弯曲件冲压成形工艺及模具设计
弯曲件冲压成形工艺及模具设计,弯曲,冲压,成形,工艺,模具设计
毕业设计说明书
弯曲件的冲压成形工艺及模具设计
摘
Khoc cho nho thuong voi trong long, khoc cho noi sau nhe nhu khong. Bao nhieu yeu thuong nhung ngay qua da tan theo khoi may bay that xa... http://nhatquanglan1.0catch.com
内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者弯曲模设计的基础知识，为设计更复杂的弯曲模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。
本设计运用弯曲成型工艺及模具设计的基础知识，首先分析了板材的性能要求，为选取模具的类型做好了准备；然后计算了弯曲件的弯曲力，便于选取压力机吨位及确定压力机型号；最后分析了弯曲件的特征，确定模具的设计参数、设计要点及顶出装置的选取。
本设计采用了八字摆块复合模成型件。复合模具有生产效率高，制件精度高等特点，特别适合大批量高精度生产。成型原理可划分为两个阶段：首先，凸模与凹模共同作用成型U形件；凹模继续下行，迫使摆块左右摆动动作，U型件被再次弯曲成型，最后成型件，这种机构动作灵活可靠，设计方便，非常适合在本副模具中使用。
关键词：弯曲模 凸模 凹模 摆块
Bending stamping process and the mould design
Abstract：The requirement，content and direction of the design of the bending dies parts are embodied on this bending dies design. The designer’s foundation knowledge of the bending dies design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design.
Through the foundation knowledge, firstly, the composion and the perfourmance of the flat sheet is analyzed to choose the type of the mould. Secondly, the volume of the bend is estimated to choose the press molding machine and to detemine the type press machine and tonnage of press. Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the ejection assembly.
Swing block compound die is used in this design to form the part.the compound die can produce pierced blanks to close flatness and dimensional tolerances. Compound die’sproduce efficiency and part precision is hight. Especially fit for volume produce and hight precision produce.Moulding of the part is like this :Fist,behing punch and die’s together operation, the part is form to the fast bending ;die is going down, swing block is flogged to work, and the second bending is begin. At last, the part is form to part. So, it is adapted to be used on this mould extraordinarily.
Keywords: bending dies , punch , dieg, swing block
目 录
1 绪论………………………………………………………………………1
1.1国内模具的现状和发展趋势……………………………………………1
1.2国外模具的现状和发展趋势……………………………………………3
2 弯曲件工艺性分析及方案的确定………………………………………4
2.1弯曲件工艺性分析………………………………………………………4
2.2弯曲工艺方案的确定……………………………………………………4
2.3弯曲件工艺方案分析……………………………………………………6
3主要设计计算………………………………………………………………7
3.1冲裁件主要设计计算……………………………………………………7
3.2弯曲件毛坯坯料尺寸的计算……………………………………………9
3.3弯曲应力的计算………………………………………………………10
3.4压料力的计算…………………………………………………………10
3.5压力机公称压力的确定………………………………………………11
3.6弯曲模工作部分尺寸的设计…………………………………………11
4模具类型的选择…………………………………………………………17
4.1具体结构选择…………………………………………………………17
4.2定位方式的选择………………………………………………………18
4.3出件方式的设计………………………………………………………18
5 主要零件的设计 ………………………………………………………19
5.1凸模的结构设计………………………………………………………19
5.2凹模的结构设计………………………………………………………22
