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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 彈性?shī)A彎曲工藝及模具設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具 144 學(xué)生姓名 李仲士 學(xué) 號(hào) 141304410 指導(dǎo)教師 翟德梅 2017 年 4 月 20 日 目 錄 1 緒 論 1 2 沖壓件工藝分析 3 2 1 彎曲件工藝性分析 3 2 2 彎曲件的毛胚尺寸計(jì)算 3 2 3 彎曲方案選擇 5 3 彎曲過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算 6 3 1 彎曲力的計(jì)算 6 3 2 校正彎曲時(shí)的彎曲力 6 3 3 頂件力的計(jì)算 6 4 壓力機(jī)的確定 7 4 1 壓力機(jī)確定 7 4 2 彎曲回彈 7 5 模具的總體設(shè)計(jì) 9 5 1 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 5 2 模具類型的選擇 9 5 3 定位方式的選擇 9 5 4 頂件和出件方式的選擇 10 5 5 導(dǎo)向方式的選擇 10 6 主要零部件的設(shè)計(jì) 11 6 1 凸凹模間隙 11 6 2 凸模的設(shè)計(jì) 11 6 3 座架的設(shè)計(jì) 12 6 4 凹模的設(shè)計(jì) 13 6 5 固定板的設(shè)計(jì) 15 6 6 下模座的設(shè)計(jì) 15 6 7 其它零部件的選擇 16 7 模具的總裝圖及裝配調(diào)試 17 7 1 模具的總裝圖 17 7 2 模具的安裝 18 7 3 模具的調(diào)試 18 8 工作零件的加工工藝 20 結(jié) 論 21 致 謝 22 參考文獻(xiàn) 23 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 0 1 緒 論 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè) 是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備 先進(jìn)國(guó)家的 模具 工業(yè)已擺脫從屬地位 發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè) 日本工業(yè)界認(rèn)為 模具工業(yè)是其 它工業(yè) 的先行工業(yè) 是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力 美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為 模具工業(yè)是美國(guó)工 業(yè)的基 石 在德國(guó)模具被冠以 金屬加工業(yè)中的帝王 之稱 在我國(guó) 1998 年 3 月在 國(guó)務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定 模具被列為機(jī) 械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位 生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位 把發(fā)展模具工業(yè)擺在 發(fā)展 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要位置 目前 我國(guó)沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的 40 以上 處 于主導(dǎo) 地位 經(jīng)調(diào)查 全國(guó)模具行業(yè)從業(yè)人員的崗位分布情況大致如下 從事模 具設(shè)計(jì) 模 具工藝過(guò)程實(shí)施 產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督工作的人員占總數(shù)的 42 其 次是具體生產(chǎn)設(shè) 備的操作 模具的制作 調(diào)試和維修 從事這類工作的是智能型 的操作人員 占總數(shù) 的 26 三是從事生產(chǎn)組織 技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)管理工作的人 員 占總數(shù)的 14 四是從 事模具營(yíng)銷工作和售后技術(shù)服務(wù)的人員 占總數(shù)的 9 五是個(gè)體 行政管理人員 占 總數(shù)的 9 沖壓是一種先進(jìn)的少無(wú)切削加工方法 具有節(jié)能省材 效率高 產(chǎn)品質(zhì)量好 重 量輕 加 工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn) 在汽車 航空航天 儀器儀表 家電 電子 通訊 軍 工 日用品等 產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用 據(jù)統(tǒng)計(jì) 薄板成型后 制造了相當(dāng)于 