U形卡槽零件的冲压工艺及复合模具设计【4套模具】【优秀机械毕业设计论文A4036】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共44页)
编号：979420
类型：共享资源
大小：27.46MB
格式：RAR
上传时间：2017-01-10
上传人：木***
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
50
积分
- 关 键 词：
-
形卡槽
零件
冲压
工艺
复合
模具设计
模具
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
a4036
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,44页,12500字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
PPT答辩稿一份.
翻译一份.
图纸共47张:
第1套落料冲孔装配图.dwg
第1套落料冲孔-01下模座.dwg
第1套落料冲孔-02凸凹模.dwg
第1套落料冲孔-03卸料板.dwg
第1套落料冲孔-04凹模.dwg
第1套落料冲孔-05凸模固定板.dwg
第1套落料冲孔-05凸模固定板.dwg
第1套落料冲孔-07-4.5孔凸模.dwg
第1套落料冲孔-08-7.2孔凸模.dwg
第1套落料冲孔-09-5.42孔凸模.dwg
第1套落料冲孔-10-5X3.4孔凸模.dwg
第1套落料冲孔-11凸模模柄.dwg
第1套落料冲孔-12垫板.dwg
第1套落料冲孔-13上模座.dwg
第2套冲小孔装配图.dwg
第2套冲小孔-01下模座.dwg
第2套冲小孔-02凹模.dwg
第2套冲小孔-03卸料板.dwg
第2套冲小孔-04凸模固定板.dwg
第2套冲小孔-05垫板.dwg
第2套冲小孔-06上模座.dwg
第2套冲小孔-07导正销.dwg
第2套冲小孔-08保护套.dwg
第2套冲小孔-09凸模.dwg
第2套冲小孔-10模柄.dwg
第3套翻边装配图.dwg
第3套翻边-01下模座.dwg
第3套翻边-02凹模.dwg
第3套翻边-03卸料板.dwg
第3套翻边-04凸模固定板.dwg
第3套翻边-05垫板.dwg
第3套翻边-06上模座.dwg
第3套翻边-07凸模.dwg
第3套翻边-08导正销.dwg
第3套翻边-09模柄.dwg
第4套弯曲装配图.dwg
第4套弯曲-01下模座.dwg
第4套弯曲-02凹模垫板.dwg
第4套弯曲-03凹模.dwg
第4套弯曲-04定位板.dwg
第4套弯曲-05凸模固定板.dwg
第4套弯曲-06垫板.dwg
第4套弯曲-07上模座.dwg
第4套弯曲-08凸模.dwg
第4套弯曲-09模柄.dwg
第4套弯曲-10顶件板.dwg
- 内容简介：
-
模 具 技 术 7文章编号： 1001006)04弯曲支撑件冲模设计王 军 ，傅 旻 ， 庞 炜（天津科技大学 机械工程学院，天津 300222）摘 要： 根据制件的形状和生产要求， 对U 型弯曲支撑件进行了冲压工艺分析， 重点阐述了冲压工艺方案的确定， 并进行了排样设计 ； 介绍了各种力和压力中心等工艺计算。 采用冲孔翻孔弯曲校正弯曲多工位级进模， 提高了生产效率，减小了劳动强度。关键词 ：U 型弯曲 ； 级进模 ；设计中图分类号 ： 献标识码 ： on on of of to 2006 军 （ 1980 ）， 男，硕士研究生。0 引言图1 所示零件图为 U 型弯曲支撑件， 材料为 厚度为 要求制造精度为 表面质量无要求，大批量生产。根据图样分析冲孔与落料间最小壁厚为 1 艺性分析根据图样进行分析， 初步拟定需进行冲孔落料翻孔 （或拉深冲孔） 弯曲 4 道工序， 且冲孔时需冲制 2 个异型圆孔，其余为圆孔， 要求孔与孔之间定位精确。落料时要求形状精确，并保证制件在长度方向上左右对称。翻孔时为避免翻裂需要对是否可一次成形进行计算， 一次翻孔极限高度 H ：H +r +t （1）1 （1 ） +r +t （1 + 零件图18 006 翻边系数， 取 故可以一次翻孔成功。弯曲为U 型弯曲， 要求左右对称， 且要保证内形尺寸， 弯曲角为 90 ， 弯曲半径很小， 初步估算很难一次弯曲成形，故要考虑在一次弯曲成形后再进行一次校正弯曲。现计算最小弯曲半径）1 最小弯曲系数， r 故不可一次弯曲成形。 取 r 2 即弯曲后再进行一次校正弯曲。艺方案的分析方案一 ： 简单模 （冲孔模、 落料模、翻孔模、弯曲模、校正弯曲模）如采用简单模 ：（1） 需要制造 5 套模具，成本高 ；（2） 制件需要大批量生产， 而简单模生产效率低 ；（3） 工件尺寸较小，进行翻孔弯曲时操作不安全。方案二 ： 复合模如采用复合模 ：（1） 正装复合模要求 最小壁厚， 而制件的最小壁厚为 稍有制造误差凸凹模就达不到最小壁厚的要求， 强度不够，模具易受损 ；（2） 即使勉强采用冲孔、落料、翻孔复合模，弯曲和校正弯曲还要制造至少两套模具，模具成本提高，且弯曲时制件尺寸不大，操作不安全。（3） 倒装复合模要求 3 最小壁厚， 而制件的最小壁厚为 方案三 ： 级进模如采用级进模 ：（1） 级进模没有最小壁厚的要求，级进模操作方便安全，且可实现自动化的大批量生产， 符合制件生产的要求 ；（2） 只需制造一套模具。综上所述， 该零件适宜采用冲孔翻孔弯曲校正弯曲多工位级进模。先一次冲出所有的孔，保证了它们之间的相互位置精度，然后在保留连接带的情况下， 用倒正销定位冲出工件外形， 接着进行翻孔、 弯曲和校正弯曲的工作。