内斜楔弯曲模设计说明书

内斜楔弯曲模设计说明书 毕业论文 摘 要 本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，首先根据工件图算工件的展开尺寸，在根据展开尺寸算该零件的压力中心，材料利用率，画排样图。根据零件的几何形状要求和尺寸的，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对于简单。当所有的计算完后，对磨具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析。在设计过程中除了设计说明书外，还包括模具的装配图，非零件的零件图，工件的加工工艺卡片，工艺规程卡片，非标准零件的加工工艺过程卡片。 关键词:弯曲模 ;冲压 ;设计 0 毕业论文 Abstract This text introductive molding tool solid example the structure is in brief practical, the usage convenience is dependable, first according to the work piece the diagram calculate the work piece to launch size, at according to launch the pressure center that the size calculates that spare parts, the material utilization, painting row kind diagram.According to spare parts of several the shape request with the analysis of the size, adoption compound the mold hurtle to press, so be advantageous to an exaltation production an efficiency, molding tool design and manufacturing also opposite in simple.When all parameter calculations are over after, requested the technique requests to the design and assemble of the main spare parts to all carry on analysis to the assemble project that whets to have.During the period of design in addition to designing manual, also include the assemble diagram of the molding tool, the spare parts diagram of the not- standard spare parts, the work piece processes the craft card, the craft rules distance card, the not- standard spare parts processes craft process card. Keyword: Compound mold ，hurtle to press ，design 1 毕业论文 目 录 前 言 ............................................................................................................................................................. 3 1弯曲的概念与弯曲方法 ...................................................................................................................... 4 2 弯曲的变形过程 ................................................................................................................................. 5 3 弯曲模的基本原理 ............................................................................................................................. 7 4弯曲的工艺性 ...................................................................................................................................... 