保油箱固定拉杠环冲模设计论文

河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 1 页 保油箱固定拉杠环冲模设计 摘 要 弯曲件的工序安排应根据工件形状的复杂程度 精度要求的高低生产批量的大小，以及材料的机械性质等因素进行考虑。 保油箱固定拉杠环是一个对称弯曲件，具有良好的工艺性，不仅可以提高制件精度和节省原材料，而且大大简化弯曲工艺过程和模具设计。 此套模具的总体设计思想是把经济、合理、实用作为最基本的出发点，从坯料排样到模具设计与制造，都严格遵循。 整套模具设计过程，涉及到许多工序。零件工艺性分析首先考虑制件的精度要求，然后对各尺寸以及形状进行分析；工艺方案拟定显得尤为重要，关系到设计 的成败；各工艺参数的计算和确定必须做到有据可依，以确保计算结果的可靠性；模具的设计与制造，需考虑实际生产的可操作性制造加工的难易程度，以及其维护的方便程度来确 定每个零件 的形状和 整套模具的 结构形式。 随着工业的发展，汽车行业的兴起，弯曲工艺将会日益突出它的重要性。 关键词 ： 弯曲， 思想，要求，工序，设计 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 2 页 ASSUARE THAT THE FUEL TANK DRAWS THE THICK STICK AND SURROUNDS THE TRIMMING DIE TO DESIGN REGULARLY ABSTRACT Arrange to follow the complexity of the form of the work piece in crooked process of one. Level that the precision requires. The size of production lot, and the factors, such as mechanical nature of the material ,etc. are considered. Assuare fuel tank regular to draw thick stick ring first symmetrical crooked one, have good crafts, not only can improve and make a precision and save the raw materials but also simplify the crooked craft course and mold design greatly . This set overall design philosophy of mould economy, rational practical to regard the most basic starting point as, arrange kind from the blank to mould design and manufacture, all follow strictly. A whole set of mould design process, involve a lot of processes. The craft of the part is analysed: Consider precision to make piece require , analyse to every size and form at first； Draft that seems particularly important, concern the success or 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 3 页 failure designed in craft scheme； Every craft calculation and confirm and must accomplish and have and according to can be depended on, so as to ensure the dependability of the result of calculation of parameter； Design and manufacture of mould, need effectiveness complexity that manufacture processed produced actually to consider, and its one that maintained helped the degree confirm the form of each part and structure form of a whole set of mould . With the development of industry, the rise of the automobile trade, the crooked craft will stress its importance day by day . KEY WORDS: Crooked, the