河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 1 頁 保油箱固定拉杠環沖模設計 摘 要 彎曲件的工序安排應根據工件形狀的復雜程度 精度要求的高低生產批量的大小，以及材料的機械性質等因素進行考慮。 保油箱固定拉杠環是一個對稱彎曲件，具有良好的工藝性，不僅可以提高制件精度和節省原材料，而且大大簡化彎曲工藝過程和模具設計。 此套模具的總體設計思想是把經濟、合理、實用作為最基本的出發點，從坯料排樣到模具設計與制造，都嚴格遵循。 整套模具設計過程，涉及到許多工序。零件工藝性分析首先考慮制件的精度要求，然后對各尺寸以及形狀進行分析；工藝方案擬定顯得尤為重要，關系到設計 的成敗；各工藝參數的計算和確定必須做到有據可依，以確保計算結果的可靠性；模具的設計與制造，需考慮實際生產的可操作性制造加工的難易程度，以及其維護的方便程度來確 定每個零件 的形狀和 整套模具的 結構形式。 隨著工業的發展，汽車行業的興起，彎曲工藝將會日益突出它的重要性。 關鍵詞 ： 彎曲， 思想，要求，工序，設計 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 2 頁 ASSUARE THAT THE FUEL TANK DRAWS THE THICK STICK AND SURROUNDS THE TRIMMING DIE TO DESIGN REGULARLY ABSTRACT Arrange to follow the complexity of the form of the work piece in crooked process of one. Level that the precision requires. The size of production lot, and the factors, such as mechanical nature of the material ,etc. are considered. Assuare fuel tank regular to draw thick stick ring first symmetrical crooked one, have good crafts, not only can improve and make a precision and save the raw materials but also simplify the crooked craft course and mold design greatly . This set overall design philosophy of mould economy, rational practical to regard the most basic starting point as, arrange kind from the blank to mould design and manufacture, all follow strictly. A whole set of mould design process, involve a lot of processes. The craft of the part is analysed: Consider precision to make piece require , analyse to every size and form at first； Draft that seems particularly important, concern the success or 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 3 頁 failure designed in craft scheme； Every craft calculation and confirm and must accomplish and have and according to can be depended on, so as to ensure the dependability of the result of calculation of parameter； Design and manufacture of mould, need effectiveness complexity that manufacture processed produced actually to consider, and its one that maintained helped the degree confirm the form of each part and structure form of a whole set of mould . With the development of industry, the rise of the automobile trade, the crooked craft will stress its importance day by day . KEY WORDS: Crooked, the thought, require, the