原材料的 12 倍 的附加值 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中 與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一 在 現(xiàn)代汽車工業(yè)中 沖 壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的 59 沖壓是在室溫下 利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力 使其產(chǎn)生分離 或 塑性變形 從而獲得所需零件的一種壓力加工方法 在沖壓過(guò)程中 將材料加 工成零 件的一種特殊工藝裝配 稱為沖壓模具 沖模是在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中必不可 少的工藝裝 配 與沖壓件是 一模一樣 的關(guān)系 若沒(méi)有符合要求的沖模 就不 能生產(chǎn)出合格的 沖壓件 沒(méi)有先進(jìn)的模具 先進(jìn)的沖壓成型工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn) 在 沖壓零件的生產(chǎn)中 合理的成形工藝 先進(jìn)的模具 高效的沖壓設(shè)備是比不可少 的三要素 沖壓工序根據(jù)材料的變形特點(diǎn)可分為分離工序和成形工序兩類 分離 工序是 指坯料在沖壓力作用下 變形部分的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限 b d 使坯料產(chǎn)生塑 性變形 成為具有一定形狀 尺寸與精度制件的加工工序 成形工序主要有彎曲 拉 深 翻邊 旋壓等 彎曲是將板料 型材 管材或棒料等按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角 度和一定的曲 率 形成所需形狀零件的沖壓工序 它屬于成形工序 是沖壓基本工序 之一 在 沖壓零件生產(chǎn)中應(yīng)用較普遍 并且占有很大的比重 由于彎曲成形所用的工 模 具及設(shè)備不同 形成各種不同的彎曲方法 如壓彎 折彎 滾彎 拉彎 繞彎等 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 等 盡管各種彎曲方法不同 但其彎曲過(guò)程及特點(diǎn)具有共同的規(guī)律 最典型的兩 種 V 型彎曲和 U 型彎曲 彎曲所使用的模具叫彎曲模 它是彎曲過(guò)程中必不可少的工藝 裝備 開(kāi)始彎 曲時(shí) 板料的彎曲內(nèi)側(cè)半徑大于 凸模的圓角半徑 曲率的比較 開(kāi)始 曲率小 r 1 隨著凸模的下壓 板料的直徑與凹模 V 形表面逐漸靠緊 彎曲內(nèi) 側(cè)半徑 逐漸減小 同時(shí)曲率逐漸變大 半徑減小的同時(shí)彎曲力臂也逐漸減小 力臂為 凹 模與工件的兩接角邊點(diǎn)間的距離 當(dāng)凸模 板料與凹模三者完全壓合 板料的內(nèi) 側(cè)彎曲半徑及彎曲力臂達(dá)到最小時(shí) 彎曲過(guò)程結(jié)束 彎曲生產(chǎn)是靠模具與設(shè)備完成加 工過(guò)程 所以它的生產(chǎn)率高 而且由于操作簡(jiǎn) 便 也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化 利 用模具加工可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的 形狀復(fù)雜的零件 彎曲產(chǎn)品 的尺寸精度是由模具保證的 所以質(zhì)量穩(wěn)定 一般不需要經(jīng)過(guò)機(jī)械加工 便可使用 彎曲加工一般不需要加熱毛坯 也不像切削加工那樣大量切削材料 所以它 不但節(jié)能 而且節(jié)約材料 彎曲產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好 使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制 板材或 帶料 在彎曲過(guò)程中材料表面不受破壞 因此彎曲工藝是一種比較好而且成 本低的加工工藝 用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還 具有重量輕且剛性好的特點(diǎn) 2 沖壓件工藝分析 2 1 彎曲件工藝性分析 彎曲件的精度 由于零件圖上對(duì)這方面都沒(méi)有確定 這樣的制件可以設(shè)精度為 IT14 級(jí) 這樣精度一般的制造精度都可以滿足要求 彎曲件的結(jié)構(gòu) 彈簧鋼的最小彎曲半徑為 1 3t 0 96mm 可以滿足彎曲的最小半 徑的要求 工件形狀是完全對(duì)稱的 對(duì)于彎曲來(lái)說(shuō)是比較容易達(dá)到的 因?yàn)樽钚澢?