塑料閘瓦鋼背彎曲模設計,塑料,閘瓦,彎曲,曲折,設計 畢 業(yè) 設 計 題目 塑料閘瓦鋼背彎曲模設計 系別 機電系 專業(yè) 模具設計與制造 班級 模具0401 姓名 楊魯坤 學號 200412049 指導教師 李秀副 日期 2006年12月 設計任務書 設計題目： 塑料閘瓦鋼背彎曲模設計 設計要求： 1. 塑料閘瓦鋼背工藝性分析及沖裁方案的確定。 2.有關計算及模具設計。 3.模具制造工藝編制與裝配。 設計進度要求： 1. 11月27號—12月2號 搜集資料和前期準備工作。 2. 12月3號—12月10號 整套模具的計算部分。 3. 12月11號—12月20號 模具的總體設計。 4. 12月20號—12月25號 校核、修改、成文和定稿。 5. 12月25號—12月30號 畢業(yè)答辯。 指導教師（簽名）： 目錄 摘 要 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 前言 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 1.彎曲工藝性分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 1.1 分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 1.2 彎曲件的工藝性 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 1.3 最小相對彎曲半徑的確定 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.彎曲件的結構工藝性分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 2.1.最小彎曲半徑 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 2.2.彎曲件形狀與尺寸的對稱性 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.改進零件的結構設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.1 采用熱處理工藝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.2 從模具結構采取措施 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 4.彎曲工藝力的計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 4.1.自由彎曲時的彎曲力的計算公式： ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 4.2.校正彎曲時的彎曲力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 4.3 頂件和壓料力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 4.4.壓力機噸位的確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 5.毛坯尺寸及回彈量的計算的計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 5.1 毛坯尺寸 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 5.2 確定毛坯的尺寸 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 5.3 回彈量的計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 6.彎曲模主要工作零件結構參數(shù)的確定 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 6.1 彎曲凸模和凹模的圓角半徑 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 6.2 凹模工作部分深度 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 6.3 彎曲凹、凸模的間隙 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 7.彎曲件彎曲工序的安排 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 7.1 工序安排 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 8.模具總體設計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 8.1 模具主要零部件的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 8.2 彎曲設備的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 8.3 選定設備 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 8.4 繪制模具總圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 8.5 繪制模具非標準零件圖 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 9.1 模具類型的選擇： ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 9.2 定位方式的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 9.3 卸料﹑出件方式的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1 10.