汽车锁座零件冲压工艺分析及模具设计

汽车锁座零件冲压工艺分析及模具设计

摘要：模具是现代工业生产中的重要工艺装备，本论文主要涉及冲压模具工艺设计

和弯曲模具工艺设计，整个过程包括工艺方案、工序安排、工序尺寸、使用的设备及

模具类型，并根据设计出的冲裁凸凹模的尺寸及技术要求制定其机加工工艺规程，最

终绘制出正确的冲裁模具装备图和弯曲模具装备图。

根据零件的技术要求，确定工艺方案为：先进行冲裁然后弯曲。在冲裁工艺阶段,

拟定两种落料与冲孔方案：一种是落料与冲孔复合；一种是先落料在冲孔。通过各方

面计算与比较，确定第一种方案更优。在弯曲阶段，由于孔接近变形区，弯曲后需要

钳工修磨，以达到工艺要求。

在凸凹模的制造过程中，由于模具制造与一般机械制造相比较，有着特殊的技术

要求和明显的特点，必须区别对待，（1）单件生产：每种模具一般生产1〜2副，普

遍采用修锂、修配方法加工，工序组合相对集中对工人技术水平要求较高。（2）制造

质量高：一般地，模具工作零件的制造精度比产品零件商2〜4级，需采用坐标磨床、

数控机床加工。（3）形状复杂：一般加工难度大，有时需要特种加工或专门化机床。

（4）材料硬度高：一般采用工具钢淬火、低温回火，需要采用特种加工方法。

关键词：模具冲裁弯曲工艺

PDFAnAnalysiso£冲载凹模冲裁凸模1

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同工冲截凸模2冲载装配图开题报告

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况-1拉伸模设讨中拉伸壁零件图汽车锁座零件冲压工

的起皴的分析AutoCAD图形艺分析及模具设讨

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任务书锁座零件图凸凹模

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凸凹模过程卡图纸清单A4弯曲凹模

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弯曲顶件块弯曲凸模

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71KB126KB178KB

祝1英文原文一拉伸模设摘要目录

fl计中拉伸壁起皱的..・

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Blocklockpartsofcarstampingprodessanddiedesign

Abstract：Moldisanimportanttechniqueandequipmentinmodernindustrial

production,Inthispaper,themainprocessinvolvedindesignofstampingdieanddesign

ofbendingmold,thcentireprocessincludingplanningofprocess,organizationofprocess,

sizeofprocess,useofequipmentandtypesofmold.Andinaccordancetothesizeof

convexandconcavemoldandtheitstechnicalrequirementscompletethedevelopmentof

itsmachiningprocessplanning,eventuallydrawthecorrectassemblingdrawingof

blankingdiesandbending.

Accordingtothetechnicalrequirementsofparts,Technologyprogramisdetermined

toblankingfirstlyandthenbending.IntheStageofblankingprocess,Thedevelopmentof

blankingandpunchingtwoprograms:oneisthecompositeblankingandpunching;anther

isblankfirstlythenpunch.Throughcalculationandcomparisonofvariousaspects,thefirst

programwastoidentifybetter.IntheStageofbending.Asthedeformationzonebeinnear

ofthehole,itneedtobendingfitteraftergrindinginordertomeetthetechnical

requirements.

InthemanufacturingprocessofBumpofBlankingDie,moldmanufacturingis

comparedwiththegeneralmachinerymanufacturing,asaresultofitsspecialtechnical

requirementsanditclearfeatures,woMustbetreateddifferently.(l)One-piece

production:Gcnerlly,eachmoldproductfor1〜2,Widelyusedprocessingoffilerepair,

repairmethods,combinationoftheprocessofrelativeconcentrationanddemandthe

workersofhigherskilllevels;(2)theManufacturingofhigh-quality:Ingeneral,the

manufacturingofmoldpartsproductsaremoreprecisionthan2to4highbythegeneral

parts,needtotheuseofcoordinategrindingmachinesandCNCmachining;(3)Complex

shape：Generaltheprocessingismoredifficult,andsometimesitneedforspecial

processingorspecializedtools;(4)Materialhardness:Ingeneraltoolsteelneedto

hardening,lowtemperaturetempering,itneedtousethemethodsofspecialprocessing.