thought, require, the process, design 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 4 页 目 录 摘 要 前 言 1 第一章设计任务 6 第二章 零件工艺性分析 6 第三章工艺方案 的拟定 7 第四章毛坯尺寸展开计算 9 第五章 坯料排样及材料利用率 10 5.1 坯料排样 10 5.2 材料利用率 11 第六章 各道工序的确定及压力机的选择 11 6.1 工序一： 落料 11 6.1.1 凸凹模工作尺寸计算 11 6.1.2 工序压力计算 12 6.1.3 凸凹模的确定 13 6.1.4 弹性元件的选择 14 6.1.5 压力中心的确定 15 6.2 工序二：异向弯曲 15 6.2.1 弯曲力的计算 15 6.2.2 弹顶器的计算 17 6.2.3 回弹量的确定 19 6.3 工序三：最终 20 6.3.1 校正弯曲力 20 6.3.2 回弹量的确定 20 6.3.3 凸凹模工作部分尺寸 20 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 5 页 6.3.4 模具结构简图 26 第七章 弯曲模工作零件的制造 21 第八章 模具的结构形式 22 总结 26 参考文献 28 致谢 31 附录 32 前 言 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 6 页 模具以其特定的结构形式通过一定的方式使材料成型。模具因其生产效率高 产品质量好 材料消耗低 生产成本低而获得广泛应用。从材质上看，几乎所有的金属零件如锻件 冲压件 压铸件 粉末冶金零件，以及非金属零件如塑料 陶瓷 橡胶 玻璃等制品都是用模具成型的。从工业产品生产行业看，模具是现代工业，特别是汽车 拖拉机 航空 无线电 电机 电器 仪器 仪表 兵器 日用品等工业必不可少的工艺装备。据统计，利用模具制造的零件数量，在飞机 汽车 拖拉机 电机 电器 仪器 仪表等机电产品中占 80 以上；在电视机 收录机 计算机等电子产品中占 85 以上；在自行车 手表 洗衣机 电冰箱 空调 电风扇等轻工业产品中占 90 以上；在枪支 子弹等兵器产品中占 95 以上。 随着工业生产的发展，特别是 90 年代以来，工业产品的品种和数量不断增加，换型加快，对产品的质量 样式和外观业不断提出新要求，使模具需求量增加，对模具质量要求也越来越高，模具技术直接影响制造业的发展 产品更新换代和产品竞争能力。因此，迅速提高模具技术水平已成为当务之急。日本汽车 手表 家用电器等产品的品种 数量 质量在国际市场占有优势，其重要原 因之一就是日本模具技术居于世界领先地位。 模具工业潜力很大，前景广阔。工业先进国家都十分重视模具技术开发，在模具工业中大量采用先进技术和设备，努力提高模具设计和制造水平，取得了显著经河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 7 页 济效益。进十多年来，美国 日本 德国等发达国家的模具总产值已超过机床总产值。模具技术进步极大的促进了工业产品的生产发展，因而深受赞誉。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力”，在德国，模具被冠之以“金属加工业中的帝王”之称，在罗马尼亚，有“模具就是黄金”之说。可见模具工业在世界各国经 济发展中具有极其重要的地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 模具的主要类型有：冲模 锻模 塑料模 压铸模 粉末冶金模 玻璃模 橡胶模 陶瓷模等。除部分冲模以外的上述各种模具都属于型腔模，因为它们一般都是依靠三维的模具型腔使材料成型。 冲模是对金属板料进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的一半以上。按工艺性质的不同，冲模可分为冲裁模 落料模 冲孔模 切口模 切边模 弯曲模 卷边模 扭曲模 拉深模 校平模 翻边模 翻孔模 缩口模 压印模 胀形模等。按组合工序不同，冲模分为单工序 模 复合模 连续模 级进模等。 模具属于边缘科学，它设计机械设计制造 塑性加工 金属材料 铸造（凝固理论） 塑料 橡胶 玻璃等诸多学科和行业。因此模具设计与制造专业技术人才的劳动不可代替性较强。 用模具加工零件，其原理是建立在材料塑性变形基础上。由于材料塑性变形是在高压 甚至是高温 高速下进行的，加工产品零件形状 尺寸及复杂程度不同，河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 8 页 因此对模具的设计制造 模具材料及其热处理 模具的使用与维护等提出了一系列的特殊要求。例如，模具设计要保证坯料在模腔内合理流动并充满模腔，以保证制品质量；模具制造既要保证制品的精 度和表面粗糙度，又要提高效率和降低成本；模具材料要保证在高温和高压 高速下具有足够的强度 刚度 抗热疲劳和抗磨损等性能。 人们对塑性变形机理和模具技术进行了大量的研究，取得了许多新进展。