支架弯曲模.doc

第1章 绪 论 近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具设计与制造水平有了较大提高，大型、精密、复杂高效和长寿命模具的需求量大幅度增加，模具质量、模具寿命明显提高，模具交货期较前缩短，模具CAD/CAM技术也得到了相当广泛的应用。1.1国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电和通信等行业零部件的成形。由于冲压工艺具有生产率高，能成形复杂零件，适合大批量生产等优点，在某些领域已经取代机械加工，并正逐步扩大其应用范围。据国际生产技术协会预测到本世纪中，机械零部件中60%的粗加工，80%的精加工要由模具来完成。因此冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。经调查，全国模具行业从业人员的岗位分布情况大致如下：从事模具设计，模具工艺过程实施，产品质量检验和监督工作的人员占总数的42%；其次是具体生产设备的操作，模具的制造、调试和维修，从事这类工作的是智能型操作人员，占总数的26%；三是从事生产组织，技术指导和技术管理工作的人员，占总数的14%；四是从事模具营销工作和售后技术服务的人员，占总数的9%；五是个体、行政管理人员，占总数的9%。从20世纪80年代初开始，工业发达国家的模具工业，已从机床工业中分离出来，并发展成为一个独立的工业部门，而且其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，中国的模具工业发展十分迅速；近年来，一直以每年15%左右的增长速度快速发展。目前，中国约有17000多个模具制造厂点，从业人数60多万；2001年中国模具工业总产值达320亿元人民币，中国模具工业的技术水平取得了长足的进步。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越第2章 支架冲压弯曲工艺的分析2.1工件工艺分析 原始资料：如图所示 材 料： 08 厚 度： 3mm （1）零件图分析 此工件为带孔的四直角相反弯曲对称件，选用08钢，其弯曲半径均大于该种材料的最小弯曲半径，且尺寸精度要求不高，不需要校形，由冲裁和弯曲即可成形。冲压难点在于四角弯曲回弹较大，使制件变形但通过模具措施可予以控制。由于没有公差等级标注，所以可以按未标公差等级处理。 （2）冲压工艺性审查（表1）冲裁工艺性工艺性项目冲压工艺形状工艺性允许值工艺性评价1.形状落料长方形36102冲圆孔6、82.落料圆角R30.25t=0.753.孔边距对2-6、8孔1.5t=4.5最小孔边距t=3 弯曲工艺性工艺性项目冲压工艺形状工艺性允许值工艺性评价1.形状U形件四角弯曲对称2.弯曲半径R40.4t=1.23.直边高度弯曲外角202t=6弯曲内角82t=64.孔边距距6孔边82t=6由于8孔边距弯曲区太近，易使孔变形。故先弯曲后冲孔距8孔边42t=65.精度IT14为保证6060.37，应弯曲后冲2-8孔2-8孔距是IT9（3）冲压经济性和先进性分析 冲压是该件最好的加工方法。但由于批量不是很大，模具应力求结构简单易制，故不采用复杂的组合工序。2.2 制件的工艺计算和工艺方案2.2.1 工艺方案的确定 根据制件的工艺分析,知道制件是带孔的四直角相反弯曲对称件。冲压该零件所需的基本工序为落料弯曲和冲孔。其弯曲工艺方案有如图2-1所示的三种。这里采用第三种一次弯曲成形。 图2-1 因此，冲压该工件的工艺方案可能有以下几种。 方案一：落料与冲两个6孔复合，弯曲外部两角并使中间两角预弯45，弯曲中间两角，冲两个8孔。 方案二：落料与冲两个6孔复合（同方案一），弯曲外部两角，压弯中间两角，冲两个8孔。 方案三：落料与冲两个6孔复合（同方案一），压弯四个角，冲两个8孔。 方案四：全部工序采用带料级进冲压。 比较上述各方案可以看出： 方案一的优点是：模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快；零件的回弹容易控制、尺寸和形状准确、表面质量高。缺点是：工序分散，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动量较大。 方案二与方案一相比，零件的回弹难以控制，尺寸和形状不精确，且同样存在工序分散，劳动量大，占用设备多的缺点。 方案三的工序比较集中，占用设备和人员少，但模具寿命低，零件表面有划伤，厚度有变薄，回弹不易控制，尺寸和形状不够正确。 方案四的特点是采用工序高度集中的连续模完成方案一中分散的各工序。其生产率很高，但模具结构复杂，安装、调试、维修比较困难，制造周期长。 考虑到零件的精度要求较高，生产批量不大，故采用第一种方案。