模具材料的選用及其他零部件的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 10.1 模具材料的選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 10.2 模具零件加工工藝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 11、模具的裝配和沖裁模具的試沖 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 11.1 模具的裝配 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 11.2 彎曲模具的調試 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 總 結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????34 致 謝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 參考文獻 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 摘 要 我所設計的是塑料閘瓦鋼背，這套模具是彎曲模，屬于沖壓模具的一種，但比起沖 壓模，本套模具突出了彎曲模的特點，而且包括沖壓模，這里主要探討的是根據(jù)工件批 量大的特點，經過改進的一種高效率的模具，即采用能一次成形的轉軸式壓彎模。 該模具的一個特點是凸模部分是組合式的活動凸模，即中間有一塊帶有雙斜面，為 固定式，兩邊各有一塊帶斜面的活動凸模，這樣當模具開啟時，活動凸模會自動下降， 由于斜面的作用，凸模的寬度就會縮小，工件很容易取下。凹模是轉軸式的，左右兩件 對稱。這種形狀的凹模也不應該制成整體而應是組合的，且鑲有凹模鑲塊，以便于機械 加工。另外鑲塊部分容易磨損，這樣便于更換又節(jié)省材料。 關鍵詞：彎曲模具 閘瓦鋼背 彎曲成形 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 3 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(xiàn)高水平制造技術的多工位級進模、覆蓋面大增，已從電機、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(shù)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?？焖俳洕颇＜夹g得到了進一步發(fā)展，尤 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。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。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 4 1.彎曲工藝性分析 名稱:塑料閘瓦鋼背； 每輛車數(shù)量:16 個； 材料:Q235； 厚度:3mm； 零件簡圖:如圖 1 所示； 圖 1 塑料閘瓦鋼背; 1.1 分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 彎曲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(jù)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 的斷面是燕尾形的，其表面還要翻出兩種尺寸的若干梅花形孔，確定工藝方案為彎曲一 翻邊一修邊三個工序。本工序主要完成彎曲工藝，達到如圖 1 所示的燕尾形工件。 1.2 彎曲件的工藝性 1.2.1 彎曲件的結構特點 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 5 彎曲件的形狀左右對稱、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。 1.2.2 彎曲件的圓角半徑 材料只有產生塑性變形才能形成所需的形狀。為了實現(xiàn)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(xiàn)斷裂，致使工件報廢。 1.2.3 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。 1.3 最小相對彎曲半徑的確定 1.3.1 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。 1.3.2 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、板材的方向性。 表 1 最小相對彎曲半徑經驗數(shù)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 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 6 08、10、Q21 5 0 0.4 0.4 0.8 15、20、Q23 5 0.1 0.5 0.5 1.0 25、30、Q25 5 0.2 0.6 0.6 1.2 35、40 0.3 0.8 0.8 1.5 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 7 2.彎曲件的結構工藝性分析 2.1 最小彎曲半徑 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、多次彎 曲等。 