3578 彎曲件的沖壓工藝及模具設計,彎曲,曲折,沖壓,工藝,模具設計 河南機電高等?？茖W校學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表學生姓名 劉和旺 學 號 0412122 指導教師 于智宏課題名稱 彎曲件沖壓工藝及模具設計難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務書 有 無開題報告 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： 年 月 日 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計（論文）任務書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學 生 姓 名 : 劉和旺 學 號: 0412122 設計(論文) 題目： 彎曲件沖壓工藝及模具設計 起 迄 日 期: 2007 年 05 月 日~ 月 日 指 導 教 師: 于智宏 2007 年 05 月 日畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的：×××××××××（小 4 號宋體，1.5 倍行距，下同）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………。2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領導： 年 月 日河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書摘 要本設計題目為彎曲件模具設計，體現(xiàn)了典型彎曲模的設計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者彎曲模設計的基礎知識，為設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。本設計運用彎曲成型工藝及模具設計的基礎知識，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，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及頂出裝置的選取。本設計采用了八字擺塊復合模成型件。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，最后成型件，這種機構動作靈活可靠，設計方便，非常適合在本副模具中使用。關鍵詞：彎曲模 凸模 凹模 擺塊ABSTRACTThe 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 perfourmance 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. So, it is adapted to be used on this mould extraordinarily.河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書1Keywords: bending dies , punch , dieg, swing bloc彎曲件的沖壓工藝及模具設計緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，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。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，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，任務飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進口模具 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%。進出口之比 2004 年為 3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中，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)構調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(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，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎薄弱?！叭Y”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和 CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設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、標準化、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)水平河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書2低，專業(yè)化分工不細，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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，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)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1 模具日趨大型化；2 在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術；3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；4 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；5 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術；6 模具的精度將越來越高；7 模具研磨拋光將自動化、智能化；8 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；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，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)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，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，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(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。