板料彎曲模設(shè)計(jì)(彎曲件板料彎曲模沖壓模具設(shè)計(jì))
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目錄
摘要 1
前言 2
1.彎曲工藝性分析 3
1.1分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案 3
1.2彎曲件的工藝性 3
1.3最小相對(duì)彎曲半徑的確定 4
2.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 5
2.1最小彎曲半徑 5
3.改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
3.1采用熱處理工藝 6
3.2從模具結(jié)構(gòu)采取措施 6
4.彎曲工藝力的計(jì)算 8
4.1自由彎曲時(shí)的彎曲力的計(jì)算公式 8
4.2壓力機(jī)噸位的確定 8
5.毛坯尺寸及回彈量的計(jì)算的計(jì)算 9
5.1毛坯尺寸 9
5.2確定毛坯的尺寸 9
5.3回彈量的計(jì)算 9
6.彎曲模主要工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 11
6.1彎曲凸模和凹模的圓角半徑 11
6.2凹模工作部分深度 11
6.3 彎曲凹、凸模的間隙 12
7.彎曲件彎曲工序的安排 13
8.模具總體設(shè)計(jì) 14
8.1模具主要零部件的設(shè)計(jì) 14
8.2 彎曲設(shè)備的選擇 15
8.3選定設(shè)備 16
8.4繪制模具總圖 16
8.5 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 17
9 模具總體設(shè)計(jì) 18
9.1 模具類型的選擇: 18
9.2 定位方式的選擇 18
9.3 卸料﹑出件方式的選擇 18
10.模具材料的選用及其他零部件的設(shè)計(jì) 20
10.1模具材料的選用 20
11 沖裁模具的試沖 22
總 結(jié) 24
致 謝 25
參考文獻(xiàn) 26
26
摘要
隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入,模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來越明顯。模具設(shè)計(jì)水 平的高低直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。
設(shè)計(jì)本模具是為了制造卡夾圓形彎件。設(shè)計(jì)中分析了零件的結(jié)構(gòu)及工藝性,擬訂該零件的沖壓工藝為“落料-沖孔—彎曲”,討論了彎曲零件毛坯展開形狀和尺寸的確定方法,設(shè)計(jì)了彎曲模,對(duì)關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了詳細(xì)闡述,并指出了模具設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。其中,彎曲成形是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn),
由于模具設(shè)計(jì)是一種經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì),經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展積累了大量豐富的沖壓工藝技術(shù)資料, 在設(shè)計(jì)模具時(shí)必然要借鑒這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),含括了彎曲模、拉深模中常用的工藝數(shù),據(jù)以及模具材料的選取和壓力機(jī)基本參數(shù)等等.
本模具性能可靠,運(yùn)行平穩(wěn),能夠適應(yīng)大批量生產(chǎn)要求,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞:彎曲模具 板料 彎曲成形
前言
我國(guó)模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展,歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì),近幾年來,我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件具為代表,我國(guó)主要汽車模具企業(yè),已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模、覆蓋面大增,已從電機(jī)、電鐵芯片模具,擴(kuò)大到接插 件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料模已能生產(chǎn)34"、48"大屏幕彩電塑殼模具,大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。塑 料模熱流道技術(shù)更臻成熟,氣體鋪助注射技術(shù)已開始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體梯級(jí)壓鑄模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高;模具交貨期較前縮短。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用,并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAE軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要作用。
