扣耳冲压成型工艺及冲孔落料模、弯曲模设计【全套12张CAD图】

扣耳冲压成型工艺及冲孔落料模、弯曲模设计【全套12张CAD图】,全套12张CAD图,冲压,成型,工艺,冲孔,落料模,弯曲,设计,全套,12,CAD 扣耳冲压弯曲模设计 摘要 本设计为扣耳落料冲孔复合模及弯曲模设计。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲压模设计的基础知识，为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计运用冲压成形工艺及模具设计的基础知识，首先分析了冲压件的外形及用处性能要求，为选取模具的类型做好了准备；然后计算了冲压力，便于选取压力机；最后计算了制件的压力中心，确定模具的设计参数、设计要点及推出装置的选取。 设计复合模，首先要设计条件排样图。扣耳展开后的形状简单。由于零件外形尺寸为自由尺寸对精度要求不高，为了提高材料的利用率减少冲裁力，虽然这时会使零件外形尺寸公差等级降低但是经过筹兼顾，全面考虑。这里我们采用少废料排样。 凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时要依据计算压力中心与模柄中心重合。 关键词:复合模 、大批量 、扣耳、少废料排样 、导正销 、卸料板 扣耳冲压弯曲模设计 Abstract: This design falls the material punch holes superposable die and the bending die design for the angle iron.Through to this components mold design, further strengthened the designer to flush the die design the elementary knowledge, for designed the more complex ramming mold to complete the upholstery and to absorb a more profound experience. This design the elementary knowledge which designs using the ramming forming craft and the mold, first has analyzed the pressing part contour and the use performance requirement, for selected the mold the type to prepare for; Then has calculated the ramming strength, is advantageous for selects the press; The last count workpiece center of pressure, the definite mold design variable, the design main point and promoted the installment the selection. The design superposable die, first must a design conditions row of specimen map.The angle iron launches after the shape to be simple.Because the components external dimensions are not high for the free size to the precision request, in order to enhance the material the use factor reduction blanking force, but although could cause the components external dimensions grade of tolerance by now to reduce the process to plan the proper attention to both, comprehensive consideration.Here we use a few waste material row of type. The concave mold uses the integral-type concave mold, various blankings concave nib uses the line cutting engine bed processing, arranges the concave mold when pould frame position must rest on the pressure rating center and the die shank center superposition. Key word: The compound die, the mass, a clasper iron, a few waste material row of type, lead are selling, unload the yard lumber 