2 毛坯尺寸计算对图1 进行展开， 计算毛坯尺寸， 如图2所示。3 排样设计为了保证翻孔凹模强度， 在弯曲与翻孔之间加一步空位， 排样图如图 3 所示。图2 零件展开图小圆面积： 3 350 个工位：（1）1 工位冲制出工件上所有的孔和进行挡料的工艺孔。（2）2 工位进行制件前半部分轮廓的成形。（3）3 工位进行制件后半部分轮廓的成形。图 3 排样图模 具 技 术 9（ 4 ） 4 工位进行翻孔， 5 工位空步， 6 工位弯曲， 7 工位校正弯曲。经过计算材料利用率为 。4 孔力的计算对一般平刃口的凸模和凹模进行冲裁， 可用下式进行计算 ：F 3 ） 1式中 ： F 冲裁力， 冲裁件周边长度， 材料抗切强度， 系数， 一般取 K 第二工位冲裁力为 最后切断力的计算也参考此公式， 计算得切断力为 孔力的计算翻孔力计算现在还没有统一的公式。 用圆柱凸模进行翻孔时按下式进行计算 ：F 1.1 D d ） （ 4 ） 1式中 ： F 翻孔力， 毛坯厚度， 材料屈服极限， 翻边直径 （按中线计算）， 毛坯预制孔直径， 曲力计算该零件的弯曲为 U 型弯曲， 参照下式进行计算 ：F （ 5 ） 1式中 ： F 弯曲力， 弯曲件的宽度， 弯曲半径， 材料的抗拉强度， 系数， 一般取 1 正弯曲力计算校正弯曲力按照下式进行计算 ：F 6 ） 1式中 ： F 校正弯曲力， 校正部分投影面积， q 单位面积上的校正力， 根据计算得出总冲裁力为 、 凹模刃口尺寸计算该套模具的凸、 凹模采用配合加工， 由于磨损而引起的工件尺寸变化有三种情况， 故计算时也应按这三种情况进行计算。凸模磨损后减小的尺寸 ：A 凸 （ A + x ） - 0 7 ） 3凸模磨损后增大的尺寸 ：B 凸 （ B x ） + 0 8 ） 3凸模磨损后不变的尺寸 ： C 凸 C 9 ） 3式中 ： 工件公差， 凸、 凹模制造公差， 磨损系数当标注形式为 - d 凸 时， d 凸 d 凹 当标注形式为 d 凸 时， d 凸 d 凹 力中心的确定为了保证压力机和模具正常工作， 必须使冲模的压力中心与压力机的滑块中心线相重合， 否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜， 引起凸、 凹模间隙不均和导向零件加速磨损， 造成刃口和其他零件的损坏， 甚至还会引起压力机导轨磨损。 压力中心求法如下 ：（ 1 ） 求各个冲裁凸模的冲压力。（ 2 ） 选定平面直角坐标系统， 用观察法直观求出各个冲裁凸模的压力中心。（ 3 ） 求冲裁以外的其它各个凸模的冲压力， 这些凸模的压力中心一般可凭借视察法决定。（ 4 ） 设整副冲模的各个凸模的冲压力分别20 006为 P 1 、 P 2 、 P 3 到 P n ， 其相应的压力中心分别_ _ _ _ _ _ _ _为 （ y 1 ）、 （ x 2 ， y 2 ）、 （ x 3 ， y 3 ） 到 （ x n ， y n ），_ _则整副冲模的压力中心坐标 （ x ， y ） 可按以下两式求得 ：_x （ 10 ）_y （ 11 ）5 U 型弯曲支撑件级进模结构特点该 U 型弯曲支撑件级进模结构如图 4 所示。（ 1 ） 该模具采用对角导柱模架， 上下模座采用 选用凸缘式模柄， 通过螺钉与上模座固定。（ 2 ） 凸凹模均采用配合加工。 固定板、 垫板采用 45 钢。 切断凹模与弯曲凸模、 切断凸模与弯曲凹模、 翻孔凸凹模、 冲孔凸凹模均采用 各凸模与固定板间均采用 H7/盈配合， 压入固定板后将其底面与固定板磨平。（ 3 ） 第一工位凸模设计时， 无导向装置凸模的卸料板仅起卸料作用， 对凸模自由端无约束作用。 这种结构的受力情况近似于一端固定而另一端自由的压杆， 需进行凸模抗压失稳校核。 此外， 还需对异形凸模的强度进行校核。 经过计算， 均符合要求。（ 4 ） 翻孔凸模设计时， 凸模端部先进入预孔， 导正工件位置后， 然后进行翻孔， 翻孔凸模入口圆角与材料厚度有关， 此处取为 3 为了图 4 U 型弯曲支撑件级进模结构图1. 下模座 2. 切断凹模与弯曲凸模 3. 切断凸模与弯曲凹模 4. 固定板 5. 垫板 6. 上模座 7. 翻孔凸模8. 冲孔凸模 9. 导正销 10 、 11 、 12 、 13. 冲孔凸模 14. 板料 15. 固定卸料板 16. 冲孔凹模 17. 垫板 18. 导料板保证凸缘挺直， 凸模与凹模之间的间隙 z /2 一般略小于材料厚度 t 。（ 5 ） 弯曲模工作部分， 凸模圆角半径取为2 凹模圆角半径的大小直接影响毛坯的成形， 若取得过小， 弯曲时材料表面会出现划痕， 甚至出现压痕， 此处取为 6 弯曲凹模深度取为 20 （ 6 ） 精整弯曲模的弯曲凸模 r 为 弯曲凹模 r 为 2 为了使模具简单且安装方便，可将弯曲凹模与冲孔凸模作成一体， 其相应的冲孔凸模与弯曲凹模也作成一体。6 结论经实践证明， 该套模具能够获得较高的产品（下转第 37 页）模 具 技 术 7艺上对此处孔的尺寸要求不高， 所以能够满足使用要求。 但由于其结构不能提供稳定的压边， 零件无法准确定位， 冲孔和拉伸过程容易发生侧向偏移， 造成冲孔毛刺及孔径尺寸不稳定等缺陷。2 一次改进后的结构最初的改进是更换冲头， 选择有一凸台且带有顶针的冲头， 如图 2 所示。 前端顶针刺破板料起到定位的作用， 凸台能够在冲孔前使冲孔废料横截面积变小利于其下落， 同时能够提供一定的压边。 改进后， 孔径尺寸稳定性和质量明显好转， 但仍未根本解决废料回带现象。4 结论将凸凹模反冲结构成功应用于前门内板锁孔的改造， 提高了冲孔质量。 