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河 南 工 學(xué) 院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表 學(xué)生姓名 李仲士 學(xué) 號(hào) 141304410 指導(dǎo)教師 翟德梅 選題情況 課題名稱 彈性夾彎曲工藝及模具設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書 有 無 開題報(bào)告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報(bào)及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績?cè)u(píng)定： 所在專業(yè)意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 河 南 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名: 李仲士 學(xué) 號(hào): 141304410 論文題目： 彈性夾彎曲工藝與模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2017年 02月 13日~ 04 月 27 日 指 導(dǎo) 教 師: 翟德梅 2017年 02 月 13 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的： 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來源于企業(yè)生產(chǎn)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)及基本技能來分析和解決實(shí)際問題的能力。在完成該課題之后，熟練掌握沖壓工藝生產(chǎn)和相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用，能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)和主要零件的加工工藝的編制，能夠運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件獨(dú)立完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 數(shù)據(jù)如圖所示，材料硅錳青銅，板厚1mm，大批量生產(chǎn)，未注公差尺寸精度IT14。 工作要求： 1.彈性夾的結(jié)構(gòu)工藝分析及模具設(shè)計(jì)。 2.繪制模具裝配圖及模具零件圖（裝配圖1張A1，零件圖3XA4，1A3）。 3.編寫設(shè)計(jì)說明書一份。 4.編寫主要零件加工工藝卡片。 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 系部意見： 系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 機(jī)械加工工藝過程卡 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 02 產(chǎn)品名稱 凸模 零（部）件名稱 凸模 材料牌號(hào) Cr12 毛坯 種類 棒料 毛坯外型尺寸 φ20 備注 分別制造 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 下料 φ20，長65mm 金工 普通鋸床 0.5 2 車 14 金工 空氣錘 2 3 磨 磨外圓及相鄰兩端面 金工 2 4 熱處理 淬火 回火 58～62HRC 金工 7 5 平磨 磨上下兩平面，表面粗糙度值應(yīng)小于Ra0.8 金工 2 6 研光 是工作表面光潔 金工 設(shè)計(jì)日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會(huì)簽 日期 標(biāo)記 記數(shù) 更改文 件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 機(jī)械加工工藝過程卡 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 09 產(chǎn)品名稱 凹模 零（部）件名稱 凹模 材料牌號(hào) Cr12 毛坯 種類 板料 毛坯外型尺寸 16012528 備注 凸模配制 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 劃線 鉗工按型孔及其他安裝孔劃線 金工 1 2 鉗工 鉆出穿絲孔 金工 0.5 3 插（銑） 銑5060孔 金工 7 4 鉗工 加工螺孔 金工 2 5 熱處理 淬火 回火 58～62HRC 金工 7 6 平磨 磨上下兩平面，表面粗糙度值應(yīng)小于Ra0.8 金工 2 7 電火花切割凹模 按圖樣編制切割程序，并將程序打成紙帶，將紙帶輸入計(jì)算機(jī) 金工 設(shè)計(jì)日期 審核日期 標(biāo)準(zhǔn)化日期 會(huì)簽 日期 8 研光 是工作表面光潔 金工 標(biāo)記 記數(shù) 更改文 件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào) 彈性夾彎曲工藝及模具設(shè)計(jì) 摘 要 沖壓模具作為制造產(chǎn)品（或半產(chǎn)品）的一種工具，其作用是完成某種工藝。模具設(shè)計(jì)必須滿足工藝要求，最終滿足產(chǎn)品的形狀、尺寸和精度的要求。因此沖壓設(shè)計(jì)師必須掌握沖壓工藝，包括沖壓工藝的分類、各種工藝計(jì)算、工藝制訂等基礎(chǔ)知識(shí)，而后才可以選擇模具的類型，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，使模具的類型表面質(zhì)量、尺寸精度結(jié)構(gòu)及尺寸等滿足工藝及產(chǎn)品的要求。 