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河南機(jī)電高等專科學(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表 學(xué)生姓名 申帥兵 學(xué) 號(hào) 111304248 指導(dǎo)教師 丁海 課題名稱 U 型彎曲沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 偏易選題情況 工作量 較大 合理 較小 任務(wù)書 有 無 開題報(bào)告 有 無符合規(guī)范化 的要求 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯 報(bào)及解答問 題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績(jī)?cè)u(píng)定 所在專業(yè)意見 負(fù)責(zé)人 2014 年 2 月 22 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 申帥兵 學(xué) 號(hào) 111304248 設(shè)計(jì)題目 U 型彎曲沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 起迄日期 2013 年 11 月 2 日 2014 年 4 月 13 日 指導(dǎo)教師 丁海 2014 年 4 月 13 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 1 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐 在完成該課題之后 應(yīng)對(duì)沖壓成形工藝較為熟悉 能熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用 能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝 的編制 能夠運(yùn)用繪圖軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制 2 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求 包括原始數(shù)據(jù) 技術(shù)要求 工作要 求等 原始數(shù)據(jù)如圖 材料 鋁 大批量 工作要求 1 完成模具的設(shè)計(jì) 編寫設(shè)計(jì)說明書一份 2 繪制模具裝配圖以及全套的模具零件圖 3 編寫主要零件的加工工藝卡 所在專業(yè)審查意見 負(fù)責(zé)人 年 月 日 系部意見 系領(lǐng)導(dǎo) 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 U 型彎曲沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具 112 學(xué)生姓名 申帥兵 學(xué) 號(hào) 111304248 指導(dǎo)教師 丁海 2014年 4 月 16 日 目 錄 緒論 1 第一章 彎曲件成形工藝分析 2 1 1 彎曲件成形工藝性分析 2 1 2 彎曲件成形概述 2 第二章 彎曲工藝方案的確定 3 2 1 彎曲件成形方案 3 2 2 方案設(shè)計(jì)進(jìn)度 5 第三章 模具相關(guān)計(jì)算 6 3 1 模具成形力的計(jì)算 6 3 1 1 彎曲應(yīng)力計(jì)算 6 3 1 2 壓料力的計(jì)算 6 3 1 3 初選壓力機(jī) 6 3 1 4 彎曲件毛坯坯料尺寸的計(jì)算 7 3 2 彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì) 8 3 2 1 凸模圓角半徑的選取 8tr 3 2 2 凹模圓角半徑 9A 3 2 3 凹模深度 90l 3 2 4 凹凸模間隙計(jì)算 10 3 3 U 形彎曲凸凹結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì) 10 3 4 橡皮的選擇 12 第四章 彎曲模具的選擇 13 4 1 模具結(jié)構(gòu)選擇 13 4 2 定位方式的選擇 14 4 3 卸料方式的設(shè)計(jì) 14 第五章 模具零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 5 1 凸模零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 5 1 1 凸模的結(jié)構(gòu)圖 14 5 1 2 凸模主要尺寸的計(jì)算 15 5 2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 5 2 1 凹模主要尺寸的設(shè)計(jì) 17 5 3 擺塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 5 3 1 擺塊的結(jié)構(gòu)草圖 18 5 3 2 擺塊的主要尺寸的設(shè)計(jì) 19 5 4 定位零件的設(shè)計(jì) 20 5 4 1 限位釘?shù)脑O(shè)計(jì) 20 5 5 定位塊的設(shè)計(jì) 21 5 