資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】
板料彎曲模設計 班 級：彎曲模設計設計任務設計一副板料彎曲模工件件尺寸如右圖：材料選用08F設計思路一、對一、對工工件進行分析件進行分析 二二、對工藝方案的確定對工藝方案的確定 三三、擬訂模具的結構形式、擬訂模具的結構形式 四四、繪制裝配圖和零件圖、繪制裝配圖和零件圖設計過程一、根據(jù)彎曲工件尺寸設計凸模尺寸.如圖：設計過程二.根據(jù)凸模尺寸設計模柄、上模座和上固定板。1.模柄采用壓入式模柄.設計過程上模板如圖設計過程2.上模座與上固定板之前通過螺釘連接，同時增加兩個銷，在起定位作用的同時增加安全性。設計過程 三.活動凹模的設計 根據(jù)彎曲件的尺寸計算設計活動凹模工作部分相關尺寸，再根據(jù)選擇的下模座的槽的尺寸確定其深度與寬度，其長度及其斜邊尺寸需根據(jù)斜鍥的相關尺寸來設計。設計過程四.斜鍥的選擇.1.斜鍥傾斜角選擇 一般斜鍥取30-45度，這里考慮到橫向的彎曲力較大，選擇較小的角度30.2.其它尺寸的設計 根據(jù)模具完全閉合時各零部件的相關位置及活動凹模的相關尺寸設計斜鍥的長寬和厚度，并計算出其與凸模的相關位置。設計過程斜鍥如圖：設計過程五.固定板的選擇 在此幅模具中，固定板有了兩個作用：一是限制活動凹模的豎直運動和繞Y軸的轉動;二是對于彎曲板料也起到定位用，固定板與頂杠上的小圓柱一起對板料完全約束。六.下模座的設計.設計過程 六.底座的設計.設計過程裝配立體效果圖分模效果圖結束語 畢業(yè)設計使我受益匪淺，和同學們的互相探討，互相幫助使我感受到集體的力量，團隊合作的精神。在此，感謝指導老師對我的悉心指導！使我學習到許多新的知識。致謝 由衷地感謝各位老師祝愿各位老師工作順利、生活愉快！
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最小相對彎曲半徑的確定 4
2.彎曲件的結構工藝性分析 5
2.1最小彎曲半徑 5
3.改進零件的結構設計 6
3.1采用熱處理工藝 6
3.2從模具結構采取措施 6
4.彎曲工藝力的計算 8
4.1自由彎曲時的彎曲力的計算公式 8
4.2壓力機噸位的確定 8
5.毛坯尺寸及回彈量的計算的計算 9
5.1毛坯尺寸 9
5.2確定毛坯的尺寸 9
5.3回彈量的計算 9
6.彎曲模主要工作零件結構參數(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.模具總體設計 14
8.1模具主要零部件的設計 14
8.2 彎曲設備的選擇 15
8.3選定設備 16
8.4繪制模具總圖 16
8.5 繪制模具非標準零件圖 17
9 模具總體設計 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計 20
10.1模具材料的選用 20
11 沖裁模具的試沖 22
總 結 24
致 謝 25
參考文獻 26
26
摘要
隨著全球經(jīng)濟一體化的深入，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中所發(fā)揮的作用越來越明顯。模具設計水 平的高低直接影響產(chǎn)品的質量及生產(chǎn)效率。
設計本模具是為了制造卡夾圓形彎件。設計中分析了零件的結構及工藝性，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，設計了彎曲模，對關鍵零件的結構設計作了詳細闡述，并指出了模具設計時的注意事項。其中，彎曲成形是本設計的重點，
由于模具設計是一種經(jīng)驗性較強的設計，經(jīng)過長期發(fā)展積累了大量豐富的沖壓工藝技術資料， 在設計模具時必然要借鑒這些經(jīng)驗數(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基本參數(shù)等等.
