金属仿形瓦冲压成形模设计【弯曲模具】

I金属仿形瓦冲压成形模设计摘要本课题是仿形瓦级进模具设计，通过冲裁件的工艺分析，确定零件能否进行冲裁，并明确在冲裁工艺及模具设计中主要解决的问题或难点所在。仿形瓦级进模模具包含折弯的基本工艺步骤，其中起伏折弯1个工步，折边一个工步。该零件材料厚度较薄，尺寸小，呈规则形状，因此采用直排样。为了便于操作和保证零件的精度，宜采用送料机和导正销配合定距，导料板导向的定位方式。考虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式，为了便于操作，提高生产率，模具的定位精度要求较高，因此采用四导柱模架。凸凹模通过配合加工来满足凸凹模之间的精度要求。该模具的设计过程先通过工艺分析确定了工件的排样图（其中包含工艺步骤的划分，条料的定距方式，凸凹模的形状等）,通过排样图确定凸凹模的尺寸，通过AUTOCAD绘制出凸凹模的工程图。【关键词】级进模；排样；冲孔；落料。IIABSTRACTTHISTOPICISTHEDESIGNOFPROGRESSIVEDIEFORTHEMOTORROTORCORE,BYBLANKINGTECHNOLOGYANALYSIS,DETERMINEIFTHEPARTFORPUNCHING,ANDSPECIFICALLYINPUNCHINGTECHNOLOGYANDDIEDESIGNOFTHEMAINPROBLEMSORDIFFICULTIESISLOCATEDPROGRESSIVEDIEFORTHEMOTORROTORCORECONTAINSTWOBASICPUNCHESANDBLANKINGPROCESSSTEPS,WHICHPUNCHESINCLUDINGTHREESEQUENCES,BLANKINGASTEPDUETOTHEMASSPRODUCTIONOFPARTS,SOUSINGPROGRESSIVEDIE,HIGHPRODUCTIONEFFICIENCY,EASYOPERATIONTHEPARTMATERIALTHICKNESSOFATHIN,SMALL,ROUND,WITHDIRECTLAYOUTFOREASEOFOPERATIONANDENSURETHEACCURACYOFPARTS,THEUSEOFSIDEEDGEANDPILOTPINCOMBINEDWITHDISTANCE,GUIDINGPLATEORIENTEDPOSITIONINGCONSIDERPARTTHICKNESSTHIN,FLEXIBLEDISCHARGESTRATEGIES,INORDERTOFACILITATEOPERATIONS,INCREASEPRODUCTIVITY,STAMPINGANDSCRAPUSEDDIRECTLYBYAPUNCHFROMTHEDIEHOLEPUSHEDOUTOFTHEWAYUNDER,BECAUSETHEPARTTHICKNESSOFTHIN,BLANKINGCLEARANCEISVERYSMALL,REQUIRINGHIGHPOSITIONINGACCURACYOFPROGRESSIVEDIE,SOFOURPILLARPUNCHANDDIETHROUGHCOMBINEDWITHPROCESSINGTOMEETTHEACCURACYREQUIREMENTSBETWEENTHEPUNCHANDDIETHEDIEOFDESIGNPROCESSFIRSTBYTECHNOLOGYANALYSISDETERMINEHASWORKPIECEOFROWSAMPLEFIGUREWHICHCONTAINSTECHNOLOGYSTEPSOFDIVISION,SECTIONMATERIALOFWILLFROMWAY,PUNCHDIEOFSHAPE,BYROWSAMPLEFIGUREDETERMINEPUNCHDIEOFSIZE,BYAUTOCADDRAWSOUTPUNCHDIEOFENGINEERINGFIGURE,THENAPPLICATIONDRAWSOUTDIETHEPARTOFTHREEDIMENSIONALMODEL,INACCORDANCEWITHTHEREQUIREMENTSWITHONDIETHEPARTSFORASSEMBLY【KEYWORDS】PROGRESSIVEDIELAYOUTPUNCHINGBLANKINGIII目录摘要IABSTRACTII前言1第一章冲压零件的工艺性分析411工序类型412零件工艺性能413零件工艺结构4第二章毛坯展开长度的确定5第三章弯曲力的计算6第四章压力机的选择6第五章弯曲模工作部分尺寸的确定951凸模圆角半径RP952凹模圆角半径RD953凹模深度H0954凸、凹模间隙Z955弯曲凸、凹模横向尺寸及公差9第六章模具结构设计10第七章模具结构设计1271上模装配1272下模装配13第八章确定模具主要零件加工工艺过程15IV81折弯凸模加工工艺过程1582凸模固定板加工工艺过程1583凹模加工工艺过程16结论19参考文献20致谢210前言模具被称为“百业之母”。