在斜契结构上成功解决了废料回带致使零件压印变形的问题， 避免了长时间的设备停机及大量的人力返修， 为公司节约了成本。参考文献 ：1 李硕本冲压工艺学 M 北京：机械工业出版社，1982 2 王孝培冲压手册 M 北京：机械工业出版社， 1989 3 中国机械工业标准汇编冲压模具 M 北京：中国标准出版社， 1998 3 最终改进后的结构为了从根本上解决回带， 采用了反冲结构，对结构进行了重新设计， 最终的凸凹模反冲结构如图 3 所示。 弹顶冲头与凹模配合装配， 凸凹模装配在斜契上。 现在的工艺是先冲孔后拉伸， 由于冲孔为静冲， 孔的质量好。 拉伸时， 冲孔凸模给凸凹模起到导向作用， 从而拉伸后孔的尺寸和质量都好。 测量孔径尺寸为 与根据板料不变薄原理计算出来的孔径 近。 这种结构让废料经凸凹模的废料通道顺利排出， 落图 2 一次改进后的冲孔凸模图 3 最终的凸凹模反冲结构在非零件区域， 从根本上解决了回带。 改造后，累计已生产 3 000 多冲次， 未出现废料回带现象及其它质量问题。质量和生产效率， 有效地提高了经济效益。参考文献 ：1 马正元冲压工艺与模具设计 M 北京：机械工业出版社， 2003 2 冲模设计手册编写组模具设计手册之四冲模设计手册 M 北京：机械工业出版社， 2001 3 王孝培冲压手册 M 北京：机械工业出版社， 2000 4 全国模具标准化技术委员会中国机械工业标准汇编冲压模具卷（上、下） M 北京：中国标准出版社，1999 5 吴总泽机械设计手册 M 北京：机械工业出版社，2000 （上接第 20 页） 模 具 制 造 2 0 0 8 年 第 2 期 地址:广东省东莞市大朗镇高英村高英路118号电话:0769769铜及铍铜生产标准及订造模胚、模胚零配件耐 斯 合 模 机 飞 模 好 帮 手电 话 : 0 7 6 9 - 2 2 7 0 7 0 2 9 / 7 传 真 : 0 7 6 9 - 2 2 7 0 8 2 4 0H t t p : / / w w w . n i c e m a c h i n e . n e t E - m a i l : n i c e n i c e m a c h i n e . n e 上 模 上 升 , 两 边 斜 锲 随 着 上 模 上 升 , 推 块 在 弹 簧作 用 下 回 复 原 位 , 将 零 件 从 模 具 中 取 出 , 一 个 工 作 过程 完 成 。3 结 束 语本 推 平 模 具 结 构 合 理 , 运 行 顺 利 , 可 以 作 为 推 平模 具 结 构 设 计 标 准 运 用 到 其 它 类 似 结 构 成 形 模 具 中 。Z 形 弯 曲 件 内 孔 翻 边 模 设 计上 海 斯 米 克 ( C I M I C ) 机 电 设 备 有 限 公 司 ( 上 海 2 0 1 2 0 9 ) 张 俊 周 波 龚 洪 英【 摘 要 】 以 “ Z ” 形 弯 曲 件 为 例 , 分 析 了 狭 小 空 间 内 孔 翻 边 工 艺 , 并 介 绍 了 模 具 结 构 设 计 方 法 . 并充 分 利 用 目 前 现 有 的 模 具 标 准 件 , 为 类 似 模 具 设 计 提 供 有 益 的 参 考 词 :“ Z ” 形 弯 曲 ; 狭 小 空 间 ; 工 艺 分 析 ; 模 具 结 构D e s i g n o f t h e H o l e F l a n g i n g D i e i n N a r r o w a n dS m a l l A r e a o f Z - S h a p e B e n d i n g P a r t【 A b s t r a c t 】 T a k i n g t h e Z - s h a p e b e n d i n g p a r t a s a n e x a m p l e , a n a y z e d t h e f l a n g i n g p r o c e s s i nn a r r o w a n d s m a l l a r e a , a n d i n t r o d u c e d t h e d i e s t r u c t u r e d e s i g n m e t h o d . F u l l y u s e d t h e d i es t a n d a r d p a r t s , i t p r o v i d e d s o m e b e n e f i t r e f e r e n c e s t o s i m i l a r d i e d e s i g n .K e y W o r d s : Z - s h a p e b e n d i n g ; n a r r o w a n d s m a l l a r e a ; t e c h n o l o g y a n a l y s i s ; d i e s t r u c t u r 言图 1 所 示 为 某 公 司 委 托 我 公 司 生 产 的 一 种 冲 压 零件 , 零 件 为 环 保 型 材 料 , 材 质 相 当 于 S E C C , 料 厚 为1 . 0 m m 。 零 件 要 求 周 边 切 口 去 毛 刺 , 并 规 定 了 冲 压 方 向 ,表 面 平 整 、 无 划 伤 、 油 污 等 外 观 不 良 缺 陷 。 冲 压 产 品 最少 为 5 0 万 件 , 模 具 费 用 分 摊 与 于 冲 件 中 , 模 具 作 为 公 司自 用 模 具 , 故 要 求 模 具 结 构 简 单 、 工 艺 合 理 可 靠 , 尽 可能 减 少 生 产 过 程 中 的 模 具 修 理 次 数 , 且 维 修 简 单 可 靠 ,只 要 能 达 到 冲 件 的 技 术 要 求 , 尽 量 降 低 模 具 制 造 成 本 。