本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，能夠適應大批量生產(chǎn)要求，提高了產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。
關鍵詞：彎曲模具 板料 彎曲成形
前言
我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀，近幾年來，我國模具技術有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復雜、高效和長壽命模具又上了新臺階。大型復雜沖模以汽車覆蓋件具為代表，我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術的多工位級進模、覆蓋面大增，已從電機、電鐵芯片模具，擴大到接插 件、電子零件、汽車零件、空調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，大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。塑 料模熱流道技術更臻成熟，氣體鋪助注射技術已開始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動扶梯整體梯級壓鑄模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模具CAD/CAM/CAE技術相當廣泛地得到應用，并開發(fā)出了自主版權的模具CAD/CAE軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術發(fā)展上發(fā)揮了重要作用。
模具加工機床品種增多，水平明顯提高?？焖俳?jīng)濟制模技術得到了進一步發(fā)展，尤其這一領域的高新技術快速原型制造技術(RPM)進展很快，國內有多家已自行開發(fā)出達到國際水平的相關設備。模具標準件應用更加廣泛，品種有所擴展。模具材料方面，由于對模具壽命的重視，優(yōu)質模具鋼的應用有較大進展。正由于模具行業(yè)的技術進步，模具水平得以提高 ，模具國產(chǎn)化取得了可喜的成就。歷年來進口模具不斷增長的勢頭有所控制，模具出口穩(wěn)步增長。
以大型沖模覆蓋件模具為代表。我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。如東風汽車公司沖模廠，已設計制造了富康轎車部分內覆蓋件模具。一汽模具中心生產(chǎn)了捷達王轎車外覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點?？纱砀采w件模具的水平。在設計制造方法，手段上面已基本達到了國際水，模具結構功能方面也接近國 際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，與國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構型式，有可能設計得很簡單，也可能設計得很復雜，這需要根據(jù)工件的材料性能、形狀、精度要求和產(chǎn)量進行綜合分析，確定模具結構型式。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工序。本次設計主要完成彎曲工藝，達到如圖1所示的半封閉工件。
1.2彎曲件的工藝性
1.2.1彎曲件的結構特點
彎曲件的形狀左右對稱、寬度相同，相應部位的圓角半徑左右相等，以保證彎曲時毛坯不會產(chǎn)生側向滑動。
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，只要計算或實驗出其回彈量，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，彎曲時外層材料拉伸變形量過大，而使拉應力達到或超過抗拉強度 ，則板料外層將出現(xiàn)斷裂，致使工件報廢。
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，不僅能提高工件質量，減少廢品率，而且能簡化工藝和模具結構，降低材料消耗。
1.3最小相對彎曲半徑的確定
1.3.1最小相對彎曲半徑的概念
最小相對彎曲半徑是指：在保證毛坯彎曲時外表面不發(fā)生開裂的條件下，彎曲件內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
材料的力學性能、工件的彎曲中心角 、板料的表面質量與剪切斷面質量、板料寬度的影響、板材的方向性。
表1-1 最小相對彎曲半徑經(jīng)驗數(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.彎曲件的結構工藝性分析
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稱性
彎曲件的形狀與尺寸應盡可能對稱、高度也不應相差太大。當沖壓不對稱的彎曲件時，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，在設計模具結構時應考慮增設壓料板，或增加工藝孔定位。
彎曲件形狀應力求簡單，邊緣有缺口的彎曲件，若在毛坯上先將缺口沖出，彎曲時會出現(xiàn)叉口現(xiàn)象，嚴重時難以成形。這時必須在缺口處留有連結帶，彎曲后再將連接帶切除。
圖2-1 彎曲件形狀對彎曲過程的影響
根據(jù)以上分析我們可以知道，此工藝件彎曲半徑為，厚度為最小相對彎曲半徑取之間。并且對稱性好，適宜彎曲加工。所以此最小相對彎曲半徑取0.6。
3.改進零件的結構設計
3.1采用熱處理工藝
對一些硬材料和已經(jīng)冷作硬化的材料，彎曲前先進行退火處理，降低其硬度以減少彎曲時的回彈，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。
運用校正彎曲工序，對彎曲件施加較大的校正壓力，可以改變其變形區(qū)的應力應變狀態(tài)，以減少回彈量。
采用拉彎工藝,對于相對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，這時可以采用拉彎工藝。
