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河南機電高等專科學校 學生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 學生姓名 申帥兵 學 號 111304248 指導教師 丁海 課題名稱 U 型彎曲沖壓成形工藝及模具設(shè)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(wù)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 2014 年 2 月 22 日 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 學 生 姓 名 申帥兵 學 號 111304248 設(shè)計題目 U 型彎曲沖壓成形工藝及模具設(shè)計 起迄日期 2013 年 11 月 2 日 2014 年 4 月 13 日 指導教師 丁海 2014 年 4 月 13 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計課題來源及應(yīng)達到的目的 本畢業(yè)設(shè)計課題來源于生產(chǎn)實踐 在完成該課題之后 應(yīng)對沖壓成形工藝較為熟悉 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 能夠運用繪圖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(wù)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 原始數(shù)據(jù)如圖 材料 鋁 大批量 工作要求 1 完成模具的設(shè)計 編寫設(shè)計說明書一份 2 繪制模具裝配圖以及全套的模具零件圖 3 編寫主要零件的加工工藝卡 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 河南機電高等?？茖W校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 U 型彎曲沖壓成形工藝及模具設(shè)計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 112 學生姓名 申帥兵 學 號 111304248 指導教師 丁海 2014年 4 月 16 日 目 錄 緒論 1 第一章 彎曲件成形工藝分析 2 1 1 彎曲件成形工藝性分析 2 1 2 彎曲件成形概述 2 第二章 彎曲工藝方案的確定 3 2 1 彎曲件成形方案 3 2 2 方案設(shè)計進度 5 第三章 模具相關(guān)計算 6 3 1 模具成形力的計算 6 3 1 1 彎曲應(yīng)力計算 6 3 1 2 壓料力的計算 6 3 1 3 初選壓力機 6 3 1 4 彎曲件毛坯坯料尺寸的計算 7 3 2 彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計 8 3 2 1 凸模圓角半徑的選取 8tr 3 2 2 凹模圓角半徑 9A 3 2 3 凹模深度 90l 3 2 4 凹凸模間隙計算 10 3 3 U 形彎曲凸凹結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計 10 3 4 橡皮的選擇 12 第四章 彎曲模具的選擇 13 4 1 模具結(jié)構(gòu)選擇 13 4 2 定位方式的選擇 14 4 3 卸料方式的設(shè)計 14 第五章 模具零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計 14 5 1 凸模零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 5 1 1 凸模的結(jié)構(gòu)圖 14 5 1 2 凸模主要尺寸的計算 15 5 2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 5 2 1 凹模主要尺寸的設(shè)計 17 5 3 擺塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 5 3 1 擺塊的結(jié)構(gòu)草圖 18 5 3 2 擺塊的主要尺寸的設(shè)計 19 5 4 定位零件的設(shè)計 20 5 4 1 限位釘?shù)脑O(shè)計 20 5 5 定位塊的設(shè)計 21 5 6 彈頂部件的設(shè)計 22 5 6 1 墊板的設(shè)計 22 5 6 2 導板的設(shè)計 22 第六章 壓力機的參數(shù)及模具相關(guān)參數(shù)校核 23 第七章 模具零件的加工工藝 24 7 1 凸模的加工工藝過程 24 7 2 凹模的加工工藝過程 25 第八章 模具的裝配 26 第九章 模具試沖 27 設(shè)計總結(jié) 28 致謝 29 參考文獻 30 河南機電高等專科學校 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 評 語 學生姓名 申 帥 兵 班級 模具 112 學號 111304248 題 目 U 型彎曲沖壓成形工藝及模具設(shè)計 綜合成績 指導者評語 指導者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 評 語 評閱者評語 評閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會 小組 評語 答辯委員會 小組 負責人 簽字 年 月 日 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 彎曲件成形工藝分析 1 1 彎曲件成形工藝性分析 工件名稱 U 型彎曲件 工件簡圖 如圖所示 生產(chǎn)批量 大批量 材料 鋁 材料厚度 2 mm 制件圖 由上圖可知 此工件為典型 U 型彎曲件 材料為鋁 具有良好的彎曲性能適合彎 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62 