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彎鉤形零件彎曲模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
1 工件的工藝性分析：
該工件零件圖如上所示，由零件圖可知。該制件形狀簡單，尺寸不大，厚度適中，一般批量，屬普通彎曲件，但零件上端口處有兩個(gè)45°的內(nèi)彎，且長度確定，在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)注意并控制回彈。由于制件時(shí)內(nèi)彎，要考慮合適的取件方案。因有一定的批量，應(yīng)注意模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇。
2 工藝方案的確定：
根據(jù)制件的工藝性分析，其有兩道工序，有彎曲和內(nèi)彎，因?yàn)榇斯ぜ巧隙藘?nèi)彎，因此合理的工藝方案是彎曲——折彎。先將平板毛坯彎曲成“
U”形，再對上端進(jìn)行彎鉤內(nèi)彎。零件成形后，由于工件內(nèi)彎，可縱向取出，此方案是較為合理。
3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定：
因工件材料較薄，彎曲中為保證工件平整，采用彈性頂尖裝置。由于零件是內(nèi)彎，需采用活動(dòng)凹模，斜楔，靠斜楔與滑塊作用使工件內(nèi)彎，活動(dòng)凹模上設(shè)有彈性回復(fù)裝置。
4 工藝設(shè)計(jì)：
（1）：毛坯尺寸的計(jì)算
計(jì)算毛坯尺寸，相對彎曲半徑為
K/t=4/2=2<5
式中：K——彎曲半徑(mm)
t——料后（mm）
可見，制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)先求彎曲變形區(qū)中性層曲率半徑
ρ（mm）
ρ=ν+Kt
由文獻(xiàn)《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》中表3－2查得K＝0.39L，
r——彎曲半徑
K——中性層系數(shù)
ρ＝（4＋0.39x2）mm =4.78 mm
由表3－5查得，最小彎曲半徑rmin＝0.5t＝1mm L考慮到工件的質(zhì)量問題及彎曲工藝要求，取彎鉤處彎曲半徑為r＝t＝2 mm 。
毛坯長度L＝48＋16＋6.5＝70.5mm
考慮工件的誤差，取L＝72mm，b＝22±1.1mm 。
（2）彎曲力的計(jì)算
為有效控制回彈，采用校正彎曲，F(xiàn)核＝PA
P——材料單位彎曲校正力
A——校正部分投影面積
查得材料15的單位校正力為50mpa.
F=50[(48+6.5)*22]
=50*54.5*22
=59950N
≈60KN
（3）彎曲凸、凹模的間隙
C=t+Δ+k*t
C——彎曲凸、凹模單邊間隙
t——料厚
Δ——材料厚度正偏差
k ——系數(shù)
由表查得k ＝0.05
c =t+Δ+kt
=2+0.05x2
=2.1mm
2c=4.2mm
（4）彎曲模工作部分尺寸計(jì)算
（由于制件精度不高，凸、凹模制造公差均采用IT9級）
由于工件外形尺寸要求相對精度高，計(jì)算尺寸時(shí)，要先計(jì)算凹模的尺寸，然后根據(jù)凹模尺寸萊計(jì)算凸模尺寸。
由手冊查得沖壓件未注尺寸的極限偏差
L1=48±2.2
L2=16±1.1
L3=6.5±0.8
凹模尺寸 bd=(L-1/2Δ)
=46.9
圓角半徑Vd=3t=6mm
(查表)t≤2mm時(shí)，Vd＝（3-6）t
深度由表3-17得，L=16mm
