侧板冲压及其模具设计(有图纸).pdf

侧板冲压及其模具设计 1 目录 1 我国模具行业的发展趋势 3 1 1 我国模具技术现状 3 1 1 1 冲模 4 1 1 2 塑料模 4 1 1 3 模具 CAD CAM 技术 6 1 1 4 模具标准件 6 1 1 5 模具材料与热处理 6 1 1 7 模具制造的相关技术 7 1 2 我国模具技术与国外的差距 7 1 2 1 产需矛盾 7 1 2 2 产品结构 企业结构等方面 7 1 2 3 我国模具技术的发展趋势 7 2 弯曲模具的设计 10 2 1 弯曲工艺概述 10 2 2 弯曲模具的设计 10 2 3 弯曲力的计算及其压力机的选择 12 2 3 1 弯曲力的计算 12 2 3 2 压力机的选择 12 2 3 3 弯曲模具工作部分尺寸计算 12 2 4 弯曲模具主要零件的设计 13 2 4 1 工作零件的设计 13 2 4 2 定位零件 15 2 4 3 压料及卸料零件 16 2 4 4 导向零件 18 2 4 5 固定零件 18 2 5 模具闭合高度的确定 21 3 翻边模具的设计 24 3 1 翻边工艺概述 24 3 2 工件的工艺性概述 24 3 3 翻边力的计算和冲压设备的选择 26 3 3 1 计算翻边因数 26 3 3 2 计算翻边力 26 3 3 3 翻边模工作部分尺寸计算 27 3 4 主要零部件的结构和设计 27 3 4 1 固定零件的设计 27 3 4 2 工作零件的设计 30 3 4 3 卸料零件 31 3 4 4 用于冲出八个对称分布的小凸模 34 3 4 5 导向零件 34 3 4 6 标准紧固件 35 3 4 7 卸料板螺钉及卸料板螺钉特点 35 3 4 8 凸模 凹模的固定方式和定位方式 35 3 4 9 模具闭合高度的确定 35 侧板冲压及其模具设计 2 3 5 整套模具的装配图 36 4 毕业设计总结 错误 未定义书签 37 5 参考文献 37 侧板冲压及其模具设计 3 1 我国模具行业的发展趋势 1 1 我国模具技术现状 有关专家日前在接受记者采访时分析认为 我国模具行业将向大型 精密 复杂 高效 长寿命和多功能方向发展 1 1 我国模具技术的现状 目前 电子 汽车 电机 电器 仪器 仪表 家电 通讯和军工等产品中 60 80 的零部件 都要依靠模具成型 用模具成型的制件所表现出来的高精度 高复 杂性 高一致性 高生产率和低消耗 是其他加工制造方法所无法比拟 模具在很大 程度上决定着产品的质量 效益和开发能力 我国模具行业日趋大型化 而且精度将越来越高 10 年前 精密模具的精度一 般为 5 现在已达 2 3 不久 精度的模具将上市 随着零件微型化 及精度要求的提高 有些模具的加工精度公差就要求在 以下 这就要求发展超 精加工 我国模具行业要进一步发展多功能复合模具 一套多功能模具除了冲压成型零件 外 还担负叠压 攻丝 铆接和锁紧等组装任务 通过这种多功能的模具生产出来的 不再是成批零件 而是成批的组件 如触头与支座的组件 各种微小电机 电器及仪 表的铁芯组件等 多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展 这种模具缩短了产品 的生产周期 今后在不同领域将得到发展和应用 随着热流道技术的日渐推广应用 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高 采 用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量 并能大幅度节约制件的原材料 这 项技术的应用在国外发展很快 已十分普遍 国内热流道模具也已经生产 有些企业 已达 30 左右 但总的来看 比例太低 亟待发展 随着塑料成型工艺的不断改进 与发展 气辅模具及适应高压注射成型工艺的模具将随之发展 模具标准件的应用将日渐广泛 模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模 