6 彈頂部件的設(shè)計(jì) 22 5 6 1 墊板的設(shè)計(jì) 22 5 6 2 導(dǎo)板的設(shè)計(jì) 22 第六章 壓力機(jī)的參數(shù)及模具相關(guān)參數(shù)校核 23 第七章 模具零件的加工工藝 24 7 1 凸模的加工工藝過程 24 7 2 凹模的加工工藝過程 25 第八章 模具的裝配 26 第九章 模具試沖 27 設(shè)計(jì)總結(jié) 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 評(píng) 語 學(xué)生姓名 申 帥 兵 班級(jí) 模具 112 學(xué)號(hào) 111304248 題 目 U 型彎曲沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 綜合成績(jī) 指導(dǎo)者評(píng)語 指導(dǎo)者 簽字 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 評(píng) 語 評(píng)閱者評(píng)語 評(píng)閱者 簽字 年 月 日 答辯委員會(huì) 小組 評(píng)語 答辯委員會(huì) 小組 負(fù)責(zé)人 簽字 年 月 日 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 彎曲件成形工藝分析 1 1 彎曲件成形工藝性分析 工件名稱 U 型彎曲件 工件簡(jiǎn)圖 如圖所示 生產(chǎn)批量 大批量 材料 鋁 材料厚度 2 mm 制件圖 由上圖可知 此工件為典型 U 型彎曲件 材料為鋁 具有良好的彎曲性能適合彎 曲成型加工 工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 除了裝配尺寸 公差等級(jí) IT14 級(jí)有嚴(yán)62 03 043 18 格要求外其余尺寸均為自由公差 工件整體上看 尺寸精度較高 普通彎曲成型 不能完全滿足要求 需要復(fù)合彎曲 1 2 彎曲件成形概述 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 本課題研究的思路 U 型彎曲件模具的設(shè)計(jì) U 型彎曲件是最典型的彎曲件 其工作過程很簡(jiǎn)單就一個(gè)彎曲 根據(jù)實(shí)際確定它不能一次彎曲成功 因此 需要 兩次彎曲 從制件的成型原理和模具加工成本考慮 確定此次彎曲不采用標(biāo)準(zhǔn)的 模架 為了保證制件的順利加工 模具必須有足夠精度 要保證模具的精度 特 別要保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度 保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度的同時(shí) 還要注意保 證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的剛度 另外 模具的精度還和彎曲凸模與彎曲凹模工作配合精度 有關(guān) 設(shè)計(jì)時(shí)可能精度出現(xiàn)誤差 應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改調(diào)整 只有加強(qiáng)彎曲變形基礎(chǔ)理論的研究 才能提供更加準(zhǔn)確 實(shí)用 方便的計(jì)算 方法 才能正確地確定彎曲工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸 解決彎 曲變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題 從而 進(jìn)一步提高制件質(zhì)量 本課題設(shè)計(jì)進(jìn)度的安排如下 1 了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 所用時(shí)間 15 天 2 確定加工方案 所用時(shí)間 5 天 3 模具的設(shè)計(jì) 所用時(shí)間 30 天 4 模具的調(diào)試 所用時(shí)間 5 天 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 2 第二章 彎曲工藝方案的確定 2 1 彎曲件成形方案 該工件彎曲成型 可以一次彎曲成型 也可以二次彎曲成型有以下三種方案 供選擇 方案一 采用一次彎曲成型 單工序生產(chǎn) 如下圖所示 圖 2 方案二 采用兩次彎曲成型 先彎 U 型 再彎 U 型 采用兩套單工序模生 產(chǎn) 具體如下圖所示 圖 a 為首次彎曲模具結(jié)構(gòu)圖 圖 b 為第二次彎曲模具結(jié)構(gòu)圖 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 a 首次彎曲 b 二次彎曲 圖 3 方案三 采用在一套模具上成型 復(fù)合模生產(chǎn) 具體如下圖所示 圖 4 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 4 2 2 方案設(shè)計(jì)進(jìn)度 方案一 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 生產(chǎn)制造成本低 但工件尺寸精度低 尤其是四 