模具是工业生产中最基础和最具有源头意义的一环，无论在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都依靠模具孕育而来。作为制造业的上游部分，模具对产品质量、效益的决定作用会在工业流程的洪波中成倍放大，远远超出人们的想象。因此，要说模具决定着一个国家制造业的国际竞争力，半点都不夸张。模具材料是工模具加工业的基础。随着我国国民经济发展和人民生活水平的提高，人们对产品的审美观，价值观也不断提高，从而对各类工、模具产品，无论是内在质量还是外表美观等方面均要求日益精臻，困此势必对工模具材料在数量上、系列上和质量上提出更高的要求。中国的模具材料从无到有，从小到大，从少到多，直到现在，无论是从钢种还是从规格、标准化、系列化等方面，都是伴随着模具制造发展而发展的。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在700亿至850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持15的年增长率，据不完全统计，2009年国内模具总产值已经超过1000多亿，模具生产企业超过3万余家，从业人员有100多万人。2009年模具进出口总额为3807亿美元，其中模具及模具标准件出口总额由2005年的9000多万美元猛增到2009年的1843亿美元。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80的模具需要更换。2007年我国汽车产销量均突破700万辆，预计2010年产销量各突破1000万辆，轿车产量将达到500万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20之多。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50，塑料模具约占33，压铸模具约占6，其它各类模具约占11。模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过几十年曲折的发展，模具行业已初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产，只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使得模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用，大大提搞了模具设计和制造的效率，减短了生产周期。采用模具CAD/CAM技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是PRO/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化，电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显，特别是对一些通用件的使用的越来越多，大大的提高了它们的互换性。此外1还加强了各个地区的交流合作，对整个模具行业水平的提高也起到了重要的作用。在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。随着改革开放和国民经济的增长，很大程度上推动了模具制造业的发展。模具制造业已走出企业禁锢的状态，十年中，我国的仿制国外新钢种的同时，还在高校、科研院所和各钢厂的配合下，自行研制开发了一批适合我国国情的模具新钢种。不仅改善了加工性能，而且还大大提高了模具的使用寿命。仿制D2钢代替CR12MOV制造冲压模，用P20钢代替45号钢制造塑料模型芯、型腔，使模具的光洁度和寿命都有了较大的提高。用H13钢代替国外已淘汰的3CW8V制造锻模和压铸模。在冷作模具钢方面，自行开发了65NB、O12A、CG2、LM12、LD、GD、GM、DS钢等品种。其中65NB、LD、GD及DS钢因具有良好的抗冲击性而更适合于作冷墩及原料冲裁凸模。GM钢因有良好的耐磨性特别适合于作螺纹滚丝轮，与CR12MOV相比，寿命可提高十多倍。除上述合金钢外，还开发了GT35及DT等牌号的钢结硬质合金和YG系列的钨钴类硬硬合金以满足高寿命的要求，制造高速冲床用的模具。