具制造周期 使用模具标准件不但能缩短模具制造周期 而且能提高模具质量和降低 模具制造成本 同时 快速经济模具的前景十分广阔 由于人们要求模具的生产周期 越短越好 因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视 例如研制各种超塑性材料 来制作模具 用环氧 聚酯或在其中填充金属 玻璃等增强物制作简易模具 这类模 具制造工艺简单 精度易控制 收缩率较小 价格便宜 寿命较高 还可用水泥塑料 制作汽车覆盖件模具 中 低熔点合金模具 喷涂成型模具 电铸模 精铸模 层叠 模 陶瓷吸塑模及光造型和使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进 一步发展 快换模架 快换冲头等也将日益发展 另外采用计算机控制和机械手操作 的快速换模装置 快速试模装置技术也会得到发展和提高 侧板冲压及其模具设计 4 模具行业中压铸模的比例将不断提高 随着车辆和电机等产品向轻量化方向发 展 对压铸模的数量 寿命和复杂程度将提出越来越高的要求 随着以塑料代钢 以 塑代木的发展和产品零件的精度和复杂程度的不断提高 塑料模的比例将不断提高 其精度和复杂程度也将随着相应提高 1 1 1 冲模 在新产品试制和小批量生产冲压件中 已普遍采用了简易冲模结构 这种冲 模不仅结构简单 而且还具有制造方便 成本低廉 并能满足一定的加工质量要求 日前 简易冲模主要有橡皮冲模 聚氨酯橡胶冲模 钢皮冲模 薄板冲模 低熔点合金冲模 锌合金冲模及组合冲模等多种结构形式 在冷冲压生产中 研究和发展这些简易冲模 具有很大的实用价值 这是因为简 易冲模与常规冲模相比 投产时间快 制造成本低廉 这就为一些新产品试制性生产 及一些批量要求不大的冲压件生产提供一条比较经济而有效的途径 因此 加强对简 易冲模的研究和开发 将会有力地促进工业产品的更新换代和生产发展 对进一步提 高经济效益 提高现有的工业生产技术水平 有着很重要的现实意义 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具 是我国重点发展的精密模 具品种 有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模具 已达到国际水 平 如南京长江机器制造厂的电机铁芯自动叠铆硬质合金多工位级进模具有自动冲 切 叠压 铆合 计数 分组 转子铁芯扭斜 安全保护等功能 凹模采用拼块式 零备件可互换 常州宝马集团公司的步进电机定转子带双回叠片硬质合金级进模 具 有转子冲片落料 旋转 72 再叠片 定子冲片落料 回转 90 再叠片 以消除料厚 误差 等功能 这两项模具精度达 2 m 步距精度 2 3 m 双回转精度 1 寿命达 到 1 亿次以上 制造周期 5 6 个月 而价格仅为同类进口模具的 1 2 1 3 已达到国 际先进水平 完全可以替代进口 其他如 48 54 68 条腿集成电路柜架多工工位级 进模 电子枪硬质合金多工进级进模 别克轿车安全带座式工位级进模 空调器散热 片多工位级进模 均达到国外同类产品水平 但总体上和国外多工位级进模相比 在 制造精度 使用寿命 模具结构和功能上 仍存在一定差距 在一般冲模方面 浙江 慈溪鸿达电面模具制造中心的铁芯片复合冲模 实现系列化 标准化 专业化生产 质量稳定 模具费用较一般低 30 50 交货周期 7 20 天 并备有现货供应 在适 应市场经济方面迈出了可喜的一步 1 1 2 塑料模 一种用于压塑 挤塑 注射 吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具 它主要包括 由凹模组合基板 凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模 由凸模组合 侧板冲压及其模具设计 5 基板 凸模组件 凸模组合卡板 型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的 