個(gè)直角的精度難以得到保證 另外 在彎曲過程中 由于凸模肩部妨礙了坯料的 轉(zhuǎn)動(dòng) 加大了坯料通過凹模圓角的摩擦力 使彎曲件側(cè)壁容易擦傷和變薄 成型 后彎曲件兩肩部與底面不平行 方案二 模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單 生產(chǎn)成本較高 由于采用兩副模具進(jìn)行彎曲成 形 從而可以避免了方案一中的缺陷 提高了彎曲件的質(zhì)量 但由于采用兩副模 具進(jìn)行生產(chǎn) 生產(chǎn)效率低 另外 凹模的強(qiáng)度不易保證 方案三 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 生產(chǎn)制造成本與方案二差不多 但是工件尺寸精度 位置精度容易保證 生產(chǎn)效率也高 綜上所述 經(jīng)過對(duì)三種方案的比較分析可見 該工件的彎曲成型生產(chǎn)采用方 案三比較合理 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 第三章 模具相關(guān)計(jì)算 3 1 模具成形力的計(jì)算 3 1 1 彎曲應(yīng)力的計(jì)算 該模具工件屬于自由彎曲成型 所以 U 形件彎曲力 自FtrKBb 27 0 式中 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力 N 自 B 彎曲件的寬度 B 10mm t 彎曲材料的厚度 mm r 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 mm 材料的抗拉強(qiáng)度 MPa b K 安全系數(shù) 一般取 K 1 3 F自 231504 70 3276 N 3 1 2 壓料力的計(jì)算 據(jù) 公式 3 5 4 如果彎曲模設(shè)有頂出裝置或壓料裝 置時(shí) 其頂出力 可以近似取自由彎曲力的 30 80 即 yF 0 3 0 8 y自F 在此取 0 6y自 0 6 3276 1965 6 N 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 6 3 1 3 初壓力機(jī) 根據(jù) 公式 3 5 5 即 1 2 1 3 YJF 自Fy 式中 彎曲應(yīng)力自 壓料力y 考慮到彎曲工件板料較厚 而且板寬也較大 壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)取值偏大為宜 在此取 1 3 YJF 自 yF 1 3 3276 1965 6 6814 08 N 根據(jù)計(jì)算結(jié)果 查 表 2 3 初選壓力機(jī)為 J23 31 5 3 1 4 彎曲件毛坯坯料尺寸的計(jì)算 因?yàn)閺澢膹澢鷪A角半徑較大 r 0 5t 應(yīng)根據(jù)中性層長(zhǎng)度不變?cè)碛?jì) 算 中性層位置以曲率半徑 表示 通用用下面經(jīng)驗(yàn)公式 2 1 確定 r xt 2 1 式中 r 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 t 板料厚度 x 中性層位移系數(shù) 相對(duì)彎曲半徑 r1 t 1 5 r2 t 2 25 由表 3 4 可查的中性層的位移系數(shù) x 分別為 0 44 0 45 則 1 r xt 3 0 44 2 3 88 2 r xt 4 5 0 45 2 5 4 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 坯料的總長(zhǎng)度等于彎曲件直線部分長(zhǎng)度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長(zhǎng)度之和 即 6 09 r xt180L 彎 180 394 8 48rt彎 5 長(zhǎng)度方向的總長(zhǎng)度計(jì)算公式為 又因?yàn)樵摴ぜ笥覍?duì)稱 則 LL 總 直 彎 2 6 5 25 5 30 2 2 94 29 14 123 14 mm L總 1 1彎 2彎 毛坯料的長(zhǎng)度尺寸二維圖如下圖 制件展開圖 3 2 彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì) 3 2 1 凸模圓角半徑 rt 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 8 由方案三可知 所設(shè)計(jì)的復(fù)合模整個(gè)工作原理可分為兩部分 U 型彎曲和在 U 型彎曲基礎(chǔ)上的 U 型彎曲 歸根到底 其設(shè)計(jì)為 U 型彎曲種類 所以 其設(shè)計(jì)可按 U 型件設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì) 因?yàn)?1 5 2 25 值較小 所以 取 r 3mm 4 5mmt rtrtrt 3 2 2 凹模圓角半徑 Ar 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知 當(dāng) t 2 4 mm 時(shí) 2 3 tAr 從保證制件精度要求考慮 特別是所設(shè)計(jì)的彎曲復(fù)合模 值不宜取大值 在此取 2 tAr 2 2 4 mm 3 2 3 凹模深度 