冷沖壓工藝大致分兩類：分離工序和成型工序。分離工序的目的是在沖壓過程中將沖壓件與板料按一定的輪廓線進(jìn)行分離：分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。成型工序的目的是使沖壓毛胚在不破壞其完整性的條件下產(chǎn)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品所需要的形狀：成形工序又分為彎曲、拉深、翻邊、翻孔、脹形、擴(kuò)孔等。 冷沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備。沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益等，與模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系極大。 關(guān)鍵詞:工藝計(jì)算、工藝制訂、表面質(zhì)量、尺寸精度 Bending process and mold design of elastic clamp Abstract Hurtle a kind of tool of press the molding tool conduct and actions manufacturing product( or the half product), its function is to complete a certain craft. Therefore hurtling to press designer must control to hurtle to press the craft, the classification, various craft calculation, craft that includes to hurtle to press the craft establishes etc. the foundation knowledge, just can choose the type of the molding tool and then, carry on the molding tool design, make the type, structure and size etc. of the molding tool satisfy the request of the craft and product. Cold hurtle to press the craft to divide mostly two type: Separate the work preface and model the work preface. Purpose that separates the work preface is at hurtle to ran over the distance lieutenant general to hurtle to press the piece and planks to anticipate to press certain outline line to carry on the separation: Separating the work preface can is divided in to fall to anticipate again, blunt bore and shear to slice etc.. The purpose that models the work preface is to make hurtle to press the hair , the creation transforms under the condition of not break its integrity, and convert the shape that product need: Take shape the work preface and is divided into the flection and pull deep, turn over the side, turn over the bore, bulge form and expand the bore, etc.. Cold hurtle to press the molding tool is main craft equipments that hurtles to press to produce. Hurtle the surface quantity, size accuracy, rate of production and the economy performance etc. of press the piece, with the molding tool structure and designs whether the reasonable relation is biggest. Keyword: the craft calculation, craft establish, surface quantity, size accuracy 河 南 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)語 學(xué)生姓名： 李仲士 班級(jí): MJ144 學(xué)號(hào)： 141304410 題 目： 彈性夾彎曲工藝及模具設(shè)計(jì) 綜合成績： 指導(dǎo)者評(píng)語： 1）李仲士同學(xué)工作態(tài)度基本認(rèn)真，基本能完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)； 2）該同學(xué)查閱了國內(nèi)有關(guān)彎曲模具設(shè)計(jì)與制造方面的相關(guān)文獻(xiàn)資料，制訂出了基本合理的彎曲工藝及模具結(jié)構(gòu)； 3）該同學(xué)設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容基本完整，計(jì)算基本正確，格式基本規(guī)范； 4）該同學(xué)裝配圖、零件圖設(shè)計(jì)基本合理，圖紙表達(dá)基本準(zhǔn)確； 5）建議該同學(xué)成績?cè)u(píng)定：及格； 6）可以提交答辯。 