凸模 模具凸 凹模及辅助成型系统的协调变化 可加工不同形状 不同尺寸的系列 塑件 注塑过程说明 模具是一种生产塑料制品的工具 它由几组零件部分构成 这个 组合内有成型模腔 注塑时 模具装夹在注塑机上 熔融塑料被注入成型模腔内 并 在腔内冷却定型 然后上下模分开 经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具 最后 模具再闭合进行下一次注塑 整个注塑过程是循环进行的 根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类 1 大水口模具 流道及浇口 在分模线上 与产品在开模时一起脱模 设计最简单 容易加工 成本较低 所以较 多人采用大水口系统作业 2 细水口模具 流道及浇口不在分模线上 一般直 接在产品上 所以要设计多一组水口分模线 设计较为复杂 加工较困难 一般要视 产品要求而选用细水口系统 3 热流道模具 此类模具结构与细水口大体相同 其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里 无冷料脱模 流道 及浇口直接在产品上 所以流道不需要脱模 此系统又称为无水口系统 可节省原材 料 适用于原材料较贵 制品要求较高的情况 设计及加工困难 模具成本较高 热流道系统 又称热浇道系统 主要由热浇口套 热浇道板 温控电箱构成 我 们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式 单点热浇口是用单一热浇 口套直接把熔融塑料射入型腔 它适用单一腔单一浇口的塑料模具 多点热浇口是通 过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔 它适用于单腔多点入料或 多腔模具 流道系统的优势 1 无水口料 不需要后加工 使整个成型过程完全自动化 节省工作时间 提高工作效率 2 压力损耗小 热浇道温度与注塑机射嘴温度相 等 避免了原料在浇道内的表面冷凝现象 注射压力损耗小 3 水口料重复使 用会使塑料性能降解 而使用热流道系统没有水口料 可减少原材料的损耗 从而降 低产品成本 在型腔中温度及压力均匀 塑件应力小 密度均匀 在较小的注射压力 下 较短的成型时间内 注塑出比一般的注塑系统更好的产品 对于透明件 薄件 大型塑件或高要求塑件更能显示其优势 而且能用较小机型生产出较大产品 4 热喷嘴采用标准化 系列化设计 配有各种可供选择的喷嘴头 互换性好 独特设计 加工的电加热圈 可达到加热温度均匀 使用寿命长 热流道系统配备热流道板 温 控器等 设计精巧 种类多样 使用方便 质量稳定可靠 热流道系统应用的不足之处 1 整体模具闭合高度加大 因加装热浇道板等 模具整体高度有所增加 2 热辐射难以控制 热浇道最大的毛病就是浇道的热量 损耗 是一个需要解决的重大课题 3 存在热膨胀 热胀冷缩是我们设计时要考 虑的问题 4 模具制造成本增加 热浇道系统标准配件价格较高 影响热浇道模 具的普及 侧板冲压及其模具设计 6 1 1 3 模具 CAD CAM 技术 模具 CAD CAM 技术是改造传统模具生产方式的关键技术 是一项高科技 高效益 的系统工种 它以计算机软件的形式 为用户提供一种有效的辅助工具 使工种技术 人员能借助于计算机对产品 模具结构 成形工艺 数控加工及成本等进行设计和优 化 模具 CAD CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期 降低生产成本 提高产品质 量 已成为人们的共识 快速经济制模技术与传统的机械加工相比 具有模具制造周期短 制造成本低 综合经济效益好等突出特点 已在我国得到越来越广泛的应用 快速原型制造 RPM 技术是一种集 CAD CAM NCN 激光及材料科学于一体的新 技术 是当前最先进的零件及模具的成形方法之一 近年来 在我国发展很快 