5.3摆块的结构的设计……………………………………………………24
5.4定位零件的设计………………………………………………………26
5.5弹顶部件的设计………………………………………………………28
5.6导板的设计……………………………………………………………28
6 压力机的参数与校核 …………………………………………………29
7 模具零件的加工工艺 …………………………………………………30
7.1凸模的加工工艺过程…………………………………………………30
7.2凹模的加工工艺过程…………………………………………………31
8 模具的装配 ……………………………………………………………32
9 模具试冲时常见的故障及原因和调整方法 …………………………33
总 结……………………………………………………………………34
致 谢……………………………………………………………………36
参考文献………………………………………………………………… 37
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距离相当大。
1.1国内模具的现状和发展趋势
1.1.1国内模具的现状
近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具设计与制造水平有了较大提高，大型、精密、复杂高效和长寿命模具的需求量大幅度增加，模具质量、模具寿命明显提高，模具交货期较前缩短，模具CAD/CAM技术也得到了相当广泛的应用。
在众多家生产厂点中，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，其余为自产自用。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提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；
5发展优质模具材料和先进的表面处理技术；
6模具的精度将越来越高；
7模具研磨抛光将自动化、智能化；
8研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；
9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。
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％。
2 弯曲件工艺性分析及方案的确定
2.1 弯曲件工艺性分析
此工件为典型弯曲件。材料为08钢，具有良好的弯曲性能适合弯曲成型加工。工件结构简单，除了装配尺寸，公差等级IT14级有严格要求外其余尺寸均为自由公差，工件整体上看，尺寸精度较低，普通弯曲成型完全能满足要求。
2.2 弯曲工艺方案的确定
该工件弯曲成型，可以一次弯曲成型，也可以二次弯曲成型如今有以下三种方案供选择：
方案一：采用一次弯曲成型，单工序生产。如下图所示：
图1
方案二：采用两次弯曲成型，先弯U型再弯成型件，采用两套单工序模生产。
具体如下图所示：
图a 为首次弯曲模具结构图；图b为第二次弯曲模具结构图。
a)首次弯曲 b)二次弯曲
图2
方案三：采用在一套模具上成型，复合模生产。具体如下图所示：
图3
2.3 弯曲件工艺方案分析
方案一、模具结构简单，生产制造成本低，但工件尺寸精度低，尤其是四个直角的精度难以得到保证。另外，在弯曲过程中，由于凸模肩部妨碍了坯料的转动，加大了坯料通过凹模圆角的摩擦力，使弯曲件侧壁容易擦伤和变薄，成型后弯曲件两肩部与底面不平行。
方案二、模具结构相对简单，生产成本较高，由于采用两副模具进行弯曲成形，从而可以避免了方案一中的缺陷，提高了弯曲件的质量，但由于采用两副模具进行生产，生产效率较低，另外，凹模的强度不易保证。
方案三、模具结构复杂，生产制造成本与方案二差不多，但是工件尺寸精度，位置精度容易保证，生产效率也高。
综上所述，经过对三种方案的比较分析可见，该工件的弯曲成型生产采用方案三比较合理。
3 主要设计计算
3.1冲裁件主要设计计算
3.1.1排样方式的确定及其计算
设计模具时，首先要设计条料的排样图，该零件具有T形的特点，可采用直对排的排样方法。参考《冲压工艺与模具设计》表2-8确定其排样方式。其排样图如图所示：
排 样 图
查最小搭边值表可知：最小工艺搭边值a(沿边)=1.5mm a1(工件间)=1.2mm。
计算条料的宽度：
B=62+2×1.5=65（mm）
步距：S=62+1.2=63.2(mm)
材料利用率的计算：
根据一般市场的供应情况，原材料选用350mm×70mm×1mm的08钢板。
计算冲压件毛坯的面积：A=62×11+23×10=912(mm) 2
一个步距的材料利用率：η==≈65﹪
3.1.2计算凸、凹模刃口尺寸
查《冲压工艺与模具设计》书中表2.4得间隙值Zmin=0.100mm，Zmax=0.140mm。
由于外形形状简单，精度要求不高，所以采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《冲压工艺与模具设计》书中表2.5得凸、凹模制作公差
δT =0.020mm δA =0.030mm
校核：Zmax-Zmin =0.140-0.246=0.100mm
而δT+δA =0.050mm
满足 Zmax-Zmin≥δT+δA的条件
查《冲压工艺与模具设计》书中表2.6得：IT14级时磨损系数X=1,
按式（2.5） dT==mm
dA==mm
3.1.3冲压力的计算
落料力 F落 = Ltτb=（912×1×382）N=348.384KN
落料时的卸料力 F卸=K卸F落
查《冲压工艺与模具设计》书中表2.7取K卸=0.03
故 F卸=K卸F落=0.03×348.384=10.45KN
总冲压力为：
F总=F落+ F卸=（348.384+10.45）KN=358.834KN
为了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大30﹪左右，即
F总′=1.3×F总=1.3×358.384=466KN
3.1.4压力中心的计算
用解析法求模具的压力中心的坐标，建立如下图所示的坐标系XOY.
