固定板彎曲工藝及模具設(shè)計(jì)方案

1、本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，首先分析了工件的工藝要求，為選取排樣的類型做好了準(zhǔn)備；然后估算了板料的選取，便于導(dǎo)尺的寬度及確定排樣的方法；最后分析了工件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及自動漏料裝置。本工件為薄板的沖孔落料見，且工件的料厚較薄，所以在選取壓力機(jī)是不宜過大，材料上說銅料的屈服強(qiáng)度也沒有鋼料的大，工件的尺寸較小設(shè)計(jì)時必須考慮設(shè)計(jì)一個能在沖孔落料時的剪切力小于材料的屈服強(qiáng)度以免沖裁力過大沖出廢件。關(guān)鍵詞：沖裁模沖裁極限強(qiáng)度AbstractT h i s d esi g n to p i c i s b en t t he m o l d i n g t oo l d e

2、si gn , b o d y no w t h e b l u n t b o r e f a l l t o an t i ci p at e a t y p e o f sp ar e p ar ts of d esi g n r eq u es t , c o n t en t s an d d i r ec t i on , h a v e c er t ai n d esi g n m ean i n g. P ass t h e d esi g n t o t h e s pa r e p ar t s' m o l d i n g t o o l , f u r t h

3、 er st r e ng t h en ed a d es i g n bl u nt c u t t h e f o u n d at i on k n ow l ed g e o f w i t h m o l d d e si g n , f o r d es i g n m or e c om pl i c at e d o f b l u n t cu t a m o l d i n g t o o l t o h a v e do n e c us h i o n an d ab so r b ed d eep e r ex p e r i en c e.T h i s d es

4、i g n us ag e bl u nt p r es s t he f o u nd a ti o n k n o w l ed g e o f c r af t a n dm o l d i n g t o o l des i g n , an a l y z ed th e c r af t o f t h e w o r k p i ec e a r eq u est f i r s t, h av e d o n e p r e p ar at i o n f o r t he t y p e th at t h e se l ec t i o n l i ne s u p k i

5、 n d 。 T h e n t h e s el e c t i o n e st i m a t i n g p l a n k t o a n t i c i p at e, ea s y t o l ea d t h e m et h o d o ft h e w i d t h a n d c h a r a c t e r i s t i c o f d es i g n i m p o r t an t au t o m at i c al l y.as s ur an c e r o w k i nd o f C hi n es e f o o t 。 A n al y z e

6、 d t h e w o r k p i e c e f i n al l y, m ak e su r e t h e d es i g n p ar a m et er, po i n t o f m o l d i n g t o o l a n d l ea k t o an t i ci p at e d ev i c eT hi s w o r k p i ec e f a l l s t o an t i c i p a te t o s ee f o r t he bl un t b o r e ofl a m el l a,an dt h ew o r kpi e c ean

7、 t i c i p at et h i c kt h i n n er,soB esel ec t i n gb yex a m i n at i o n sp r e s su r em ac hi n ei ss ho u l dn o tl ea dg r e at l y,s ayo nt h em at e r i alt h ec o p pe ran t i c i p a t esa cc ep t sde f eats t r en g t ht oa l soh a v en ost eel t o an t i ci pa t e o f bi g , t h e si

8、 z e o f w o r k pi e ce i s s m al l er t o d e si g n h av e t o c o n si d er t o d es i g n 1 c an w h i l e hu r tl i n g t h e b o r e f al l t o a n t i c i p at e o f sh e ar i ng a nd s l i ci n g t he d i n t i s sm al l t o a c c ep t d ef eat st r en g t h i n t h e m at e r i al i n or

9、d er t o p r ev en t b l u n t on c e c u t d i n t t o r u s h o u t t o d i sc ar d a p i e ce g r eat l y.K ey w o r d ：bl a nk i n g di eb l a n k i n gu l t i m at e1 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相

10、當(dāng)大。1. 1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.圖 2 -12.2 確定工藝方案制件的毛坯尺寸本模具的彎曲采用上一道工序剪切好的坯料，尺寸如圖2 -1 。故模具只需對其彎曲部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，而無需切邊或外輪廓落料。模具類型的設(shè)計(jì)彎曲模沒有固定的結(jié)構(gòu)型式，有可能設(shè)計(jì)得很簡單，也可能設(shè)計(jì)得很復(fù)雜，這需要根據(jù)工件的材料性能、形狀、精度要求和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析，確定模具結(jié)構(gòu)型式。本工件的后斷面是Z形的，其前表面還要彎曲成直角尺寸，確定工藝方案為彎曲一彎曲兩個工序。本工序主要完成彎曲工藝，達(dá)到如圖2-1 所示的Z 形工 件 。這種 Z 一般分兩次彎成，先彎成一定角度形件，然后再側(cè)彎成 Z，這就需要兩套模具，生產(chǎn)效率