清华 大学最先引进的美国3D 公司的 SLA250 立体光固化或称光敏树脂激光固化 设备与技 术 并进行了开发研究 经多年努力 已开发出了 RPMS 型式功能快速原型制造系 统拥有叠层实体制造 SSM 熔融挤压成形 EME 是我国自主知识产权的世界唯一拥 有两种快速成形工艺的系统 国家专利 具有较好的性能价格比 西安大学研制开发的 LPS 600A 激光快速成形系统有限公司开发的 AF300 快速成 形机 SLS 激光选区烧结 等也达到国外同类产品水平 由快速成形机得到三维原型 通过陶瓷精铸 电弧喷涂 消失模 熔模等技术可 快速制造出各种模具 现国内已有上海 青岛 顺德等地引进了近 10 台设备 开台 生产应用 西安交大成立了推广应用站 开展了不少活动 我国已进入了国产化开发 和重点推广应用阶段 1 1 4 模具标准件 模具标准件对缩短模具制造周期 提高质量 降低成本 能起很大作用 因此 越来越广泛地得到采用 模具标准年主要有冷冲模架 塑料模架 推杆和弹簧等 新 型弹性元件氮气弹簧亦已在推广应用中 目前我国模具标准化程度一般在 30 以下 和国外先进工业国家已达到 70 80 相比 仍有很大差距 1 1 5 模具材料与热处理 模具材料的质量 性能 品种和供货是否及时 对模具的质量和使用寿命以及经 济效益有着直接的重大影响 大量使用的模具材料为模具钢 年消耗量在 10 万吨以 上 近年来 国内一些模具钢生产企业已相继建成和引进了一些先进工艺设备 使国 内模具钢品种规格不合理状况有所改善 模具钢质量有较大程度的提高 如 4Cr5NiMo 模块淬透性 等向性偏低等 近年来 国内已较广泛的采用一些新钢种 如冷模具钢 侧板冲压及其模具设计 7 等 H10 H13 H12 4Cr5MoVSi 45CCr2NiMoVSI 塑料模具钢 P20 3Cr2Mo PMS SM 1 1 7 模具制造的相关技术 模具制造的相关技术与工艺的发展 对模具水平的提高起到了重要作用 模具抛 光技术引起重视 机械磨抛光 超声波抛光 电化学抛光及述几种方法的复合抛光 已开发出专用机械 专用工具 得到广泛的应用 挤压珩磨抛光已用应用 但面不广 大型高效自动抛光专用设备有待开发 模具花纹的蚀刻技术 工艺水平提高较快 能制作各类模具的装饰纹 且仿真性 越来越好 模具强化技术进一步发展 除原来已推广的电火花强化机外 又开发了电 刷镀强化设备 模具修复技术也有了进步 除电刷镀修复模具外 又引进和开发了多 种脉冲焊接机 修复效果较好 1 2 我国模具技术与国外的差距 1 2 1 产需矛盾 工业发展水平的不断提高 工业产品更新速度加快 对模具的要求越来越高 尽 管改革开放以来 模具工业有了较大发展 但无论是数量还是质量仍满足不了国内市 场的需要 目前满足率只能达到 70 左右 造成产需矛盾突出的原因 一是专业化 标准化程度低 除少量标准件外购外 大部分工作量均需模具厂去完成 加工企业管 理的体制上的约束 造成模具制造周期长 不能适应市场要求 二是设计和工艺技术 落后 如模具 CAD CAM 技术采用不普遍 加工设备数控化率低等 亦造成模具生产效 率不高 周期长 总之 是拖了机电 轻工等行业发展的后腿 1 2 2 产品结构 企业结构等方面 模具按国家标准分为十大类 其中冲压模 塑料模占模具用量的主要部分 按产 值统计 我国目前冲压占 50 60 塑料模占 25 30 国外先进国家对发展塑料模很 重视 塑料模比例一般占 30 40 国内模具中 大型 精密 复杂 长寿命模具比 较低 约占 20 左右 国外为 50 以上 我国模具生产企业结构不合理 主要生产模 具能力集中在各主机厂的模具分厂 或车间 内 模具商品化率低 模具自产自用比例 高达 70 以上 国外 70 以上是商品化的 1 2 3 我国模具技术的发展趋势 当前 我国工业生产的特点是产品品种多 更新快和市场竞争激烈 在这种情况 下 用户对模具制造的要求是交货期短 精度高 质理好 价格低 因此 模具工业 侧板冲压及其模具设计 8 