弯板冲压成型工艺与模具的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后 ，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计快速化 等程度不高的原因。 内外发展概况 改革开放 20 多年来，我国的模具工业获得了飞速的发展，设计、制造加工能力和水平、都有一了很大的提高。据中国模具工业协会统计， 1995 年中国模具总产值为 145 亿元，而 2003 年已达 450 亿元左了，年均增长 14%。另据统计 2004 年中国（不包括台湾、香港、澳门地区）共有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车问（分厂）近 20000 家，约 60 万从业人员， 年模具总产值达 1亿元人民币以上的有十多家。但是，我国模具工业现有能力只能满足需求最的60%左右，还不能适应国民经济发展的需要。据有关部门统计， 1997 年进口模具价值 6美元，这还不包括随设备一起进口的模具； 1997 年出口模具仅为7800 万美元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。国内已经认识到了模具在制造业中的重要基础地位，许多模具企业十分重视技术发展，增大了用于模具技术进步的投资。 国未来模具的研发探讨 模具设计的标准化、网络化、智 能化、三维化、集成化 1、标准化 标准化是实现模具专业化生产的基本前提，是系统提高整个模具行业技术水平和经济效益的重要手段，是机械制造业向深层次发展必由之路。国际上工业发达的国家和公司都极为重视模具的标准化，我国的模具标准化程度不足30%，而且标准品种少、质量低、交货期长，严重阻碍模具的合理流向和效能发挥。 统可建立标准零件数据库，非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在 计中可以随时调用，并采用 组技术）生产。非标准零件库中存放的零件，虽然与设计所需结构不尽相同 ，但利用系买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 统自身的建模技术部可以方便地进行修改，从而加快设计过程，典型模具结构库是在参数化设计的基础上实现的，按用户要求对相似模具结构进行修改，即可生成所需结构 。 2、集成化 模具 术与 技术密切相连，组成一个有机的整体，其关键在于建立一个统一的全局模具产品数据模型，在产品开发，模具设计中，提供全部的信息，使信息共享，交换处理和反馈，它综合了计算 机技术，系统集成技术，并行技术和管理技术，体现了系统化思想直至发展为 算机集成制造系统 ) 。 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的日的。如英国 实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体 术 造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括： 、 。 3、模具设计、分析及制造的三维化。 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如、 U G 和 软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而 使模具并行工程成为可能面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如 司的注射模专家软件能根据脱模力向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供 工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 4、网络化与协同设计 随着模具工业规模的不断扩大，要做到资源信息共享、交换等，网络化买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 设计的发展是必然的，将以微机为中心的智能工作站达成了分布式系统构成机局域网络，结构 灵活，功能愈加强大，并伴随着的进一步拓展，系统提供了异地设计人员在同一时间对同一个参数进行评价和修改，实现异地操作与数据交换，使一个项目在多台计算机上协作完成，以适应不同地区的现有资源和生产设备资源的要求和利用。