mm 蒸汽錘 直尺 03 粗銑六面達尺寸115mm×95mm 立式銑床 虎鉗 30面銑刀, 10立銑刀 游標卡尺 04 磨上下表面 平面磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標卡尺，刀口尺 05 鉗工劃線去毛刺做螺紋孔 立式鉆床 虎鉗 鉆頭、鉸刀、絲錐 高度尺、游標卡尺 06 熱處理（淬火、回火）保證硬度 60---64HRC 熱處理爐 硬度儀，游標卡尺 07 磨削上下面 平面磨床 磁力夾具、精密平口鉗 砂輪 游標卡尺，刀口尺 08 線切割各個型孔留余量0.02mm 線切割慢走絲機床 復式支撐 0.2mm黃銅絲 千分表，游標卡尺 09 鉗工研磨各型孔達尺寸要求 游標卡尺 10 檢驗 游標卡尺 編制 校對 審核 批準 型彎曲件的沖壓工藝及模具設(shè)計 摘要：本設(shè)計題目為型彎曲模設(shè)計，體現(xiàn)了典型型彎曲模的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該零件模具的設(shè)計，進一步加強了設(shè)計者彎曲模設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計更復雜的彎曲模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。 本設(shè)計運用彎曲成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準備；然后計算了彎曲件的彎曲力，便于選取壓力機噸位及確定壓力機型號；最后分析了彎曲件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及頂出裝置的選取。 本設(shè)計采用了八字擺塊復合模成型型件。復合模具有生產(chǎn)效率高，制件精度高等特點，特別適合大批量高精度生產(chǎn)。成型原理可劃分為兩個階段：首先，凸模與凹模共同作用成型U形件；凹模繼續(xù)下行，迫使擺塊左右擺動動作，U型件被再次彎曲成型，最后成型型件，這種機構(gòu)動作靈活可靠，設(shè)計方便，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 TYPE BENDING PARTS STAMPING PROCESS AND DIE DESIGN Abstract：This design topic is a type of bending die design, embodies the typical type of bending die design requirements, the content and direction, has a certain meaning of design.Based on the parts, mold design to further strengthen the foundation of the designers bending die design knowledge, has laid a good groundwork for the design of bending die with more complex and gain a more profound experience. This design using the basic knowledge of bending forming technology and die design, analyzes the performance requirements of the plate, ready for the selection of mold types; Then calculated the bending force of bending parts, easy to choose press tonnage and determine the press type;In the final analysis the characteristics of bending parts, mold design parameters, key points of design and selection of ejection device. This design USES the figure of eight pendulum block type compound die.Composite mould has high production efficiency, high precision parts, especially suitable for mass production and high precision.Forming principle can be divided into two stages: first, the combination of convex and concave die shape U;Die to continue downward, forced the pendulum swinging movements, u-shaped bent by forming again, finally forming parts, this kind of agency action is flexible and reliable, convenient design, very suitable for use in the vice mould. Keywords: bending punch die set piece 目 錄 1 緒 論 1 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 1 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 