由图可知工件左右对称，将工件
冲裁周边的对称部分分成L1、L2、
L3、L4、L5基本线段，求出各段
长度的重心位置：
L1=11mm L2=19.5mm L3=10mm
L4=11.5mm L5=31mm
各段长度的重心坐标L1为（31,5.5）L2为（21.25，11）L3为（14，16）
L4为（11.5，21） L5为（15.5，0）
将以上数据分别代入压力中心坐标公式
X=(L1 X1 +L2 X2+…+ Ln Xn )/ L1+ L2+…+ Ln
Y=(L1 Y1 +L2 Y2+…+ Ln Yn )/ L1+ L2+…+ Ln
将以上个数据带入此公式得：
X=0
Y=(11×5.5+19.5×11+10×16+11.5×21) ×2/ (11+19.5+10+11.5+31) ×2
=676.5/83=8.15mm
3.2弯曲件毛坯坯料尺寸的计算
L=
式中: L—弯曲件毛坯长度（mm）；
—弯曲件各直线段长度之和（mm）；
—弯曲件各部分（圆弧部分）应变中性层展开长度之和（mm）；
图4
3.3弯曲应力的计算
该模具工件属于自由弯曲成型，所以U形件弯曲力：
=
式中： — 自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力(N)；
B — 弯曲件的宽度,B=35mm；
t — 弯曲材料的厚度(mm)；
r — 弯曲件的内弯曲半径(mm)；
— 材料的抗拉强度(MPa)；
K — 安全系数,一般取K=1.3；
=
＝4055.575 N
3.4 压料力的计算
根据《冲压模具设计与制造》公式(3.14),如果弯曲模设有顶出装置或压料装置时,其顶出力可以近似取自由弯曲力的30%～80%即:
=(0.3～0.8)
在此取: =0.6
=0.6×4055.575
=2433.345 N
3.5 压力机公称压力的确定
根据《冲压模具设计与制造》公式(3.15)即:
(1.2 ～ 1.3)×(+)
考虑到弯曲工件板料较厚,而且板宽也较大,压力机公称压力应取值偏大为宜。
在此取: 1.3(+)
=1.3×(4055.575 +2433.345)
=8435.596N
根据计算结果,查《模具实用技术手册》表2-3初选压力机为：J11—5。
3.6 弯曲模工作部分尺寸的设计
由方案三可知,所设计的复合模整个工作原理可分为两部分: U型弯曲和在U 型弯曲基础上的成型弯曲。归根到底,其设计为U 型弯曲种类,所以其设计可按U 型件设计方法设计。
3.6.1 凸模圆角半径的设计
因为=0.5, 值较小,所以取=r=0.5 mm
3.6.2 凹模圆角半径
根据实际生产经验可知: 当t = 1 mm 时, =(2 ～ 3) t
从保证制件精度要求考虑,特别是所设计的弯曲复合模值不宜取大值。在此取：＝2 t
＝2 ×1
＝2 mm
3.6.3 凹模深度
图5
凹模深度过小,则坯料两端受压部分太多,工件回弹大,而且不平直,影响工件质量。如果过大,则浪费模具钢材,且需冲床有较大的工作行程。
由前面计算可知弯曲件边长L=++
=27+11+13
=51 mm
据边长L=51 mm 查《中国模具设计大典3》表19.3-18得:
= 20 mm
3.6.4 凹凸模间隙计算
查《冲压模具设计与制造》的U 型件弯曲的凸凹模单边间隙可按下式计算:
C = +xt=t++xt
式中: C—弯曲凹、凸模单边间隙(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—间隙系数,查《中国模具设计大典3》表19.3-19得X=0.1；
所以: C = 1+0.006+0.1×1
=1.006mm
3.6.5 U 形弯曲凸凹模横向尺寸的设计
图6
由工件图上可知:工件是内形标注的弯曲件,设计时应该以凸模为基准先确定凹模尺寸。再利用凸凹间隙求出凹模的尺寸。
根据《冲压模具设计与制造》教程公式(3.21)与(3.22)得:
凹模尺寸为:
式中:—凹模横向尺寸(mm)；
Z—凹凸模双面间隙(mm)；
—凹模的制造公差,取IT8级得；