图 1 零 件 图2 冲 压 工 艺 分 析2 . 1 零 件 展 开根 据 我 公 司 在 实 际 生 产 中 应 用 的 弯 曲 件 展 开 公式 , 该 冲 件 的 展 开 图 如 图 2 所 示 。图 2 展 开 图2 . 2 工 艺 分 析根 据 展 开 及 结 合 零 件 结 构 特 点 , 原 工 艺 步 骤 为 : 冲 孔 ( !3 . 0 5 m m 、 !4 . 5 8 m m 、 腰 孔 !3 . 0 5 m m 6 m m 及翻 边 孔 !2 . 6 5 m m ) 、 落 料 ; 冲 孔 ( 长 槽 孔 、 U 形 槽 孔 ) ; 压 毛 刺 ; 弯 曲 , 共 4 副 模 具 。 经 过 一 段 时 间 的 冲 压加 工 , 第 4 副 弯 曲 模 “ Z ” 形 弯 曲 出 现 了 问 题 : 翻 边 孔!2 . 6 5 m m 到 基 准 的 尺 寸 6 0 . 5 0 . 2 m m 不 稳 定 , 超 差 部分 都 不 一 样 ; “ Z ” 形 弯 曲 互 不 垂 直 , 达 不 到 设 计 要! 冲 模 技 术 3 8 模 具 制 造 2 0 0 8 年 第 2 期地址:广东省东莞市大朗镇高英村高英路128号电话:0769769莞)有限公司专利设计多功能深孔钻床、合模机、数控铣床为模具及机械行业带来更高效率耐 斯 合 模 机 飞 模 好 帮 手电 话 : 0 7 6 9 - 2 2 7 0 7 0 2 9 / 7 传 真 : 0 7 6 9 - 2 2 7 0 8 2 4 0H t t p : / / w w w . n i c e m a c h i n e . n e t E - m a i l : n i c e n i c e m a c h i n e . n e 原 因 是 随 着 冲 压 产 量 的 增 加 , 该 处 弯 曲 凸 模 镶 件出 现 磨 损 及 松 动 现 象 , 由 于 弯 曲 呈 单 边 受 力 , 加 之 “ Z ”形 一 次 弯 曲 成 形 及 冲 床 精 度 问 题 , 尽 管 采 取 更 换 镶件 , 但 一 段 时 间 后 老 问 题 再 次 出 现 。 为 彻 底 解 决 这 一问 题 , 经 分 析 , 在 冲 件 最 终 成 形 后 , 决 定 单 独 增 加 1 副孔 翻 边 模 。3 模 具 结 构 分 析 及 主 要 零 件 设 计3 . 1 模 具 结 构 分 析带 有 同 时 预 冲 孔 的 孔 翻 边 模 如 图 3 所 示 。 该 模 具主 要 解 决 在 狭 小 的 “ Z ” 形 弯 曲 空 间 内 , 如 何 处 理 该 处的 孔 翻 边 模 的 结 构 问 题 , 其 他 结 构 为 常 见 模 具 结 构 。该 模 具 采 用 2 根 小 导 柱 作 为 上 下 模 ( 上 固 板 、 卸 料 板 、下 固 板 ) 的 导 向 , 由 于 为 公 司 自 用 模 具 , 取 消 了 模 架 导柱 导 套 机 构 ; 翻 孔 凹 模 采 用 镶 块 结 构 , 便 于 调 整 和 更换 ; 制 件 定 位 采 用 孔 定 位 ( 3 孔 定 位 ) 。 另 外 , 由 于 定 位面 和 冲 压 工 作 面 不 在 同 一 平 面 , 为 了 防 止 卸 料 板 压 料面 积 过 小 问 题 , 采 用 了 4 块 等 高 块 ( 试 模 后 确 定 等 高高 度 ) , 有 效 地 防 止 了 卸 料 板 由 于 弹 性 体 放 置 不 均 匀而 造 成 的 压 料 面 不 在 同 一 水 平 面 的 问 题 。图 3 内 孔 翻 边 模 结 构 简 图1 . 模 柄 2 . 上 模 座 3 . 上 垫 板 4 . 上 固 板 5 . 翻 边 凸 模 6 . 卸 料 板7 . 下 固 板 8 . 下 垫 板 9 . 下 模 座 1 0 . 等 高 块 1 1 、 1 2 . 定 位 钉 1 3 柱 1 4 . 外 衬 套 1 5 . 内 衬 套 1 6 . 螺 旋 弹 簧 1 7 . 螺 塞3 . 2 主 要 零 件 设 计该 模 具 主 要 零 件 就 是 一 组 翻 孔 凹 模 的 镶 件 设 计 ,如 图 4 所 示 , 即 外 衬 套 1 4 、 内 衬 套 1 5 。 这 一 组 凹 模 镶 件从 标 准 件 演 变 而 来 , 为 了 适 用 于 本 模 具 而 作 了 较 大 的改 进 。 外 衬 套 选 用 材 料 为 C r 1 2 , 热 处 理 硬 度 6 0 6 2 H R C , 外 衬 套 翻 孔 凹 模 口 的 大 小 及 凸 模 的 形 式 、 规格 , 直 接 选 用 标 准 尺 寸 即 可 ; 与 下 固 板 7 采 取 紧 配 方式 ( 过 盈 0 . 0 0 5 0 . 0 1 0 m m ) , 内 衬 套 选 用 材 料 为 C r 1 2 ,热 处 理 硬 度 5 5 5 8 H R C , 与 外 衬 套 内 孔 作 滑 动 配 合 ( 间隙 为 0 . 0 1 0 . 0 2 m m , 主 要 获 取 一 段 精 密 导 向 部 分 ) ; 内衬 套 1 5 用 螺 旋 弹 簧 作 复 位 机 构 , 其 弹 力 只 要 能 使 内衬 套 1 5 很 好 地 复 位 即 可 , 装 配 时 凭 手 感 确 定 。 