Keywords:MoldBlankingBendingTechnology

目录

1前言

1.1机械与模具制造业在国民经济中的地位.............（1）

1.2当前国际模具发展现状及其特点...................（1）

1.3我国模具发展现状及其特点.......................（2）

1.4汽车锁座零件的简单介绍.........................（2）

2锁座零件冲压工艺分析

2.1零件结构的分析..................................（3）

2.2确定工艺方案....................................（4）

3冲压模的设计

3.1零件工艺计算....................................（5）

3.2设计各主要零件结构尺寸..........................（12）

3.3冲裁模装配图....................................（17）

4弯曲模的设计

4.1弯曲件的工艺分析................................（18）

4.2制定弯曲方案....................................（21）

4.3确定毛坯弯曲部分尺寸L用、下料方式............（22）

4.4确定弯曲模结构形式..............................（23）

4.5弯曲模装配图....................................（27）

5冷冲模零件的制造工艺

5.1传统模具制造向现代模具制造的过渡...............（28）

5.2编制冷冲模零件工艺的整体思路...................（28）

5.3零件立体图和凸凹模立体图.......................（29）

5.4凸凹模的加工工艺................................（30）

结论.......................................（33）

参考文献...................................（34）

致谢......................................（35）

要的影响。尽管模具CA3技术应用越来越广泛，是目前广为使用的模具CAD技术大都

停留在计算机辅助绘图层次，难以胜任对模具开发的高质量、短周期、低成本要求。

为此，本设计在重点利用计算机辅助进行工艺分析的过程，将转化为传统的模具CAD

从计算机辅助绘图提升到计算机辅助设计层次。

1.3我国模具发展现状及其特点

国内的模具工业起步较晚，但在过去的十多年中也取得了一些进步。例如冲压模

具方面，国内设计制造的部分轿车覆盖件模、空调器散热片级进模、电机定转子双回

转叠片高精度硬质合金级进模、集成电路引线框架多工位级进模，以及带自动冲切、

叠压、钾合、计数、分组、扭斜和安全保护等功能的铁心精密多功能模，都已达到较

高的水平。但从总体上看，我国与工业发达国家相比仍有较大差距。例如，精密加工

设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率尚待提高，许多

先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别是在大型，精密，复杂和长寿命模具上，

一方面技术差距明显；另一方面产能也不能满足国内的需求，因而仍大量从国外进口。

所以，为了改变这种被动状态，尽快适应社会主义工业现代化建设对冲压工艺生产水

平提高的需求，全方位大力做好模具基础、研发和推广工作，是至关重要的，

我国的工业经济，已进入大批量规模经济和小批量多品种经济并行的时期，两者

对模具存在趋同的依赖性。因为在经济快速发展，产品畅销时期，自然要求模具能及

时供应；而在经济停滞，产品不畅销时期，企业必然会想方设法开发新产品，也同样

会对模具带来强劲的需求。这说明，模具市场的总休趋势将是一直平稳向上的。也有

人说，模具工业是永不衰退的工业，正是基于这样的分析•。另外，从另一个角度看，

两者对模具结构的要求是各不相同的，大批量生产用的模具应着眼于高效率和长寿

命，而小批量生产用的模具则应着眼于结果简单、制模快速和成本低廉。因此，对不

同要求的模具要求，应相应的制定不同的设计方案。

1.4汽车锁座零件的简单介绍

本设计是GJ750B汽车锁座零件，材料是Q235,在设计过程中必须考虑成本，配

合整体汽车设计减少成本，同时运用当前较先进的技术手段提高效率，例如：本次设

计采用AUTOCAD辅助设计，大大缩短了模具设计过程的分析工作周期，迅速提高模

具设计的效率。

由于本人水平有限，本论文中还存在不少的错误和不足之处，敬请评阅老师批阅

和纠正。

2锁座零件冲压工艺分析

2.1零件结构的分析

本设计的零件是锁座零件，材料为Q235,厚度为2mmo如图2-1.1所视。该零件

进行冲压加工的基本为冲孔、落料。

R5R2

C[]------------------------------------r--

.卜11

叶.、「」Ji

11

R5/LbXigJsL

r----------------------*1

21iO5

RL5

图2-1.1锁座零件图

2.2确定工艺方案

三个孔的边缘与弯曲中心的距离分别为：

1.5mm<2.Ot(4mm)

18.5mm>2.Ot(4mm)

6.5mm>2.Ot(4mm)

弯曲时会引起h边上小孔的变形，可以在弯曲后修正，所以可以先冲孔在弯曲.

方窠一：落料与冲孔复合。

方案二：先落料再冲孔。

分析冲压工艺方案：

方案一：模具结构简单，模具寿命长、制造周期短、投产快。能利用一个侧面定

位，操作比较简单方便，

方案二：模具结构筒单，投产快寿命长，尺寸和形状不精确。

综上所述，考虑到该零件的批量为中批量，作为保证各项技术要求，选用方案一。

工序如下：L下料。

2.落料和冲孔。

3冲压模的设计

3.1零件工艺计算

3.1.1计算毛坯长度:

该零件的毛坯展开尺寸按图3-1.1所示计算:

LIL3

RL5

L2

图3-1.1

由于弯曲半径:r(L5mm)>0.5t(1mm),所以

毛坯总长度L=L1+L2+L3+n(r+xt)

