手柄支架彎曲模具設(shè)計(jì)范本

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1、第一章 緒 論 第1章 緒 論 沖壓模具的設(shè)計(jì)好壞，直接影響到模具的壽命和產(chǎn)品的質(zhì)量，比如尺寸精確公差，外觀表面的質(zhì)量。所以一個(gè)模具不能總按以前的方法去做，要仔細(xì)設(shè)計(jì)，有新的思路，選擇最好的方案。沖壓模課程設(shè)計(jì)主要是想幫助學(xué)生利用已學(xué)習(xí)過(guò)的課程《沖壓工藝學(xué)》中的相關(guān)知識(shí)，來(lái)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。這是一個(gè)非常重要的實(shí)際環(huán)節(jié)，因?yàn)檫@項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立分析，解決實(shí)際問(wèn)題，從事專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作基本訓(xùn)練的過(guò)程。這項(xiàng)環(huán)節(jié)除了要求畢業(yè)生具有相關(guān)的理論知識(shí)以外，還要求我們能夠熟練利用有關(guān)的技術(shù)資料、設(shè)

2、計(jì)手冊(cè)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)相應(yīng)的沖壓件進(jìn)行理論計(jì)算和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為以后我們走向工作崗位打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是《手柄支架彎曲模具設(shè)計(jì)》，這次設(shè)計(jì)的目的是讓同學(xué)們能更好的運(yùn)用并鞏固所學(xué)的模具專業(yè)知識(shí)以及其它機(jī)械知識(shí)來(lái)共同完成這次設(shè)計(jì)。同時(shí)也要求并鼓勵(lì)我們將理論知識(shí)和實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，從而提高了我們整體的設(shè)計(jì)水平。 這次設(shè)計(jì)中，能讓我們更好的將金工實(shí)習(xí)跟平時(shí)課堂的知識(shí)結(jié)合起來(lái)，將理論融入實(shí)際，將機(jī)械方面的知識(shí)融合在一起。 1 第二章 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 第2章 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 2.1 模具簡(jiǎn)述 模具，

3、工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓、拉伸等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。簡(jiǎn)而言之，模具是用來(lái)成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過(guò)所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。 模具一般包括動(dòng)模和定模（或凸模和凹模）兩個(gè)部分，二者可分可合。分開時(shí)裝入坯料或取出制件，合攏時(shí)使制件與坯料分離或成形。模具是精密工具，形狀復(fù)雜，承受坯料的脹力，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求，模具生產(chǎn)的發(fā)展水平是機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。 模具是沖壓件加工生產(chǎn)的重要工藝裝備，對(duì)于沖壓件來(lái)說(shuō)，模具起到相當(dāng)?shù)闹匾裕＞?/p>

4、的好壞直接關(guān)系到?jīng)_壓件的質(zhì)量。 模具制造廠家為了更好的生產(chǎn)出合格的模具，質(zhì)量要求等方面滿足沖壓企業(yè)的生產(chǎn)，制造模具的廠家進(jìn)行多方面的工作，首先第一點(diǎn)就是進(jìn)行技術(shù)交流，技術(shù)交流方面涉及年生產(chǎn)綱領(lǐng)、設(shè)備能力、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)操作方面、模具材料和模具標(biāo)準(zhǔn)件的選用、模具標(biāo)識(shí)、模具的質(zhì)量要求以及驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)等多種工藝要求。其次就是模具圖紙會(huì)簽，模具圖紙會(huì)簽從機(jī)床匹配、安全、生產(chǎn)操作、結(jié)構(gòu)、維修等方面進(jìn)行。然后就是模具監(jiān)制，讓有專業(yè)人員對(duì)其模具進(jìn)行處理，包括模具的質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)合理改動(dòng)，確保模具質(zhì)量具有標(biāo)準(zhǔn)性、合格性等安全過(guò)關(guān)。最后一步就是模具檢驗(yàn)，根據(jù)以上的模具圖紙會(huì)簽等過(guò)程針對(duì)制件的質(zhì)量、機(jī)床匹配、安全