例如，改进原材料的成分和组织，以提高其成型性能；研究材料的成形性能极其影响因素，以提高工艺性分析和模具设计的可靠性；研究高效高精度的模具制造技术和加工设备，如三坐标测量仪 NC（数控）和 CNC（计算机数控）机床，高精度坐标磨床，机电结合的电火花加工 数控线切割加工及各类特种加工已成为现代模具加工的基本手段。高精度数控坐标磨床 数控光学曲面磨床 慢走丝高精度线切割机 多功能数控电加工中心等先进机床已成为必备设备。研究出多种新型模具钢和表面热处理。针对不同批量 不同原材料 不同零件形状尺寸和不同生产条件，研制出各种特殊模具结构 模具材料和制造方法。如粉末冶金陶瓷 低熔点合金模 激光切割的多层组合模 等温锻模和超塑性成形模等。 在设计制造方法上，现代模具中心广泛采用计算机辅助设计与制造（ CAD/CAM），设计过程程序化和自动化，使用程序 模拟成形过程 采用交互式设计方法，发挥人和计算机的各自特长。数据库和计算机网络技术使设河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 9 页 计人员拥有 大量资料和信息。设计与制造之间的直接传输很便于设计中的反复修改。现代模具加工精细，产品属精密工具范畴，很多模具还附有控压 控温和各种测量元件。模具标准化 系列化 通用化程度高。 现代模具的特点是：高精度 寿命长 生产效率高 形腔形状和模具结构复杂。 1） 精度高：现代模具要求的精度比传统模具高出一个数量级。 2） 寿命长：长寿命是现代模具保证高速冲压设备实现高生产率的基本条件之一，现代冲模寿命一般在 500 万次以上，而传统模具寿命只有现代模具寿命的 1/5 1/10。 3） 生产率高：现代模具生产效率比传统模具高的多，其主要原因 是现代模具具有多工位 多模腔甚至多功能。 4） 形腔形状和模具结构复杂：随着人们对产品形状 尺寸精度 整体性及生产效率等要求的提高，以及许多新材料新工艺的广泛应用，现代模具的结构和型腔日益复杂。 模具 CAD/CAM 并非是模具 CAD 和模具 CAM 的统称，而是两者的有机联系，既计算机辅助设计与计算机辅助制造一体化。 最初的模具 CAD 技术和模具 CAM 技术，尽管使用了计算机代替了大量繁重的手工劳动，但从整个模具设计生产过程看，并没有什么本质变化。模具 CAD 然是从接 受模具 任务书 到绘制 模具图 纸的整个 过河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 10 页 程；而模具 CAD 从接受图 纸开始，以完成模具制造告终。设计与制造之间有严格分界，两个环节之间传递信息的最重要手段是图纸。 模具 CAD/CAM 是计算机技术综合应用于模具设计制造的一个飞跃，其主要特点是模具设计与制造一体化，既综合计算机化。在模具 CAD CAM 系统中 ,产品的几何模型是产品的核心数据 ,并作为整个设计 计算 分析中最原始的数据 .通过模具 CAD/CAM 系统的计算 分析 和设计得到大量信息 ,运用数据库和网络技术将其存储和直接传送生产制造环节的各个有关方面 ,从而实现模具设计制造一体化 .图纸不再是设计与制造环节的分界线 ,也不再是生 产过程的唯一依据 ,图纸被简化 ,甚至最终消失 . 随着 CAD/CAM 集成化技术的发展和广泛应用 ,以及相 关 高 新 技 术 的 发 展 在 不 远 的 将 来 , 全 盘 自 动 化 的CIMS(计算机集成制造系统 )必将在模具生产中实现 ,使模具技术乃至整个人类制造技术实现新的飞跃 . 第一章设计任务 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 11 页 任务 :1)工艺方案和模具结构应保证能够达到冲件所要求的精度 :2)模具结构应能冲出冲件的复杂外形 :3)工艺方案和模具结构必须经济合理 :4)模具易于安装调整 ,且操作方便 安全 第二章 零件的工艺性分析 零件名称 :保油箱固定拉杠环 生产 批量 :大批量 材料 :20 钢 厚度 :3mm 零件简图 :如下图所示 由零件图可知 ,此件为弯曲件 ,零件形状相对复杂 ,是轴对称件 ,除 10.5 R3 12 50 几个尺寸要求外 ,并无其他精度要求 ,相对比较容易实现 ,又因为制件为大批量生产 , 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 12 页 故冲压工艺的加工方法比较合适 . 第三章 工艺方案的拟定 方案一 :a)落料弯曲复合 :b)最终弯曲 方案二 :a)落料 :b)异向弯曲 :c)最终弯曲 在上述两种工序方案中 ,第一种工艺方案生产效率高 ,操作方便 ,但在实际 生产过程中 ,却不能采用落料弯曲复合 ,是因为采用复合模难以保证弯曲件的可靠定位 ,不能保障弯曲件的形状和精度要求 ,同时 ,模具结构复杂化 ,不利于制造安装调整和维修 ,相应的提高生产成本 ；第二种工艺方案生产周期较长 ,但模具结构简单 ,模具制造容易 ,寿命长 ,又是大批量生产 ,更重要的是可以很好的满足弯曲件的要求 . 综上所述 ,在大批量生产的前提下 ,采取第二种工艺方案较为合理 . 