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)語 評(píng)閱者評(píng)語： 1）李仲士同學(xué)的設(shè)計(jì)任務(wù)來自生產(chǎn)實(shí)際，工作量大小適中，基本能夠完成本任務(wù)的設(shè)計(jì)，模具結(jié)構(gòu)基本合理，裝配圖和零件圖表達(dá)存在一些細(xì)節(jié)問題，設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容基本完整、格式基本規(guī)范。 2） 建議成績?cè)u(píng)定：及格 3）可以提交答辯 評(píng)閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語： 答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 彈性夾彎曲工藝及模具設(shè)計(jì) 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 模具144 學(xué)生姓名： 李仲士 學(xué) 號(hào)： 141304410 指導(dǎo)教師： 翟德梅 2017 年 4 月 20日 目 錄 1 緒 論 1 2 沖壓件工藝分析 3 2.1彎曲件工藝性分析 3 2.2彎曲件的毛胚尺寸計(jì)算 3 2.3彎曲方案選擇 5 3彎曲過程中的相關(guān)計(jì)算 6 3.1彎曲力的計(jì)算 6 3.2 校正彎曲時(shí)的彎曲力 6 3.3 頂件力的計(jì)算 6 4 壓力機(jī)的確定 7 4.1壓力機(jī)確定 7 4.2彎曲回彈 7 5 模具的總體設(shè)計(jì) 9 5.1模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 5.2模具類型的選擇 9 5.3定位方式的選擇 9 5.4頂件和出件方式的選擇 10 5.5導(dǎo)向方式的選擇 10 6 主要零部件的設(shè)計(jì) 11 6.1凸凹模間隙 11 6.2凸模的設(shè)計(jì) 11 6.3座架的設(shè)計(jì) 12 6.4凹模的設(shè)計(jì) 13 6.5固定板的設(shè)計(jì) 15 6.6 下模座的設(shè)計(jì) 15 6.7 其它零部件的選擇 16 7 模具的總裝圖及裝配調(diào)試 17 7.1模具的總裝圖 17 7.2模具的安裝 18 7.3模具的調(diào)試 18 8工作零件的加工工藝 20 結(jié) 論 21 致 謝 22 參考文獻(xiàn) 23 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 緒 論 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。.先進(jìn)國家的 模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)。日本工業(yè)界認(rèn)為:?“模具工業(yè)是其 它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”。 美國工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國工 業(yè)的基石”。在德國模具被冠以?“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。 在我國，1998年3月在《國務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》模具被列為機(jī) 械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在 發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要位置。目前,我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處 于主導(dǎo)地位。經(jīng)調(diào)查，全國模具行業(yè)從業(yè)人員的崗位分布情況大致如下：從事模 具設(shè)計(jì)。模具工藝過程實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督工作的人員占總數(shù)的%42；其 次是具體生產(chǎn)設(shè)備的操作，模具的制作，調(diào)試和維修，從事這類工作的是智能型 的操作人員，占總數(shù)的%26；三是從事生產(chǎn)組織，技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)管理工作的人 員，占總數(shù)的%14；四是從事模具營銷工作和售后技術(shù)服務(wù)的人員，占總數(shù)的%9； 五是個(gè)體，行政管理人員，占總數(shù)的%9。 沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重 量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍 工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于 原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在 現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。 沖壓是在室溫下,利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離 或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。在沖壓過程中，將材料加 工成零件的一種特殊工藝裝配，稱為沖壓模具。