5、、生產(chǎn)操作、結(jié)構(gòu)、維修等方面進(jìn)行，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，模具必須進(jìn)行穩(wěn)定而規(guī)范的檢驗(yàn)，否則產(chǎn)品質(zhì)量很難得以保證。 我國(guó)考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國(guó)已有沖壓模具被用于制造銅器。證明了中國(guó)古代沖壓成型和沖壓。模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年，長(zhǎng)春第一汽車制造廠在中國(guó)首次建立了沖模車間。該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具，我國(guó)于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)展道路之后，目前我國(guó)已形成了300多億元（未包括港澳臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，下同）各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。 我國(guó)沖壓模具無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大

6、，一些大型、精度、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口。特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。 在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平。包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用，雖然如此，我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60~80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和

7、低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低得重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。鑒于振興我國(guó)模具工業(yè)的重要性，1989年3月國(guó)務(wù)院頒布的在《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，把模具列為機(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。1999年8月20日黨中央和國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展高科技實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定》指出：要在電子信息特別是集成電路設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)及通訊、計(jì)算機(jī)及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面，在生物技術(shù)及

8、新醫(yī)藥、新技術(shù)、新能源、航天航空、海洋等有一定基礎(chǔ)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，形成一大批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。所有這些，都充分體現(xiàn)了國(guó)務(wù)院和國(guó)家有關(guān)部門對(duì)發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。在這種情況下，用戶對(duì)模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)量好、價(jià)格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢(shì)是非常明顯的。 模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化、精密化。模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔使模具日趨大型化。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求，精密模具精度已有更高的要求，這就要求發(fā)展超精加工。 過(guò)功能復(fù)

9、合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具是在多工位級(jí)進(jìn)?；A(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的。一套多功能模具除了沖壓成形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過(guò)這種多功能模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先

10、要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。 在模具設(shè)計(jì)制造中獎(jiǎng)全面推廣。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。現(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)已基本成熟。由于模具CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機(jī)的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。 縱觀

11、模具市場(chǎng)與模具生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀、差距和發(fā)展趨勢(shì)，模具行業(yè)在未來(lái)20年內(nèi)，須以“十年生聚、十年生息”，發(fā)奮圖強(qiáng)的精神，全面掌握和實(shí)現(xiàn)信息化、數(shù)字化模具生產(chǎn)技術(shù)，把我國(guó)建設(shè)成為發(fā)達(dá)的模具工業(yè)國(guó)家。 研究引入適于專用模具單件生產(chǎn)方式的企業(yè)管理、模具生產(chǎn)過(guò)程控制與管理和模具用戶服務(wù)信息管理的理論、模式和方法及其軟件，提高模具企業(yè)、模具行業(yè)在兩個(gè)市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。 未來(lái)20年模具喝血技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)為對(duì)模具信息化、數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行研究，主要任務(wù)為： （1） 研究開發(fā)三維（3D）的模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)，并形成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件體系。 （2） 研究模具設(shè)計(jì)、制造參數(shù)，通用、標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)化

12、構(gòu)建及由經(jīng)驗(yàn)構(gòu)成的專家系統(tǒng)，并使之形成模具CAD/CAE/CAM數(shù)據(jù)庫(kù)。 （3） 建立模具企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件的應(yīng)用與開發(fā)體系。 （4） 研究、開發(fā)金屬板材成形工藝過(guò)程模擬分析軟件。 （5） 研究精密電火花加工工藝及其柔性制造單元。 （6） 研究數(shù)字化快速制造模具技術(shù)。 （7） 研究模具成型件材料的應(yīng)用體系和模具型件用新材料。 2.2冷沖壓簡(jiǎn)述 冷沖壓是在常溫下，利用沖壓模在壓力機(jī)上對(duì)板料或熱料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離從而獲得所需形狀和尺寸的零件的一種壓力加工方法。 沖壓主要用于加工板料零件，所以也叫板料沖壓。 沖壓加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，在電子工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)中，

13、已成為不可缺少的主要加工方法之一，據(jù)概略統(tǒng)計(jì)，在電子產(chǎn)品中，沖壓件（包括板金件）的數(shù)量約占零件總數(shù)的85%以上。此外，沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、儀器儀表燈機(jī)械工業(yè)和國(guó)防工業(yè)以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，也占據(jù)著十分重要的地位。 沖壓與其它加工方法相比，無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面，都有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： （1） 在壓力機(jī)的簡(jiǎn)單沖擊下，能獲得壁薄、重量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，這些用其它方法難以加工甚至無(wú)法加工； （2） 所加工的零件精度較高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性； （3） 沖壓加工是無(wú)屑加工，材料利用率高； （4） 生產(chǎn)率高，生產(chǎn)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化； （5） 操作簡(jiǎn)單