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結(jié)構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書3高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(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)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％．第 1 章 彎曲件工藝性分析及方案的確定1.1 彎曲件工藝性分析此工件為典型彎曲件。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)構簡單，除了裝配尺寸 ， 公差等級 IT14 級有嚴格要求外74.05?052.?其余尺寸均為自由公差，工件整體上看，尺寸精度較低，普通彎曲成型完全能滿足要求。1.2 彎曲工藝方案的確定該工件彎曲成型，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 1方案二：采用兩次彎曲成型，先彎 U 型再彎成型件，采用兩套單工序模生產(chǎn)。具體如下圖所示：河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書4圖 a 為首次彎曲模具結(jié)構圖；圖 b 為第二次彎曲模具結(jié)構圖。a)首次彎曲 b)二次彎曲圖 2方案三：采用在一套模具上成型，復合模生產(chǎn)。具體如下圖所示：圖 31.3 彎曲件工藝方案分析方案一、模具結(jié)構簡單，生產(chǎn)制造成本低，但工件尺寸精度低，尤其是四個直角的精度難以得到保證。另外，在彎曲過程中，由于凸模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動，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。方案二、模具結(jié)構相對簡單，生產(chǎn)成本較高，由于采用兩副模具進行彎曲成形，從而可以避免了方案一中的缺陷，提高了彎曲件的質(zhì)量，但由于采用兩副模河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書5具進行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低，另外，凹模的強度不易保證。方案三、模具結(jié)構復雜，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。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書6第 2 章 主要設計計算2.1 彎曲件毛坯坯料尺寸的計算L= L??直 彎式中: 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）應變中性層展開長度之和（mm） ；彎圖 42.2 彎曲應力的計算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)束時的彎曲力(N)；自B — 彎曲件的寬度,B=35mm；t — 彎曲材料的厚度(mm)；r — 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑(mm)；— 材料的抗拉強度(MPa)；b?河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書7K — 安全系數(shù),一般取 K=1.3；=F20.71358x?＝16222.3 N2.3 壓料力的計算根據(jù)《沖壓模具設計與制造》公式(3.5.4),如果彎曲模設有頂出裝置或壓料裝置時,其頂出力 可以近似取自由彎曲力的 30%～80%即:yF=(0.3～0.8) 自在此取: =0.6y自=0.6×16222.3=9733.3 N2.4 壓力機公稱壓力的確定根據(jù)《沖壓模具設計與制造》公式(3.5.5)即:(1.2 ～ 1.3)×( + )YJF?自Fy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。在此取: 1.3( + )YJ自 y=1.3×(16222.3+9733.3)=33742.28 N根據(jù)計算結(jié)果,查《模具實用技術手冊》表 2-3 初選壓力機為：J11—5。2.5 彎曲模工作部分尺寸的設計 由方案三可知,所設計的復合模整個工作原理可分為兩部分: U 型彎曲和在 U 型彎曲基礎上的成型彎曲。歸根到底,其設計為 U 型彎曲種類,所以其設計可按 U 型件設計方法設計。2.5.1 凸模圓角半徑的設計 tr因為 =0.5, 值較小,所以 取 =r=0.5 mmtrtttr河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書82.5.2 凹模圓角半徑 Ar根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗可知: 當 t = 1 mm 時, =(2 ～ 3) tAr從保證制件精度要求考慮,特別是所設計的彎曲復合模 值不宜取大值。Ar在此?。?＝2 tAr＝2 ×1＝2 mm 2.5.3 凹模深度 0l L0圖 5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 L= + +1直L2直 1彎=27+11+13=51 mm據(jù)邊長 L=51 mm 查《中國模具設計大典 3》表 19.3-18 得:= 20 mm 0l河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書92.5.4 凹凸模間隙計算查《沖壓模具設計與制造》的 U 型件彎曲的凸凹模單邊間隙可按下式計算:C = +xt=t+ +xt maxt?