模具加工機(jī)床品種增多,水平明顯提高。快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展,尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)(RPM)進(jìn)展很快,國(guó)內(nèi)有多家已自行開發(fā)出達(dá)到國(guó)際水平的相關(guān)設(shè)備。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛,品種有所擴(kuò)展。模具材料方面,由于對(duì)模具壽命的重視,優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。正由于模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,模具水平得以提高 ,模具國(guó)產(chǎn)化取得了可喜的成就。歷年來進(jìn)口模具不斷增長(zhǎng)的勢(shì)頭有所控制,模具出口穩(wěn)步增長(zhǎng)。
以大型沖模覆蓋件模具為代表。我國(guó)已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。如東風(fēng)汽車公司沖模廠,已設(shè)計(jì)制造了富康轎車部分內(nèi)覆蓋件模具。一汽模具中心生產(chǎn)了捷達(dá)王轎車外覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具,具有設(shè)計(jì)和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)??纱砀采w件模具的水平。在設(shè)計(jì)制造方法,手段上面已基本達(dá)到了國(guó)際水,模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó) 際水平,在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面,與國(guó)外相比還存在一定的差距。
1.彎曲工藝性分析
材料:20;
厚度:2mm;
零件簡(jiǎn)圖:如圖1所示;
圖1-1 工件圖;
1.1分析零件的沖壓工藝性并確定工藝方案
彎曲模沒有固定的結(jié)構(gòu)型式,有可能設(shè)計(jì)得很簡(jiǎn)單,也可能設(shè)計(jì)得很復(fù)雜,這需要根據(jù)工件的材料性能、形狀、精度要求和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析,確定模具結(jié)構(gòu)型式。本工件屬于圓形彎曲,其外形要彎曲成如圖說是的封閉圓形,確定工藝方案為落料一沖孔一彎曲三個(gè)工序。本次設(shè)計(jì)主要完成彎曲工藝,達(dá)到如圖1所示的半封閉工件。
1.2彎曲件的工藝性
1.2.1彎曲件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
彎曲件的形狀左右對(duì)稱、寬度相同,相應(yīng)部位的圓角半徑左右相等,以保證彎曲時(shí)毛坯不會(huì)產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)。
1.2.2彎曲件的圓角半徑
材料只有產(chǎn)生塑性變形才能形成所需的形狀。為了實(shí)現(xiàn)彎曲件的形狀,彎曲圓角半徑最大值沒有限制。例如,可以將厚的鐵板卷成圓桶,只要計(jì)算或?qū)嶒?yàn)出其回彈量,就可以制出所需的形狀。然而,板料彎曲的最小半徑是有限度的,如果彎曲半徑過小,彎曲時(shí)外層材料拉伸變形量過大,而使拉應(yīng)力達(dá)到或超過抗拉強(qiáng)度 ,則板料外層將出現(xiàn)斷裂,致使工件報(bào)廢。
1.2.3彎曲成形的工藝分析
彎曲件的工藝性是指彎曲件的形狀、尺寸、材料的選用及技術(shù)要求等是否滿足彎曲加工的工藝要求。具有良好沖壓工藝性的彎曲件,不僅能提高工件質(zhì)量,減少?gòu)U品率,而且能簡(jiǎn)化工藝和模具結(jié)構(gòu),降低材料消耗。
1.3最小相對(duì)彎曲半徑的確定
1.3.1最小相對(duì)彎曲半徑的概念
最小相對(duì)彎曲半徑是指:在保證毛坯彎曲時(shí)外表面不發(fā)生開裂的條件下,彎曲件內(nèi)表面能夠彎成的最小圓角半徑與坯料厚度的比值,用 來表示。該值越小,板料彎曲的性能也越好。
1.3.2影響最小彎曲半徑的因素
材料的力學(xué)性能、工件的彎曲中心角 、板料的表面質(zhì)量與剪切斷面質(zhì)量、板料寬度的影響、板材的方向性。
表1-1 最小相對(duì)彎曲半徑經(jīng)驗(yàn)數(shù)值的確定