03 043 18 格要求外其余尺寸均為自由公差 工件整體上看 尺寸精度較高 普通彎曲成型 不能完全滿足要求 需要復合彎曲 1 2 彎曲件成形概述 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 1 本課題研究的思路 U 型彎曲件模具的設(shè)計 U 型彎曲件是最典型的彎曲件 其工作過程很簡單就一個彎曲 根據(jù)實際確定它不能一次彎曲成功 因此 需要 兩次彎曲 從制件的成型原理和模具加工成本考慮 確定此次彎曲不采用標準的 模架 為了保證制件的順利加工 模具必須有足夠精度 要保證模具的精度 特 別要保證導柱和導套的配合精度 保證導柱和導套的配合精度的同時 還要注意保 證導柱和導套的剛度 另外 模具的精度還和彎曲凸模與彎曲凹模工作配合精度 有關(guān) 設(shè)計時可能精度出現(xiàn)誤差 應(yīng)當邊試沖邊修改調(diào)整 只有加強彎曲變形基礎(chǔ)理論的研究 才能提供更加準確 實用 方便的計算 方法 才能正確地確定彎曲工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸 解決彎 曲變形中出現(xiàn)的各種實際問題 從而 進一步提高制件質(zhì)量 本課題設(shè)計進度的安排如下 1 了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 所用時間 15 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 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 2 2 第二章 彎曲工藝方案的確定 2 1 彎曲件成形方案 該工件彎曲成型 可以一次彎曲成型 也可以二次彎曲成型有以下三種方案 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 2 方案二 采用兩次彎曲成型 先彎 U 型 再彎 U 型 采用兩套單工序模生 產(chǎn) 具體如下圖所示 圖 a 為首次彎曲模具結(jié)構(gòu)圖 圖 b 為第二次彎曲模具結(jié)構(gòu)圖 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 3 a 首次彎曲 b 二次彎曲 圖 3 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 4 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 4 4 2 2 方案設(shè)計進度 方案一 模具結(jié)構(gòu)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(gòu)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 具進行生產(chǎn) 生產(chǎn)效率低 另外 凹模的強度不易保證 方案三 模具結(jié)構(gòu)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 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 5 第三章 模具相關(guān)計算 3 1 模具成形力的計算 3 1 1 彎曲應(yīng)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 10mm 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 K 安全系數(shù) 一般取 K 1 3 F自 231504 70 3276 N 3 1 2 壓料力的計算 據(jù) 公式 3 5 4 如果彎曲模設(shè)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 y自F 在此取 0 6y自 0 6 3276 1965 6 N 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 6 3 1 3 初壓力機 根據(jù) 公式 3 5 5 即 1 2 1 3 YJF 自Fy 式中 彎曲應(yīng)力自 壓料力y 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(yīng)取值偏大為宜 在此取 1 3 YJF 自 yF 1 3 3276 1965 6 6814 08 N 根據(jù)計算結(jié)果 查 表 2 3 初選壓力機為 J23 31 5 3 1 4 彎曲件毛坯坯料尺寸的計算 因為彎曲件的彎曲圓角半徑較大 r 0 5t 應(yīng)根據(jù)中性層長度不變原理計 算 中性層位置以曲率半徑 表示 通用用下面經(jīng)驗公式 2 1 確定 r xt 2 1 式中 r 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 t 板料厚度 x 中性層位移系數(shù) 相對彎曲半徑 r1 t 1 5 r2 t 2 25 由表 3 4 可查的中性層的位移系數(shù) x 分別為 0 44 0 45 則 1 r xt 3 0 44 2 3 88 2 r xt 4 5 0 45 2 5 4 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 7 坯料的總長度等于彎曲件直線部分長度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長度之和 即 6 09 r xt180L 彎 180 394 8 48rt彎 5 長度方向的總長度計算公式為 又因為該工件左右對稱 則 LL 總 直 彎 2 6 5 25 5 30 2 2 94 29 14 123 14 mm L總 1 1彎 2彎 毛坯料的長度尺寸二維圖如下圖 制件展開圖 3 2 彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計 3 2 1 凸模圓角半徑 rt 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 