沖模是在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中必不可 少的工藝裝配，與沖壓件是“一模一樣”的關(guān)系，若沒有符合要求的沖模，就不 能生產(chǎn)出合格的沖壓件：沒有先進(jìn)的模具，先進(jìn)的沖壓成型工藝就無法實(shí)現(xiàn)。在 沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是比不可少 的三要素。 沖壓工序根據(jù)材料的變形特點(diǎn)可分為分離工序和成形工序兩類。分離工序是 指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限? b d ，使坯料產(chǎn)生塑性變形， 成為具有一定形狀，尺寸與精度制件的加工工序。成形工序主要有彎曲，拉深， 翻邊，旋壓等。 彎曲是將板料，型材，管材或棒料等按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角度和一定的曲 率，形成所需形狀零件的沖壓工序。它屬于成形工序，是沖壓基本工序之一，在 沖壓零件生產(chǎn)中應(yīng)用較普遍。并且占有很大的比重。由于彎曲成形所用的工、模 具及設(shè)備不同，形成各種不同的彎曲方法，如壓彎、折彎、滾彎、拉彎、繞彎等 等。盡管各種彎曲方法不同，但其彎曲過程及特點(diǎn)具有共同的規(guī)律。最典型的兩 種 V 型彎曲和 U 型彎曲。 彎曲所使用的模具叫彎曲模，它是彎曲過程中必不可少的工藝裝備。開始彎 曲時(shí)，板料的彎曲內(nèi)側(cè)半徑大于 凸模的圓角半徑，（曲率的比較，開始曲率小， r＝1/ρ）隨著凸模的下壓，板料的直徑與凹模 V 形表面逐漸靠緊，彎曲內(nèi)側(cè)半徑 逐漸減小，同時(shí)曲率逐漸變大。半徑減小的同時(shí)彎曲力臂也逐漸減小（力臂為凹 模與工件的兩接角邊點(diǎn)間的距離）當(dāng)凸模、板料與凹模三者完全壓合，板料的內(nèi) 側(cè)彎曲半徑及彎曲力臂達(dá)到最小時(shí)，彎曲過程結(jié)束。 彎曲生產(chǎn)是靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡 便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 利用模具加工可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的，形狀復(fù)雜的零件。 彎曲產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要經(jīng)過機(jī)械加工 便可使用。 彎曲加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它 不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。 彎曲產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板材或 帶料，在彎曲過程中材料表面不受破壞。 因此彎曲工藝是一種比較好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還 具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。 2 沖壓件工藝分析 2.1 彎曲件工藝性分析 彎曲件的精度，由于零件圖上對(duì)這方面都沒有確定，這樣的制件可以設(shè)精度為IT14級(jí)，這樣精度一般的制造精度都可以滿足要求。 彎曲件的結(jié)構(gòu)，彈簧鋼的最小彎曲半徑為1.3t=0.96mm，可以滿足彎曲的最小半徑的要求。工件形狀是完全對(duì)稱的，對(duì)于彎曲來說是比較容易達(dá)到的，因?yàn)樽钚澢霃叫∮诟鱾€(gè)部分的尺寸圓角的尺寸，也容易彎曲得到。還有彈簧鋼的彎曲性能優(yōu)良。 綜上所述，此工件的彎曲工藝良好。 圖，2-1彈性夾 2.2彎曲件的毛胚尺寸計(jì)算 工件圖給出的工件圖的尺寸不足以確定工件的形狀，所以工件的尺寸需要具體的確定一下，以下尺寸是我根據(jù)圖形中的位置大致確定的，所以以下的尺寸確定未免會(huì)有不合理的地方，此尺寸的確定僅供設(shè)計(jì)所用，僅供參考。 我對(duì)尺寸的確定：由工件圖我們可以看出制件的尺寸只有圓角半徑R1和R2可以先定下來，首先，先設(shè)定下面圓弧的圓心距離中心線的距離為0.4mm。接著，設(shè)這個(gè)中心距下面的水平面為1mm。然后，在確定上面的尺寸時(shí)，我依據(jù)鋼絲直徑為Ф0.6mm，半徑為R1mm和R2mm的圓弧相切，還包括其它的一些尺寸和規(guī)定，如為了計(jì)算方便我把四個(gè)半徑為R1的圓角的中心放到了。如圖所示的位置，且讓內(nèi)表面的三個(gè)圓角位于一個(gè)豎直線上，最終確定的尺寸如下圖：尺寸確定。 工件長度的確定，由工件圖的尺寸，可以得到坯料的直徑為Φ0.6mm，比較小，但是相對(duì)與工件的其他的尺寸而言已經(jīng)是很大了，所以工件的長度必須按照制件的中性層進(jìn)行計(jì)算，其具體的尺寸計(jì)算過程和毛坯長度的計(jì)算如下所示。 根據(jù)即得的設(shè)定計(jì)算各個(gè)部分的尺寸：各個(gè)圓心之間的距離如圖所示，現(xiàn)在我們來確定各個(gè)圓心的豎直的高度，下面所說的尺寸分別代表的下圖所屬的尺寸。 圖3其它尺寸的確定 圖，2-2各部分高度尺寸的確定 根據(jù)以上得到的彈性夾的各部分尺寸，可以確定鋼絲的總長L。計(jì)算時(shí)要根據(jù)中性層進(jìn)行計(jì)算，以下所用的字母分別表示的圖5彈性夾的中性層的尺寸確定（根據(jù)上一步算出的尺寸即各部分的高度，利用等比定理可以算出中性層與圓心連線的交點(diǎn)的高度，再算出各個(gè)的圓心角，下面就是根據(jù)圓心角算各個(gè)部分的弧長） =2.4+1.381+2.553+1.444+2.553+4.553+0.681+2.585 =33.424=34mm 2.3彎曲方案選擇 根據(jù)制件的形狀分析其彎曲方案可以采用以下兩種方案： 第一：采用鋼絲直接送進(jìn)，采用切斷彎曲復(fù)合模，在彎曲以前把鋼絲切斷。 