材料
正火或退火
硬化
彎曲線方向
與軋文垂直
與軋文平行
與軋文垂直
與軋文平行
鋁
0
0.3
0.3
0.8
退火紫銅
1.0
2.0
黃銅H68
0.4
0.8
05、08F
0.2
0.5
08、10、Q215
0
0.4
0.4
0.8
15、20、Q235
0.1
0.5
0.5
1.0
25、30、Q255
0.2
0.6
0.6
1.2
35、40
0.3
0.8
0.8
1.5
2.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
2.1最小彎曲半徑
彎曲件的彎曲半徑必須小于最小彎曲半徑,否則要采用工藝措施,如:熱彎、多次彎曲等。
2.2彎曲件形狀與尺寸的對(duì)稱性
彎曲件的形狀與尺寸應(yīng)盡可能對(duì)稱、高度也不應(yīng)相差太大。當(dāng)沖壓不對(duì)稱的彎曲件時(shí),因受力不均勻,毛坯容易偏移,尺寸不易保證。為防止毛坯的偏移,在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮增設(shè)壓料板,或增加工藝孔定位。
彎曲件形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單,邊緣有缺口的彎曲件,若在毛坯上先將缺口沖出,彎曲時(shí)會(huì)出現(xiàn)叉口現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)難以成形。這時(shí)必須在缺口處留有連結(jié)帶,彎曲后再將連接帶切除。
圖2-1 彎曲件形狀對(duì)彎曲過程的影響
根據(jù)以上分析我們可以知道,此工藝件彎曲半徑為,厚度為最小相對(duì)彎曲半徑取之間。并且對(duì)稱性好,適宜彎曲加工。所以此最小相對(duì)彎曲半徑取0.6。
3.改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1采用熱處理工藝
對(duì)一些硬材料和已經(jīng)冷作硬化的材料,彎曲前先進(jìn)行退火處理,降低其硬度以減少?gòu)澢鷷r(shí)的回彈,待彎曲后再淬硬。在條件允許的情況下,甚至可使用加熱彎曲。
運(yùn)用校正彎曲工序,對(duì)彎曲件施加較大的校正壓力,可以改變其變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),以減少回彈量。
采用拉彎工藝,對(duì)于相對(duì)彎曲半徑很大的彎曲件,由于變形區(qū)大部分處于彈性變形狀態(tài),彎曲回彈量很大,這時(shí)可以采用拉彎工藝。
3.2從模具結(jié)構(gòu)采取措施
補(bǔ)償法,利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點(diǎn),按預(yù)先估算或試驗(yàn)所得的回彈量,修正凸模和凹模工作部分的尺寸和幾何形狀,以相反方向的回彈來補(bǔ)償工件的回彈量 。校正法,可以改變凸模結(jié)構(gòu),使校正力集中在彎曲變形區(qū),加大變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的改變程度迫使材料內(nèi)外側(cè)同為切向壓應(yīng)力、切向拉應(yīng)變.縱向加壓法, 在彎曲過程完成后,利用模具的突肩在彎曲件的端部縱向加壓, 使彎曲變形區(qū)橫斷面上都受到壓應(yīng)力,卸載時(shí)工件內(nèi)外側(cè)的回彈趨勢(shì)相反,使回彈大為降低。利用這種方法可獲得較精確的彎邊尺寸,但對(duì)毛坯精度要求較高。采用聚氨酯彎曲模 ,利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn)行彎曲彎曲時(shí)金屬板料隨著凸模逐漸進(jìn)入聚氨酯凹模,激增的彎曲力將會(huì)改變圓角變形區(qū)材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),達(dá)到類似校正彎曲的效果,從而減少回彈。
圖3-1 用補(bǔ)償法修正模具結(jié)構(gòu)
圖3-2 用校正法修正模具結(jié)構(gòu)
4.彎曲工藝力的計(jì)算
彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)噸位的重要依據(jù)。生產(chǎn)中常用經(jīng)驗(yàn)公式概略計(jì)算彎曲力,作為設(shè)計(jì)彎曲工藝過程和選擇沖壓設(shè)備的依據(jù)。
4.1自由彎曲時(shí)的彎曲力的計(jì)算公式
彎曲力的計(jì)算 彎曲變形分三步,第一步是U形彎曲,第二步是向內(nèi)彎曲。彎曲的彎曲力均可用下面公式計(jì)算:
彎曲件彎曲力:
式中:—— 自由彎曲力()
——彎曲件寬度()
——彎曲件材料厚度()
——彎曲內(nèi)半徑()
——材料抗拉強(qiáng)度()
——安全系數(shù),一般取
代入公式得:
一共有四處彎曲力,則總的彎曲力為:
4.2壓力機(jī)噸位的確定
自由彎曲時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)為:
=26120N
可以看出需要的彎曲力較小,選擇壓力機(jī)時(shí)要根據(jù)模具的閉合高度就行選擇。先初步選擇為壓力機(jī)J23-10.