的发展的趋势是非常明显的 1 模具产品发展将大型化 精密化 模具产品成形零件的日渐大型化 以及由于高效率生产要求的一模多腔 如塑封 模已达到一模几百腔 使模具日趋大型化 随着零件微型化 以及模具结构发展的要求 如多工位级进模工位数的增加 其 步距精度的提高 精密模具精度已由原来的 5 m 提高到 2 3 m 今后有些模具加工 精度公差要求在 1 m 以下 这就要求发展超精加工 2 多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的 一套多功能模具除了冲 压成形零件外 还可担负转位 叠压 攻丝 铆接 锁紧等组装任务 通过这种多劝 能模具生产出来的不再是单个零件 而是成批的组件 如触头与支座的组件 各种小 型电机 电器及仪表的铁芯组件等 3 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高 由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量 并能大幅度节省制作的 原材料和节约能源 所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革 国外热流道模具 已有一半用上了热流道技术 有的厂甚至已达 80 以上 效果十分明显 国内近几年 已开始推广应用 但总体还达不到 10 个别企业已达到 20 30 制订热流道元器 件的国家标准 积极生产价廉高质量的元器件 是发展热流道模具的关键 气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展气体辅助注 射成形是一种塑料成形的新工艺 它具有注射压力低 制品翘曲变形少 表面好以及 易于成形壁厚差异较大的制品等优点 可在保证产品质量的前提下 大幅度降低成本 国外 已经较成熟 国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用 气体辅助注射成 形包括塑料熔体注射和气体 一般均采用氮气 注射成形两面部份 比传统的普通注射 工艺有更多的工艺参数需要确定和控制 而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制 品 模具设计和控制的难度较大 因此 开发气体辅助成型流动分析软件 显得十分 重要 为了确保塑料件精度 将继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成 型工艺与模具 在注射成形中 影响成型件精度的最大因素是成型收缩 高压注射成 型可强制树脂收缩率 增加塑件尺寸的稳定性 模具要求刚性好 耐高压 特别是精 密模具的型腔应淬火 浇口密封性好 模具能准确控制 注射压缩成型技术 是在模 具预先半开模状态或者在锁模力保持中压或低压 模具在设定的打开量下 注射溶融 树脂 然后以最大的锁模力进行压缩成型 其效果是 1 成型件局部内应力小 2 可得到缩孔少的厚壁成型件 3 对于塑件狭窄的部件也可注入树脂 侧板冲压及其模具设计 9 4 用小注射力能得到优良制品 该类模具的理想结构是 1 注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔 2 充填完后能立即遮断浇口部 3 压缩作用应仅限于型腔部 4 快速经济模具的前景十分广阔 现在是多品种 少批量生产的时代 到下一个世纪 这种生产方式占工业生产的 比例将达 75 以上 一方面是制品使用周期短 品种更新快 另一方面制品的花样变 化频繁 均要求模具的生产周期越快越好 因此 开发快速经济具越来越引起人们的 重视 例如 研制各种超塑性材料 环氧 聚脂等 制作或其中填充金属粉末 玻璃纤 维等的简易模具 中 低熔点合金模具 喷涂成型模具 快速电铸模 陶瓷型精铸模 陶瓷型吸塑模 叠层模及快速原型制造模具等快速经济模具将进一步发展 快换模架 快换冲头等也将日益发展 另外 