3.2從模具結構采取措施
補償法,利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點，按預先估算或試驗所得的回彈量，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償工件的回彈量 。校正法,可以改變凸模結構，使校正力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)應力應變狀態(tài)的改變程度迫使材料內外側同為切向壓應力、切向拉應變.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力，卸載時工件內外側的回彈趨勢相反，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行彎曲彎曲時金屬板料隨著凸模逐漸進入聚氨酯凹模，激增的彎曲力將會改變圓角變形區(qū)材料的應力應變狀態(tài)，達到類似校正彎曲的效果，從而減少回彈。
圖3-1 用補償法修正模具結構
圖3-2 用校正法修正模具結構
4.彎曲工藝力的計算
彎曲力是設計彎曲模和選擇壓力機噸位的重要依據(jù)。生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式概略計算彎曲力，作為設計彎曲工藝過程和選擇沖壓設備的依據(jù)。
4.1自由彎曲時的彎曲力的計算公式
彎曲力的計算 彎曲變形分三步，第一步是U形彎曲，第二步是向內彎曲。彎曲的彎曲力均可用下面公式計算：
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（）
——彎曲內半徑（）
——材料抗拉強度（）
——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壓力機噸位的確定
自由彎曲時壓力機的噸位應為：
=26120N
可以看出需要的彎曲力較小，選擇壓力機時要根據(jù)模具的閉合高度就行選擇。先初步選擇為壓力機J23-10.
5.毛坯尺寸及回彈量的計算的計算
5.1毛坯尺寸
計算毛坯尺寸分析如圖5所示
圖5-1 計算毛坯尺寸分析
展開料寬度為20mm，長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為回彈而與模具的形狀不完全一致?；貜椀拇笮⊥ǔＳ媒嵌然貜椓亢颓驶貜椓縼肀硎?。角度回彈是指模具在閉合狀態(tài)時工件彎曲角與從模具中取出后工件的實際角度之差，即；曲率回彈量是指模具處于閉合狀態(tài)時壓在模具中工件的曲率半徑與從模具中取出后工件的實際曲率半徑之差，即。
當要求工件的彎曲圓角半徑時，可根據(jù)材料的有關參數(shù)，用下列公式計算回彈補償時彎曲凸模的圓角半徑。只有當彎曲工件的圓角半徑為板料厚度的5倍以上時，計算才近似正確。
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，查設計手冊可知，屈服點，彈性模數(shù)。將有關數(shù)據(jù)代入上式，得出
6.彎曲模主要工作零件結構參數(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
當彎曲件的相對彎曲半徑`，且不小于 時，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，首次彎曲可先彎成較大的圓角半徑，然后采用整形工序進行整形，使其滿足彎曲件圓角的要求；
若彎曲件的相對彎曲半徑較大（），精度要求較高時，由于圓角半徑的回彈大，凸模的圓角半徑應根據(jù)回彈值作相應的修正。
由于本設計中屬于圓形彎曲，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彎曲變形力和制件質量均有較大影響，同時還關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，會影響坯料定位的準確性。凹模兩邊的圓角要求制造均勻一致，當兩邊圓角有差異時，毛坯兩側移動速度不一致，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 時，
時，
時，
由式子得，
取R=6
或按有關設計資料選取。
6.2凹模工作部分深度
彎曲凹模深度要適當。過小時，坯件彎曲變形的兩直邊自由部分長，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，而且要求壓力機具有較大的行程。彎曲U形件時，若彎邊高度不大，或要求兩邊平直，則凹模深度應大于零件高度，如圖6.b)所示。如果彎曲件邊長較大，而對平直度要求不高時，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節(jié)壓力機的裝模高度來控制。
對于U形件彎曲模，則必須選擇適當?shù)拈g隙值。凸模和凹模間的間隙值對彎曲件的回彈、表面質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。當間隙過小時，會使零件直邊料厚減薄和出現(xiàn)劃痕，同時還降低凹模壽命。
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
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算后進行的工藝設計工作。形狀簡單的彎曲件，如V形件、U形件、Z形件等都可以一次彎曲成形。形狀復雜的彎曲件，一般要多次彎曲才能成形。彎曲工序的安排對彎曲模的結構、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，第二部向內彎?？紤]該工件的批量較大，因此應該盡量設計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.模具總體設計
根據(jù)壓彎力的大小,初步考慮使用可傾式壓力機,模具結構草圖如圖8-1所示,主要由上模板、凸模、轉軸式凹模、定位件、凹模支架、下模板、推件器等組成.