5.毛坯尺寸及回彈量的計(jì)算的計(jì)算
5.1毛坯尺寸
計(jì)算毛坯尺寸分析如圖5所示
圖5-1 計(jì)算毛坯尺寸分析
展開料寬度為20mm,長(zhǎng)度為圖中的虛線所示。
5.2確定毛坯的尺寸
表3查出中性層系數(shù),故
所以
取為.寬度尺寸為.故毛坯尺寸為
表5-1 中性層位置因素K與比值的關(guān)系
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1.0
1.2
1.3
1.5
2
2.5
3
k
0.21
0.22
0.23
0.24
0.25
0.26
0.27
0.3
0.32
0.33
0.34
0.36
0.38
0.39
0.40
5.3回彈量的計(jì)算
彎曲過程并不是完全是材料的塑性變形過程,其彎曲部位還存在著彈性變形,彎曲后零件的形狀因?yàn)榛貜椂c模具的形狀不完全一致。回彈的大小通常用角度回彈量和曲率回彈量來表示。角度回彈是指模具在閉合狀態(tài)時(shí)工件彎曲角與從模具中取出后工件的實(shí)際角度之差,即;曲率回彈量是指模具處于閉合狀態(tài)時(shí)壓在模具中工件的曲率半徑與從模具中取出后工件的實(shí)際曲率半徑之差,即。
當(dāng)要求工件的彎曲圓角半徑時(shí),可根據(jù)材料的有關(guān)參數(shù),用下列公式計(jì)算回彈補(bǔ)償時(shí)彎曲凸模的圓角半徑。只有當(dāng)彎曲工件的圓角半徑為板料厚度的5倍以上時(shí),計(jì)算才近似正確。
板料彎曲見下式:
式中:、彎曲件圓角半徑;
——材料屈服極限
——板料厚度
——材料彈性模量
所以工件的回彈量
板料采用20鋼,查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知,屈服點(diǎn),彈性模數(shù)。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式,得出
6.彎曲模主要工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定
6.1彎曲凸模和凹模的圓角半徑
6.1.1彎曲凸模的圓角半徑
當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑`,且不小于 時(shí),凸模的圓角半徑一般等于彎曲件的圓角半徑;
若彎曲件的圓角半徑小于最小彎曲半徑( )時(shí),首次彎曲可先彎成較大的圓角半徑,然后采用整形工序進(jìn)行整形,使其滿足彎曲件圓角的要求;
若彎曲件的相對(duì)彎曲半徑較大(),精度要求較高時(shí),由于圓角半徑的回彈大,凸模的圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值作相應(yīng)的修正。
由于本設(shè)計(jì)中屬于圓形彎曲,凸模為圓柱形,直徑就是6.1mm。
6.1.2凹模圓角半徑
凹模的圓角半徑的大小對(duì)彎曲變形力和制件質(zhì)量均有較大影響,同時(shí)還關(guān)系到凹模厚度的確定。凹模圓角半徑過小,坯料拉入凹模的滑動(dòng)阻力大,使制件表面易擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模圓角半徑過大,會(huì)影響坯料定位的準(zhǔn)確性。凹模兩邊的圓角要求制造均勻一致,當(dāng)兩邊圓角有差異時(shí),毛坯兩側(cè)移動(dòng)速度不一致,使其發(fā)生偏移。生產(chǎn)中常根據(jù)材料的厚度來選擇凹模圓角半徑:
當(dāng) 時(shí),
時(shí),
時(shí),
由式子得,
取R=6
或按有關(guān)設(shè)計(jì)資料選取。
6.2凹模工作部分深度
彎曲凹模深度要適當(dāng)。過小時(shí),坯件彎曲變形的兩直邊自由部分長(zhǎng),彎曲件成形后回彈大,而且直邊不平直。若過大,則模具材料消耗多,而且要求壓力機(jī)具有較大的行程。彎曲U形件時(shí),若彎邊高度不大,或要求兩邊平直,則凹模深度應(yīng)大于零件高度,如圖6.b)所示。如果彎曲件邊長(zhǎng)較大,而對(duì)平直度要求不高時(shí),可采用(圖6.c)所示的凹模形式。
圖6-1 U形件凹模尺寸
6.3 彎曲凹、凸模的間隙
V形件彎曲模,凸模與凹模之間的間隙是由調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度來控制。
對(duì)于U形件彎曲模,則必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙值。凸模和凹模間的間隙值對(duì)彎曲件的回彈、表面質(zhì)量和彎曲力均有很大的影響。若間隙過大,彎曲件回彈量增大,誤差增加,從而降低了制件的精度。當(dāng)間隙過小時(shí),會(huì)使零件直邊料厚減薄和出現(xiàn)劃痕,同時(shí)還降低凹模壽命。
表6-1 彎曲U型件凹模的值
表6-2 彎曲U型件凹模深度
彎曲件邊長(zhǎng)
材料厚度
7.彎曲件彎曲工序的安排
彎曲件的彎曲工序安排是在工藝分析和計(jì)算后進(jìn)行的工藝設(shè)計(jì)工作。形狀簡(jiǎn)單的彎曲件,如V形件、U形件、Z形件等都可以一次彎曲成形。形狀復(fù)雜的彎曲件,一般要多次彎曲才能成形。彎曲工序的安排對(duì)彎曲模的結(jié)構(gòu)、彎曲件的精度和生產(chǎn)批量影響很大。
這副彎曲模一般分另存次彎成,第一步先彎曲成U形件,第二部向內(nèi)彎??紤]該工件的批量較大,因此應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)一種效率較高的模具,本方案就是采用了能一次成形的滑塊式彎曲模。
8.模具總體設(shè)計(jì)
根據(jù)壓彎力的大小,初步考慮使用可傾式壓力機(jī),模具結(jié)構(gòu)草圖如圖8-1所示,主要由上模板、凸模、轉(zhuǎn)軸式凹模、定位件、凹模支架、下模板、推件器等組成.