采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置 快 速试模技术也会得到发展和提高 5 模具标准件的应用将日渐广泛 使用模具标准件不但能缩短模具制造周期 而且能提高模具质量和降低模具制造 成本 因此 模具标准件的应用必将日渐广泛 为此 首先要制订统一的国家标准 并严格按标准生产 其次要逐步形成规模生产 提高标准件质量 降低成本 再次是 要进一步增加标准件规格品种 发展和完善联销网 保证供货迅速 6 模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视 在整个模具价格构成中 材料所占比重不大 一般在 20 30 之间 因此选用 优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要 对于模具钢来 说 要采用电渣重熔工艺 努力提高钢的纯净度 等向性 致密度和均匀性及研制更 高性能或有特殊性能的模具钢特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具 其优越性更 加突出 这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具 如 型腔 形芯 浇口等主要部件 另外 模具钢品种规格多样化 产品精料化 制品化 尽量缩短供货时间亦是重要方向 模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节 模具热处理的 发展方向是采用真空热处理 模具表面处理除完善普及常用表面处理方法 即扩渗如 渗碳 渗氮 渗硼 渗铬 渗钒外 应发展设备昴贵 工艺先进的气相沉积 TiN TiC 等 等离子喷涂等技术 综上所述 近年来我国模具技术有了长足的进步 但与国外先进技术相比还存一 定的差距 在 十一五 期间 我们要锐意进取 共同努力 把我国的模具技术水平 推上一个新的台阶 侧板冲压及其模具设计 10 2 弯曲模具的设计 2 1 弯曲工艺概述 弯曲是使材料 板料 型材 棒料 管材等 产生塑性变形 形成具有一定角度 或者一定曲率零件的冲压工序 他属于成型工序 是冲压的基础工序之一 根据所使 用的工具及其设备的不同 可以把弯曲工序分为使用模具在普通压力机上进行的弯曲 及在专门的弯曲设备上进行的弯折 滚弯 拉弯等 虽然各种弯曲方法使用的工具及 设备不同 但其变形过程和变形特点有共同规律 弯曲变形的特点如下 1 弯曲时 弯曲变形只发生在弯曲件的圆角附近 直线部分则不产生塑性变 形 2 弯曲时 在弯曲区域内 纤维沿厚度方向变形是不同的 即弯曲后内缘的 纤维受压缩而缩短 外缘的纤维受拉伸而变长 在内缘与外缘之间存在着 纤维既不深长也不缩短的中性层 3 从弯曲件变形区域的横断面来看 变形有如下两种情况 A 对于窄板 在宽度方向产生先相互变形 沿内缘宽度增加 沿外缘宽度 减小 断面略呈扇形 B 对于宽板 弯曲后在宽度方向无明显变化 断面仍为矩形 这是因为在 宽度方向不能自由变形所致 2 2 弯曲模具的设计 由第二步落料冲孔所生成的坯料 图 2 1 侧板冲压及其模具设计 11 成型效果图 如图 2 2 图 2 2 侧板冲压及其模具设计 12 2 3 弯曲力的计算及其压力机的选择 2 3 1 弯曲力的计算 P1 tR b 2 0 7KBt 25 43041621 30 7 36 2KN P1 自由弯曲力 校正弯曲力 P2 g F 50 2 162 16 2 KN 2 3 2 压力机的选择 P3 0 3 0 8 P1 0 5 36 2 18 1KN P P1 P3 36 2 18 1 54 3 KN 考虑到通用性和安装以及该制件以后工序的问题 选择 JG23 40 的压力机 其主 要工艺参数为 公称压力 400KN 滑块行程 100mm 滑块行程次数 80 次 分 最大封闭高度 300mm 闭合高度调节量 80mm 模柄孔尺寸 直径 深度 50 70 2 3 3 