1.3 支架模具設(shè)計與制造方面 2 1.3.1 支架模具設(shè)計的設(shè)計思路 2 1.3.2支架模具設(shè)計的進度 3 2 彎曲件工藝性分析及方案的確定 4 2.1彎曲件工藝性分析 4 2.2工藝方案的確定 4 2.3彎曲件工藝方案分析 7 3、主要設(shè)計計算 8 3.1主要設(shè)計計算 8 3.1.1彎曲件毛坯坯料尺寸計算 8 3.1.2 彎曲應力的計算 9 3.1.3 圧料力計算 9 3.1.4 壓力機公稱壓力的確定 9 3.2彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計 10 3.2.1凸模圓角半徑設(shè)計 10 3.2.2 凹模圓角半徑 10 3.2.4 凸、凹模間隙計算 11 3.3 U形彎曲凹凸模橫向尺寸的設(shè)計 12 3.4 彈簧的選用 13 3.4.1每個彈簧力計算 13 3.4.2彈簧預壓縮量 14 3.4.3彈簧校核 14 4 模具類型的選擇 15 4.1 模具結(jié)構(gòu)選擇 15 4.2定位方式的選擇 16 4.3出件方式的設(shè)計 16 5 主要零件的設(shè)計 17 5.1工件零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 5.1.1凸模的結(jié)構(gòu)草圖如下圖所示： 17 5.1.2凸模主要尺寸的計算 17 5.2凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 19 5.2.1凹模主要尺寸的設(shè)計 19 5.3.2擺塊的主要尺寸設(shè)計 20 5.4定位零件的設(shè)計 21 5.4.1限位釘?shù)脑O(shè)計 21 5.5定位塊的設(shè)計 22 5.6彈頂部件的設(shè)計 23 5.6.1墊片的設(shè)計 23 5.6.2導板的設(shè)計 23 6 壓力機的參數(shù)與比較 24 7 模具零件的加工工藝 25 7.1凸模的加工工藝過程 25 7.2凹模的加工工藝過程 25 8 模具的裝配 27 9 模具試沖 28 設(shè)計小結(jié) 29 致謝 30 參考文獻 31 III 型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計 1 緒 論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家上有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比距離相當大。 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，近10年來，我國模具行業(yè)一直以每年15％的增長速度快速發(fā)展。十五期間，我國模具行業(yè)年增長速度達到20％。2005年模具銷售額達610億元，同比增長25％，排在世界第三位；模具出口大幅增長，表明模具水平和競爭力提高。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2005年模具出口7．4億美元，同比增長50％以上；模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趨高檔，復雜、精密、長壽命的模具份額提高到30％。目前，國內(nèi)約有模具生產(chǎn)廠商3萬余家，從業(yè)人員有80多萬人，全年模具產(chǎn)值達534億元人民幣。涌現(xiàn)出一批模具行業(yè)領(lǐng)頭羊，如在汽車覆蓋件領(lǐng)域的一汽模具，輪胎領(lǐng)域的巨輪模具，塑料模具領(lǐng)域的海爾，模塊標準件領(lǐng)域的圣都等；不少地方出臺了扶持當?shù)啬＞咝袠I(yè)發(fā)展的政策，如重慶、成都、蘇州、大連等地都在建立模具工業(yè)園區(qū)，改善發(fā)展環(huán)境，完善模具生產(chǎn)的配套體系。中國經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具行業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大了的動力。 1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 目前國內(nèi)市場中低檔模具供過于求，但高檔模具卻供不應求。因此，要鼓勵企業(yè)增加設(shè)備，特別是骨干企業(yè)要配齊從模具粗加工、熱處理到各種精加工、光整加工、質(zhì)量控制與檢測等整套設(shè)備，一般企業(yè)要配備數(shù)控加工設(shè)備，實現(xiàn)模具制造的全自動加工。積極鼓勵企業(yè)與大專院校進行技術(shù)合作，廣泛采用計算機輔助技術(shù)、人工智能技術(shù)等進行設(shè)計決策、模擬分析和估化設(shè)計，增強企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。易模塑科技(深圳)有限公司目前在深圳模具業(yè)界處于領(lǐng)先地位，它引進先進的日本精密機械設(shè)備，并導入日本模具企業(yè)的流水線作業(yè)管理流程，使用日本模具制造業(yè)的先進工藝，從事各類精密注塑模具、鋁合金壓鑄模具、鋅合金壓鑄模具等的開發(fā)、設(shè)計和制造。近年來，該公司已成業(yè)內(nèi)翹楚，業(yè)務成長性高達300％。 1.2　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、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，據(jù)報道，高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應用于模具的設(shè)計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。 