这种基于 的协同设计实现了企业间的“集成化”，它将成为模具制造业全球化的发展趋势。 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等力一面的全球化、国际化，以及计算 机 软 硬 件 技 术 的 迅 速 发 展 ， 模 具 软 件 应 用 的 网 络 化 的 发 展 趋 势 是 使术跨地区、跨 企业、跨院所在整个行业中推广，实现技术资源的重新整合，使虚拟设计、敏捷制造技术成为可能。美国在其 21 世纪制造企业战略中指出，到 2006 年要实现汽车工业敏捷生产 /虚拟工程方案，使汽车开发周期从 40 个月缩短到 4 个月。 5、智能化 统智能化主要表现在专家系统思想的引入，通过虚拟专家来处理模具设计制造中的问题，专家系统具有数据模块知识库模块和控制模块，专家系统可以解决知识表示，特征统计，推理力法，概念设计等问题，具有启发性、灵活性等特点，整个系统具备人上智能 (想的智能模具 响应，自动产生设计方案，对方案进行最优评价和选择，并对模具设计制造提供全方位的过程响应和处理。 曲模 模具设计与制造方面 曲冲孔连续模 模具设计的设计思路 弯曲和冲孔 是冲压基本工序，它是利用 凸模 模在压力机作用下，将平板坯料 弯曲成型或冲裁出凸模的形状的 加工方法。 但是， 加工出来的制件的精度都很底。一般情况下， 弯曲件 的尺寸精度应在 以下，不宜高于 。 曲冲孔连续模 模具设计 的进度 用时间 20 天； 2. 确定加工方案，所用时间 5 天； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 3. 模具的设计，所用时间 30 天； 4 模具的调试所用时间 5 天； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2 弯板的工艺分析 工件名称：弯板 生产批量：大批量 材料： 08 钢 厚度： 2件简图：如图所示 曲冲孔的工艺分析 为此工件典型的 U 形件，零件图中的尺寸公差为未注公差，在处理此类公差等级时常采用 要求。弯曲圆角半径 R 为 2于最小弯曲半径(2故此弯曲件的形状 、 尺寸 、 精度均满足弯曲工艺的要求，可用弯曲工序加工。 此弯曲件上有 2 个孔，需采用冲孔的方式加工， 孔的直径为 状简单，且对称。冲裁件所能达到精度为 。故该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到满足。 艺方案的确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 该零件所需要的加工工序为冲孔 、 弯曲 、 切断。可拟定出以下几种方案： 方案一：用简单的模具分开加工，即冲孔 弯曲。 方案二：采用斜锲式侧面冲孔复合模。 方案三 : 采用冲孔 弯曲级进模。 方案一生产效率低，工件累计误差大，操作不方便，由于该工 件是大批量生产，方案二和方案三具有很大的优越性，而且也与此次设计的精神相一致。 该零件 孔与边缘之间的最小距离是 于此零件要求的最小的壁厚。可以采用采用斜锲式侧面冲孔复合模或采用冲孔 弯曲级进模。复合模模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产效率较高，但模具较复杂，模具制造较困难。级进模不仅生产效率高，而且同时也能保证制件的精度，通过对上述三种方案的分析比较，该零件的制作生产采用方案三的级进模比较合适。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 3 排样设计 多工位级进模的排样，除了遵守普通冲压模具的排样原则 外，还应遵守级进模的排样原则。 孔的位置太近时，可分布在不同公位冲出。 料板和固定板的强度，保证各零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具的结构要求而定。 般安排在冲压前，防止由于压筋造成孔的变形。 利于送料的顺畅。若成型方向与冲压方向不同，可采用斜滑块，杠杆和摆块等机构来转换成型方向。 排样图 条料宽度 B=30 步距 S=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 4 工艺尺寸的计算 曲件展开长度的计算 当弯曲圆角半径较小 （ ，可以根据中性层长度不变的原理计算。 因为 R=22，属 于圆角半径较大的弯曲件。