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 粗铣 工序号 02 零件名称 凸凹模 零件号 00-15 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 号 重 量 Cr12 HRC56 40㎜×45㎜×50㎜ 设 备 夹 具 名 称 辅 助 工 具 名 称 型 号 铣床 虎钳 游标卡尺 安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀 长 度 走 刀 次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴 转 速 切 削 速 度 基 本 工 时 一次 1 铣上平面 75面铣刀 游标卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 1 铣下平面 75面铣刀 游标卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 2 铣两端面 20立铣刀 游标卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1 300r/mi 一次 2 铣两端面 20立铣刀 游标卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1 300r/mi 设 计 者 翁坤 指 导 教 师 于智宏 共 1 页 第 1 页 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号 零 件 名 称 00-15 凸凹模 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工 时 名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格 01 下料(40×45×50) 蒸汽锤 直尺 02 粗铣：铣六面,互为直角,留单边余量0.5mm 铣床 虎钳 标准 面铣刀 游标卡尺 03 磨削：磨六面,互为垂直,留单边余量0.3mm 磨床 磁力夹具 砂轮 游标卡尺 04 钳工：划线,按位置加工孔 钻床 虎钳 钻刀、铰刀、攻丝刀 高度尺、游标卡尺 05 热处理：按热处理工艺,淬火回火达到58～62HRC 电热炉 火钳 06 磨削：精磨上下平面 磨床 磁力夹具 砂轮 游标卡尺 07 线切割：按图纸要求进行线切割 线切割机床 复式支撑夹具 铜丝 游标卡尺 08 钳工：钳工精修、抛光 研磨工具 游标卡尺 编制 翁坤 校对 审核 批准 1 绪论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 1.1国内模具的现状和发展趋势 1.1.1国内模具的现状 我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿 美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。 在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。 近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；"三资"及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足: 第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是15～20万美元，有的高达25～30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差． 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。 1.1.2　国内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:     1） 模具日趋大型化；      2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；     3）模具扫描及数字化系统；      4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；     5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；    6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；    7）模具的精度将越来越高；    8）模具研磨抛光将自动化、智能化；      9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；    10）开发新的成形工艺和模具。 1.2　国外模具的现状和发展趋势 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600～650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。  