2.2.2 计算毛坯尺寸 工件的弯曲半径r0.5t，故坯料展开长度公式为 L= l1+l2+l3+l4+l5 +/2（r1+r2+r3+r4 ）+/2（x1+x2+x3+x4 ）t 查手册表3.4.1，当r/t=1.3时，x=0.34，则坯料展开长度为 L=2（20+4+11）+/244+/20.3443=126.64mm2.2.3 确定各工序模具种类及形式 所选用的冲模有：落料弯曲复合模，冲孔模。其结构形式如图2-2所示。 2.3 工序设计与工艺计算弯曲件毛坯宽度为36mm，展开长度为126.64mm，考虑到操作方便，排样采用单排。取其搭边数值：条料两边a=2.8mm，进距方向a1=2.5mm，于是有进距 h=D+ a1=36+2.5=38.5mm条料宽度 b=L+2a=126.64+22.8=132.24mm板料规格拟选用 3mm600mm2000mm（钢板）若用纵裁：裁板条数 n1=B/b=600/132.24=4条余71mm 每条个数 n2=A- a1 /h=2000-2.5/38.5=51条余34mm 每板总个数n = n1n2 =204材料利用率 =nBL/AB100%=20436126.64/2000600100%=77.5%若用横裁：裁板条数 n1=A/b=2000/132.24=15条余16mm 每条个数 n2=B- a1 /h=600-2.5/38.5=15个余20mm 每板总个数n = n1n2 =225材料利用率 =nBL/AB100% =22536126.64/20600=85.4% 由此可见，横裁有较高的材料利用率，采用横裁。 2.4 压力、压力中心计算及压力机的选用因为本制件是轴对称零件，所以不用计算压力中心。2.4.1 冲两个6孔及落料工序 1.冲裁力 F=1.3LtLtb式中 b被冲材料抗拉强度(MPa)，L冲裁件剪切周边长度（mm）， t冲裁件材料厚度（mm）。查手册1表87得08钢的b=380MPa，则有 落料力 F1 =1.3LtLtb=（36+126.64）23380=370KN冲孔力 F2 =1.3LtLtb=623380=43KN2.落料时的卸料力 F卸= K卸P1 查表2-15，取K卸=0.03，故 F3 =0.03370=11.1KN F3 = 0.0343=1.29KN3.推件力 Pt=nKtP Kt推件力系数,由手册查得Kt=0.045 n同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中n=h/t，t=3mm。 h凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t料厚( mm)查冲模设计应用实例选择图217b的凹模刃口形式，可取h=6mm,故n=2，则P1=20.045370=33.3KNP2=20.04543=3.87KN选择冲床时的总的冲压力为P总= F1+ F2+ F3+ F3+ P1+ P2=370+43+11.1+1.29+33.3+3.87=462.56KN为安全起见，防止设备的超载，可按公称压力F（1.61.8）F总的原则选压力机。选公称压力为630KN的压力机。2.4.2 弯曲工序 四个部位的弯曲均属自由弯曲，弯曲力用下式计算 F=0.6KB t2b/（r+t） 式中安全系数K=1.3，圆角半径r=4mm，t=3mm，屈服极限b=380MPa，板料宽B=36mm，由此可计算出四个部位的弯曲力均为13.8KN，弯曲力总合为55.2KN。选用63KN的压力机。2.4.3 冲两个8孔工序 F冲=1.3LtLtb=823380=58KN 选用 63KN的压力机。第3 章 模具的结构设计3.1 模具工作部分的计算 根据文献2中的表2-10查得，冲裁模初始双面间隙 Zmin=0.36mm ，Zmax=0.42mm，未注公差的毛坯尺寸按IT14级精度计算，磨损因数x可根据公差数值由表2-12查得。冲裁凸模、凹模分别按IT6和IT7级制造。3.1.1落料刃口尺寸计算采用分别加工，按手册3中凸、凹工作部分尺寸计算公式计算。（1）凸模尺寸:落料凸制造公差可查得=0.02，落料凹模制造公差为=0.04，故 360-0.62 D凸 =（D-x- Zmin）-p0 =（36-0.50.62-0.36）0-0.02=35.330-0.02 mm126.64 0-1.0 D凸 =（D-x- Zmin）-p0 =（126.64-0.51-0.36）0-0.0.03=125.780-0.03 mm 30-0.25 D凸 =（D-x- Zmin）-p0 =（3-0.750.25-0.36）0-0.02=2.450-0.02 mm（2）凹模尺寸:360-0.62 D凹=（Dmax-x) 0+0.25=（36-0.50.62） 0+0.250.62 =35.690+0.03 mm126.64 0-1.0 D凹=（Dmax-x) 0+0.25=（126.64-0.51.0） 0+0.250.62 =126.140+0.03 mm 30-0.25 D凹=（Dmax-x) 0+0.25=（3-0.750.25） 0+0.250.62 =2.820+0.002 mm校核 : 凸+凹Zmax- Zmin =0.42-0.36=0.06mm对于360-0.62 : 0.02+0.03=0.05mm1.51，外角半径R=42t=6，所以采用两道工序弯曲，一副模具成形。