预 冲 孔废 料 每 次 应 从 漏 料 孔 中 顺 畅 排 出 , 不 能 有 一 片 积 存 ,如 图 3 I 处 放 大 图 所 示 。 同 时 下 垫 板 8 、 下 模 座 板 9 在相 应 位 置 加 工 出 装 配 用 工 艺 孔 , 便 于 内 衬 套 的 更 换 及维 修 。图 4 衬 套 结 构a 外 衬 套 b 内 衬 套4 结 束 语虽 然 该 冲 件 增 加 了 一 道 工 序 , 但 保 证 了 冲 件 的 质量 及 合 格 率 , 合 格 率 几 乎 为 1 0 0 % , 大 大 节 约 了 冲 件 的原 材 料 。 该 孔 翻 边 模 在 相 当 狭 小 的 空 间 内 , 模 具 结 构紧 凑 、 设 计 合 理 , 投 入 使 用 后 产 品 质 量 符 合 图 纸 要 求 ,目 前 , 模 具 工 作 稳 定 , 对 类 似 的 结 构 设 计 具 有 一 定 的参 考 价 值 。5 参 考 文 献 1 第 四 机 械 工 业 部 标 准 化 研 究 所 . 冷 压 冲 模 设 计 M . 机 械 工业 出 版 社 , 1 9 8 1 . 2 冲 压 模 具 用 零 件 Z . M I S U M I 公 司 , 2 0 0 6 . 3 冲 模 设 计 手 册 编 写 组 . 冲 模 设 计 手 册 M . 机 械 工 业 出 版 社 ,2 0 0 4 . 冲 模 技 术 3 9一 次 冲 压 完 成 多 道 工 序 的 复 合 模湖 北 应 城 市 摩 托 车 制 造 厂 杨 望 林图 所 示 零 件 是 用 厚 为 的 优 质 冷 轧 钢 板 经过 多 道 工 序 冲 压 而 成 。 其 工 艺 顺 序 是 落 料 , 拉 深 ,冲 孔 , 翻 边 , 切 修 凸 缘 边 。 由 于 每 道 工 序 需 一 套专 用 模 具 , 而 且 占 用 机 床 , 对 于 批 量 生 产 很 不 经 济 。 工序 多 , 安 装 定 位 次 数 多 , 制 件 易 产 生 偏 斜 不 能 保 证 制件 的 尺 寸 稳 定 和 产 品 质 量 。 为 此 , 我 厂 通 过 生 产 实 践 ,对 工 艺 作 了 调 整 。 除 第 道 工 序 和 第 道 工 序 外 , 我 厂设 计 了 一 种 复 合 模 。 将 其 中 第 道 拉 深 , 第 道 冲 孔 ,第 道 翻 边 , 道 工 序 在 复 合 模 中 一 次 完 成 。该 复 合 模 如 图 所 示 。 其 工 作 过 程 是 将 第 道 工序 的 平 坯 落 料 置 于 复 合 模 凹 模 上 , 操 作 压 力 机 冲床 下 行 , 这 时 由 凸 凹 模 将 平 坯 料 拉 深 到 要 求 的 尺 寸如 图 时 , 由 于 压 力 机 冲 床 的 下 行 , 此 时 凸 模 将拉 深 的 制 件 随 即 冲 孔 , 如 图 。 压 力 机 冲 床 继 续 下行 , 这 时 凸 凹 模 将 制 件 翻 边 成 如 图 所 示 。 然 后 压 力机 冲 床 上 行 , 这 时 由 退 料 橡 胶 的 作 用 推 动 压 料 板, 与 此 同 时 顶 料 杆 由 压 力 机 冲 床 上 的 退 料 装 置的 杠 杆 作 用 推 动 顶 料 头 , 分 别 将 制 件 和 冲 孔 余 料 从凸 凹 模 中 退 出 。 然 后 再 转 入 下 道 工 序 即 第 道 工序 切 修 凸 缘 边 。 图 中 , 件 为 模 架 、 件 为 模 柄 、件 、 、 、 为 螺 钉 。经 过 实 践 证 明 , 该 复 合 模 将 原 来 的 道 工 序 减 少到 道 工 序 , 成 倍 提 高 了 工 效 。 特 别 是 使 多 次 定 位 时 制件 产 生 偏 斜 得 到 了 控 制 , 保 证 了 产 品 质 量 。兹兹匕匕匕主主主 日日日日 一 司司司 目目任任帅 司司司司间间间 司司司司司司司司司司司司 、 洲 黔 门门。 纽一 干 飞工丫 。土丫丫工了 ,上丫上了土丫今 人下 孟甲 丈丫丫 宁 土丫 丫土丫 飞丫 人甲 十 十 ,十 卞 十 奥 森 产 品 会 使 您 的 润 滑 难 题 迎 刃 而 解我 厂 是 国 营 特 种 润 滑 油 脂 专 业 厂 家 , 生 产 设 备 先 进 , 技 术 力 量 雄 厚 , 检 测 手 段 齐 备 在 全国 拥 有 大 量 用 户 。 我 厂 采 用 国 内 外 最 新 技 术 和 材 料 生 产 的 系 列 润 滑 油 和 脂 类 , 具 有 润 滑 效 率高 、 耐 高 温 、 抗 磨 耐 压 和 换 油 周 期 长 等 特 点 , 可 满 足 轻 重 型 机 械 在 各 种 工 况 下 的 润 滑 要 求 。现 货 供 应 各 种 普 通 及 高 温 润 滑 脂 一 、 高 温 链 条 油 。 、 高 效 导 轨油 、 减 速 机 油 、 重 负 荷 工 业 齿 轮 油 、 液 压 油 、 透 平 油 等 。我 厂 产 品 工 艺 要 求 高 , 重 质 量 , 是 进 口 设 备 润 滑 油 国 产 化 最 理 想 的 代 用 油 品 。我 厂 油 品 售 价 低 廉 , 交 货 迅 速 , 讲 信 誉 , 代 办 托 运 , 欢 迎 垂 询 、 惠 顾 或 来 函 索 取 详 细 资 料 。北 京 奥 森 特 种 润 滑 材 料厂 址 北 京 复 兴 路 号 乘 汽 车 或 地 铁 木 择 地 站 下 车 沿 河 西 岸 往 南 米邮 编 电 话 一 电 挂开 户 行 北 京 市 工 商 行 会 城 门 分 理 处 帐 号 一 联 系 人 田 从 显 郑 树 起十 寸 十十 十十十 。