8 5 弯曲件的质量分析 ............................................................................................................................. 9 5.1弯曲件的回弹 .......................................................................................................................... 9 5.2弯曲件的弯裂 ...................................................................................................................... 10 5.3弯曲件的滑移 ...................................................................................................................... 10 6 弯曲件的工序安排 ......................................................................................................................... 11 7 弯曲模的基本结构 ........................................................................................................................... 12 8 模具设计工艺计算 ........................................................................................................................... 13 8.1计算工件展开长度 ............................................................................................................. 13 8.2工艺分析 .............................................................................................................................. 13 8.3工艺计算 .............................................................................................................................. 13 8..4排样 ..................................................................................................................................... 15 8.5压力计算 .............................................................................................................................. 16 8.6弯曲模凸凹模的间隙 ......................................................................................................... 18 8.7弯曲模凸、凹模计算 ......................................................................................................... 19 8.8弯曲件的回弹 ...................................................................................................................... 20 8.9斜楔计算 .............................................................................................................................. 21 8.10主要工作零件.................................................................................................................... 22 9模具结构设计及工作原理 ................................................................................................................ 24 10 主要零部件加工工艺及装配 ......................................................................................................... 24 总 结 ......................................................................................................................................................... 27 致 谢 ........................................................................................................................................................... 28 参考文献 ....................................................................................................................................................... 29 2 毕业论文 前 言 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要;另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产;节约原材料，实现无切屑加工;产品质量稳定，具有良好的互换性;操作简单，对操作人员没有很高的技术要求;利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工;能制造出其它加工工艺方法难以加工形状比较复杂的零件制品;容易实现生产的自动化的特点。 内斜楔弯曲模作为冲压模的一种，是对典型弯曲模的一种阐释。由于产品质量及生产成本是当前市场剧烈竞争的交点，通过研究及探索获得最佳的工艺方案是同行们密切关心的问题。生产实践证明，由于采用合理的模具结构，这样零件可以在两台压力机上完成落料及弯曲成形，模具结构简单，制造方便，成本低，工件质量也得到显著提高，同时对于其它弯曲成形具有重要借鉴作用。 现代工业的发展使冲压技术得到越来越广泛的应用，冲压工艺广泛应用于机械、汽车、家电、轻工、五金制品等行业随之而来的是对冲压模具的设计和制造的要求越来越高。冲压模具是冲压生产的主要工艺设备，其设计是否合理对冲压件的表面质量、尺寸精度以及经济效益等影响很大。因此，研究冲压模具的设计，提高冲压模具的各项技术指标，对冲压模具设计和冲压技术发展是十分必要的。 3 毕业论文 1弯曲的概念与弯曲方法 弯曲是使材料产生塑性变形，形成有一定角度形状的冲压工序，可以用模具在普通压力机上进行，也可在专用的弯曲设备上完成。弯曲是冲压的基本工序之一，在冲压生产中应用很广。日常生活中常见的弯曲件如下图所示。 图1.1 常见的弯曲件 Fig1.1 常用弯曲方法包括在压力机上用模具弯曲成形，也可以用专用弯曲机进行折弯、滚弯或拉弯，如图所示。 图 1.2 常用弯曲方法 Fig1.2 4 毕业论文 2 弯曲的变形过程 V形件的弯曲，是坯料弯曲中最基本的一种，其弯曲过程如图1所示。在开始弯曲时，坯料的弯曲内侧半径大于凸模的圆角半径。随着凸模的下压，坯料的直边 r,r,r,r与凹模V形表面逐渐靠紧，弯曲内侧半径逐渐减小，即，同时弯曲力臂012 l,l,l,l也逐渐减小，即。当凸模、坯料与凹模三者完全压合，坯料的内侧弯曲012k 半径及弯曲力臂达到最小时，弯曲过程结束。 图2.1 弯曲变形过程 Fig2.1 5 毕业论文 由于坯料在弯曲变形过程中弯曲内侧半径逐渐减小，因此弯曲变形部分的变形程度逐渐增加。又由于弯曲力臂逐渐减小，弯曲变形过程中坯料与凹模之间有相对滑移现象。凸模、坯料与凹模三者完全压合后，如果再增加一定的压力，对弯曲件施压，则称为校正弯曲。没有这一过程的弯曲，称为自由弯曲。 图2.2 坯料弯曲前后的网格变化 Fig2.2 6 毕业论文 3 弯曲模的基本原理 (1)弯曲的基本原理:以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为: ? 凸模运动接触板料(毛坯)由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯短矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。 ? 随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。(塑变开始阶段)。 ? 随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。(回弯曲阶段)。 ? 压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。 ? 校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。 (2)弯曲变形的特点: ?长度方向:网格内正方形变成了扇形，靠近凹模的外侧长度伸长，靠近凸模的内侧长度缩短，说明在长度方向上内侧材料受压，外侧材料受拉。由内外表面到坯料中心，其缩短和伸长的程度逐渐变小。在缩短和伸长的两个变形区之间，必然有一层金属，它的长度在变形前后没有变化，这层金属称为中性层。 ?厚度方向:由于内层长度方向缩短，因此厚度应增加，但由于凸模紧压坯料，厚度方向增加不易。外侧长度伸长，厚度要变薄。因为增厚量小于变薄量，因此材料厚度在弯曲变形区内有变薄现象，从而使在弹性变形时位于坯料厚度中间的中性层发生内移。弯曲变形程度越大，弯曲区变薄越严重，中性层的内移量越大。值得注意的是，弯曲时的厚度变薄不仅会影响零件的质量，而且在多数情况下会导致弯曲区长度的增加。 ?宽度方向:内层材料受压缩、宽度应增加。外层材料受拉伸，宽度要减小。这种变形情况根据坯料的宽度不同分为两种情况:在宽板(坯料宽度与厚度之比b/t>3)弯曲时，材料在宽度方向的变形会受到相邻金属的限制，横断面几乎不变，基本保持为矩形;而在窄板(b/t?3)弯曲时，宽度方向变形几乎不受约束断面变成了内宽外窄的扇形。 7 毕业论文 4弯曲的工艺性 弯曲件的结构应具有良好的工艺性，这样可简化工艺过程，提高万区间的公差等级，简化模具设计。弯曲件的工艺性主要考虑以下方面。 弯曲件的最小半径不得小于标准数据 (1)弯曲件孔边距L 带孔的板料在弯曲时，如果孔位于弯曲变形区内，则孔的形状会发生畸变，因此孔边距到弯曲半径中心的距离要保证: 当t<2mm时 L?t 当t?2mm时 L?2t o(2)弯曲件的直边高度H 当弯角时，为使弯曲时有足够的弯曲力臂，必须使90 弯曲边高度H>2t，最好大于3t。当H<2t时可开槽后弯曲或增加直边高度，弯曲后再除去 (3)弯曲件的形状应对称 (4)弯曲件的公差 一般弯曲件的尺寸公差等级最好在IT13以下，角度公差最好 '小于 15 (5)如果弯曲件的材料具有足够的塑性，屈强比小，屈服点和弹性模量的比值小，则有利于弯曲成形和工件质量的提高。如软刚、黄铜和铝等材料的弯曲成形性能好。而脆性大的材料，如磷青铜、铍青铜和弹簧钢等，则最小型对弯曲半径大，回弹大，不利于成形。 (6)弯曲样的几何形状 弯曲件应尽量设计成对称状，弯曲半径左右一致，以防弯曲变形时坯料受力不均而产生偏移。如果不对称，应增设工艺孔定位。有些带缺口的弯曲件，若将坯料冲出缺口，弯曲变形时会出现叉口，严重时无法成形，这时应在缺口处留连接带，待弯曲成形后再将连接带切除。 (7)弯曲件的尺寸标注 尺寸标注对弯曲件的工艺有很大的影响。因此在不要求弯曲件有一定装配关系时，应尽量考虑冲压工艺的方便来标注尺寸。 (8)弯边高度 弯曲件的弯边高度不宜过小，其值应为，如图44a所示。h,r，2t当h较小时，弯边在模具上支持的长度过小，不容易形成足够的弯矩，很难得到形状准确的工件。若时，则须先压槽，或增加弯边高度，弯曲后再切掉。如果所h,r，2t 弯直边带有斜角，则在斜边高度小于的区段不可能弯曲到要求的角度，而且此r，2t 处也容易开裂。因此必须改变零件的形状，加高弯边尺寸。 8 毕业论文 5 弯曲件的质量分析 在实际生产中，弯曲件的主要质量总是有回弹、滑移、弯裂等。 5.1弯曲件的回弹 由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后(工件小模具中取出后)发生变化(与加工中在模具里的形状发生变化)的现象称弹性回复跳(回弹)。 回弹以弯曲角度的变化大小来衡量。Δφ=φ-φt 影响回弹的回素: (1)材料的机械性能与屈服极限成正比，与弹性模数E成反比。 (2)相对弯曲半径r/t，r越小，变形量越大，弹性变形量所点变形量比例越小。回弹越小。 (3)弯曲力:弯曲力适当，带校正成分适合，弯曲回弹很小。 (4)磨擦与间隙:磨擦越大，变形区拉应力大，回弹小。凸、凹模之间隙小，磨擦大，校正力大，回弹小。 (5)弯曲件的形状:弯曲部分中心角越大，弹性变形量越大，回弹大，形状越复杂，回弹时各部分相应牵制，回弹小。 回弹值的确定，可查表。 减小回弹的措施: (1)从工件设计上采取措施。 ?加强筋的设计 ?材料的选用:选用弹性模数大，屈服极限小，机械性能稳定的材料。 (2)工艺措施 ? 采用校正弯曲，增加弯曲力 ? 冷作硬化材料，弯曲前进行退火，降低屈服极限。 ?加热弯曲 ?r/t>100用拉深弯曲 (3)模具结构上采取措施。 ?r>t时，V形弯曲可在凸模上减去一个回弹角，U形弯曲可将凸模壁作出等于回弹角的倾斜角或将凸模顶面做成弧面。 ?.减小凸模与工件的接触区，使压力集中于角部。 ?U形件可以采用较少的间隙。 9 毕业论文 5.2弯曲件的弯裂 弯曲件变形区外边是拉伸区，当此区的拉应力超出材料的应力极限时(强度极限)就产生裂纹。 弯曲件的相对弯曲半径r/t越小，则变形越大，越易拉裂。 5.3弯曲件的滑移 坯料在弯曲过程中沿凹模圆角滑移时，会受到凹模圆角处摩擦阻力的作用，当坯料各边所受的摩擦阻力不等时，有可能使坯料在弯曲过程中沿零件的长度方向产生移动，使零件两直边的高度不符合图样的要求，当磨擦力不平衡时造成毛坯的移位，称作滑移，使弯曲件的尺寸达不到要求: (1) 产生滑移的原因: ?