14、，便于組織生產(chǎn)。 沖壓加工的零件，種類繁多，對(duì)零件形狀、尺寸、精度的要求各有不同，其沖壓加工方法也是多種多樣的。但概括起來(lái)，可以分為分離工序和成形工序兩大類。 分離工序是將沖壓件或毛料沿一定輪廓相互分離，其特點(diǎn)是板料在沖壓力作用相愛(ài)使板料發(fā)生剪切而分離。 成形工序是在不造成破壞的條件下使板料產(chǎn)生塑性變形，形成所需形狀及尺寸的零件，其特點(diǎn)是板料在沖壓力作用下，變形區(qū)應(yīng)力滿足屈服條件，因而板料只發(fā)生塑性變形而不破裂。 2.3工藝分析 （1）材料：該沖裁件的材料為08AL，具有較好的可沖壓性能。 （2）零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，未注明內(nèi)彎曲半徑為R3，未注明圓角半徑為R5，比較適合沖

15、裁。 （3）尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT12級(jí)確定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差為：零件外形：mm，26mm，mm, 25mm , mm ,79mm 零件內(nèi)形：12mm，4 mm 孔心距： 13mm，78mm，22mm， 44mm，29mm 2.4材料的力學(xué)性能 　　工件材料為08AL，為深沖壓用冷軋薄鋼板。 　　材料狀態(tài)：退火。 　　材料的抗拉（抗剪）強(qiáng)度： 　　抗拉強(qiáng)度：，取 　　抗剪強(qiáng)度：，取 2.5 工藝方案的確定 本設(shè)計(jì)的制件是手柄支架，材料為08AL，厚度為3mm，大批量生產(chǎn)。 其零件圖如下：

16、 該件形狀復(fù)雜，展開面積很難計(jì)算，由于本件的展開圖形狀類似長(zhǎng)方形，所以坯料定為長(zhǎng)方形板料，長(zhǎng)和寬按各自制件中心線展開長(zhǎng)度加上修邊余量確定。 彎曲件毛坯長(zhǎng)度計(jì)算如下： 此工件選用08鋼，其彎曲半徑均大于該種材料的最小彎曲半徑，且尺寸精度要求不高，不需要校形，由沖裁和彎曲即可成形。 中性層位移系數(shù)可查《模具設(shè)計(jì)與制造》表3-3 取=0.36 =2（24+45.25+24）+4×（5+0.36×3）=224.6

17、824mm 中性層位移系數(shù)可查《模具設(shè)計(jì)與制造》表3-3 取=0.36 =2（30+13）+4×（5+0.36×3）=124.1824 2.6 沖壓工序性質(zhì)和工序次數(shù)的選擇 通過(guò)對(duì)制件圖的觀察，沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)有：落料，沖的孔10個(gè)，沖的孔5個(gè)，沖的孔2個(gè)，首次彎曲成形，二次彎曲成形。 2.7 工序組合及其方案比較 根據(jù)以上這些工序，可以作出下列各種組合方案。 方案一：（a）落料沖的孔10個(gè)，沖的孔2個(gè) （b）彎曲小邊 （c）彎曲下邊和沖其余的孔 （d）

18、其余的彎曲 方案二：（a）落料和沖所有孔 （b）彎曲 方案三：（a）落料 （b）沖所有孔 （c）彎曲成形 方案四：（a）落料 （b）彎曲成型 （c）沖所有孔 對(duì)以上四種進(jìn)行比較，可以看出： 方案一，從生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)和壽命方面考慮，將落料和零件上的孔組合在三套模具上沖壓，有利于降低沖裁力和提高模具壽命，由于模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所以操作也較方便，同時(shí)也可以節(jié)省一道工序。 　　方案二，落料和沖孔組合，可以節(jié)省一道工序，但是多凸模厚板沖孔模容易磨損，刃磨次數(shù)增多，模具壽命底。另外，孔與孔之間的距離精度