歐美模具企業(yè)的先進技術(shù)和先進管理，使其生產(chǎn)的大型、精密、復雜模具，對促進汽車、電子、通訊、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內(nèi)的模具企業(yè)相比，即使扣除價格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產(chǎn)效率也比我們高許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術(shù)進步，提高CAD/CAE/CAM的應用程度，增加數(shù)控加工設(shè)備的比重，用信息技術(shù)進一步提高模具的設(shè)計制造水平。同時，要學習和借鑒國外的先進管理經(jīng)驗，進一步深化企業(yè)改革。目前，國內(nèi)有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經(jīng)濟技術(shù)合作與交流，在提高模具國產(chǎn)化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。 1.3 支架模具設(shè)計與制造方面 1.3.1 支架模具設(shè)計的設(shè)計思路 彎曲是利用金屬的塑性變形，將板料，棒料、型材或管材等按設(shè)計要求彎曲成一定曲率和一定角度的零件的一種沖壓工序。它屬于成型工序，是沖壓加工的基本工序之一。彎曲件的尺寸精度與板料的厚度公差、材料性能、零件的形狀和尺寸、模具結(jié)構(gòu)和定位方式，以及工序的數(shù)量和先后順序等因素有關(guān)。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，無特殊要求，彎曲件的尺寸精度以不高于IT13級為宜，角度公差應不大于+/-15°。如果對彎曲件的尺寸精度有較高要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應設(shè)置定位工藝孔；對角度公差有較高要求時，應允許零件彎曲部位表面有輕微擦傷，或在彎曲工藝方面增加整形工序。 只有加強沖裁件基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。 支件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據(jù)計算的結(jié)果和選用的標準模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差，應當邊試沖邊修改高度。 1.3.2支架模具設(shè)計的進度 1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天； 2.確定加工方案，所用時間5天； 3.模具的設(shè)計，所用時間30天； 4.模具的調(diào)試．所用時間5天。 在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 2 彎曲件工藝性分析及方案的確定 工件名稱：型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計 生產(chǎn)批量：大批量 材料：08號鋼 材料厚度：2mm 圖1—1 2.1彎曲件工藝性分析 此工件為典型彎曲件。材料是08剛，具有狼嚎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IT14級有嚴格的要求外其余尺寸均為自由公差，工件整體上看尺寸精度低，普通彎曲成型完全能滿足要求。 2.2工藝方案的確定 該工件彎曲成型，可以一次成型，也可以二次彎曲成型有如下三種方案可供選擇： 方案一：采用在一套模具上成型，復合模生產(chǎn)。如下圖所示： 圖 1-2 方二：采用一次彎曲成型，單工序生產(chǎn)。如下圖所示： 圖 1-3 方案三：采用兩次彎曲成型，采用兩套單工序模生產(chǎn)。如下圖 圖1-4（首次彎曲） 2.3彎曲件工藝方案分析 方案一、模具結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)制造成本與方案三基本一樣，但工件尺寸精度高，位置精度容易保證，生產(chǎn)效率也高。 方案二、模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，但工件尺寸精度比較低，尤其是四個直角的精度難以得到保證。另外，在彎曲過程中，由于凹模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動，加大了坯料通過凹模圓角的磨擦力，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。 方案三：模具結(jié)構(gòu)能相對簡單，但生產(chǎn)成本較高，由于采用兩幅模具進行彎曲成形，從而可以避免了方案二中的缺陷，提高了彎曲件的質(zhì)量，但由于采用兩幅模具進行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，另外，凹模的強度不易保證。 綜上所述，經(jīng)過對三種方案的比較分析可見，該工件的彎曲成型生產(chǎn)方案采用方案三比較合理。 