式中:Li=32.5mm,L2=18mm>L3=32.5mm

查表得:X=0.27

L=32.5+18+32.5+3.14X(1.5+0.27X2)=89.4056mm

考虑材料的收缩，经过修正,取实际毛坏尺寸I=90mm

3.1.2排样及材料利用率：

排样是指冲裁零件(毛坏)在条料，带料或板料上布置的方法。合理有效的排样

在于保证在最低的材料消耗和高生产率的条件下，得到符合设计要求的工件。在冲压

生产过程中，保证很低的废料百分率是现代冲压生产最重要的技术指标之一.在冲压

生产过程中，冲压件材料消耗费用可达总成本的60%〜75%,每降低1%的冲E废料，

将会使成本降低0.4%〜0.5%。合理的利用材料是降低成本的有效措施，尤其是在成

批和大量生产中，冲压件的年产量达数十万件，甚至数百万件，材料合理利用的经济

效率更为突出。

排样方法的选择原则：

①冲裁小工件或某种工件需要窄条（带）料时，应沿板料顺长方向进行排样,

符合材料规格及工艺要求。

②冲裁弯曲毛坯时，应考虑板料轧制方向

③冲件在条（带）料上的排样，应考虑冲压生产率、冲模耐用度、冲模结构

是否简单和操作的方便与安全等。

④条料宽度选择与在板料上的排样应优先选择条料宽度较大而步距较小的

方案，以便经济地裁切板料，并减少冲压用时间。

⑤在可能情况下，要求产品设计时修正产品零件的结构形状和尺寸，以减少

或消除设计废料的形成，并有可能采取少、无废料排样方法。

由于毛坯的形状，考虑操作的方便与模具结构尺寸，初步选用对排。搭边值要合

理确定。搭边值过大，材料利用率低。搭边值过小，在冲裁过程中会被拉断，防碍顺

利送料，零件会产生毛刺，有时会拉入凸、凹模间隙中，损坏模具的刃口，降低模具

的寿命。所以搭边值的选取一般由经验确定，取值可参考资料［3］。

图3-1.2

选取搭边值：模具选用固定卸料板

由表可得搭边值：a=2.0Xl.1=2.2a尸2.2X1.1=2.4

采用有侧压板的冲压时条料宽度B=D+2a

毛坯面积:S=10X36+(2-4/nX22)X4+2X10+18X14+8X5+4/nX52X4+26X

26+16X5+18X2=1545.94^1546(mm2)

方案一：双行对排(图3-1.2)

条料宽度：B=90+33+4X2.4=132.6(mm)

进距：h=2/l(26+2.2)=14.1(mm)

一个进距的材料利用率：

n=nS/BhX100%

=1X1546/(132.6X14.1)XI00%

=82.7%

图3-1.3

方案二：单行对排(图3T.3)

B=90+2X2.4=94.8(mm)

H=2/26+2/10+2.2=25.2(mm)

一个进距的材料利用率：

n=nS/BhX100%

=1X1546/(94.8X25.2)X100%

=64.7%

从上述两种排样可以分析得：采用双行对排，材料的利用率更高。

故决定采用双行对排。

3.1.3计算压力机及初选冲床

1.冲裁力的计算

平刃模具冲裁时的冲裁力：

P=Lt.

实际所需的冲裁力还需增加30%,即

P=1.3Lt<

工件毛坯周长以：LL232

工件孔总周长L：L=2X3.14X3X2+3.14X15.5=86.35mm

由Q235-A的6=304〜373mpa

故：落料力为：F)=1.3X232X2X343

=207KN

冲孔力为：F2=l.3X86.35X2X343=77KN

F冲=%+F2=284KN

查表得：K卸=0.05,K顶=0.06所以：

落料时的卸料力为：F卸二0.05X207=1C.35KN

冲孔时的顶料力为：F顶=0.06X77=4.£2KN

总冲压力：P总二F冲+F卸+F顶=284+10.35+4.62+

=298.97KN

根据《中国模具设计大典》选用400KN冲床。

3.1.4确定压力中心

L8

图3-1.4

根据图3-1.4的分析：

L尸26nlmX尸0丫尸0

=

L2=52mmX2=0Y213mm

L=15.7mmY=28mm

3x3=o3

L)=6.28mmYi=31.57mm

x4=o

L,s~28rnniY.=；=40nini

x5=o

U=15.7mmx«=oYfi=49mm

L7=6.28mmx?二oY?=52.57mm

L8=72mmX8=0Y8=72mm

L9=10mmX9=0Y9=90mm

Lio=118.84mmXi0=-8mmYi0=28mm

LH=18.84mmX11=8nlmYn=23mm

Ll2=48.67mmX12=0mmY12=l1mm

由公式X=(£LXXi)/(ELi);Y=(ELiXYi)/(ELi)