則凸模尺寸，（bd-2c）
=(46.9-4.2)
=42.7
Vp=V=4mm
考慮到本工件精度要求不同，取凹模尺寸為48 ，凸模43.8 ，Vp=4mm, Vd=6mm。
5 模具的總體設(shè)計(jì)
根據(jù)所需壓彎力的大小，初步考慮使用160KN的壓力機(jī)，模具結(jié)構(gòu)草圖如下，只要有上模板、凸模、凹模、活動(dòng)凹模、下模板、墊板等組成。
初步設(shè)計(jì)模具閉合高度196mm
支撐板外輪廓尺寸為210X210mm
下模板外輪廓尺寸為270X100mm
（上面為便于視圖清晰，留有一定尺寸，實(shí)際為閉合狀態(tài)）
6 模具主要零件的設(shè)計(jì)
⑴凸模部分
由于該工件的端面是額“ ”形 的，該工件是先彎成 “ ”，后再“ ”形頂端內(nèi)彎，因此，可把凸模設(shè)計(jì)成整體式，結(jié)構(gòu)如下：
由于該工件 毛坯式矩形，工件是內(nèi)彎，所以，當(dāng)工件成形后，可縱向取出工件，（取工件時(shí)需注意安全）。
⑵凹模部分
凹模是活動(dòng)凹模，設(shè)計(jì)成滑塊式，左右兩件相對稱，斜面與工件斜面相配合，結(jié)構(gòu)簡單，便于機(jī)械加工。
模具開啟時(shí)
模具閉合時(shí)
凹模設(shè)計(jì)成活動(dòng)滑塊，靠斜楔作用力使工件內(nèi)彎，斜楔見裝配圖。
7 模具其他主要零件的設(shè)計(jì)及選用
(1）頂件裝置的設(shè)計(jì)
考慮到工件的工藝結(jié)構(gòu)及制件精度，采用彈性頂件裝置是設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)所需的頂件力選擇合適的彈簧。
② 彈簧的選用：由頂件力選擇彈簧
由于頂件力校大，選用強(qiáng)力彈簧。
外徑D＝30.5mm，內(nèi)徑d＝17.5mm，自由高度h＝63mm。
② 頂桿的設(shè)計(jì)
由于彈簧內(nèi)徑D=17.5mm,取頂桿直徑D=16mm，長度L＝121mm。
結(jié)構(gòu)如圖所示：
上端部長度為 2mm，起定位作用。
③ 頂件板設(shè)計(jì)：
頂件板與凸模一起壓緊工件，尺寸應(yīng)比工件大，其結(jié)構(gòu)如圖所示：
彈性裝置結(jié)構(gòu)如圖所示：
⑵ 斜楔、滑塊的設(shè)計(jì)
在工件內(nèi)彎過程中，需有較大的側(cè)向力，則應(yīng)采用斜楔結(jié)構(gòu)，通過斜楔機(jī)構(gòu)將滑塊的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為凸凹模的運(yùn)動(dòng)方式傾斜運(yùn)動(dòng)，提供側(cè)向力進(jìn)行內(nèi)彎曲。
① 斜楔、滑塊之間的行程關(guān)系
確定斜楔的角度主要考慮到機(jī)械效率，行程和受力狀態(tài)。這里取斜楔角為40度。
為使滑塊平穩(wěn)可靠工作
S/S1=0.8391
S——滑塊行程
S1——斜楔行程
S=4.6mm
S1=5.478mm
與滑塊接觸長度，b≥斜面斜度/5
b≥1.3mm
則滑塊斜面L ≥1.3+5.478/cos40°=8.45mm,為使滑塊有可靠長度，取L=10mm。
② 斜楔、滑塊尺寸設(shè)計(jì)：
滑塊長度?。?～1）H2,因此是凹模增大，保證其斜面長度， 由工件工藝
可知，滑塊高度H2=16mm，L2=60～50mm，取55mm。
為保證滑塊運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)，滑塊寬度滿足B2≤2.5L2.