圖8-1模具結(jié)構(gòu)草圖
初步計(jì)算模具閉合高度
凹模座的外廓尺寸為.
8.1模具主要零部件的設(shè)計(jì)
(1) 凸模部分 該工件的斷面屬于向內(nèi)彎曲,把凸模制成整體型式,如圖8-2所示。
(2)
(3) 凹模部分
凹模是滑塊式的,左右兩件相對(duì)稱。這種形狀的凹模也不應(yīng)該制成整體而應(yīng)是組合的,且通過推板和彈簧、推桿連接,不但便于機(jī)械加工。而且可以來回滑動(dòng),完成工件的彎曲。如圖8-3所示。
圖8-2凸模
圖8-3 滑塊
8.2 彎曲設(shè)備的選擇
(1)彎曲設(shè)備類型的選擇原則
根據(jù)所要完成的彎曲工藝的性質(zhì),生產(chǎn)批量的大小,彎曲件的幾何尺寸和精度要求等來選擇設(shè)備的類型。
對(duì)于中小型的彎曲件或拉深件的生產(chǎn),主要應(yīng)用開式機(jī)械壓力機(jī),雖然開式?jīng)_床的剛性差,在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁間隙分布,降低模具的壽命或沖裁件的質(zhì)量??墒?,由于它提供了極其方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn),使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。
對(duì)于大、中型彎曲件的生產(chǎn),多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械壓力機(jī),其中有一般用途的通用壓力機(jī),也有臺(tái)面較小而剛度大的擠壓壓力機(jī)、精度機(jī)等。在大型拉深件的生產(chǎn)中,應(yīng)盡量選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī),因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)整方便。
磨擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞等特點(diǎn),所以在小批量生產(chǎn)中常用來完成彎曲、成形等沖壓工序。但是,摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)少,生產(chǎn)率低,而且操作不太方便。
在大批量或形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)中,應(yīng)盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)。
(2)沖壓設(shè)備規(guī)格的確定。
在沖壓設(shè)備的類型選定以后,應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來確定設(shè)備的規(guī)格。
8.3選定設(shè)備
該零件所需的彎曲力
模具閉合高度
模具外廓尺寸
某工廠有可傾式機(jī),其主要力學(xué)性能為:
公稱壓力
最大閉合高度
行程
臺(tái)面尺寸
8.4繪制模具總圖
總圖如圖8-4所示。
如圖8-4 彎曲模總裝圖
8.5 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖
見附圖9 模具總體設(shè)計(jì)
9.1 模具類型的選擇:
模具類型分為三種分別是:?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合模和級(jí)進(jìn)模。
單工序模又稱簡(jiǎn)單沖裁模,是指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具,如落料模、沖孔模、切斷模切口模等。
復(fù)合模是指在一次壓力機(jī)的行程中在模具的同一工位上同時(shí)完成兩道或兩到以上不同沖裁工序的模具。復(fù)合模是一種多工序沖裁模,它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個(gè)或幾個(gè)具有雙重作用的工作零件——凸凹模,如落料沖孔復(fù)合模中有一個(gè)既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。
由彎曲工藝分析可知,該工件要進(jìn)行批量生產(chǎn),所以模具類型為轉(zhuǎn)軸模式壓彎模。
9.2 定位方式的選擇
定位方式的選擇通俗的說既是選擇定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正確的位置,定位零件的結(jié)構(gòu)形式很多,用于對(duì)條料進(jìn)行定位的定位零件有擋料銷、導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓裝置、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等,用于對(duì)工序進(jìn)行定位的定位零件有定位銷、定位板等。
定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化,可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
因?yàn)樵撃>卟捎檬前辶?,控制板料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板,無側(cè)壓裝置??刂瓢辶系乃瓦M(jìn)步距采用擋料銷初定距,導(dǎo)正銷精定距。