process, design 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 4 頁 目 錄 摘 要 前 言 1 第一章設計任務 6 第二章 零件工藝性分析 6 第三章工藝方案 的擬定 7 第四章毛坯尺寸展開計算 9 第五章 坯料排樣及材料利用率 10 5.1 坯料排樣 10 5.2 材料利用率 11 第六章 各道工序的確定及壓力機的選擇 11 6.1 工序一： 落料 11 6.1.1 凸凹模工作尺寸計算 11 6.1.2 工序壓力計算 12 6.1.3 凸凹模的確定 13 6.1.4 彈性元件的選擇 14 6.1.5 壓力中心的確定 15 6.2 工序二：異向彎曲 15 6.2.1 彎曲力的計算 15 6.2.2 彈頂器的計算 17 6.2.3 回彈量的確定 19 6.3 工序三：最終 20 6.3.1 校正彎曲力 20 6.3.2 回彈量的確定 20 6.3.3 凸凹模工作部分尺寸 20 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 5 頁 6.3.4 模具結構簡圖 26 第七章 彎曲模工作零件的制造 21 第八章 模具的結構形式 22 總結 26 參考文獻 28 致謝 31 附錄 32 前 言 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 6 頁 模具以其特定的結構形式通過一定的方式使材料成型。模具因其生產效率高 產品質量好 材料消耗低 生產成本低而獲得廣泛應用。從材質上看，幾乎所有的金屬零件如鍛件 沖壓件 壓鑄件 粉末冶金零件，以及非金屬零件如塑料 陶瓷 橡膠 玻璃等制品都是用模具成型的。從工業產品生產行業看，模具是現代工業，特別是汽車 拖拉機 航空 無線電 電機 電器 儀器 儀表 兵器 日用品等工業必不可少的工藝裝備。據統計，利用模具制造的零件數量，在飛機 汽車 拖拉機 電機 電器 儀器 儀表等機電產品中占 80 以上；在電視機 收錄機 計算機等電子產品中占 85 以上；在自行車 手表 洗衣機 電冰箱 空調 電風扇等輕工業產品中占 90 以上；在槍支 子彈等兵器產品中占 95 以上。 隨著工業生產的發展，特別是 90 年代以來，工業產品的品種和數量不斷增加，換型加快，對產品的質量 樣式和外觀業不斷提出新要求，使模具需求量增加，對模具質量要求也越來越高，模具技術直接影響制造業的發展 產品更新換代和產品競爭能力。因此，迅速提高模具技術水平已成為當務之急。日本汽車 手表 家用電器等產品的品種 數量 質量在國際市場占有優勢，其重要原 因之一就是日本模具技術居于世界領先地位。 模具工業潛力很大，前景廣闊。工業先進國家都十分重視模具技術開發，在模具工業中大量采用先進技術和設備，努力提高模具設計和制造水平，取得了顯著經河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 7 頁 濟效益。進十多年來，美國 日本 德國等發達國家的模具總產值已超過機床總產值。模具技術進步極大的促進了工業產品的生產發展，因而深受贊譽。美國工業界認為“模具工業是美國工業的基石”，在日本，模具被譽為“進入富裕社會的原動力”，在德國，模具被冠之以“金屬加工業中的帝王”之稱，在羅馬尼亞，有“模具就是黃金”之說。可見模具工業在世界各國經 濟發展中具有極其重要的地位。模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。 模具的主要類型有：沖模 鍛模 塑料模 壓鑄模 粉末冶金模 玻璃模 橡膠模 陶瓷模等。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于型腔模，因為它們一般都是依靠三維的模具型腔使材料成型。 沖模是對金屬板料進行沖壓加工獲得合格產品的工具。沖模占模具總數的一半以上。按工藝性質的不同，沖模可分為沖裁模 落料模 沖孔模 切口模 切邊模 彎曲模 卷邊模 扭曲模 拉深模 校平模 翻邊模 翻孔模 縮口模 壓印模 脹形模等。按組合工序不同，沖模分為單工序 模 復合模 連續模 級進模等。 模具屬于邊緣科學，它設計機械設計制造 塑性加工 金屬材料 鑄造（凝固理論） 塑料 橡膠 玻璃等諸多學科和行業。因此模具設計與制造專業技術人才的勞動不可代替性較強。 用模具加工零件，其原理是建立在材料塑性變形基礎上。由于材料塑性變形是在高壓 甚至是高溫 高速下進行的，加工產品零件形狀 尺寸及復雜程度不同，河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 8 頁 因此對模具的設計制造 模具材料及其熱處理 模具的使用與維護等提出了一系列的特殊要求。例如，模具設計要保證坯料在模腔內合理流動并充滿模腔，以保證制品質量；模具制造既要保證制品的精 度和表面粗糙度，又要提高效率和降低成本；模具材料要保證在高溫和高壓 高速下具有足夠的強度 剛度 抗熱疲勞和抗磨損等性能。 人們對塑性變形機理和模具技術進行了大量的研究，取得了許多新進展。