8 8 由方案三可知 所設(shè)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(chǔ)上的 U 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 1 5 2 25 值較小 所以 取 r 3mm 4 5mmt rtrtrt 3 2 2 凹模圓角半徑 Ar 根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗可知 當 t 2 4 mm 時 2 3 tAr 從保證制件精度要求考慮 特別是所設(shè)計的彎曲復合模 值不宜取大值 在此取 2 tAr 2 2 4 mm 3 2 3 凹模深度 0l U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 9 L0 圖 6 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 25 5 6 5 8 48 40 48 mm 據(jù)邊長 L 40 48 mm 查表 19 3 18 得 20 mm0l 3 2 4 凹凸模間隙計算 查 的 U 型件彎曲的凸凹模單邊間隙可按下式計算 C x t t x t mat 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 表 19 3 19 得 X 0 05 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 10 所以 C 2 0 006 0 05 2 2 106 mm 3 3 U 形彎曲凸凹模尺寸的設(shè)計 LAZ 2T 圖 7 由工件圖上可知 工件是內(nèi)形標注的彎曲件 設(shè)計時應(yīng)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) 教程公式 3 944 與 3 9 5 得 凸模尺寸為 0 75TLmin 0 t 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 36 0 75 0 62TL0 t 36 465 0t 查 表 1 6 標準公差數(shù)值 IT7 級得 36 465 mmTL03 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 11 凹模尺寸為 ZALTA 0 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 36 46 4 212LA 0 40 672 A 0 查 表 1 6 標準公差值 IT 8 級得 40 87AL046 3 4 橡皮的選擇 3 4 1 橡皮高度的選擇 為保證橡皮不致過早失去彈性而損壞 一般取 5 1 h 工 作自 由 0 25 3 式中 橡皮自由狀態(tài)下高度 mm h自 由 所需工作行程 mm 工 作 工作行程可知所需工作行程為 25 5mm 則自由狀態(tài)下橡皮的高度選為 85mm 3 4 2 橡皮外徑的選擇 根據(jù)模具特點 選擇圓柱形橡皮 由沖壓手冊表 10 6 查得外徑的計算公式為 5 2 D 5 2 1 27FP 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 12 式中 F 壓力 由上文知道 F 6814 08N P 與橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力 由表 10 7 查得壓縮量為 30 的時候的單位壓力位 1 52MPa 則 D 75 45 mm 52 108647 又有校驗公式 D 為橡皮外徑 即是 D 170mm 且 D 56 66mm 選h0 5 橡皮外徑為 60mm 3 4 3 橡皮的連接固定 橡皮靠一個法蘭板固定在下模座上 并有螺釘連接 工作力通過頂桿傳遞給 頂板 以保證在工作的時候頂板于凸模夾緊工件 第四章 彎曲模具的選擇 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 具體結(jié)構(gòu)如下土所示 123456791012314561788 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 13 圖 8 八字擺塊復合模結(jié)構(gòu) 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 置卸件 工作原理 上?；爻?壓力機限位裝置迫使打桿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 銷軸 2 個 導板 銷釘 2 個 內(nèi)六方螺釘 4 個 下模座 限位塊 2 個 螺釘 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 123 14 mm x 10 mm 板料由前方送進 送 料方向定位由限位釘限位 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 16 mm 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 被迫向左右擺動 同時板料發(fā)生二次彎曲動作 最后工件成型為 U 型件 由于彎曲 回彈力的作用下 工件被卡在凹模腔內(nèi) 隨著上?；爻?