弯曲件板料弯曲模冲压模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目录 摘要 . 1 前言 . 2 . 3 析零件的冲压工艺性并确定工艺方案 . 3 曲件的工艺性 . 3 小相对弯曲半径的确定 . 4 . 5 小弯曲半径 . 5 . 6 用热处理工艺 . 6 模具结构采取措施 . 6 . 8 由弯曲时的弯曲力的计算公式 . 8 力机吨位的确定 . 8 . 9 坯尺寸 . 9 定毛坯的尺寸 . 9 弹量的计算 . 9 . 11 曲凸模和凹模的圆角半径 . 11 模工作部分深度 . 11 曲凹、凸模的间隙 . 12 . 13 . 14 具主要零部件的设计 . 14 曲设备的选择 . 15 定设备 . 16 制模具总图 . 16 制模具非标准零件图 . 17 9 模具总体设计 . 18 具类型的选择： . 18 位方式的选择 . 18 料出件方式的选择 . 18 . 20 具材料的选用 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 冲裁模具的试冲 . 22 总 结 . 24 致 谢 . 25 参考文献 . 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘要 随着全球经济一体化的深入，模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显。模具设计水 平的高低直接影响产品的质量及生产效率。 设计本模具是为了制造 卡夹圆形 弯件。设计中分析了零件的结构及工艺性，拟订该零件的冲压工艺为“ 落料 弯曲”，讨论了弯曲零件毛坯展开形状和尺寸的确定方法，设计了弯曲模，对关键零件的结构设计作了详细阐述，并指出了模具设计时的注意事项。其中，弯曲成形是本设计的重点， 由于模具设计是一种经验性较强的设计，经过长期发展积累了大量丰富的冲压工艺技术资料， 在设计模具时 必然要借鉴这些经验数据，含括了弯曲模、拉深模中常用的工艺数 ， 据以及模具材料的选取和压力机基本参数等等 . 本模具性能可靠，运行平稳，能够适应大批量生产要求，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。 关键词 ： 弯曲模具 板料 弯曲成形 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 前言 我国 模 具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。体 现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插 件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产34、 48大 屏 幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑 料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具 开发出了自主版权的模具 加工 、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。 模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术 (展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高 ，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制，模具出口稳步增长。 以 大型冲模覆盖件模具为代表。我国已能生产部分轿车覆盖件 模具。如东风汽车公司冲模厂，已设计制造了富康轿车部分内覆盖件模具。一汽模具中心生产了捷达王轿车外覆盖件模具。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点。可代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法，手段上面已基本达到了国际水，模具结构功能方面也接近国 际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，与国外相比还存在一定的差距。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 材料 :20； 厚度 :2 零件简图 :如图 1所示； 图 1件图 ; 性并确定工艺方案 弯曲模没有固定的结构型式，有可能设计得很简单，也可能设计得很复杂，这需要根据工件的材料性能、形状、精度要求和产量进行综合分析，确定模具结构型式。本工件 属于圆形弯曲 ，其 外形要弯曲成如图说是的封闭圆形，确定工艺方案为落料一冲孔一弯曲 三个工序。本 次设计 主要完成弯曲工艺，达到如图 1 所示的 半 封闭 工件。 艺性 曲件的结构特点 弯曲件的形状左右对称、宽度相同，相应部位的圆角半径左右相等，以保证弯曲时毛坯不会产生侧向滑动。 曲件的圆角半径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 材料只有产生塑性 变形才能形成所需的形状。为了实现弯曲件的形状，弯曲圆角半径最大值没有限制。例如，可以将 的铁板卷成 圆桶，只要计算或实验出其回弹量，就可以制出所需的形状。然而，板料弯曲的最小半径是有限度的，如果弯曲半径过小，弯曲时外层材料拉伸变形量过大，而使拉应力达到或超过抗拉强度 b，则板料外层将出现断裂，致使工件报废。 曲成形的工艺分析 弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状 、尺寸、材料的选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求。