19、很難保證。彎曲工序均在沖孔后進(jìn)行，產(chǎn)生彎曲回彈后孔距不易保證，影響零件精度。同時(shí)先沖孔后脹形，零件的精度無(wú)法保證。 　　方案三，這個(gè)方案和方案二一樣，會(huì)在彎曲成型后產(chǎn)生回彈孔距不易保證，影響孔距的精度。另外，落料和沖孔不采用復(fù)合模，缺點(diǎn)是不節(jié)省工序和設(shè)備，生產(chǎn)效率太底。模具容易磨損或破壞，因此不易采用。 　　方案四，沖孔安排在彎曲后進(jìn)行，可以提高孔距精度，保證零件質(zhì)量，同時(shí)彎曲后二次沖孔的模具費(fèi)用也較高，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，刃模和修理比較困難，上、下料操作也不方便。 　　通過(guò)以上的方案分析，可以看出，在一定的生產(chǎn)批量條件下，選用方案一是比較合理的。確定了工藝方案以后，就可進(jìn)行該方案的模具結(jié)構(gòu)型

20、式的確定，各工序的沖壓力計(jì)算和沖壓設(shè)備的選用。 　　對(duì)于如何能夠正確選用模具，必須根據(jù)零件的形狀、尺寸，精度要求，材料性能，生產(chǎn)批量，沖壓設(shè)備，模具加工條件等多方面的因素進(jìn)行考慮。在滿足沖壓件質(zhì)量要求的前提下，最大限度地降低沖壓件的生產(chǎn)成本。確定模具的結(jié)構(gòu)形式，必須解決好以下的問(wèn)題:模具類型的確定——是簡(jiǎn)單模、復(fù)合模，還是級(jí)進(jìn)模。操作方式的確定——是手工操作、自動(dòng)化操作 半自動(dòng)化操作。進(jìn)出料方式的確定——根據(jù)原材料的形式，確定進(jìn)料方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。壓料和卸料方式的確定——壓料或不壓料，彈性或剛性卸料等。模具精度的確定——根據(jù)沖壓件的精度確定合理的模具加工精度，選擇

21、合理的導(dǎo)向式和固定方式。 　　通過(guò)以上的方案分析，可以看出在一定的生產(chǎn)批量條件下選用方案一是比較合理的，落料沖2個(gè)孔和10個(gè)的孔由一套模具完成，正方向脹形和彎小邊由一套模具完成，反方向脹形由一套模具完成，沖其余的孔有一套模具完成 ，剩下的彎曲由一套模具來(lái)完成。 　　所選用的沖模有：落料彎曲復(fù)合模，沖孔模。 2.8 確定排樣方式 　　排樣是指沖裁件在條料或板料上的布置方法。排樣是否合理直接影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用。排樣時(shí)，除了考慮材料利用率外，還要考慮模具結(jié)構(gòu)是否復(fù)雜、生產(chǎn)率的高低和操作是否安全和方便等因素。為便于手工送料，選用了單排。 2.9 材料的經(jīng)濟(jì)利用 　　在沖壓零件的成

22、本中，材料費(fèi)用占以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個(gè)重要問(wèn)題。 衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)是材料利用率，即工件的實(shí)際面積與板料面積的比值。 材料利用率： 工件的實(shí)際面積：A。=38799.47136mmmm 所用材料面積： A=231.04258.56=59691.4944mmmm一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率： 2.10 各工序模具結(jié)構(gòu)形式的確定 第一套模具采用落料沖孔倒裝復(fù)合模。 復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)在模具的一個(gè)工位上完成兩道以上沖壓工序的模具，是一種多工序沖壓模。 復(fù)合模與單工序模相比，最主要的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率和沖壓件精度高，但它的缺點(diǎn)是模具

23、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造，而且只適于生產(chǎn)精度要求較高的軟材料或薄板料沖壓件。倒裝式模具的特點(diǎn)是每次沖壓后，沖壓件由頂出器推出，不留在凹模內(nèi)，沖壓件比較平整。 第二套模具采用脹形彎曲模,此工序模具的具體結(jié)構(gòu)形式見附表。 37 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第3章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 3.1 脹形與彎曲的工藝分析 本套模具脹形與彎曲較簡(jiǎn)單，脹形高度為10mm，彎曲高度為16mm，與第一套的落料沖孔相比，零件的成形難度不大，而且精度要求也不高，所以，選用相同的壓力機(jī)即可滿足要求。彎曲是將板料、棒料、管料或型材等彎成一定形狀和角度零件的成形方法，是板料沖壓中