0l U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 L0 圖 6 凹模深度 過小 則坯料兩端受壓部分太多 工件回彈大 而且不平直 影響0l 工件質(zhì)量 如果過大 則浪費(fèi)模具鋼材 且需沖床有較大的工作行程 由前面計(jì)算可知彎曲件邊長(zhǎng) L 1直L2直 1彎 25 5 6 5 8 48 40 48 mm 據(jù)邊長(zhǎng) L 40 48 mm 查表 19 3 18 得 20 mm0l 3 2 4 凹凸模間隙計(jì)算 查 的 U 型件彎曲的凸凹模單邊間隙可按下式計(jì)算 C x t t x t mat 式中 C 彎曲凹 凸模單邊間隙 mm t 工件材料厚度 基本尺寸 mm 工件材料厚度的正偏差 mm X 間隙系數(shù) 查 表 19 3 19 得 X 0 05 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 10 所以 C 2 0 006 0 05 2 2 106 mm 3 3 U 形彎曲凸凹模尺寸的設(shè)計(jì) LAZ 2T 圖 7 由工件圖上可知 工件是內(nèi)形標(biāo)注的彎曲件 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該以凸模為基準(zhǔn)先確定 凹模尺寸 再利用凸凹間隙求出凹模的尺寸 根據(jù) 教程公式 3 944 與 3 9 5 得 凸模尺寸為 0 75TLmin 0 t 式中 凸模橫向尺寸 mm 彎曲件橫向的最小極限尺寸 mm minL 彎曲件的尺寸公差 mm 凸模的制造公差 采用 IT7 級(jí) t 所以 36 0 75 0 62TL0 t 36 465 0t 查 表 1 6 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 IT7 級(jí)得 36 465 mmTL03 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 凹模尺寸為 ZALTA 0 式中 凹模橫向尺寸 mm Z 凹凸模雙面間隙 mm 凹模的制造公差 取 IT8 級(jí)得 A 36 46 4 212LA 0 40 672 A 0 查 表 1 6 標(biāo)準(zhǔn)公差值 IT 8 級(jí)得 40 87AL046 3 4 橡皮的選擇 3 4 1 橡皮高度的選擇 為保證橡皮不致過早失去彈性而損壞 一般取 5 1 h 工 作自 由 0 25 3 式中 橡皮自由狀態(tài)下高度 mm h自 由 所需工作行程 mm 工 作 工作行程可知所需工作行程為 25 5mm 則自由狀態(tài)下橡皮的高度選為 85mm 3 4 2 橡皮外徑的選擇 根據(jù)模具特點(diǎn) 選擇圓柱形橡皮 由沖壓手冊(cè)表 10 6 查得外徑的計(jì)算公式為 5 2 D 5 2 1 27FP 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 12 式中 F 壓力 由上文知道 F 6814 08N P 與橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力 由表 10 7 查得壓縮量為 30 的時(shí)候的單位壓力位 1 52MPa 則 D 75 45 mm 52 108647 又有校驗(yàn)公式 D 為橡皮外徑 即是 D 170mm 且 D 56 66mm 選h0 5 橡皮外徑為 60mm 3 4 3 橡皮的連接固定 橡皮靠一個(gè)法蘭板固定在下模座上 并有螺釘連接 工作力通過頂桿傳遞給 頂板 以保證在工作的時(shí)候頂板于凸模夾緊工件 第四章 彎曲模具的選擇 4 1 模具結(jié)構(gòu)選擇 由彎曲工藝分析可知 采用復(fù)合模 所以模具類型為復(fù)合模 具體結(jié)構(gòu)如下土所示 123456791012314561788 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 圖 8 八字?jǐn)[塊復(fù)合模結(jié)構(gòu) 模具上模部分主要由 凹模 打桿 壓板 組成 卸料方式采用剛性打件裝 置卸件 工作原理 上?；爻?壓力機(jī)限位裝置迫使打桿推動(dòng)壓板把彎曲件從凹模 腔中推出 下模部分由凸模 限位釘 2 個(gè) 擺塊 一對(duì) 銷軸 2 個(gè) 導(dǎo)板 銷釘 2 個(gè) 內(nèi)六方螺釘 4 個(gè) 下模座 限位塊 2 個(gè) 螺釘 2 個(gè) 上墊板 下墊板 彈簧等 零件組成 彎曲坯料由前一沖裁工序準(zhǔn)備尺寸為 123 14 mm x 10 mm 板料由前方送進(jìn) 送 料方向定位由限位釘限位 左右方向由限位塊定位 板料定位后 上模下行 凸模 壓入凹模同時(shí)把板料拉入模腔內(nèi) 進(jìn)行首次 U 型彎曲動(dòng)作 當(dāng)凸模壓入凹模深度 16 mm 時(shí) 首次 U 型彎曲完成 進(jìn)入二次彎曲動(dòng)作 這時(shí) 在上模下行力的驅(qū)使下 擺塊 被迫向左右擺動(dòng) 同時(shí)板料發(fā)生二次彎曲動(dòng)作 最后工件成型為 U 型件 由于彎曲 回彈力的作用下 工件被卡在凹模腔內(nèi) 隨著上?；爻?當(dāng)上模的打桿觸動(dòng)壓力機(jī) 的限位裝置時(shí) 達(dá)桿推動(dòng)壓板迫使工件從凹模中頂出 卸下工件 在上?