第二：采用切斷-彎曲單工序模。 方案對(duì)比：方案一的設(shè)計(jì)可以減少一套模具，但同時(shí)增加了沖裁機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使模具的設(shè)計(jì)難度增加，成本的降低程度也不大。因?yàn)橹萍慕Y(jié)構(gòu)原因，在加工的過程中不可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的卸料，在工作的過程勞動(dòng)的強(qiáng)度也不會(huì)降低，而且給送料帶來了很多的麻煩，所以加工的效率也不會(huì)增加。 方案二的設(shè)計(jì)雖然需要再增加一套模具，但是這一套模具的設(shè)計(jì)很簡單成本不會(huì)太高，甚至可以用其他的一些工具對(duì)鋼絲進(jìn)行切斷，不用模具，而且使模具的設(shè)計(jì)簡單化，加工過程中的勞動(dòng)強(qiáng)度也有所降低。 綜合以上分析，采用第二種方案進(jìn)行彎曲。 3彎曲過程中的相關(guān)計(jì)算 3.1彎曲力的計(jì)算 彎曲力是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。由于彎曲力受材料性能、零件形狀、模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，很難用理論分析的方法進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，所以我按照生產(chǎn)中常采用的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。具體如下： 根據(jù)彎曲件的形狀選取“U”形件的彎曲力計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，具體如下：1、自由彎曲時(shí)的彎曲力 其中：F—沖壓形程結(jié)束的自由彎曲力，N； K—安全系數(shù)，一般取K=1.3； B—彎曲件的寬度，0.6mm； t—彎曲材料的厚度0.6mm； r—彎曲件的內(nèi)彎曲半徑，R2mm； σb—材料的強(qiáng)度極限，1000MPa； =0.7×1.3×0.6×0.6×1000/(2+0.6) ＝126N 3.2 校正彎曲時(shí)的彎曲力 校正彎曲時(shí)的校正力比壓彎力大得多，且兩個(gè)力先后作用。所以，校正彎曲時(shí)一般只計(jì)算校正力。公式如下: F校=Ap 式中：F?！Ｕ龔澢鷷r(shí)的彎曲力，N； A—校正部分的垂直投影面積，6×0.6=3.6㎜2 p—單位面積上的校正力，120MPa； F校=Ap=3.6×120=432N 3.3 頂件力的計(jì)算 FD=0.5×F=122×0.5=61N 4 壓力機(jī)的確定 4.1壓力機(jī)確定 自由彎曲時(shí)，壓力機(jī)噸位F機(jī)為：F壓機(jī)=1.2×（F校+FD）=1.2×493=591N.2壓力機(jī)的選定 根據(jù)壓力的計(jì)算和壓力機(jī)的型號(hào)，可選的壓力機(jī)為及可以滿足壓力的要求：J23—3.15具體的參數(shù)如下表： 表4-1 壓力機(jī)的參數(shù)表 J23—3.15壓力機(jī)參數(shù)表 公稱壓力 31.5KN 滑塊行程 25mm 滑塊行程次數(shù) 200次/min 最大閉合高度 120mm 最大閉合高度 120mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 25mm 滑塊的中心線至 床身的距離 90mm 立柱距離：120mm 連桿調(diào)節(jié)長度 25mm 墊板尺寸（厚度） 30mm 工作臺(tái)尺寸 前后 160mm 工作臺(tái)孔尺寸 前后 90mm 左右 250mm 左右×孔徑 120mm×110mm 模柄孔尺寸 25mm×40mm 最大傾斜角度 45° 4.2彎曲回彈 影響彎曲回彈的因素比較多，包括材料的力學(xué)性能、相對(duì)彎曲半徑、彎曲中心角的大小、彎曲方式及彎曲模、工件的形狀，由于彈簧鋼的彎曲性能比較好，而本制件的形狀和對(duì)于彎曲回彈的影響很不容易分析，在圓角R2向外回彈的同時(shí)，圓角R1對(duì)它們的回彈作了相應(yīng)的減少，還有彎曲的方式，我采用了擺塊形式，校正彎曲對(duì)于制件的影響不容易分析，所以對(duì)回彈值的確定不可能做得十分準(zhǔn)確。 對(duì)于回彈角的計(jì)算十分的困難，因?yàn)橛绊懟貜椀囊蛩乇容^多，而且本制件的彎曲是比較復(fù)雜的，成型過程中的彎曲回彈分析不容易進(jìn)行，再一方面純理論的計(jì)算對(duì)實(shí)際的影響意義也不大，我計(jì)算的時(shí)候根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了分析，因?yàn)橹萍男螤罘治隹芍麄兊幕貜椏梢韵嗷サ窒m然抵消的程度不可能完全，但是對(duì)制件的尺寸的影響不會(huì)太大，所以對(duì)于制件成型后的回彈對(duì)制件精度的影響在設(shè)計(jì)的過程中先不于考慮，對(duì)其合理性可以在試模時(shí)候加以修整，根據(jù)試模的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。 5 模具的總體設(shè)計(jì) 5.1模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖，5-1裝配圖 5.2模具類型的選擇 有彎曲工藝分析可知，該制件的成型工藝過程可分為包括下料和彎曲兩道工序，下料工序的模具比較簡單，或者也可以根據(jù)生產(chǎn)車間的實(shí)際情況對(duì)已有的剪切模具進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，下料工序的模具問題很容易解決。所以，本設(shè)計(jì)只對(duì)彎曲這道工序進(jìn)行設(shè)計(jì)，該模具的類型為彎曲模。 