24、常見的加工工序之一。在生產(chǎn)中，彎曲件的形狀很多，如v形件、u形件、u形件、D形件以及其他形狀的零件。這些零件可以在壓力機(jī)上用模具彎曲，也可用專用彎曲機(jī)進(jìn)行折彎或波彎。 彎曲模的結(jié)構(gòu)型式很多，可根據(jù)彎曲件形狀、精度要求、板料性能、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)或選用。最常見的單工序彎曲模有，單角彎曲模、雙角彎曲模、圓形件彎曲模和擺動(dòng)或帶斜楔彎曲模等結(jié)構(gòu)。(1)單角彎曲模：?jiǎn)谓菑澢Ｓ址Qv形彎曲模，根據(jù)彎曲件直邊長(zhǎng)度可分為v形塊彎曲模和壓板彎曲模。V形塊彎曲模，適于直邊等長(zhǎng)的彎曲，它由凸模、凹模、頂桿和擋料銷等零件組成。頂桿在凸模下行時(shí)有壓料作用，用以防止材料移動(dòng)；而彎曲后，在彈簧作用下，又起

25、頂件作用。壓板式彎曲模，適于直達(dá)不等長(zhǎng)的v形件彎曲。彎曲時(shí)，是模與壓板將板料壓?。乐垢芰献邉?dòng)；壓彎后，壓板；在彈簧或氣墊作用下，向上復(fù)位頂出零件。凹?？诓孔龀蓤A角、有利于減少毛坯和凹模摩擦和彎曲變形，單角彎曲時(shí)，會(huì)產(chǎn)生水平推力．為了防止凸模偏移，應(yīng)裝有水平止推塊，用以保證凸、凹模間隙和提高模具壽命。(2）雙角彎曲模：常見的結(jié)構(gòu)有三種。為了使凹模具有足夠的強(qiáng)度，這種彎曲模結(jié)構(gòu)僅適于直邊高度大于12~15t的U形件彎曲。(3)圓形件彎曲模：圓形件彎曲模具較多，常見的有三種型式。1.圓形件彎曲模系由兩套簡(jiǎn)單彎曲模組成的，先預(yù)彎成波浪形，后再壓彎成圓形。該模具適于作直徑大于20mm的彎壓工作。2.為

26、滑板式圓形件彎曲模，可以一次壓彎成形。該彎曲模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成形質(zhì)量高，適于彎制板厚0.5~1mm、直徑5~20mm的各種圓形沖壓件。3.圓形件一次成形彎曲模。該彎曲模一般用于軟材料和小直徑的圓形件彎曲。4.帶斜楔的彎曲模：該模具在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，可以完成兩道工序，所以又稱復(fù)合彎曲模。通過(guò)上述的各種彎曲模結(jié)構(gòu)介紹，可以看出彎曲模的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，除上模作上下運(yùn)動(dòng)外，凸、凹模還可完成擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)等動(dòng)作，用以將沖壓件壓彎成形，因此在彎曲模設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮彎曲成形時(shí)的毛坯走動(dòng)、毛坯定位和卸料、取件等問(wèn)題，同時(shí)對(duì)精度要求較高的彎曲件，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮如何避免彎曲件的伸長(zhǎng)和變薄以及消除回彈等問(wèn)題，用以

27、提高彎曲質(zhì)量。 3.2 彎曲力計(jì)算 彎曲力是板料彎曲加工工藝和選擇設(shè)備的重要依據(jù)之一，所以必須進(jìn)行計(jì)算。我們已知板料彎曲時(shí)，開始是彈性彎曲，其后是變形區(qū)內(nèi)外層纖維首先進(jìn)人塑性狀態(tài)，并逐漸向板的中心擴(kuò)展進(jìn)行自由彎曲，最后是凸、凹模與板料互相接觸并沖擊零件的校正彎曲。各階段的彎曲力是不同的．彈性彎曲階段的彎曲力較小．可以略去不計(jì)，自由彎曲階段的彎曲力不隨行程的變化而變化，校正彎曲力隨行程急劇增加。在一般情況下，自由彎曲力和校正彎曲力的計(jì)算方法如下。 3.2.1 自由彎曲力 在沖壓生產(chǎn)中可按下式進(jìn)行計(jì)算： 對(duì)于V形件，最大自由彎曲力為： 對(duì)于U形件，其最大自由彎曲力為： 式中—