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《中國模具設計大典 3》表 19.3-19 得 X=0.1；所以: C = 1+0.006+0.1×1=1.006mm2.5.5 U 形彎曲凸凹模橫向尺寸的設計 LAZ/2LT圖 6由工件圖上可知:工件是內(nèi)形標注的彎曲件,設計時應該以凸模為基準先確定凹模尺寸。再利用凸凹間隙求出凹模的尺寸。根據(jù)《沖壓模具設計與制造》教程公式(3.944)與(3.9.5)得:凹模尺寸為: max0(.75)AAL?????式中: —凹模橫向尺寸(mm)；Z—凹凸模雙面間隙(mm)；—凹模的制造公差,取 IT8 級得；A?河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書10—彎曲橫向尺寸公差，對稱偏差時 =2 ；??'=(29-0.75*0.025 =28.80ALA??0)A??0凸模尺寸為: 0(TTZ???式中: —凸模橫向尺寸(mm)；—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；t?所以: =(28.80-0.02TL0)t??=28.78 0t??查《公差與配合手冊》表 1-6 標準公差數(shù)值 IT7 級得:= mmTL0.287?查《公差與配合手冊》表 1-6 標準公差值 IT 8 級得:= mmA0.25?2.5.6 彈簧的設計1)根據(jù)模具安裝位置,選定 4 個彈簧,每個彈簧的彈頂力為:/N0F?X式中: —彈簧復位的彈頂力(N),在此 =22354.3 N ；X XF—彈簧的預頂力(N)；0N—彈簧數(shù)量；/N0F?X= 22354.3/4= 5588.58N2)查《中國機械工業(yè)標準匯編彈簧卷》GB/T2089-94 表有關彈簧規(guī)格,初選規(guī)格為25mm×3.5mm×80mm,具體參數(shù)是 D=25mm,d=3.5mm,t=7.0mm , =80mm， =80.1390FN?0H2?3)計算彈簧預壓縮量 0河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書11= 0H?2F式中: —彈簧預壓縮量(mm)；0—彈簧最大允許負荷(N)；2所以: = ×800H?58.34=20.0mm4) 彈簧較核彈簧實際工作總壓縮量: = +01H?式中: —彈簧工作行程(mm)；1H?= +12式中: —凸模進入凹模深度 11mm；—擺塊進行二次彎曲工作時,凸模下滑行程 25 mm 。2所以: =11+25=36mm1H?= +01=20+36=56mm顯然, + aT1直L1彎由前面彎曲件坯料尺寸計算可知, =27 mm , = 1 mm 直 彎L所以: >27 +1a=28 mm綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本,在此取 = 30 mm 。aT所以: L = 28.80 + 2 x 7= 42.8 mm 在此取 L = 45 mm 。高度方向: = + 1hyh河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書17式中: —首次彎曲凸模進入凹模的深度 = 11 mm ；1h1h—壓板高度（mm） ， = 13 mm 。y yh所以： =11 +13 =24 mm1凹模其余尺寸的設計和凹模結(jié)構的具體設計可參見后面的凹模結(jié)構零件圖所示。4.3 擺塊的結(jié)構的設計4.3.1 擺塊的結(jié)構草圖如下所示 RLBr圖 104.3.2 擺塊的主要尺寸的設計圓角半徑 R：R = / 2Bt式中： —— 擺塊的厚度（mm） ，根據(jù)擺塊的工作受力情況和生產(chǎn)成Bt本考慮在此選 = 8mm Bt所以：R = 8/ 2=4 mm擺塊寬度 B：B = =35mm L河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書18式中： —— 彎曲坯料的板寬 35mm。LB擺塊的工作原理圖如下所示：圖 11由上面擺塊工作原理得 L 的計算公式如下：L = + + atBt式中： —— 模側(cè)壁的厚度， =3.5 mm；at—— 坯料厚度， = 1 mm；t—— 擺塊厚度， = 8 mm。BBtL =3.5 +1 + 8 / 2=8.5mm擺塊的其余尺寸設計與及具體結(jié)構可參見后面擺塊零件圖所示。4.4 定位零件的設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。4.4.1 限位釘?shù)脑O計限位釘?shù)慕Y(jié)構草圖如下所示:河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書19hd圖 12由于限位釘只起限位作用,基本上不受過大的力作用,所以限位釘尺寸設計如下即可滿足使用要求:= 5 mm1dD = 8 mmh = 5 mm其余尺寸設計見后面限位釘零件圖所示。4.4.2 定位塊的設計定位塊的結(jié)構草圖如下所示:河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書20H圖 13定位塊主要工作尺寸 H 可按以下公式計算:H = + t + t0h式中: H —— 定位塊主要工作尺寸(mm);—— 凹模高度, = 28.5 mm ;t tt —— 坯料厚度, t = 1 mm ;——為定位可靠,設定的自由高度,在此選定 = 5 mm。0h 0h所以: H = 28.5 + 1 + 5=34.5 mm定位塊的其余尺寸設計及具體結(jié)構可參見后面定位塊零件圖所示。4.5 彈頂部件的設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 4 根彈簧，上下墊板和 4 螺桿組成彈頂部件由模具結(jié)構所限，上下墊板均是圓形結(jié)構，主要設計如下：上墊板： 直徑 58 mm ,厚度 6 mm ；下墊板： 直徑 58 mm ,厚度 6 mm ；上下墊板均采用 45 鋼制造，淬火硬度 40 ～ 45 HRC 。其具體結(jié)構見后面墊板零件圖所示。4.6 導板的設計河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書21導板主要起導向定位作用，選用材料 T8A，淬火硬度 58 ～ 60 HRC。制造尺寸：71 mm×57 mm×4 mm 。其具體結(jié)構以及尺寸設計見后面墊板零件圖所示。