5.3定位方式的選擇 因?yàn)樵撝萍骚?.6彈簧鋼絲經(jīng)彎曲制造而成，彎成的零件形狀完全對(duì)稱，壓力的中心也在中心處，本方案采用的是單工序彎曲模，坯料的放入采用人工，所以該制件的定位采用的是兩邊的銷釘進(jìn)行長度定位和溝槽進(jìn)行定位，每次加工時(shí)只需將剪好的鋼絲條料放入溝槽中，靠兩邊的銷釘就可以保證條料的準(zhǔn)確定位。這樣的定位比較方便，加工也十分的容易，對(duì)于這類模具非常的實(shí)用。 5.4頂件和出件方式的選擇 對(duì)頂件的設(shè)計(jì)：制件的結(jié)構(gòu)形狀決定了成型的制件一定是包在凸模上，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形狀可知，有擺塊包著制件，上模回程時(shí)兩擺塊要分開，這里我設(shè)計(jì)在擺塊的下面安裝一個(gè)頂銷，利用安裝在模座上的彈簧使擺塊分開。對(duì)出件方式的選擇：如果設(shè)計(jì)自動(dòng)的出件裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本高，不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于本套模具設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)出件，勞動(dòng)強(qiáng)度稍大，但節(jié)省了制造成本和模具的平時(shí)維修的工時(shí)和費(fèi)用。 5.5導(dǎo)向方式的選擇 因?yàn)楸咎啄＞咚尚偷闹萍木鹊囊蟛桓撸O(shè)計(jì)時(shí)無需采用導(dǎo)柱與導(dǎo)套，其定位靠在壓力機(jī)上安裝時(shí)調(diào)整來定位，保證制件的質(zhì)量。 6 主要零部件的設(shè)計(jì) 6.1凸凹模間隙 零件的設(shè)計(jì)說先要計(jì)算彎曲模工作部分的尺寸，前面已經(jīng)進(jìn)行了計(jì)算。在進(jìn)行下一步計(jì)算以前，要先計(jì)算出凸凹的間隙。凸凹模的間隙對(duì)于V形彎曲模來說，凸凹模間的間隙是靠壓機(jī)的閉合高度來控制，設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮，對(duì)于U形件彎曲模，則應(yīng)選擇適合的間隙。本套模具也應(yīng)對(duì)間隙進(jìn)行設(shè)計(jì)，間隙的大小直接決定了制件的精度。間隙過小，會(huì)使工件彎邊厚度變薄，降低凹模壽命，增大彎曲力，間隙越大，回彈就越大，制件的精度就越低，我采用以下的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： Z=tmax+Ct=t+Δ+Ct 式中：Z—彎曲模凸模與凹模的雙邊間隙； t—材料厚度的基本尺寸； Δ—材料厚度的上偏差； C—間隙系數(shù)，查表可得0.05 Z=t+Δ+ct=0.6+Δ+0.05×0.6 =0.63mm 則凸凹模上的相應(yīng)尺寸都要相應(yīng)的增加或減少0.015mm。 模具的總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：對(duì)于上模直接設(shè)計(jì)成一塊，方便安裝。下模部分，成形擺塊，用銷釘固定在座架上，具體如下簡圖： 6.2凸模的設(shè)計(jì) 由以上計(jì)算可知凸模的工作部分的尺寸，又有本套模具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，本套模具要求的精度又不是太高，凸模的尺寸比較小，如果把凸模另外設(shè)計(jì)一塊的話，在模柄上的固定的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。為了進(jìn)一步簡化模具的結(jié)構(gòu)，我把凸模和模柄加工到一起，根據(jù)所選壓力機(jī)的參數(shù)，得到模柄孔的尺寸為25mm深度為40mm，對(duì)凸模上半部分的設(shè)計(jì)為直徑為25mm高度為30mm，在下面設(shè)置一個(gè)直徑為35mm的圓來使凸模固定在壓力機(jī)上，高度為10mm為如圖所示：。 圖，6-1凸模尺寸 6.3座架的設(shè)計(jì) 由模具的設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)可知，成形擺塊要在座架中旋轉(zhuǎn)，成形擺塊的內(nèi)形尺寸有零件的尺寸和間隙值可以確定，而外形尺寸要根據(jù)座架中的尺寸來定，所以我們首先要設(shè)計(jì)出座架，然后根據(jù)座架里面的尺寸和拔模的要求，來確定成形擺塊中的與座架相配合的尺寸（設(shè)計(jì)的過程中我采用了縣設(shè)計(jì)座架后設(shè)計(jì)成形擺塊的方法，而事實(shí)上也可以先設(shè)計(jì)成形擺塊再設(shè)計(jì)座架的方法）。因?yàn)槠涑叽绲拇_定沒有什么依據(jù)，我們可以先根據(jù)制件的外形尺寸和設(shè)計(jì)的要求，來大致確定座架的外形尺寸，寬度根據(jù)凸模的尺寸來確定，通過頂件銷的圓孔的直徑為Ф10mm，長度為80mm高度為38mm厚度為24mm，對(duì)于座架中的圓弧的尺寸要和成形擺塊的設(shè)計(jì)結(jié)合到一起來設(shè)計(jì)，要求成形擺塊在座架中轉(zhuǎn)動(dòng)的部分為兩個(gè)圓相切，經(jīng)過多次的試驗(yàn)和不斷的調(diào)整最后得到以下的尺寸，兩圓弧的半徑分別為R5.5mm和R19mm，R5.5mm的圓弧與下平面相切，圓心距中心線的距離為12mm，R19mm的圓心距下平面為10mm，距中心線的距離為0.mm，其它的尺寸具體如下圖： 圖，6-2擺塊 圖，6-3座架尺寸 6.4凹模的設(shè)計(jì) 由以上計(jì)算可知凹模的工作部分的尺寸為如圖所示： 圖，6-4成形擺塊成形面尺寸的確定 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的工作過程的要求，可以看出凹模的設(shè)計(jì)不僅要保持上面的尺寸，還要保證成形擺塊能在座架上轉(zhuǎn)動(dòng)，以Ф6mm的圓的中心線為中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，外形兩圓弧的尺寸分別為R5.5mm和R19mm，R5.5mm的圓心與座架重合，而R19mm的圓心就要計(jì)算了。