半徑小于各個(gè)部分的尺寸圓角的尺寸 也容易彎曲得到 還有彈簧鋼的彎曲性能優(yōu)良 綜上所述 此工件的彎曲工藝良好 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 圖 2 1 彈性?shī)A 2 2 彎曲件的毛胚尺寸計(jì)算 工件圖給出的工件圖的尺寸不足以確定工件的形狀 所以工件的尺寸需要具體的 確定一下 以下尺寸是我根據(jù)圖形中的位置大致確定的 所以以下的尺寸確定未免會(huì) 有不合理的地方 此尺寸的確定僅供設(shè)計(jì)所用 僅供參考 我對(duì)尺寸的確定 由工件圖我們可以看出制件的尺寸只有圓角半徑 R1 和 R2 可以 先定下來(lái) 首先 先設(shè)定下面圓弧的圓心距離中心線的距離為 0 4mm 接著 設(shè)這個(gè) 中心距下面的水平面為 1mm 然后 在確定上面的尺寸時(shí) 我依據(jù)鋼絲直徑為 0 6mm 半徑為 R1mm 和 R2mm 的圓弧相切 還包括其它的一些尺寸和規(guī)定 如為了計(jì) 算方便我把四個(gè)半徑為 R1 的圓角的中心放到了 如圖所示的位置 且讓內(nèi)表面的三個(gè) 圓角位于一個(gè)豎直線上 最終確定的尺寸如下圖 尺寸確定 工件長(zhǎng)度的確定 由工件圖的尺寸 可以得到坯料的直徑為 0 6mm 比較小 但是相對(duì)與工件的其他的尺寸而言已經(jīng)是很大了 所以工件的長(zhǎng)度必須按照制件的中 性層進(jìn)行計(jì)算 其具體的尺寸計(jì)算過(guò)程和毛坯長(zhǎng)度的計(jì)算如下所示 根據(jù)即得的設(shè)定計(jì)算各個(gè)部分的尺寸 各個(gè)圓心之間的距離如圖所示 現(xiàn)在我們 來(lái)確定各個(gè)圓心的豎直的高度 下面所說(shuō)的尺寸分別代表的下圖所屬的尺寸 ma25 34106 32 b9 8 c 2 圖 3 其它尺寸的確定 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 圖 2 2 各部分高度尺寸的確定 根據(jù)以上得到的彈性?shī)A的各部分尺寸 可以確定鋼絲的總長(zhǎng) L 計(jì)算時(shí)要根據(jù)中 性層進(jìn)行計(jì)算 以下所用的字母分別表示的圖 5 彈性?shī)A的中性層的尺寸確定 根據(jù)上 一步算出的尺寸即各部分的高度 利用等比定理可以算出中性層與圓心連線的交點(diǎn)的 高度 再算出各個(gè)的圓心角 下面就是根據(jù)圓心角算各個(gè)部分的弧長(zhǎng) 10987654321 LLL 總 2 4 1 381 2 553 1 444 2 553 4 553 0 681 2 585 33 424 34mm 2 3 彎曲方案選擇 根據(jù)制件的形狀分析其彎曲方案可以采用以下兩種方案 第一 采用鋼絲直接送進(jìn) 采用切斷彎曲復(fù)合模 在彎曲以前把鋼絲切斷 mL4 2 03 124 021 8 arcsin2 413654 mL276 13 081 arcsin65 mL257 3 291 arcsin87 603 9 m52 10 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 第二 采用切斷 彎曲單工序模 方案對(duì)比 方案一的設(shè)計(jì)可以減少一套模具 但同時(shí)增加了沖裁機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 使 模具的設(shè)計(jì)難度增加 成本的降低程度也不大 因?yàn)橹萍慕Y(jié)構(gòu)原因 在加工的過(guò)程 中不可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的卸料 在工作的過(guò)程勞動(dòng)的強(qiáng)度也不會(huì)降低 而且給送料帶來(lái)了 很多的麻煩 所以加工的效率也不會(huì)增加 方案二的設(shè)計(jì)雖然需要再增加一套模具 但是這一套模具的設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單成本不會(huì) 太高 甚至可以用其他的一些工具對(duì)鋼絲進(jìn)行切斷 不用模具 而且使模具的設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單化 加工過(guò)程中的勞動(dòng)強(qiáng)度也有所降低 綜合以上分析 采用第二種方案進(jìn)行彎曲 3 彎曲過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算 3 1 彎曲力的計(jì)算 彎曲力是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一 由于彎曲力受材料性能 零件 形狀 模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響 很難用理論分析的方法進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算 所以我 按照生產(chǎn)中常采用的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算 具體如下 根據(jù)彎曲件的形狀選取 U 形件的彎曲力計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算 具體如下 1 自 由彎曲時(shí)的彎曲力 tr b0 7KBF 其中 F 沖壓形程結(jié)束的自由彎曲力 N K 安全系數(shù) 一般取 K 1 3 B 彎曲件的寬度 0 6mm t 彎曲材料的厚度 0 6mm r 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 