十 ,十十十十 ,十十又 机 械 工 艺 师 , 翅收 稿 日 期 : 2007208202作 者 简 介 : 吴 长 春 (19752) ,男 ,工 程 师 。文 章 编 号 :100124934 (2008) 0120014205一 种 大 型 弯 曲 模 具 的 设 计 和 试 验吴 长 春 ,于 宏 亮(中 国 空 空 导 弹 研 究 院 , 河 南 洛 阳 471009)摘 要 : 高 强 度 不 锈 钢 的 弯 曲 成 型 特 性 和 低 强 度 金 属 材 料 的 弯 曲 成 型 特 性 不 同 ,通 过对 一 种 大 型 U 型 工 件 的 折 弯 成 型 模 具 的 设 计 和 试 模 以 及 模 具 的 改 进 过 程 ,阐 述 了 这类 材 料 弯 曲 成 型 模 具 设 计 的 方 法 ,并 从 中 总 结 出 了 对 于 类 似 模 具 设 计 过 程 中 应 注 意 的事 项 。关 键 词 : U 型 件 ;弯 曲 ;回 弹 ;高 强 度 不 锈 钢中 图 分 类 号 : T 1 + 4 文 献 标 识 码 : st re h a st h a nd i mp nt p of a f or a ki nd of la 2t yp e p a t he of be ng i n ki nd of a nd ng p of si e p a sp ri ng st h 引 言某 型 装 置 的 外 壳 结 构 形 式 为 U 型 工 件 ,如图 1 所 示 ,本 种 结 构 形 式 可 采 用 多 种 方 法 成 型加 工 ,比 如 分 块 焊 接 、 折 弯 等 。 工 件 的 材 料 为0是 一 种 高 强 度 不 锈 钢 材 料 1 ,要 求 成 型 后 工 件 的 尺 寸 精 度 和 批 量 生 产 的 一 致性 要 好 。 由 于 本 工 件 属 于 大 型 薄 壁 深 腔 U 型件 ,采 用 折 弯 成 型 比 较 困 难 ,而 且 精 度 很 难 保证 。 如 采 用 分 块 焊 接 的 方 式 成 型 ,其 焊 接 变 形情 况 比 较 难 以 控 制 ,批 量 生 产 的 一 致 性 不 好 ,并且 对 成 型 后 的 工 件 的 刚 性 和 强 度 有 一 定 的 影响 。 经 过 各 种 方 法 的 分 析 比 较 ,认 为 对 本 工 件采 用 模 具 弯 曲 成 型 的 方 法 较 好 ,由 于 工 件 的 尺寸 相 对 较 大 ,所 以 模 具 的 尺 寸 也 相 对 比 较 庞 大 ,模 具 的 加 工 和 试 模 都 较 为 困 难 ,生 产 准 备 成 本相 对 较 高 ,但 对 于 有 一 定 批 量 的 工 件 ,综 合 考 虑产 量 、 效 率 和 质 量 等 因 素 ,采 用 模 具 成 型 还 是 比较 合 适 的 。图 1 工 件 形 状1 材 料 弯 曲 特 性 分 析41 2007 本 工 件 使 用 的 材 料 厚 度 是 2 的0 料 ,是 一 种 高 强 度 不 锈 钢 ,其 s 可 达 1 100弹 性 模 量 E 20 300. 1 板 料 最 小 弯 曲 半 径 的 确 定1. 1. 1 理 论 计 算本 工 件 采 用 的 材 料 规 格 为 500 3 000 板 料 的 纤 维 方 向 沿 长 度 方 向 ,由 于 工件 的 尺 寸 所 限 ,折 弯 时 的 弯 曲 线 只 能 选 取 与 板料 纤 维 方 向 平 行 ,故 在 此 只 需 计 算 出 弯 曲 线 与纤 维 方 向 平 行 时 的 最 小 弯 曲 半 径 并 作 相 应 试 验即 可 。估 算 最 小 弯 曲 半 径 的 经 验 公 式 2 为 : t ( + 1) - 2 21 - ( + 1) (1)式 中 : 材 料 的 变 薄 系 数 ,本 模 具 中 材料 没 有 变 形 故 取 = 1 展 宽 系 数 ,当 板 料 宽 度 大 于 板料 厚 度 3 倍 时 ,取 = 1 材 料 的 延 伸 率 ,此 处 查 表 取 = 板 料 的 厚 度 ,此 处 t = 2 上 各 数 值 代 入 式 (1)得 :7. 33 1. 2 试 验 验 证为 了 确 保 所 选 取 的 最 小 弯 曲 半 径 能 够 满 足使 用 要 求 ,必 须 进 行 试 验 验 证 工 作 。 确 定 最 小弯 曲 半 径 的 试 验 方 法 比 较 简 单 ,截 取 多 块 100 100 板 料 ,在 冲 压 车 间 利 用 已 有 的模 具 在 计 算 结 果 的 指 导 下 选 择 弯 曲 半 径 进 行 冲压 。 选 择 的 弯 曲 半 径 分 别 为 5、 6、 7、 8 试 验结 果 为 采 用 5 弯 半 径 的 板 料 在 表 面 有 明显 的 裂 纹 出 现 ,采 用 6、 7、 8 弯 半 径 的 板 料无 明 显 裂 纹 ,对 这 些 板 料 进 行 了 X 光 探 伤 工 作 ,6 弯 半 径 的 板 料 在 圆 角 区 有 局 部 的 裂 纹出 现 ,7 8 弯 半 径 的 试 验 件 比 较好 ,为 安 全 起 见 最 终 选 取 8 本 工 件 的 弯 曲半 径 。1. 2 弯 曲 力 的 计 算1. 2. 1 自 由 弯 曲 力 的 计 算弯 曲 用 力 的 理 论 计 算 相 当 复 杂 ,其 受 到 材料 性 能 、 零 件 形 状 、 模 具 结 构 等 多 种 因 素 的 影响 ,并 且 计 算 出 来 的 数 值 也 不 一 定 准 确 ,在 此 参照 如 下 经 验 公 式 3 来 估 算 弯 曲 力 ,图 2 为 板 料在 压 弯 过 程 中 的 简 化 受 力 示 意 图 。