例如，改進原材料的成分和組織，以提高其成型性能；研究材料的成形性能極其影響因素，以提高工藝性分析和模具設計的可靠性；研究高效高精度的模具制造技術和加工設備，如三坐標測量儀 NC（數控）和 CNC（計算機數控）機床，高精度坐標磨床，機電結合的電火花加工 數控線切割加工及各類特種加工已成為現代模具加工的基本手段。高精度數控坐標磨床 數控光學曲面磨床 慢走絲高精度線切割機 多功能數控電加工中心等先進機床已成為必備設備。研究出多種新型模具鋼和表面熱處理。針對不同批量 不同原材料 不同零件形狀尺寸和不同生產條件，研制出各種特殊模具結構 模具材料和制造方法。如粉末冶金陶瓷 低熔點合金模 激光切割的多層組合模 等溫鍛模和超塑性成形模等。 在設計制造方法上，現代模具中心廣泛采用計算機輔助設計與制造（ CAD/CAM），設計過程程序化和自動化，使用程序 模擬成形過程 采用交互式設計方法，發揮人和計算機的各自特長。數據庫和計算機網絡技術使設河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 9 頁 計人員擁有 大量資料和信息。設計與制造之間的直接傳輸很便于設計中的反復修改。現代模具加工精細，產品屬精密工具范疇，很多模具還附有控壓 控溫和各種測量元件。模具標準化 系列化 通用化程度高。 現代模具的特點是：高精度 壽命長 生產效率高 形腔形狀和模具結構復雜。 1） 精度高：現代模具要求的精度比傳統模具高出一個數量級。 2） 壽命長：長壽命是現代模具保證高速沖壓設備實現高生產率的基本條件之一，現代沖模壽命一般在 500 萬次以上，而傳統模具壽命只有現代模具壽命的 1/5 1/10。 3） 生產率高：現代模具生產效率比傳統模具高的多，其主要原因 是現代模具具有多工位 多模腔甚至多功能。 4） 形腔形狀和模具結構復雜：隨著人們對產品形狀 尺寸精度 整體性及生產效率等要求的提高，以及許多新材料新工藝的廣泛應用，現代模具的結構和型腔日益復雜。 模具 CAD/CAM 并非是模具 CAD 和模具 CAM 的統稱，而是兩者的有機聯系，既計算機輔助設計與計算機輔助制造一體化。 最初的模具 CAD 技術和模具 CAM 技術，盡管使用了計算機代替了大量繁重的手工勞動，但從整個模具設計生產過程看，并沒有什么本質變化。模具 CAD 然是從接 受模具 任務書 到繪制 模具圖 紙的整個 過河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 10 頁 程；而模具 CAD 從接受圖 紙開始，以完成模具制造告終。設計與制造之間有嚴格分界，兩個環節之間傳遞信息的最重要手段是圖紙。 模具 CAD/CAM 是計算機技術綜合應用于模具設計制造的一個飛躍，其主要特點是模具設計與制造一體化，既綜合計算機化。在模具 CAD CAM 系統中 ,產品的幾何模型是產品的核心數據 ,并作為整個設計 計算 分析中最原始的數據 .通過模具 CAD/CAM 系統的計算 分析 和設計得到大量信息 ,運用數據庫和網絡技術將其存儲和直接傳送生產制造環節的各個有關方面 ,從而實現模具設計制造一體化 .圖紙不再是設計與制造環節的分界線 ,也不再是生 產過程的唯一依據 ,圖紙被簡化 ,甚至最終消失 . 隨著 CAD/CAM 集成化技術的發展和廣泛應用 ,以及相 關 高 新 技 術 的 發 展 在 不 遠 的 將 來 , 全 盤 自 動 化 的CIMS(計算機集成制造系統 )必將在模具生產中實現 ,使模具技術乃至整個人類制造技術實現新的飛躍 . 第一章設計任務 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 11 頁 任務 :1)工藝方案和模具結構應保證能夠達到沖件所要求的精度 :2)模具結構應能沖出沖件的復雜外形 :3)工藝方案和模具結構必須經濟合理 :4)模具易于安裝調整 ,且操作方便 安全 第二章 零件的工藝性分析 零件名稱 :保油箱固定拉杠環 生產 批量 :大批量 材料 :20 鋼 厚度 :3mm 零件簡圖 :如下圖所示 由零件圖可知 ,此件為彎曲件 ,零件形狀相對復雜 ,是軸對稱件 ,除 10.5 R3 12 50 幾個尺寸要求外 ,并無其他精度要求 ,相對比較容易實現 ,又因為制件為大批量生產 , 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 12 頁 故沖壓工藝的加工方法比較合適 . 第三章 工藝方案的擬定 方案一 :a)落料彎曲復合 :b)最終彎曲 方案二 :a)落料 :b)異向彎曲 :c)最終彎曲 在上述兩種工序方案中 ,第一種工藝方案生產效率高 ,操作方便 ,但在實際 生產過程中 ,卻不能采用落料彎曲復合 ,是因為采用復合模難以保證彎曲件的可靠定位 ,不能保障彎曲件的形狀和精度要求 ,同時 ,模具結構復雜化 ,不利于制造安裝調整和維修 ,相應的提高生產成本 ；第二種工藝方案生產周期較長 ,但模具結構簡單 ,模具制造容易 ,壽命長 ,又是大批量生產 ,更重要的是可以很好的滿足彎曲件的要求 . 綜上所述 ,在大批量生產的前提下 ,采取第二種工藝方案較為合理 . 