国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是"大而专"、"大而精"。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高．故人均产值也较高．我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到 25～30万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45％。 1.3　扣耳模具设计与制造方面 1.3.1 扣耳模具设计的设计思路 冲孔落料是冲压基本工序之一，它是利用冲裁模在压力机作用下，将平板坯料进行冲孔或落料的加工方法。一般情况下，一般精度的工件IT8～IT7级精度的普通冲裁模；较高精度的工件采用IT7～IT6级精度的高级冲裁模。 只有加强冲裁件基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决冲裁中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。 支撑件冲孔落料件是最典型的冲裁件，其工作过程很简单就冲孔落料，可采用单工序模、复合模具或级进模具，根据计算的结果和选用的标准模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据凸模与凹模工作配合长度决定．设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。 1.3.2扣耳冲孔落料弯曲件模具设计的进度 1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间20天； 2.确定加工方案，所用时间5天； 3.模具的设计，所用时间30天； 4．模具的调试．所用时间5天。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，肯请各位老师指正。 2.整体零件的工艺性 2.1冲压件工艺分析 工件名称：扣耳 生产批量：大量 材 料：Q235 厚 度：1.5mm 工件简图：如图1所示 图1 扣耳 冲裁件材料为Q235，是结构钢，具有良好的可冲压性能。分析此冲压件的结构可知，其结构非对称，由直线和圆弧构成。 零件的精度要求不高，选定IT14确定尺寸的公差。零件图上未标注尺寸偏差，为自由尺寸。 2.2工艺方案的确定 由零件的结构图1可知，在冲孔工序的时候孔边距明显小，因此要对孔边距进行校核。对于带空的弯曲件，若预先冲好的孔位于弯曲变形区内，由于弯曲过程中材料的塑性流动，会使原有的孔发生变形，为此，空的位置应位于弯曲变形区外。孔边至弯曲线的距离与材料的厚度有关，一般应满足一下条件： 当t<2mm 时，a≥t; 当t≥2mm时，a≥2t； 当b＜25mm时，a＞2.5t； 当b＞50mm时，a＞3t； 根据以上公式，已知t=1.5mm，a=2，经比较可知孔的位置位于弯曲变形区之外。 该零件所需的冲压工序为落料、冲孔和弯曲，根据其工序可拟定出一下几种工艺方案： 方案一：用简单模具分三次加工，即落料、冲孔和弯曲。 方案二：采用两套模具，即一套落料冲孔复合模和一套弯曲模。 方案三：采用落料、冲孔、弯曲级进模。 若采用方案一，生产率低，工件的累积误差大，操作不方便。方案二采用两套模具，其中复合模的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高，尽管模具结构比较复杂，由于零件结构简单，模具制造并困难。方案三，级进模虽然生产率也高，但零件的冲裁精度稍差，欲保证冲裁件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造安装较复合模复杂。通过以上三种方案的比较分析该零件的冲压生产方案二为佳。 3.冲压工艺计算 3.1排样设计 设计复合模时，首先要设计排样图。根据该零件的形状特点，形状简单，采用直排材料的利用率并不算低，故此零件的排样设计为直排。 查最小工艺搭边值表，确定搭边值。两侧搭边值各取a=1.8mm,两工件间的搭边值为1.5mm。查表条料宽度偏差△＝0.5mm。 计算条料宽度： B=26+1.8×2=29.6mm 步距： S=32＋1.5=33.5mm 计算冲压件毛坯的面积： A=2026+=633mm 材料利用率的计算： 根据一般的市场供应情况，原材料选用1000mm×2000mm×1.5mm的冷轧薄钢板。 每板的条数n1=2000/29.6=67.57 每条的工件数：n2=1000/33.5=29.85 每板的件数：n= n1× n2=2016.96 利用率：A/10002000=79% 排样图2如下： 图2 排样图 3.2计算凸凹模刃口尺寸 查表得间隙值=0.240mm Z=0.132mm 3.2.1冲孔凸凹模刃口尺寸的计算 由于制件的结构简单，精度要求不高，所以利用凸模和凹模分开加工的方法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸计算如下： 查表得凸凹模制造公差： =0.020mm =0.030mm 校核： Z—Z=0.108mm 而+=0.050mm 满足Z—Z+的条件。 