當上模的打桿觸動壓力機 的限位裝置時 達桿推動壓板迫使工件從凹模中頂出 卸下工件 在上模回程同時 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 工件回卡在凹模內(nèi) 為此 在這里采用 了上出現(xiàn)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 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 14 第五章 主要零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計 5 1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 1 1 凸模的結(jié)構(gòu)草圖如下所示 LH2h12BdB1 t P U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 15 圖 9 凸模的結(jié)構(gòu)草圖 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?H7 n6 5 配合 在底部鉆一螺孔用來與上墊板連接 另外在兩側(cè)各鉆兩個銷孔用以安裝擺 塊 其中銷釘與銷孔采用 H7 m6 配合 5 1 2 凸模主要尺寸的計算 長度方向 10 mm 2LbBl 式中 擺塊的寬度 mm b 坯料寬度 10 mm lB L 2 t 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 10 mm L 10 2 15 40 mm 寬度方向 由前面凸模橫向尺寸計算可知 B 36 465 mm TL B 2 P1 式中 p 擺塊的厚度 由后面擺塊設(shè)計中可知 p 10mm 所以 36 465 2 101 16 465 mm d p 21B 16 465 10 2 21 465 mm 從定位準確和加工難易程度考慮 在此選 R 5mm 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 16 高度方向 18 mm1h 式中 首次彎曲時 凸模進入凹模的深度 18 mm P 22h1 18 5 23 mm h 1Bdhx 式中 首次彎曲 凸模進入凹模的深度 mm 1 擺塊高度 由后面擺塊設(shè)計中可知 49 5mm Bh Bh 導板的高度 8 mm 由后面的設(shè)計可知 d 下模座的高度 26 mm 由后面的設(shè)計可知 xh 所以 h 18 49 5 8 26 101 5mm 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 考慮到凹模在彎曲時所受的彎曲力和左右張力都比較大 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)草圖如下所示 L1hta 圖 10 5 2 1 凹模主要尺寸的設(shè)計 長度方向 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 17 由前面的計算可知 36 465 mm 1LA L 2 1aT 式中 凹模側(cè)壁厚度 因為工件在第二次彎曲成型a 是在凹模與擺塊的共同作用下成型的 所以凹模壁厚度 應(yīng)略大于 U 工件的凸緣外伸部分尺寸 即 aT1直L1彎 由前面彎曲件坯料尺寸計算可知 6 5mm 8 48 mm 直 1彎L 所以 6 5 8 48aT 14 98 mm 綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本 在此取 15 mm aT 所以 L 36 465 2 x 15 66 465 mm 在此 取 L 67 mm 高度方向 1hyh 式中 首次彎曲凸模進入凹模的深度 18 1h mm 壓板高度 mm 23 mm yhyh 所以 18 23 41 mm1 凹模其余尺寸的設(shè)計和凹模結(jié)構(gòu)的具體設(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)的設(shè)計 5 3 1 擺塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 18 RLBr 圖 11 擺塊草圖 5 3 2 擺塊的主要尺寸的設(shè)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Bt 況和生產(chǎn)成本考慮在此選 10 mm Bt 所以 R 10 2 5 mm 擺塊寬度 B B 10 mm L 式中 彎曲坯料的板寬 10 mm 擺塊的工作原理圖如下所示 圖 12 擺塊工作原理 由上面擺塊工作原理得 L 的計算公式如下 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 19 19 L atBt 式中 模側(cè)壁的厚度 25 5 mm at at 坯料厚度 2 mm 擺塊厚度 10 mm Bt Bt L 25 5 2 10 2 32 5mm 擺塊的其余尺寸設(shè)計與及具體結(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 5 4 1 限位釘?shù)脑O(shè)計 限位釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)草圖如下所示 hd 圖 13 限位螺釘結(jié)構(gòu)草圖 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 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 20 5 mm1d D 8 mm h 5 mm 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 H 圖 14 定位塊結(jié)構(gòu)草圖 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 凸模高度 101 5 mm t t t 坯料厚度 t 2 mm 為定位可靠 設(shè)定的自由高度 在此選定 5 mm 0h 0h 所以 H 101 5 2 5 108 5 mm 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 根據(jù)工件彎曲受力 在此采用橡膠作彈性元件 該模具采用 4 根彈簧 上 下墊板中間 由 4 螺桿組成彈頂部件固定 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 21 21 5 6 1 墊板的設(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 115 mm 厚度 12 mm 下墊板 