2.2 彎曲件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(xiàn)叉口現(xiàn)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 彎曲件形狀對彎曲過程的影響 根據(jù)以上分析我們可以知道，此工藝件彎曲半徑為 ，厚度為 最小相對彎曲半徑m2,3 取 之間。并且對稱性好，適宜彎曲加工。所以此最小相對彎曲半徑 取0.1~5 trmin 0.6。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 8 3.改進零件的結構設計 3.1 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。 3.2 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 用補償法修正模具結構 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 9 圖 4 用校正法修正模具結構 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 10 4.彎曲工藝力的計算 彎曲力是設計彎曲模和選擇壓力機噸位的重要依據(jù)。生產中常用經驗公式概略計算彎 曲力，作為設計彎曲工藝過程和選擇沖壓設備的依據(jù)。 4.1 自由彎曲時的彎曲力的計算公式： U 形彎曲件彎曲力： tRkb. 2??７０＝自F 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（ ）b?Mpa ——安全系數(shù)，一般取K3.1?K 影響彎曲力的因素很多,若要進行精確的計算是復雜的,這里只是進行大略計算,按公式 tRBFb??27.0 式中: 安全系數(shù),取 .?KMPaKb450;3.1?? 所以 N.193265.70??? 4.2.校正彎曲時的彎曲力 校正彎曲是在自由彎曲階段后，進一步使對貼合凸模、凹模表面的彎曲件進行擠壓， 其校正力比自由壓彎力大得多。由于這兩個力先后作用，校正彎曲時只需計算校正彎曲 力。V 形彎曲件和 U 形彎曲件均按下式: qA1＝F 式中： —— 校正彎曲時的彎曲力(N)；F ——校正部分垂直投影面積( )；A2m —— 為單位面積上的校正力( ) 。qMpa 根據(jù)上式得 N5780614201???＝ 表 2 單位校正力 q 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 11 mt材料 1?2~1?5~?10~5? 鋁 5~0?0304 黃銅 2346 10 鋼、15 鋼、20 鋼 3468 25 鋼、30 鋼、35 鋼 45~7~10~ 4.3頂件和壓料力 對于設有頂件裝置或壓料裝置的壓彎模，頂件力或壓料力 值可按下式確定：QF NFFQ 75.965.13.08.30???自）～＝ （ 4.4壓力機噸位的確定 自由彎曲時壓力機的噸位應為： ＦF??自壓 機 Ｆ 由于校正力是發(fā)生在接近壓力機下死點的位置，校正力的數(shù)值比自由彎曲力、頂件 力和壓料力大得多，故 可忽略不計。則按校正力彎曲力選擇壓力機的噸位，即：QF、自NF5.193?自壓 機 ＝ 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 12 5.毛坯尺寸及回彈量的計算的計算 5.1 毛坯尺寸 計算毛坯尺寸分析如圖 5 所示 圖 5 計算毛坯尺寸分析 展開料寬度 987654321 lllllL???mtga.9075'?tb8.32'???c.15sin???ml 9.48369.73 ???mtgD.105 ?bE6.32???aF8456.3???ml 1.728451?????????058642?ll 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 13 5.2 確定毛坯的尺寸 根據(jù) 值由表 3 查出中性層系數(shù) ,故tR27.0?K????mll 13.6.218058642 ??????mt05?l .4952.19 ??????? 所以 ??mL 52.170.502.13.67???? 取為 .寬度尺寸為 .故毛坯尺寸為mm6? 表 3 中性層位置因素 K 與 比值的關系tR 5.3 回彈量的計算 彎曲過程并不是完全是材料的塑性變形過程，其彎曲部位還存在著彈性變形，彎曲 后零件的形狀因為回彈而與模具的形狀不完全一致?；貜椀拇笮⊥ǔＳ媒嵌然貜椓?和?? 曲率回彈量 來表示。角度回彈是指模具在閉合狀態(tài)時工件彎曲角 與從模具中取出后?? ? 工件的實際角度 之差，即 ；曲率回彈量是指模具處于閉合狀態(tài)時壓在模具0?????0 中工件的曲率半徑 與從模具中取出后工件的實際曲率半徑 之差，即 。0?????0 當要求工件的彎曲圓角半徑時，可根據(jù)材料的有關參數(shù)，用下列公式計算回彈補償時彎 曲凸模的圓角半徑 。只有當彎曲工件的圓角半徑 為板料厚度的 5 倍以上時，計算才pRR 近似正確。板料彎曲見下式： EtSp?31?? 式中： 、彎曲件圓角半徑 ；彎 曲 凸 模?Rp\. ??m ——材料屈服極限s???Mpa ——板料厚度t?m tR0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 1.3 1.5 2 2.5 3 k 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.3 0.32 0.33 0.34 0.36 0.38 0.39 0.40 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 14 ——材料彈性模量E??Mpa 所以工件的回彈量 83.254031????EtRS???m 當 時，工件的彎曲半徑一般變化不大，只考慮角度回彈。角度回彈可參見下??tR8~5? 表 4。 2Z凹 模 和 凸 模 的 間 隙t8.0t9.t1t.t.1t3.t4.1 材料的牌 號和狀態(tài) t R 回彈角度 ?? 