查表得IT14级时候的磨损系数x=0.5 按式d=(d+x)=(8+0.5)=8.15mm d=( d+ Z)=(8.15+0.132)=8.282mm 3.2.2外形落料凸凹模刃口尺寸的计算 对外形轮廓的落料，由于形状复杂，故采用配合加工法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度的要求，其凸凹模刃口部分尺寸计算如下： 当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此都属于A类尺寸。 工件图中未标注尺寸查相关文献得出其极限偏差R6，26 查表得磨损系数X为 当0.5时，X=0.5 当＜0.5时，X=0.75 按式A=（A—X） 20=（20—0.75） =9.69mm 14=（14—0.50.5）=13.75mm 26=（26—0.5=25.64mm R6=（6—0.75=5.7mm 落料凸模的基本尺寸与凹模的相同，分别为19.69，13.75，25.64，5.7 不必标注公差，但要在技术条件下注明，凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面间隙值Z=0.132mm 3.2.3冲压力的计算 已知 t=1.5mm L=202+14+20+2=125.68mm L=20+8=65.12mm 落料力 F=Lt=84.834KN F=Lt=43.956KN 冲孔时的推件力 F=nKF 取直口形刃口的凹模刃口形式，由表查得h=6mm 则n=h/t=4个 查表得K=0.05 F=40.0543.956=8.792KN 落料时的卸料力 F=KF 查表得 K=0.03 故 F=0.0384.834=2.55KN 总冲压力 F= F+ F+ K+ F=140.14KN 为了保证冲压力足够，一般冲裁时的压力机吨位比计算的冲压力大30%左右，即F=1.3 F=182.182KN 3.2.4压力中心的计算 用分析法求模具的压力中心的坐标，按比例画出工件尺寸，选用坐标系XOY，坐标如图3所示。 图3 压力中心 因工件左右对称，即X=0.故只需计算Y将工件周边分成L、L、L、L、L基本线段。求出各段长度的重心位置： L=32mm Y=0 L=37.68mm Y=6mm L=28mm Y=19mm L=20mm Y=26mm L=65.12mm Y=6mm Y= LY+ LY+ LY+ LY+L Y/ L+ L+ L+ L+L =9.13mm 4.模具总体设计 根据上述分析，本零件的冲压工艺包括冲孔和落料两个工序，以为孔边距较小，所以采用正装复合膜，弹性的顶件装置、卸料装置对工件和条料起到压平作用，冲裁精度高，模内不会积聚工件或废料，有利于减小凸凹模的最小壁厚。工件留在落料凹模内，须在凹模孔设置推件块，其中冲孔废料从上模孔引出。 因是大量生产，采用手动送料方式，由前往后送料。 5.模具主要结构零部件的设计 5.1凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括以下几个方面： 5.1.1落料凹模的结构设计 在落料凹模的内部，由于需要设置推件块，所以凹模刃口应采用直筒形刃口，查表得，取刃口高度h=6mm。该凹模的结构简单，宜采用整体式。 查表得，k=0.35 即凹模高度H=kb=0.526=13mm 凹模壁厚C=1.5H=1.513=19.5mm 凹模外型尺寸的确定：凹模外形长度L=26+219.5=65mm 凹模外形宽度B=32+219.5=71mm 凹模整体尺寸标准化，取为80mm84mm36mm 5.1.2冲孔凸模设计 由于凸模为直线和圆弧组成的结构，根据其结构特点，为非圆行凸模，可设为直壁式，且它的外形尺寸较大，固定板的形孔加工较复杂，凸模固定板厚度取28mm，凸模长度根据结构上的需要来确定 L=h+h=28+13=41mm（取45mm）由于此凸模尺寸较大且长度小，刚度和强度足够，所无需对其进行强度校核。冲裁时，凸模进入凹模刃口1mm。 5.1.3凸凹模的结构设计 本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外，还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计需要，凸凹模的结构简图 如右图所示： 确定凸凹模安排在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。 校核凸凹模的强度：查表得凸凹模的最小壁厚为1.8mm，而凸凹模实际最小壁厚为2mm，故复合强度要求，。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模的尺寸配置，并保证双面间隙为0.132mm~0.240mm。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸6mm的公差，应比零件所标注的精度高3~4级，即定为 （60.15）mm。 5.2弹性元件的设计 此冲压模具的弹性元件选择橡皮，橡皮允许承受的负荷较弹簧大，且安装调试方便，在冲裁中被广泛采用。 平面尺寸按其所产生的压力计算 F=Sq 所以S=，由此式可以求出D，其中F为所需要的材料的卸料力为2.55KN D橡皮的直径，S橡皮的横截面积， q与橡皮的压缩量有关的单位，按橡皮的压缩特性曲线选用查表得q为0.02,求得D为12mm 橡皮的高度必须满足工艺要求与模具结构空间的要求，并考虑橡皮的寿命。