0064-弯曲件成形工艺及模具设计（冲孔落料复合模、弯曲模）【全套21张CAD图+说明书】
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弯曲
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冲孔
复合
全套
21
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摘要：本设计题目为弯曲成形模设计，是典型的弯曲模设计，反映了弯曲件设计的要求，内容及方向，有一定的设计意义。通过对该模具的设计，进一步加强了设计者对弯曲成形模基础知识的了解，为设计复杂成形模具，做好了铺垫和吸取更深刻的经验。
本设计运用了冲裁和和成形工艺及模具设计的基础知识，首先分析了零件的成形成形工艺性，是否适合成形。然后计算了毛坯的尺寸及材料利用率，为选用板材做好了准备。最后分析制件的特征，确定合理的工艺参数，设计要点及推件，打料装置的选取。
本制件用两套模具制造，冲裁模和弯曲模。冲裁模为倒装复合模，模具在一次行程中即落料又冲孔，可以保证制件的位置精度。该模具设有弹性卸料装置和推件装置，模具回程时，弹性卸料板把卡在凸凹模上的板料推下，同时推件块把凹模内的制件推下，完成一次冲压。弯曲模采用自由弯曲成形，制件的精度要求不高可以满足要求，由于弯曲件的回弹作用，在模具底部设有推件装置，防止模具在上升时，制件卡在凹模内。
关键词：冲裁模 弯曲模 弹性装置 推件块
- 内容简介：
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参考文献 1刘建超、张宝忠主编 M等教育出版社， 2004、6 2杨占尧主编 M等教育出版社， 2004、 7 3李天佑主编 M械工业出版社， 1985、 9 4杨玉英主编 M. 北京：机械工业出版社，2004 5模具实用技术丛书编委会 M械工业出版社 6翟德梅主编 M7王芳主编 M. 北京：机械工业出版社， 1998 8任嘉卉主编 M. 北京：机械工业出版社， 2000 9冯炳尧 主编 册 M海科技出版社 ， 1985、 6 10翁其金 编著 M. 北京：机械工业出版社， 1985、 9 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 车 工序号 4 零件名称 冲孔 凸模 零件号 19 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 号 重 量 8 628 备 夹 具 名 称 辅 助 工 具 名 称 型 号 车床 钳 安 装 工 步 安装及 工步说明 刀 具 量 具 走 刀 长 度 刀 次 数 切 削 深 度 给量 mm/r 主 轴 转 速 r/ 削速 度 m/ 本 工 时 1 2 车端面 、 钻中心孔 弯头车刀 游标卡尺 3 00 50 2 车端面 、 钻中心孔 弯头车刀 游标卡尺 00 55 2 车外圆 、 倒角 直头车刀 游标卡尺 2 00 60 3 车外圆 、 倒角 、 切槽 直头车刀 切槽刀 游标卡尺 2 00 65 计 者 张培钰 指 导 教 师 于智宏 共 1 页 第 1 页 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号 零 件 名 称 12 冲孔 凸模 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工 时 名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格 1 下料：锯床 下料 28120床 虎钳 125条 200尺 150 热处理： 退火 ，硬度 229处理炉 钳子 8H 3 车：车 两 端面 见光，粗车外形 车床 爪 卡盘 车 刀 游标卡 尺 0125H 4 热处理：淬火、回火，硬度 5862处理 炉 钳 子 8H 5 磨 ： 磨工作端面，面磨床 磁吸盘 轮 千分尺 025550H 6 钳：划线 划线平板 虎钳 125 游标卡 尺 0125 车 ： 精车外形，留单边磨削余量 8 磨 ： 精磨外形，留单边磨削余量 圆磨床 磁吸盘 轮 千分尺 025550H 9 钳：研磨，精修至图纸要求 抛光机 虎钳 125刀 千分尺 025550H 10 检验：按图纸要求检验 编制 罗现明 校对 罗现明 审核 于智宏 批准 弯 曲件模具设计 摘要 ： 本设计题目为弯曲成形模设计，是典型的弯曲模设计，反映了弯曲件设计的要求，内容及方向，有一定的设计意义。