采取第二种工艺方案 ,即为三道工序 :落料 异向弯曲 最终弯曲 工序图如下所示 : 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 13 页 a) 落料 b) 异向弯曲 c)最终弯曲 第四章 毛坯尺寸展开计算 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 14 页 弯曲见结构形状不同 弯曲半径大小不同以及弯曲方法不同 ,其毛坯尺寸的计算方法也不相同 ,本弯曲件选取 : 圆角半径 rt/2 的弯曲件 这类弯曲件的展开长度是根据弯曲前 后中性层长度不变的原则进行计算的 .其展开长度等于直线部分的长度和弯曲部分中性层展开长度之和 . 1 算出直线段的长度 : 由工序图 c)可知 ,两段直线长度相等 ,即 a=b=15.5 2 中性层弯曲半径 : =r+xt 3 根据 r/t,由冲压手册表 3-9 查中性层位移系数 x值 : 1) R=3 的圆弧中性层半径 , 查表可知 :x=0.32 =3+0.32 3=3.96 2) R=5.25 的圆弧中性层半径 , 查表可知 :x=0.38 =5.25+0.38 5.25 =6.39 4 根据与弯曲中心角计算圆弧展开长度 : = /180 1) R=3 的圆弧展开长度 ,经计算 =120 = /180 =8.29 由工序图 c)可知 ,两段 R=3 的圆弧长度相等 2) R=5.25 的圆弧展开长度 ,经计算 =240 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 15 页 = /180 =26.8 5 计算毛坯总长度 : L=a+b+2 + =15.5+15.5+8.29+8.29+26.8 =74.38 毛坯总长度可取 : 75 第五章 坯料排样及材料利用率 5.1 坯料排样 从经济性和材料利用率两方面考虑 ,排样图拟定如下 : 5.2 材料利用率 由 冲压手册 表 2-17 查知 :a=3mm a1=2.5 条料宽 : b=75+2a=81 进距 : h=25+ a1=27.5 选用板料规格为 3mm 900mm 900mm,剪切条料尺河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 16 页 寸为 81mm 900mm. 条数 : n1=900/81=11 条 余 9mm 每条个数 : n2=(900-2.5)/27.5=32 个 余 20mm 每板个数 : n3=n1n2=11 32=352 个 板料面积 : S=25 75=1875mm 材料利用率 : =(352 1875/900 900) 100% =81.5% 第六章 各道工序的确定以及压力机的选择 6.1 工序一 :落料 6.1.1 凸凹模工作尺寸计算 采用配合加工制造凸凹模 ,落料模以凹模为基准配制凸模 凹模尺寸 : A 凹 =(A-x ) 凹 工件尺寸 : A- 查冲压手册表 2-5 2-23 2-28 2-30 可知 : 外形尺寸为 25: x=0.75 =0.28 凹 =0.025 即 A 凹 25=(25+0.75 0.28) +0.025 =24.79+0.025 外形尺寸为 75: x=0.75 =0.40 凹 =0.030 即 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 17 页 A 凹 75=(75+0.75 0.40) +0.030 =74.7 +0.030 取最小间隙 Zmin 配制凸模 :查表知 Zmin=0.460 即 D 凸 25=(24.79-0460) 0.020 =24.33 0.020 D 凸 25=(74.7-0460) 0.020 =74.24 0.020 6.1.2 工序压力计算 1.落料力 根据模具结构 ,采用弹性卸料装置和下出料方式 : F 总 = F 落 +F 卸 查冲压手册表 8-7,可取 =350 F 落 =1.3 t =1.3(2 25+2 75) 3 350 =273KN 2.卸料力 查冲压手册表 2-37,可取 K 卸 =0.04 F 卸 =K 卸 F 落 =0.04 273 =10920N 即 : F 总 = F 落 +F 卸 =283.92 KN 根据上述计算 ,可初步确定压力机公称压力为 400 KN 6.1.3 凸凹模的确 定 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 18 页 1. 凸模 1) 由工序图可知 ,凸模为非圆形凸模 ,形状与制件一致 2) 凸模的形状如下图所示 : 3) 凸模长度一般是根据结构上的需要确定 4) 压应力的校核 : Amin= F/ 压 查冲压手册表 8-7,可取 压 =402 代入数值计算可知 ,凸模强度满足要求 2. 凹模 1) 几种常见的凹模刃口形式如下图所示 : a b c 图 a b 为柱性刃口筒形或锥形凹模 .刃口强度较高 ,修模后刃口尺寸不变 ,但孔口容易积存工件或废料 ,推件力河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 19 页 较大且磨损大 .适用于形状复杂或精度要求较高的冲裁件 . 图 c 为锥形刃口凹模 , 冲裁件或废料容易通过 , 凹模磨损后修模量较小 ,但口强度较低 , 刃口尺寸在修模后略有增大 .