保證零件可以拔出來，同時(shí)成形擺塊要轉(zhuǎn)動(dòng)，在下面還要留出一定的距離，保證制件拔出的時(shí)候，兩擺塊不相撞（在對(duì)此部分的設(shè)計(jì)時(shí)，下面流出的距離應(yīng)避免相撞，也可以通過在下面作倒角來保證）。 現(xiàn)在我來計(jì)算要將零件拔出凹模需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，根據(jù)圖上我們可以看出凹模只要能轉(zhuǎn)到c點(diǎn)的位置就可以將制件拔出，要保證當(dāng)擺塊轉(zhuǎn)到C點(diǎn)時(shí)下面的低點(diǎn)不能超過中心線。 要使擺塊的轉(zhuǎn)動(dòng)角度能使制件拔出，具體的計(jì)算方法為： 由以上的計(jì)算可以確定要將成型好的制件拔出凹模需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為 兩成形擺塊要做成兩瓣的，他們之間的間隙為取2mm。我們現(xiàn)在來驗(yàn)證這個(gè)數(shù)值能不能滿足凹模不相撞的條件，就要滿足下圖10所示β角要大于11.6o。下面我們進(jìn)行驗(yàn)算： ＞12o 可以滿足要求。即取兩瓣成形擺塊之間的距離為2mm。 圖，6-5擺塊的轉(zhuǎn)動(dòng)角度 在彎曲的過程中，首先是凸模部分先壓到彈簧鋼絲，把彈簧鋼絲壓彎，然后繼續(xù)下降，由凸模把制件壓到成形擺塊的上平面，這樣既可以使壓力機(jī)的力更好的用在彎曲件上，同時(shí)也防止了凸模的折斷，經(jīng)過計(jì)算將凸模部分和凹模接觸的部分進(jìn)行結(jié)合，并留出一定的間隙即可算出這一部分的尺寸，具體的尺寸這里就不再敘述，最終確定的尺寸如下圖。 圖6-6成形擺塊的尺寸圖 6.5固定板的設(shè)計(jì) 固定座的作用是固定座架，他的尺寸設(shè)計(jì)要求與座架的尺寸相互配合，同時(shí)還要用它，通過成形擺塊上加工的孔和它上的孔來定位成形擺塊，為了便于裝模和維修，我在上方開了一個(gè)槽，槽深為25mm，固定成形擺塊的銷釘孔的距離為24mm，同時(shí)為了讓固定座能在模座上固定和定位分別設(shè)置了六個(gè)螺釘和兩個(gè)銷釘。在中間設(shè)置了一個(gè)放置頂件的裝置，其直徑為15mm。具體尺寸為如下圖： 圖，6-7座架尺寸 6.6 下模座的設(shè)計(jì) 模座的設(shè)計(jì)要求，除了保證強(qiáng)度以外還應(yīng)考慮模具在壓力機(jī)上的安裝、頂件裝置的安裝等方面的問題，我選擇的模座的厚度為35mm，長為200mm，寬為110mm。在中間打一個(gè)深為20mm的孔直徑為Φ15mm。還包括螺釘和銷釘孔。 6.7 其它零部件的選擇 下面是對(duì)其它的次要零件的設(shè)計(jì)，它們都為標(biāo)準(zhǔn)件，螺釘按M10×50 GB70-85選4個(gè)，另外再選2個(gè)M10×40 GB70-85的螺釘。頂件裝置采用頂裝置， 10×16 GB2866.5—81（這個(gè)頂件裝置對(duì)于這套模具可能不太合適，如果由于過長造成的問題可以通過改變它的長度或按照這個(gè)標(biāo)屯進(jìn)行加工即可）。彈簧選1.6×10×35 GB2089—80的。 7 模具的總裝圖及裝配調(diào)試 7.1模具的總裝圖 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)可得如下圖所示的模具裝配圖如下 圖，7-1彈性夾擺動(dòng)彎曲模 1、凸模；2、擋銷；3、成形擺塊；4、座架；5、圓銷；6、固定座；7、頂銷； 8、彈簧；9、下模座；10、螺母；11、螺母；12、銷釘。 模具的工作過程： 本套模具用于彈性夾工件的彎曲。將所需長度的鋼絲，放入座架3的槽中定位。上模下行時(shí)即凸模1下行，凸模先將毛坯壓成U形，上模至下極點(diǎn)時(shí)，凸模1使成形擺塊2旋轉(zhuǎn)閉合，將鋼絲彎曲成形。 上模回升后，成形擺塊在頂銷6和彈簧7的作用下復(fù)位。工件留在凸模1上然后縱向取出。 7.2模具的安裝 上模是一個(gè)整體不用在裝配，下模的裝配及試沖如下： 1） 安裝下模部分 檢查下模各個(gè)零件尺寸是否能滿足裝配技術(shù)條件。將下模座放在夾板上加好，再將固定板、座架放在下模座上，保證凸凹模的幾何中心重合，然后夾緊。 2） 鉆鉸下模銷釘和螺釘孔 在下模座板上劃線，確定螺釘孔、銷釘孔的位置，將下模部分放在鉆床上，根據(jù)具體的要求將螺釘孔、銷釘孔加工出來。并用螺釘和銷釘將下模部分固定。然后，將彈簧和頂桿裝入下模座和座架內(nèi)。把成型擺塊裝入座架中。再將座架放入固定板，用圓銷將成形擺塊固定，最后，打入銷釘上上螺釘，完成下模的裝配。 3） 配裝凸、凹模部分即試沖 將凸模在壓力機(jī)的模柄孔中固定，將下模放在壓力機(jī)的工作臺(tái)面上，根據(jù)凸模的位置調(diào)整下模的位置，將樣件放夾在凸模上，壓力機(jī)下行進(jìn)行試沖來調(diào)整上下模的位置。然后，放上彈簧鋼絲進(jìn)行試沖。 根據(jù)試沖的情況，在對(duì)模具進(jìn)行修整，直到達(dá)到要求為止，將沖好的制件連同模具一起交付使用或入庫封存。 7.3模具的調(diào)試 制件彎曲過程中，由于材料回彈的影響，使彎曲制件在模具中形狀與取出后的形狀不一致，從而影響制件的形狀和尺寸要求。又因回彈的影響因素較多，很難用設(shè)計(jì)計(jì)算的方法進(jìn)行消除，所以，在模具制造時(shí)，常用是墓室的回彈值修正凸模（或凹模），為了方便修正凸模和凹模，在試模合格后，才對(duì)凸凹模進(jìn)行熱處理。另外，制件的毛坯尺寸也要經(jīng)過試驗(yàn)后才能確定。