R2mm 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 b 材料的強(qiáng)度極限 1000MPa 0 7 1 3 0 6 0 6 1000 2 0 6 tr b0 7KBF 126N 3 2 校正彎曲時(shí)的彎曲力 校正彎曲時(shí)的校正力比壓彎力大得多 且兩個(gè)力先后作用 所以 校正彎曲時(shí) 一般只計(jì)算校正力 公式如下 F 校 Ap 式中 F 校 校正彎曲時(shí)的彎曲力 N A 校正部分的垂直投影面積 6 0 6 3 6 2 p 單位面積上的校正力 120MPa F 校 Ap 3 6 120 432N 3 3 頂件力的計(jì)算 FD 0 5 F 122 0 5 61N 4 壓力機(jī)的確定 4 1 壓力機(jī)確定 自由彎曲時(shí) 壓力機(jī)噸位 F 機(jī)為 F 壓機(jī) 1 2 F 校 FD 1 2 493 591N 2 壓力 機(jī)的選定 根據(jù)壓力的計(jì)算和壓力機(jī)的型號(hào) 可選的壓力機(jī)為及可以滿足壓力的要求 J23 3 15 具體的參數(shù)如下表 表 4 1 壓力機(jī)的參數(shù)表 J23 3 15 壓力機(jī)參數(shù)表 公稱壓力 31 5KN 滑塊行程 25mm 滑塊行程次數(shù) 200 次 min 最大閉合高度 120mm 最大閉合高度 120mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 25mm 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 滑塊的中心線至 床身的距離 90mm 立柱距離 120mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 25mm 墊板尺寸 厚度 30mm 前后 160mm 前后 90mm 工作臺(tái) 尺寸 左右 250mm 工作臺(tái)孔 尺寸 左右 孔徑 120mm 1 10mm 模柄孔尺寸 25mm 40mm 最大傾斜角度 45 4 2 彎曲回彈 影響彎曲回彈的因素比較多 包括材料的力學(xué)性能 相對(duì)彎曲半徑 彎曲中心角 的大小 彎曲方式及彎曲模 工件的形狀 由于彈簧鋼的彎曲性能比較好 而本制件 的形狀和對(duì)于彎曲回彈的影響很不容易分析 在圓角 R2 向外回彈的同時(shí) 圓角 R1 對(duì) 它們的回彈作了相應(yīng)的減少 還有彎曲的方式 我采用了擺塊形式 校正彎曲對(duì)于制 件的影響不容易分析 所以對(duì)回彈值的確定不可能做得十分準(zhǔn)確 對(duì)于回彈角的計(jì)算十分的困難 因?yàn)橛绊懟貜椀囊蛩乇容^多 而且本制件的彎曲 是比較復(fù)雜的 成型過(guò)程中的彎曲回彈分析不容易進(jìn)行 再一方面純理論的計(jì)算對(duì)實(shí) 際的影響意義也不大 我計(jì)算的時(shí)候根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了分析 因?yàn)橹萍男螤罘治隹芍?他們的回彈可以相互抵消 雖然抵消的程度不可能完全 但是對(duì)制件的尺寸的影響不 會(huì)太大 所以對(duì)于制件成型后的回彈對(duì)制件精度的影響在設(shè)計(jì)的過(guò)程中先不于考慮 對(duì)其合理性可以在試模時(shí)候加以修整 根據(jù)試模的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 5 模具的總體設(shè)計(jì) 5 1 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 5 1 裝配圖 5 2 模具類型的選擇 有彎曲工藝分析可知 該制件的成型工藝過(guò)程可分為包括下料和彎曲兩道工序 下料工序的模具比較簡(jiǎn)單 或者也可以根據(jù)生產(chǎn)車間的實(shí)際情況對(duì)已有的剪切模具進(jìn) 行相應(yīng)的調(diào)整 下料工序的模具問(wèn)題很容易解決 所以 本設(shè)計(jì)只對(duì)彎曲這道工序進(jìn) 行設(shè)計(jì) 該模具的類型為彎曲模 5 3 定位方式的選擇 因?yàn)樵撝萍?0 6 彈簧鋼絲經(jīng)彎曲制造而成 彎成的零件形狀完全對(duì)稱 壓力 的中心也在中心處 本方案采用的是單工序彎曲模 坯料的放入采用人工 所以該制 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 件的定位采用的是兩邊的銷釘進(jìn)行長(zhǎng)度定位和溝槽進(jìn)行定位 每次加工時(shí)只需將剪好 的鋼絲條料放入溝槽中 靠?jī)蛇叺匿N釘就可以保證條料的準(zhǔn)確定位 這樣的定位比較 方便 加工也十分的容易 對(duì)于這類模具非常的實(shí)用 5 4 頂件和出件方式的選擇 對(duì)頂件的設(shè)計(jì) 制件的結(jié)構(gòu)形狀決定了成型的制件一定是包在凸模上 根據(jù)模具 的結(jié)構(gòu)形狀可知 有擺塊包著制件 上?