具有良好冲压工艺性的弯曲件，不仅能提高工件质量，减少废品率，而且能简化工艺和模具结构，降低材料消耗。 确定 小相对弯曲半径的概念 最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时 外表面不发生开裂 的条件下，弯曲件内表面能够弯成的最小圆角半径与坯料厚度的比值，用 来表示。该值越小，板料弯曲的性能也越好。 响最小弯曲半径的因素 材料的力学性能 、 工件的弯曲中心角 、 板料的 表面质量与剪切断面质量 、 板料宽度的影响 、 板材的方向性 。 表 1小相对弯曲半径经验数值的确定 材料 正火或退火 硬化 弯曲线方向 与轧文垂直 与轧文平行 与轧文垂直 与轧文平行 铝 0 火紫铜 铜 5、 08F 8、 10、 5、 20、 5、 30、 5、 40 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 析 弯曲件的弯曲半径必须小于最小弯曲半径，否则要采用工艺措施，如 :热弯、多次弯曲等 。 弯曲件的形状与尺寸应尽可能对称、高度也不应相差太大。当冲压不对称的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移 ，尺寸不易保证。为防止毛坯的偏移，在设计模具结构时应考虑增设压料板，或增加工艺孔定位。 弯曲件形状应力求简单，边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上先将缺口冲出，弯曲时会出现叉口现象，严重时难以成形。这时必须在缺口处留 有连结带，弯曲后再将连接带切除 。图 2曲件形状对弯曲过程的影响 根据以上分析我们可以知道，此工艺件弯曲半径为 1厚度为 小相对弯曲半径取 间。并且对称性好，适宜弯曲加工。 所以此 最小相对弯曲半径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理，降低 其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。 运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以减少回弹量。 采用拉弯工艺 ,对于相对弯曲半径 很大的弯曲件，由于变形区大部分处于弹性变形状态，弯曲回弹量很大， 这时可以采用拉弯工艺 。 补偿法 ,利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量 。校正法 ,可以改变凸模结构，使校 正力集中在弯曲变形区，加大变形区应力应变状态的改变程度迫使材料内外侧同为切向压应力、切向拉应变 在弯曲过程完成后，利用模具的突肩在弯曲件的端部纵向加压 , 使弯曲变形区横断面上都受到压应力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。利用这种方法可获得较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。 采用聚氨酯弯曲模 ,利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲弯曲时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力 将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的效果，从而减少回弹。 图 3补偿法修正模具结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 3校正法修正模具结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 弯曲力是设计弯曲模和选择压力机吨位的重要依据。生产中常用经验公式概略计算弯曲力，作为设计弯曲工艺过程和选择冲压设备的依据。 计算公式 弯曲力的计算 弯曲变形分三步，第一步是 U 形弯曲，第二步是 向内 弯曲。弯曲的弯曲力均可用下面公式计算： 弯曲件弯曲力： 2 7 k b 自 式中：自F 自由弯曲力（ N ） b 弯曲件宽度（ t 弯曲件材料厚度（ R 弯曲内半径（ b 材料抗拉强度（ K 安全系数，一般取 代入公式得： 2 2 7 k b t 0 . 7 1 . 3 2 0 2 4 0 0 7280R t 2 2 一共有四处弯曲力 ，则总的弯曲力为： 4 7 2 8 0 2 9 1 2 0 力机吨位的确定 自由弯曲时压力机的吨位应为： 总压 机 =26120N 可以看出需要的弯曲力较小，选择压力机时要根据模具的闭合高度就行选择。先初步选择为压力机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 回弹量的计算 的计算 计算毛坯尺寸 分析如图 5 所示 图 5算毛坯尺寸分 析 展开料宽度 为 20度 为图中的虚线所示。 表 3查出中性层系数 ,故 所以 取为 92宽度尺寸为 20故毛坯尺寸为 92 20mm 表 5性层位置因素 K 与 值的关系 弯曲过程并不是完全是材料的塑性变形过程，其弯曲部位还存在着弹性变形，弯曲后零件的形状因为回弹而与模具的形状不完全一致。 回弹的大小通常用角度回弹量 和曲率回弹量 来表示。角度回弹是指模具在闭合状态 时工件弯曲角 与从模具中取出后工件的实际角度0之差，即 0；曲率回弹量是指模具处于闭合状态时压在模具中工件 k 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 的曲率半径 与从模具中取出后工件的实际曲率半径0之差，即 0。 当要求工件的弯曲圆角半径时，可根据材料的有关参数 ，用下列公式计算回弹补偿时弯曲凸模的圆角半径有当弯曲工件的圆角半径 R 为板料厚度的 5倍以上时，计算才近似正确。 板料弯曲见下式：31 式中： 弯曲凸模.、弯曲件圆角半径 s 材料屈服极限 t 板料厚度 E 材料弹性模量 所以工件的回弹量 21 . 