适用于形状简单 ,精度要求不高的冲裁件 ,当t2.5mm 时 , =15 , 当 t=2.5-6mm 时 , =30 ,当采用电火花加工凹模时 , =4-20 . 由上述分析 ,可取图 c 为凹模形式 2) 凹模外形尺寸 凹模外形尺寸一般按 经验值方法确定 ,根据冲压手册表 2-39 确定凹模外形尺寸 查表知 : c=34 h=25 3) 凹模强度校核 查表确定凹模外形尺寸 ,可以保证凹模有足够的强度和刚度 ,可不再进行强度校核 . 6.1.4 弹性元件的选择 橡皮允许承受的负荷较大 ,而且安装比较灵活方便 ,是冲压模中弹性卸料顶件及压边装置常用的弹性元件 . 1) 橡皮高度的确定 为保证橡皮不致过早失去弹性而损坏 ,其允许最大压缩量不超过其自由高度的 45%,一般取 : h 总 =(0.35 0.45)h 自由 h 自由 =(3.5 4)h 工作 h 工作 =t+1+修模量 修模量一般取 4 10mm,经代入数值计算得 : 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 20 页 h 自由 =35mm 根据制件可知 ,所选橡皮为两块矩形橡皮 2) 橡皮大小的确定 根据卸料力计算 : F=AP 式中 F 为压力 ,此时即为卸料力 A 为橡皮截面积 P 为单位压力 查冲压手册表可取 P=10.6 代入数值计算 A=10302mm 6.1.5 压力中心的确定 本工件是对称件 ,压 力中心无须计算 ,就在其几何中心上 . 6.2 工序二：异向弯曲 6.2.1 弯曲力的计算 1) 自由弯曲力 根据工序图分析可知 ,本工序共有五段圆弧 ,其弯曲力按 U 形件计算 F 自 =0.7kbt b/r+t 一般 k 取 1.3 查 冲 压 手 册 表 8-7,可取b=450Mpa 代入数值 弯曲半径为 5.25 圆弧段 : 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 21 页 F 自 =0.7 1.3 25 3 450/5.25+3 =9572.3N 弯曲半径为 3 圆弧段 : F 自 =0.7 1.3 25 3 450/3+3 =13162.5N 总弯曲力为 : F 总 =3 9572.3+2 64216.5 =64216.8N 2) 校正弯曲力 F 校 =AP A 为校正部分投影面积 P 为单位校正力 查冲压手册表 3-17 可取 P=50Mpa 经计算 : A=1100 F 校 =AP =50 1100 =55000N 弯曲时压力机的压力是自由弯曲力和校正弯曲力之和 : F F 自 +F 校 =64216.8+5500 =119216.8N 根据上述计算 ,初步确定压力机的公称压力为 250KN 6.2.2 弹顶器的计算 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 22 页 弹顶器的作用是将弯曲后的工件从凹模中顶出 ,由于所需的顶出力很小 ,所以 ,弹顶器的力不宜太大 ,否则弹顶器将把工件直边部位顶变形 . 选用圆柱螺旋压缩弹簧 ,从冲模设计应用实例附录 C2 中选取弹簧，其中径 D2=25mm，钢丝直径 d=5mm，最大工作负荷 Fn=1030N ，弹簧最大单圈变形量f=2.625mm，节距 p=7.93mm。 弹顶器的工作行程 fx=16mm，弹簧有效圈数 n=10圈，最大变形量 f1=nfn =10 2.625=26.25mm。 弹簧预先压缩量选为 f0=8mm 弹簧的弹性系数 k 可按下式估算： K=Fn/nfn=1030/26.25=39.23N 则弹簧预紧力为： F0=KF0=39.238=313.84N 下止点的弹簧弹顶力为： F1=39.23 24=941.52N 符合要求 6.2.3 回弹量的确 定 由于影响回弹数值的因素很多，而且各因素往往有相互影响，故难以进行精确的计算或分析，在一般情况下，设计模具时时回弹量的确定大多按照经验值，或计算后实际试木模中再进行修正。 当 （ 5 8） t 时，工件弯曲半径一般变化不大，只考虑角度回弹，角度回弹的经验值，查冲模设计应用实例表 3-4 可知： 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 23 页 R=3 圆弧段回弹角为 1 R=5.25 圆弧段回弹角为 2 在凸模圆角半径上作出调整，无须在采取其他措施。 6.2.4 凸凹工作部分尺寸 1） U 形工件弯曲间隙值的确定 Z/2=t（ 1+n） 查 冲模设计应用实例表 3-6 可知： n=0.04 Z/2=t（ 1+n） =3.12 2） 凸模圆角半径 凸模圆 角半径 等于 或小 于工 件内侧 的圆 角半径，根据回弹角的大小作相应的调整，以补偿弯曲的回弹量 板式弯曲： R 凸 =R/1+3sR /Et 查 冲 压 手 册 表 8-7, 可 取 s=245Mpa ，E=206 10Mpa 圆角半径为 3 的圆弧，代入数值： R 凸 =2.989mm 凹模尺寸根据单面间隙 Z/2 按凸模 配制 B 凹 =6.109mm 圆角半径为 5.25 的圆弧，代入数值： R 凸 =5.217mm 凹模尺寸根据单面间隙 Z/2 按凸模配制 B 凹 =8.337mm 