11、低?？紤]該工件的批量較大，因此應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)一種效率較高的模具.1、方案種類該工件包括三個彎曲基本工序，可有以下兩種工藝方案：方案一：逐個彎曲，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：采用三個彎曲同時進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)。2、方案的比較方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要三道工序，三副模具，成本相對較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進(jìn)入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需的要求，難以滿足生產(chǎn)需要。故而不選此方案。方案二，只需要一套模具，工件的精度及生產(chǎn)效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸、制造相對第一種方案都有比較好。3、方案的確定綜上所述，本套模具采用復(fù)合模根據(jù)指導(dǎo)書表 3

12、-5查得彎曲件毛坯展開計(jì)算公式，如下工件平面圖圖 2-23 、沖裁工藝計(jì)算3.1 確定凸凹模尺寸的原則考慮彎曲分兩部分，彎曲件的尺寸取決與凸凹模中任一個，因此彎曲模應(yīng)先決定一個尺寸，用以凸?；虬寄３叽鐏頊p小合理間隙；考慮沖件精度與模具精度間的關(guān)系，在選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般彎曲模精度較彎曲件精度高23 級。凸、凹模分別加工時的工件部分尺寸查表 2 -1 1 凸、凹模分別加工時，其工作部分的尺寸計(jì)算。公式工序性質(zhì)沖件尺凸模尺寸凹模尺寸寸落料D0 -ADP= （D-X? -Dd =(D- x ? )Z mi n ） 0 - p0 +d沖孔D+a0dp

13、=(d +x ? )0 - pd d=(d +x ? +Zmi n ) 0 +d( 注：計(jì)算時，必須先將沖件尺寸化成D0 -A、d0 +A的形式。)表中DP 、 Dd 分別為落料凸、凹模的刀口尺寸（mm ）。Dp、dd 分別為沖孔凸、凹模的刀口尺寸（mm ）。D 、 d 分別為落料件的外徑和沖孔件的基本尺寸（ mm ）；P、 D分別為沖孔凸、凹模的制造公差，凸模接近 IT6 ，凹模接近 IT7 ，也可接近 2 -1 21 選取。? 制造件的制造公差（mm ）。Z 最小合理間隙。為了保證新沖模的間隙小于最大合理間隙（凹模制造公差必須保證：Z max ）凸模和 P+dZmax -Z mi nX 磨

14、損系數(shù)，其值在X=0.5 。0.5 1之間，工件精度在IT1 4 級，取因?yàn)閳D紙制件上的孔均未注公差，按T14 級4 計(jì)算。1)毛坯尺寸計(jì)算毛坯尺寸分析如圖 2所示展開料寬度：L =1 38 mm長度尺寸為 10 2mm。故毛坯尺寸為 1 38 mm× 102mm。2) 彎曲力計(jì)算 影響彎曲力的因素很多，若要進(jìn)行精確的計(jì)算是很復(fù)雜的，這里只是進(jìn)行大略計(jì)算，不考慮校平。按公式 F= 2. 4b t b 式 中 表 8 為0.65 由表 8查得伸長率為21 25表 8 為 0 8 。所以 F 2 4×138×3×102×0 65×0 8N

15、 = 17566. 848N（3）模具總體設(shè)計(jì)要由上模板、凸模、凹模、下模板、墊板、斜滑塊等組成。初步計(jì)算模具閉合高度H模= 8 0m m凹模座的外廓尺寸約計(jì)為8 0 m m ×30 0m m。圖 2-12模具結(jié)構(gòu)草圖4 、沖裁件的排樣因?yàn)樵撝萍捎玫氖巧弦坏拦ば蚣艉玫臉影遄鳛榕髁希试撃＞邿o須考慮排樣問題 據(jù)模具尺寸大小，安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺面尺寸，若有推件時應(yīng)考慮臺面空的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過。（ 3 ）選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配（ 4 ）模柄直徑長度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄孔直徑，深度尺寸相當(dāng)。（ 5 ）壓力機(jī)形程次數(shù)保證有最高生產(chǎn)率。（ 6 ）壓力機(jī)使

16、用安全方便。查表 8 -10 8 初選 JD3 6 -1 60 BI 閉式雙柱可傾壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：16 00KN ，滑塊行程：31 5 mm ，滑快行程次數(shù)：20 次 / mi n ，最大封閉高度：80 0 mm ，封閉高度調(diào)節(jié)量：250 mm ，工作臺尺寸：前后125 0 mm ，左 右 200 0 mm ，工作臺孔尺寸：左右560 mm ，直徑 500 mm ，6 模具壓力中心的確定從制件工藝圖 紙上看，該制件的彎曲本上沿寬度中心線對稱分布，凸模成階梯狀分布時，沖裁力主要落在大方凸模上，其余的小孔的沖裁力不大，對壓力機(jī)的影響較小，且壓力機(jī)滑塊面積相當(dāng)大，故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：把

