某型内环钣金精准成型工装模具设计

1、银金成型课程设计说明书某型内环（GH536）精准成型工装模具设计第2章工艺过程设计2工艺方案确实定零件为不等边u形件，该零件的生产工艺包括激光切割下料、冲压弯曲成型两 个基本工序，故该模具设计方案为冲压弯曲一次成型。第3章工艺尺寸计算弯曲工艺尺寸计算弯曲件展开尺寸的计算根据冲压手册表3-16一次同时弯曲两个角L = h + l2 + h +0.6t-L =4.2+6.1+3.2+0.6x0.8=13.9(mm)其 中L弯 曲 件 的 展 开长度t材料厚度120,36计算材料利用率：板材规格选用1.25m X2.5m,考虑工件单件小批量生产，采用激光切割，用CNC套料软件套料编程，板材利用率可达

2、90%以上。第2章工艺过程设计 回弹角板料的塑性弯曲总是伴有弹性变形，制件卸载后弹性变形局部会立即恢复， 使工件的角度和圆角半径发生变化，而与模具的相应尺寸不一致的现象，称为弯 曲件的回弹，回弹将直接影响弯曲件的质量，通常用角度的回弹值和弯曲半径的 回弹值来衡量。1=1.25 rmin = 0.9mm, 取rp = r = Immo凹模圆角半径rd不宜过小，以免弯曲时擦伤毛坯外表，同时凹模两边的圆角半 径以 应当一致，用以防止弯曲时的毛坯偏移。查实用冲压模具设计手册表4-23凹模圆 角半径出=3mm o凸、凹模间隙C对于U形件弯曲，必须合理选择凸、凹模间隙。间隙过大，那么回弹大，弯 曲件尺寸和

3、形状不易保证；间隙过小，弯曲力增大，且使工件变薄，降低模具寿 命。生产中常按材料机械性能和材料厚度选取：表3.1凸、凹模具间隙经验公式钢板C= (1.051.15) t有色金属C= (11.1) t材料为GH536,属于高温合金钢，因此、0.84mm凸、凹模的宽度尺寸计算弯曲件宽度尺寸标注在外侧，应以凹模为基准，先计算凹模尺寸。考虑到模具磨损和弯曲件回弹的影响，凹模宽度尺寸应为：Bd= (B - 05a万=(7. 7-0. 5X0. 1X2)H9=7. 6H9其中A工件公差第2章工艺过程设计 6d凹模制造公差凸模尺寸Bp按凹模配制，保证双面间隙，那么凸模宽度尺寸应为：=旧一 2也=7. 6-

4、(2X0. 84) =5. 92h8其中：匹一一凸模制造公差z凸、凹模单边间隙(凸、凹模的制造公差可采用IT7IT9级精度，一般取凸模的精度比凹模的精度高 一级,在这里,查GB/T1800.3-1998,取如为IT8级精度,取6d为IT9级精度。) 6 凹模深度凹模深度要适当，过小工件两端的自由局部太多，会造成弯曲件回弹大、不平 直；过大那么多消耗模具钢材，且需较长的压力机行程。查实用冲压模具设计手 册表4-23得，凹模深度o = 8.5mm0沈阳航空航天大学课程设计说明书第4章压力设备的选择第4章压力设备的选择弯曲力的计算弯曲力是设计弯曲模与选择压力机的重要依据之一。弯曲力的大小跟毛坯尺 寸

5、、材料性能、弯曲方式、模具结构等多因素相关，因此难以得到准确的计算值。在 生产中常采用经验公式来确定。自由弯曲时的弯曲力 Q.7KBt2ab产自二=0. 7*1. 3*120. 36* 0. 8*0. 8*725/(1+0. 8)=28233. 78(N)其中K平安系数，一般取1.3B弯曲件宽度Ob材料抗拉强度对于有顶件装置的弯曲模，其顶件力或压料力可取自由弯曲力的30%60%, 即Fi = (0,30.6)产自=(0.3-0.6) x 28233.78N= 8470.1316940.27N (4. 2)取 Fi = 16940.27NF 压 NF 自 F = (28233.78+ 16940

6、.27)N = 45174.05/V 校正弯曲力根据板厚t = 0.8mm,查单位面积校正力p表可知，p = 50MPa,校正弯曲力 为/笈=4 p = 50 xl527=76350N(4. 3)其中A弯曲件校正局部的投影面积p单位校正力7沈阳航空航天大学课程设计说明书第4章压力设备的选择对于校正弯曲，其弯曲力比自由弯曲力大得多，而在弯曲过程中，两者不是同时存在。因此，选择冲压设备时，可仅以校正弯曲力作依据，即尸压物之尸数压力机公称压力确实定选择压力机要求压力机公称压力大于所有冲压力之和，F压机NF校。查表得F 压机= 60KF 校= 77N那么压力机初选为开式可倾式压力机J23-16表4.1