圖8-1模具結構草圖
初步計算模具閉合高度
凹模座的外廓尺寸為.
8.1模具主要零部件的設計
(1) 凸模部分 該工件的斷面屬于向內彎曲,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，左右兩件相對稱。這種形狀的凹模也不應該制成整體而應是組合的，且通過推板和彈簧、推桿連接，不但便于機械加工。而且可以來回滑動，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 彎曲設備的選擇
（1）彎曲設備類型的選擇原則
根據(jù)所要完成的彎曲工藝的性質，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備的類型。
對于中小型的彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應用開式機械壓力機，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量。可是，由于它提供了極其方便的操作條件和非常容易安裝機械化附屬裝置的特點，使它成為目前中、小型沖壓設備的主要形式。
對于大、中型彎曲件的生產(chǎn)，多采用閉式結構形式的機械壓力機，其中有一般用途的通用壓力機，也有臺面較小而剛度大的擠壓壓力機、精度機等。在大型拉深件的生產(chǎn)中，應盡量選用雙動拉深壓力機，因其可使所用模具結構簡單，調整方便。
磨擦壓力機具有結構簡單、造價低廉、不易發(fā)生超負荷損壞等特點，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。
在大批量或形狀復雜零件的大量生產(chǎn)中，應盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力機。
（2）沖壓設備規(guī)格的確定。
在沖壓設備的類型選定以后，應該進一步根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來確定設備的規(guī)格。
8.3選定設備
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,其主要力學性能為:
公稱壓力
最大閉合高度
行程
臺面尺寸
8.4繪制模具總圖
總圖如圖8-4所示。
如圖8-4 彎曲?？傃b圖
8.5 繪制模具非標準零件圖
見附圖9 模具總體設計
9.1 模具類型的選擇：
模具類型分為三種分別是：單工序模、復合模和級進模。
單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機一次行程內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。
復合模是指在一次壓力機的行程中在模具的同一工位上同時完成兩道或兩到以上不同沖裁工序的模具。復合模是一種多工序沖裁模，它在結構上的主要特征是有一個或幾個具有雙重作用的工作零件——凸凹模，如落料沖孔復合模中有一個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，該工件要進行批量生產(chǎn)，所以模具類型為轉軸模式壓彎模。
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，定位零件的結構形式很多，用于對條料進行定位的定位零件有擋料銷、導料銷、導料板、側壓裝置、導正銷、側刃等，用于對工序進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準化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結構形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應的標準。
因為該模具采用是板料，控制板料的送進方向采用導料板，無側壓裝置。控制板料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精定距。
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?；蛳履＃揽繌椈苫蛳鹉z的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，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，從而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件。