；爻掏瑫r(shí) 下 模的彈簧彈性勢(shì)能釋放 驅(qū)使凸模回程 從而完成整個(gè)工件的彎曲動(dòng)作 4 2 定位方式的選擇 因?yàn)槟＞卟捎玫氖乔耙还ば驔_裁好的板料 板料由模具前方送進(jìn) 送進(jìn)方向在 凸模的頂部設(shè)有兩個(gè)限位釘定位 左右方向采用一對(duì)定位塊定位 4 3 出件方式的設(shè)計(jì) 彎曲成型后由于彎曲回彈力的作用下 工件回卡在凹模內(nèi) 為此 在這里采用 了上出現(xiàn)的方式 利用壓力機(jī)的限位裝置迫使打桿推動(dòng)壓板頂出工件 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 14 第五章 主要零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 1 1 凸模的結(jié)構(gòu)草圖如下所示 LH2h12BdB1 t P U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 圖 9 凸模的結(jié)構(gòu)草圖 在凸模頂部鉆兩個(gè) 的孔固定兩個(gè)限位釘 凸模與限位釘?shù)呐浜习?H7 n6 5 配合 在底部鉆一螺孔用來與上墊板連接 另外在兩側(cè)各鉆兩個(gè)銷孔用以安裝擺 塊 其中銷釘與銷孔采用 H7 m6 配合 5 1 2 凸模主要尺寸的計(jì)算 長(zhǎng)度方向 10 mm 2LbBl 式中 擺塊的寬度 mm b 坯料寬度 10 mm lB L 2 t 式中 t 凸模長(zhǎng)度方向上側(cè)壁厚度 綜合考慮到模具強(qiáng)度 剛度 和生產(chǎn)成本 選 t 10 mm L 10 2 15 40 mm 寬度方向 由前面凸模橫向尺寸計(jì)算可知 B 36 465 mm TL B 2 P1 式中 p 擺塊的厚度 由后面擺塊設(shè)計(jì)中可知 p 10mm 所以 36 465 2 101 16 465 mm d p 21B 16 465 10 2 21 465 mm 從定位準(zhǔn)確和加工難易程度考慮 在此選 R 5mm 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 16 高度方向 18 mm1h 式中 首次彎曲時(shí) 凸模進(jìn)入凹模的深度 18 mm P 22h1 18 5 23 mm h 1Bdhx 式中 首次彎曲 凸模進(jìn)入凹模的深度 mm 1 擺塊高度 由后面擺塊設(shè)計(jì)中可知 49 5mm Bh Bh 導(dǎo)板的高度 8 mm 由后面的設(shè)計(jì)可知 d 下模座的高度 26 mm 由后面的設(shè)計(jì)可知 xh 所以 h 18 49 5 8 26 101 5mm 凸模其余尺寸的設(shè)計(jì)和具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可參見后面的凸模零件圖所示 5 2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到凹模在彎曲時(shí)所受的彎曲力和左右張力都比較大 因此 對(duì)凹模的強(qiáng)度 和剛度都要有較高的要求 為了保證凹模的強(qiáng)度和剛度 在此把凹模和模柄做成 一個(gè)整體 其結(jié)構(gòu)草圖如下所示 L1hta 圖 10 5 2 1 凹模主要尺寸的設(shè)計(jì) 長(zhǎng)度方向 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 由前面的計(jì)算可知 36 465 mm 1LA L 2 1aT 式中 凹模側(cè)壁厚度 因?yàn)楣ぜ诘诙螐澢尚蚢 是在凹模與擺塊的共同作用下成型的 所以凹模壁厚度 應(yīng)略大于 U 工件的凸緣外伸部分尺寸 即 aT1直L1彎 由前面彎曲件坯料尺寸計(jì)算可知 6 5mm 8 48 mm 直 1彎L 所以 6 5 8 48aT 14 98 mm 綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本 在此取 15 mm aT 所以 L 36 465 2 x 15 66 465 mm 在此 取 L 67 mm 高度方向 1hyh 式中 首次彎曲凸模進(jìn)入凹模的深度 18 1h mm 壓板高度 mm 23 mm yhyh 所以 18 23 41 mm1 凹模其余尺寸的設(shè)計(jì)和凹模結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)可參見后面的凹模結(jié)構(gòu)零件圖所 示 5 3 擺塊的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5 3 1 擺塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 RLBr 圖 11 擺塊草圖 5 3 2 擺塊的主要尺寸的設(shè)計(jì) 圓角半徑 R R 2Bt 式中 擺塊的厚度 mm 根據(jù)擺塊的工作受力情Bt 況和生產(chǎn)成本考慮在此選 10 mm Bt 所以 R 10 2 5 mm 擺塊寬度 B B 10 mm L 式中 彎曲坯料的板寬 10 mm 擺塊的工作原理圖如下所示 圖 12 擺塊工作原理 由上面擺塊工作原理得 L 的計(jì)算公式如下 