7、压力机参数型号公称压 力滑块滑块行程次 数最大闭合 高度封闭高度 调节量垫板 厚度模柄孔尺寸J23-16160KN55mm120 次/min220mm45mm40mm40mmX 60mm沈阳航空航天大学课程设计说明书第5章模具零部件设计与选用第5章模具零部件设计与选用5.1弯曲凹模的设计采用整体式凹模，采用螺钉紧固，销钉定位。凹模采用矩形板料结构，凹模轮廓尺寸计算如下：凹模高度H：(5. 1)H = 1 + rP + t + o + rd = 10 + 1+ 0.8 + 8.5+ 3 = 23.3mm式中1 一顶板在凹模中的高度加一凸模圆角半径t材料厚度0凹模深度rd一凹模圆角半径查JB/T7

8、643.1-2008取矩形凹模板高度为H = 32mm凹模轮廓尺寸L x ：凹模轮廓尺寸为：Lx = 120.36mm x 18.21mm查JB/T7643.1-2008取矩形凹模板轮廓尺寸为L x = 160mm x 100mm图5,1弯曲凹模9沈阳航空航天大学课程设计说明书沈阳航空航天大学课程设计说明书第5章模具零部件设计与选用2弯曲凸模的设计非圆形凸模的固定局部应做成圆形或者矩形，本凸模采用矩形台阶式固定，凸模与固定板配合选用。 m6凸模长度：L = hi + t + h2 = (9.2+ 0.8+ 10)mm = 20mm(5. 2)其中hi-弯曲两角工作高度机一固定台阶高度七一材料的

9、厚度10沈阳航空航天大学课程设计说明书第5章 模具零部件设计与选用凸模、凹模的材料弯曲凸、凹模与工件接触的外表受到比拟强烈的磨损，必须选用耐磨性良好的 模具材料，由于GH536的强度和硬度都较高，要求模具材料必须具有较高的强 度。因此，弯曲凸、凹模具选用Crl2MoV,经过淬硬后硬度到达5268HRC。定位板的设计定位板用于冲裁、修边、成形时工件或毛坯轮廓的定位，弯曲模定位板长度 和宽度尺寸和弯曲凹模一致L x = 160 x 100mm,查冲压模具设计手册表8- 4确定定位板尺寸为L xxt= 160 x 100 x 3mm。图5.5定位板11沈阳航空航天大学课程设计说明书沈阳航空航天大学课

10、程设计说明书第5章模具零部件设计与选用5. 5凸模固定板的设计凸、凹模固定板主要用于小形凸模、凹模等工作零件的固定，本文弯曲凹模为整体式凹模，不需要凹模固定板，凸模固定板材料为45钢。(5. 5)5弯曲凸模固定板高度:H = (0.6 - 0.8)/ /= 取 H = 25mm；凸模固定板轮廓尺寸与凹模一致：Lx x H = 160 x 100 x 20mm固定板与凸模按照H7/m6配合。固定板与凸模按照H7/m6配合。图5.6弯曲凸模固定板6垫板的设计垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上、下模 板上压出凹坑，影响模具正常工作。垫板厚度取3lOnun,外形尺寸与凸、凹模

11、固 定板相同，经查阅标准GB2858.3-81得轮廓为：L x xH = 160 x 100 x 8mm,材 料为45钢，热处理后硬度达4348HRC。5.7卸料装置及顶件块的设计弹性卸料装置，装置的作用是将工件从凹模中顶出，并提供一定的压料力， 凹模装在下模座时，如果工件不能通过模具的底部漏出，那么需要借助于装在压力机 工作台下的顶件装置利用弹簧或者气垫驱动顶板顶出工件。顶件块顶件块外形与凹模为间隙配合曲/8,顶件块的尺寸为7.6x 119.3X 5mmo12沈阳航空航天大学课程设计说明书第5章 模具零部件设计与选用顶杆查JB/T 7650.1选用带肩顶杆6x45,材料为45钢，经热处理后硬