17、模具中心沿大凸模中心線交點(diǎn)水平向右偏移 1 525 mm.7 、沖模的閉合高度沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)即模具在最低工作位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H 。沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適當(dāng)，即沖模的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度H max 和最小裝模高度H min 之間，其關(guān)系為：H max - 5 mm HH min +1 0 mm根據(jù)可知最小裝模高度H min =8 08 、沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法3 1）凸模部分該工件的斷面是 Z 形的，當(dāng)成形后由于張力工件不會留在凸模上，所以不必考慮凸模的特殊性，把凸模制成整體型式。如圖 2-

18、13 所示。圖 2- 13整體式凸模圖 2-14、凸模的材料及其熱處理凸模的材料采用 T1 0A ，刃口部分熱處理硬度為5 860 HRC ，尾部回火至40 5 0HRC8.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模外形結(jié)構(gòu)及其固定方法2)凹模部分凹模是滑塊式的，左右滑動。這種形狀的凹模也不應(yīng)該制成整體而應(yīng)是組合的，且鑲有凹模鑲塊，如圖2-15 所示。這樣便于機(jī)械加工，另外鑲塊部分容易磨損，這樣既便于更換又節(jié)省金屬材料。圖 2-158.3 滑塊及凸凹模位置設(shè)計(jì)此模具滑塊和凸凹模位置的設(shè)計(jì)是關(guān)系到模具是否能完成一次彎曲的關(guān)鍵，在此有多種方法來固定，但考慮到制件和模具精度問題，先固定凸模。如圖 2 -16 所示，此模

19、具的工作過程為凸模下行，凸模接觸毛坯時毛坯兩側(cè)耳發(fā)生彎曲，當(dāng)毛坯下行接觸到B 點(diǎn)時毛坯開始從 B 點(diǎn)彎曲，當(dāng)凸模下行時B 點(diǎn)同時下行，當(dāng)B 點(diǎn)接觸A 點(diǎn)時 AB 點(diǎn)發(fā)生位移，B 點(diǎn)向右移動，當(dāng)工件接觸C 點(diǎn)的時候B點(diǎn)繼續(xù)右移使毛坯再次發(fā)生彎曲，當(dāng)C 點(diǎn)和 B 點(diǎn)達(dá)到一個料厚的時候一次彎曲完成。根據(jù) 3.1 所知可以先固定凸模，由模具運(yùn)動過程可知當(dāng)點(diǎn)與 E 點(diǎn)相接觸到完成最后彎折為丙運(yùn)動全過程，所以由此可以固定丙的位置如圖 2 -17 所示：G圖2 -17此圖為工件與圖2-16中出工件。由運(yùn)動過程所知C 點(diǎn)彎折，所以工件成型后LCE=LEB所以點(diǎn)C 到C 點(diǎn)相接觸的示意圖，由于簡化沒有畫C 點(diǎn)到

20、 B 點(diǎn)為工件彎折過程，由于從CE 應(yīng)與 EB 重合，由此可知EB 與 C 點(diǎn)到 AB 的距離LC -EBLC -AB可計(jì)算的出。所以G 點(diǎn)的位置應(yīng)在C 點(diǎn)左邊。由于凸模運(yùn)動速度v 1 ，甲的總長L 甲已知，丙的位置應(yīng)介于 C運(yùn)動點(diǎn)和 HLC-AB點(diǎn)之間，由于距離的時間LC-AB 與 v 1 已知，可以計(jì)算出凸模 t1 ，由此可的丙的移動速度 v 2 。由v1和 v 2可以計(jì)算出甲丙兩板斜面的斜度，又由于當(dāng)G 點(diǎn)與E 點(diǎn)接觸時 A 點(diǎn)必然在丙上可以確定甲的位置，由此可以確定整個凸凹模以及滑塊的位置。詳細(xì)計(jì)算過程煩瑣在次不在寫出。9 、定位零件的設(shè)計(jì)與分析因?yàn)樵撝萍呐髁鲜遣捎们泻玫陌辶献鳛槊?/p>

21、料，故定位時采用定位板對其進(jìn)行外緣定位即可1 0 、卸料與推件零件的設(shè)計(jì)1 0.1 卸料裝置因?yàn)橹萍髁系暮穸?h=1.5 mm ，屬于薄板件，在此卸料裝置采用彈性卸料，在沖壓過程中彈性卸料板能起到壓料作用，能提高沖壓精度。彈性原件采用橡膠，如下圖所示：10.2 推件裝置因?yàn)樵撃＞邿o廢料從凹?？字型ㄟ^工采用 Q235 或 45 鋼。12.3 墊板墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響模具的正常工作。為保證模具的使用壽命，在此應(yīng)選用墊板，其厚度為 10 mm ，外形尺寸與凹模板相同。12.4 螺釘與銷釘螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，在此直接選用就即可。螺釘用于