3、主要設(shè)計計算 3.1主要設(shè)計計算 3.1.1彎曲件毛坯坯料尺寸計算 式中：——彎曲件毛坯長度（mm）； ——彎曲件各直線段長度之和 （mm） ； ——彎曲件各部分（圓弧部分）應變中性層展開長度之和（mm）； 式中：——第一段圓弧部分應變中性層展開長度（mm）； 其中： 圖 1-6 經(jīng)查資料得公式： 式中：——應變中性層的曲率半徑（mm）； 其中： 式中：X——中性層位移系數(shù)，查《沖壓模具設(shè)計與制造》教程，表3.4.1得X=025:； 所以： 所以： 毛坯長度： 3.1.2 彎曲應力的計算 該模具工件屬于自由彎曲成型，所以U型件彎曲力： 式中：——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力（N）； B——彎曲件的寬度，B=70mm； t——彎曲材料的厚度（mm）； r——彎曲件的內(nèi)部彎曲半徑（mm）； ——材料的抗拉強度（MPa）; K——完全系數(shù)，一般取K=1.3 所以： 3.1.3 圧料力計算 根據(jù)《沖壓模具設(shè)計與制造》公式（3.5.4），如果彎曲模具設(shè)有頂出裝置或壓料裝置時，其定出力可以近似取自由彎曲力的30%~80%即： 在此?。? 3.1.4 壓力機公稱壓力的確定 根據(jù)《沖壓模具設(shè)計與制造》公式（3.5.5）即： 式中：——彎曲應力 ---壓料力 考慮到彎曲工件板料較厚，而且板寬也較大，壓力機公稱壓力應取值偏大為宜。 在此?。? 根據(jù)計算結(jié)果，查《模具使用技術(shù)手冊》表2-3初選壓力機為：J23-10。 3.2彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計 3.2.1凸模圓角半徑設(shè)計 由方案一可知，所涉及的復合模整個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)計為U型彎曲種類，所以，其設(shè)計可按U型件設(shè)計方法設(shè)計。因為，值較小，所以取r :。 3.2.2 凹模圓角半徑 根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗可知：當t=2~4mm時， 從保證制件精度要求考慮，特別是所設(shè)計的彎曲復合模值不宜取最大值。此取 3.2.3凹模深度 圖1-7 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，影響工件質(zhì)量。如果過大，則浪費模具鋼材，且需沖床有較大的工作行程。 由前面計算可知彎曲件邊長 據(jù)邊長L=28.36mm查相關(guān)資料得： 3.2.4 凸、凹模間隙計算 查《沖壓模具設(shè)計與制造》的U型件彎曲的凸、凹模單邊間隙可按下式計算： 式中：——彎曲凸、凹模單邊間隙（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《中國模具設(shè)計大典3》表19.3-19得 X= 0.1； 3.3 U形彎曲凹凸模橫向尺寸的設(shè)計 圖1—8 由工件圖上可知：工件是內(nèi)形標注的彎曲件，設(shè)計時應以圖凸模為基準先確定凹模尺寸。再利用凹凸間隙求出凹模的尺寸。 根據(jù)《沖壓模具設(shè)計與制造》教程公式（3.944）與（3.9.5）得： 凸模尺寸為： 式中：——凸模橫向尺寸（mm）； ——彎曲件橫向的最小極限尺寸（mm）； ——彎曲件的尺寸公差（mm）； ——凸模的制造公差，采用IT17級。 所以： 查《公差與配合手冊》表1-6標準公差等級IT17級得： 凹模尺寸為： 式中：——凹模橫向尺寸（mm）； ——凹凸模雙面間隙（mm）； ——凹模的制造公差，取IT18級得: 查《公差與配合手冊》表1-6標準公差值IT18級得： 3.4 彈簧的選用 彈簧是模具中廣泛應用的彈性元件，主要彈性卸料用。 3.4.1每個彈簧力計算 根據(jù)模具安裝位置，選定4個彈簧，每個彈簧的彈頂力為： 式中：——彈簧復位的彈頂力（N）,在此=44708.63； ——彈簧的預頂力（N）； ——彈簧的數(shù)量。 查《中國機械工業(yè)標準匯編彈簧卷》GB/T2089-94表有關(guān)彈簧規(guī)格，初選規(guī)格為35mm*300mm，具體參數(shù)是D=35mm,d=10mm,t=21.7mm, N,，，n=12.5. 3.4.2彈簧預壓縮量 式中：——彈簧預壓縮量（mm）； ——彈簧最大允許負荷（N）。 所以： 3.4.3彈簧校核 彈簧實際工作總壓縮量： 式中：——彈簧工作行程（mm）； 式中：——凸模進入凹模深度22mm； ——擺塊進行第二次彎曲工作時，凸模下滑行程50mm。 所以： 顯然，，所以選用的彈簧式合適的，可用。 4 模具類型的選擇 4.1 模具結(jié)構(gòu)選擇 由彎曲工藝分析可知，采用復合模，所以模具類型為復合模。模具結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖1-9 模具上模部分主要由：凹模、打桿、壓板組成。卸料方式采用剛性打件裝置卸料，工作原理：上?；爻?，壓力機限位裝置迫使大干推動壓板把彎曲件從凹模腔中推出。下模部分由凸模、限位釘（2個）、擺塊（一對）、導板、銷釘（2個）、內(nèi)六角螺釘（4個）、下模座、限位塊（2個），上墊板，下墊板，彈簧等零件組成。 彎曲坯料由前一沖裁工序準備尺寸為：113mm*50mm，板料有前方送進，送料方向定位由限位螺釘限位，左右方向由限位塊定位，板料定位后，上模下行，凸模壓入凹模同時把板料拉入模腔內(nèi)，進行首次U型彎曲動作，當凸模壓入凹模深度22mm時，首次U型彎曲完成，進入二次彎曲動作，這時在上模下行力的驅(qū)使下擺塊被迫左右擺動，同時板料發(fā)生二次彎曲動作，最后工件成型為型件。憂郁彎曲回彈力的作用下，工件被卡在凹模型腔內(nèi)，隨著上模回程，當上模的打桿觸動壓力機的限位裝置時，打桿推動壓板迫使工件從凹模中頂出，卸下工件。在上?；爻掏瑫r，下模的彈簧彈性勢能釋放，驅(qū)使凸?；爻?，從而完成整個工件的彎曲動作。 