所以弯曲件展开长度按直边区与圆边区分段进行 计算。将直边区视为弯曲前后长度没有发生变化，将圆角区展开长度按弯曲前后中性层长度没有发生变化进行计算。 ，查表得出，中性层位移系数 x=形区中性层曲率半径 按公式计算 =r+2=L 总 = L 直 + L 弧 L 弧 =180 = 180 中 L 总 坯料展开总长度； L 弧 弯曲件弯曲圆角部分的长度； 弯曲中心角； 该毛坯展开长度为 L 总 =（ 35 2+（ 5022） +2 =（ 31 2+42+ 弯曲模工作部分尺寸的计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 由于此工件 R/t=2/2=1小，且 R 为 2于最小弯曲半径（ 2=故凸模圆角 半径 r 凸 =R=2 凹模圆角半径一般按材料厚度 t 来选取，因为材料厚度为 2以 r 凹 =（ 2 3） t，故凹模圆角半径取 r 凹 =4 凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度，同时也影响到弯曲件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响。此弯曲件：直边长度为 35料厚度 2表得出凹模的底部最小厚度 此凹模工作部分最小深度为 h 凹 =24 当工件精度要求不高或校正弯曲时，生产中常采用调整凸凹模间隙的方法来解决工件回弹的问题。设计弯曲模时将凹模设计成可以调节的。由于凹模设计成可调式的，故将凸凹模的间隙2t，即2Z=2 小变形程度（ r/t 10）时，回弹大，先计算凹模圆角半径，再计算凸模角度；大变形程度（ r/t5）时，卸载后圆角变化小，仅考虑弯曲中心角的变化。弯曲时，弯曲中心角为 90， 因此，查相关手册，取回弹角 2。 U 型件校正弯曲时，在进行校正弯曲前是自由弯曲，弯曲力 由弯曲力为 由弯曲力 =b 223 2 =中 由弯曲力 冲压行程结束时自由弯曲的弯曲力（ N）； K 安全系数，一般取 K=b 弯曲件的宽度（ t 弯曲件材料厚度（ b 弯曲件的抗拉强度（ r 弯曲件的内弯 曲半径（ 顶件力 F 顶 可近似取自由弯曲力的 30% 80%，即 F 顶 =（ 由弯曲力 =（ N 取 F 顶 =5正弯曲时，校正弯曲力最大值在压力机工作到下止的位置，且校正弯曲力远远大于自由弯曲力，而在弯曲过程中，二者不是同时存在，因此查表得 P=60文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 所以校正力 F 较为 F 较 =0（ 30 50） =90中 F 较 校正弯曲力 （ N） A 校正部分 投影面积 （ P 单位校正弯曲力 （ 对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大的多，故顶件力常常被忽略，但为了保险起见，在计算压力机工称压力时，应将顶件力考虑进来。 算冲裁工艺尺寸计算 算凸凹模工作部分尺寸 由于制件结构简单，精度等级要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法来制作凸凹模。其凸凹模计算尺寸如下： 查阅相关手册得出凸、凹模制造公差： 凸 = 凹 =阅相关手册得间隙值 核： 而 凸 + 凹 =足： 凸 + 凹 的条件 查相关手册 :时摩擦系数 x=为此冲裁为冲孔工序，所以以凸模为设计基准，首先确定涂膜尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸 ;然后将凸模尺寸增加到最小合理间隙值即得到凹模尺寸。 d 凸 =(0凹=(凹=02.0d 凹 =（ d 凸 + 凹0=（ 凹0曲凸凹模横向尺寸及公差 弯曲件标注外形尺寸应以凹模为基准件，先确定凹模尺寸，然后减去间隙确定凸模尺寸。 弯曲件为双向对称偏差时，凹模尺寸为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 L 凹 =（ 凹050-（ 凹0 凸模尺寸为 L 凸 =（ L 凹 0凸（ 0凸 冲压力的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加压力，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。冲裁力是随着凸模进入材料的深度而变化的，通常说的冲裁力就是冲裁力的最大值。