图 2 板 料 简 化 受 力 图1. 凸 模 2. 凹 模P = 0. 7 KB b / ( R + t) (2)式 中 : B 弯 曲 线 长 度 , 材 料 厚 度 , 内 弯 曲 半 径 ,b 材 料 抗 拉 强 度 极 限 , 安 全 系 数 ,一 般 取 K = 1. 3在 本 工 件 中 ,上 述 各 参 数 的 数 值 为 : B =3 000 2 = 6000 t = 2 R = 6 b = 1100 代 入 式 (2) 计 算 结 果 为 : P 300 t 。1. 2. 2 凹 模 受 力 分 析在 工 件 的 弯 曲 过 程 中 ,凹 模 的 受 力 情 况 如图 3 所 示 。图 3 凹 模 受 力 图1. 凸 模 2. 凹 模51模 具 技 术 2008. 1 2 = 4一 般 情 况 下 ,最 大 弯 曲 力 P 出 现 在 45范 围 内 ,为 计 算 安 全 起 见 ,可 取 P/ 4 = 75 t 。1. 3 工 件 回 弹 角 的 计 算弯 曲 件 的 回 弹 值 一 般 受 两 部 分 的 综 合 影响 ,一 部 分 是 弯 曲 件 的 弯 曲 角 度 的 回 弹 ,另 一 部分 是 弯 曲 半 径 发 生 的 回 弹 。 当 弯 曲 半 径 R/ t 5时 的 自 由 弯 曲 ,弯 曲 件 的 弯 曲 角 度 会 发 生 变 化 ,而 弯 曲 半 径 的 变 化 比 较 小 ,可 以 忽 略 不 计 。 本工 件 的 R/ t = 4 5 ,故 本 工 件 可 以 不 考 虑 弯 曲 半径 的 回 弹 影 响 ,根 据 一 般 回 弹 角 的 简 化 计 算 公式 2 可 知 : = 0. 75 (1 - k) t 3)式 中 : 回 弹 角 (单 侧 )k 中 性 层 系 数 弯 曲 力 臂 等 于 1. 25t ( 圆 角 半 径 , 模 圆 角 半 径 ) s 屈 服 应 力 , 弹 性 模 量 , 材 料 厚 度 , 件 中 E = 203 000 s = 1 200 t = 2 = 10 + 6 + 1. 25 2 = 18. 5 选取 R = 0. 47 ,代 入 计 算 可 得 回 弹 角 4. 5 。2 初 始 模 具 结 构 设 计 和 试 验2. 1 模 具 结 构 设 计根 据 本 工 件 的 特 点 ,凸 模 设 计 成 如 图 4 (a)所 示 的 形 状 ,凹 模 设 计 成 如 图 4 (b) 所 示 的 形 状 。工 件 的 回 弹 靠 凸 模 的 的 角 度 来 补 偿 ,凸模 设 计 成 整 体 结 构 形 式 ,为 了 节 省 材 料 ,凹 模 深度 采 用 工 件 部 分 压 入 深 度 设 计 ,即 凹 模 深 度 设计 为 120 小 于 工 件 高 度 200 凹 模 由凹 模 侧 板 和 侧 面 加 强 筋 焊 接 成 型 ,凹 模 内 腔 尺寸 是 焊 接 成 型 后 用 机 加 的 方 法 保 证 。2. 2 模 具 尺 寸 和 凸 凹 模 间 隙 设 计2. 2. 1 模 具 基 本 尺 寸由 于 工 件 要 求 保 证 外 型 尺 寸 ,故 应 以 凹 模为 基 准 ,根 据 经 验 公 式 3 可 得 凹 模 的 宽 度 尺 寸为 :A d = A - 2+ )式 中 : A d 凹 模 尺 寸 , 弯 曲 件 的 基 本 尺 寸 ,104 弯 曲 件 公 差 ,0. 5 d 凹 模 的 制 造 公 差 ,此 处 选 公差 0. 035 尺 寸 代 入 式 (4)得 :A d = 104 - 0. 52+ 0. 0350= 103. 75 + 0. 0350 2. 2 凸 凹 模 间 隙凸 凹 模 之 间 的 间 隙 由 如 下 公 式 3 确 定 :Z = 5)式 中 : Z 凸 凹 模 单 面 间 隙 , 毛 坯 最 小 厚 度 , 间 隙 因 数 ,根 据 经 验 此 处 取 为 0. 18将 各 尺 寸 代 入 式 (5)可 得 :Z = 2 + 0. 18 2 = 2. 36 3 试 模2. 3. 1 试 模 情 况模 具 加 工 完 成 后 ,首 先 用 同 尺 寸 大 小 的20 # 钢 板 对 模 具 进 行 了 适 应 性 试 验 ,试 验 结 果 比较 理 想 ,然 后 用 实 料 进 行 试 验 ,压 力 机 吨 位 为800 t ,试 验 后 发 现 工 件 的 回 弹 比 较 大 ,单 边 回 弹达 到 10 左 右 ,如 图 5 所 示 。2. 3. 2 结 果 分 析综 合 试 验 情 况 分 析 ,工 件 回 弹 比 较 大 ,是 由61 2007图 5 工 件 回 弹于 工 件 属 于 高 强 度 不 锈 钢 ,它 与 低 强 度 钢 相 比其 折 弯 特 性 不 同 ,并 且 由 于 压 力 机 的 吨 位 所 限 ,在 弯 曲 成 型 的 终 了 校 型 阶 段 ,材 料 没 有 得 到 比较 好 的 校 形 ,故 回 弹 值 比 较 大 ,在 现 有 的 压 力 机吨 位 比 较 小 的 情 况 下 采 用 靠 凸 模 的 倾 角 (图 3)来 补 偿 回 弹 比 较 困 难 。3 模 具 的 改 进 设 计 和 试 验3. 1 模 具 的 改 进 设 计根 据 前 一 阶 段 的 试 模 情 况 ,为 了 较 好 的 在现 有 条 件 下 补 偿 工 件 回 弹 角 ,特 将 卸 料 板 设 计成 如 图 6 (a) 的 结 构 形 式 ,凸 模 也 做 适 应 性 的 更改 如 图 6 ( b) 所 示 。 