4.2定位方式的選擇 因為模具采用的是前一工序沖裁好的板料，板料由模具前方送進，送進方向在凸模的頂部設(shè)有兩個限位釘定位，左右方向采用一對定位塊定位。 4.3出件方式的設(shè)計 彎曲成型后由于彎曲回彈力的作用下，工件會卡在凹模內(nèi)。為此，在這里采用了上出模的方式，利用壓力機的限位裝置迫使打桿推動壓板頂出工件。 5 主要零件的設(shè)計 5.1工件零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1.1凸模的結(jié)構(gòu)草圖如下圖所示： 圖1-10 在凸模頂部鉆兩個的孔固定兩個限位釘，凸模與限位釘?shù)呐浜习碒7/n6配合。在底部鉆一螺紋孔來與上墊板鏈接，另外在兩側(cè)各鉆兩個銷釘孔用以安裝擺塊，其中銷釘與銷釘孔采用H7/m6配合。 5.1.2凸模主要尺寸的計算 長度方向： 式中：——坯料的寬度（mm）； ——坯料寬度70mm； 式中：t——凸模長度方向上側(cè)壁厚度，綜合考慮到模具強度、剛度和生產(chǎn)成本，選t=10mm。 L=70+2*10=90mm 寬度方向： 有前面凸模橫向尺寸計算可知：； 式中：P——擺塊的厚度，有后面擺塊設(shè)計知，P=16mm。 所以： 從定位準確和加工難易程度考慮，在此選R=5mm。 高度方向： 式中：——首次彎曲時，凸模進入凹模的深度22mm。 式中：——首次彎曲時，凸模進入凹模的深度mm； ——擺塊高度，由后面擺塊設(shè)計中可知； ——導板的高度10mm，由后面設(shè)計可知； ——下模座的高度24mm，由后面設(shè)計可知。 所以h=22+58+10+24=114mm 凸模其余尺寸的設(shè)計和具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計可參見后面的凸模零件圖所示。 5.2凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖1-11 考慮到凹模在彎曲時所受的彎曲力合作有張力都比較大，因此，對凹模的強度和剛度都要有較高的要求。為了保證凹模的強度和剛度，在此把凹模和模柄做成一個整體，其結(jié)構(gòu)草圖如下圖所示： 5.2.1凹模主要尺寸的設(shè)計 長度方向：由前面的計算可知： 式中：——凹模側(cè)壁厚度。 因為工件在第二次成型是在凹模與擺塊的共同作用下成型的，所以凹模壁厚應略大于工件的凸緣外伸部分尺寸，即： 由前面彎曲件坯料尺寸計算可知， 所以： 綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本，在此取。 所以：，在此，取L=87mm。 高度方向： 式中：——首次彎曲凸模進入凹模的深度為22mm； ——壓板高度（mm），=23mm。 所以： 凹模其余尺寸的設(shè)計和凹模結(jié)構(gòu)的模具設(shè)計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)設(shè)計 5.3.1擺塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示： 圖1-12 5.3.2擺塊的主要尺寸設(shè)計 圓角半徑R: 式中：——擺塊的厚度（mm），根據(jù)擺塊的工作受力情況和生產(chǎn)成本考慮在此選 擺塊寬度B： 式中：——彎曲坯料的板寬50mm。 由上面擺塊工作原理得L的計算公式如下： 式中：——模側(cè)壁的厚度， ——坯料厚度， ——擺塊厚度， 所以：L=14+2+16/2=24mm 擺塊的其余尺寸設(shè)計與具體結(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 坯料的定位采用限位釘前方定位和定位塊左右定位，限位釘和凸?？撞捎肏7/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 限位釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)草圖如下圖所示： 圖1-13 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)計如下即可滿足使用要求： D=8mmh=5mm 其余尺寸設(shè)計見后面限位釘零件圖所示。 5.5定位塊的設(shè)計 定位塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示； 圖1-14 定位塊主要尺寸可按以下公式計算： 式中：——定位塊主要工作尺寸（mm）； ——凹模高度， ——坯料厚度， ——為定位可靠，設(shè)定的自由高度，在此選定。 所以：=114+2+5=121mm 定位塊的其余尺寸設(shè)計及具體結(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 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。該模具采用四根彈簧，上下墊板和4跟螺桿組成彈頂部件。 5.6.1墊片的設(shè)計 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)計如下： 上墊板：直徑155mm，厚度12mm； 下墊板：直徑155mm，厚度12mm。 上下墊板均采用45鋼制造，淬火厚度42 ~ 47HRC。其具體結(jié)構(gòu)見后面墊板零件圖所示。 5.6.2導板的設(shè)計 導板主要起導向定位作用，選材料T8A，淬火硬度55 ~ 60HRC制造尺寸：。其具體結(jié)構(gòu)以及尺寸設(shè)計見后面墊板零件圖所示。 