；爻虝r(shí)兩擺塊要分開(kāi) 這里我設(shè)計(jì)在擺塊的 下面安裝一個(gè)頂銷 利用安裝在模座上的彈簧使擺塊分開(kāi) 對(duì)出件方式的選擇 如果 設(shè)計(jì)自動(dòng)的出件裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制作成本高 不經(jīng)濟(jì) 對(duì)于本套模具設(shè)計(jì)采用的是手 動(dòng)出件 勞動(dòng)強(qiáng)度稍大 但節(jié)省了制造成本和模具的平時(shí)維修的工時(shí)和費(fèi)用 5 5 導(dǎo)向方式的選擇 因?yàn)楸咎啄＞咚尚偷闹萍木鹊囊蟛桓?設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)需采用導(dǎo)柱與導(dǎo)套 其 定位靠在壓力機(jī)上安裝時(shí)調(diào)整來(lái)定位 保證制件的質(zhì)量 6 主要零部件的設(shè)計(jì) 6 1 凸凹模間隙 零件的設(shè)計(jì)說(shuō)先要計(jì)算彎曲模工作部分的尺寸 前面已經(jīng)進(jìn)行了計(jì)算 在進(jìn)行下 一步計(jì)算以前 要先計(jì)算出凸凹的間隙 凸凹模的間隙對(duì)于 V 形彎曲模來(lái)說(shuō) 凸凹模 間的間隙是靠壓機(jī)的閉合高度來(lái)控制 設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮 對(duì)于 U 形件彎曲模 則應(yīng)選 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 擇適合的間隙 本套模具也應(yīng)對(duì)間隙進(jìn)行設(shè)計(jì) 間隙的大小直接決定了制件的精度 間隙過(guò)小 會(huì)使工件彎邊厚度變薄 降低凹模壽命 增大彎曲力 間隙越大 回彈就 越大 制件的精度就越低 我采用以下的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算 Z tmax Ct t Ct 式中 Z 彎曲模凸模與凹模的雙邊間隙 t 材料厚度的基本尺寸 材料厚度的上偏差 C 間隙系數(shù) 查表可得 0 05 Z t ct 0 6 0 05 0 6 0 63mm 則凸凹模上的相應(yīng)尺寸都要相應(yīng)的增加或減少 0 015mm 模具的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 對(duì)于上模直接設(shè)計(jì)成一塊 方便安裝 下模部分 成形 擺塊 用銷釘固定在座架上 具體如下簡(jiǎn)圖 6 2 凸模的設(shè)計(jì) 由以上計(jì)算可知凸模的工作部分的尺寸 又有本套模具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) 本套模具要 求的精度又不是太高 凸模的尺寸比較小 如果把凸模另外設(shè)計(jì)一塊的話 在模柄上 的固定的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜 為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu) 我把凸模和模柄加工到一起 根據(jù)所選壓力機(jī)的參數(shù) 得到模柄孔的尺寸為 25mm 深度為 40mm 對(duì)凸模上半部分的 設(shè)計(jì)為直徑為 25mm 高度為 30mm 在下面設(shè)置一個(gè)直徑為 35mm 的圓來(lái)使凸模固定在壓 力機(jī)上 高度為 10mm 為如圖所示 圖 6 1 凸模尺寸 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 6 3 座架的設(shè)計(jì) 由模具的設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)可知 成形擺塊要在座架中旋轉(zhuǎn) 成形擺塊的內(nèi)形尺寸 有零件的尺寸和間隙值可以確定 而外形尺寸要根據(jù)座架中的尺寸來(lái)定 所以我們首 先要設(shè)計(jì)出座架 然后根據(jù)座架里面的尺寸和拔模的要求 來(lái)確定成形擺塊中的與座 架相配合的尺寸 設(shè)計(jì)的過(guò)程中我采用了縣設(shè)計(jì)座架后設(shè)計(jì)成形擺塊的方法 而事實(shí) 上也可以先設(shè)計(jì)成形擺塊再設(shè)計(jì)座架的方法 因?yàn)槠涑叽绲拇_定沒(méi)有什么依據(jù) 我們 可以先根據(jù)制件的外形尺寸和設(shè)計(jì)的要求 來(lái)大致確定座架的外形尺寸 寬度根據(jù)凸 模的尺寸來(lái)確定 通過(guò)頂件銷的圓孔的直徑為 10mm 長(zhǎng)度為 80mm 高度為 38mm 厚度 為 24mm 對(duì)于座架中的圓弧的尺寸要和成形擺塊的設(shè)計(jì)結(jié)合到一起來(lái)設(shè)計(jì) 要求成形 擺塊在座架中轉(zhuǎn)動(dòng)的部分為兩個(gè)圓相切 經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)和不斷的調(diào)整最后得到以下 的尺寸 兩圓弧的半徑分別為 R5 5mm 和 R19mm R5 5mm 的圓弧與下平面相切 圓心距 中心線的距離為 12mm R19mm 的圓心距下平面為 10mm 