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 24 页 3） 外形尺寸 4） B 凹 =（ B-3 /4） +凹 查冲压手册表 2-5 和 2-28,查知 : =0.28 凹 =0.030 代入数值 : B 凹 =(44-0.75 0.28) +0.030 =43.97 +0.030 凸模尺寸根据单面间隙 Z/2 按凹模配制 : B 凹 =43.79-6.24 =37.55 4)R 凹 的确定 查冲模设计应用实例表 3-7 可知 : R 凹 =5mm 6.2.5 模具结构简图 如上图所示，异向弯曲模大致结构如图 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 25 页 6.3 工序三：最终弯曲 6.3.1 校正弯曲力 = 校正部分投影面积 单位校正力 查冲压手册表 3-17 可取 =50 经计算 : =16.5 25 =412.5 F=50 16.5 25 =20625N 根据上述计算 ,初步确定压力机的公称压力为 63KN 6.3.2 回弹量的确定 弯曲过程并不完全是材料的塑性变形过程 ,其弯曲部位还存在弹性变形 ,所以 ,弯曲后零件的形状与模具的形状并不完全一致 ,这种现象称为回弹 . 采用上述 ,施加校正力的方法消除回弹 ,回弹量很 小 ,能满足工件要求 ,不需要在采取其他措施 ,也不作回弹计算 . 6.3.3 凸凹模工作部分尺寸 凸模圆角半径 : R 凸 =R/1+3 sR/Et 查冲压手册表 8-7 可取 : s=245Mpa E=206 10Mpa 代入数值 : 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 26 页 R 凸 =5.217mm 凹模尺寸根据单面间隙 Z/2 按凸模配制 : B 凹 =8.337mm 6.3.4 模具结构简图 最终弯曲的结构简图如上 第七章 弯曲模工作零件的制造 弯曲模零件的加工方法基本与冲裁模相同。一般都是根据零件的尺寸精度 形状复杂程度与表面粗糙度要求及设备条件，按图样进行加工与制造。由于弯曲变形工艺的特殊性，弯曲模制造有如下特点； 1） 弯曲模工作部分形状比较复杂，几何形状 尺寸精度要求较高，在制造时，凸 凹模工作表面的曲线和折线 需要用事 先做好的样 板或样件来控制，以保证制造精度。样板或样件的精度一般应为正负 0.05mm。由于零件回弹量的影响，加工出来的凸模和凹模的形状不可能与零件最后形状完全相同。因此，必须要有一 定的河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 27 页 修正值。该值应根据操作者的实践经验和反复实验后确定，并 根据修正 值来加工样 板或样件。 2） 弯曲凸 凹模的 淬火 回 火工序是在 试模以后进行的，弯曲成型时，由于材料弹塑性变形，使弯曲件产生回弹。因此，在制造弯曲模时，必须考虑材料的回弹值，以便使弯曲件能符合图样所规定的要 求。由于 影响回弹的 因素很多，要求设计的完全准确是不可能的。这就要求在制造模具时，对其反复实验和修正，根据实际情况，对凸 凹模的 尺寸和形状 进行精修，直到回弹影响消除为止。为便于修整，弯曲模的凸凹模形状及尺寸经实验后确定，才能进行淬硬定形。 3） 弯曲凸 凹模 的加工次序，应按零件外形尺寸标注情况来选择，对于尺寸标注在内形上的零件，一般先加工凸模，而凹模按凸模配制加工，并保证合适的间隙值。 第八章 弯曲模装配特点 弯曲模在 装配时 一般按 冲裁模 装配的 方法进行 装配，借助样板或样件等调整凸凹模间隙值。在选用卸料弹簧及橡皮时，一定要保证有足够的弹力，一般在试模时而定。 1） 弯曲模上下模在压力机上的相对位置调整，河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 28 页 对于有导向的弯曲模，上下模在压力机上的相对位置，全由导向机构装置来决定；对于无导向机构的弯曲模，上下模在压力机上的相对位置，一般用调节压力机连杆长度的方法调整 。在调整时，最好把事先制作好的样件放在模具的工作位置上（凹模型腔内），然后调节压力机的连杆，使上模随滑块调整到下极点时，即能压实样件又不发生硬性顶撞及咬死现象，然后将下模紧固。 2） 凸、凹模间隙的调整 上下模在压力机上的相对位置粗略调整后，再在凸模下平面与下模之间垫一块比毛坯略厚的垫片（一般为弯曲毛坯厚度的 1 1.2 倍），继续调节连杆长度，一次又一次用手搬动飞轮，直到使滑块能正常地通过下极点而无阻滞现象出现为止。 上下模的侧向间隙，可采用垫纸或标准样件的方法来进调整，以保证间隙的均匀性。间隙调整后，可将下模板 固定，试冲。 3） 卸料、推件装置的调整 弯曲模的卸料系统行程应足够大，卸料用弹簧或橡皮应有足够的弹力；顶出器及卸料系统应调整到动作灵活，并能顺利地卸出零件，不应有卡死及发涩现象。卸料系统作用与零件的作用要调整均衡，以保证卸料后零件表面平整，不致与产生变形和翘曲。 