所以，彎曲模試沖的目的是找出模具的缺陷加以修整和確定之間毛坯尺寸。 由于以上因素，彎曲模的調(diào)整工作比一般的沖裁模復(fù)雜的多。彎曲模試沖時(shí)常出現(xiàn)的缺陷、產(chǎn)生原因及調(diào)整方法如表： 表，7-2 彎曲模試沖時(shí)的缺陷和調(diào)整方法 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 彎曲件地面不平 1.卸料桿分布不均勻 2.壓料力不夠 1.均勻分布卸料桿或增加卸料桿的個(gè)數(shù) 彎曲件形狀和尺寸不合格 沖壓件產(chǎn)生回彈造成之間不合格 1.修改凸模的角度和形狀 2.增加凹模的深度 3.減少凸凹模之間的間隙 4.彎曲前坯料退火 5.增加校正力 彎曲件產(chǎn)生裂紋 1.彎曲變形區(qū)內(nèi)應(yīng)力超過材料強(qiáng)度極限 2.彎曲區(qū)外側(cè)有毛刺 3.彎曲變形過大 4.彎曲線與板料的纖維方向平行 5.凸模圓角小 1.更換蘇醒好的材料或?qū)⒉牧贤嘶? 2.減少彎曲變形量后將有毛刺邊放在彎曲內(nèi)側(cè) 3.分次彎曲，首次彎曲用較大的彎曲半徑 4.更改落料排樣，使彎曲線與板料纖維方向成一定角度 5.加大凸模圓角 彎曲件表面擦傷或壁厚減薄 1.凸模圓角過大或表面粗慥 2.板料粘附在凹模內(nèi) 3.間隙小，擠壓變薄 4.壓料裝置亞料力過大 1.加大凸模圓角，降低表面粗燥度 2.凹模表面鍍鉻或化學(xué)處理 3.增加間隙 4.減小壓料力 彎曲件出現(xiàn)撓曲度或扭轉(zhuǎn) 中性層內(nèi)外變化收縮，彎曲量不一樣 1.對(duì)彎曲件進(jìn)行再校正 2.材料彎曲前退火處理 3.改變?cè)O(shè)計(jì)，將彈性變形設(shè)計(jì)在于撓曲度方向相反的方向上 8工作零件的加工工藝 本套模具彎曲的零件采用的是彈簧鋼，彈簧鋼的彎曲性能比較優(yōu)良，又由于制件本身的要求精度又不高，所以對(duì)模具材料的要求不高，選擇一般的冷作模具鋼就能夠滿足加工零件的要求，完成對(duì)制件的加工，這里我采用Gr12鋼。 該套模具根據(jù)裝配圖可以看出采用的是正裝的模具，僅有彎曲的這一道工序。另外本套模具的組成也非常的簡單，零件圖中沒有對(duì)零件的各個(gè)部分的公差做出明確的規(guī)定，我們這里取制件的公差等級(jí)為IT14，這樣基本上可以說對(duì)模具的精度要求不高，屬于一般精度的加工要求。但是根據(jù)凸凹模的形狀可知，利用一般的加工方法難以完成，凹模的需要采用線切割進(jìn)行加工，對(duì)于凸模采用電火花加工而成。 彎曲模的作用是使坯料在塑性變形內(nèi)發(fā)生彎曲，使坯料產(chǎn)生永久性變形而獲得所要求的尺寸。 由于模具彎曲工作部分的形狀及尺寸精度要求較高，制造時(shí)凸、凹模工作表面的曲線和折線需用事先做好的樣板和給樣件來控制，樣板與樣件的加工精度為+0.05mm。裝配時(shí)可按照沖裁模的裝配方法，借助樣件或樣板調(diào)整間隙。 為了提高之間的表面質(zhì)量和模具壽命，彎曲模凸、凹模的表面粗慥度要求較低，一般為Ra＜0.4m。 結(jié) 論 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我再復(fù)習(xí)老知識(shí)的同時(shí)學(xué)到了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。 在設(shè)計(jì)的過程中通過沖壓手冊(cè)、模具制造簡明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等隊(duì)要設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行查詢，我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)過程中對(duì)資料的查詢和運(yùn)用。 通過對(duì)彈性夾擺塊彎曲模的設(shè)計(jì)，使我對(duì)彎曲模有了深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種帶有擺塊的彎曲模具的設(shè)計(jì)。彎曲模的主要零件的加工一般比較復(fù)雜，多采用線切割進(jìn)行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計(jì)算出來，多需要在試模后再進(jìn)行調(diào)整。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、兩擺塊之間的距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，使生產(chǎn)效率提高。因?yàn)楣ぜ男螤畈灰?guī)則對(duì)壓力的計(jì)算不容易用公式直接計(jì)算，卸件可以采用彈簧彈出制件，兩擺塊之間的距離可以將下面作一個(gè)倒角，可以減少兩擺塊之間的距離。 由于能力有限，設(shè)計(jì)中難免有疏漏之處，懇請(qǐng)老師給予指正。 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師翟老師，他對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。翟老師淵博的知識(shí)，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽瞎W(xué)院的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。 我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 最后， 祝老師在今后的日子中笑口常開，事事順心！ 參考文獻(xiàn) [1] 趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀［J］.模具制造，2007，6：2～4 [2] 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