采取第二種工藝方案 ,即為三道工序 :落料 異向彎曲 最終彎曲 工序圖如下所示 : 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 13 頁 a) 落料 b) 異向彎曲 c)最終彎曲 第四章 毛坯尺寸展開計算 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 14 頁 彎曲見結構形狀不同 彎曲半徑大小不同以及彎曲方法不同 ,其毛坯尺寸的計算方法也不相同 ,本彎曲件選取 : 圓角半徑 rt/2 的彎曲件 這類彎曲件的展開長度是根據彎曲前 后中性層長度不變的原則進行計算的 .其展開長度等于直線部分的長度和彎曲部分中性層展開長度之和 . 1 算出直線段的長度 : 由工序圖 c)可知 ,兩段直線長度相等 ,即 a=b=15.5 2 中性層彎曲半徑 : =r+xt 3 根據 r/t,由沖壓手冊表 3-9 查中性層位移系數 x值 : 1) R=3 的圓弧中性層半徑 , 查表可知 :x=0.32 =3+0.32 3=3.96 2) R=5.25 的圓弧中性層半徑 , 查表可知 :x=0.38 =5.25+0.38 5.25 =6.39 4 根據與彎曲中心角計算圓弧展開長度 : = /180 1) R=3 的圓弧展開長度 ,經計算 =120 = /180 =8.29 由工序圖 c)可知 ,兩段 R=3 的圓弧長度相等 2) R=5.25 的圓弧展開長度 ,經計算 =240 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 15 頁 = /180 =26.8 5 計算毛坯總長度 : L=a+b+2 + =15.5+15.5+8.29+8.29+26.8 =74.38 毛坯總長度可取 : 75 第五章 坯料排樣及材料利用率 5.1 坯料排樣 從經濟性和材料利用率兩方面考慮 ,排樣圖擬定如下 : 5.2 材料利用率 由 沖壓手冊 表 2-17 查知 :a=3mm a1=2.5 條料寬 : b=75+2a=81 進距 : h=25+ a1=27.5 選用板料規格為 3mm 900mm 900mm,剪切條料尺河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 16 頁 寸為 81mm 900mm. 條數 : n1=900/81=11 條 余 9mm 每條個數 : n2=(900-2.5)/27.5=32 個 余 20mm 每板個數 : n3=n1n2=11 32=352 個 板料面積 : S=25 75=1875mm 材料利用率 : =(352 1875/900 900) 100% =81.5% 第六章 各道工序的確定以及壓力機的選擇 6.1 工序一 :落料 6.1.1 凸凹模工作尺寸計算 采用配合加工制造凸凹模 ,落料模以凹模為基準配制凸模 凹模尺寸 : A 凹 =(A-x ) 凹 工件尺寸 : A- 查沖壓手冊表 2-5 2-23 2-28 2-30 可知 : 外形尺寸為 25: x=0.75 =0.28 凹 =0.025 即 A 凹 25=(25+0.75 0.28) +0.025 =24.79+0.025 外形尺寸為 75: x=0.75 =0.40 凹 =0.030 即 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 17 頁 A 凹 75=(75+0.75 0.40) +0.030 =74.7 +0.030 取最小間隙 Zmin 配制凸模 :查表知 Zmin=0.460 即 D 凸 25=(24.79-0460) 0.020 =24.33 0.020 D 凸 25=(74.7-0460) 0.020 =74.24 0.020 6.1.2 工序壓力計算 1.落料力 根據模具結構 ,采用彈性卸料裝置和下出料方式 : F 總 = F 落 +F 卸 查沖壓手冊表 8-7,可取 =350 F 落 =1.3 t =1.3(2 25+2 75) 3 350 =273KN 2.卸料力 查沖壓手冊表 2-37,可取 K 卸 =0.04 F 卸 =K 卸 F 落 =0.04 273 =10920N 即 : F 總 = F 落 +F 卸 =283.92 KN 根據上述計算 ,可初步確定壓力機公稱壓力為 400 KN 6.1.3 凸凹模的確 定 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 18 頁 1. 凸模 1) 由工序圖可知 ,凸模為非圓形凸模 ,形狀與制件一致 2) 凸模的形狀如下圖所示 : 3) 凸模長度一般是根據結構上的需要確定 4) 壓應力的校核 : Amin= F/ 壓 查沖壓手冊表 8-7,可取 壓 =402 代入數值計算可知 ,凸模強度滿足要求 2. 凹模 1) 幾種常見的凹模刃口形式如下圖所示 : a b c 圖 a b 為柱性刃口筒形或錐形凹模 .刃口強度較高 ,修模后刃口尺寸不變 ,但孔口容易積存工件或廢料 ,推件力河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 19 頁 較大且磨損大 .適用于形狀復雜或精度要求較高的沖裁件 . 圖 c 為錐形刃口凹模 , 沖裁件或廢料容易通過 , 凹模磨損后修模量較小 ,但口強度較低 , 刃口尺寸在修模后略有增大 .