出件裝置的作用是從凹模內卸下沖件或廢料。我們通常把裝在上模內的出件裝置稱為推件裝置；把裝在下模內的稱為頂件裝置。
綜合考慮該模具的結構和使用方便，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計
10.1模具材料的選用
10.1.1彎曲模用鋼應具有的力學性能：
a.應具有較高的變形抗力；
b.應具有較高的斷裂抗力；
c.應具有較高的耐磨性及抗疲勞性能；
d.應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，側刃凸模
形狀簡單，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，應根據(jù)模具的工作條件和失效特點，量材而用。如形狀簡單、尺寸較小、受力較小的凸、凹模，只需要熱處理工藝適當。性能可以滿足使用，生產(chǎn)批量不大時，可選用碳素工具鋼，這樣可以降低成本；反之，就應該選用變形較小，耐磨性高的合金工具鋼。對于大、中型彎曲模，其材料成本與模具總成本10%~18%左右，故應選用變形小、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)條件下進行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設計和制造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠對模具進行適當?shù)恼{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。又因為回彈的影響因素較多，很難用計算的方法進行消除，在試模合格后，才對凸、凹模進行熱處理。另外，制件的毛坯尺寸也要經(jīng)過試驗后才能確定。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 彎曲模具試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調整方法
缺陷
產(chǎn)生原因
調整方法
彎曲制件底面不平
1.卸料桿分布不均勻，卸料時頂彎。
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)內應力超過材料強度極限。
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將材料退火后彎曲
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
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處理
3. 增加間隙
4. 減小壓料力
彎曲件出現(xiàn)撓度或扭轉
中性層內外變化收縮，彎曲量不一樣
1. 對彎曲件進行再校正
2. 材料彎曲前退火處理
3. 改變設計，將彈性變形設計在撓度方向相反的方向上
總 結
通過近一個月的畢業(yè)設計，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，模具的精度直接關系產(chǎn)品質量的好壞。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，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進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，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步，但在制造質量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。
畢業(yè)設計是大學階段非常重要的東西，它是對你大學期間所學專業(yè)知識的考察，對你各項綜合素質的檢驗。他你如何處理新事物的出現(xiàn)，組織協(xié)調能力、團隊精神等各項綜合素質的考驗。設計過程中用到了很多以前上課時學的知識，這樣通過設計又讓我們學到許多新的知識，而且對課本上所學知識有了更深的理解。也許你在學習課本上的知識不是那么的明白，但是通過畢業(yè)設計自己動手去計算，這個知識點，你就理解了。也許可能會用到?jīng)]有學過知識，通過自學研究順利解決。再我看來這是讓我們明白許多知識是可以自學都能得到的。要想在本專業(yè)有更高的追求，僅僅靠課本所學的知識是遠遠不夠的。今后的工作還是學習都要有那種虛心學習的態(tài)度和勇于拼搏敢于吃苦的精神。要有終身學習的準備和打算，那樣才能不會落后，才能不斷進步。