得压力中心的坐标值为：X=0,Y=34.91mm

3.1.5冲裁间隙的计算

冲裁间隙是指冲裁模的凸模和凹模刃口之间的间隙。间隙值的大小对冲裁件的质

量、模具寿命、冲裁力的影响很大，是冲裁工艺与模具设计中的一个极其重要的工艺

参数。

笼统的说，选用中等或偏大的间隙，会收到省力节能的效果.这是因为在一定范围

内增大间隙，剪切区内的压应力降低，而拉应力增加，容易产生裂纹，从而抗剪强度

变小，使冲裁力下降.同样，由于增大间隙，冲出的工件尺寸会因拉伸变形产生回弹

而缩小，因而不至于再堵塞在凹模孔内，使推件力明显变小.间隙过小或过大时，冲

裁功都会有所增加，只有间隙合适时，冲裁断裂时的上，下裂纹才会相遇汇合，使冲

裁功最小.

材料为Q235,厚度为2mm,可查参考资料⑻表3-3冲裁模初始双面间隙

Zmin=O.246mmZmax=O,360mm.

3.1.6冲裁模刃口尺寸的计算

模具刃口如图3T.5所示，尺寸计算:

图3-1.5

(1)落料

计算公式:Dd二(Dlttt-xA)弋

=

Dp二(DR「Z1nin)-6p°(D-xA-Z„in)-Up

查表得:2(nin=0.22mnZfrax=0.26(nn

x,=l5lp=-0.0205ld=+0.025

X2=l82p=-0.020524=4-0.020

x3=l83p=-0.0208M=+0.020

所以可得:

以二(26-1X0.13)卬侬*25.87⑷侬。

0

Ds二(26-1X0.13-0.22)^=25.65H),O2O

D2d=(18-1X0.11)田”=17.89'°侬.

D2P=(18-1X0.11-0.22)..侬°=17.67S.02O°

口产(10-1X0.15)h吗=9.850侬。

D3P=(10-1X0.15-0.22)..君=9.63.0.0200

(2)冲孔

6p

计算公式：d=(dmin+xA)-o

d产(dp+ZG弋=(cU+必+ZQ

查表得：x,=0.76产-0.0200尸+0.020

X2=0.782=-0.0208会产+0.020

所以得:dlp=(6+0.7X0.12)-o,O2O°=6.08-0.020°

dld=(6+0.7X0.12+0.22)f=6.3f

d2P=(15.5+0.7X0.18)-0.020-15.63.o,o2o°

O2Oi0020

d2d=(15.5+0.7X0.18+0.22)^O=15.850

⑶孔心距：

计算公式：Ld=(Lin+0.5A)±0.125A

可得：Ld=(15.88+0.5X0.24)±0.125X0.24=16±0.03

Ld=(4.88+0.5X0.24)±0.125X0.24=5±0.03

1^=(11.88+0.5X0.24)±0.125X0.24=12±0.03

3.2设计各主要零件结构尺寸

3.2.1凹模外形尺寸的设计：

凹模高度H的确定：H=KB=0.28X90=25.2mm

取H=30mm

凹模壁厚C的确定：C=(1.5〜2)H,取

01.5X30=45

凹模的长度L的确定：L=b+2c=180nlm

凹模的宽度B的确定：B=a+2C=116mm

根据参考资料3确定凹模外形尺寸为:200mn】X125mmX3Omnio

根据参考资料3凹模螺孔选用d=MG

根据参考资料3查得，凹模螺孔间距为25mm—70nmi

凹模上螺孔到凹模外缘的最小距离a.=l,25d=l.25X6=7.5min

选用ai=12niin

螺孔到凹模孔、销孔距离的最小尺寸为bnin=l.3d=1.6X6=7.8mm

凹模具体尺寸如下图（图3-2.1）所示:

图3-2.1

计算出凹模的尺寸后便可以确定模架的选取.

3.2.2凸凹模外形尺寸设计

按凸凹根2擢曲凹根

配作配作

图3-2.2

在复合模中，必定有一个凸凹模。凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚

决定与冲裁件的尺寸。从强度的考虑，壁厚受最小值的限制。凸凹模的最小壁厚与冲

模结构有关，对于正装复合模，由于凸凹模装于上模，孔内不会有积存废料，胀力小,

最小壁厚可以小些；对于倒装复合模，因为孔内会积存废料，所以最小壁厚要大些。

凸凹模的外形尺寸根据凹模来配做，总高度的设计H=50mm。详细尺寸和技术要

求参见凸凹模的设计图，形状见图3-2.2。

3.2.3凸模外形尺寸的设计：

一般的凸模组件结构包括凸模和凸模固定板、垫板和防转销等，并用螺钉销钉固

定在上模座上。凸模刃口要有高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。因此应有高的

硬度与适当的任性。形状简单的凸模常选用T8A、T10A等制造。

凸模长度I尸L+L+L+l

其中：L—卸料板。勺厚度;