9.3 卸料﹑出件方式的選擇
卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后,把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來,以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常,把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。
卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置﹑彈性卸料裝置和廢料切刀三種。 固定卸料裝置 , 固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成,一般安裝在下模的凹模上;彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件(彈簧或橡膠)組成;彈性卸料裝置可安裝于上模或下模,依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料,卸料力不太大但沖壓時(shí)可兼起壓料作用,故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件;廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊,從而實(shí)現(xiàn)卸料的一種卸料零件。
出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料。我們通常把裝在上模內(nèi)的出件裝置稱為推件裝置;把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置。
綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便,以及工件料厚為2mm,卸料力也比較小,故可采用彈性卸料。依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料,卸料力不太大但沖壓時(shí)可兼起壓料作用,故多用于彎曲平面度要求較高的沖件。
10.模具材料的選用及其他零部件的設(shè)計(jì)
10.1模具材料的選用
10.1.1彎曲模用鋼應(yīng)具有的力學(xué)性能:
a.應(yīng)具有較高的變形抗力;
b.應(yīng)具有較高的斷裂抗力;
c.應(yīng)具有較高的耐磨性及抗疲勞性能;
d.應(yīng)具有較高的冷熱加工工藝性。
10.1.2彎曲模零件材料選用原則:
a.要選擇能滿足模具工作要求的最佳綜合性能的材料;
b.要針對(duì)模具失效形式選用鋼材;
c.要根據(jù)制品的批量大小,以最低成本的選材原則選材;
d.要根據(jù)彎曲零件的作用選擇材料;
e.要根據(jù)彎曲精度程度選擇鋼材。
綜合各種材料進(jìn)行比較及材料的用途查下列表10-1,可選擇Gr12為彎曲模工作零件所用的鋼材。
表10-1彎曲模工作零件材料的選用
零件名稱
使用條件
選用材料
凸模,凹模,凸凹模,凸、凹模鑲塊,連續(xù)模,側(cè)刃凸模
形狀簡(jiǎn)單,彎曲材料厚度t小于等于3mm,中小批量生產(chǎn)的沖裁
T8、T8A、T10、T10A
彎曲厚度t小于等于3mm,形狀復(fù)雜,或彎曲厚度t大于3mm的中小批量沖裁
Gr12、GrWMn、GGr15、Gr12MoV
要求批量較大,使用壽命較長(zhǎng)的彎曲模
W18Gr4V、Gr4W2MoV、W6Mo5GrV2、YG15、YG20
需要加熱彎曲模
3Gr2W8V、5GrNiMo、6Gr4Mo3NiWV
選擇說明:在選擇彎曲凸模、凹模材料時(shí),應(yīng)根據(jù)模具的工作條件和失效特點(diǎn),量材而用。如形狀簡(jiǎn)單、尺寸較小、受力較小的凸、凹模,只需要熱處理工藝適當(dāng)。性能可以滿足使用,生產(chǎn)批量不大時(shí),可選用碳素工具鋼,這樣可以降低成本;反之,就應(yīng)該選用變形較小,耐磨性高的合金工具鋼。對(duì)于大、中型彎曲模,其材料成本與模具總成本10%~18%左右,故應(yīng)選用變形小、耐磨性高的合金工具鋼較適宜。
11 沖裁模具的試沖
模具裝配以后,必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)和制造的不足,并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ>哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理,直到模具正常工作中生產(chǎn)出合格的制件為止。
制件在彎曲過程中,由于材料回彈的影響,使彎曲制件在模具彎曲的形狀與取處后的形狀不一致,從而影響制件的形狀和尺寸要求。又因?yàn)榛貜椀挠绊懸蛩剌^多,很難用計(jì)算的方法進(jìn)行消除,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制件毛坯尺寸。
表11-1 彎曲模具試沖時(shí)常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法
缺陷
產(chǎn)生原因
調(diào)整方法
彎曲制件底面不平
1.卸料桿分布不均勻,卸料時(shí)頂彎。
2.壓料力不夠。
1.均勻分布卸料桿.