通过对该模具的设计，进一步加强了设计者对弯曲成形模基础知识的了解，为设计复杂成形模具，做好了铺垫和吸取更深刻的经验。 本设计运用了冲裁和和成形工艺及模具设计的基础知识，首先分析了零件的成形成形工艺性，是否适合成形。然后计算了毛坯的尺寸及材料利用率，为选用板材做好了准备。最后 分析制件的特征 ，确定合理的工艺参数，设计要点及推件，打料装置的选取。 本制件用两套模具制造，冲裁模和弯曲模。冲裁模为倒装复合模，模具在一次行程中即落料又冲孔，可以保证制件的位置精度。该模具 设有弹性卸料装置和推件装置，模具回程时，弹性卸料板把卡在凸凹模上的板料推下，同时推件块把凹模内的制件推下，完成一次冲压。弯曲模采用自由弯曲成形，制件的精度要求不高可以满足要求，由于弯曲件的回弹作用，在模具底部设有推件装置，防止模具在上升时，制件卡在凹模内。 关键词 ：冲裁模 弯曲模 弹性装置 推件块 of of of on of s of is is to to of is in a is an on to a to in a as a of is in an in a 目录 内模具发展状况及趋势 1 外模具发展状况及趋势 1 曲件的设计设计思路 2 计弯曲件的进度 2 3 定弯曲件工艺过程 4 定冲压件工艺方案 4 算毛坯尺寸 4 小弯曲半径计算 4 定合理的工艺方案 5 所确定的工艺方案确定中间工序的工件形状和尺寸 5 定排样方式，剪材方式，并计算材料利用率 6 样方式 6 定搭边值，条料宽度，导板距离，并计算材料利用率 6 算各工序压力 确定压力中心 初选压力机 7 裁力及弯曲力的计算 7 力中心的计算 8 作零件刃口尺寸计算 . 凸模刃口尺寸计算 . 凹模刃口尺寸计算 孔与孔的尺寸计算 作零件设计 凸凹模设计 冲孔凸模的设计 落料凹模的设计 弯曲凸模设计 弯曲凹模设计 位零件设计 .料零件设计 架的选取 导柱的选用 导套的选用 具装配总图 裁冲压设备的选用 曲设备的选用 裁模的安装与调试 曲模的安装与调试 致谢 20 参考文献 21 1 绪论 一 、 国内模具发展的现状和趋势 在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具的水平，融入到国际市场中去，以促进中国模具行业的快速发展，有两方面应予以重视： 一是政府相关政策对促进模具工业的发展起着非常重要的作用。从国际上看，各国模具工业在发展初期都得到了政府的大力扶持。就中国实际情况看，应降低国内不能生产的进口精密模具生产设备的关税、执行好国家对部分专业模具厂的优惠政策等，通过政策引导作用可加快行 业的发展和进步。 二是随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。 （ 1）超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。 （ 2）多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。 （ 3）为各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的 T 技术将得到快 速发展。 （ 4）模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展 成化和网络化方向发展。 （ 5）更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。 （ 6）更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。 （ 7）各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。 