距中心線的距離為 0 mm 其它 的尺寸具體如下圖 圖 6 2 擺塊 圖 6 3 座架尺寸 6 4 凹模的設(shè)計(jì) 由以上計(jì)算可知凹模的工作部分的尺寸為如圖所示 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 圖 6 4 成形擺塊成形面尺寸的確定 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的工作過(guò)程的要求 可以看出凹模的設(shè)計(jì)不僅要保持 上面的尺寸 還要保證成形擺塊能在座架上轉(zhuǎn)動(dòng) 以 6mm 的圓的中心線為中心軸轉(zhuǎn) 動(dòng) 外形兩圓弧的尺寸分別為 R5 5mm 和 R19mm R5 5mm 的圓心與座架重合 而 R19mm 的圓心就要計(jì)算了 保證零件可以拔出來(lái) 同時(shí)成形擺塊要轉(zhuǎn)動(dòng) 在下面還要留出一 定的距離 保證制件拔出的時(shí)候 兩擺塊不相撞 在對(duì)此部分的設(shè)計(jì)時(shí) 下面流出的 距離應(yīng)避免相撞 也可以通過(guò)在下面作倒角來(lái)保證 現(xiàn)在我來(lái)計(jì)算要將零件拔出凹模需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度 根據(jù)圖上我們可以看出凹模只 要能轉(zhuǎn)到 c 點(diǎn)的位置就可以將制件拔出 要保證當(dāng)擺塊轉(zhuǎn)到 C 點(diǎn)時(shí)下面的低點(diǎn)不能超 過(guò)中心線 要使擺塊的轉(zhuǎn)動(dòng)角度能使制件拔出 具體的計(jì)算方法為 78 01825 cos21 63 922 o731 o 0 由以上的計(jì)算可以確定要將成型好的制件拔出凹模需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為 ooo6 1 8 50 兩成形擺塊要做成兩瓣的 他們之間的間隙為取 2mm 我們現(xiàn)在來(lái)驗(yàn)證這個(gè)數(shù)值 能不能滿足凹模不相撞的條件 就要滿足下圖 10 所示 角要大于 11 6o 下面我們 進(jìn)行驗(yàn)算 976 015 2sin1 84 i22 O471 O 63 12 o1 2 可以滿足要求 即取兩瓣成形擺塊之間的距離為 2mm 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 圖 6 5 擺塊的轉(zhuǎn)動(dòng)角度 在彎曲的過(guò)程中 首先是凸模部分先壓到彈簧鋼絲 把彈簧鋼絲壓彎 然后繼續(xù) 下降 由凸模把制件壓到成形擺塊的上平面 這樣既可以使壓力機(jī)的力更好的用在彎 曲件上 同時(shí)也防止了凸模的折斷 經(jīng)過(guò)計(jì)算將凸模部分和凹模接觸的部分進(jìn)行結(jié)合 并留出一定的間隙即可算出這一部分的尺寸 具體的尺寸這里就不再敘述 最終確定 的尺寸如下圖 圖 6 6 成形擺塊的尺寸圖 6 5 固定板的設(shè)計(jì) 固定座的作用是固定座架 他的尺寸設(shè)計(jì)要求與座架的尺寸相互配合 同時(shí)還要 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 用它 通過(guò)成形擺塊上加工的孔和它上的孔來(lái)定位成形擺塊 為了便于裝模和維修 我在上方開(kāi)了一個(gè)槽 槽深為 25mm 固定成形擺塊的銷釘孔的距離為 24mm 同時(shí)為了 讓固定座能在模座上固定和定位分別設(shè)置了六個(gè)螺釘和兩個(gè)銷釘 在中間設(shè)置了一個(gè) 放置頂件的裝置 其直徑為 15mm 具體尺寸為如下圖 圖 6 7 座架尺寸 6 6 下模座的設(shè)計(jì) 模座的設(shè)計(jì)要求 除了保證強(qiáng)度以外還應(yīng)考慮模具在壓力機(jī)上的安裝 頂件裝置 的安裝等方面的問(wèn)題 我選擇的模座的厚度為 35mm 長(zhǎng)為 200mm 寬為 110mm 在中 間打一個(gè)深為 20mm 的孔直徑為 15mm 還包括螺釘和銷釘孔 6 7 其它零部件的選擇 下面是對(duì)其它的次要零件的設(shè)計(jì) 它們都為標(biāo)準(zhǔn)件 螺釘按 M10 50 GB70 85 選 4 個(gè) 另外再選 2 個(gè) M10 40 GB70 85 的螺釘 頂件裝置采用頂裝置 10 16 GB2866 5 81 這個(gè)頂件裝置對(duì)于這套模具可能不太合適 如果由于過(guò)長(zhǎng)造成的問(wèn)題 可以通過(guò)改變它的長(zhǎng)度或按照這個(gè)標(biāo)屯進(jìn)行加工即可 彈簧選 1 6 10 35 GB2089 80 的 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 7 模具的總裝圖及裝配調(diào)試 7 1 模具的總裝圖 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)可得如下圖所示的模具裝配圖如下 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 圖 7 1 彈性?shī)A擺動(dòng)彎曲模 1 凸模 2 擋銷 3 成形擺塊 4 座架 5 圓銷 6 固定座 7 頂銷 8 彈簧 9 下模座 10 螺母 11 螺母 12 銷釘 模具的工作過(guò)程 本套模具用于彈性?shī)A工件的彎曲 將所需長(zhǎng)度的鋼絲 放入座架 3 的槽中定位 上模下行時(shí)即凸模 1 下行 凸模先將毛坯壓成 U 形 上模至下極點(diǎn)時(shí) 凸模 1 使成形 擺塊 2 旋轉(zhuǎn)閉合 將鋼絲彎曲成形 上?