在塑料模具钢方面，自行开发了易切削类的5NICA、06NI、SM1、SM2以及PMS、CPR、PCY等钢，都是一些具有良好加工、使用性能的优良钢种，并在使用上得到用户的认可。在热作模具钢方面Y4、Y10、HM1、GR、ER8等新品种的开发和应用彻底改变了热作模具几十年来由3CR2W8V一统天下的局面。日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。随着入世后制造业中心向中国转移，模具产业有望迎来30的增长。与IT业相比，模具专业的从业人员的价值会随着从业年限和经验的积累而不断提升，是一个真正的“永不衰退的行业”。由于模具制造的多样性、复杂性和广泛的适用性，故而模具工业被称之为“帝王工业”。冲压模具的形式很多，根据工序组合程度分为单工序模、复合模和级进模。单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。级进模，也叫连续模，由多个工位组成，各工位完成不同的加工，各工位顺序关联，2在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。级进模，都是用在冲压模具上的，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等多个工序。多工位级进模是具有精密、高效、长寿命的的特点。它适用于冲压小尺寸、薄料、形状复杂和大批量生产的冲压零件。多工位级进模的工位数可高达几十个，其模具能自动送料、自动检测出送料误差等。多工位精密级进模常用于高速冲压，因此，生产率得到极大地提高，解决了手工送料的误差，减少了冲压设备和工人，提高了产品精度。相对于普通模具来说，多工位级进模结构更为复杂，制造技术和制造要求更高，模具的成本相对也高，同时对冲压设备、原材料卷料也有相应的要求，对模具设计的合理性也提出了较高的要求。因此，在模具设计前必须对制件进行全面分析，然后结合模具结构特点和冲压件的成形工艺性来确定该制件的冲压成形工艺过程。多工位精密级进模有如下特点（1）在一副模具中，可以完成包括冲裁、弯曲、拉深和成形等多种多道冲压工序。从而免去了用单工序模的周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动生产率和设备利用率。（2）由于在级进模中工序可以分散，不必集中在一个工位上，故不存在复合模上的“最小壁厚”问题，可根据生产中实际需要留出空位，从而保证模具强度，延长模具寿命。（3）多工位精密级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件等自动化装置，操作安全，具有较高的劳动生产效率。（4）级进模结构复杂，模具制造精度要求很高，给模具制造、调试及维修带来一定难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后更换迅速、方便可靠。3第一章冲压零件的工艺性分析11工序类型根据零件的结构形状及批量要求,综合可得,。仿形瓦级进模模具包含折弯的基本工艺步骤，其中起伏折弯1个工步，折边一个工步，然而根据本次毕业设计要求及结合设计实际情况，对于此设计只考虑折边工序。12零件工艺性能由设计要求可知该零件材料为SUS340，查冲压模具设计与制造（表13）可知，其（抗剪强度），（抗拉强度），（屈服点）MPA392MPA503B，（伸长率），（弹性模量），其弯曲性能良MPAS245510126好。13零件工艺结构所需零件为金属仿形瓦，结构简单对称，内形尺寸的精度查冲压模设计7406导（附表2）得IT14，其余尺寸为自由尺寸，故尺寸精度完全符合弯曲精度等级要求。且零件的相对圆角半径R/T05/0515，回弹量小，同时1不会弯裂，满足弯曲变形程度的要求，另外利用弯曲坯料上的孔还可以防止弯曲时坯料产生的偏移。因此，该零件满足弯曲工艺性要求，且一次成型弯曲工艺性较好。50/MINTRTR4第二章毛坯展开长度的确定毛坯长度按零件中性层计算。两段圆弧的中性层位移系数根据查冲压2/TR模具设计与制造（表48）得X038,产品长度经软件测量为17810551产品宽度41377MM经过计算，展开长度初步确定为LZ1781MM,宽度414MM精度确定需在试模后再进行修正。5第三章弯曲力的计算为了保证弯曲件在一次弯曲过程中即可得到弯曲件内形尺寸精度,故采用校正弯曲。查冲压模具设计与制造（表413），取Q60MPA。