12、度到达4348HRC。弹簧考虑到行程较大、卸料力适中，选择弹簧作为弹性元件。计算弹簧的顶压力R =上(5. 7)n13镀金成型课程设计任务书一、课程设计题目：某型内环（GH536）精准成形工装模具设计二、课程设计自：202x年6月22日至202x年7月B日三、课程设计内容及要求：（一）基本要求：（1）学会查阅资料和有关手册；（2）能进行成形件的工艺分析，进行工序设计、计算、编制工艺流 程图。（3）能够正确地选择模具结构，进行有关的结构设计和计算；（4）能够正确地凸、凹模工作尺寸计算和尺寸标注；（5）能够正确地选择压力机设备，进行有关使用参数的校核和计算;（6）能够按照有关国家标准正确的绘制模具

13、图以及主要零件的零 件图；（7）能够按照有关规定正确编写设计说明书（不少于4500字）；（8）能够编制模具零件工艺。（二）课程设计内容（1）消化并绘制产品零件图，进行工艺分析，借阅参考资料；（2）成形工序设计、计算、编制工艺流程图（含冲压力计算、初选 压力机）；（3）确定模具结构类型，模具尺寸计算，绘制模具装配图（草图） 送审；沈阳航空航天大学课程设计说明书第5章 模具零部件设计与选用其中Py一弹簧的顶压力F1一卸料力/推料力n一弹簧的个数选择弹簧：使弹簧最大工作极限负荷P2Py计算弹簧总压缩量He =Hy+Hg + Hx(5.8)其中Hy一弹簧的预压缩量也一弹簧的工作行程Hl凸模总修磨量弹簧

14、与顶杆安装在一起:查GB/T2089-2009选择YA1X8X42,经过计算He H Hmm + 10mm式中Hmax压力机最大闭合IWj度;Hmin压力机最小闭合度；H一一冲模的闭合高度。计算得165mm H 130mm实际闭合高度为141.5mm,符合要求。定位装置及紧固件的选择螺钉主要承受拉应力，用来连接固定零件。中小型模具常用直径为M6M12。销 钉在模具中主要起定位作用，同时也承受一定的侧向力，常常作为定位模具零 件并与紧固螺钉配合使用。螺钉与销钉材料为45钢，其中销钉与销孔采用比的 rri6 过渡配合，选用如下表所示。表5,1弯曲定位件及紧固件弯曲连接对象工程标准尺寸/mm数量上模

15、座与凸模固定板内六角圆柱螺钉GB/T70-85M8x 504圆柱销GB119-86A6x 602下模座与凹模内六角圆柱螺钉GB/T70-85M8 x 604圆柱销GB119-86A8x 702定位板与凹模内六角圆柱螺钉GB/T70 - 85M6x 104圆柱销GB119-86A6x 14217沈阳航空航天大学课程设计说明书第6章模具总装配图第6章模具总装配图图6.1弯曲成形模18结论沈阳航空航天大学课程设计说明书结论在本次课程设计中，在老师和同学的帮助下，我利用所学习的冲压理论知识，独 立自主的设计、完成并分析了某型内环（GH536）精准成型工装模具设计问题，与 此同时，也积累了很多与实践生产

16、相关联的经验，有些方案理论上可行，但实际上 会浪费大量物力财力，不具有实践意义。所以，今后在学习理论知识的同时，我一定注 重实践，不断努力。通过本次课程设计，我查阅资料的能力和学习软件的能力也有所 提高，也认识到自己对于软件的操作存在一些问题，绘制工图不够熟练，今后还 得勤学多练。19参考文献沈阳航空航天大学课程设计说明书参考文献1肖景容，姜奎华主编.冲压工艺学M.北京：机械工业出版社. 1999.2李名望主编.冲压工作实用手册M.北京：化学工业出版社.2010.3刘占军编著.冷冲压模具设计难点与技巧加.北京：电子工业出版社.2010.4王孝培主编.实用冲压技术手册M.北京：机械工业出版社.2

17、001.5陈炎嗣编著.多工位级进模设计与制造M.北京：机械工业出版社.2014.6姜银方，袁国定主编.冲压模具工程师手册北京：机械工业出版社.2011.7胡兆国主编.冷冲压工艺及模具设计M.北京：北京理工大学出版社.2009. 88李小海，王晓霞主编.模具设计与制造M.北京：电子工业出版社.2011.9王芳主编.冷冲压模具设计指导M.北京：机械工业出版社.1998.10付宏生主编.冷冲压成形工艺与模具设计制造M.北京：化学工业出版社.2005.20（4）绘制模具图纸（含装配图及非标准零件图）；（5）编制模具零件工艺；（6）编写设计说明书；辩论。（三）主要参考书目（1）李名望主编.冲压工作实用手