b一凸模固定板厚度;

h—导尺厚度

1一附加长度,一般取l=15~20mm

参考资料可得，凸模尺寸如图3-2.3：

图3-2.3

3.2.4其他主要部件的选取：

凸模固定板，用于固定凸模。固定板的外行尺寸一般与凹模大小一样，可由标准

中查得。固定凸模用的形孔与凸模固定部分相适应。型孔位置应与凹模型孔位置协调

一致。

凸模固定板内凸模的固定方法通常是将凸模压入固定板内，其配合用H7/m6,对

于大尺寸的凸模，也可以直接用螺钉、销钉固定到模座上而不用固定板。对于小模具

还可以用粘结固定。

个模具主要零件标准如下：

上模座L/mmXB/mmXH/nun=250mmX200nunX45mm

下模座L/mmXB/mmXH/mm=250mmX200mmX5Omni

导柱d/mmXL/mm=35mniX160mm

导套d/mmXL/mmXD/mm=35nlmX105mmX43mm

模架闭合高度：170mm〜210mm

垫片厚度：10mm

凸模固定板厚度：18nmi

卸料板厚度：281nm

3.2.5压力机的选取：

开式双柱可倾压力机J23-40,公称压力：400KN

滑块行程：100mm

最大闭合高度：330mm

连杆调节量：65mm

工作台尺寸：460mmX700mm

垫板尺寸：（厚度义孔径）65mmX200mm

模柄孔尺寸：（直径X深度）4）50mmX70mm

最大倾斜角度：30°

3.3冲裁模装配图

图3-2.4冲裁模装配图

L导料销2.固定挡料销3.上模座4.螺钉5.螺钉6.推杆7.推板8.推板9.推销

10.垫板11.螺栓12.导套13.凸模固定板14.推件板15.落料凹模模16.凸模17.卸料

板18.导柱19.下模座20.弹簧21.凸凹模22.螺钉23.销钉24.卸料螺钉

4弯曲模的设计

4.1弯曲件的工艺分析

4.1.1最小弯曲半径rmin

工件在弯曲弯曲时候，外层纤维受拉应力最大，内层受压应力最大，弯曲毛坯变

形区外表面金属在切应力作用下，产生切向伸长变形e可用下式表示：

£=t/2P=1/(2r/t.+1)

弯曲半径与材料厚度的比值称相对弯曲半径(r/t)or/t越小，变相程度越大。

但当减小到一定程度时，材料外层纤维可能因受应力过大而被拉裂。因此最小弯曲半

径不能太小，应受到一定的限制。

影响最小弯曲半径有如下因素：

(1)材料的机械性能

塑性越好的材料，塑性变形的稳定性越好，所永许的最小完全半径就越小。

但是在生产中，由于受到冷作硬化的影响而塑性有所降低。可进行退火处理。

对塑性不好的材料可进行热加工以提高其塑性变形能力。

(2)板料弯曲方向性

实际的板料中，纤维层是有一定方向的，平行于纤维方向的塑性指标比垂直

的要好，因此在弯曲时，应尽量使弯曲线与纤维方向垂直，最小弯曲半径可

去小些。如图4-1.1,图4-1.2所示：

(3)板宽

板宽是以相对板宽B/t来表示的。B/t〈3时，弯曲时在板料宽度方向的应力

为0,板宽方向的材料可以自由移动缓解了板宽方向的受力状况，因此可以

使最小弯曲半径减小。板宽增加，「miMt增大。

(4)弯曲中心角

「min/t较小时，在直边部分也产生一定的切向应力，使圆角区变形得到缓解,

从而使rmin/t减小。

（5）板料厚度

板料厚度t减小时，则外表面的切向应变£减小，即开裂的危险性减小。但

是另方面，变形区在厚度方向的应变是按线性规律变化的，对于薄板料切向

应变很快由外层的最大值衰减到中性层的零。从而dn/t可尽量小些。

4.1.2弯曲件直边高度H

H不应该去得太小，最好H〉3t,否则不能得到足够的。如果不能做到H）2t,

可在弯曲部位预先压糟在弯曲，或者当增长直边部分，弯曲成形后在切去多余部分。

如图4-1.3所示：

图4T.3

4.1.3孔边距L

孔边距必须使孔位于非变形区，以免产生变形，孔边到弯曲半径中心的距离L

应满足：

t（2mm时，L〉t；

t（2mm时,L）2to

4.1.4弯曲回弹

弯曲回弹是弹性变形过度到塑性变形，在塑性变形中伴有弹性变形的存在。弹性

恢复往往表现为弯曲部分曲率半径和角度在外力卸去后发生变化。弯曲回弹的程度以

△Q和△K表示,则

△K=1/Po-1/P。'