弯曲模具工作部分尺寸计算 凸模工作部分尺寸 rT 0 1 mm 为方便计算 凸模统一尺寸选择 5mm 凹模工作部分尺寸 rA 5 mm 间隙 弯曲 U 形类弯曲件时 凸 凹模间隙对制件质量和模具寿命有重要影响 凸 凹模间隙减小 弯曲时的摩擦力和弯曲力将增加 间隙太小时 制件直边料厚变薄 表面容易出现划痕 同时还会降低凹模寿命 间隙过大时 制件回弹量增大 误差增 加 从而降低制件精度 因此 必须根据弯曲件材料厚度 力学性能和弯曲件高度 尺寸精度合理选择凸 凹模的间隙 Z 2 tmin nt 4 2 mm 当工件标注外形尺寸时 侧板冲压及其模具设计 13 LA Lmax 0 25 h7 LT LA Z H8 当工件标注內行尺寸时 LT Lmin 0 25 h7 LA LT Z H8 所以 凸模尺寸 132 9 0 25 63 132 916 0 0 063 凹模尺寸 53 0 25 30 52 925 0 03 0 2 4 弯曲模具主要零件的设计 2 4 1 工作零件的设计 1 凸模 如图 2 3 侧板冲压及其模具设计 14 图 2 3 凸模材料为 9C rWMn 加工方案为数控铣 工作硬度 HRC 为 58 62 圆弧部分为刃口 要求表面粗糙度为 3 2 其余各面表面 粗糙度为 6 3 淬火并高温回火 2 凹模 如图 2 4 侧板冲压及其模具设计 15 图 2 4 材料 9C rWMn 数控铣加工 工作硬度 HRC 为 58 62 淬火并高温回火 刃口表面粗糙度为 3 2 其余各面表面粗糙度为 6 3 2 4 2 定位零件 1 定位销 如图 2 5 图 2 5 配合 D h9 9H 材料 45 钢 43 48HRC 侧板冲压及其模具设计 16 2 定位板 如图 2 6 图 2 6 材料 45 钢 43 48 HRC 2 4 3 压料及卸料零件 1 右侧挡板 如图 2 7 图 2 7 材料 T8A 淬火 58 62 HRC 侧板冲压及其模具设计 17 2 顶件器 如图 2 8 图 2 8 材料为 45 钢 淬火 43 45 HRC 侧板冲压及其模具设计 18 2 4 4 导向零件 导柱导套 材料为 T10A 渗碳淬火处理 60 62 HRC 2 4 5 固定零件 1 模架的选择 根据 冲压模具设计实用手册 郑家贤 编著 中表 5 68 模具结构选用后侧导柱滑 动导向模架 GB 2351 3 1900 其结构如图 2 9 所示 图 2 9 应用特点 1 两导柱 导套分别安装在上下模架后侧 有效面积是导柱前 200cm 200cm 2 可用于冲压较宽条料 侧板冲压及其模具设计 19 3 导柱分布不对称 受力不平衡 拔模不方便 4 可从三个方向送料 操作方便 上模座材料 HT200 ZG230 450 L B 200 160 下模座材料 HT200 ZG230 450 调质 导柱 材料 20 钢 渗碳 HRC 58 62 h6 导套 材料 20 钢 渗碳 HRC 58 62 H7 2 模柄的选择 如图 2 10 图 2 10 材料 Q235 侧板冲压及其模具设计 20 3 固定板 如图 2 11 图 2 11 材料 T8 58 62 HRC 淬火 侧板冲压及其模具设计 21 5 垫板 如图 2 12 图 2 12 材料 T8 钢 52 56HRC 淬火 橡胶垫选择聚氨酯弹性体 2 5 模具闭合高度的确定 模具的闭合高度是指模具在最后工作位置时 上 下模座板之间的距离 因此 为使模具正常工作 模具闭合高度必须在与压力机的闭合高度相适应 应 介于压力 机最大和最小闭合高度之间 一般可按如下关系确定 HMAX M H1 H HMAX H1 上模座厚度 h1 45mm 下模座厚度 H 50mm 垫板厚度为 20mm 凸模厚度为 65 mm 顶件器厚度为 55mm 材料厚度为 2 mm 所以模具的闭合高度为 237mm 300 80 15 237 300 15 符合压力机的要求 侧板冲压及其模具设计 22 整套模具图示 如主视图 2 13 俯视图 2 14 图 2 