B2=40mm
L2≥B2/2.5＝40/2.5＝16mm。
L2＝55滿足上式。
⑶ 應(yīng)有可靠的當(dāng)塊
擋塊與支撐板設(shè)計(jì)成一體，如裝配圖所示：
斜楔與滑塊采用橡皮復(fù)位。
⑷ 斜楔與滑塊結(jié)構(gòu)、尺寸
如圖所示。
滑動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)圖：
斜楔滑塊工作圖如裝配圖所示。
8 選定設(shè)備：
由所得的彎曲力出算設(shè)備
該零件所需的彎曲力為F=60KN。
模具閉合高度H=196mm
模具外廓尺寸為270X100mm
現(xiàn)有160KN壓力機(jī)，其型號為J23-16F，其主要參數(shù)如下：
公稱壓力：160KN
滑塊行程：80mm
最大裝模高度：205mm
最大封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm
臺面尺寸：300mmX450mm
模柄尺寸（孔）：Φ40mm
根據(jù)模具閉合高度，彎曲力，外輪廓尺寸等數(shù)據(jù)選擇此設(shè)備是合適的。
9 校核壓力機(jī)安裝尺寸：
模座外形尺寸為270X100mm，閉合高度為196mm，而J23-16F型壓力機(jī)工作臺尺寸為450X300mm，最大閉合高度為205mm，調(diào)節(jié)量為45mm，故在工作臺上可以安裝；模柄孔尺寸也與本副模具所選模柄尺寸相符。
10 裝配圖和零件圖：見附圖。
11 編寫技術(shù)文件：見工藝卡。
12 模具的制造和裝配：
模具的制造：
彎曲凸、凹模、斜楔均采用T8A，淬硬58-62HRC，在淬火前應(yīng)先試模，在加工凸、凹模時(shí)，先加工凹模，凸模按加工出的凹模來配制加工，要保證雙面間隙。凸、凹模圓角半徑加工應(yīng)一致，工作部分表面進(jìn)行拋光。斜楔，滑塊滑動(dòng)面采用銑刨，淬硬后磨平。
模具的裝配：
在裝配前，檢查模具零件的加工質(zhì)量。
主要組件裝配：
裝配：模柄3是從上模板的下面向上壓入的，在安裝凸模固定板的墊板之前，先把模柄裝好。
模柄與上橫板之間的配合要求是H7/m6，先在壓力機(jī)上將模柄壓入，再加工定位銷孔和螺紋孔，然后把模柄端面突出部分銼平或磨平。安裝好模柄后，用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度。
凸模、斜楔裝配：凸模、斜楔與固定板的配合要求為H7/m6，裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將凸模、斜楔壓入固定板內(nèi)，檢查凸模、斜楔的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模、斜楔一齊磨平。
總裝配：
模具的主要組件裝配完畢后開始進(jìn)行總裝配。因?yàn)榇四＞邽闊o導(dǎo)柱模具，凸、凹模間隙在模具安裝到機(jī)床上時(shí)進(jìn)行調(diào)整，上、下模裝配次序沒有特別要求，則對上、下模分別安裝。
上模安裝：上述已安裝好了模柄、凸模、斜楔，安裝墊板后，找正位置，裝入銷釘，擰緊螺釘即可安裝上模完成。
下模：
（1）把活動(dòng)凹模裝入固定板中，磨平底面，側(cè)面，安裝滑塊回復(fù)裝置，如圖中所示。
（2）在凹模上安裝定位板，然后在支撐板上安裝好蓋板。
（3）把固定板安裝在下模座上，找正位置后，先在下模座上投窩，加工螺紋孔，然后加工銷釘孔，裝入銷釘（注：要限位銷的安裝），擰緊螺釘，然后安裝好頂件裝置。
（4）把分別安裝好的上、下模進(jìn)行檢查，然后把已裝入固定板的凸模，插入凹模中，檢查是否完全閉合，如有，檢查安裝并進(jìn)行調(diào)整。
（5）凸凹模的間隙調(diào)整：當(dāng)裝配完成后，采用塞尺法來測凸、凹模之間的間隙是否均勻，如不均勻進(jìn)行調(diào)整，也可在裝配完成后進(jìn)行試彎，檢查零件是否合格及表面質(zhì)量。
（6）在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試彎，彎曲成形的工件按零件產(chǎn)品圖或試樣進(jìn)行檢查驗(yàn)收。在驗(yàn)收過程中，如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品有各種缺陷，則要仔細(xì)分析。找出原因，并對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，然后再進(jìn)行試彎，直到模具正常工作并得到合格的彎曲件為止。然后打標(biāo)記交付生產(chǎn)使用。
13 彎曲模試沖時(shí)出現(xiàn)的缺陷，原因及調(diào)整
⑴ 沖件的彎曲角度不夠
原因： ① 凸凹模的彎曲回彈角制造小。
② 凸模進(jìn)入凹模深度太淺。
③ 凸模之間間隙過大。
④ 校正彎曲的實(shí)際單位校正力過小。
調(diào)整方法：
① 修正凸凹模，使彎曲角度達(dá)到要求。
② 加深凹模深度，增大沖件的有效彎曲變形區(qū)域。
③ 按實(shí)際情況采取措施，減小凸凹模的配合間隙。
④ 增大校正力或修整凸凹模形狀，使校正力幾種在變形部位。
⑵ 工件的彎曲位置不合要求
原因：① 定位板位置不正。
②曲件兩側(cè)受力不平衡產(chǎn)生便移。
③壓料力不足
方法：①重裝定位板，保證其位置正確
⑶ 分析方法：
①據(jù)實(shí)際情況修正凸、凹模，增大間隙值。