对于普通平刃的冲裁，其冲裁力 一般情况下材料的抗拉强度 b=1.3 =b=b =2 325 =中 F 冲 冲裁力 L 冲裁周边长度 t 材料厚度 b 材料抗剪强度 K 系数 系数 K 是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响给出的修正系数，一般取K=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 断力 的计算 08 号的冷轧钢的抗剪强度使 180 F 切 = b=b =30 2 325 =中 F 冲 冲裁力 L 冲裁周边长度 t 材料厚度 b 材料抗剪强度 K 系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 5 模具的总体设计 根据上述分析，本例将设计的模具是冲孔、落料、弯曲连续模。本模具先将制件上的两个孔冲压出来，其次将制 件从板料上切断，并进行弯曲工序。 上模主要由模柄、上模座板、固定板、凸模、打料杆、凸凹模、垫板和预压打料装置。下模由导板、冲孔凹模、弯曲凸模、下模座板、挡料块等。 模具工作过程：条料沿导板导向并向前送进，上模下行，由冲孔凸模和冲孔凹模完成冲孔工序。条料继续向前送进，在挡料块的作用下定位，由凸凹模和冲孔凹模完成对条料的切断工序，同时由凸凹模和弯曲凸模完成弯曲工序，然后上模上行回程，有打料杆进行卸料，完成整个工作行程。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 6 模具主要零部件的结构设计 孔凸模、凹模、弯曲凸模、 弯曲凸凹模的结构设计 孔凸模、凹模的结构设计 冲孔 凸模设计，为了增加凸模的强度和刚度，凸模设计成阶梯式凸模。阶梯式凸模强度和刚度都比较好，装配修磨方便，其工作部分的尺寸由计算而得。与凸模固定板配合部分按过渡配合（ H7/ H7/造。 凸模长度的计算 主要考虑模具的结构、修模、操作安全、装配等因素的原因，采用固定板固定和导料板导料，凸模长度按下式计算 L=h1+h2+h =30+10+2 =42 式中 凸模 固定板的厚度（ 导料板的厚度 （ h 附加长度 ，主要考虑凸模进入凹模的深度（ 1 2） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 冲孔凸模的材料及热处理，模具刃口要有高耐磨性、高硬度与韧性。由于本设计的冲孔凸模直径较小，故选用 火硬度 58 62孔凸模的强度和刚度的校核，因为本设计的小冲孔凸模径高比较大，故在此不与校核。 冲孔凹模的设计，冲 孔凹模结构常分为整体式和相拼时两种，这里用的是直壁式凹模，直壁式凹模刃口强度高，修模后刃口强度不变，制造方便。但是在废料或冲裁件向下推的模具结构中，废料或冲裁件会积聚在凹模孔口处，凹模张力大，增加冲裁力和忍壁的磨损，磨损后每次修模量比较大。凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺钉间，螺孔和销孔及螺孔、销孔与凹模壁之间的距离不能太近。否则会影响磨具的寿命。 曲凸凹模的设计 本 模具为冲裁、切断、弯曲级进模。除了冲孔凸模、凹模以外，还有一个弯曲凸凹模，根据整体模具的结构设计需要，。确 定弯曲凸凹模的位置是根据计算出的结果来确定的，保证计算压力中心与模柄中心重合。校核凸凹模的强度：查表得凸凹模的最小壁厚为 最小壁厚是 符合强度要求。 中间的孔 36 与打料块进行尺寸配作，采用 H7/配合 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 料弹簧的设计 由于本设计选用的弹簧用于卸料和预压的，卸料力比较大，预压力忽略不计。弯曲件弯曲后留在了凹模内，随上模上行，需要打料块卸料，卸料力一般选用自由弯曲力的 10% 30%，即 F 卸 = =据卸料力和模具结构尺寸，选用钢丝直径为 2径 34度为72柱螺旋压缩弹簧。弹簧的预压长度为 6簧 2 34 69 技术要求按照 8070 1995 的规定。 架的设计 上模座： 40025040文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 下模座： 40025040柱： 20035套： 15030柄： 40 68板厚度： 2807515定板厚度： 2807530文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 7 压力机设备的选择 冲压设备的选择是冲压工艺及模具设计中一项重要内容，它直接关系到冲压设备的安全使用、冲压工艺能否顺利实现和模具的寿命、产品质量、生产效率、成本高低的重要问题。