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 19 L atBt 式中 模側(cè)壁的厚度 25 5 mm at at 坯料厚度 2 mm 擺塊厚度 10 mm Bt Bt L 25 5 2 10 2 32 5mm 擺塊的其余尺寸設(shè)計(jì)與及具體結(jié)構(gòu)可參見后面擺塊零件圖所示 5 4 定位零件的設(shè)計(jì) 坯料的定位采用限位釘前方定位和定位塊左右定位 限位釘與凸模頂孔采用 H7 n6 配合固定 定位塊采用銷釘定位 螺桿固定在下模座上 5 4 1 限位釘?shù)脑O(shè)計(jì) 限位釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)草圖如下所示 hd 圖 13 限位螺釘結(jié)構(gòu)草圖 由于限位釘只起限位作用 基本上不受過大的力作用 所以限位釘尺寸設(shè)計(jì)如 下即可滿足使用要求 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 5 mm1d D 8 mm h 5 mm 其余尺寸設(shè)計(jì)見后面限位釘零件圖所示 5 5 定位塊的設(shè)計(jì) 定位塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示 H 圖 14 定位塊結(jié)構(gòu)草圖 定位塊主要工作尺寸 H 可按以下公式計(jì)算 H t t0h 式中 H 定位塊主要工作尺寸 mm 凸模高度 101 5 mm t t t 坯料厚度 t 2 mm 為定位可靠 設(shè)定的自由高度 在此選定 5 mm 0h 0h 所以 H 101 5 2 5 108 5 mm 定位塊的其余尺寸設(shè)計(jì)及具體結(jié)構(gòu)可參見后面定位塊零件圖所示 5 6 彈頂部件的設(shè)計(jì) 根據(jù)工件彎曲受力 在此采用橡膠作彈性元件 該模具采用 4 根彈簧 上 下墊板中間 由 4 螺桿組成彈頂部件固定 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 21 5 6 1 墊板的設(shè)計(jì) 由模具結(jié)構(gòu)所限 上下墊板均是圓形結(jié)構(gòu) 主要設(shè)計(jì)如下 上墊板 直徑 115 mm 厚度 12 mm 下墊板 直徑 115 mm 厚度 12 mm 上下墊板均采用 45 鋼制造 淬火硬度 40 45 HRC 其具體結(jié)構(gòu)見后面墊 板零件圖所示 5 6 2 導(dǎo)板的設(shè)計(jì) 導(dǎo)板主要起導(dǎo)向定位作用 選用材料 T8A 淬火硬度 58 60 HRC 制造尺 寸 143 mm x 115 mm x 8 mm 其具體結(jié)構(gòu)以及尺寸設(shè)計(jì)見后面墊板零件圖所 示 第六章 壓力機(jī)的參數(shù)與校核 由前面壓力機(jī)公稱壓力計(jì)算初選的壓力機(jī)型號(hào) J23 10 查 模具實(shí)用技術(shù) 手冊(cè) 表 2 3 得壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下 公稱壓力 100 KN 滑塊行程 45 mm 最大閉合高度 180 mm 最大裝模高度 180 mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 35 mm 工作臺(tái)尺寸 前后 x 左右 130 mm x 200 mm 墊板尺寸 厚度 35 mm 模柄孔尺寸 30 mm x 60 mm U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 最大傾斜角度 035 由上述技術(shù)參數(shù)可知 所選壓力機(jī) J23 10 型號(hào)可用 第七章 模具零件的加工工藝 7 1 凸模的加工工藝過程 表 1 凸模加工工藝卡 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 鋸床下料 60mm 60mm 2 煅造 煅成 42mm x36mm x 120 mm 3 熱處理 退火 硬度 229 HBS 4 刨 刨六面 互為直角 40mm x36mm x 120 mm 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 23 5 平磨 磨六方 91 mm x 55 mm x 115 mm 6 數(shù)控銑 銑出擺塊安裝槽和凸模邊倒角 r 3mm 7 熱處理 淬火硬度 58 60 HRC 8 磨 1 磨外形至圖紙要求尺寸 90 mm x 54 mm x 114 mm 2 磨安裝槽至圖紙要求尺寸 70 mm x 16 mm x 84 mm 9 鉗 1 倒角去毛刺 2 畫線 鉆孔 攻螺紋 精修等 3 研磨銷孔 4 精修全部達(dá)設(shè)計(jì)要求 7 2 凹模的加工工藝過程 表 2 凹模加工工藝卡 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 鋸床下料 80 mm x 60 mm 2 鍛造 煅成 67 mm x40 mm x 86 mm 3 熱處理 退火 硬度退火 硬度 229 HBS U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 4 刨 刨外形與凹模腔 留 2 mm 余量 