②取措施減小壓料力。
③在試模后確定。
⑷ 表面擦傷：
原因：①凹模圓角半徑過小，表面粗糙度不合要求。
②潤滑不良使坯料粘附于凹模。
③凸、凹模之間間隙不均勻。
方法：①增大凹模圓角半徑，降低表面粗糙度值。
②合理潤滑。
③修正凸、凹模，使間隙均勻。
⑸ 彎曲部位產(chǎn)生裂紋：
原因：①材料的塑性差。
②彎曲線與板料的纖維方向平行。
方法：①將坯料退火后彎曲。
②使彎曲線與板料的纖維方向成一定的彎曲角度。
總 結(jié)
隨著產(chǎn)品向精密化和復(fù)雜化的發(fā)展，產(chǎn)品零件也日益復(fù)雜，級進(jìn)模的工位數(shù)隨之增加，精度要求提高，壽命要求更高，這對級進(jìn)模的設(shè)計(jì)就提出了新的要求。由于級進(jìn)模沖壓生產(chǎn)效率高，操作簡單安全，模具壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)成本較低等特點(diǎn)，現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，各種家用電器、儀表電器、汽車等也越來越多的走進(jìn)了千家萬戶，而家用電器的生產(chǎn)也隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展越來越多地采用多工位級進(jìn)模生產(chǎn)。
彎鉤形零件彎鉤模設(shè)計(jì)，是理論知識與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識到，要向做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
致 謝
涼風(fēng)習(xí)習(xí)，綠樹成蔭，在這大地萬物都吸足了養(yǎng)分拼命抽枝成長的季節(jié)，我們也將帶著多年學(xué)習(xí)所吸取的養(yǎng)分投入到社會(huì)實(shí)踐中去，去體現(xiàn)自身的人生價(jià)值，實(shí)現(xiàn)人生的理想。當(dāng)然，這一切都離不開老師對我們的精心培養(yǎng)和澆灌，而這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，更系統(tǒng)地把所學(xué)專業(yè)知識運(yùn)用到實(shí)踐中去，使我們所學(xué)專業(yè)知識更加牢固，更加系統(tǒng)化，能順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，這和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和諄諄教誨是分不開的，在這里我衷心地感謝原老師、楊老師、翟老師、程老師、余老師對我的指導(dǎo)和幫助，是你們不辭勞苦地為我們講解了學(xué)習(xí)中遇到的各種問題，使我掌握了模具設(shè)計(jì)在這個(gè)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中充當(dāng)生力軍的技能知識，使你們?yōu)槲覍?shí)現(xiàn)了自身的人生理想插上了堅(jiān)實(shí)的翅膀。我會(huì)帶著你們殷切的期望和百倍的熱情投入到以后的工作和生活中去，去實(shí)現(xiàn)自身的人生價(jià)值，為社會(huì)的發(fā)展做出最大的貢獻(xiàn)。
此致
敬禮
參考文獻(xiàn)：
１ 《冷沖模設(shè)計(jì)與制造》 高鴻庭主編 機(jī)械工業(yè)出版社
２ 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 王芳主編 機(jī)械工業(yè)出版社
３ 《冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 史鐵梁主編 機(jī)械工業(yè)出版社
４ 《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 王芳主編 機(jī)械工業(yè)出版社
５ 《冷沖模設(shè)計(jì)與制造》 姜奎華主編 機(jī)械工業(yè)出版社
６ 《沖壓工藝學(xué)》 姜奎華、肖景容主編 機(jī)械工業(yè)出版社
７ 《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》 馮丙堯主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
８ 《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 模具實(shí)用技術(shù)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社
９ 《沖壓模具圖冊》 楊占堯主編 機(jī)械工業(yè)出版社
１０ 《模具制造技術(shù)》 羅大金主編 機(jī)械工業(yè)出版社
工件工藝卡
產(chǎn)品名稱：彎鉤形零件
材料牌號：15
規(guī)格71*22*2mm
毛坯尺寸：板料71*22mm
工序：“U”形彎曲——內(nèi)彎
設(shè)備：J23——16F
工藝裝配：彎曲模
檢驗(yàn)：按產(chǎn)品圖紙檢驗(yàn)
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