二 、 国外模具发展的现状和趋势 塑成型是最大量生产塑料制品的一 种成型方法，二十多年来，国外的注塑模 70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。 80年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经注验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑模 分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进 。 三、弯曲件研究的思路 弯曲件的模具设计，首先考虑材料的利用率， 材料利用率对生产的成本影响 2 很大，因此我们要合理选择板料的尺寸，使材料利用率尽量提高。根据制件的结构易采用两副模具制造，冲孔落料复合模和自由弯曲模。制件为多孔形式制件，凸模安装在同一平面内，同时由于孔较多冲孔废料也较多，应采用倒装复合模有利于废料的排出，制件的厚度较薄应采用弹性卸料装置。弯曲件的精度要求一般，因此自由弯曲就能满足工艺要求，无须采用特殊装置，在凹模底部有推件块装置，这样就可以把因为回弹而卡在凹模内的制件推出。 本课题设计进度的安排如下： 用时间 15天； 用时间 5天； 用时间 30天； 用时间 5天 参考文献 1 中国轻工模具网 模具新闻 中国模具工业特点基本状况及情况分析 2 中国报告大厅市场研究报告网 . 我国模具工业的现状和发展分析 . 3 中国机 械设备网 . 中国模具产业发展的方向 . 4 中国轻工模具网 模具新闻 我国模具与世界先进水平的差距 2006 3 10 3 弯曲件设计任务书 材料：冷扎钢板（ 08 钢） 工件名称：弯曲件 厚度： t=产批量：中批量 技术要求：工件要求平整，毛刺高度 不大于 4 弯曲件冲压模工艺设计 一、 制定弯曲件工艺过程 分析零件的冲压工艺性 工件材料为 08 钢，工序为冲孔、落料、弯曲具有较好的冲压工艺性。弯曲件的结构相对简单，板料厚度 t=径 4 10 与孔的距离远大于模具要求的最小值。工件公差等级为未注公差取公差，精度要求一般，因此模具要求容易。因此该工件具有良好的冲压工艺性和经济性。 二、 拟定冲压件工艺放案 1、 计算毛坯尺寸 弯曲件半径 r=r/t=合要求。 L= 2+a/180(r+ 2+中： L 坯料展开总长度 a 弯曲中心角 t 材料厚度 r 零件内弯曲半径 x 中心层位移系数 L=60100)90)/180 (0.6) 2+5 2、 最小弯曲半径的计算 相对弯曲半径 r/t 越小，弯曲时切向变形程度越大，弯裂越可能发生，在材料不破坏的条件下，所能弯成零件内表面最小圆角半径称为最小圆角半径最小弯曲半径影响很复杂，一般按试验方法确定，参见表 符合要求 3、 确定合理的工艺方案 方案一、落料，冲孔复合，再弯曲； 方案二、冲孔，弯曲及落料的级进模； 方案三 、 冲孔，弯曲，及落料的一次符合冲裁。 方案 二，方案三模具结构复杂，制造难度大，不经济；同时考虑本厂的现有条件很难满足模具制造要求。方案一、虽然需要两副模具，但制造加工简单，制件精度要求一般，中批量生产，固方案一可以满足要求。 4、 由所确定的工艺方案确定中间工序的工件形状和尺寸，绘出工序的工序图 。 落料，冲孔符合模制件形状和尺寸 6 最后工序弯曲件的形状和尺寸 三、 确定排样方式，剪材方式，并计算材料利用率 1、 排样方式 模具设计首先要确定制件的排样方式，排样是否合理直接会影响到制 件精度，模具寿命，材料利用率。材料的费用占到生产的 60%以上，排样显得特别的重要。 制件的形状较为简单，有一定的精度要求，同时考虑送料的方便，采用有废料排样，排样图如图所示： 2、 确定搭边值，条料宽度，导板距离，并计算材料利用率 搭边值确定 排样的冲材件之间以及冲材件与条料之间留下的工艺废料叫搭边，它的作用 1）补偿定位误差和剪板误差，确定冲出合格零件， 2）增加条料刚度，方便条料送近提高生产率， 3）防止毛茶拉入模具间隙，提高模具寿命。 