—弯曲横向尺寸公差，对称偏差时=2；
=(29-0.75*0.025=28.80
凸模尺寸为:
式中:—凸模横向尺寸(mm)；
—弯曲件横向的最小极限尺寸(mm)；
—弯曲件的尺寸公差(mm)；
—凸模的制造公差,采用IT7级；
所以:=(28.80-0.02
=28.78
查《公差与配合手册》表1-6标准公差数值IT7级得:
= mm
查《公差与配合手册》表1-6标准公差值IT 8级得:
=mm
3.6.6 弹簧的设计
1)根据模具安装位置,选定4个弹簧,每个弹簧的弹顶力为:
/N
式中:—弹簧复位的弹顶力(N),在此=22354.3 N ；
—弹簧的预顶力(N)；
N—弹簧数量；
/N
= 22354.3/4
= 5588.58N
2)查《中国机械工业标准汇编弹簧卷》GB/T2089-94表有关弹簧规格,初选规格为25mm×3.5mm×80mm,具体参数是D=25mm,d=3.5mm,t=7.0mm ,=80mm，=80.
3)计算弹簧预压缩量
=
式中:—弹簧预压缩量(mm)；
—弹簧最大允许负荷(N)；
所以:=×80
=20.0mm
4) 弹簧较核
弹簧实际工作总压缩量:=+
式中:—弹簧工作行程(mm)；
=+
式中:—凸模进入凹模深度11mm；
—摆块进行二次弯曲工作时,凸模下滑行程25 mm 。
所以: =11+25=36mm
=+
=20+36
=56mm
显然, < = 56 mm ,所以所选的弹簧是合适的,可用。
4 模具类型的选择
4.1 具体结构选择
由弯曲工艺分析可知,采用复合模,所以模具类型为复合模。具体结构如下图所示:
图7 八字摆块复合模结构
模具上模部分主要由: 凹模、打杆、压板组成，卸料方式采用刚性打件装置卸件。
工作原理:上模回程,压力机限位装置迫使打杆推动压板把弯曲件从凹模腔中推出。下模部分由凸模,限位钉(2个),摆块(一对),销轴(2个),导板,销钉(2个),内六方螺钉(4个),下模座,限位块(2个),螺钉(2个),上垫板,下垫板,弹簧等零件组成。
弯曲坯料由前一冲裁工序准备尺寸为:65 mm×21 mm ,坯料由前方送进,送料方向定位由限位钉限位,左右方向由限位块定位。坯料定位后,上模下行,凸模压入凹模同时把坯料拉入模腔内,进行首次U型弯曲动作；当凸模压入凹模深度11mm时,首次U型弯曲完成,进入二次弯曲动作,这时,在上模下行力的驱使下,摆块被迫向左右摆动,同时板料发生二次弯曲动作,最后工件成型。由于弯曲回弹力的作用下,工件被卡在凹模腔内,随着上模回程。当上模的打杆触动压力机的限位装置时,打杆推动压板迫使工件从凹模中顶出,卸下工件。在上模回程同时,下模的弹簧弹性势能释放,驱使凸模回程,从而完成整个工件的弯曲动作。
4.2 定位方式的选择
因为模具采用的是前一工序冲裁好的坯料,坯料由模具前方送进,送进方向在凸模的顶部设有两个限位钉定位,左右方向采用一对定位块定位。
4.3 出件方式的选择
工件弯曲成型后由于弯曲回弹力的作用下,工件回卡在凹模腔内,为此,在这里采用了上出件的方式,利用压力机的限位装置迫使打杆推动压板顶出工件。
5 主要零件的设计
5.1 凸模的结构设计
5.1.1 凸模的结构草图如下所示
图8
在凸模顶部钻两个的孔固定两个限位钉,凸模与限位钉的配合按H7/n6 配合。在底部钻一螺孔用来与上垫板连接,另外在两侧各钻两个销孔用以安装摆块,其中销轴与销孔采用H7/m6 配合。
5.1.2 凸模主要尺寸的计算
长度方向:===35mm
式中:—摆块的宽度(mm)；
—坯料宽度35mm；
L=+2t
式中:t—凸模长度方向上侧壁厚度,综合考虑到模具强度,刚度和生产成本,选t=5mm。
L=35+2×5
=45mm
宽度方向:
由前面凸模横向尺寸计算可知:B==28.78mm；
=B—2P
式中: p—摆块的厚度,由后面摆块设计中可知,p=8mm。
所以: =28.78—2×8
=12.78mm
d=+p/2
=12.78+8/2
=16.78mm
从定位准确和加工难易程度考虑,在此选R=2.5mm。
高度方向:==11mm