直徑 115 mm 厚度 12 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(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 選用材料 T8A 淬火硬度 58 60 HRC 制造尺 寸 143 mm x 115 mm x 8 mm 其具體結(jié)構(gòu)以及尺寸設(shè)計見后面墊板零件圖所 示 第六章 壓力機的參數(shù)與校核 由前面壓力機公稱壓力計算初選的壓力機型號 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 100 KN 滑塊行程 45 mm 最大閉合高度 180 mm 最大裝模高度 180 mm 連桿調(diào)節(jié)長度 35 mm 工作臺尺寸 前后 x 左右 130 mm x 200 mm 墊板尺寸 厚度 35 mm 模柄孔尺寸 30 mm x 60 mm U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 22 最大傾斜角度 035 由上述技術(shù)參數(shù)可知 所選壓力機 J23 10 型號可用 第七章 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 60mm 60mm 2 煅造 煅成 42mm x36mm x 120 mm 3 熱處理 退火 硬度 229 HBS 4 刨 刨六面 互為直角 40mm x36mm x 120 mm 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 23 23 5 平磨 磨六方 91 mm x 55 mm x 115 mm 6 數(shù)控銑 銑出擺塊安裝槽和凸模邊倒角 r 3mm 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 80 mm x 60 mm 2 鍛造 煅成 67 mm x40 mm x 86 mm 3 熱處理 退火 硬度退火 硬度 229 HBS U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 24 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 第八章 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 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 25 25 2 將凸模與凹模相配 檢查加工是否均勻 不適合 者 應(yīng)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(yīng)的調(diào)整 第九章 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 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 26 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)計總結(jié) 通過沖壓課程設(shè)計 我進一步鞏固了沖裁理論知識 并且也加深了相 關(guān)理論知識的認識 同時熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法 在整個過程中 增強了自己的動手能力及獨立思考解決問題的能力 當然 由于本人水平有 限及缺乏生產(chǎn)實際經(jīng)驗 該設(shè)計難免存在不足之處 希望老師對此提出批評 河南機電高等專科學校畢業(yè)設(shè)計說明書 27 27 意見 在此表示萬分的感謝 復合模具的設(shè)計 是理論知識與實踐有機的結(jié)合 更加系統(tǒng)地對理論知 識做了更深切貼實的闡述 也使我認識到 要想做為一名合理的模具設(shè)計人 員 必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ) 并不斷學習新知識新技術(shù) 樹立終身學習的 觀念 把理論知識應(yīng)用到實踐中去 并堅持科學 嚴謹 求實的精神 大膽 創(chuàng)新 突破新技術(shù) 為國民經(jīng)濟的騰飛做出應(yīng)有的貢獻 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書 28 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 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設(shè)計說明書 29 29 參考文獻 1 劉建超 張寶忠主編 沖壓模具設(shè)計與制造 北京 高等出版社 2004 6 2 中國模具設(shè)計大典編委員會 中國模具設(shè)計大典 3 南昌 江西科學出版社 2003 1 3 任嘉卉主編 公差與配合手冊 北京 機械出版社 2000 4 4 馮炳光主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊 上海 上海科學技術(shù)出版社 1998 5 5 中國標準出版社 全國彈簧標準化技術(shù)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 6 中國輕工模具網(wǎng)模具新聞 中國模具工業(yè)特點基本狀況及情況 分析 2006 4 11 7 太空模具網(wǎng) 未來 10 年的模具發(fā)展趨勢 2005 11 24 8 中國金屬加工網(wǎng) 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢 2005 6 9 彭建聲 秦曉剛編著 模具技術(shù)問答 北京 機械工業(yè)出版社 1996 10 Kondo K Parametric and Interactive Geometric Modeler Formechanical Computer Aeded Design 1990 10