適用于形狀簡單 ,精度要求不高的沖裁件 ,當t2.5mm 時 , =15 , 當 t=2.5-6mm 時 , =30 ,當采用電火花加工凹模時 , =4-20 . 由上述分析 ,可取圖 c 為凹模形式 2) 凹模外形尺寸 凹模外形尺寸一般按 經驗值方法確定 ,根據沖壓手冊表 2-39 確定凹模外形尺寸 查表知 : c=34 h=25 3) 凹模強度校核 查表確定凹模外形尺寸 ,可以保證凹模有足夠的強度和剛度 ,可不再進行強度校核 . 6.1.4 彈性元件的選擇 橡皮允許承受的負荷較大 ,而且安裝比較靈活方便 ,是沖壓模中彈性卸料頂件及壓邊裝置常用的彈性元件 . 1) 橡皮高度的確定 為保證橡皮不致過早失去彈性而損壞 ,其允許最大壓縮量不超過其自由高度的 45%,一般取 : h 總 =(0.35 0.45)h 自由 h 自由 =(3.5 4)h 工作 h 工作 =t+1+修模量 修模量一般取 4 10mm,經代入數值計算得 : 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 20 頁 h 自由 =35mm 根據制件可知 ,所選橡皮為兩塊矩形橡皮 2) 橡皮大小的確定 根據卸料力計算 : F=AP 式中 F 為壓力 ,此時即為卸料力 A 為橡皮截面積 P 為單位壓力 查沖壓手冊表可取 P=10.6 代入數值計算 A=10302mm 6.1.5 壓力中心的確定 本工件是對稱件 ,壓 力中心無須計算 ,就在其幾何中心上 . 6.2 工序二：異向彎曲 6.2.1 彎曲力的計算 1) 自由彎曲力 根據工序圖分析可知 ,本工序共有五段圓弧 ,其彎曲力按 U 形件計算 F 自 =0.7kbt b/r+t 一般 k 取 1.3 查 沖 壓 手 冊 表 8-7,可取b=450Mpa 代入數值 彎曲半徑為 5.25 圓弧段 : 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 21 頁 F 自 =0.7 1.3 25 3 450/5.25+3 =9572.3N 彎曲半徑為 3 圓弧段 : F 自 =0.7 1.3 25 3 450/3+3 =13162.5N 總彎曲力為 : F 總 =3 9572.3+2 64216.5 =64216.8N 2) 校正彎曲力 F 校 =AP A 為校正部分投影面積 P 為單位校正力 查沖壓手冊表 3-17 可取 P=50Mpa 經計算 : A=1100 F 校 =AP =50 1100 =55000N 彎曲時壓力機的壓力是自由彎曲力和校正彎曲力之和 : F F 自 +F 校 =64216.8+5500 =119216.8N 根據上述計算 ,初步確定壓力機的公稱壓力為 250KN 6.2.2 彈頂器的計算 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 22 頁 彈頂器的作用是將彎曲后的工件從凹模中頂出 ,由于所需的頂出力很小 ,所以 ,彈頂器的力不宜太大 ,否則彈頂器將把工件直邊部位頂變形 . 選用圓柱螺旋壓縮彈簧 ,從沖模設計應用實例附錄 C2 中選取彈簧，其中徑 D2=25mm，鋼絲直徑 d=5mm，最大工作負荷 Fn=1030N ，彈簧最大單圈變形量f=2.625mm，節距 p=7.93mm。 彈頂器的工作行程 fx=16mm，彈簧有效圈數 n=10圈，最大變形量 f1=nfn =10 2.625=26.25mm。 彈簧預先壓縮量選為 f0=8mm 彈簧的彈性系數 k 可按下式估算： K=Fn/nfn=1030/26.25=39.23N 則彈簧預緊力為： F0=KF0=39.238=313.84N 下止點的彈簧彈頂力為： F1=39.23 24=941.52N 符合要求 6.2.3 回彈量的確 定 由于影響回彈數值的因素很多，而且各因素往往有相互影響，故難以進行精確的計算或分析，在一般情況下，設計模具時時回彈量的確定大多按照經驗值，或計算后實際試木模中再進行修正。 當 （ 5 8） t 時，工件彎曲半徑一般變化不大，只考慮角度回彈，角度回彈的經驗值，查沖模設計應用實例表 3-4 可知： 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 23 頁 R=3 圓弧段回彈角為 1 R=5.25 圓弧段回彈角為 2 在凸模圓角半徑上作出調整，無須在采取其他措施。 6.2.4 凸凹工作部分尺寸 1） U 形工件彎曲間隙值的確定 Z/2=t（ 1+n） 查 沖模設計應用實例表 3-6 可知： n=0.04 Z/2=t（ 1+n） =3.12 2） 凸模圓角半徑 凸模圓 角半徑 等于 或小 于工 件內側 的圓 角半徑，根據回彈角的大小作相應的調整，以補償彎曲的回彈量 板式彎曲： R 凸 =R/1+3sR /Et 查 沖 壓 手 冊 表 8-7, 可 取 s=245Mpa ，E=206 10Mpa 圓角半徑為 3 的圓弧，代入數值： R 凸 =2.989mm 凹模尺寸根據單面間隙 Z/2 按凸模 配制 B 凹 =6.109mm 圓角半徑為 5.25 的圓弧，代入數值： R 凸 =5.217mm 凹模尺寸根據單面間隙 Z/2 按凸模配制 B 凹 =8.337mm 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 