橡皮最大压缩量不宜超过自由高度H的10%~45%,取20% 橡皮安装在模具上，一般预先压缩（10%~15%）H,取10%。使预压的压力达到所需要的卸料力。 压缩工作行程为H=25%H 橡皮的自由高度为 H= H/25% 高度的校核：0.51.5 式中H=15mm，D为12mm 0.5=1.251.5符合要求。 5.3模架的设计 模架各零件标记如下： 上模座：222mm222mm30mm 下模座：252mm252mm32mm 导 柱：B35h5×182mm×30mm 导 套：B35h6×81mm×42mm 模 柄：30mm38mm 垫板厚度：114mm×84mm×6mm 卸料板厚度：114mm×84mm×12mm 凸凹模固定板厚度：15mm 模具的闭合高度：170mm 6、冲压设备的选择 选择型号为JB23—100的开式双柱可顷压力机能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力：1000KN 滑块行程：130mm 最大闭合高度：480mm 最大装模高度：380mm 连杆调节长度：100mm 工作台尺寸（前后左右）:710mm1080mm 垫板尺寸（厚度孔径）：100mm250mm 模柄孔尺寸：30mm30mm 最大倾斜角度：30° 7、弯曲模具的设计 7.1弯曲件的工艺分析 此工件是典型的L型弯曲件，零件图中的尺寸公差为未标注公差，在处理这类零件公差等级的时候均按IT14级要求。弯曲圆角半径R为1，大于最小弯曲半径，其最小弯曲半径为r=0.6×1.5=0.9mm,故此件形状、尺寸、精度均满足弯曲工艺的要求，可用弯曲工艺加工。 7.2工艺方案的确定 该零件所需的冲压工艺为弯曲，采用弯曲単工序模。 7.3弯曲工艺计算 （1）弯曲件展开长度的计算 由上个冲裁工序可知弯曲件的展开长度为26mm。 （2）弯曲模工作部分尺寸计算 7.3.1凸模圆角半径 由于工件的R/t=1/1.5=0.67较小，且R为1mm大于最小弯曲半径0.9mm，所以凸模圆角半径为1mm。 7.3.2凹模圆角半径 凹模圆角半径r一般按材料厚度t来选取，因为材料厚度为1.5mm，所以r=（2~3）t，故凹模圆角半径取r=3mm。 7.3.3凹模工作部分深度的设计计算 凹模工作部分的深度将板料的进模深度，同时也影响到弯曲件直边的平行度，对工件的尺寸精度造成一定得影响。此弯曲件直边高度13mm，板厚1.5mm，查表得凹模的底部最小厚度h=4mm，因此，工作部分深度 h=（13+4）mm=17mm。 7.3.4凸凹模间隙 当工件精度要求不高或校正弯曲时候，生产中常采用调整凸凹模间隙的方法来解决工件回弹问题。设计弯曲模结构时，把凹模做成可调式，由于凹模设计为可调，故也将模具的凸凹模间隙初选为材料厚度t，即 =1.5mm。 7.3.5凸凹模横向尺寸及公差 工件标注外形尺寸时，以凹模为基准进行计算，间隙取在凸模上，查表得=0.025m =0.020mm。 凹模横向尺寸 L=（L-0.75）=（15-0.750.6）mm=14.55mm 凸模横向尺寸 L=（L-Z）=（14.55-2）mm=12.55mm 7.3.6弯曲件回弹值得计算 小变形程度时，回弹大，先计算凸模圆角半径，再计算凸模圆角;大变形程度时，卸载后圆角半径变化小，仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲时，弯曲中心角为90，因此查相关手册得回弹角为3. 7.3.7弯曲力的计算 L形件弯曲时，弯曲力指的是压力机完成预定的弯曲工序所需施加的压力，是选择压力机和设计模具的重要依据之一，算一必须进行计算，但要从理论上计算弯曲力是很复杂的，并且计算的值还不是十分的准确，因此，再生产中通常采用经验公式计算。 Fz=0.6Kbt2§b/(r+t) 式中： Fz——冲压行程结束时自由弯曲的弯曲力（N）; K——安全系数，一般取1.3； b——弯曲件宽度（mm）; t——弯曲件材料厚度（mm）; §b——弯曲件材料的抗拉强度（Mpa）; r——弯曲件的弯曲半径（mm）; Fz=0.61.3141.5450（1+1.5）=27.65KN 预件力Fd可近似取自由弯曲力的30﹪～80﹪，即 Fd=(30﹪～80﹪) Fz=(8.259~22.12)KN 故取Fd=22KN 校正弯曲时校正弯曲力是在压力机工作到下死点的位置，且校正力远远大于自由弯曲力（或接触弯曲力），而在弯曲工作的过程中而这又不是同时存在的，因此查表得P=70Mpa,所以校正力F为： F=AP=2014270=39.3KN 7.4 初选压力机 ⑴公称压力的选择 选择压力机时，要根据模具的结构来确定，当施力行程较大时（50﹪～60﹪）F0﹥F,即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的50﹪～60﹪，校正弯曲时，更要使额定压力有足够的富裕量。 对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大的多的多，故顶件力可以忽略，但这里为了保险起见，在计算公称压力时还是将顶件力考虑进去。 F0≥（1.2～1.3）（F+Fd）= （1.2～1.3）（ 39.3+ 22） =（1.2～1.3）61.3 =73.56KN~79.69KN 初选压力机的公称压力为100KN，即J23——10型。 ⑵行程次数 选择用于弯曲的压力机的行程次数主要考虑以下因素： ① 考虑操作方式（进出料速度的快慢）； ② 弯曲时，金属变形需要过程限制了行程次数的增加； ③ 该件为小批量，不需要以较大形成来提高生产效率； ⑶滑块行程（S） 滑块行程是指滑块的最大运动距离，即曲柄旋转一周上死点至下死点的距离，其值为曲柄半径的两倍。 选择用于弯曲的压力计的滑块行程主要考虑以下因素： ① 要保证毛坯和工件的取出，应使滑块的行程大于工件高度的两倍； ② 该件为小批量生产，不需要以限制行程来增加行程次数，提高生产效率。 ⑷闭合高度 压力计的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。 ① 压力机的最高闭合高度可以通过调整连杆的长度来改变其大小，将连杆调至最短时闭合高度最大，称之为最大闭合高度；将连杆调至最长时闭合高度最小，称之为最小闭合高度。 J23——10型压力机的最大闭合高度为180mm。 ③ 当压力机工作台面上有垫板时，用压力机的闭合高度减去垫板厚度就是压力机的装模高度；没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等。其中模具的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。 ⑸工作台面尺寸。压力机工作台尺寸应大于下模周界50 mm～70mm, J23——10型压力机的工作台尺寸（前后×左右）为240mm×370mm，那么设计时模具的下模座（宽×长）不要超过40mm×370mm。 ⑹模柄孔尺寸 直径×深度为φ30mm×35mm，那么设计时模具的模柄要与模柄孔尺寸匹配。 其主要技术参数如下表1。 表1 公称压力/KN 100 发生公称压力时滑块离下极点距离/mm 4 滑块行程/mm 45 滑块调节行程/mm 60/8 标准行程次数(不小于)(次/min) 145 (快速型)发生公称压力时滑块离下极点距离/mm 1.5 (快速型)滑块行程/mm 30 (快速型)行程次数(不小于)(次/min) 300 (最大闭合高度)固定台和可倾/mm 180 封合高度调节量/mm 35 (标准型)滑块中心到机身距离(吼深)/mm 130 (标准型)工作台尺寸(左右×前后)/mm 370×240 (标准型)工作台孔尺寸(左右×前后)/mm 180×90 (标准型)工作台孔尺寸(直径)/mm 130 (标准型)立柱间距离(不小于)/mm 180 模柄孔尺寸(直径×深度)/mm Ф30×50 工作台板厚度/mm 50 床身最大倾斜角(°) 35 8、弯曲模的总体设计 8.1模具的类型选择 由冲压工艺分析可知，采用单工序模，所以模具类型为单工序模具。 8.2定位方法的选择 因为该模具采用的是小条料，控制调料的送进方向采用定位销定位和坯了外形定位，因为零件的尺寸精度要求不是很严格，此定位方法就可以满足要求。 8.3顶件及出料方式的选择 因为工件的厚度为1.5mm相对较薄，力顶件也比较小，故可以采用弹性卸料装置。 根据模具的结构形式及特点分析我们选择采用前后送进坯料的后出料方式，可以提高生产效率. 9.模具的装配调试 9.1冲裁模的装配调试要点 （1）装配 模架选择好以后，装配时需要对模架进行补充加工，然后进行凸模、模柄、凹模等进行装配。 1.凸模与凹模的装配 凸模、凹模与固定板的配合常采用H7/n6或H7/m6.总装前应先将凸模压入固定板，并在平面磨床上将上平面磨平，使其固定端面与固定板的支撑面处于同一平面，凸模应和固定板的支撑面垂直。 2.模柄的装配 本模具选用旋入式模柄，通过螺纹与上模座板连接，并加螺钉加以固定。 3.冲裁模的总装 冲压模具上模部分是通过模柄安装在压力机的滑块上的，是模具的活动部分。下模部分被固定在压力机的工作台上，是模具的固定部分。 模具工作的时，上模部分和下模部分的工作零件必须保证正确的位置，才能使模具正常的工作。模具装配时，为了方便地将上、下两部分的工作零件调整到正确位置，并使凸模、凹模具有均匀的间隙，要正确安排上、下模的装配顺序。 装配有模架的模具时，一般是先装配模架，再进行模具工作零件和其它结构零件装配。上、下模的装配顺序应根据上模和下模上所安装的模具零件在装配和调整过程中所受限制的情况来决定。如果上模部分的模具零件在装配和调整时所受限制最大，则应先装上模具的下模部分，并以它为基准调整下模部分的零件，保证凸、凹模配合间隙均匀。反之，则应先装模具的下模部分，并以它为基准调整上模部分的零件。 上、下模的装配顺序应根据的结构来决定。对于无导柱的模具，凸、凹模的配合间隙是在模具安排到压力机上时才进行调整，上、下模的装配可以分别进行。 9.2调试 1.模具闭合高度调整 模具应与冲压设备配合好，保证模具应有的闭合高度和开启高度。 2.凸、凹模刃口及间隙调整 刃口要锋利，间隙均匀。 3.定位装置的调试 定位要可靠、精确 4.导向机构的调试 导柱、导套要有好的配合精度，保证模具运动平稳、可靠。 