则校正弯曲力为72KN60AQF校26KN245031056BT82RFBD自12740863校FPD第四章压力机的选择根据冲压力的要求，取压力机的公称压力P1113F校FD10781274KN，考虑模具的安装与操作，查冲压模具设计与制造（表17），可选用JB23125开式双柱可倾式压力机。6型号J2363J2310J2316JB2325JC2335JG2340JB2363J2380J23100J23125公称压力/KN6310016025035040063080010001250滑块行程/MM3545556580100100130130145滑块行程次数/（次/MIN17014512055508040453838最大闭合高度/MM150180220270280300400380480480闭合高度调节量/MM3535455560808090100110滑块中心线至床身距离/MM110130160200205220310290380380立柱距离/MM150180220270300300420380530530前后200240300370380420570540710710工作台尺寸/MM左右31037045056061063086080010801080前后110130160200200150310230380340左右160200240290290300450360560500工作台孔尺寸/MM直径140170210260260200400280500450厚度30354050608080100100100垫板尺寸/MM直径150200250模柄孔尺寸/MM直径303040405050506060607深度55556060707070807580前后190230360350360滑块底面尺寸/MM左右210300400370430床身最大可倾角453535302030253030258第五章弯曲模工作部分尺寸的确定51凸模圆角半径RP因R/T05/05158故RPR05MM52凹模圆角半径RD因凹模圆角半径的大小对弯曲变形力、模具寿命、弯曲件质量均有影响，且根据材料的厚度，有T05MM时，RD（36）T故，R3T3051553凹模深度H0因只是单纯金属仿形瓦弯曲模，且弯边高度不大，为使弯曲件两边平直，取凹模深度大于弯曲件的高度。查冲压模具设计与制造（表415），取H030MM54凸、凹模间隙Z查冲压模具设计与制造（表417），取间隙系数C005同理，查（表14）得板厚上偏差为015，故25M2051AXCTTZ05005050502555弯曲凸、凹模横向尺寸及公差弯曲件标注内形尺寸，故应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。凸模的制7406造精度按IT8确定，凹模的制造精度按IT9确定。其计算结果如下9凸模尺寸605744606MINLPP凹模尺寸65025740740MZLDPD第六章模具结构设计根据弯曲件特点及上述分析与计算要求，设计的弯曲模具合模结构图如（61）开模结构图如开模图（62）所示合模图（61）10开模图（62）11第七章模具结构设计弯曲凸模及凹模零件图分别如图（71）和图（72）所示1、装配时应保证凸、凹模之间的间隙均匀一致，配合间隙符合设计要求，不允许采用使凸、凹模变形的方法修正间隙。2、推料、卸料机构必须灵活，模具在冲模开启状态时，一般应突出卸料板表面051MM。3、当采用机械方法联接硬质合金零件时，连接表面的表面粗糙度参数RA值为08UM。4、各接合表面保证密合。5、落料、冲孔的凹模刃口高度，按设计要求制造，其漏料口应保证畅通，一般应闭刃口大022MM。6、冲模所有活动部件的移动应平稳灵活，无滞止现象。7、各紧固用的螺钉、锁钉不得松动，并保证螺钉和销钉的端面不突出上下模座平面。8、各卸料螺钉沉孔深度、长度应保证一致。9、冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件的规定。10、凸模与凸模固定板的配合一般按H7/N6或H7/M6，保证工作稳定可靠。11、在保证使用可靠的前提下，凸模、凹模、导柱、导套等零件的固定可采用性能良好并稳定的粘结材料浇注固定。71上模装配上模零件包括上模座、模柄、模柄止转销、垫板、凸模固定板、中间孔凸模、切口槽孔凸模、落料凸模、冲孔凸模、侧刃、卸料板、卸料弹簧、紧固螺钉、卸料螺钉、导套、导正销、定位销等。上模座的装配顺序为先在上模座上安装模柄保证模柄和孔的中心，将模柄和上模座表面压平。装模柄止转销。用垫块垫起上模座，将上模座平放，在上面放上模垫板。将凸模固定板用垫块踮起并放平，安装凸模和侧刃，本设计运用压入式凸模，因而将凸模压入凸模固定板凸模槽内并将与凸模固定板表面压平。将装配好的凸模放到凸模垫板上，倒放。