试模中出现的缺陷、原因及调整方 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 29 页 表 8-1 试冲的缺陷 产生原因 调整方法 冲件的弯曲角度不够 1模的弯曲回弹角制造过小 1修正使弯曲角度达到要求 2凸模进入凹模的深度太浅 2加深时增大有效形变区域 3凸凹模之间的间隙过小 3适当 减小凸凹模的配合间隙 4校正时单位校正力太小 4增大校正力或修正模的形状 冲件的弯曲位置不和要求 1定位板位置不正确 1重新装定位板 2弯曲件两侧受力不平衡 2分析原因加以克服 3压料力不够 3采取措施增大压料力 冲件尺寸过长或不足 1间隙过小，材料被拉长 1修正凸凹模，增大间隙 2压料力过大使材料拉长 2采取措施减小压料力 3设计计算错误或不正确 3落料尺寸在弯曲模试确定 冲件表面擦伤 1凹模圆角过小 1增大凹模圆角半径 2润滑不良 2合理 润滑 3凸凹模之间的间隙不均匀 3修正凸凹模，使间隙均匀 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 30 页 冲件弯曲部位产生裂纹 1材料的塑性差 1将胚料退火后再弯曲 2弯曲线与板料纤维方向平行 2改变落料排样 3剪切断面毛刺在弯角的外侧 3使毛刺在内，光亮在外 总 结 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 31 页 十三周的毕业设计，对我来讲，是一段成长的经历，知识得到全面的提高，也变的系统化，思维方式渐渐趋向成熟和全面，实际动手能力也迈入一个新的层次。同时，也拓宽了自己在模具行业中的视野。 通过本次设计，自身存在的许多问题，都在设 计过程中凸现出来，有的在指导老师的指引下，已得到一定程度的改善，遗留下来的仍需要不断的克服和努力完善，特别是在知识和经验方面的缺陷，有待在日后的工作中慢慢弥补。我也深深的认识到知识的重要性和学习的必要性。 回想整个设计过程，我不得不重新审视模具设计这个词。模具设计不单纯是图纸设计，它是一套完整的设计过程。如何使设计的模具即经济又合理成为本次设计的关键，工艺方案的选择显得尤为重要，所以，在确定工艺方案时，必须慎重考虑，确保工艺方案的最佳性。本工艺方案的最终结果是三道工序完成，与实际生产中的情况吻合，证明本次设 计的可行性。 由于该制件表面的精度要求不是很高，所以采用普通冲模。工作零件：必须保证制件的精度要求和形状要求，结构形式还要合理方便，零件也应易于加工和维护；卸料装置：在保证卸料顺利完成的前提下，尽量简化模具结构，相应设计也变得经济化；导向机构：保证导向准确；定位零件：保证简便可靠。 经过这次设计，我熟悉了模具设计的基本过程和一般思路。对模具设计也有了一个正确的认识，知识的充实和知识面的拓宽也使这次设计变的很有意义。 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 32 页 当然，还有诸多不足之处，恳请各位老师和同学不吝赐教。 参 考 文 献 1.冲压手册 机械工业出版社 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 33 页 王孝培 主编 2.冲压工艺学 西北工业大学出版社 吴诗谆 主编 3.冲模图册 机械工业出版社 4.典型零件模具图 机械工业出版社 何忠保 陈晓华 王秀英 合编 5.典型结构图册 山东科技出版社 烟台机械工业研究所、北京机 械化学院机制教研室 合编 6.冲压工艺与模具设计 机械工业出版社 马正元 韩啓 主编 7.冷冲模制造与维修 机械工业出版社 彭建声 秦晓刚 主编 8.工程制图 机械工业出版社 刘义 李俊武 主编 9.模具设计与制造简明手册上海科学技术出版社 冯炳尧 韩泰荣 薛振海 蒋文森主编 10.冲模设计应用实例 机械工业出版社 陈锡栋 靖颖怡 主编 李天佑 主编 11.冲模设计 机械工业出版社 丁聚松 主编 12.模具标准应用手册 机械工业出版社 许发樾 主编 13.冲压工艺模具学 机械工业出版社 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 34 页 卢险峰 主编 14.冲压工艺学 机械工业出版社 肖景容 姜奎华 主编 15 金属材料学 冶金工业出版社 吴承强 陈国良 强文江 主编 16安全系数和许用应力 机械工业出版社 徐 灏 主编 17公差配合与技术测量 中国铁道出版社 王光涛 张远祥 罗韵琴 王素如 主编 18.模具工业（月刊） 2002 年第 4 期（ P3） 模具工业杂志社 翁史震 主编 题目：办好中国国际模展 加快模具工业发展 作者： 王都 19.模具技术（双月刊） 2002 年第 3 期（ P 13）模具技术杂志社 章 舟 主编 题目：落料、拉深、冲孔、翻边复合模设计 作者： 章舟 龚俊 赵学等 20模具钳工技术问答 机械工业出版社 邱言龙 陈德全 张国东 主编 21冲压工艺及模具设计（高职类）机械工业出版社 陈剑鹤 主编 22实用冲压技术 上海科学技术出版社 上海市技术革新展览会 主编 23模具寿命与材料 机械工业出版社 程培源 主编 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 35 页 24金属材料的设计选用预测 机械工业出版社 宋余九 主编 25新标准应用手冊 河南科学技术出版社 周宏远 主编 26公差与配合实用手册 中国建筑工业出版社 吕士仁 主编 致 谢 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 36 页 本次设计是在徐晓峰老师和宋克兴老师的指导下完成的。 