22、固定模具零件，選用內(nèi)六角螺釘，查表2.9.1 4 3 選 M1 2 的內(nèi)六角螺釘即可。銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，在次適當(dāng)選用即可。13 模具的裝配13.1 裝配主要技術(shù)要求要求 組成模具的各零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和熱處理均要符合相應(yīng)的圖樣要求； 模架的三項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)：上模座上平面對下模座的下平面的平行度，導(dǎo)柱軸心線對下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對上模座上平面的垂直度均應(yīng)能達(dá)到規(guī)定的精度登記要求； 模架的上模導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)該平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象； 裝配好的沖模，其封閉高度應(yīng)該符合圖樣規(guī)定的要求； 凸模和凹模之間的配合間隙應(yīng)該符合圖樣要求，周圍間隙應(yīng)均勻一致；其間隙控制方

23、法可以通過：測量法、透光法、試切法、墊片法、涂層法等來保證； 定位裝置要確保準(zhǔn)確可靠； 卸料裝置活動靈活、正確，出料孔暢通無阻，保證廢料不卡在沖模中。13.2 裝配順序 裝配模架把導(dǎo)柱壓入下模座，把導(dǎo)套壓入上座，然后牢固。 裝配下模部分 在凹模板上安裝定位裝置，把凹模置于下模座上，找正中心位置，用平行夾頭夾緊，鉆好定位孔和螺孔，對螺孔進(jìn)行攻絲，校正后用螺釘固定打上銷釘，最后緊固即可。 裝配上模部分 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，兩者之間墊入適當(dāng)?shù)膲|鐵，用平行夾具夾緊，以卸料板上的螺孔定位，在凸模固定板上鉆出錐窩。然后拆去卸料板，以錐窩定位鉆固定板的螺釘過孔。將已裝入固定板的凸模插入凹?？?/p>

24、中，在凹模和固定板之間墊入適當(dāng)?shù)牡雀邏|鐵，并將墊板置于固定板上，在裝上上模座。用平行夾具夾緊上模座和固定板，以凸模固定板上的孔定位，在上模座上鉆錐窩，然后拆開以錐窩定位鉆孔后，在卸料板與凸模固定板之間放入選好的橡膠用螺釘將上模座、墊板、凸模固定板連接并稍加緊固。將凸、凹模間隙用 上述方法調(diào)整均勻緊固即可。14 模具閉合高度的校核上模座厚度：55mm, 下模座厚度： 55 mm ，墊板 ： 10 mm ，凸模固定板：40 mm ，卸料板厚度：20 mm ，凹模：50 mm ，橡膠空間： 60 mm 。故 模具的閉合高度為：H 閉合 = 5 5 + 5 5 + 1 0 + 4 0 + 2 0 +

25、5 0 + 6 0 = 2 90 mm 800mm （壓力機(jī)的最大閉合高度），故該壓力機(jī)可用。15 繪制模具總裝圖總圖如圖 10 所示，圖中零件名稱見表 2-2。表 2-2零件明細(xì)表序 號代 號名 稱數(shù) 量材 料1上 模 柄1Q 23 52止 轉(zhuǎn) 銷43上 模 座14 5鋼4墊 板14 5鋼5凸模固定板46螺 釘24 5鋼7彎曲凹模2 2Q2358螺 釘2Q 23 59推 板2T 10A1 0凹模固定板1HT2001 1頂 桿4Q 23 51 2托 板2Q 23 51 3固 定 板5Q 23 51 4橡 皮14 5鋼1 5托 板44 5鋼1 6下模座板56 0 S i 2 Mn1 7螺 釘24 5鋼1 8銷 釘81 9定 位 桿24 5鋼熱 處 理5662HRC5662HRC5045HRC4045HRC4045HRC16 零件圖圖 1017 總結(jié)經(jīng)過近段的努力，在老師和同學(xué)們的指導(dǎo)和幫助下，我順利地完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。經(jīng)過這次的設(shè)計(jì)任務(wù)，使我對模具設(shè)計(jì)，特別是模具的設(shè)計(jì)過程有了進(jìn)一步地了解；對模具的基本結(jié)構(gòu)、組裝、調(diào)試、加工制造等方面有了深刻理解。在設(shè)計(jì)的過程中，通過對制件的分析和對模具的設(shè)計(jì)的研究時，能夠較好地將課本上的理論知識應(yīng)用與設(shè)計(jì)當(dāng)中，并且能夠從整體，宏觀上去研究、分析、考慮設(shè)計(jì)問題。同時，在這次的設(shè)計(jì)過程中，還很大地程度上