18、册M.北京：化学工业出版社.2010.刘占军编著.冷冲压模具设计难点与技巧M.北京：电子工业出 版社.版社王孝培主编.实用冲压技术手册M.北京：机械工业出版社.2001.（4）陈炎嗣编著.多工位级进模设计与制造M.北京：机械工业出 版社.2014.姜银方，袁国定主编.冲压模具工程师手册M.北京：机械工业 出版社.2011.（6）胡兆国主编.冷冲压工艺及模具设计M.北京：北京理工大学出 版社.2009.李小海，王晓霞主编.模具设计与制造M.北京：电子工业出 版社.2011.（8）付宏生主编.冷冲压成形工艺与模具设计制造M.北京：化学工 业出版社.2005.摘要摘要冲压成形是一个涉及领域及其广泛的

19、行业，深入到制造业的方方面面，冲压 成形是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性 变形或别离，从而获得所需形状和尺寸的工件的加工成形方法。本次设计的某型 内环(GH536)精准成形工装模具设计就采用了冲模制造，其精度要求不高，不需 要校形。在设计的过程中采用CAD二维绘图和SolidWorks三维绘图。在弯曲的工 序中采用一次弯曲成形，定位板定位降低误差，弹性卸料装置压料卸料利于合金流 动。GH536合金因具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能、优秀的高温强度、良好的冷、 热加工成形性和焊接性能而广泛应用于航空航天领域。本文对GH536冲压某型 内环进行了镀金工艺设计，主要研究

20、内容有：绘制某型内环零件图(2D/3D), 查询材料相关参数及性能，工艺分析并确定工艺方案，工艺尺寸的计算，模具主 要零件的选用，绘制模具3D装配图，模具缺陷即弯曲回弹、减薄率分析。关键词：弯曲成形；工艺分析；弯曲回弹 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 第1章绪论11.1研究背景12研究对象概述1 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 第2章工艺过程设计3工艺性分析3材料分析3结构分析3精度分析3 HYPERLINK l bookmark2 o Current Docum

21、ent 工艺方案确实定4工艺方案4工艺方案的比拟4 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第3章 工艺尺寸计算4弯曲工艺尺寸计算4弯曲件展开尺寸的计算4确定排样及毛坯余量4 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 计算材料利用率4 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 回弹角5 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 确定弯曲模具尺寸6 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document

22、第4章压力设备的选择7 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 弯曲力的计算7 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 自由弯曲时的弯曲力7 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 校正弯曲力8 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 压力机公称压力确实定8 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 第5章 模具零部件设计与选用 9弯曲凹模的设计9 HYPERLINK l boo

23、kmark33 o Current Document 弯曲凸模的设计10 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 凸模、凹模的材料11 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 定位板的设计11 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 凸模固定板的设计12 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 垫板的设计12 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 卸料装置及顶件块的设计12

24、HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 模架的设计14上模座和下模座15导柱、导套15 HYPERLINK l bookmark53 o Current Document 模柄的设计16 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 闭合高度确实定与校核16 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 定位装置及紧固件的选择17 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document 第6章模具总装配图18 HYPERLINK l bookmar

25、k61 o Current Document 结论19 HYPERLINK l bookmark63 o Current Document 参考文献20第1章绪论第1章绪论模具是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊工艺装备，工业要开展，模 具需先行。没有高水平的模具，就没有高水平的工业产品。如今，模具工业水平既 是衡量一个制造业国家水平高低的重要标志，也是一个工业国家产品保持国际竞争力 的重要保证之一。本文主要研究冲压工艺和成形工序中的弯曲。在冲压生产过程中， 弯曲件占有很大的比例，弯曲件的质量问题，也是模具人员非常关心的问题，由于弯 曲过程中产生的缺陷多达十几种，常常让工作人员始料不及。所以，对其常见的缺 陷的产生原因及消除方法加以总结，对优化模具设计，提高弯曲件的质量无疑是非 常重要的。研究背景冲压成形工艺技术的开展在数字化以及可控化方向取得了长足的开展与进 步，受到现代计算机技术的影响，数字模拟技术的应用显著提高了产品的实用性特 征。CAD、CAM技术的普及以及有限元软件如ANSYS、ABAQUS等的应用，更高 效地协助模拟分析成形过程中的应力、应变、缺陷等问题。弯曲工艺指的是利用 设备、模具将板料、棒料、管料或型材等弯成一定曲率、一定角度