工作不对称，毛坯两边与凹模接触面不相等。 ? 凹模两边的边缘圆角半径不相等，半径小，磨擦力更大。 ?两边折弯的个数不一样。 ?V形弯曲中凹模不是中心对称，角度小的一边正压力大，磨擦大 ?凹模两边的间隙和润滑情况不一样。 ?由于两边磨擦力不等 ?此外，凸模与凹模的圆角不对称、间隙不对称等，也会导致弯曲时产生偏移现象。 (2)防止滑移的措施 ?尽可能采用对称凹模，边缘圆角相等，间隙均匀。 ?采用弹性顶件装置的模具结构。 ?采用定位销的模具结构。 ?弯曲可以压力机上进行，亦可以专用的弯曲机械弯曲设备上进行。 ?弯曲分自由弯曲和校正弯曲:自由弯曲是指当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者吻合后就不再下压。校正弯曲是指三者吻合后继续下压，对工件起校正作用，产生进一步的塑变。 ?采用压料装置，使坯料在压紧的状态下逐渐弯曲成形，从而防止坯料的滑动，而且能得到较平整的零件。 ?利用坯料上的孔或先冲出工艺孔、用定位销插人孔内再弯曲，使坯料无法移动。 ?将不对称形状的弯曲件组合成对称弯曲件弯曲，然后再切开，使坯料弯曲时受力均匀，不容易产生偏移。 ?模具制造准确，间隙调整一致。 10 毕业论文 6 弯曲件的工序安排 确定弯曲件的制造工艺时，先要分析研究从毛坯到成品需要几道工序。工序安排的一般原则是先弯外角后弯内角，后次弯曲不影响前次弯曲部分的变形和前次弯曲必须考虑到后次弯曲时有合适的定位基准。弯曲件的制造工艺，应按弯曲件的形状、精度要求、生产批量和材料的特点等仔细进行分析。因此工序安排尽量做到在满足工件精度质量要求前提下使工序次数少，模具结构简单，操作方便，产量高，废品率低，工件质量高。 弯曲件工序安排的一般方法是: (1)对于形状简单的弯曲件，如V形、U形、Z形等件，可以采用一次压弯成形。 (2)对于形状复杂的弯曲件，一般需要采用二次或多次压弯成形。但对于尺寸小、材料薄、形状较复杂的弹性接触件，最好采用一次复合弯曲成形较为有利，如采用多次弯曲，则定位不易准确，操作不方便，同时材料经过多次弯曲也易失去弹性。 (3)对称弯曲。即工件本身带有单面几何形状的弯曲，在拟定工艺方案时，应尽量成对弯曲，然后再切开。 (4)加连接带弯曲。当弯曲工件其边缘部分有缺口时，如直接连同缺口也冲出，必然发生叉口现象，严重时将无法成形，遇此情况时必须加添连接带将缺口连接在一起，待弯曲成形后，再将缺口多余部分切除。 (5)对于批量大、尺寸较小的弯曲件，为提高生产率，可以采用多工序的冲裁压弯切断连续工艺成形。 (6)对于多角度弯曲件，因变形会影响弯曲件的形状精度，故一般应先弯曲外角，后弯曲内角。前次弯曲要给后次弯曲留出可靠的定位，并保证后次弯曲不影响前次已弯曲的形状。 (7)弯曲形状不对称的工件时容易发生偏移，在制定工艺时，可采取对称弯曲之后再切成为两个零件。 (8)对一些复杂形状的弯曲件，也可采用设计巧妙的弯曲模，利用凹模的摆动、转动或滑动，使毛坯在压力机滑块下压时一次弯曲成形。但这类弯曲模存在一个共同的弊端，这就是弯曲回弹较大 ，很难实现校正弯曲。 11 毕业论文 7 弯曲模的基本结构 弯曲模结构设计应在选定弯曲件工艺方案的基础上进行，为了保证达到零件的要求，在进行弯曲模的结构设计时，必须注意以下几点: (1) 坯料放置在模具上应保证可靠的定位。 (2)在压弯的过程中，应防止坯料的滑动。 (3)为了减小回弹，在冲程结束时应使零件在模具中得到校正。 (4)弯曲模的结构应考虑到制造与维修中减小回弹的可能。 (5)坯料放入到模具上和压弯后从模具中取出零件要方便。 弯曲模的结构与一般冲裁模结构相似，分上下两个部分，它由凸、凹模，定位、卸料、导向及紧固件等组成，但弯曲模具还有它的特点，如凸、凹模除一般动作外，有时还需要作摆动、转动等动作。弯曲模结构形式应根据弯曲件形状，精度要求及生产批量等进行选择。 (1)简单动作弯曲模 该模具由模架、凸模、凹模、定位销、卸料杆、顶板、顶杆等零件组成。工作时，毛坯由顶板上的两个定位销定位，这样保证在弯曲过程中不产生滑移。 (2)复杂动作弯曲模(模拟动画) 复杂弯曲模是指在一次冲程中完成两个以上的动作。可以弯制简单弯曲模所不能制出的工件。 闹钟双铃提环弯曲模，其结构特点是在下模上装有二件摆块，并在凸模、顶料板的配合下，进行压弯成形。模具的前面装有斜面储料斗，通过冲床曲轴的动力带动偏心连杆机构把料斗中的料坯逐一送进，上模部分有自动卸料机构。 (3)圆管形件的弯曲 圆管形件弯曲方法，可有两次弯成和一次弯成两种。两次弯成的第一步是先弯成波浪形，第二步再弯成圆形。 (4)连续弯曲模(模拟动画) 同时进行冲孔，切断和压弯的连续模，用以弯制侧壁带孔的双角弯曲件。条料以导尺导料并从卸料板下面送至挡块右侧定位，当上模下压，条料首先被剪断并随即将所剪断的毛坯压弯成形。与此同时，冲孔凸模在条料上冲出一个孔，上模回程时，卸料板卸下条料，顶件销在弹簧的作用下推出工件。 (5)铰链件弯曲模 铰链件通常是将毛坯头部预弯，然后卷圆。 12 毕业论文 8 模具设计工艺计算 8.1计算工件展开长度 零件图如下: 60? 20R512 5.5 15 图8.1 零件图 8.2工艺分析 由零件图的形状及尺寸可知，弯曲成形面多，形状复杂，弯曲圆角半径又较小，再加上材料的屈服强度较7高，所以将使工件的回弹量较大，故需在弯曲模具设计时，提出定的预防措施来降低工件的回弹。