致 謝
“付出總有回報” 、“一份耕耘，一份收獲”。這幾句話讓我深有體會，經(jīng)過兩周緊張而又忙碌的搜集整理和兩周的精心設計，整整一個月的時間總算沒有白費，我們的畢業(yè)設計作品終于有所成效了。
此次畢業(yè)設計的順利完成,我要大力感謝我們的指導老師李秀副老師,他從一開始耐心細致的講解,以及給我們提供一些相關的材料,我們在此表示大力的感謝。可以說,沒有李老師的精心指導,我們的畢業(yè)設計也不可能這樣順利的完成。李老師不僅從一開始就非常關注我們的設計,而且在他很忙的情況下還幫我們指導,我們對此衷心的感謝!同時還要感謝三年當中對我進行教育的各位老師,沒有他們的培養(yǎng)也不可能有今天我們的成績。通過三年課程的認真學習，使我們在此基礎上利用所學東西順利進行并完成了設計。
為此，再次感謝我們的指導老師在百忙之中給予我們的悉心指點與幫助。感謝他為我們指點迷律、出謀劃策。同時，也感謝我們的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！謝謝！
參考文獻
［1］ 王秀鳳，萬良輝. 冷沖壓模具設計與制造.北京航空航天大學出版 2005.4
［2］ 王立剛.沖模設計手冊.機械工業(yè)出版社 2002.5
［3］ 張超英.沖壓模具與制造 .北京：化學工業(yè)出版社 2003.6
［4］ 李銘杰.沖模設計應用實例.機械工業(yè)出版社 2003.8
［5］ 郭書彬.最新沖壓新工藝新技術與沖模設計圖集.機械工業(yè)出版社 2003.9
[6] 王芳.冷沖壓模具設計指導.機械工業(yè)出版社 1998.10
[7] 成虹.沖壓工藝與模具設計.高等教育出版社 2006.7
[8] 楊玉英，崔令江.實用沖壓工藝及模具設計手冊.機械工業(yè)出版社2005.1
[9] 彭建生.模具設計與加工速查手冊.機械工業(yè)出版社2005.7
智能沖壓工藝規(guī)劃系統(tǒng)的研究
摘要：本文對建立一個智能沖壓工藝設計知識為基礎的系統(tǒng)給出了一個簡單的介紹。研究該系統(tǒng)的框架，對模型和知識推理模式進行了介紹。對有些關鍵技術如沖壓工藝的可行性、排樣的最佳算法、智能地帶的布局和內力計算進行了研究。該系統(tǒng)可以改善工藝規(guī)劃效率。
關鍵詞： 排樣 KBS 知識模型 帶狀排樣法
1簡介
沖壓工藝規(guī)劃是沖壓產(chǎn)品開發(fā)的一個核心項目。它是金屬成型應用的一個重要組成部分，它與生產(chǎn)質量、成本、生產(chǎn)率和工具壽命有直接的影響?，F(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展對沖壓提出了更高的要求，尤其是在沖壓工藝方面。多年來，相關研究已就如何在創(chuàng)新的環(huán)境加強工藝規(guī)劃的集成化和智能化程度進行研究。近年來，通過生產(chǎn)金屬成形智能設計系統(tǒng)、自動化技術，整和了工藝規(guī)劃的原則。智能工藝規(guī)劃方法可以有效地提高設計效率與質量、創(chuàng)新設計能力。
[1].對于冷鍛序列的設計開發(fā)了一種基于PC的專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用基于塑性理論和實際考慮的規(guī)則。在美國俄亥俄州立大學一個稱作FORMEX的規(guī)則系統(tǒng)被Altan和他的同事們寫入多級冷鍛的工藝規(guī)劃程序語言中。[2].它依靠冷鍛零件各種形狀的廣泛分類。[3] 實施以知識為本的冷成形序列設計系統(tǒng)，采用設計規(guī)則確定建立一個可行的序列，然后使用有限元分析優(yōu)化這個序列。一個以知識為基礎的模具設計自動化系統(tǒng)被Cheok和他的同事精心設計出來。[4] 在新加坡國立大學。一些零件表象技術、沖壓零件識別和模具構成也存在于這項工作中。在中國，華中科技大學的科學技術研究者們也開發(fā)出了基于知識系統(tǒng)的用于對小型金屬件沖壓級進模的程序包。[5].使用特點，用戶可以在3D立體構架下設計產(chǎn)品。在手工設置排樣后，用戶可以使用交互命令來開發(fā)帶裝布局設計。來自利物浦大學工業(yè)研究部門的研究者們也在研究沖壓工藝和沖裁模的專用系統(tǒng)。[6].他們的研究集中在分解較小的橋型廢料的形狀編碼和識別技術。[7]在上海沖壓模具和工具技術研究所的研究者們也開發(fā)出了級進模的CAD/CAM系統(tǒng)。他們研究的該系統(tǒng)依靠特殊的相關數(shù)據(jù)來描繪工件和模具結構。