同 时 根 据 前 期 的 试 模 情 况 ,将 凹 模 进 行 加 强 ,即 在 双 侧 添 加 一 倍 的 加 强 筋 。3. 2 试 模模 具 修 改 完 成 后 ,先 用 20 # 钢 对 模 具 进 行了 适 应 性 的 压 制 ,然 后 用 实 料 进 行 了 压 制 试 验 ,分 别 进 行 了 两 次 压 制 试 验 ,2 个 工 件 的 尺 寸 情 况如 表 1 所 示 。表 1 试 制 工 件 尺 寸 变 形 数 据 表 宽 度 侧 边 垂 直尺 寸 误 差 侧 边 直 线尺 寸 误 差 底 平 面测 量 点 开 口 底 部 左 侧 右 侧 左 侧 右 侧 全 长 范 围 内 底 平 面 有 压痕 ,平 面 度 为 0. 3 1 #1 100. 24 103. 70 上 5 中 0. 5 12 101. 14 103. 57 上 4 中 0. 83 100. 45 103. 55 上 3 上 1. 5 0. 34 101. 20 103. 56 上 1. 5 上 25 100. 80 103. 56 上 0. 3 上 3. 56 101. 90 103. 94 下 0. 5 上 4 0. 27 100. 57 103. 61 上 0. 5 上 48 99. 81 103. 52 上 1. 5 上 3 0. 69 100. 13 103. 56 上 2. 5 上 2. 510 100. 34 103. 63 上 2 上 2. 511 100. 79 103. 89 上 1 上 2全 长 范 围 内 底 平 面 有 压痕 ,平 面 度 为 0. 3 71模 具 技 术 2008. 1续 表试件号外 形 宽 度 侧 边 垂 直尺 寸 误 差 侧 边 直 线尺 寸 误 差 底 平 面测 量 点 开 口 底 部 左 侧 右 侧 左 侧 右 侧 全 长 范 围 内 底 平 面 有 压痕 ,平 面 度 为 0. 3 2 #1 100. 41 103. 60 上 0. 5 上 1 12 102. 51 103. 55 上 1. 5 下 0. 5 0. 23 102. 33 103. 52 中 0. 5 上 1 0. 54 101. 61 103. 53 下 1 上 2. 5 0. 65 102. 75 103. 55 下 2 上 2. 56 103. 34 103. 73 下 5 上 3. 5 0 0. 77 103. 80 103. 57 下 5 上 38 103. 50 103. 50 下 3 上 29 103. 15 103. 55 下 2 上 1 0. 510 103. 37 103. 59 下 0. 1 上 0. 5 0. 311 104. 70 103. 81 下 0. 5 下 0. 5 0. 6全 长 范 围 内 底 平 面 有 压痕 ,平 面 度 为 0. 3 上 表 中 测 量 点 的 选 取 是 按 照 工 件 全 长 的 平均 间 隔 选 取 ,其 中 侧 边 垂 直 尺 寸 误 差 的 表 示 方法 说 明 如 图 7 所 示 ,采 用 了 比 较 简 单 直 观 的 表示 方 法 。图 7 侧 边 垂 直 尺 寸 误 差综 合 分 析 以 上 尺 寸 情 况 发 现 ,工 件 在 全 长范 围 内 的 回 弹 值 控 制 不 均 匀 ,工 件 的 侧 边 有 波纹 现 象 发 生 ,越 靠 近 开 口 部 位 其 波 纹 越 大 ,同 时有 向 单 边 倾 斜 的 情 况 出 现 ,即 工 件 两 侧 的 回 弹值 控 制 不 均 匀 。3. 3 试 模 结 果 分 析根 据 以 上 情 况 得 出 ,工 件 的 回 弹 情 况 已 比前 期 得 到 了 较 好 的 控 制 ,改 进 后 的 模 具 结 构 可以 解 决 工 件 的 回 弹 ,工 件 的 直 边 波 纹 情 况 的 发生 可 能 是 由 于 凹 模 在 压 制 过 程 中 的 变 形 以 及 凸凹 模 在 压 制 过 程 中 的 对 中 性 不 好 所 致 ,此 外 由于 工 件 不 是 采 用 全 深 度 压 入 ,在 压 制 的 终 了 阶段 工 件 的 上 端 仍 处 于 自 由 状 态 ,也 是 导 致 工 件变 形 的 一 个 主 要 原 因 ,为 了 证 实 模 具 在 压 制 过程 中 的 变 形 是 导 致 工 件 变 形 的 一 个 主 要 原 因 ,在 进 行 工 件 压 制 过 程 中 对 模 具 的 几 个 点 的 变 形情 况 进 行 了 监 测 ,监 测 点 如 图 8 所 示 ,在 压 制 过程 中 检 测 的 模 具 最 大 变 形 量 见 表 2。图 8 凹 模 变 形 监 测 点 布 置表 2 凹 模 变 形 量 监 测 数 据 点 1 2 3 4 5 6 7 8变 形 量 (0. 08 0. 10 0. 25 0. 30 0. 27 0. 28 0. 09 0. 07模 具 的 最 大 变 形 发 生 在 凸 模 进 入 凹 模 的 初始 阶 段 ,即 在 板 料 完 成 直 边 成 型 的 过 程 当 中 ,最大 变 形 达 到 0. 30 这 种 变 形 直 接 导 致 了 工件 在 成 型 阶 段 尺 寸 的 偏 差 ,使 U 型 件 的 底 部 尺寸 不 均 匀 ,从 而 导 致 直 边 尺 寸 的 误 差 。 另 一 方面 ,由 于 凸 凹 模 变 形 ,导 致 凸
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号