上模销钉打入销孔内，安装上模四颗紧定螺钉，将卸料螺钉放入螺孔内，并将卸料弹簧套在卸料螺钉上，安装卸料板并紧固卸料螺钉。最后将左右导套压入上模座导套空内。注意事项左右导套和孔之间的位置。12精度要求装配时应保证凸、凹模之间的间隙均匀一致，配合间隙符合设计要求，不允许采用使凸、凹模变形的方法修正间隙。各接合表面保证密合。凸模等与固定板的配合一般按H7/N6或H7/M6，保证工作稳定可靠。72下模装配下模零件包括下模座、凹模、导料板、承料板、紧固螺钉、定位销、导柱。下模装配的顺序为先将下模座放平，在下模座上放凹模，用挡板或铜棒保证各板上孔的中心。在凹模上放导料板将导料板的紧定螺钉旋紧，并将下模座销打入销孔内，将下模座旋转并踮起放平，将下模螺钉放入并旋紧。在导料板上安装承料板并旋紧螺钉。最后，将导柱打入导柱孔内。导柱左右大小要一样。各接合表面保证密合。落料、冲孔的凹模刃口高度，按设计要求制造，其漏料口应保证畅通，一般应闭刃口大022MM。各卸料螺钉沉孔深度应保证一致。各紧固用的螺钉、锁钉不得松动，并保证螺钉和销钉的端面不突出上下模座平面。图（71）13图（72）14第八章确定模具主要零件加工工艺过程81折弯凸模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料采用锻造块料2热处理退火3铣平面铣上下平面，留单边余量0203MM铣床4平磨磨厚度留单边余量0102MM，磨侧面保证互相垂直平面磨床5热处理淬火、回火，保证HRC58606线切割按图切割出凸模，达尺寸要求线切割机床7线切割在凸模侧面切出卡环槽线切割机床8平磨磨端面，达尺寸要求平面磨床82凸模固定板加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料采用锻造块料2热处理退火3铣铣六面，厚度留单边余量0203MM铣床4平磨磨厚度留单边余量0102MM，磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划线划出各型孔、螺纹孔、销孔位置线6钳工钻孔、攻螺纹钻床7线切割按图切割出各安装孔达要求线切割机床158钳工在各安装孔处倒角14583凹模加工工艺过程工序号工序名称工序内容设备1备料采用锻造块料2热处理退火3铣平面铣六个平面，留单边余量0203MM铣床4平磨磨厚度留单边余量0102MM，磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划线划各型孔、螺纹孔、销孔位置线，划漏料孔轮廓线6铣铣漏料孔达到要求铣床7钳工钻孔、攻螺纹钻床8热处理淬火、回火，保证HRC60649平磨磨厚度及侧面见光，达尺寸要求平面磨床10线切割按图切割各型孔，达尺寸要求线切割机床导套导柱由于材料为SKD61，需热处理，渗碳深度为0812。垫板、卡环等零件，需经锻造、退火、粗加工后调质，半精加工后淬火，精加工前正火时效等工艺制造要求。在精加工中按工序指令，分别采用精密数控磨床、慢走丝线切割机、坐标磨床等高精度设备上精密加工。应用先进制造设备和合理的工艺规程，保证各个零件的高精度和使用性能可靠。上模座、下模座、卸料板的大件制造，分为粗加工、半精加工、精加工的三个阶段粗加工在立式铣床、横臂钻床等普通机床上进行，主要去除零件上的大孔及成型部位的部分余铁量，留有适当的后道加工余量。粗加工后需进行热处理调质，达到提高零件的韧性和强度及减少以后淬火变形量。半精加工在加工中心上进行，除零件上的导柱导套孔、销钉孔、型孔、工艺孔及平面留适当的精加工磨量外，其余加工到位。半精加工后进行热处理淬火，达到零件所需要的硬度值。在精加工前需进行热处理正火时效，达到消除零件淬火后的脆性和内应力，精加工在精密平面磨床上磨两平面，平行度控制在001MM内，然后在精密数控坐标磨床上加工导柱导套孔、销钉孔、型孔、工艺孔等高精度部位，达到孔距位置精度在3M内及孔径公差和一致性等技术要16求。上下模板和卸料板上的导柱导套孔、销钉孔、工艺孔的孔距位置，是设定好的高精度精密基准、整副模具相关的其它模板等零件、均以这精密基准定位；来保证步距位置精度及相关要求。17装配图18结论增值税转型是力度大、影响广、长期存续的利好。对于提升经济、股市和民众信心具有重要作用。但是，在对增值税转型改革全面推开的深刻意义给予积极的高度评价之后，我们也冷静地看到，这项改革对于企业所产生的实际作用仍需在推出后进一步观察才能加以证实。企业的经营状况还将取决于宏观经济形势和市场的繁荣程度，增值税转型改革对于不同类型企业所产生的作用也是不同的。我们不能奢望增值税转型改革一经全面推开，就会在促进经济增长方面收到立竿见影的效果。与此同