24 頁 3） 外形尺寸 4） B 凹 =（ B-3 /4） +凹 查沖壓手冊表 2-5 和 2-28,查知 : =0.28 凹 =0.030 代入數值 : B 凹 =(44-0.75 0.28) +0.030 =43.97 +0.030 凸模尺寸根據單面間隙 Z/2 按凹模配制 : B 凹 =43.79-6.24 =37.55 4)R 凹 的確定 查沖模設計應用實例表 3-7 可知 : R 凹 =5mm 6.2.5 模具結構簡圖 如上圖所示，異向彎曲模大致結構如圖 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 25 頁 6.3 工序三：最終彎曲 6.3.1 校正彎曲力 = 校正部分投影面積 單位校正力 查沖壓手冊表 3-17 可取 =50 經計算 : =16.5 25 =412.5 F=50 16.5 25 =20625N 根據上述計算 ,初步確定壓力機的公稱壓力為 63KN 6.3.2 回彈量的確定 彎曲過程并不完全是材料的塑性變形過程 ,其彎曲部位還存在彈性變形 ,所以 ,彎曲后零件的形狀與模具的形狀并不完全一致 ,這種現象稱為回彈 . 采用上述 ,施加校正力的方法消除回彈 ,回彈量很 小 ,能滿足工件要求 ,不需要在采取其他措施 ,也不作回彈計算 . 6.3.3 凸凹模工作部分尺寸 凸模圓角半徑 : R 凸 =R/1+3 sR/Et 查沖壓手冊表 8-7 可取 : s=245Mpa E=206 10Mpa 代入數值 : 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 26 頁 R 凸 =5.217mm 凹模尺寸根據單面間隙 Z/2 按凸模配制 : B 凹 =8.337mm 6.3.4 模具結構簡圖 最終彎曲的結構簡圖如上 第七章 彎曲模工作零件的制造 彎曲模零件的加工方法基本與沖裁模相同。一般都是根據零件的尺寸精度 形狀復雜程度與表面粗糙度要求及設備條件，按圖樣進行加工與制造。由于彎曲變形工藝的特殊性，彎曲模制造有如下特點； 1） 彎曲模工作部分形狀比較復雜，幾何形狀 尺寸精度要求較高，在制造時，凸 凹模工作表面的曲線和折線 需要用事 先做好的樣 板或樣件來控制，以保證制造精度。樣板或樣件的精度一般應為正負 0.05mm。由于零件回彈量的影響，加工出來的凸模和凹模的形狀不可能與零件最后形狀完全相同。因此，必須要有一 定的河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 27 頁 修正值。該值應根據操作者的實踐經驗和反復實驗后確定，并 根據修正 值來加工樣 板或樣件。 2） 彎曲凸 凹模的 淬火 回 火工序是在 試模以后進行的，彎曲成型時，由于材料彈塑性變形，使彎曲件產生回彈。因此，在制造彎曲模時，必須考慮材料的回彈值，以便使彎曲件能符合圖樣所規定的要 求。由于 影響回彈的 因素很多，要求設計的完全準確是不可能的。這就要求在制造模具時，對其反復實驗和修正，根據實際情況，對凸 凹模的 尺寸和形狀 進行精修，直到回彈影響消除為止。為便于修整，彎曲模的凸凹模形狀及尺寸經實驗后確定，才能進行淬硬定形。 3） 彎曲凸 凹模 的加工次序，應按零件外形尺寸標注情況來選擇，對于尺寸標注在內形上的零件，一般先加工凸模，而凹模按凸模配制加工，并保證合適的間隙值。 第八章 彎曲模裝配特點 彎曲模在 裝配時 一般按 沖裁模 裝配的 方法進行 裝配，借助樣板或樣件等調整凸凹模間隙值。在選用卸料彈簧及橡皮時，一定要保證有足夠的彈力，一般在試模時而定。 1） 彎曲模上下模在壓力機上的相對位置調整，河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 28 頁 對于有導向的彎曲模，上下模在壓力機上的相對位置，全由導向機構裝置來決定；對于無導向機構的彎曲模，上下模在壓力機上的相對位置，一般用調節壓力機連桿長度的方法調整 。在調整時，最好把事先制作好的樣件放在模具的工作位置上（凹模型腔內），然后調節壓力機的連桿，使上模隨滑塊調整到下極點時，即能壓實樣件又不發生硬性頂撞及咬死現象，然后將下模緊固。 2） 凸、凹模間隙的調整 上下模在壓力機上的相對位置粗略調整后，再在凸模下平面與下模之間墊一塊比毛坯略厚的墊片（一般為彎曲毛坯厚度的 1 1.2 倍），繼續調節連桿長度，一次又一次用手搬動飛輪，直到使滑塊能正常地通過下極點而無阻滯現象出現為止。 上下模的側向間隙，可采用墊紙或標準樣件的方法來進調整，以保證間隙的均勻性。間隙調整后，可將下模板 固定，試沖。 3） 卸料、推件裝置的調整 彎曲模的卸料系統行程應足夠大，卸料用彈簧或橡皮應有足夠的彈力；頂出器及卸料系統應調整到動作靈活，并能順利地卸出零件，不應有卡死及發澀現象。卸料系統作用與零件的作用要調整均衡，以保證卸料后零件表面平整，不致與產生變形和翹曲。 