28、—最大自由彎曲力，[]為N； ——材料抗拉強(qiáng)度，[]為MPa； k——安全系數(shù)，一般取k＝1.3； b一彎曲件寬度，[b]為mm。 取k=1.3，b=16，t=3，=360MPa； =N=7.8624KN 3.2.2 校正彎曲力的計(jì)算 板料經(jīng)自由彎曲階段后，開始與凸、凹模表面全面接觸，此時(shí)，如果凸模繼續(xù)下行，零件受到模具擠壓繼續(xù)彎曲，彎曲力急劇增大，稱為校正彎曲。校正彎曲的目的，在于減少回跳，提高彎曲質(zhì)量。校正彎曲力可按下式近似計(jì)算： 式中 ——校正彎曲力，[]為N； A—— 彎構(gòu)件校

29、正部分的投影而積，[A]為mm； P——單位校正力； 因?yàn)閜取值為50~60MPa之間，所以取值為60MPa。 A=13 mm =208N=12.480KN 經(jīng)過(guò)校正該力合格。 3.3 沖壓設(shè)備的選擇 選擇沖壓設(shè)備時(shí)，除考慮彎曲模尺寸，模具高度、模具結(jié)構(gòu)和動(dòng)作配合以外，還應(yīng)考慮彎曲力大小。選用的大致原則是： 對(duì)于自由彎曲 式中 ——選用的壓力機(jī)噸位； ——自由彎曲力； P—有壓料板或推件裝置的壓力，約為自由彎沖力的30%~80％。 =7.8624+2.35872=10.2211KN 對(duì)于校正彎曲，其彎曲力比自由彎曲力大得多，

30、而在彎曲過(guò)程中，兩者不是同時(shí)存在。因此．選擇沖壓設(shè)備時(shí)，可僅以校正彎曲力作依據(jù)，即。 沖壓設(shè)備的選擇即壓力機(jī)的選擇直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、產(chǎn)品效率和成本等一系列問(wèn)題。根據(jù)工件的工藝性，批量大小，工件的尺寸和精度選用壓力機(jī)類型。選用壓力機(jī)最重要的參數(shù)是：壓力機(jī)的許用負(fù)荷：壓力機(jī)滑塊上所允許的最大的作用力。 本套模具選擇的壓力機(jī)與第一套相同。根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》p36，表1—67選JA21—160型，開式雙柱固定臺(tái)壓力機(jī)。 各項(xiàng)技術(shù)性能如下所列： 公稱壓力： 滑塊行程： 滑塊行程次數(shù)：40次/分 最大封閉高度： 封閉高度調(diào)節(jié)量： 滑塊中心線至

31、床深距離：380mm 立柱距離：530mm 工作臺(tái)尺寸： 前后：710mm 左右：1120mm 墊板尺寸： 厚度：130mm 模柄孔尺寸： 直徑：70mm 深度：80mm 滑塊底面尺寸：前后：460mm 左右：650mm 3.4 彎壓模工作部分的尺寸計(jì)算 1.凸、凹模圓角半徑的計(jì)算：凸模圓角半徑應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，但不能小于《沖壓工藝學(xué)》表3—7所示的材料允許的最小彎曲半徑。如果r＜，彎曲時(shí)應(yīng)取，隨后增加一次校正工序，校正模的=r。 凹模圓角半徑不宜過(guò)小，以免彎曲時(shí)擦傷毛坯表面

32、，同時(shí)凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)當(dāng)一致，用以防止彎曲時(shí)的毛坯偏移。通常可根據(jù)板料厚度t選?。? 當(dāng)t時(shí)，r=（3~6）t t=2~4時(shí)， r=（2~3）t t>4mm時(shí)，r=2t 對(duì)于V形件彎曲模的凹模底部圓角半徑，應(yīng)根據(jù)板料彎曲后，在彎曲區(qū)發(fā)生變薄的變形特點(diǎn)選取，通常可按彎曲后的板料厚度，得出彎曲件外側(cè)圓角半徑，并依此半徑作為v形件彎曲模的凹模底部圓角半徑。 本次設(shè)計(jì)的凸、凹模圓角半徑如下： 凸模圓角半徑應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，即r=3mm 凹模圓角半徑，因?yàn)楫?dāng)t=2~4mm時(shí)，=2t；所以=23=6mm, 取6mm。 2.凸、凹模間隙C： 對(duì)于u形件彎曲。必須