Aa=a-a0

回弹角△a大于0时，称正回弹，反之称为负回弹。

（1）回弹量的确定

当17t〈5〜8时，此零件的相对弯曲半径为17t=1.5/2=0.75,在弯曲变形

后，弯曲半径变化不大，只考虑角度的回弹，在板料全塑性弯曲时,

△a=3。*Poa/Et

△K=3。S/Et

其中。为弯曲时候的弯曲角度。

(2)影响弯曲回弹的因素

①材料的机械性能

回弹的大小与材料的屈服极限成。s正比，与弹性模量E成反比。材料

越硬，塑性越差，弯曲后回弹就越大。

②相对弯曲半径

当M越小时，弯曲板料的切向变形程度就越大，总变形中塑性变形比

例大，回弹值越小，当r/t〈0.2〜0.3时，回弹可能为负值。

③弯曲方式

板料弯曲方式有自由弯曲和校对弯曲，自由弯曲的回弹大，校对弯曲的

回弹小。因为校对弯曲的弯曲力大，增加了圆角处的塑性变形程度。

④摩擦与间隙

摩擦可以改变弯曲毛坯各部分的应力状态，一般认为在大多数情况下摩

擦可以增大弯曲变形区的拉应力，使零件更接近模具的形状。

在弯曲U形件时，间隙越小，摩擦力越大，由于模具对板料有挤薄作

用，可是回弹减小，相反，回弹值增大。

(3)减小回弹的措施

①从弯曲伫的设计方面

在弯曲件的某些结构上，如在变形区压制加强颈回成边形翼不仅可以

增加弯曲件的刚度，也使弯曲件的回弹困难。在满足使用要求的前提

下，采用弹性模数大，屈服极限小，机械性能稳定的板料。

②从工艺方面

从工艺方面，可以增加弯曲力，采用校对弯曲，对于冷硬化材料，在

弯曲前先退火，以降低屈服强度，或者采取热加工，并尽量选取较小

的相对弯曲半径。

③从磨具的结构上采取措施

可以采取回弹补偿，在凸模的底端开一小圆窝，减小凸模角度值，或

者在凸模的圆角附近开圆凿，一补偿弯曲回弹或者采用锥形凸模。

也可以改变应力状态，在材料的厚度上0.8mm以上，弯曲半径部分增

大。如图4T.4,图4-1.5,图4-1.6所示：

图4-1.4凸模角度修整到a-△Q图4-1.5锥形凸模

'巴底凸模

图4-1.6凹底凸模

4.2制定弯曲方案

确定弯曲件的制造工艺时，先结合具体情况，即板料的形状，尺寸，精度，生产

批量等进行综合分析，研究从毛坯到成品需要几道工序。合理的工序安排，对弯曲件

的质量，生产效率，弯曲难易程度，经济效益都有重要意义。

4.2.1工序安排原则

对二次弯曲件，先弯曲外角后弯内角，后次弯曲不能破坏前次弯曲，前次弯曲不

能干扰以后的弯曲，切有定位基准。并在比较不同弯曲方案时，尽量选取模具结构简

单，操作方便，生产效率高的方案。

4.2.2工序安排方法

(1)对于U形件，可以才用一次弯曲成型方案。

(2)采用对称弯曲。

(3)当弯曲件的沿边有部位缺口时，若直接弯曲容易发生叉口现象。应加

连连接带将缺口连成一体，等弯曲后将多余部分切去。

(4)对于大批量，尺寸小的弯曲件，为提高生产率，可以采取连续弯曲工

艺。对于此次弯曲件，由于采用已经冲裁的单个零件进行弯曲，因此

不采取连续弯曲工艺。

4.3确定毛坯弯曲部分尺寸L药，下料方式

要确定毛坯的长度尺寸，需先求出毛坯的中性层曲率半径一般取P产r+t/2

当变形程度比较大时，应变中性层会向内侧移动，根据体积不边定律，可以计算。在

实际使用中用经验公式：

+

Po=rkt

其中k为中性层位移系数，根据r/l=0.75可以查表得到k=0.33。

对于弯边部分L西=pi*a*Po/180°=piW*(1.5+0.33*2)/180°=3.3912mm。

4.4确定弯曲模结构形式

4.4.1凸模的圆角半径0

弯曲件相对弯曲半径较小时，一般去凸模圆角半径为弯曲件的内侧半径，即％=

r,但是不能小于弯曲件的最小弯曲半径，在工件要求的弯曲半径小于最小弯曲半径

时,即r<5而，先取rp〉rmin，然后在加工序修整。当弯曲件相对弯曲半径比较

大时，凸模圆角半径应该根据回弹进行修正。

此处，取rp=1.5mm

4.4.2凹模圆角半径n