另外，为减少工序，保证模具使用可靠且弯曲成形质量好，需采用 2道工序，即落料及弯曲。关键的工序是弯曲 模具设计有如下两种方案: (1)按照一般弯曲件设计，其缺点是:弯曲回弹，使模具制造困难;毛坯定位不准，易损坏两侧的曲面形状，降低使用效果。 (2)采用内斜楔凹模弯曲，该方案是附合制件形状的特点，不仅模具结构简单、制造容易，成本低，而且弯曲质量好。 8.3工艺计算 为了计算毛坯轮廓的周边长度，应首先要计算工件展开后的毛坯长度。下图所示为零件一半尺寸的计算图 13 毕业论文 图8.2 计算图 Fig8.2 根据L= L,，ll,,弯直 其中l,AB+GH+JK，.各线段的长度计算如下: l,BD+DE+EG+HJ,,弯直 Am4.5AC= ,,5.23mm。sin600.86 。BC=Bxtan3030.5771.73mm,，, ,AB=AC-BC=5.231.73=3.5mm nI7FI===8.14mm 。sin600.86 。FG= GY.tan30= =1.73mm ,，,.557 。HI=IJ= HZtan..73,,,,,，,=3.46mm ,,GH=FI-FG-HI=8.141.733.46=2.95mm 14 毕业论文 JK=IK-IJ=7.53.46=4.04mm , ,,,1BD= ,有资料查得 R+Kt，，11180 RK当/t=2/1=0.5时，=0.37, 11 。。,18060,，，则弧长BD= =4.96mm 20.371，，，，。180 。。,18070,，，同样可得DE= =10.5mm 50.481，，，，。180 。。,18060,，，EG= =4.96mm 20.731，，，，。180 。。,18060,，，HJ= =2.95mm 10.411，，，，。180 则凹形弹簧夹毛坯的长度是 , L222,,，，，，，，LABGHJKBDDEEGHJ，，，，。 取67.8mm。 ,，，，，，，,23.52.954.0424.9610.54.962.9567.72，，，， 这样即可得到展开后的毛坯尺寸，如图所示。 图8.3毛坯图 Fig8.3 凹槽部分的展开长度计算: AF=AB+BD+DE+EF=3.5+4.96+10.5+4.96/2=21.44取21.5mm。 8..4排样 排样是制定冲压工艺不可缺少的重要内容，它直接影响材料的利用率、冲模结构， 15 毕业论文 制件质量和生产率。根据本零件的技术要求，应采用排边排样。凹形弹簧夹零件在排样图中的搭边及延边值据资料查得a=1.2mm，延边b=1.5mm。零件排样图如下图所示。 图8.4 排样图 Fig8.4 8.5压力计算 (1)落料力。 落料力是指板材落料时材料对凸模的最大抵抗力。落料力的大小，主要与材料的机械性能、厚度及冲件分离的轮廓长度有关。 用平刃落料时，落料力按下式计算: PLt,1.3, (8.51) ll P式中——落料力，N l t——板料厚度，mm 16 毕业论文 22——材料剪切强度，N/。按60Si2Mn弹簧钢的剪切强度，查资料得=720 N/ mmmmtt L——落料时毛坯轮廓的周边长度，mm应采用搭边落料，毛坯轮廓的周边长度计l 算代入式(8.51)得落料力 Lxmm,，，,267.812221.5245.6，，l PKN,，，，,1.3245.61720229.88 l 根据所计算的落料力，并要满足模具的空间尺寸，应选用J23—63型630kN开式压力机。 (2)弯曲力。 弯曲力时模具设计和选用压力机的重要依据。弯曲力的大小与制件形状、尺寸、板料厚度、材料机械性能、弯曲半径、模具间隙和弯曲方式等因素有关，因此很难用理论分析地方法进行精确计算。在实际生产中，主要根据板料厚度、宽度及机械性能，按照经验进行概略的计算。 从实验得知，弯曲时随着凸模行程的增大，弯曲力曲线平稳上升。当凸模行程到达某一位置时，弯曲力急剧上升，这表示弯曲力与校正弯曲力两者相差很大，必须分别计算。 ? 自由弯曲力按下式计算: 2Kbt,bP=0.7 (8.52) 2R+t P——自由弯曲力，N 2 b——弯曲件宽度，mm t——板料厚度，mm 22,,——材料抗拉强度，N/。查资料得=900 N/ mmmmbb R——弯曲内侧半径，mm K——修正系数，一般取1.3 根据图1中的尺寸数据，代入式(8.52)得: 21.3121900，，，PkN=0.73.28, 221， 校正弯曲时的弯曲力按下式计算: ,P=qF (8.53) 3 式中 17 毕业论文 P——校正弯曲力，N 3 22q——单位校正力，N/。查得资料q=70 N/ mmmm 2F——校正部分投影面积， mm 2，根据图1中的工件尺寸，计算得F=1412=180 mm 代入式(8.53)得: ，P=70180=12.6kN 3 上述弯曲力的计算是按照u形弯曲，而双折形弯曲还要显著增加。对于校正弯曲时，由于校正弯曲力时发生在接近压力机滑块下死点位置，校正力与自由弯曲力不是同时出现，且校正力比自由弯曲力大得多，故按校正力选用设备。另外，根据弯曲模具的空间尺寸。应选用J23-25型250kN开式压力机 8.6弯曲模凸凹模的间隙 V形弯曲时，凸、凹模间隙依靠调节压力机的封闭高度来控制。 ,形弯曲时，凸、凹模间隙要靠模具设计来保证，间隙大小对弯曲件的变形抗力、回弹、质量以及模具寿命等均有影响。间隙过小，弯曲力大，工件变薄并降低模具寿命。间隙过大，回弹较大，还会降低工件精度。