試模中出現的缺陷、原因及調整方 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 29 頁 表 8-1 試沖的缺陷 產生原因 調整方法 沖件的彎曲角度不夠 1模的彎曲回彈角制造過小 1修正使彎曲角度達到要求 2凸模進入凹模的深度太淺 2加深時增大有效形變區域 3凸凹模之間的間隙過小 3適當 減小凸凹模的配合間隙 4校正時單位校正力太小 4增大校正力或修正模的形狀 沖件的彎曲位置不和要求 1定位板位置不正確 1重新裝定位板 2彎曲件兩側受力不平衡 2分析原因加以克服 3壓料力不夠 3采取措施增大壓料力 沖件尺寸過長或不足 1間隙過小，材料被拉長 1修正凸凹模，增大間隙 2壓料力過大使材料拉長 2采取措施減小壓料力 3設計計算錯誤或不正確 3落料尺寸在彎曲模試確定 沖件表面擦傷 1凹模圓角過小 1增大凹模圓角半徑 2潤滑不良 2合理 潤滑 3凸凹模之間的間隙不均勻 3修正凸凹模，使間隙均勻 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 30 頁 沖件彎曲部位產生裂紋 1材料的塑性差 1將胚料退火后再彎曲 2彎曲線與板料纖維方向平行 2改變落料排樣 3剪切斷面毛刺在彎角的外側 3使毛刺在內，光亮在外 總 結 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 31 頁 十三周的畢業設計，對我來講，是一段成長的經歷，知識得到全面的提高，也變的系統化，思維方式漸漸趨向成熟和全面，實際動手能力也邁入一個新的層次。同時，也拓寬了自己在模具行業中的視野。 通過本次設計，自身存在的許多問題，都在設 計過程中凸現出來，有的在指導老師的指引下，已得到一定程度的改善，遺留下來的仍需要不斷的克服和努力完善，特別是在知識和經驗方面的缺陷，有待在日后的工作中慢慢彌補。我也深深的認識到知識的重要性和學習的必要性。 回想整個設計過程，我不得不重新審視模具設計這個詞。模具設計不單純是圖紙設計，它是一套完整的設計過程。如何使設計的模具即經濟又合理成為本次設計的關鍵，工藝方案的選擇顯得尤為重要，所以，在確定工藝方案時，必須慎重考慮，確保工藝方案的最佳性。本工藝方案的最終結果是三道工序完成，與實際生產中的情況吻合，證明本次設 計的可行性。 由于該制件表面的精度要求不是很高，所以采用普通沖模。工作零件：必須保證制件的精度要求和形狀要求，結構形式還要合理方便，零件也應易于加工和維護；卸料裝置：在保證卸料順利完成的前提下，盡量簡化模具結構，相應設計也變得經濟化；導向機構：保證導向準確；定位零件：保證簡便可靠。 經過這次設計，我熟悉了模具設計的基本過程和一般思路。對模具設計也有了一個正確的認識，知識的充實和知識面的拓寬也使這次設計變的很有意義。 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 32 頁 當然，還有諸多不足之處，懇請各位老師和同學不吝賜教。 參 考 文 獻 1.沖壓手冊 機械工業出版社 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 33 頁 王孝培 主編 2.沖壓工藝學 西北工業大學出版社 吳詩諄 主編 3.沖模圖冊 機械工業出版社 4.典型零件模具圖 機械工業出版社 何忠保 陳曉華 王秀英 合編 5.典型結構圖冊 山東科技出版社 煙臺機械工業研究所、北京機 械化學院機制教研室 合編 6.沖壓工藝與模具設計 機械工業出版社 馬正元 韓啓 主編 7.冷沖模制造與維修 機械工業出版社 彭建聲 秦曉剛 主編 8.工程制圖 機械工業出版社 劉義 李俊武 主編 9.模具設計與制造簡明手冊上海科學技術出版社 馮炳堯 韓泰榮 薛振海 蔣文森主編 10.沖模設計應用實例 機械工業出版社 陳錫棟 靖穎怡 主編 李天佑 主編 11.沖模設計 機械工業出版社 丁聚松 主編 12.模具標準應用手冊 機械工業出版社 許發樾 主編 13.沖壓工藝模具學 機械工業出版社 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 34 頁 盧險峰 主編 14.沖壓工藝學 機械工業出版社 肖景容 姜奎華 主編 15 金屬材料學 冶金工業出版社 吳承強 陳國良 強文江 主編 16安全系數和許用應力 機械工業出版社 徐 灝 主編 17公差配合與技術測量 中國鐵道出版社 王光濤 張遠祥 羅韻琴 王素如 主編 18.模具工業（月刊） 2002 年第 4 期（ P3） 模具工業雜志社 翁史震 主編 題目：辦好中國國際模展 加快模具工業發展 作者： 王都 19.模具技術（雙月刊） 2002 年第 3 期（ P 13）模具技術雜志社 章 舟 主編 題目：落料、拉深、沖孔、翻邊復合模設計 作者： 章舟 龔俊 趙學等 20模具鉗工技術問答 機械工業出版社 邱言龍 陳德全 張國東 主編 21沖壓工藝及模具設計（高職類）機械工業出版社 陳劍鶴 主編 22實用沖壓技術 上海科學技術出版社 上海市技術革新展覽會 主編 23模具壽命與材料 機械工業出版社 程培源 主編 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 35 頁 24金屬材料的設計選用預測 機械工業出版社 宋余九 主編 25新標準應用手冊 河南科學技術出版社 周宏遠 主編 26公差與配合實用手冊 中國建筑工業出版社 呂士仁 主編 致 謝 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 36 頁 本次設計是在徐曉峰老師和宋克興老師的指導下完成的。 