凹模圆角半径不能太小，否则会增加弯曲力和擦伤工件，对称弯曲工件，凹模两

侧圆角半径应该一致，以免造成坯料的滑移。

凹模圆角半径通常根据材料厚度t来选取：

当t<2时，%=(3〜6)t；

当t=(2-4)时，rd=(2-3)t；

当t〉4时，rd=2to

据此，取r<j=2t=6mm<>

4.4.3凹模工作深度1

凹模工作深度I应适当，1过小，工件两端自由部分多，弯曲件回弹大，工件不

平直，影响精简精度；1过大，凹模消耗的材料多，且需要的压力机行程大。根据弯

曲边长L=34mm，板料厚度t=2mm，查表可取1=20mm。如图4-4.1所示：

图4-4.1弯曲模工作深度

4.4.4凸模凹模的单边间隙Z/2

凸模凹模的单边间隙应考虑到板料宽度，板料的机械性能，相对弯曲半径，弯曲

件的尺寸精度和板料厚度偏差等因素。U形件的单边间隙可以按照下式取值：

Z/2=Mx+nt

其中tmax为板料的最大厚度，n为间隙系数，t为板厚基本尺寸.

此处，取t=tnlax=2mm,根据弯曲见的弯曲高度H=36-2=34,宽21.021度

与高度的比值B/H=26/34,查表得n=0.05,所以Z/2=t=2.1mm。

4.4.5凸凹模的宽度尺寸L凸和L凹

凸凹模的宽度尺寸和工件的尺寸标注形式有关。一般原则是：当工件标注外形尺

寸时，以凹模为基准计算，间隙取在凸模上；当工件标注内形尺寸时，以凸模为基准

计算，间隙去在凹模上，并采用配制法制模。

此零件为标注的是内形尺寸基本尺寸为21mm,一般冲裁所得的毛坯尺寸精

度为IT10〜IT14级，此处取IT10级，则公差A=0.5mm,并作为对称公差标注。

可以确定标注对称公差,L凸二(L-0.5A)°-<,p=(21-0.5*0.5).⑼mm0

=20.75°0.021mm。如图4-4.2所示：

图4-4.2对内形有要求的尺寸，不同的偏差对凸模的宽度不同。

4.4.6计算毛坯尺寸L

己经得到中性层的半径Po=r+kt=1.5+0.33*2=2.16mm。

毛坯整长度为L=L直+L弯=21+(36-2)*2+2*pi*90"*P0/1800

=95.7824mm。

4.4.7计算弯曲力F弯，卸料力F和，推件力F推和压力中心(x。，y。)

(1)弯曲力是设计弯曲工艺过程和选择设备的重要依据之一。弯曲力的大小

和毛坯尺寸，弯曲件形状，材料性能，弯曲方法和模具结构等多种因素

相关，实际应用中常用经验公式粗略估算。

对于U形件，弯曲力为：

F中=().7kBt2ab/(r+t)=0.7*1.3*26*22*450/(1.5+2)=12168N。

其中k为安全系数，一般取k=1.3o

(2)卸料力和推件力一般可以去为弯曲力的30%〜80%,此处取为50%,

即得到：「和=F推=0.5*「呼=6084N。

（3）确定压力中心

Y

L1

图4-4.3

根据图4-4.3的分析:

26mmXFOY尸0

L2=52mniX2=0丫2=13mm

L3=15.7mmX3=0Y3=28mm

Li=6.28mmX4=0Y4=31.57mm

L5=28mmX5=0Y5=40mm

L=15.7mmVOY6=49mm

L7=6.28mmXEY7=52.57mm

L=72nlmX«=O丫后72所

U=10mmX<)=0Y«.=90inm

Ll0=l18.84mmX1。二一8mmY)0=28inin

Lu=18.84mmXu=8mniYH=23mm

Ll2=48.67mmX12=0nmY12=llmm

由公式X=(£LiXXi)/(£L);

Y二(£LiXYi)/(£L)

得压力中心的坐标值为：X=0,Y=34.91nun

4.4.8选择压力机

对于有压料装置的自由弯曲所需要的弯曲力F今有：

Fifi=F弯+F如=18252N

为了确保压力机的安全，使压力机不至于长时间在过载状态下工作，自由弯曲选择压

力机吨位时，按照计算弯曲力是压力机公称压力的75%〜80%确定压力机的公称压力

即：FM机公称=F压/(0.75〜0.8)