其值有经验公式确定， 查表 7 条料宽度的确定，采用无搭边侧压装置 条料宽度， =（ 2a + C ） 0 条料板距离， A=（ 2a + 2C ） 式中： 条料宽度方向冲件最大尺寸 a 侧搭边值 条料宽度的单向偏差 见表 条料板与最宽条料的间隙，其最小值见表 0=（ =A= = 材料利用率 扎制薄钢板规格（ 查表 65。和市场提供情况，选择 B L=8502000 1 =2000/(8502000) = 2 =（ n /式中： n 一张板上冲材件的总数目 一个冲材件的实际面积 L 板料长度 B 板料厚度 8 2 =6 2000） 100% = 总 = =四、 计算各工序压力 确定压力中心 初选压力机 冲裁中凸模对板料施加的力，它是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。 采用普通冲裁 F=b 式中： b 材料抗拉强度 F=45=裁工艺总力 制件的结构形式和板料的厚度，采用弹性装置（上出料）冲裁。 + 料力 =T 推料力 n =10 Z = 弯曲力的计算 9 带直臂 F 自 =b /r+t 式中： F 自 自由弯 曲在冲压结束事的弯曲力 B 弯曲件的宽度 b 材料抗拉强度 K 安全系数 一般取 K= 自 =曲设有压料装置 （ F 自 F 总 = F 自 + = F 压力机 （ F 总 2、压力中心的确定 冲裁压力中心的确定 23 + + 10 + + 由制件的几何形状得 弯曲压力中心的确定 由于弯曲件是简单对称结构，所以压力中心在它的几何中心上 （ x=0 y=0） 3、初选压力机 冲裁压力机的选用，由计算压力结果看出，工件冲裁力为中等，压力中心在工件的几何中心上，同时为了模具的安装与装配选用 125 弯曲压力的选用，弯曲力相对较小，选用 25 五、 工作零件刃口尺寸计算 在确定工作刃口尺寸计算方法之前，首先考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。 结合模具特点，工作零件的形状相对简单，易采用线切割机床分别加工落料凸模和凹模，凸模固定板及卸料板这样有利于较好的保证同轴度。 工作零件为规则的几何形状，冲裁此类工件的凸凹模制造结构相对简单，精度易保证。 1、 冲孔 冲孔尺寸 ,根据设计原则，冲孔以凸模为基刃，首先确定凸模的尺寸使凸模尺寸基本接近或等于工件孔的最大极限尺寸，将凸模增大最小合理间隙既的凹模尺寸。 (x )0 T (x + A 式中： 冲孔凸凹模尺寸 冲孔最小极限尺寸 工件制造公差 X 磨损系数 最小合理间隙 T 、 A 凸凹模制造公差，可按 公差，或取 T A 证 T+ A 件为 冲 4的孔 冲孔尺寸 40+ （ 4+ = 11 (4+ =401980+ 冲 10的孔 冲孔件尺寸 100+（ 10+= （ 10+0+ = 冲 18 的孔 冲孔件尺寸 180+2、落料 设 工件尺寸为 根据计算原则，落料以凹模为基刃，首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸，将凹模尺寸减小最小合理间隙尺寸得凸模尺寸。 （ ） 0 + A ( 式中： 落料凹，凸模尺寸 落 料件最大极限尺寸 工件制造公差 X 磨损系数 工件宽度尺寸 （ 0+ = （ 工件长度尺寸 （ 0+ = （ = 3、孔心距计算 空心距尺寸属于磨损后基本不变的尺寸，在同一工步中，工件冲出的孔心距为 L /2其凹模型孔中心距 1/8 式中： L 工件空心距和凹模空心距的公称尺寸 工件制造公差 0 1/8 50 12 1/、弯曲模工作部分尺寸计算 凸模圆角半径，工件的相对圆角半径较小，所以取凸模圆角半径 模圆角半径不能太小，以免擦伤工件，影响冲模寿命，两边圆角半径应一致，避免发生偏移 以凸模为基准，间隙取在凹模上 凸模尺寸 0 凹模尺寸 ( + 2 ) 式中： 弯曲件横向最小极限尺寸 弯曲件横向公差 A 、 T 凸凹模制造公差，可按 差精度制造。 （ = (+=凹模深度取 六、主要零部件设计 1、工作零件结构设计 冲裁凸凹模设计 结合工件外形和加工方便，将凸凹模设计成阶梯式，这样容易安装固定，与卸料板间隙取 凸凹模固定板取 6便于安装与更换。 凸模的长度应根据模具的具体结构，同时考虑修模，固定板与卸料板之间的安全距离及装配的需求来决定。 板料厚度 t=长度按下列公式。 