2.增加壓料力
彎曲制件尺寸和形狀不合格
沖壓件產(chǎn)生回彈造成制件的不合格
1.修改凸模的角度和形
2.增加凸模的深
3.減少凸凹模之間的間隙
彎曲制件產(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.彎曲變形過大
1. 3.彎曲線與板料的的纖維方向平行
2. 4.凸模圓角小
1.更換塑性好的材料或?qū)⒉牧贤嘶鸷髲澢?
2.分次彎曲,首次彎曲用較大彎曲半徑
3.加大途模圓角
彎曲制件產(chǎn)生裂紋
1.凹模圓角大小或表面粗糙
2.板料粘附在凹模內(nèi)
3.間隙小,擠壓變薄
1. 加大凹模圓角,降低表面粗糙度
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)在撓度方向相反的方向上
總 結(jié)
通過近一個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì),讓我更加明白了模具的含義,要想生產(chǎn)出一套合格的模具是多么的不容易,模具的精度直接關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。真正理解了模具是工業(yè)之母的含義。模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低,已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志,它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力,決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設(shè)計(jì)和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn),可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平,模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó)際水平,在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步,但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面,與國(guó)外相比還存在一定的差距。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段非常重要的東西,它是對(duì)你大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的考察,對(duì)你各項(xiàng)綜合素質(zhì)的檢驗(yàn)。他你如何處理新事物的出現(xiàn),組織協(xié)調(diào)能力、團(tuán)隊(duì)精神等各項(xiàng)綜合素質(zhì)的考驗(yàn)。設(shè)計(jì)過程中用到了很多以前上課時(shí)學(xué)的知識(shí),這樣通過設(shè)計(jì)又讓我們學(xué)到許多新的知識(shí),而且對(duì)課本上所學(xué)知識(shí)有了更深的理解。也許你在學(xué)習(xí)課本上的知識(shí)不是那么的明白,但是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)自己動(dòng)手去計(jì)算,這個(gè)知識(shí)點(diǎn),你就理解了。也許可能會(huì)用到?jīng)]有學(xué)過知識(shí),通過自學(xué)研究順利解決。再我看來這是讓我們明白許多知識(shí)是可以自學(xué)都能得到的。要想在本專業(yè)有更高的追求,僅僅靠課本所學(xué)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。今后的工作還是學(xué)習(xí)都要有那種虛心學(xué)習(xí)的態(tài)度和勇于拼搏敢于吃苦的精神。要有終身學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備和打算,那樣才能不會(huì)落后,才能不斷進(jìn)步。
致 謝
“付出總有回報(bào)” 、“一份耕耘,一份收獲”。這幾句話讓我深有體會(huì),經(jīng)過兩周緊張而又忙碌的搜集整理和兩周的精心設(shè)計(jì),整整一個(gè)月的時(shí)間總算沒有白費(fèi),我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品終于有所成效了。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成,我要大力感謝我們的指導(dǎo)老師李秀副老師,他從一開始耐心細(xì)致的講解,以及給我們提供一些相關(guān)的材料,我們?cè)诖吮硎敬罅Φ母兄x。可以說,沒有李老師的精心指導(dǎo),我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)也不可能這樣順利的完成。李老師不僅從一開始就非常關(guān)注我們的設(shè)計(jì),而且在他很忙的情況下還幫我們指導(dǎo),我們對(duì)此衷心的感謝!同時(shí)還要感謝三年當(dāng)中對(duì)我進(jìn)行教育的各位老師,沒有他們的培養(yǎng)也不可能有今天我們的成績(jī)。通過三年課程的認(rèn)真學(xué)習(xí),使我們?cè)诖嘶A(chǔ)上利用所學(xué)東西順利進(jìn)行并完成了設(shè)計(jì)。
為此,再次感謝我們的指導(dǎo)老師在百忙之中給予我們的悉心指點(diǎn)與幫助。感謝他為我們指點(diǎn)迷律、出謀劃策。同時(shí),也感謝我們的這組的成員在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助!謝謝!
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