第 5 章 壓力機的參數(shù)與較核由前面壓力機公稱壓力計算初選的壓力機型號：J23-6.3 ，查《模具實用技術手冊》表 2-3 得壓力機主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：63 KN ；滑塊行程：20 mm ；最大閉合高度：100mm ；最大裝模高度：110 mm ；連桿調(diào)節(jié)長度：35 mm ；工作臺尺寸（前后 x 左右）：200 mm x 310 mm ；墊板尺寸（厚度）：30mm ；模柄孔尺寸： 30 mm x 50 mm ；?最大傾斜角度： 045由上述技術參數(shù)可知，所選壓力機 J23-6.3 型號可用。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書22第 6 章 模具零件的加工工藝6.1 凸模的加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容1 備料 鋸床下料 40 mm x 65 mm ?2 煅造 煅成 47 mm x 29 mm x 60 mm3 熱處理 退火，硬度 229 HBS?4 刨 刨六面，互為直角 46 mm x 29 mm x 60 mm5 平磨 磨六方 45 mm x 23 mm x 56 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 磨外形至圖紙要求尺寸，42.56 mm x 15 mm x 57 mm 磨安裝槽至圖紙要求尺寸，35 mm x 15.28 mm x 27.28 mm 9 鉗 倒角去毛刺。畫線、鉆孔、攻螺紋、精修等。研磨銷孔。精修全部達設計要求。6.2 凹模的加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 鋸床下料 42 mm x 60 mm ?河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書232 鍛造 煅成 45 mm x 41 mm x 46 mm 3 熱處理 退火，硬度≤229 HBS4 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 10 孔與 8 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， 8 孔。?第 7 章 模具的裝配模具的裝配全過程如下表格所示：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。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書24第 8 章 模具試沖時常見的故障及原因和調(diào)整方法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：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、凹模表面河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書25致 謝首先感謝本人的指導老師于智宏老師，她仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設計內(nèi)容提出了許多建議。感謝母?！幽蠙C電高等專科學校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進行課題研究的同窗王貴周同學，和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書26參考文獻[1] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設計與制造.北京：高等出版社，2004.6[2] 李崇豪主編.實用模具設計與制造手冊.北京：機械出版社，2000.10[3] 中國機械工程學會，中國模具設計大典編委員會.中國模具設計大典 3.南昌：江西科學出版社，2003.1[4] 任嘉卉主編.公差與配合手冊. 北京：機械出版社，2000.4[5] 馮炳光主編.模具設計與制造簡明手冊.上海：上海科學技術出版社，1998.5[6] 全國彈簧標準化技術委員會編.中國機械工業(yè)標準匯編彈簧卷.北京：中國標準出版社，1999.6 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計(論文)說明書學生姓名： 劉和旺 學 號： 0412122 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文) 題目: 彎曲件 的沖壓工藝及模具設計指導教師： 于智宏 2007 年 5 月 15 日河南機電高等?？茖W校畢 業(yè) 設 計 評 語學生姓名： 劉 和 旺 班級: 模具 041 學號： 0412122 題 目： 彎 曲 件 沖 壓 工 藝 及 模 具 設 計 綜合成績： 指導者評語：【填寫說明】：1．本格式僅適合于打印情況下使用，要求在學生答辯前完成， 請指導者將評語內(nèi)容直接打印在本欄目內(nèi)（用 4 號仿宋體，A 4 紙 型），禁止打印在其它紙上后剪貼在此處。2．評語填寫內(nèi)容：1）完成“畢業(yè)設計 （論文）任 務書” 規(guī)定工作的情況；2）創(chuàng)新性評價；3）寫作的規(guī)范化程度；4）存在的問題；5）建議成績評定；6）是否可以提交答辯。指導者(簽字) ： 年 月 日畢 業(yè) 設 計 評 語評閱者評語：【填寫說明】：1．本格式僅適合于打印情況下使用，要求在學生答辯前完成， 請評閱者將評語內(nèi)容直接打印在本欄目內(nèi)（用 4 號仿宋體，A 4 紙 型，不必打印在“指導者評語”的背面），禁止打印在其它 紙上后剪貼在此處。2．評語填寫內(nèi)容：1）論文選題的價值與意義； 2）創(chuàng)新性評價；3）工作量大??； 4）寫作的規(guī)范化程度；5）存在的問題； 6）建議成績評定；7）是否可以提交答辯。評閱者( 簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語：【填寫說明】：1．本欄目由答辯委員會（小組）根據(jù)學生答辯時回答問題的情況（知識面掌握、邏輯思維能力、口頭表達能力、回答問題的正確性等）以及各成員投票的綜合結(jié)果填寫，并給出成績（可手寫，也可打印，但必 須與“評閱者評語”打印在同一張紙上）。2．禁止打印在其它紙上后剪貼在此處。答辯委員會（小組）負責人( 簽字)： 年 月 日目 錄摘要……………………………………………………………………………..…. .I緒論……………………………………………………………….….