13 侧板冲压及其模具设计 23 图 2 14 侧板冲压及其模具设计 24 3 翻边模具的设计 3 1 翻边工艺概述 翻边是将工件的孔边缘或者外边缘在模具的作用下翻成实力的直边 用翻边的方法可以加工形状复杂的工件 翻边工件有良好的刚度和合理的空间形 状 根据工件边缘的形状和应力状态的不同 翻边可分为内孔翻边和外缘翻边 外缘 翻边又分为外凸的外缘翻边和内凹的外缘翻边 此外 根据竖边的变化强度不同 可 分为不变薄翻边和变薄翻边 本步骤设计的模具将进行不变薄的内凹的外缘翻边翻边 3 2 工件的工艺性概述 在上一道工序中已经冲出了翻边工序的毛坯件 图 3 1 图 3 1 此道工序需要将毛坯进行翻边 并用小凸模冲出八个小坑 使之成为如图零件 侧板冲压及其模具设计 25 图 3 2 侧板冲压及其模具设计 26 3 3 翻边力的计算和冲压设备的选择 该制件需翻边的部分为三个部分 分为两类 如图 3 3 图 3 3 图 3 3 中圆弧部分按圆孔翻边计算 深红色按弯曲计算 3 3 1 计算翻边因数 m d0 D0 3 6 0 5 查表得出极限翻边因数为 0 52 小于 m 所以该零件能翻边成型 3 3 2 计算翻边力 翻边力分为圆孔翻边部分和直边翻边部分 直边翻边部分 根据经验公式 F 0 5 0 8 Lt s 0 8 340 2 350KN 190 4kN 圆孔翻边部分 P 1 1 D d t s 1 1 3 14 6 3 2 350mp 7 3KN 侧板冲压及其模具设计 27 所以总的翻边力 F 190 4 7 3 2 205KN 采用弹性卸料装置和上出料方式 顶件力 FD KDF 0 08 205KN 16 4KN 其中 KD为顶件力系数 查表得 KD 0 08 卸料力 FX KXF 0 05 205KN 10 3KN 其中 KX为卸料力系数 查表得 KX 0 05 FZ F FX FD 16 4 10 3 205 226 7KN 所以选择型号为 JG23 40 的压力机 其主要工艺参数为 公称压力 400KN 滑块行程 100mm 滑块行程次数 80 次 分 最大封闭高度 300mm 闭合高度调节量 80mm 模柄孔尺寸 直径 深度 50 70 3 3 3 翻边模工作部分尺寸计算 翻边模的结构与一般拉伸模相似 所不同的是翻边凸模圆角半径一般比较大 甚至做成球形或者抛物面 有利于变形 考虑到变薄的情况 凸凹模间隙可小于材料厚度 一般单边间隙 Z 0 85t 1 7 mm 3 4 主要零部件的结构和设计 3 4 1 固定零件的设计 1 模架的选择 和弯曲模具相同 2 模柄的选择 和弯曲模具相同 侧板冲压及其模具设计 28 3 固定板 如图 3 4 图 3 4 材料 T8 58 62 HRC 要求淬火 侧板冲压及其模具设计 29 4 垫板 图 3 5 图 3 5 材料为 T8A 淬火处理 52 56 HRC 侧板冲压及其模具设计 30 3 4 2 工作零件的设计 1 凸模 如图 3 6 图 3 6 根据制件材料选择模具材料 凸模材料为 9C rWMn 加工方案初步定为数控铣 工作硬度 HRC 为 58 62 圆弧部分为刃口 要求表面粗糙度为 3 2 其余各面表面 粗糙度为 6 3 淬火并高温回火 侧板冲压及其模具设计 31 2 凹模 如图 3 7 图 3 7 材料 9C rWMn 数控铣加工 工作硬度 HRC 为 58 62 淬火并高温回火 刃口表面粗糙度为 3 2 其余各面表面粗糙度为 6 3 3 4 3 卸料零件 本设计中采用弹性卸料板 卸料板的内形与凸凹模外形之间应有合适的间隙 为满足卸料要求 只要单边间隙小于板厚即可 为提高压料效果 间隙越小越好 在 此设计中 其内形尺寸及公差值比内形尺寸扩大 0 5mm 有线切割程序生成 侧板冲压及其模具设计 32 1 卸料板 如图 3 8 图 3 8 材料 T8 钢 淬火 HRC58 62 上下安装表面粗糙度为 1 6 0 4 m 2 弹簧 65Mn 淬火 40 45 HRC 侧板冲压及其模具设计 33 3 压