9.3冲裁模试冲时出现的问题及调整方法 表2 存在的问题 产生原因 调整方法 送料不畅通 或料被卡住 凸模与卸料板之间间间隙过大，使搭边翻扭 两导料板之间的尺寸过小或有斜度 减小凸模与卸料板之间的间隙 根据情况挫修或磨或重装 制件不平 顶料杆和工件接触面过小 凹模有倒锥度 导正销与预冲孔配合过紧，将冲件压出凹陷 更换顶料杆，增加与工件接触面积 修正凹模 制件有毛刺 刃口不锋利或淬火硬度低 配合间隙过小或过大 间隙不均匀使冲件一边有带斜角的毛刺 刃磨刃口，使其锋利 调整凸、凹模之间间隙，使其均匀一致 刃口向肯 凸模、导柱等零件安装不垂直 凸、凹模相对位置没对正 卸料板的孔位不正确或弯斜使冲孔凸模位移 导柱、导套配合间隙过大，使导向不正 重装凸模或导柱，保持垂直 调整凸凹模，使其对正并保证间隙均匀 修正或更换卸料板 更换导柱或导套 卸料不正常 凹模与下模座的漏料孔没有对正，料被堵死而排不出来 弹簧或橡皮的弹力不足 修正漏料孔 更换弹簧或橡皮 内孔与外形位置不正或扁位位置 落料凸模上导正销尺寸过小 导料板与凹模送料中心线不平行，使孔偏斜 挡料块位置不正 更换导正销 修正导料板 修正挡料块 凹模被胀裂 凹模孔有倒锥现象，即上口大，下口小，或凹模刃口深度太长，积存的件数太多，张力太大 修正凹模刃口，消除倒锥现象或减小凹模刃口长度，使冲下的制件尽快漏下 制件产生回弹 弹性变形的存在 增加凹模型槽的深度 改变凸模的形状和角度大小 减小凸、凹模之间的间隙 增加校正力或使校正力集中在角部变形区 制件表面有擦伤 凹模的内壁和圆角处表面不光、太粗糙 板料被粘附在凹模表面 将凹模内壁与圆角修光，在凹模或凸模的工作表面镀硬鉻厚0.01-0.03mm. 将凹模进行化学处理 制件不平 压料力不足 增加压料力，最好校正一下 弯曲角变形部分有裂纹 弯曲半径太小 材料的纹向与弯曲线平行 材料的塑性差 加大弯曲半径 将板料退火后再弯曲变形或改变落料的排样 将板料进行退火处理 U形件左右高度不一致 凹模的圆角半径左、右两边加工不一致 定位不稳定或定位位置不准 压料不牢 凹、凸模左右两边间隙不均匀 修正圆角半径使左右一致 调整定位装置 增加压料力 调整凸、凹模之间的间隙 9.4装配其他零件并试模 上模安装顶杆，顶件块，检查打料机构工作的可靠性。顶件块在最低位置时，应突出凸凹模刃口0.2-0.5mm.安装卸料板，安装后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低0.2-0.5mm.在设计指定的压力机上，装配好的模具进行试冲。 试模时重点检查打料机构和顶出机构的动作是否及时、可靠。每一次冲压后，上模随压力机上行到上死点时，条料和顶出的工件都应该出现在下模凹模工作面上，以便及时清除。 装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出冲孔凸模工作端面2mm. 10. 模具装配图 图4 扣耳冲孔落料复合模 图5 扣耳弯曲单工序模 结束语 弯板属于典型的冲裁弯曲件，分析其工艺性，并确定工艺方案。根据计算确定该制件的冲裁力及模具刃口尺寸，然后选取相应的压力机。本设计主要是落料凸、凹模及冲孔凸、凹模的设计，需要计算凸凹模的间隙、工作零件的尺寸和公差。此外,还需要确定模具工艺零件和结构零件以及模具的总体尺寸，然后根据上面的设计绘出模具的总装图。 由于在零件制造前进行了预测，分析了制件在生产过程中可能出现的缺陷，采取了相应的工艺措施。因此，模具在生产零件的时候才可以减少废品的产生。 弯板冲裁件的形状结构较为简单，但是其尺寸相对较大不适合选用标准模架。要保证零件的顺利加工和取件，模具必须有足够的长度，因此需要改变上、下模座的长度，以达到要求。模具工作零件的结构也较为简单，它可以相应的简化模具结构。便于以后的操作、调整和维护。 弯板冲孔落料模具的设计，是理论知识与实践有机的结合，更加系统地对理论知识做了更深切贴实的阐述。也使我认识到，要想做为一名合格的模具设计人员，必须要有扎实的专业基础，并不断学习新知识新技术，树立终身学习的观念，把理论知识应用到实践中去，并坚持科学、严谨、求实的精神，大胆创新，突破新技术，为国民经济的腾飞做出应有的贡献。 致 谢 首先我衷心地感谢我的导师于智宏老师，她仔细审阅了我设计的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多宝贵的建设性建议。于老师渊博的学识，诚恳的为人，使我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，她给了我极大的鼓励和帮助，在这里我向她表示真诚的感谢！ 感谢母校——河南机电高等专科学校的辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。 最后，我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可亲可敬的老师和团结友爱的同学，并感激师友的教诲和帮助！我殷切地希望我们模具专业能在全系师生的齐心协力下越办越好！衷心祝愿我们的学校和我们所有的师生都能青春永驻！活力无限！步步登高！ 参 考 文 献 [1]刘建超、张宝忠主编.冲压模具设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2006 [2]王孝培主编.冲压手册[M].北京：机械工业出版社，2004 [3]许发樾主编.实用模具设计与制造手册[M].北京：机械工业出版社，2000 [4]翟德梅、段维峰主编.模具制造技术[M].北京：化学工业出版.2005 [5]翟德梅主编.金属与塑料成型机械[M].河南机电高等专科学校2005 [6杨占尧主编.冲压模具图册[M].北京：高等教育出版社，2006 [7]寇世瑶主编.机械制图[M].北京：高等教育出版社，2004 [8]王晓江主编. 模具设计与制造专业英语[M].北京：机械工业出版社，2006 共29页 第28页