1 `32???30? ???5 2 ?`??1?2`30???6 3 ?1??030?4??307? 4 ?59 5 '?? ?306??8?1 20 （已退火） 6 '30???2?4?7??9? 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 15 6.彎曲模主要工作零件結構參數(shù)的確定 6.1 彎曲凸模和凹模的圓角半徑 7.1.1 彎曲凸模的圓角半徑 ??tr 當彎曲件的相對彎曲半徑 `，且不小于 時，凸模的圓角半徑一般等8~5?trmin 于彎曲件的圓角半徑； 若彎曲件的圓角半徑小于最小彎曲半徑( )時，首次彎曲可先彎成較大的圓角minr? 半徑，然后采用整形工序進行整形，使其滿足彎曲件圓角的要求； 若彎曲件的相對彎曲半徑較大（ ） ，精度要求較高時，由于圓角半徑的回彈10?tr 大，凸模的圓角半徑應根據(jù)回彈值作相應的修正。 7.1.2 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(xiàn)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(jù) 材料的厚度來選擇凹模圓角半徑： 當 時，mt2???trA6~3? 時，t4~? 時，?trA 由式子 得，??rA32??mt93~23??? 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。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 16 圖 6 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 形件彎曲模，則必須選擇適當?shù)拈g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(xiàn)劃痕，同時還降低凹 模壽命。 彎曲 U 型件凹模的 值0ht板 料 厚 度 1?2~34~56~78~100h345681525 彎曲 U 型件凹模深度 0l 材料厚度 t 彎曲件邊長 l1?2~?4~?6~?10~50?50530352~140455 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 17 7.彎曲件彎曲工序的安排 彎曲件的彎曲工序安排是在工藝分析和計算后進行的工藝設計工作。形狀簡單的彎 曲件，如 V 形件、U 形件、Z 形件等都可以一次彎曲成形。形狀復雜的彎曲件，一般要多 次彎曲才能成形。彎曲工序的安排對彎曲模的結構、彎曲件的精度和生產批量影響很大。 7.1 工序安排 這副燕尾形彎曲模一般分兩次彎成，先彎成四個直角槽形件，然后再側 彎成燕尾形，這就需要兩套模具，生產效率低。考慮該工件的批量較大，因 此應該盡量設計一種效率較高的模具，本方案就是采用了能一次成形的轉軸 式壓彎模。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 18 8.模具總體設計 根據(jù)壓彎力的大小,初步考慮使用 油壓機壓制,模具結構草圖如圖 7 所示,主要KN10 由上模板、凸模、轉軸式凹模、下模板、墊板等組成. 圖 7 模具結構草圖 初步計算模具閉合高度 mH23?模 凹模座的外廓尺寸為 .m36028? 8.1 模具主要零部件的設計 (1) 凸模部分 該工件的斷面是燕尾形的,要考慮當燕尾成形后如何將工件從凸模上 卸下來,假如把凸模制成整體型式,則工件很難從凸模上卸下來,所以必須把凸模制成帶有 斜面的組合式凸模,如圖 8 所示.這種組合式凸模分成三個部分:中間一塊帶有雙斜面,為 固定式,兩邊各有一塊帶斜面的活動凸模,這樣當模具開啟時,活動凸模會自動下降,由于 斜面的作用,凸模的寬度就會縮小,工件便很容易取下. (2) 凹模部分 凹模是轉軸式的，左右兩件相對稱。這種形狀的凹模也不應該制成整體而應是組合的， 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 19 且鑲有凹模鑲塊，以便于機械加工。另外鑲塊部分容易磨損，這樣既便于更換又節(jié)省金 屬材料。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 20 圖 8 組合凸模 圖 9 凹模鑲塊 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 21 8.2 彎曲設備的選擇 （1）彎曲設備類型的選擇原則 根據(jù)所要完成的彎曲工藝的性質，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 產中常用來完成彎曲、成形等沖壓工序。但是，摩擦壓力機的行程次數(shù)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(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來 確定設備的規(guī)格。 8.3 選定設備 該零件所需的彎曲力 NF5.193? 模具閉合高度 mH2模 模具外廓尺寸 608? 某工廠有 油壓機,其主要力學性能為:KN10 公稱壓力 最大裝模高度 m6 行程 50 臺面尺寸 2? 8.4 繪制模具總圖 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 22 總圖如圖 10 所示,圖中零件名稱見表 5。 如圖 10 彎曲?？