………………1第 1 章 彎曲件工藝性分析及方案的確定……………………….….………………21.1 彎曲件工藝性分析………………………………………………………………31.2 彎曲工藝方案的確定.……………………….……………………………..……31.3 彎曲件工藝方案分析…………………………………..……….....……………4第 2 章 主要設計計算………………..….…………………………….….....………62.1 彎曲件毛坯坯料尺寸的計算…………………………………….……………...62.2 彎曲應力的計算…………………………….…………………………...……....62.3 壓料力的計算……………………………………………………………………72.4 壓力機公稱壓力的確定…………………………………………………………72.5 彎曲模工作部分尺寸的設計………………………………...………………….7第 3 章 模具類型的選擇……………………………………………………………123.1 具體結(jié)構選擇………………………………………………………………… 123.2 定位方式的選擇……………………………………………………………… 133.3 出件方式的設計………………………………………………………………13第 4 章 主要零件的設計……………………………………………………………144.1 凸模的結(jié)構設計……………………………………………………………… 144.2 凹模的結(jié)構設計……………………………………………………………… 154.3 擺塊的結(jié)構的設計…………………………………………………………… 174.4 定位零件的設計……………………………………………………………… 184.5 彈頂部件的設計……………………………………………………………… 204.6 導板的設計…………………………………………………………………… 20第 5 章 壓力機的參數(shù)與較核………………………………………………………21第 6 章 模具零件的加工工藝………………………………………………………226.1 凸模的加工工藝過程………………………………………………………… 226.2 凹模的加工工藝過程………………………………………………………… 22第 7 章 模具的裝配…………………………………………………………………23第 8 章 模具試沖時常見的故障及原因和調(diào)整方法………………………………24致謝……………………………….……………………..………………...………...25參考文獻………………………….…………………..……..……………….……...26河南機電高等專科學校學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表學生姓名 劉和旺 學 號 0412122 指導教師 于智宏課題名稱 彎曲件沖壓工藝及模具設計難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務書 有 無開題報告 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： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計（論文）任務書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學 生 姓 名 : 劉和旺 學 號: 0412122 設計(論文) 題目： 彎曲件沖壓工藝及模具設計 起 迄 日 期: 2007 年 05 月 日~ 月 日 指 導 教 師: 于智宏 2007 年 05 月 日畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的：×××××××××（小 4 號宋體，1.5 倍行距，下同）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××…………。2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領導： 年 月 日河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書摘 要本設計題目為彎曲件模具設計，體現(xiàn)了典型彎曲模的設計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者彎曲模設計的基礎知識，為設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。本設計運用彎曲成型工藝及模具設計的基礎知識，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，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及頂出裝置的選取。本設計采用了八字擺塊復合模成型件。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，最后成型件，這種機構動作靈活可靠，設計方便，非常適合在本副模具中使用。關鍵詞：彎曲模 凸模 凹模 擺塊ABSTRACTThe 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 perfourmance 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. So, it is adapted to be used on this mould extraordinarily.河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書1Keywords: bending dies , punch , dieg, swing bloc彎曲件的沖壓工藝及模具設計緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，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。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，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，任務飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進口模具 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%。