6 壓力機的參數(shù)與比較 由前面壓力機工程壓力計算初選壓力機型號：J23-10，查《模具實用技術(shù)手冊》表2—3得壓力機主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：100KN； 滑塊行程：45mm； 最大閉合高度：180mm； 最大裝模高度：180mm； 連桿調(diào)節(jié)長度：35mm； 工作臺尺寸（前后*左右）：160mm*200mm； 墊板尺寸（厚度）：35mm； 模柄孔尺寸：30mm*60mm； 最大傾斜角度：； 由上述技術(shù)參數(shù)可知，所選壓力機J23-10可用。 7 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 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 mm 3 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 mm 5 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 HRC 8 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、 精修全部達設(shè)計要求。 7.2凹模的加工工藝過程 表2凹模加工工藝卡 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 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 HRC 8 磨 磨至圖紙要求 9 鉗 倒角、去毛刺、精修、研磨凹模腔，16孔。 8 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 工序 工藝說明 1 凸凹模預配 1、 裝配前仔細檢查凸模形狀、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，應重新修磨或者更換。 2 凸模裝配 以凸模為基準，安裝好限位釘，擺塊。 3 裝配下模 1、 把導板與下模座安裝好。 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工作臺上，并調(diào)出合理的間隙。 6 試沖與調(diào)整 開機試沖并根據(jù)試沖的結(jié)果作出相應的調(diào)整。 9 模具試沖 下表分別列出了模具在試沖時常見的故障，原因和調(diào)整方法： 表4模具在試沖時常見的故障，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、 凸模進入凹模的深度太淺 3、 凸、凹模間隙過大 4、 試模材料不對 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 2、 凹模兩側(cè)進口圓角大小不等，材料滑動不一致 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)計時計算錯誤或不正確 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 2、 凸、凹模之間的間隙不均勻 3、 凸、凹模表面粗糙度太大 1、 加大圓角半徑 2、 調(diào)整凸、凹模間隙 3、 拋光凸、凹模表面 設(shè)計小結(jié) 通過對本模具的設(shè)計，基本掌握了對沖壓模具設(shè)計的方法及步驟，對復合模有了更進一步的了解和認識，對沖壓模具的加工方法和制造途徑也積累了不少知識。通過對這次的方形墊片模具設(shè)計的畢業(yè)設(shè)計，我認識到了除了正確掌握和應用書本知識外，吸取和借鑒他人的設(shè)計經(jīng)驗虛心向別人請教也是非常重要的。 致謝 畢業(yè)設(shè)計是我們進行完了三年的模具設(shè)計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。 通過這次畢業(yè)設(shè)計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設(shè)計中。同時還使我更清楚了模具設(shè)計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材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。 在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 通過對彎曲冷沖模的設(shè)計，我對沖裁模、彎曲模有了更為深刻的認識，特別是這種彎曲模具的設(shè)計。彎曲模的主要零件的加工一般比較復雜，多采用線切割進行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計算出來，多需要在試模后再進行調(diào)整。在模具的設(shè)計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計算時的公式的選用、凸凹模間隙的計算、卸件機構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進行進一步的完善，使生產(chǎn)效率提高 參考文獻 [1]《沖壓工藝與模具設(shè)計》，原紅玲主編 ，機械工業(yè)出版社 [2]《機械制圖》,寇世瑤主編，高等教育出版社 [3]《計算機文化基礎(chǔ)基礎(chǔ)》，徐立新主編，電子工業(yè)出版社 [4]《金屬材料與熱處理》，程芳主編，南京大學出版社 [5]《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，徐起賀主編，機械工業(yè)出版社 [6]《沖壓與塑壓成型設(shè)備》，閆亞林主編，高等教育出版社 [7]《模具制造技術(shù)》，翟德梅主編，化學工業(yè)出版社 [8]《互換性與技術(shù)測量》，馬霄主編，南京大學出版社 31