,形件间隙值,的大小取决于材料种类、厚度以及弯曲件高度,、弯曲件弯曲线长度,。 由有关资料可知有色金属弯曲 t,,,,，,,,,(,，,(,,×,,,(,,,, min 式中,,,——弯曲时的单面间隙，,,; ,——材料厚度，,,; t ———材料最小厚度，,,; min ,——弯曲系数，由弯曲件,和,决定(见下表); ,——弯曲件宽度，,,; ,——弯曲件高度，,,。 弯曲系数, 弯曲件高度 材料厚度,,,, ,,,, ,0.5 ,5~2 ,2~4 ,4~7.5 ,0.5 ,0.5~2 ,2~4 ,4~7 B?2H B>2H 10 0.05 0.05 0.04 0.10 0.10 0.08 18 毕业论文 20 0.05 0.05 0.04 0.03 0.10 0.10 0.08 0.06 35 0.07 0.05 0.04 0.03 0.15 0.10 0.08 0.06 50 0.10 0.07 0.05 0.04 0.20 0.15 0.10 0.06 75 0.10 0.07 0.05 0.05 0.20 0.15 0.10 0.10 100 0.07 0.05 0.05 0.15 0.10 0.10 150 0.10 0.07 0.05 0.20 0.15 0.10 200 0.10 0.07 0.07 0.20 0.15 0.15 8.7弯曲模凸、凹模计算 弯曲模工作部分尺寸计算与弯曲件的尺寸标注有关，弯曲件的尺寸标注根据装配要求有两类标注方式，相应的图凹模尺寸计算也有两类。 (1)尺寸标注在工件外形上 标注双向偏差时，凹模尺寸为 1，,d ,,,()LLd02 标注单偏差时，凹模尺寸为 3，,d ,,,()LLd04 L式中 ——凹模工作部分尺寸，mm; d L———工件公称尺寸，mm; ——工件公差，mm; , , ——凹模、凸模制造偏差，mm。 d ? 尺寸标注在工件内形上 标注双向偏差时，凸模尺寸为 10 ,,()LL+,,pp2 标注单偏差时，凸模尺寸为 30,,() LL+,,pp4 L式中 ——凸模—工作部分尺寸，mm; p L———工件公称尺寸，mm; ——工件公差，mm; , , ——凹模、凸模制造偏差，mm。 p 有零件图知该零件标注为单项偏差，则有条件可算得:、 尺寸标注在工件外形上 凹模尺寸为 19 毕业论文 ，0.012511,,，,，0.0125d = ,,,()LL,，,150.0514.975d0,,022,,0 ? 尺寸标注在工件内形上 凸模尺寸为 033,,00 = ,,()LL+5.5+0.055.5375，,,,p,0.0125,,p44,,,0.0125 8.8弯曲件的回弹 回弹的大小通常用角度回弹量(即弯角的变化值)和曲率回弹来表示。 ,,,, ,(1)角度回弹量是指模具处于闭合状态时压在模具中工件的弯曲角与从模具中取 ,,,,出的弯曲后工件的实际角度之差，即=. ,,00 (2)曲率回弹量是指模具处于闭合状态时压在模具中工件的曲率半径与从模具, ,,,,,中取出后工件的实际曲率半径之差，即= ,00 (3)回弹值的大小 由于影响弯曲回弹的因素很多，而且各因素又相互影响，因此，计算回弹角比较复杂也不准确。一般生产中是按经验数表或按力学公式计算出回弹值作为参考，再在试模时修正。 ?大变形程度(<5)自由弯曲时的回弹 r/t 当<5时，弯曲半径的回弹值不大，因此，只考虑角度的回弹，其值可查有关r/t 手册表格提供的经验数值回弹角。 ?小变形程度(?10)自由弯曲时的回弹 r/t 当时?10，因相对弯曲半径变大，零件不仅角度有回弹，弯曲半径也有较大r/t 的变化。这时，回弹值可按下式进行计算，然后在生产中再进行修正。 rrr,, p3,,r1ss1，3，EtrEt r,,,,(180:,,)(,1) prp 有条件知该零件<5，知零件回弹值不大，因此只考虑角度回弹量。由有关手册r/t 01表格可查得 = ,, 材料的牌相对弯凹模与凸模的间隙Z/2/mm 号与供应曲半径0.8t 0.9t 1t 1.1t 1.2t 1.3t 1.4t 状态 r/t 2A12(硬) 2 0000000230,730,1005 12,2 20 毕业论文 3 0000000630,130, 930, ,112144 4 0000000 1130, 03530,830,1630,14 5 00000001015187 1230, 14 6 00000005 8 1230, 1630, 1930, 112 7A04(退2 0000000630,,3 , 3 5 8 ,, 火) 3 0000000630,,,,30,,308？ ,,2 4 0000000230,,,3010,,,30 7 830, ,1 5 00000003530,8？ ,1,111 6 30,000000630,10,,,30830, 12 30CrMnSiA 1 ,,30000000,5 ,1124 2 0000000530,7 ,11,,24 3 0000000630,,,,30,,,305830, 2 4 30,000000630,1035830, 1 5 000000010,,,,3068 114 1Cr18NiTi 1 ,,3030,00000,,,,30 ,1,,2 2 ,,30000000,3 ,1122 3 30,000000230,,3 124 4 0000000230,,35 124 8.9斜楔计算 LLHH(1)合理的滑块高度应小于滑块的长度，一般取:=(2~1):1 2222 LBB (2)为保证滑块运动的平稳，滑块的宽度一般应满足?2.5 222 (3)斜楔的尺寸基本上可按不同模具的结构要求进行设计，但必须有可靠的挡块， 21 毕业论文 以保证斜楔正常工作。 