進出口之比 2004 年為 3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中，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)構調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(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，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎薄弱。“三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和 CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設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、標準化、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)水平河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書2低，專業(yè)化分工不細，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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，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)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1 模具日趨大型化；2 在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術；3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；4 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；5 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術；6 模具的精度將越來越高；7 模具研磨拋光將自動化、智能化；8 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；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，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)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，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，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(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。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結(jié)構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書3高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(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)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％．第 1 章 彎曲件工藝性分析及方案的確定1.1 彎曲件工藝性分析此工件為典型彎曲件。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)構簡單，除了裝配尺寸 ， 公差等級 IT14 級有嚴格要求外74.05?052.?其余尺寸均為自由公差，工件整體上看，尺寸精度較低，普通彎曲成型完全能滿足要求。1.2 彎曲工藝方案的確定該工件彎曲成型，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 1方案二：采用兩次彎曲成型，先彎 U 型再彎成型件，采用兩套單工序模生產(chǎn)。具體如下圖所示：河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書4圖 a 為首次彎曲模具結(jié)構圖；圖 b 為第二次彎曲模具結(jié)構圖。a)首次彎曲 b)二次彎曲圖 2方案三：采用在一套模具上成型，復合模生產(chǎn)。具體如下圖所示：圖 31.3 彎曲件工藝方案分析方案一、模具結(jié)構簡單，生產(chǎn)制造成本低，但工件尺寸精度低，尤其是四個直角的精度難以得到保證。另外，在彎曲過程中，由于凸模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動，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。方案二、模具結(jié)構相對簡單，生產(chǎn)成本較高，由于采用兩副模具進行彎曲成形，從而可以避免了方案一中的缺陷，提高了彎曲件的質(zhì)量，但由于采用兩副模河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書5具進行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低，另外，凹模的強度不易保證。方案三、模具結(jié)構復雜，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。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書6第 2 章 主要設計計算2.1 彎曲件毛坯坯料尺寸的計算L= L??直 彎式中: 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）應變中性層展開長度之和（mm） ；彎圖 42.2 彎曲應力的計算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)束時的彎曲力(N)；自B — 彎曲件的寬度,B=35mm；t — 彎曲材料的厚度(mm)；r — 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑(mm)；— 材料的抗拉強度(MPa)；b?