式中:—首次弯曲时,凸模进入凹模的深度11mm。
=+P/2
=11+4
=15mm
h=+++
式中: —首次弯曲,凸模进入凹模的深度(mm)；
—摆块高度,由后面摆块设计中可知=58mm；
—导板的高度4 mm,由后面的设计可知；
—下模座的高度26 mm,由后面的设计可知；
所以: h =11 + 58 + 4 + 26 = 99 mm
凸模其余尺寸的设计和具体结构的设计可参见后面的凸模零件图所示。
5.2 凹模的结构设计
5.2.1 凹模的结构草图
考虑到凹模在弯曲时所受的弯曲力和左右张力都比较大,因此,对凹模的强度和刚度都要有较高的要求。为了保证凹模的强度和刚度,在此把凹模和模柄做成一个整体,其结构草图如下所示:
图9
5.2.2 凹模主要尺寸的设计
长度方向的计算: = = 28.80 mm
L = + 2
式中: —— 凹模侧壁厚度,因为工件在第二次弯曲成型是在凹模与摆块的共同作用下成型的,所以凹模壁厚度应略大于工件的凸缘外伸部分尺寸,即:
> +
由前面弯曲件坯料尺寸计算可知, =27 mm , = 1 mm
所以: >27 +1
=28 mm
综合考虑模具刚度和生产成本,在此取 = 30 mm 。
所以: L = 28.80 + 2 x 30
= 88.8 mm
在此取L = 90 mm 。
高度方向: = +
式中: —首次弯曲凸模进入凹模的深度 = 11 mm ；
—压板高度（mm），= 13 mm 。
所以： =11 +13 =24 mm
凹模其余尺寸的设计和凹模结构的具体设计可参见后面的凹模结构零件图所示。
5.3 摆块的结构设计
5.3.1 摆块的结构草图如下所示
图10
5.3.2 摆块的主要尺寸的设计
圆角半径R：R = / 2
式中： —— 摆块的厚度（mm），根据摆块的工作受力情况和生产成本考虑在此选 = 8mm
所以：R = 8/ 2
=4 mm
摆块宽度B：B = =35mm
式中：—— 弯曲坯料的板宽35mm。
摆块的工作原理图如下所示：
图11
由上面摆块工作原理得L的计算公式如下：
L = + +
式中： —— 模侧壁的厚度，=3.5 mm；
—— 坯料厚度，= 1 mm；
—— 摆块厚度，= 8 mm。
L =3.5 +1 + 8 / 2
=8.5mm
摆块的其余尺寸设计与及具体结构可参见后面摆块零件图所示。
5.4定位零件的设计
坯料的定位采用限位钉前方定位和定位块左右定位，限位钉与凸模顶孔采用H7 / n6配合固定,定位块采用销钉定位,螺杆固定在下模座上。
5.4.1 限位钉的设计
限位钉的结构草图如下所示:
图12
由于限位钉只起限位作用,基本上不受过大的力作用,所以限位钉尺寸设计如下即可满足使用要求:
= 5 mm
D = 8 mm
h = 5 mm
其余尺寸设计见后面限位钉零件图所示。
5.4.2 定位块的设计
定位块的结构草图如下所示:
图13
定位块主要工作尺寸H可按以下公式计算:
H = + t +
式中: H —— 定位块主要工作尺寸(mm);
—— 凹模高度, = 24 mm ;
t —— 坯料厚度, t = 1 mm ;
——为定位可靠,设定的自由高度,在此选定= 5 mm。
所以: H = 24 + 1 + 5
=30 mm
定位块的其余尺寸设计及具体结构可参见后面定位块零件图所示。
5.5 弹顶部件的设计
由于工件弯曲受力较大，在此采用弹簧作弹性元件。弹簧具有弹压力大，弹顶灵活等优点。该模具采用4根弹簧，上下垫板和4螺杆组成弹顶部件
由模具结构所限，上下垫板均是圆形结构，主要设计如下：
上垫板： 直径58 mm ,厚度6 mm ；
下垫板： 直径58 mm ,厚度6 mm ；
上下垫板均采用45钢制造，淬火硬度40 ～ 45 HRC 。其具体结构见后面垫板零件图所示。
5.6 导板的设计
导板主要起导向定位作用，选用材料T8A，淬火硬度40 ～ 58 HRC。制造尺寸：71 mm×58 mm×4 mm 。其具体结构以及尺寸设计见后面导板零件图所示。
6 压力机的参数与校核