结构如下：3.3 模具总装图3.3.1冲孔落料复合模的总装图由以上设计，可得到模具的总装图，其工作过程是：模具在工作时，板料以导料销13和挡料销12定位。上模下压时，凸凹模外形和凹模8进行落料，；落下料卡在凹模中，同时冲孔凸模与凸凹模内孔进行冲孔，冲孔废料卡在凸、凹模孔内。卡在凹模中的冲件由橡胶带动推件装置顶出凹模面。卡在凸、凹内的冲孔废料由推件装置推出。 安装4.3.1 弯曲模的安装要求 1.上模座上平面对下模座下平面的平行度，导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套孔轴心线对上模座上平面的垂直度均应达到规定的精度要求。 2.模架的上模沿导柱上、下移动应平稳，无阻滞现象。 3.装配好的弯曲模,其封闭高度应符合图样规定的要求。 4.弯曲凸模和凹模之间的配合间隙应符合图样的要求，周围的间隙应均匀一致。 5.模具应在生产的条件下试验，进行零件试冲，然后调试，直到符合图样要求。 6.安装模具的螺栓及螺母和模柄，应采用标准确件，最好不要代用。 7.用压板将下模紧固在工作台上时，其紧固用的螺栓拧入螺孔中的长度大于螺栓直径的1.52倍. 8.压板的压置应使压板的基面平行于压力机的工作台面，不准偏斜. 9.弯曲凸模的中心线应与凹模的工作平面垂直. 10.弯曲凸模和凹模的间隙应该均匀.4.3.2 弯曲模的安装 本模具属于带有侧压块和顶块的弯曲模，应对侧压块和顶块进行适当调整。下面是具体的安装过程： 1.开动压力机，把压力机滑块上升到极点； 2.把压力机滑块底面、压力机的台面和模具的上下面擦试干净； 3.把模具放在压力机台面规定的位置上，用压力机行程尺检查压力机滑块底面至模具上平面之间距离是否大于压力机的行程。必要时，调节滑块高度，以保证该距离大于压力机行程。因本模具有打杆，所以应先按图样位置将其插入压力机台面的孔内，并把模具位置放正。 4.将滑块降下到极点，并调节滑块高度，使其与弯曲模上平面接触。 5.通过垫块和螺钉等，将上模紧固在压力机的滑块上，并将下模初步固定在压力机的台面上。不要压的太紧 6.将滑块稍微往上调一点以免模具顶死，然后开动压力机，把滑块上升到上极点，松开下模的安装螺丝，让滑块空行程数次，再把滑块下降到下极点停止。 7.拧紧下模的安装螺钉。再开动压力机使滑块上升到上极点位置。 8.在导柱上加润滑油，并检查弯曲模工作部分有无异物，然后开动压力机，再使滑块空行程数次，从中检查导柱和导套的配合情况。若发现导柱不垂直或者导套配合不合适时，应拆下模具进行修理。 9.进行试弯曲，并逐步调节滑块到所需的高度。 10.调节压力机上的打料螺栓到适合的高度，使打料杆能正常工作。 11.如果弯曲模使用气垫，则应调节压缩空气到合适压力。 12.重新检查模具及压力机，无误后可进行试拉深。4.3.3 弯曲模具的试冲 模具按图纸技术要求加工与装配后，必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲，如果发现模具设计与制造的缺陷，找出产生原因，对模具进行适当的调整和修理后再进行试弯曲，直到模具能正常工作，才能将模具正式交付生产使用。4.3.4 弯曲模的试冲时常见的故障,原因和调整方法4.3.4.1 弯曲模间隙调整 1.调整时，先将较浅的一段调整后，再往下调整，直到所需的位置。 2.因本模具是对称的。所以在调整时，可先将上模紧固在压力机滑块上，下模放在工作台上，先不紧固。在凸模上放置样件，再使上、下模吻合对中后，即可保证间隙的均匀性。调整好闭合位置后，再把下模固紧在工作台上。4.3.4.2出现弯曲角度不够产生原因:凸凹模的固弹角制造过小,凸模进入凹模的深度太浅,凸,凹模之间的间隙过大,试模材料不对,弹顶器的弹力太小.调整方法:加大回弹角,调节冲模闭合高度,调节间隙值,更换试模材料,加大弹顶器的弹顶力.4.3.4.3弯曲位置偏移定位板的位置不对,凹模两侧进口圆角大小不等,材料滑动不一致,没有压料装置或压料装置的压力不足和压板位置过低,凸模没有对正凹模.调整方法:调整定位板位移,修磨凹模圆角,加大压料力.调整凸凹模位置. 参考文献1陈锡栋、周小玉主编.实用模具技术手册M.北京：机械工业出版社，20012李绍林、马长福主编.实用模具技术手册M.上海科学技术出版社，19983许发樾主编.实用模具设计与制造手册M.北京：机械工业出版社，20004杨玉英主编.实用冲压工艺及模具设计手册M. 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