傃b圖 表 5 零件明細表 序號 代號 名稱 數(shù)量 材料 熱處理 1 815.2?GB上模座 １ 2 70內六角螺釘 3012?M４ ３ 凸模座 １ 鋼45 ４ 固定凸模鑲塊 １ 鋼 62~5HRC ５ 8570?B內六角螺釘 406 ６ 活動凸模鑲塊 ２ 鋼45 ７ 62G251?M螺 栓 ２２ ８ 連接板 ２ 23Q ９ 凹模鑲塊 ２ AT1060~5HRC １０ 凹模座 １ １１ 復原重錘 ４ 235 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 23 １２ 蓋板 ２ 235Q １３ 推件板 １ 鋼445~0HRC １４ 頂柱 ５ １５ 9510?M階 梯 形 螺 釘 ４ 鋼5 １６ 8029—GB782彈 簧 ５ １７ 凹 模 轉 軸 ２ 鋼4 １８ 57351內 六 角 螺 釘 ８ １９ 2?定 位 銷 45~0HRC 8.5 繪制模具非標準零件圖 以凸模、凹模為例，組合凸模零件圖，如上圖 8 所示；凹模轉軸零件圖，如下圖 10 所示；凹模鑲塊零件圖，如上圖 9 所示。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 24 圖 11 凹模轉軸 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 25 9 模具總體設計 9.1 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，所以模具類型為轉軸模式壓彎模。 9.2 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(jù)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。 因為該模具采用是板料，控制板料的送進方向采用導料板，無側壓裝置?？刂瓢辶?的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精定距。 9.3 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?模，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(shù)塊，從 而實現(xiàn)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 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 26 為推件裝置；把裝在下模內的稱為頂件裝置。 綜合考慮該模具的結構和使用方便，以及工件料厚為 3mm，相對較薄，卸料力也比 較小，故可采用彈性卸料。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，故多用于彎曲平面度要求較高的沖件。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 27 10.模具材料的選用及其他零部件的設計 10.1 模具材料的選用 10.1.1 彎曲模用鋼應具有的力學性能： a.應具有較高的變形抗力； b.應具有較高的斷裂抗力； c.應具有較高的耐磨性及抗疲勞性能； d.應具有較高的冷熱加工工藝性。 10.1.2 彎曲模零件材料選用原則： a.要選擇能滿足模具工作要求的最佳綜合性能的材料； b.要針對模具失效形式選用鋼材； c.要根據(jù)制品的批量大小，以最低成本的選材原則選材； d.要根據(jù)彎曲零件的作用選擇材料； e.要根據(jù)彎曲精度程度選擇鋼材。 綜合各種材料進行比較及材料的用途查下列表 6 可選擇 GrWMn 為彎曲模工作零件所 用的鋼材。 表 6 彎曲模工作零件材料的選用 零件名稱 使用條件 選用材料 形狀簡單，彎曲材料厚 度 t 小于等于 3mm，中小 批量生產的沖裁 T8、T8A、T10、T10A 彎曲厚度 t 小于等于 3mm，形狀復雜，或彎曲 厚度 t 大于 3mm 的中小 批量沖裁 Gr12、GrWMn、GGr15、G r12MoV 要求批量較大，使用壽 命較長的彎曲模 W18Gr4V、Gr4W2MoV、W6 Mo5GrV2、YG15、YG20 凸模，凹模，凸凹模， 凸、凹模鑲塊，連續(xù)模， 側刃凸模 需要加熱彎曲模 3Gr2W8V、5GrNiMo、6Gr 4Mo3NiWV 選擇說明：在選擇彎曲凸模、凹模材料時，應根據(jù)模具的工作條件和失效特點，量材而 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 28 用。如形狀簡單、尺寸較小、受力較小的凸、凹模，只需要熱處理工藝適當。性能可以 滿足使用，生產批量不大時，可選用碳素工具鋼，這樣可以降低成本；反之，就應該選 用變形較小，耐磨性高的合金工具鋼。對于大、中型彎曲模，其材料成本與模具總成本 10%~18%左右，故應選用變形小、耐磨性高的合金工具鋼較適宜。 10.2 模具零件加工工藝 本副彎曲模，模具零件加工的關鍵在工作零件，固定凸模鑲塊以及凹模轉軸，若采用 線切割加工技術，這些零件的加工就變得相對簡單。 表 7 彎曲凸模的加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 工序圖 1 備料 將毛坯鍛成長方體 260×55×20 2 熱處理 退火 3 刨 刨 6 面，互為直角 留單邊余量 0.5mm 4 熱處理 調質 5 磨平面 磨 6 面，互成直角 6 鉗工劃線 劃出各孔位置線 7 加工螺釘孔、安 裝孔及穿絲孔 按位置加工螺釘孔、銷釘 孔及穿絲孔等 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 29 8 熱處理 按熱處理工藝，淬火回火 達到 58～62HRC 9 磨平面 精磨上、下平面 10 線切割 按圖線切割，輪廓達到尺 寸要求 11 鉗工精修 全面達到設計要求 12 檢驗 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 30 11、模具的裝配和沖裁模具的試沖 11.1 模具的裝配 根據(jù)彎曲模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調整間隙、 試沖、返修。具體裝配見表 8 表 8 塑料閘瓦鋼背彎曲模的裝配 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹模 預配 （1）裝配前仔細檢查各凸模形狀以及凹模形孔，是否符合 圖紙要求尺寸精度、形狀。 （2）將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否 加工均勻。不合適者應重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將各凸模壓入凸?；顒予倝K 6 的形孔中， 并擰緊牢固。 3 裝配下模 （1） 在下模座 10 上劃中心線，按中心預裝頂柱 14、彈 16； （2） 在下模座 10 上，裝入已加工好的重錘，分別確定其 螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲 （3） 將下模座 10 和凹模轉軸 17，彈簧 16，凹?；顒予?塊裝在一起，并用螺釘緊固。 4 裝配上模 1. 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入 0.12mm 片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模； 2. 預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔。銷孔位置并 鉆絞螺孔、銷孔； 3. 用螺釘將固定板組合、連接板 8、上模座連接在一起， 但不要擰緊； 4. 將套裝在已裝入凹模固定板的上頂柱 14，裝上彈簧 9， 并調節(jié)頂柱的預壓量，使頂柱高出凹模下端約 1mm； 5. 復查凸、凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘； 6. 安裝定位銷 19； 5 試彎調整 裝機試彎并根據(jù)試彎結果作相應調整 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 31 11.2 彎曲模具的調試 模具裝配以后，必須在生產條件下進行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設計和制造的不 足，并找出原因給與糾正。并能夠對模具進行適當?shù)恼{整和修理，直到模具正常工作中 生產出合格的制件為止。 制件在彎曲過程中，由于材料回彈的影響，使彎曲制件在模具彎曲的形狀與取處后的 形狀不一致，從而影響制件的形狀和尺寸要求。又因為回彈的影響因素較多，很難用計 算的方法進行消除，在試模合格后，才對凸、凹模進行熱處理。另外，制件的毛坯尺寸 也要經過試驗后才能確定。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 制件毛坯尺寸。 表 9 彎曲模具試沖時常見的缺陷、產生原因和調整方法 缺陷 產生原因 調整方法 彎曲制件底面不 平 1.卸料桿分布不均勻，卸 料時頂彎。 2.壓料力不夠。 1.均勻分布卸料桿. 2.增加壓料力 彎曲制件尺寸和 形狀不合格 沖壓件產生回彈造成制件 的不合格 1.修改凸模的角度和形 2.增加凸模的深 3.減少凸凹模之間的間隙 彎曲制件產生裂 紋 1.彎曲變形區(qū)內應力超過 材料強度極限。 2.彎曲變形過大 1. 3.彎曲線與板料的的纖維 方向平行 2. 4.凸模圓角小 1.更換塑性好的材料或將材料退火后彎曲 2.分次彎曲，首次彎曲用較大彎曲半徑 3.加大途模圓角 彎曲制件產生裂 紋 1.凹模圓角大小或表面粗 糙 2.板料粘附在凹模內 3.間隙小，擠壓變薄 1. 加大凹模圓角，降低表面粗糙度 2. 凹模表面鍍鉻或化學處理 3. 增加間隙 4. 減小壓料力 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 32 彎曲件出現(xiàn)撓度 或扭轉 中性層內外變化收縮，彎 曲量不一樣 1. 對彎曲件進行再校正 2. 材料彎曲前退火處理 3. 改變設計，將彈性變形設計在撓度方 向相反的方向上 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 33 總 結 通過近一個月的畢業(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(xiàn)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，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(xiàn)，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。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 34 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 35 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，整整一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指導老師李秀副老師,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,沒有李 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。李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 謝三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 三年課程的認真學習，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！ 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 36 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