上述研究的研究工作的目的是為了促進金屬成形的發(fā)展。從金屬智能成型的回顧和分析中，使用智能設計的理論和方法來研究沖壓工藝規(guī)劃的步驟。在本文中介紹了應用于沖壓工藝規(guī)劃的智能的系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)在處理一些復雜的設計問題時是種強有力的工具。由專門知識構成的智能系統(tǒng)可以用一種交互的方式協(xié)助用戶解決各種各樣的問題或疑問。[8].智能系統(tǒng)是一種計算機系統(tǒng)，它試圖代表人類知識和專業(yè)知識, 以一種實際和有效的途徑提供快捷、方便的知識。智能系統(tǒng)能夠完成一般需要專家才能完成的任務。它能自動化實時利用現(xiàn)有的專業(yè)知識,并解釋它的推理過程。沖壓工藝規(guī)劃是一個含有豐富知識的復雜設計過程。整合在沖壓工藝規(guī)劃設計中智能系統(tǒng)的關鍵技術是至關重要的。使用智能理論的沖壓工藝規(guī)劃智能系統(tǒng)被提出來。對一些關鍵技術,如集成產(chǎn)品知識建模和戰(zhàn)略規(guī)劃的綜合沖壓成形過程進行了研究。在沖壓設計中包括各種各樣的知識，如專業(yè)領域知識、多任務知識、非標準知識。每一種知識都需要集成到該系統(tǒng)中。沖壓模具的核心是沖壓工藝。必須考慮到多種因素,如幾何形狀、技術要求、材料性能、沖壓件的可行性、工作程序安排、模具工具的結構。沖壓工藝規(guī)劃是一種基于專家知識的創(chuàng)造性程序。智能系統(tǒng)技術可以改善制定沖壓工藝規(guī)劃的效率。
2系統(tǒng)構架和框架
智能系統(tǒng)的關鍵技術是建立和應用的信息化模型制作。。該產(chǎn)品信息模型,包括三個階段：一種基于幾何的模型、一種基于特征的模型、一種基于智能的模型。基于幾何的模型描述零件的幾何拓撲信息。由于零件的數(shù)據(jù)信息不能被完整的描述、數(shù)據(jù)分離水平太低，幾何模型被特征模型取代。這個信息模型包括一組幾何實體。依靠此模型的工程語義模型，許多與設計相關的功能可以被實現(xiàn)。隨著人工智能的發(fā)展，智能模型開始被應用。專業(yè)知識、設計過程的知識,和相關的知識都包含在知識模型中[9、10]。智能模型支持表達和傳遞有用的信息。
本文主要概括了一種沖壓工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)對產(chǎn)品的定義有效且完整。它幾何了不同模型的優(yōu)點且能滿足幾何設計和推理過程。面向對象技術應用到整合各種各樣的知識。此集成的知識系統(tǒng)模型可被共享和用于智能設計和產(chǎn)品信息溝通。
這個關于沖壓模具工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)構架已經(jīng)被設計出來。這個零件的結構設計,包括一個圖形用戶界面,一個應用程序系統(tǒng)、設計資源、知識工具,混合推理機制、基礎模型。在這個構架中知識模型有不同的分類。知識模型從設計資源中獲取有用的信息，支持知識獲取和知識表達的程序。這個模型把有用信息轉移到知識庫。知識庫由CAD軟件支持。設計結果以3D模型、圖畫和資料庫的形式保存在知識庫中，它對在知識庫中不同零件的知識傳遞來說非常的重要。
3 實施方法和應用
3.1沖壓智能模型的可行性論證
智能系統(tǒng)對沖壓工件的質量、成本、模具壽命進行評價。該評價基于成熟的智能模型。此模型集成了規(guī)則庫、零件信息和結論庫。系數(shù)根據(jù)知識規(guī)則推理在知識庫得出。沖壓成型可行性可以從信息庫中零件信息和相關系數(shù)推出。在設計過程中被新結論擴大的結果保存在結論庫中。
模型的智能推理過程和零件的規(guī)格相比有一定限度范圍的工藝參數(shù)。此規(guī)格
包括輸入輸出半徑、孔徑、孔板、孔網(wǎng)、槽、槽網(wǎng)。結果來證實零件的形狀是否符合模具工具加工。智能推理用于自動和交互的方式。這樣做的目的是來研究沖壓該產(chǎn)品的可行性。智能推理的關鍵是確定基于零件厚度和相關系數(shù)的加工極限值。圖二所示為產(chǎn)品可行性論證模型的流程圖。
知識規(guī)則和設計結果保存在機械推理的數(shù)據(jù)庫中。零件的形狀可以在知識模型中修改。