L=h1+h2+t+h 式中： L 凸模长度（ 凸模固定板厚度 卸料板厚度 13 h 增加长度，一般取 10 20 t 板料厚度 L=（ 300 =70体结构如图： 冲孔凸模的选用 因为冲孔凸模均为圆形，而切都不属于较小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式。一方面便于加工，另一方面便于安装 10 18凸模 , 4型 凸模长度计算 凸模长度根据结构 ,考虑修模量 ,固定 板与卸料板的安全距离及装配需求 (刚性卸料 ) L=h+H 式中 : h _固定板厚度 H _凹模深度 L=205 115 落料凹模的设计 制件的特点是薄而表面积大 ,如果凹模采用整体式结构 ,将给锻造 ,机械加工带来和大的困难 ,而且当局部损坏时就会造成整个模具的报废 ,因此应采用镶拼凹模 . 凹模的高度 H H= 15 考虑 板料厚度的影响 14 H= H=95模厚度取 C=50构形式如图： 弯曲凸模的设计 L= h1+h2+t+h L 弯曲凸模长度（ 凸模固定板厚度 弯曲的深度 h 增加长度，一般取 10 20 15 t 板料厚度 L=40080 弯曲凹模的设计 制件弯曲时弯曲力不大，对模具磨损也较小，可以采用整体式凹模 结构如图： 2、定位零件设计 、冲裁复合模采用挡料销定位，复合模的特 点使导正销不能使用。又由于复合模有较高的位置公差，弹簧挡料销可以满足要求，而且使模具结构简单。具体结构如图。 弯曲模定位装置，弯曲模是一个简单的带直边的 U 件弯曲，考虑模具定位稳定性，采用固定挡料销。 3、导料板的设计 导料板的内侧与条料接触，外侧与凸模平齐，导料板与条料间隙取 1样就可以确定盗案导料的宽度和导料板的厚度。导料板采用 45 钢制造，硬度 45，用螺钉和销钉固定在下模座上，导料板送料端安装承料板。 16 4、卸料和压料零件的设计 、 卸料板的设计 卸料板的尺寸与凹模板的周界尺寸相同，厚度为 20料板采用 45钢制造，淬火硬度 40 45 卸料螺钉的选用 卸料板实际四个卸料螺钉，公称直径为 121015料螺钉尾部留有足够的空间，卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模 1误差时通过螺钉与卸料板之间安装垫片来调节。 推件块的设计 推件块是位于凹模行腔内的一种推件装置， 它与冲孔凸模采用间隙配合，采用间隙配合，当上模回程时靠打杆推下推件块实现卸料。 结构如图： 弯曲模推件块设计 弯曲时由于回弹，可能使制件卡在凹模内，这样必须设计推件装置 结构如图： 5、模架及导向零件的选择 冲裁 该模具采用对角导柱模架，制件的结构对称，冲压时不易引起偏心距，同时 17 考虑到送料方便。以凹模尺寸周界尺寸为依据选择模架规格。 L B=500315模座 L B h=50031560下模座 L B h=50031575导柱 d/l/ 45290= 50290导套 d/l/D/ 4515060 5015065模座厚度 H 上 取 60 垫 =20 固 =30 下模 =75么模具闭合高度 H 闭 =H 上 + H 垫 + L + H + H 下模 - 式中： L 凸模长度 H 凹模长度 凸模进入凹模的长度 一般取 16001555364 具闭合高度小于所选压力机 125 最大闭合高度 480以使用。 弯曲 该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱再模具中间位置，冲压时可以防止由偏心距引起的模具倾斜，以凹模周界尺寸为依据选择模架规格。 上模座 L B h=25020045下模座 L B h=25020050导柱 d/l/ 32210= 35210导套 d/l/D/ 3211548 3511548模座厚度 H 上 取 60 垫 =20 固 =30 下模 =75么模具闭合高度 H 闭 =H 上 + H 垫 + L + H + H 下模 - 式中： L 凸模长度 H 凹模长度 凸模进入凹模的长度 一般取 1455000220具闭合高度小于所选压力机的闭合高度（ 220以使用 . 18 七、模具总装配 1冲孔落料复合模装
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