徐老師和宋老師工作認真負責，治學嚴謹求實，對我們的設計更是耐心引導，處在這樣一個非常時期，兩位老師對我們的安全破費心思，徐老師和宋老師淵博的知識，讓每一個學生都受益非淺，在此，向徐老師和宋老師表示深深的謝意。 在整個設計制圖和論文撰寫期間，徐老師和宋老師給予了我很大的幫助。我的思維方式和設計方法慢慢趨向成熟，也初步掌握了分析模具、制訂工藝方案和設計模具的一般方法，以及整個設計過程的基本思路，學到知識的同時，也掌握了一些適合自己的學習方法，為以后的工作打下了基礎。 本次設計，梁新合老師和宋志真老師也 給予了我很大的幫助，在此，向他們表示誠摯的謝意。同學也給了我很大的幫助，如果沒有他們的幫助，我的設計也不會如此順利的完成。 在此，向在本次設計給予我幫助的所有老師和同學表示感謝。 附錄 模具一般零件的常用材料及熱處理要求 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 37 頁 零 件 名 稱 使 用 情 況 材 料 牌 號 處 理 硬 度HRC 上下模座 一 般 負 荷 HT200 HT250 負 荷 較 大 HT250 Q235 負荷較大高速沖擊 45 28 32（調質） 滾動式導柱模架 QT400-17ZG310-570 用于大型模具 HT250 ZG310-570 模柄 壓入 旋入 凸緣式 Q235 浮動式模柄 45 43 48 導柱 導套 大 量 生 產 20 58 62( 滲碳淬硬 ) 單 件 生 產 T10A 9Mn2V 56 60 用于滾動配合 Cr12 GCr15 43 48 墊板 一 般 用 途 45 43 48 單位壓力 T10A 9Mn2V 52 56 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 38 頁 特大 推板 頂板 一 般 用 途 Q235 重 要 用 途 45 43 48 推桿 頂桿 一 般 用 途 45 43 48 重 要 用 途 CrWMn 56 60 導正銷 一 般 用 途 T10A 9Mn2V 52 56 高 耐 磨 Cr12MoV 60 62 固定板 卸料板 Q235 45 定位板 45 43 48 T8 52 56 導料板 45 43 48 拖料板 Q235 擋料銷 定位銷 45 43 48 廢料切刀 T10A 9Mn2V 56 60 定距切刃 T8A T10A 9Mn2V 56 60 側壓板 45 43 48 側刃擋快 T8A 54 58 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 39 頁 外文翻 譯 第一章 沖壓機和沖壓模 簡介：“ punch”和“ die”兩詞擁有很多不同的釋義，在此我們應該適當的討論一下： 單詞“ die”通常指整個壓力工具，它還可以指壓力工具的下半部分，例如：固定在壓力機墊板上的單元。 單詞“ punch”通常指整個壓力工具的上半部分，但更具體的說，它指任何所謂的在凹模里沖壓金屬的凸模，盡管這一系列的定義在商業貿易的某些領域令人混亂，但在絕大多數模具工業中，卻清楚無誤。例如：在一個復合模中沖壓部分安裝在模具內，而模具部分安裝在壓力機上，這些事實也僅證明模具制造和設計是詞匯學家們尚未接 觸的領域。 本書中，沖壓部分指的是凸模，模具部分指的凹模，而后加工具本身指的是連續模，連續模 -本書所討論的唯一類型 -是一種在金屬板上完成的一系列操作的壓力工具，這些操作是依次進行的，模具所完成的每一個操作稱為一個“進程”或“工序”，不同的地方讀者對其有不同的叫法，美國東部的讀者稱其為“工序”，中西部的讀者稱其為“進程”，兩種叫法貫穿于全書，在自動連續模中則被稱為進程。 尺寸部分： 模具制造的基本原則如下凸模決定了孔的尺寸，凹模決定了落料件的尺寸這是因為工作尺寸取決于模具配合間隙量的大小，正如圖 2 所示：間隙量是凸模和凹模的單面間隙，并且通常應為料厚的 5%。 河南科技大學畢業設計 (論文 ) 第 40 頁 真空： 各種尺寸的金屬塊都有一種吸附凸模趨勢，因此，這種自然的特性必須用某種方式加以解決，最普遍可行的方式是采用打干方式，正如圖 2 所示，這種設計方法工作起來非常方便，并且簡單，價格低廉，很難對其加以改進，打干應該傾斜安裝，因為傾斜動件比正中的擠壓更有效。 在比較大的凸模上（例如在連續沖模上）應用的一種有效方法是在凸模中心開淺槽，因此減少了凸模和工件之間的接觸面積，正如圖 3 所示。 對于那些過小而無法容納打干的凸模有時采用 把前端削尖的方式，如圖 4 所示，這種設計在阻止金屬塊吸附凸模方面是有效的，但用來削尖凸模的時間將大大增加，設計者對此種類型的凸模進行詳細分類是不值得推薦的。把凸模前端削尖的方式設計者應該謹慎選用，假如在實驗中，設計者為讓沖壓件與凸模分開，凸模上 1的錐度將會使此問題得以解決，使用圖 108 所示的垂直旋磨機來磨削此錐度將會非常簡單。 錐形塊： 在大型考慮自動化的詳介中，錐形塊應該被磨出半度的錐度，正如圖 5 所示，這就強迫金屬塊卡在孔中而不隨凸模上行，此種設計價格昂貴因為盡簡商業化的錐形塊可被采用，但是他們