LHH本设计中=20mm 取=2=40mm 222 ，r滑块入口处圆角=(3~6)t=60.5=3mm d φ40 R1 R6 20 2R φ14 图8.9斜楔滑块 Fig8.9 8.10主要工作零件 (1)弯曲凸模 弯曲凸模的外形呈细小窄长，属于细长杆件，在设计时应进行抗压和失效弯曲强度校核，故在选材及热处理工艺时应力求提高弯曲凸模的强度和刚度。为此，弯曲凸模的材料采用高合金工具钢Cr12MoV，热处理硬度为57~60HRC。 (2)弯曲凹模 弯曲凹模的形状复杂，热处理时容易变形，务必谨慎。工作时，该弯曲凹模的移动频率高，斜面易磨损，故在选材及热处理工艺时应加以考虑。现采用合金工具钢CrWMn，热处理硬度为56~58HRC。为防止热处理所引起的不均匀变形，需采用相应的夹具方法，可把两块内斜楔弯曲凹模对称的放在夹具中，应同时同向进入淬火槽进行淬火热处理工艺。 (3)凹模座 凹模座是存放两块内斜楔弯曲凹模的凹腔，机械加工时必须使其两侧内斜面角度的公差要最小，否则将影响弯曲制件的质量。另外，凹模座的工作次数频率高，受接触单位压力较大，故推荐使用碳素工具钢T10A制造，并淬硬至热处理硬度56~60HRC，使其能获得较高的强度，耐磨性和韧性。 22 毕业论文 图8.10 装配图 Fig 23 毕业论文 9模具结构设计及工作原理 斜楔弯曲模设计 上图所示为带有内斜楔的弯曲模具结构，它由上下模两部分组成:上模部分主 要有1.上模板，2.垫板，3.凸模固定板及17.弯曲凸模组成;下模部分9.底座7.顶杆， 弹簧主要有4.压柱，16.定位板，15.压板，11.凹模座，12.托板组成。 工作时将落料后的毛坯放在压板上，有定位板定位。当压力机滑块下行时弯曲 凸模通过压板先将毛坯压完成u形，并进入两块内斜楔弯曲凹模中间滑块继续下行， 两根压柱压在内斜楔弯曲凹模向下运动，并沿凹模座的内斜面向中心收缩，将制件 从两侧向内弯曲成形。弯曲凸模上行时，托板在弹簧的作用下向上顶起，使两个内 斜楔弯曲凹模往两侧张开，包在弯曲凸模上的制件从前面推出。 10 主要零部件加工工艺及装配 落料凹模加工工艺过程 材料:T10A 硬度:56,60HRC单位:mm 序号 工序名称 工序内容 1 备料 锻件(退火状态):φ50×30 2 粗车 粗车为圆锥形状:φ42×16 3 平面磨 磨光锥面，尺寸为φ40×14 4 热处理 淬火 使硬度达到56,60HRC 5 线切割 割出凹模型腔 6 磨平面 打磨凹模型腔 7 钳 研磨凹模型腔 8 平磨 研磨凹模板上面达到厚度尺寸要求 24 毕业论文 10.1落料凹模 Fig 凸凹模加工工艺过程 材料:Cr12MoV 硬度:56,60HRC单位:mm 序号 工序名称 工序内容 1 备料 锻件(退火状态):118×40×20 2 粗铣 洗四面见光 3 平磨 磨上下平面到尺寸45mm,弯曲圆弧到 5 热处理 淬火 硬度达到HRC60,64 4 铣 ?粗铣凸模台阶尺寸φ33×20 ?精铣弯曲凸模达至尺寸要求φ11×90 6 磨平 磨下平面，使高度尺寸达到108mm， 8 钳 ?研配 研凸凹模并配如凸凹模固定板 ?研 研各侧面达到便面粗糙度的要求 9 平磨 平磨高度到要求 11 钳 总装配 25 毕业论文 图10.2凸模结构 Fig 26 毕业论文 总 结 在这次的毕业设计中，我综合了四年多来所学的所有专业知识，使我受益匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理论知识的巩固。 在做毕业设计的过程中，在设计和绘图都遇到方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导帮助，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业设计使我对冷冲压模具设计有了一定的认识，在模具设计过程中，不仅把大学四年所学到知识加深了，还学会了查有关书籍和资料，能够把各科灵活的运用到设计中去。 这次的毕业设计不仅是对自己大学四年的考核，也是在工作之前对自身的一次全面、综合型的测试。这为今后的工作做好了铺垫和奠定了一定的基础。 27 毕业论文 致 谢 这次毕业设计说明书及其模具装配图的完成，首先要感谢我的指导老师郭守真在毕业设计装配图及其说明书编制过程中，给予了精心的指导，并讲解了各项专业要领，提出了宝贵的专业意见，模具设计过程中，也要感谢曾经的任课教师，是他们的精心指导和教学才使我的毕业设计能够按期完成，感谢学校给予的支持和机会，感谢同学的无私帮助。同时要感谢百忙之中参加毕业答辩的评审老师。 谢谢你们～ 28 毕业论文 参考文献 [1]王海明主编.机械制造技术[M].北京:中国农业出版社, 2004. 7 [2]张鼎承主编.冲模设计手册.北京:机械工业出版社，1999.5 [3]阎其凤主编.模具设计与制造.北京:机械工业出版社，1995.11 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