33、合理選擇凸、凹模間隙。間隙過(guò)大，則回彈大，彎曲件尺寸和形狀不易保證；間隙過(guò)小，彎曲力增大，且使工件變薄，降低模具壽命。 對(duì)丁V形件彎曲，凸、凹模間隙是靠調(diào)節(jié)壓力機(jī)的閉合高度控制的．但在模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到凸模圓角半徑與凹模底部圓角半徑以及凸、凹模兩側(cè)，在模具閉合時(shí)完全接觸或貼合，才能保證彎曲質(zhì)量。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)我們使用的是鋼板材料，所以凸、凹模間隙取C=（1.05~1.15）t =1.13=3.3mm 3.凸、凹模的寬度尺寸計(jì)算： (1)彎構(gòu)件寬度尺寸標(biāo)注在外側(cè)的，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，先確定凹模尺寸。如果：專慮到模具磨損和彎曲件回彈的影響，凹模寬度尺寸應(yīng)為：

34、 凸模尺寸按凹模配制，保證單邊間隙c ，即 (2)彎曲件寬度尺寸標(biāo)注在內(nèi)側(cè)的，則應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，先計(jì)算凸模尺寸。同理，如果考慮到模具磨損和回彈等因素的影響，凸模寬度尺寸應(yīng)為： 凹模尺寸按凸模配制，保證單邊間隙c，則 式中 b——彎曲件基本尺寸，[b]為mm; ——彎曲件制造公差； 一—凸、凹模制造公差，按1T6—8級(jí)公差等級(jí)選取。 此外，彎曲模的凸

35、、凹模長(zhǎng)度、凹模深度等工作部分尺寸，可根據(jù)彎曲件邊長(zhǎng)、壓力機(jī)行程等條件、合理選取。 3.5 模具結(jié)構(gòu)的確定 本套模具的設(shè)計(jì)中大量采用第一套模具的結(jié)構(gòu)，在模架，模柄，導(dǎo)柱導(dǎo)套，墊板，推桿，頂桿，打桿，螺釘和銷的使用上和第一套模具相同。 3.6 選擇模具結(jié)構(gòu)的注意事項(xiàng) （1）盡量采用機(jī)械化，自動(dòng)化送出料。 （2）運(yùn)動(dòng)部件上可能傷人之處應(yīng)設(shè)防護(hù)網(wǎng)。 （3）在模具上送進(jìn)和取出坯料的部位要多加考慮。 （4）模具中卸料板等彈性卸料運(yùn)動(dòng)件要有中級(jí)位置限制器，防止彈出傷人。 3.7 模架的選擇 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的整體尺寸和壓力機(jī)工作臺(tái)的尺寸選擇模架，模架的最大閉合高度應(yīng)小于壓力機(jī)的最大閉合高

36、度，模架的最小閉合高度（在不使用墊塊的情況下）模架的工作臺(tái)尺寸應(yīng)小于壓力機(jī)的工作臺(tái)的尺寸。 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》p232，表1—232選擇中間導(dǎo)柱模架（GB2851.5—81） L=500mm B=500mm =500mm =360mm =65mm =80mm 3.8 導(dǎo)柱導(dǎo)套 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》p214，表1—209和模座的閉合高度和壓力機(jī)的最大閉合高度、閉合高度調(diào)節(jié)量，選擇滑動(dòng)導(dǎo)套形式A型導(dǎo)套（GB2861.6—81） 導(dǎo)套 長(zhǎng)度150~170mm，選擇L=150mm 直徑D=70mm d=55mm H=53mm

37、 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》p217，表1—213和模座的閉合高度和壓力機(jī)的最大閉合高度、閉合高度調(diào)節(jié)量，選擇滑動(dòng)導(dǎo)柱形式A 型導(dǎo)柱（GB2868.12—81） 導(dǎo)柱 長(zhǎng)度L=295mm 直徑d=55mm 3.9 模柄的選擇 模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)的滑塊上，同時(shí)使模具中心通過(guò)滑塊的壓力中心。模柄的尺寸應(yīng)小于壓力機(jī)上模柄孔的尺寸，選擇模柄時(shí)，先根據(jù)模具大小，上模結(jié)構(gòu)，模架類型及精度等確定模柄的結(jié)構(gòu)類型，再根據(jù)壓力機(jī)滑塊上模柄孔的尺寸規(guī)格。一般模柄直徑應(yīng)于模柄孔直徑相等，模柄長(zhǎng)度應(yīng)比模柄孔深度小5~10mm 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》p