冲压设备的选用包括选择设备类型和确定设备规格两项内容。 F 压（ F 较 +F 顶 +F 冲 +F 切 ） =（ （ 90+5+ =(150)用冲压设备型号为 的开式双柱可倾压力机，该压力机满足模具对压力机的要求。 主要技术参数如下 : 公称压力： 160块行程： 70大闭合高度： 220大装模高度： 160块行程次数： 120 次 /闭高度调节量（连杆调节长度）： 45 力机工作台尺寸（前后左右）： 300450板尺寸 (厚度直径 )： 40 210柄孔尺寸： 4060大倾斜角： 35 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 8 绘制模具总装图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 9 弯板模具的装配和调试 闭合高度应符合设计要求。 轴心对上模座板上平面的垂直度误差，在全长范围内不大于 隙（或过盈）应符合手册的相关规定。 轴心线应分别垂直于下模座板的下平面和上模座板的上平面。 固定端面与下模座板下平面应保留 1 2距离。 上模座沿导柱上下移动应平稳，无阻滞。 整个刃口轮廓应均匀一致。 出的制件符合设计要求。 装配要点 模架选择好以后，装配时需要对模架进行补充加工，然后进行凸模、模柄、凹模等进行装配。 凸模、凹模与固定板的配合常采用 H7/H7/在平面磨床上将上平面磨平，使其固定端面与固定板的支撑面处于同一平面，凸模应和固定板的支撑面垂直。 本模具选用旋入式模柄，通过螺纹与上模座板连接，并加螺钉加以固定。 冲压模具上模部分是通过模柄安装在压力机的滑买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 块上的，是模具的活动部 分。下模部分被固定在压力机的工作台上，是模具的固定部分。 模具工作的时，上模部分和下模部分的工作零件必须保证正确的位置，才能使模具正常的工作。模具装配时，为了方便地将上、下两部分的工作零件调整到正确位置，并使凸模、凹模具有均匀的间隙，要正确安排上、下模的装配顺序。 装配有模架的模具时，一般是先装配模架，再进行模具工作零件和其它结构零件装配。上、下模的装配顺序应根据上模和下模上所安装的模具零件在装配和调整过程中所受限制的情况来决定。如果上模部分的模具零件在装配和调整时所受限制最大，则应先装上模具的下模部分， 并以它为基准调整下模部分的零件，保证凸、凹模配合间隙均匀。反之，则应先装模具的下模部分，并以它为基准调整上模部分的零件。 上、下模的装配顺序应根据的结构来决定。对于无导柱的模具，凸、凹模的配合间隙是在模具安排到压力机上时才进行调整，上、下模的装配可以分别进行。 模具应与冲压设备配合好，保证模具应有的闭合高度和开启高度。 模刃口及间隙调整 刃口要锋利，间隙均匀。 定位要可靠、精确 导柱、 导套要有好的配合精度，保证模具运动平稳、可靠。 裁模试冲试冲时出现的问题及调整方法 存在的 产生原因 调整方法 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 问题 送料不畅通 或料被卡住 1 凸模与卸料板之间间间隙过大，使搭边翻扭 2 两导料板之间的尺寸过小或有斜度 1 减小凸模与卸料板之间的间隙 2 根据情况挫修或磨或重装 制件不平 1 顶料杆和工件接触面过小 2 凹模有倒锥度 3 导正销与预冲孔配合过紧，将冲件压出凹陷 1 更换顶料杆，增加与工件接触面积 2 修正凹模 制件有毛刺 1 刃口不锋利或淬火硬度低 2 配合间隙过小或过大 3 间隙不均匀使冲件一边有带斜角的毛刺 1 刃磨刃口，使其锋利 2 调整凸、凹模之间间隙，使其 均匀一致 刃口向肯 1 凸模、导柱等零件安装不垂直 2 凸、凹模相对位置没对正 3 卸料板的孔位不正确或弯斜使冲孔凸模位移 4 导柱、导套配合间隙过大，使导向不正 1 重装凸模或导柱，保持垂直 2 调整凸凹模，使其对正并保证间隙均匀 3 修正或更换卸料板 4 更换导柱或导套 卸料不正 常 1 凹模与下模座的漏料孔没有对正，料被堵死而排不出来 2 弹簧或橡皮的弹力不足 1 修正漏料孔 2 更换弹簧或橡皮 内孔与外形位置不正或扁位位置 1 落料凸模上导正销尺寸过小 2 导料板与凹模送料中心线不平行，使孔偏斜 3