由前面压力机公称压力计算初选的压力机型号：J23-6.3，查《模具实用技术手册》表2-3得压力机主要技术参数如下：
公称压力：63 KN ；
滑块行程：20 mm ；
最大闭合高度：100mm ；
最大装模高度：110 mm ；
连杆调节长度：35 mm ；
工作台尺寸（前后x左右）：200 mm x 310 mm ；
垫板尺寸（厚度）：30mm ；
模柄孔尺寸：30 mm x 50 mm ；
最大倾斜角度：
由上述技术参数可知，所选压力机J23-6.3型号可用。
7 模具零件的加工工艺
7.1凸模的加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
1
备料
锯床下料40 mm x 65 mm
2
煅造
煅成47 mm x 29 mm x 60 mm
3
热处理
退火，硬度 229 HBS
4
刨
刨六面，互为直角46 mm x 29 mm x 60 mm
5
平磨
磨六方45 mm x 23 mm x 56 mm
6
数控铣
铣出摆块安装槽
7
热处理
淬火硬度58 60 HRC
8
磨
磨外形至图纸要求尺寸，42.56 mm x 15 mm x 57 mm
磨安装槽至图纸要求尺寸，35 mm x 15.28 mm x 27.28 mm
9
钳
倒角去毛刺。画线、钻孔、攻螺纹、精修等。研磨销孔。精修全部达设计要求。
7.2 凹模的加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
1
下料
锯床下料42 mm x 60 mm
2
锻造
煅成45 mm x 41 mm x 46 mm
3
热处理
退火，硬度≤229 HBS
4
刨
刨外形与凹模腔，留2 mm 余量。
5
磨
磨外形与凹模腔，留0.5 mm 余量。
6
铣
数控铣，铣10孔与8孔，留0.5余量。
7
热处理
淬火硬度58——60 HRC
8
磨
磨至图纸要求
9
钳
倒角、去毛刺、精修、研磨凹模腔，8孔。
8 模具的装配
模具的装配全过程如下表格所示：
序号
工序
工艺说明
1
凸凹模预配
1.装配前仔细检查凸模形状、尺寸以及凹模的形状与尺寸，是否符合图纸要求尺寸精度，形状精度。
2.将凸模与凹模相配，检查加工是否均匀。不适合者，应重新修磨或者更换。
2
凸模装配
以凸模为基准，安装好限位钉，摆块。
3
装配下模
1.把导板与下模座安装好。
2.把弹顶部件安装到下模座上。
3.安装凸模，由上端把已经安装好的凸模部件压入导板孔至上垫板接触，用螺钉把凸模与上垫板连接拧紧。
4.安装定位块，把定位块安装到下模座上。
4
上模安装
把压杆插入凹模后与压板连接好，拧紧。
5
安装模具
分别把上模部分，下模部分安装到压力机工作台上，并调出合理的间隙。
6
试冲与调整
开机试冲并根据试冲的结果作出相应的调整。
9模具试冲时常见的故障及原因和调整方法
下表分别列出了模具在试冲时常见的故障，原因和调整方法：
常见故障
产生原因
调整方法
弯曲角度不够
1.凸凹模的回弹角制造过小
2.凸模进入凹模的深度太浅
3.凸、凹模间隙过大
4.试模材料不对
5.弹顶器的弹力太小
1.加大回弹角
2.调整冲模闭合高度
3.调整间隙值
4.更换试冲材料
5.加大弹顶器的弹顶力
弯曲位置偏移
1.定位块的位置不对
2.凹模两侧进口圆角大小不等，材料滑动不一致
3.没有压料装置或者压料装置的压力不足和压板位置过低
4.凸模没有对正凹模
1.调整定位板位移
2.修磨凹模圆角
3.加大压料力
4.调整凸凹模位置
冲件的尺寸过长或者不足
1.凸凹模之间间隙过小，材料被拉长
2.压料装置压力过大，将材料拉长
3.设计时计算错误或不正确
1.调整凸凹模间隙
2.减小压料力
3.改变坯料尺寸
冲件外部有光亮的凹陷
1.凹模的圆角半径过小，冲件表面被划痕
2.凸、凹模之间的间隙不均匀
3.凸、凹模表面粗糙度太大
1.加大圆角半径
2.调整凸、凹模间隙
3.抛光凸、凹模表面
总 结
本课程设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。