9 32 1 0 6 . 41313 1 9 8 0 0 0 1p 板料采用 20钢，查设计手册可知，屈服点 = 210 P，弹性模数 =1 9 8 0 0 0 P 。将有关数据代入上式，得出 1 m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 曲凸模的圆角半径 85，且不小于 时，凸模的圆角半径一般等于弯曲件的圆角半径； 若弯曲件的圆角半径小于最小弯曲半径 ( )时，首次弯曲可先弯成较大的圆角若弯曲件的相对弯曲半径较大（ 10，精度要求较高时，由于圆角半径的回弹由于本设计中属于圆形弯曲，凸模为圆柱形，直径就是 模圆角半径 凹模的圆角半径的大小对弯曲变形力和制件质量均有较大影响，同时还关系到凹模厚度的确定。 凹模圆角半径过小，坯料拉入凹模的滑动阻力大，使制件表面易擦伤甚至出现压痕。凹模圆角半径过大，会影响坯料定位的准确性。凹模两边的圆角要求制造均匀一致，当两边圆角有差异时，毛坯两侧移动速度不一致，使其发生偏移。生产中常根据材料的厚当 时， 3 2 时， 2 时， 由式子 2 3， 2 3 2 3 2 4 6Ar t m m 取 R=6 或按有关设计资料选取。 模工作部分深度 弯曲凹模深度0小时，坯件弯曲变形的两直边自由部分长，弯曲件成形后回弹大，而且直边不平直。若过大，则模具材料消耗多，而且要求压力机具有较大的行程。弯曲 弯边高度不大，或要求两边平直，则凹模深度应大于零件高度，如图 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 所示。如 果弯曲件边长较大，而对平直度要求不高时，可采用 （ 图 所示的凹模形式。 图 6形件凹模尺寸 曲凹、凸模的间隙 模与凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制。 对于 必须选择适当的间隙值。凸模和凹模间的间隙值对弯曲件的回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。若间隙过大，弯曲件回弹量增大，误差增加，从而降低了制件的精度。当间隙过小时，会使零件直边料厚减薄和出现划痕，同时还降低凹模寿命。 表 6曲 1 21 32 43 54 65 76 87 108 04 5 6 8 10 15 20 25 表 6曲 l 材料厚度 t 1 21 42 64 106 50 15 20 25 30 35 200150 40 45 55 65 65 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 弯曲件的弯曲工序安排是在工艺 分析和计算后进行的工艺设计工作。形状简单的弯曲件，如 状复杂的弯曲件，一般要多次弯曲才能成形。弯曲工序的安排对弯曲模的结构、弯曲件的精度和生产批量影响很大。 这副弯曲模 一般分 另存 次弯成， 第一步先弯曲成 U 形件 ， 第二部 向内弯 。考虑该工件的批量较大，因此应该尽量设计一种效率较高的模具，本方案就是采用了能一次成形的 滑块 式 弯曲 模。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 根据压弯力的大小 ,初步考虑使用 100倾式压力机 ,模具结构草图如图 8示 ,主要由上模板、凸模、转轴式凹模、 定位件、凹模支架、 下模板、 推件器 等组成 . 图 8初步计算模具闭合高度 173H 凹模座的外廓尺寸为 1 0 0 2 0 0m m m m . (1) 凸模部分 该工件的断面 属于 向内 弯曲 ,把凸模制成整体型式 ,如图 8 (2) (3) 凹模部分 凹模是 滑块 式的，左右两件相对称。这种形状的凹模也不应该制成整体而应是组合的， 且通过 推板 和 弹簧、推杆 连接 ， 不但 便于机械加工。 而且可以来回 滑动 ，完成工件 的弯曲。如图 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 8图 8块 曲 设备的选择 （ 1）弯曲 设备类型的选择 原则 根据所要完成的 弯曲 工艺的性质，生产批量的大小， 弯曲 件的几何尺寸和精度要求等来选择设备的类型。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 对于中小型的弯曲件或拉深件的生产，主要应用开式机械压力机，虽然开式冲床的刚性差，在冲压力的作用下床身的变形能够破坏冲裁间隙分布，降低模具的寿命或冲裁件的质量。可是，由于它提供了极其方便的操作条件和非常容易安装机械化附属装置的特点，使它成为目前中、小型冲压设备的主要形式。 对于大、中型 弯曲 件的 生产，多采用闭式结构形式的机械压力机，其中有一般用途的通用压力机，也有台面较小而刚度大的挤压压力机、精度机等。在大型拉深件的生产中，应尽量选用双动拉深压力机，因其可使所用模具结构简单，调整方便。 磨擦压力机具有结构简单、造价低廉、不易发生超负荷损坏等特点，所以在小批量生产中常用来完成弯曲、成形等冲压工序。但是，摩擦压力机的行程次数少，生产率低，而且操作不太方便。 在大批量或形状复杂零件的大量生产中，应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机。 （ 2） 冲压设备规格的确定。 在冲压设备的类型选定以后，应该进一步根 据冲压件的尺寸、模具的尺寸和冲压力来确定设备的规格。 该零件所需的弯曲力 6002 模具闭合高度 100H 模具外廓尺寸 9 0 1 3 0mm 某工厂有 100倾式 机 ,其主要力学性能为 : 公称压力 最大 闭合 高度 180行程 45台面尺寸 2 4 0 3 7 0m m m m 制模具总图 总图如图 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 如图 8曲模 总装图 制模具非标准零件图 见附图买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 9 模具总体设计 具类型的选择 ： 模具类型分为三种分别是：单工序模、复合模和级进模。 