38、222,表1—220，模座尺寸及模具結(jié)構(gòu)需要打料的特點(diǎn)，選擇 直徑d=76mm 高度H=98mm 孔徑=13.5mm 3.10 墊板的選擇 （1）下墊板的設(shè)計(jì)： 長(zhǎng)度L=440mm 寬度B=440mm 高度H=30mm （2）上墊板的選擇： 長(zhǎng)度L=440mm 寬度B=440mm 高度H=30mm 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 3.11 推桿的選擇

39、 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》p212，表1—206，和模座尺寸,選擇

40、 直徑d=12mm 長(zhǎng)度L=167mm 3.12 螺釘和銷的選擇 螺釘和銷是定位零件, 定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對(duì)凸凹模有正確的位置.在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)中,一般使用內(nèi)六角螺釘和圓柱銷. 在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)中,螺釘和銷的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 同一組合中,螺釘?shù)臄?shù)量一般不小于3個(gè),并盡量沿被聯(lián)結(jié)件的外緣均勻布置.銷釘?shù)臄?shù)量一般都用2個(gè),切盡量遠(yuǎn)距離錯(cuò)開布置,以保證定位可靠. 螺釘和銷的規(guī)格應(yīng)根據(jù)沖壓工藝力大小和凸凹模厚度等條件確定.螺釘?shù)男肷疃群弯N釘?shù)呐浜仙疃榷疾荒芴?也不能太淺. 螺釘之間螺釘和銷釘之間的距離,. 螺釘和銷釘距凹模刃口及

41、外緣的距離,均不應(yīng)過(guò)小..各聯(lián)結(jié)件的銷孔應(yīng)配合加工,以保證位置精度.銷釘和銷孔之間采用H7/m6或H7/n6. 根據(jù)<<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)>>(第二卷) p5—184, 表5—3—5，選擇圓柱銷（GB/T119.1—2000） 直徑 d=24mm d=24mm 長(zhǎng)度 L=100mm L=90mm 根據(jù)<<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)>>(第二卷) p5—104，表5—1—106， 選擇內(nèi)六角螺釘（GB/T70.1—2000） 直徑 d=24mm d=24mm d=24mm 總長(zhǎng)

42、 L=25mm L=25mm L=90mm 帶螺紋長(zhǎng)度 l=142mm l=117mm l=41mm 3.13 頂桿的選擇 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》p109，表1—128，選擇頂桿 直徑 d=20mm 長(zhǎng)度 L=180mm 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 3.14 帶螺紋推桿的設(shè)計(jì) 帶螺紋推桿作用是打料, 表面粗糙度為1.6，本件的材料45#。 3.15 凸模的設(shè)計(jì) 凸模的工作表面的粗糙度要求比較高,一般凸模工作表面粗糙度也應(yīng)達(dá)到0.8m，凹模圓角處粗糙度一般可比凹模圓角處粗糙度大一些,

43、表面一般也要進(jìn)行研磨和拋光.拉深凸凹模的工作條件屬磨損型,凸模受軸向脹力和摩擦力,所以凸凹模應(yīng)具有良好的耐磨性,熱處理后凸模應(yīng)達(dá)到58~62HRC。 為保證制件的表面質(zhì)量,本套模具的凸模的工作表面粗糙度確定為0.4上表面確定為0.8, 銷孔表面的粗糙度1.6, 其余3.2，本件材料為T10A 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 3.16 凹模的設(shè)計(jì) 凹模的作表面與坯料之間產(chǎn)生一定的相對(duì)滑動(dòng),因此其表面粗糙度要求比較高,一般凹模工作表面粗糙度應(yīng)達(dá)到1.6,表面一般也要

44、進(jìn)行研磨和拋光.拉深凸凹模的工作條件屬磨損型,凹模受徑向脹力和摩擦力,所以凸凹模應(yīng)具有良好的耐磨性,熱處理后凸模應(yīng)達(dá)到58~62HRC. 為保證制件的表面質(zhì)量,本套模具的凸模的工作表面粗糙度確定為1.6,上下表確定為1.6。本件的材料為T10A。 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第三章 脹形彎曲復(fù)合模的設(shè)計(jì) 編號(hào)： 時(shí)間：2021年x月x日 書山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟 頁(yè)碼：第1頁(yè) 共1頁(yè) 第 1 頁(yè) 共 1 頁(yè)