徐老师和宋老师工作认真负责，治学严谨求实，对我们的设计更是耐心引导，处在这样一个非常时期，两位老师对我们的安全破费心思，徐老师和宋老师渊博的知识，让每一个学生都受益非浅，在此，向徐老师和宋老师表示深深的谢意。 在整个设计制图和论文撰写期间，徐老师和宋老师给予了我很大的帮助。我的思维方式和设计方法慢慢趋向成熟，也初步掌握了分析模具、制订工艺方案和设计模具的一般方法，以及整个设计过程的基本思路，学到知识的同时，也掌握了一些适合自己的学习方法，为以后的工作打下了基础。 本次设计，梁新合老师和宋志真老师也 给予了我很大的帮助，在此，向他们表示诚挚的谢意。同学也给了我很大的帮助，如果没有他们的帮助，我的设计也不会如此顺利的完成。 在此，向在本次设计给予我帮助的所有老师和同学表示感谢。 附录 模具一般零件的常用材料及热处理要求 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 37 页 零 件 名 称 使 用 情 况 材 料 牌 号 处 理 硬 度HRC 上下模座 一 般 负 荷 HT200 HT250 负 荷 较 大 HT250 Q235 负荷较大高速冲击 45 28 32（调质） 滚动式导柱模架 QT400-17ZG310-570 用于大型模具 HT250 ZG310-570 模柄 压入 旋入 凸缘式 Q235 浮动式模柄 45 43 48 导柱 导套 大 量 生 产 20 58 62( 渗碳淬硬 ) 单 件 生 产 T10A 9Mn2V 56 60 用于滚动配合 Cr12 GCr15 43 48 垫板 一 般 用 途 45 43 48 单位压力 T10A 9Mn2V 52 56 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 38 页 特大 推板 顶板 一 般 用 途 Q235 重 要 用 途 45 43 48 推杆 顶杆 一 般 用 途 45 43 48 重 要 用 途 CrWMn 56 60 导正销 一 般 用 途 T10A 9Mn2V 52 56 高 耐 磨 Cr12MoV 60 62 固定板 卸料板 Q235 45 定位板 45 43 48 T8 52 56 导料板 45 43 48 拖料板 Q235 挡料销 定位销 45 43 48 废料切刀 T10A 9Mn2V 56 60 定距切刃 T8A T10A 9Mn2V 56 60 侧压板 45 43 48 侧刃挡快 T8A 54 58 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 39 页 外文翻 译 第一章 冲压机和冲压模 简介：“ punch”和“ die”两词拥有很多不同的释义，在此我们应该适当的讨论一下： 单词“ die”通常指整个压力工具，它还可以指压力工具的下半部分，例如：固定在压力机垫板上的单元。 单词“ punch”通常指整个压力工具的上半部分，但更具体的说，它指任何所谓的在凹模里冲压金属的凸模，尽管这一系列的定义在商业贸易的某些领域令人混乱，但在绝大多数模具工业中，却清楚无误。例如：在一个复合模中冲压部分安装在模具内，而模具部分安装在压力机上，这些事实也仅证明模具制造和设计是词汇学家们尚未接 触的领域。 本书中，冲压部分指的是凸模，模具部分指的凹模，而后加工具本身指的是连续模，连续模 -本书所讨论的唯一类型 -是一种在金属板上完成的一系列操作的压力工具，这些操作是依次进行的，模具所完成的每一个操作称为一个“进程”或“工序”，不同的地方读者对其有不同的叫法，美国东部的读者称其为“工序”，中西部的读者称其为“进程”，两种叫法贯穿于全书，在自动连续模中则被称为进程。 尺寸部分： 模具制造的基本原则如下凸模决定了孔的尺寸，凹模决定了落料件的尺寸这是因为工作尺寸取决于模具配合间隙量的大小，正如图 2 所示：间隙量是凸模和凹模的单面间隙，并且通常应为料厚的 5%。 河南科技大学毕业设计 (论文 ) 第 40 页 真空： 各种尺寸的金属块都有一种吸附凸模趋势，因此，这种自然的特性必须用某种方式加以解决，最普遍可行的方式是采用打干方式，正如图 2 所示，这种设计方法工作起来非常方便，并且简单，价格低廉，很难对其加以改进，打干应该倾斜安装，因为倾斜动件比正中的挤压更有效。 在比较大的凸模上（例如在连续冲模上）应用的一种有效方法是在凸模中心开浅槽，因此减少了凸模和工件之间的接触面积，正如图 3 所示。 对于那些过小而无法容纳打干的凸模有时采用 把前端削尖的方式，如图 4 所示，这种设计在阻止金属块吸附凸模方面是有效的，但用来削尖凸模的时间将大大增加，设计者对此种类型的凸模进行详细分类是不值得推荐的。把凸模前端削尖的方式设计者应该谨慎选用，假如在实验中，设计者为让冲压件与凸模分开，凸模上 1的锥度将会使此问题得以解决，使用图 108 所示的垂直旋磨机来磨削此锥度将会非常简单。 锥形块： 在大型考虑自动化的详介中，锥形块应该被磨出半度的锥度，正如图 5 所示，这就强迫金属块卡在孔中而不随凸模上行，此种设计价格昂贵因为尽简商业化的锥形块可被采用，但是他们