通过这次毕业设计使我从新系统的复习了所学专业知识同时也巩固了先前学到了的知识，同时感触最深刻的是：所学知识只有在应用中才能在更深刻理解和长时间记忆。对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解，使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中。同时还使我更清楚了模具设计过程中要考虑的问题，如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料，保证工件的经济性，加工工艺的合理性。
在设计的过程中通过冲压手册、模具制造简明手册、模具标准应用手册等队要设计的问题进行查询，我了解了通过更多的途径去了解我要做的设计，使设计更具合理性。也使我学会了设计过程中对资料的查询和运用。通过这次设计，我更加深入地学习了冷冲压技术工作设计的内容。冷冲压技术工作设计的内容包括冷冲压工艺设计、模具设计及冲模制造三方面内容，尽管三者的工作内容不同，但三者之间存在着相互渗透、相互补充、相互依存的关系。
冷冲压工艺设计是针对给定的产品图样，根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力及工人技术水平等具体生产条件，从对产品零件图的冲压工艺性分析入手经过必要的工艺计算，制定出合理的工艺方案，最后编写冲压工艺卡的一个综合分析、计算、设计过程。冲压工艺方案的确定包括工序性质、数量的确定，工序顺序的安排，工序组合方式及工序定位方式的确定等内容。
冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺规程，在认真考虑毛坯的定位、出件、废料排出诸问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后，设计计算并构思出与冲压设备相适应的模具总体结构，然后绘制出模具总装图和所有非标准零件图的整个设计绘图过程。
历经近三个月的毕业设计即将结束，在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面的问题，并且和同学的探讨，模具设计在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。
从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过近三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。
致 谢
首先感谢本人的指导老师于智宏老师，她仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建议。
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。
感谢和我在一起进行课题研究的同学王怀彪、杨琼洁同学，和他们在一起讨论、研究使我受益非浅。
最后，我非常庆幸在三年的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助！
参考文献
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[2] 李崇豪主编.实用模具设计与制造手册[M].北京：机械出版社，2000.10
[3] 中国机械工程学会，中国模具设计大典编委员会[M].中国模具设计大典3.南昌：江西科学出版社，2003.1
[4] 任嘉卉主编.公差与配合手册[M]. 北京：机械出版社，2000.4
[5] 冯炳光主编.模具设计与制造简明手册[J].上海：上海科学技术出版社，1998.5
[6] 全国弹簧标准化技术委员会编[M].中国机械工业标准汇编弹簧卷.北京：中国标准出版社，1999
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