河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書7K — 安全系數(shù),一般取 K=1.3；=F20.71358x?＝16222.3 N2.3 壓料力的計算根據(jù)《沖壓模具設計與制造》公式(3.5.4),如果彎曲模設有頂出裝置或壓料裝置時,其頂出力 可以近似取自由彎曲力的 30%～80%即:yF=(0.3～0.8) 自在此取: =0.6y自=0.6×16222.3=9733.3 N2.4 壓力機公稱壓力的確定根據(jù)《沖壓模具設計與制造》公式(3.5.5)即:(1.2 ～ 1.3)×( + )YJF?自Fy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。在此取: 1.3( + )YJ自 y=1.3×(16222.3+9733.3)=33742.28 N根據(jù)計算結(jié)果,查《模具實用技術手冊》表 2-3 初選壓力機為：J11—5。2.5 彎曲模工作部分尺寸的設計 由方案三可知,所設計的復合模整個工作原理可分為兩部分: U 型彎曲和在 U 型彎曲基礎上的成型彎曲。歸根到底,其設計為 U 型彎曲種類,所以其設計可按 U 型件設計方法設計。2.5.1 凸模圓角半徑的設計 tr因為 =0.5, 值較小,所以 取 =r=0.5 mmtrtttr河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書82.5.2 凹模圓角半徑 Ar根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗可知: 當 t = 1 mm 時, =(2 ～ 3) tAr從保證制件精度要求考慮,特別是所設計的彎曲復合模 值不宜取大值。Ar在此?。?＝2 tAr＝2 ×1＝2 mm 2.5.3 凹模深度 0l L0圖 5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 L= + +1直L2直 1彎=27+11+13=51 mm據(jù)邊長 L=51 mm 查《中國模具設計大典 3》表 19.3-18 得:= 20 mm 0l河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書92.5.4 凹凸模間隙計算查《沖壓模具設計與制造》的 U 型件彎曲的凸凹模單邊間隙可按下式計算:C = +xt=t+ +xt maxt?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《中國模具設計大典 3》表 19.3-19 得 X=0.1；所以: C = 1+0.006+0.1×1=1.006mm2.5.5 U 形彎曲凸凹模橫向尺寸的設計 LAZ/2LT圖 6由工件圖上可知:工件是內(nèi)形標注的彎曲件,設計時應該以凸模為基準先確定凹模尺寸。再利用凸凹間隙求出凹模的尺寸。根據(jù)《沖壓模具設計與制造》教程公式(3.944)與(3.9.5)得:凹模尺寸為: max0(.75)AAL?????式中: —凹模橫向尺寸(mm)；Z—凹凸模雙面間隙(mm)；—凹模的制造公差,取 IT8 級得；A?河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書10—彎曲橫向尺寸公差，對稱偏差時 =2 ；??'=(29-0.75*0.025 =28.80ALA??0)A??0凸模尺寸為: 0(TTZ???式中: —凸模橫向尺寸(mm)；—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；t?所以: =(28.80-0.02TL0)t??=28.78 0t??查《公差與配合手冊》表 1-6 標準公差數(shù)值 IT7 級得:= mmTL0.287?查《公差與配合手冊》表 1-6 標準公差值 IT 8 級得:= mmA0.25?2.5.6 彈簧的設計1)根據(jù)模具安裝位置,選定 4 個彈簧,每個彈簧的彈頂力為:/N0F?X式中: —彈簧復位的彈頂力(N),在此 =22354.3 N ；X XF—彈簧的預頂力(N)；0N—彈簧數(shù)量；/N0F?X= 22354.3/4= 5588.58N2)查《中國機械工業(yè)標準匯編彈簧卷》GB/T2089-94 表有關彈簧規(guī)格,初選規(guī)格為25mm×3.5mm×80mm,具體參數(shù)是 D=25mm,d=3.5mm,t=7.0mm , =80mm， =80.1390FN?0H2?3)計算彈簧預壓縮量 0河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書11= 0H?2F式中: —彈簧預壓縮量(mm)；0—彈簧最大允許負荷(N)；2所以: = ×800H?58.34=20.0mm4) 彈簧較核彈簧實際工作總壓縮量: = +01H?式中: —彈簧工作行程(mm)；1H?= +12式中: —凸模進入凹模深度 11mm；—擺塊進行二次彎曲工作時,凸模下滑行程 25 mm 。2所以: =11+25=36mm1H?= +01=20+36=56mm顯然, + aT1直L1彎由前面彎曲件坯料尺寸計算可知, =27 mm , = 1 mm 直 彎L所以: >27 +1a=28 mm綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本,在此取 = 30 mm 。aT所以: L = 28.80 + 2 x 7= 42.8 mm 在此取 L = 45 mm 。高度方向: = + 1hyh河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書17式中: —首次彎曲凸模進入凹模的深度 = 11 mm ；1h1h—壓板高度（mm） ， = 13 mm 。y yh所以： =11 +13 =24 mm1凹模其余尺寸的設計和凹模結(jié)構的具體設計可參見后面的凹模結(jié)構零件圖所示。4.3 擺塊的結(jié)構的設計4.3.1 擺塊的結(jié)構草圖如下所示 RLBr圖 104.3.2 擺塊的主要尺寸的設計圓角半徑 R：R = / 2Bt式中： —— 擺塊的厚度（mm） ，根據(jù)擺塊的工作受力情況和生產(chǎn)成Bt本考慮在此選 = 8mm Bt所以：R = 8/ 2=4 mm擺塊寬度 B：B = =35mm L河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書18式中： —— 彎曲坯料的板寬 35mm。