5 磨 磨外形與凹模腔 留 0 5 mm 余量 6 銑 樹控銑 銑 20 孔與 16 孔 留 0 5 余量 7 熱處理 淬火硬度 58 60 HRC 8 磨 磨至圖紙要求 9 鉗 倒角 去毛刺 精修 研磨凹模腔 16 孔 第八章 模具的裝配 模具的裝配全過程如下表格所示 表 3 裝配工序卡 序號(hào) 工序 工藝說明 1 凸凹模預(yù)配 1 裝配前仔細(xì)檢查凸模形狀 尺寸以及凹模的形狀 與尺寸 是否符合圖紙要求尺寸精度 形狀精度 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 25 2 將凸模與凹模相配 檢查加工是否均勻 不適合 者 應(yīng)重新修磨或者更換 2 凸模裝配 以凸模為基準(zhǔn) 安裝好限位釘 擺塊 3 裝配下模 1 把導(dǎo)板與下模座安裝好 2 把彈頂部件安裝到下模座上 3 安裝凸模 由上端把已經(jīng)安裝好的凸模部件壓入 導(dǎo)板孔至上墊板接觸 用螺釘把凸模與上墊板連 接擰緊 4 安裝定位塊 把定位塊安裝到下模座上 4 上模安裝 把壓桿插入凹模后與壓板連接好 擰緊 5 安裝模具 分別把上模部分 下模部分安裝到壓力機(jī)工作臺(tái)上 并調(diào)出合理的間隙 6 試沖與調(diào)整 開機(jī)試沖并根據(jù)試沖的結(jié)果作出相應(yīng)的調(diào)整 第九章 模具試沖 下表分別列出了模具在試沖時(shí)常見的故障 原因和調(diào)整方法 表 4 模具在試沖時(shí)常見的故障 原因和調(diào)整方法 常見故障 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 彎曲角度不夠 1 凸凹模的回彈角制造過小 2 凸模進(jìn)入凹模的深度太淺 3 凸 凹模間隙過大 4 試模材料不對(duì) 5 彈頂器的彈力太小 1 加大回彈角 2 調(diào)整沖模閉合 高度 3 調(diào)整間隙值 4 更換試沖材料 5 加大彈頂器的 彈頂力 彎曲位置偏移 1 定位塊的位置不對(duì) 2 凹模兩側(cè)進(jìn)口圓角大小不等 材 料滑動(dòng)不一致 3 沒有壓料裝置或者壓料裝置的壓 力不足和壓板位置過低 4 凸模沒有對(duì)正凹模 1 調(diào)整定位板位 移 2 修磨凹模圓角 3 加大壓料力 4 調(diào)整凸凹模位 置 沖件的尺寸過長(zhǎng) 或者不足 1 凸凹模之間的間隙過小 材料被 拉長(zhǎng) 2 壓料裝置壓力過大 將材料拉長(zhǎng) 3 設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算錯(cuò)誤或不正確 1 調(diào)整凸凹模間 隙 2 減小壓料力 3 改變坯料尺寸 沖件外部有光亮 的凹陷 1 凹模的圓角半徑過小 沖件表面 被劃痕 2 凸 凹模之間的間隙不均勻 3 凸 凹模表面粗糙度太大 1 加大圓角半徑 2 調(diào)整凸 凹模 間隙 3 拋光凸 凹模 表面 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過沖壓課程設(shè)計(jì) 我進(jìn)一步鞏固了沖裁理論知識(shí) 并且也加深了相 關(guān)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí) 同時(shí)熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法 在整個(gè)過程中 增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力及獨(dú)立思考解決問題的能力 當(dāng)然 由于本人水平有 限及缺乏生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 該設(shè)計(jì)難免存在不足之處 希望老師對(duì)此提出批評(píng) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 27 意見 在此表示萬分的感謝 復(fù)合模具的設(shè)計(jì) 是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合 更加系統(tǒng)地對(duì)理論知 識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述 也使我認(rèn)識(shí)到 要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人 員 必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ) 并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù) 樹立終身學(xué)習(xí)的 觀念 把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去 并堅(jiān)持科學(xué) 嚴(yán)謹(jǐn) 求實(shí)的精神 大膽 創(chuàng)新 突破新技術(shù) 為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn) U 型彎曲件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的 它是對(duì) 