单工序模又称简单冲裁模，是指在压力机一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，如落料模、冲孔模、切断模切口模等。 复合模是指在一次压力机的行程中在模具的同一工位上同时完成两道或 两到以上不同冲裁工序的模具。复合模是一种多工序冲裁模，它在结构上的主要特征是有一个或几个具有双重作用的工作零件 凸凹模，如落料冲孔复合模中有一个既能作落料凸模又能作冲孔凹模的凸凹模。 由 弯曲 工艺分析可知，该 工件要进行批量生产 ，所以模具类型为 转轴 模 式压弯模 。 位方式的选择 定位方式的选择通俗的说既是选择定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正确的位置，定位零件的结构形式很多，用于对条料进行定位的定位零件有挡料销、导料销、导料板、侧压装置、导正销、侧刃等，用于对工序进行定位的定位零件有定 位销、定位板等。 定位零件基本上都已标准化，可根据坯料和工序件形状、尺寸、精度及模具的结构形式与生产效率要求等选用相应的标准。 因为该模具采用是 板 料，控制 板 料的送进方向采用 导料板，无侧压装置 。控制 板 料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。 料出件方式的选择 卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。 卸料装置按卸料的方式分为固定卸料装置 弹性卸料装置和废料切刀三种。 固定卸料装置 , 固 定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件；废料切刀是在冲裁过程中冲裁废料切断成数块，从而实现卸料的一种卸料零件。 出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把装在上模内的出件装置称为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。 综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为 2料力也比较小，故可采用弹性卸料。 依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于 弯曲 平面度要求较高的冲件 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 用钢应具有的力学性能： 零件材料选用原则： 最低 成本的选材原则选材； 曲 零件的作用选择材料； 曲 精度程度选择钢材。 综合各种材料进行比较及材料的用途查下列表 10可选择 曲 模工作零件所用的 钢 材。 表 10工作零件材料的选用 零件名称 使用条件 选用材料 凸模，凹模，凸凹模，凸、凹模镶块，连续模，侧刃凸模 形状简单， 弯曲 材料厚度 小批量生产的冲裁 曲 厚度 状复杂，或 弯曲 厚度 求批量较大，使用寿命较长的 弯曲 模 6要加热 弯曲 模 35择说明：在选择 弯曲 凸模、凹模材料时，应根据模具的工作条件和失效特点，量材而用。如形状简单、尺寸较小、受力较小的凸、凹模，只需要热处理工艺适当。性能可以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 满足使用，生产批量不大时，可选用碳素工具钢，这样可以降低成本；反之，就应该选用变形较小，耐磨性高的合金工具钢。对于大、中型 弯曲 模，其材料成本与模具总成 本10%18%左右，故应选用变形小、耐磨性高的合金工具钢较适宜。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 11 冲裁模具的试冲 模具装配以后，必须在生产条件下进行试冲。通过试冲可以发现模具设计和制造的不足，并找出原因给与纠正。并能够对模具进行适当的调整和修理，直到模具正常工作中 生产出 合格的制件为止。 制件在弯曲过程中，由于材料回弹的影响，使弯曲制件在模具弯曲的形状与取处后的形状不一致，从而影响制件的形状和尺寸要求。又因为回弹的影响因素较多，很难用计算的方法进行消除，在试模合格后，才对凸、凹模进行热处理。另外，制件的毛坯尺寸也要经过试验后才能 确定。所以，弯曲模试冲的目的是找出模具的缺陷加以修整和确定制件毛坯尺寸。 表 11曲模具试冲时常见的缺陷、产生原因和调整方法 缺陷 产生原因 调整方法 弯曲制件底面不平 料时顶弯。 弯曲制件尺寸和形状不合格 冲压件产生回弹造成制件的不合格 弯曲制件产生裂纹 1. 料的 的纤维方向平行 2. 次弯曲用较大弯曲半径 弯曲制件产生裂纹 压变薄 1. 加大凹模圆角，降低表面粗糙度 2. 凹模表面镀铬或化学处理 3. 增加间隙 4. 减小压料力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 弯曲件出现挠度或扭转 中性层内外变化收缩，弯曲量不一样 1. 对弯曲件进行再校正 2. 材料弯曲前退火处理 3. 改变设计，将弹性变形设计在挠度方向相反的方向上 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 总 结 通过近一个月的毕业设计，让我更加明白了模具 的含义，要想生产出一套合格的模具是多么的不容易，模具的精度直接关系产品质量的好坏。真正理解了模具是工业之母的含义。 模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力 。 我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精 度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产