对于有校正弯曲时，因为下止点位置和板料板厚对F.；影响很大，为考虑设备安全，

按下式确定弯曲压力机的公称压力：

F压力机公称=(1.5〜2)Fa

此零件不采取校对弯曲，系数取到0.8,因此

F压力机公称=Fffi/0.8=18252/0.8=22815N。

根据冲裁力，由表参考资料［5］表3-3选取开式压力机JH21-23。具体参数如卜.：

标准压力为250KN

最大闭合高度为250mm

工作台尺寸左右450mm,前后300mm

工作台垫板高度70mm

模柄孔尺寸040X65

4.4.9模架的选择：

上模座160X160X40(GB/T2855.5)

下模座160X160X45(GB/T2855.6)

导柱28X150(GB/T2861.1)

导套28X100X38(GB/T2861.6)

闭合高度160—200mm

4.5弯曲模装配图H7

图4-5.1弯曲装配图

1.下模座2.凹模3.顶件块4.螺钉5.导正销6.导料板7.凸模8凸模固定板9上模座

10.固定螺钉11.压入式模柄接头12.推杆13.销钉14.导套15.导柱16.固定螺钉

17.销钉18.弹簧

5冷冲模零件的制造工艺

5.1传统模具制造向现代模具制造的过渡

传统模具技术主要是根据设计图样，用仿形加工、成形磨削以及电火花加工方法

米制造模具。近年来，随着计算机网络的高速发展，引起了一场信息技术革命，并构

造了一个全球范围的虚拟环境，极大地缩短了人与人之间的距离。计算机技术、自动

化技术、网络通信技术，这三者的有机结合给现代技术准备了技术条件和奠定了物质

基础。现代模具制造伴随这些技术的发展而提出并得到实质性的应用。现代模具制造

能够利用CAD/CAE/CAPP/CAM技术和数控加工技术有效地对整个设计制造过程进行预

测评估，迅速获得样本，有利于争取订单、赢得客户，同时节省大量的模具试制材料、

费用，减少模具返修率，缩短生产周期，大大降低了模具成本。在此期间，人们还可

针对新的技术环境进行深入探讨研究，甚至可以利用网络通信技术，在世界范围里组

织最精良的动态联盟队伍来完成每个项目，快速解决各种问题。可见高技术的发展给

模具制造业带来了新的生机，模具制造现代化正成为国际模具业的发展趋势c国内模

具业也正从传统模具制造模式向现代化模具制造模式。

5.2编制冷冲模零件工艺的整体思路

随着加工技术的迅速发展，模具制造工艺更麟很快，整体上来讲，模具的制造工

艺要充分考虑模具零件的材料、结构形状、尺寸、精度和使用寿命等方面的不同要求,

采用合理的加工方法和工艺路线来保证模具的加工质量、提高生产效率、降低成本。

要特别注意在设计和制造模具时，既要保证必要的零件精度和质量，也不能盲目追求

模具的加工精度和寿命，否则就会使制造费用增加，经济效益下降。而冲裁模具中的

凸凹模往往结构比较复杂，受力情况相对恶劣，精度要求又比较高，是制定模具工艺

过程中一份比较重要的零件工艺。

5.3零件立体图和凸凹模立体图

图5-3.1零件立体图

图5-3.2凸凹模立体图

5・4凸凹模的加工工艺

5・4.1凸凹模的工艺说明与方案比较

冷冲模的凸凹模是完成条料冲压成形的最主要的工作零件，往往结构复杂，受力

情况恶劣，精度要求又比较高。

在凸凹模的加工工艺中，工序安排一般是：下料一一锻造一一退火一一粗加工各

面一一粗磨基准面一一划线一一型孔半精加工一一划线一一工作型面半精加工一一

淬火、低温回火一一精磨基准面一一成形磨削一一修研。也可采用线切割加工代替，

其工序为：下料一一锻造一一退火一一粗加工各面一一粗磨基准面一一划线一一钻穿

丝孔一一电火花线切割型孔一一划线一一工作型面半精加工一一淬火低温回火一一

精磨基准面一一成型磨削一一研磨，一般来说，线切割加工更容易保证加工精度，但

有些地区线切割加工的成本明显高于铳削加工，故在本次加工中仍然采用铳削加工。

在装夹工程中，应尽量一次装夹完成。其材料一般是CrWMn、Crl2、Crl2MoV及硬质

合金。零件的预备热处理常采用退火，正火工艺，其目的主要是消除内应力，降低硬

度以改善切削加工性能，为最终热处理作准备，而最终热处理则是在精加工前进行淬

火、低温回火处理，以提高其硬度和耐磨性，技图5.4.1凸凹模零件的技术要求制定

其具体工艺规程.

5.4.2根据零件图编制工艺规程

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