我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入 系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí) 也是一次理論聯(lián)系實(shí) 踐的訓(xùn)練 它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí) 對(duì)一些 原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí) 特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課 如機(jī)械制圖 模具材料 公差配合與技術(shù)測(cè)量 冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深 刻的理解 使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中 同時(shí)還使 我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題 如怎樣使制造的模具既能滿足使用要 求又不浪費(fèi)材料 保證工件的經(jīng)濟(jì)性 加工工藝的合理性 在學(xué)校中 我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí) 而實(shí)踐性很欠缺 而畢業(yè)設(shè)計(jì)就 相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連 貫起來 使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí) 這不但提高了 我們解決問題的能力 開闊了我們的視野 在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不 足 為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 通過對(duì)彎曲冷沖模的設(shè)計(jì) 我對(duì)沖裁模 彎曲模有了更為深刻的認(rèn)識(shí) 特別 是這種彎曲模具的設(shè)計(jì) 彎曲模的主要零件的加工一般比較復(fù)雜 多采用線切割 進(jìn)行加工 彎曲回彈的影響因素多 不容易從純理論的角度精確的計(jì)算出來 多 需要在試模后再進(jìn)行調(diào)整 在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題 雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意 如 壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用 凸凹模間隙的計(jì)算 卸件機(jī)構(gòu)選用 工作零件距離的 調(diào)整 都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善 使生產(chǎn)效率提高 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 29 參考文獻(xiàn) 1 劉建超 張寶忠主編 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 北京 高等出版社 2004 6 2 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委員會(huì) 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 3 南昌 江西科學(xué)出版社 2003 1 3 任嘉卉主編 公差與配合手冊(cè) 北京 機(jī)械出版社 2000 4 4 馮炳光主編 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1998 5 5 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 全國(guó)彈簧標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編 中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編彈 簧卷 北京 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 1999 6 6 中國(guó)輕工模具網(wǎng)模具新聞 中國(guó)模具工業(yè)特點(diǎn)基本狀況及情況 分析 2006 4 11 7 太空模具網(wǎng) 未來 10 年的模具發(fā)展趨勢(shì) 2005 11 24 8 中國(guó)金屬加工網(wǎng) 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì) 2005 6 9 彭建聲 秦曉剛編著 模具技術(shù)問答 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1996 10 Kondo K Parametric and Interactive Geometric Modeler Formechanical Computer Aeded Design 1990 10