；厣?成形擺塊在頂銷 6 和彈簧 7 的作用下復(fù)位 工件留在凸模 1 上然后 縱向取出 7 2 模具的安裝 上模是一個(gè)整體不用在裝配 下模的裝配及試沖如下 1 安裝下模部分 檢查下模各個(gè)零件尺寸是否能滿足裝配技術(shù)條件 將下模座放在夾板上加好 再 將固定板 座架放在下模座上 保證凸凹模的幾何中心重合 然后夾緊 2 鉆鉸下模銷釘和螺釘孔 在下模座板上劃線 確定螺釘孔 銷釘孔的位置 將下模部分放在鉆床上 根據(jù) 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 具體的要求將螺釘孔 銷釘孔加工出來(lái) 并用螺釘和銷釘將下模部分固定 然后 將 彈簧和頂桿裝入下模座和座架內(nèi) 把成型擺塊裝入座架中 再將座架放入固定板 用 圓銷將成形擺塊固定 最后 打入銷釘上上螺釘 完成下模的裝配 3 配裝凸 凹模部分即試沖 將凸模在壓力機(jī)的模柄孔中固定 將下模放在壓力機(jī)的工作臺(tái)面上 根據(jù)凸模的 位置調(diào)整下模的位置 將樣件放夾在凸模上 壓力機(jī)下行進(jìn)行試沖來(lái)調(diào)整上下模的位 置 然后 放上彈簧鋼絲進(jìn)行試沖 根據(jù)試沖的情況 在對(duì)模具進(jìn)行修整 直到達(dá)到要求為止 將沖好的制件連同模 具一起交付使用或入庫(kù)封存 7 3 模具的調(diào)試 制件彎曲過(guò)程中 由于材料回彈的影響 使彎曲制件在模具中形狀與取出后的形 狀不一致 從而影響制件的形狀和尺寸要求 又因回彈的影響因素較多 很難用設(shè)計(jì) 計(jì)算的方法進(jìn)行消除 所以 在模具制造時(shí) 常用是墓室的回彈值修正凸模 或凹模 為了方便修正凸模和凹模 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 整和確定之間毛坯尺寸 由于以上因素 彎曲模的調(diào)整工作比一般的沖裁模復(fù)雜的多 彎曲模試沖時(shí)常出 現(xiàn)的缺陷 產(chǎn)生原因及調(diào)整方法如表 表 7 2 彎曲模試沖時(shí)的缺陷和調(diào)整方法 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 彎曲件地面不平 1 卸料桿分布不均勻 2 壓料力不夠 1 均勻分布卸料桿或增加卸料桿的 個(gè)數(shù) 彎曲件形狀和尺寸不合 格 沖壓件產(chǎn)生回彈造成之間不 合格 1 修改凸模的角度和形狀 2 增加凹模的深度 3 減少凸凹模之間的間隙 4 彎曲前坯料退火 5 增加校正力 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 彎曲件產(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 彎曲區(qū)外側(cè)有毛刺 3 彎曲變形過(guò)大 4 彎曲線與板料的纖維方向 平行 5 凸模圓角小 1 更換蘇醒好的材料或?qū)⒉牧贤嘶?2 減少?gòu)澢冃瘟亢髮⒂忻踢叿?在彎曲內(nèi)側(cè) 3 分次彎曲 首次彎曲用較大的彎 曲半徑 4 更改落料排樣 使彎曲線與板料 纖維方向成一定角度 5 加大凸模圓角 彎曲件表面擦傷或壁厚 減薄 1 凸模圓角過(guò)大或表面粗慥 2 板料粘附在凹模內(nèi) 3 間隙小 擠壓變薄 4 壓料裝置亞料力過(guò)大 1 加大凸模圓角 降低表面粗燥度 2 凹模表面鍍鉻或化學(xué)處理 3 增加間隙 4 減小壓料力 彎曲件出現(xiàn)撓曲度或扭 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)在于 撓曲度方向相反的方向上 8 工作零件的加工工藝 本套模具彎曲的零件采用的是彈簧鋼 彈簧鋼的彎曲性能比較優(yōu)良 又由于制件 本身的要求精度又不高 所以對(duì)模具材料的要求不高 選擇一般的冷作模具鋼就能夠 滿足加工零件的要求 完成對(duì)制件的加工 這里我采用 Gr12 鋼 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 該套模具根據(jù)裝配圖可以看出采用的是正裝的模具 僅有彎曲的這一道工序 另 外本套模具的組成也非常的簡(jiǎn)單 零件圖中沒(méi)有對(duì)零件的各個(gè)部分的公差做出明確的 規(guī)定 我們這里取制件的公差等級(jí)為 IT14 這樣基本上可以說(shuō)對(duì)模具的精度要求不高 屬于一般精度的加工要求 但是根據(jù)凸凹模的形狀可知 利用一般的加工方法難以完 成 凹模的需要采用線切割進(jìn)行加工 對(duì)于凸模采用電火花加工而成 彎曲模的作用是使坯料在塑性變形內(nèi)發(fā)生彎曲 使坯料產(chǎn)生永久性變形而獲得所 要求的尺寸 由于模具彎曲工作部分的形狀及尺寸精度要求較高 制造時(shí)凸 凹模工作表面的 