LB擺塊的工作原理圖如下所示：圖 11由上面擺塊工作原理得 L 的計算公式如下：L = + + atBt式中： —— 模側(cè)壁的厚度， =3.5 mm；at—— 坯料厚度， = 1 mm；t—— 擺塊厚度， = 8 mm。BBtL =3.5 +1 + 8 / 2=8.5mm擺塊的其余尺寸設計與及具體結(jié)構可參見后面擺塊零件圖所示。4.4 定位零件的設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。4.4.1 限位釘?shù)脑O計限位釘?shù)慕Y(jié)構草圖如下所示:河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書19hd圖 12由于限位釘只起限位作用,基本上不受過大的力作用,所以限位釘尺寸設計如下即可滿足使用要求:= 5 mm1dD = 8 mmh = 5 mm其余尺寸設計見后面限位釘零件圖所示。4.4.2 定位塊的設計定位塊的結(jié)構草圖如下所示:河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書20H圖 13定位塊主要工作尺寸 H 可按以下公式計算:H = + t + t0h式中: H —— 定位塊主要工作尺寸(mm);—— 凹模高度, = 28.5 mm ;t tt —— 坯料厚度, t = 1 mm ;——為定位可靠,設定的自由高度,在此選定 = 5 mm。0h 0h所以: H = 28.5 + 1 + 5=34.5 mm定位塊的其余尺寸設計及具體結(jié)構可參見后面定位塊零件圖所示。4.5 彈頂部件的設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 4 根彈簧，上下墊板和 4 螺桿組成彈頂部件由模具結(jié)構所限，上下墊板均是圓形結(jié)構，主要設計如下：上墊板： 直徑 58 mm ,厚度 6 mm ；下墊板： 直徑 58 mm ,厚度 6 mm ；上下墊板均采用 45 鋼制造，淬火硬度 40 ～ 45 HRC 。其具體結(jié)構見后面墊板零件圖所示。4.6 導板的設計河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書21導板主要起導向定位作用，選用材料 T8A，淬火硬度 58 ～ 60 HRC。制造尺寸：71 mm×57 mm×4 mm 。其具體結(jié)構以及尺寸設計見后面墊板零件圖所示。第 5 章 壓力機的參數(shù)與較核由前面壓力機公稱壓力計算初選的壓力機型號：J23-6.3 ，查《模具實用技術手冊》表 2-3 得壓力機主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：63 KN ；滑塊行程：20 mm ；最大閉合高度：100mm ；最大裝模高度：110 mm ；連桿調(diào)節(jié)長度：35 mm ；工作臺尺寸（前后 x 左右）：200 mm x 310 mm ；墊板尺寸（厚度）：30mm ；模柄孔尺寸： 30 mm x 50 mm ；?最大傾斜角度： 045由上述技術參數(shù)可知，所選壓力機 J23-6.3 型號可用。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書22第 6 章 模具零件的加工工藝6.1 凸模的加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容1 備料 鋸床下料 40 mm x 65 mm ?2 煅造 煅成 47 mm x 29 mm x 60 mm3 熱處理 退火，硬度 229 HBS?4 刨 刨六面，互為直角 46 mm x 29 mm x 60 mm5 平磨 磨六方 45 mm x 23 mm x 56 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 磨外形至圖紙要求尺寸，42.56 mm x 15 mm x 57 mm 磨安裝槽至圖紙要求尺寸，35 mm x 15.28 mm x 27.28 mm 9 鉗 倒角去毛刺。畫線、鉆孔、攻螺紋、精修等。研磨銷孔。精修全部達設計要求。6.2 凹模的加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 鋸床下料 42 mm x 60 mm ?河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書232 鍛造 煅成 45 mm x 41 mm x 46 mm 3 熱處理 退火，硬度≤229 HBS4 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 10 孔與 8 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， 8 孔。?第 7 章 模具的裝配模具的裝配全過程如下表格所示：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。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書24第 8 章 模具試沖時常見的故障及原因和調(diào)整方法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：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、凹模表面河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書25致 謝首先感謝本人的指導老師于智宏老師，她仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設計內(nèi)容提出了許多建議。感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進行課題研究的同窗王貴周同學，和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書26參考文獻[1] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設計與制造.北京：高等出版社，2004.6[2] 李崇豪主編.實用模具設計與制造手冊.北京：機械出版社，2000.10[3] 中國機械工程學會，中國模具設計大典編委員會.中國模具設計大典 3.南昌：江西科學出版社，2003.1[4] 任嘉卉主編.公差與配合手冊. 北京：機械出版社，2000.4[5] 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