曲線和折線需用事先做好的樣板和給樣件來(lái)控制 樣板與樣件的加工精度為 0 05mm 裝配時(shí)可按照沖裁模的裝配方法 借助樣件或樣板調(diào)整間隙 為了提高之間的表面質(zhì)量和模具壽命 彎曲模凸 凹模的表面粗慥度要求較低 一般為 Ra 0 4m 結(jié) 論 本畢業(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?lái)所學(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(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我再?gòu)?fù)習(xí)老知識(shí)的同時(shí)學(xué)到了許多新知識(shí) 對(duì)一些原來(lái)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(lái)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(cè)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(guò) 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 程中要考慮的問(wèn)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 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中通過(guò)沖壓手冊(cè) 模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等隊(duì)要設(shè) 計(jì)的問(wèn)題進(jìn)行查詢 我了解了通過(guò)更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì) 使設(shè)計(jì)更具合理 性 也使我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)資料的查詢和運(yùn)用 通過(guò)對(duì)彈性?shī)A擺塊彎曲模的設(shè)計(jì) 使我對(duì)彎曲模有了深刻的認(rèn)識(shí) 特別是這種帶 有擺塊的彎曲模具的設(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(lái) 多需要在 試模后再進(jìn)行調(diào)整 在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題 雖然設(shè)計(jì)中 對(duì)它們做出了解決 但還是感覺(jué)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 兩擺塊之間的距離的調(diào)整 都可以進(jìn)行 進(jìn)一步的調(diào)整 使生產(chǎn)效率提高 因?yàn)楣ぜ男螤畈灰?guī)則對(duì)壓力的計(jì)算不容易用公式 直接計(jì)算 卸件可以采用彈簧彈出制件 兩擺塊之間的距離可以將下面作一個(gè)倒角 可以減少兩擺塊之間的距離 由于能力有限 設(shè)計(jì)中難免有疏漏之處 懇請(qǐng)老師給予指正 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師翟老師 他對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢 業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議 翟老師淵博的知識(shí) 誠(chéng)懇的為人 使我受益匪 淺 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中 特別是遇到困難時(shí) 他給了我鼓勵(lì)和幫助 在這里我向 他表示真誠(chéng)的感謝 感謝母校 河南工學(xué)院的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提供的良好學(xué) 習(xí)及實(shí)踐環(huán)境 使我學(xué)到了許多新的知識(shí) 掌握了一定的操作技能 我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí) 生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué) 并感 激師友的教誨和幫助 最后 祝老師在今后的日子中笑口常開(kāi) 事事順心 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 參考文獻(xiàn) 1 趙志偉等 模具發(fā)展現(xiàn)狀 J 模具制造 2007 6 2 4 2 李紹林 馬長(zhǎng)福主編 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) M 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1998 3 陳錫棟 周小玉主編 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21