由知識模型決定的沖壓工藝規(guī)劃是非常重要的一步，它同時也提供了選擇一個單步工序刀具或是復合工具或是一個改進工具的方法。各種不同領域的知識、經(jīng)驗和專業(yè)知識都被保存在工藝規(guī)劃專業(yè)系統(tǒng)中。
知識庫的發(fā)展是基于規(guī)則表達的共同原則。這一步的目的是集成專業(yè)經(jīng)驗和零件
的形狀
3.2基于優(yōu)化算法的智能排樣模型
為了達到較高的材料利用率，空白的知識模型被建立，保存在知識庫中的結果是其他模塊建立的基礎。
在知識庫中有四種排樣類型：
● 一排列布局模式
● 與一排列相對的模式
● 兩排列布局模式
● 與兩排列布局相對的模式
建立這個知識模型的目的是改善材料的利用。由知識庫提供的限制情況可以由人類專家來選擇。這個知識模型控制著整個排樣的設計過程。
圖三所示為平面布局的等級體系結構
第一種模式的作用是選擇粗略數(shù)值和計算工作區(qū)域的總體輪廓。此模式提供了原始參數(shù)。粗略數(shù)值的全部信息都由此得到，不管這個數(shù)字是否被概略畫出或是被選中。
第二種模式用來確定布局類型、角度范圍、布局大小和條帶區(qū)的寬度。
第三種模式中應用了優(yōu)化算法。設計結果包括材料利用率、材料寬度和每步間隙都被保存在此模式中，不同布局的繪圖也同時生成。
在第四種模式中可以修改布局規(guī)劃的結果。最終參數(shù)包括每步間隙、材料寬度、各類網(wǎng)格和轉換能力。當參數(shù)有所改變時，布局規(guī)劃圖可以被更新。
該知識的主要作用是布局規(guī)劃的算法優(yōu)化。該算法共有六步。
1.在圖形周圍最適合的矩形第一次生成。復制件和原件之間的距離是包含在接洽網(wǎng)中的。圖四說明了此種算法。
2.在兩個環(huán)形中間的值是經(jīng)過計算的。這兩個環(huán)形分解成線和圓弧的單元。每對元素中間的距離需要重新補償。然后就可以找到最短的距離。
3.計算出的最小值和所要求的值之間的差異就是誤差。當誤差小于允許值時，排樣規(guī)劃就可以完成。另外，布局圖形需要沿著視野的方向移動。
4.材料利用率可以以布局規(guī)劃的角度上被計算出來。
5.排樣圖形旋轉一定的角度。旋轉中心是矩形中心點附近的粗略數(shù)值。材料利用率在當前角度下被計算出來。
6.排樣圖形旋轉到另外一個角度。重復第三部的的步驟，直到角度達到180度。 3.3帶狀布局的開發(fā)
帶狀布局的工序規(guī)則被集成于知識基礎級進刀具設計。該智能模型的功能是：選擇零件位置，設計方位和安排帶狀工步距離。為了解決運行程序，該規(guī)則應該被制定的合理和有效。
自動設計模塊是智能模型中最重要的模塊。人工智能技術被應用于此模塊中。此模型中的預處理模塊，包括定位產(chǎn)品模塊和從產(chǎn)品模塊中提取精確的信息。為了在修改模塊中生成一個模型，最初的設計工程被修改[11]。被修改的模塊代替了處理模塊。
3.3.1 自動帶狀布局設計的預處理
1）確定零件的位置和排列。用戶可以用界面來確定預處理模塊中的一些參數(shù)。確定位置的過程可以和其他元素一起來做，例如：零件形狀、尺寸精度、和用戶要求。
零件的形狀也在智能模型中定義，結果被保存在知識庫中。
2）獲取零件精確信息。此精確信息應該在帶狀布局知識庫中得到。有用的信息包括沖孔的精確信息和相對位置信息。由此種類型信息組成的知識模型將會決定零件的沖壓順序。這個設計過程的主要要求是為位置精度開發(fā)一種知識模型[12]。首先，零件的形狀被分成封閉的輪廓。輪廓的數(shù)目為n
K = {k1, k2, . . ., ki, . . ., kn} (1)
這里 ki 表示零件的第i個輪廓。所有輪廓間的相對關系包含在關系P中。如果在輪廓ki 和kj 之間要求精準，這里存在(ki , kj) ∈ p。
p = {. . ., (ki , kj), . . .} ki , kj ∈ K, 1 ≤ i, j ≤ n(i _= j). (2)
每種類型的精確信息通過相關矩陣被保存在知識模型中。
3.3.2帶狀布局自動設計
帶狀布局的自動設計模塊在知識模型中是最重要的一個。在知識模型中包含很多重要的規(guī)則，例如在一次單沖程中沖壓所有內輪廓比較好。在下一個階段這個部分被切斷。有時候，如果沖壓點之間的距離非常小，一些內輪廓就要被搬到下一階段進行加工。如果沖壓點離分餾點太近的話，分餾點就需要被更改到下一階段。如果這里仍然有不合適的尺寸，一些點可以被移動到下一階段。重復整個過程直到矩陣點間的每個尺寸都可以被接受。布局智能設計的核心是開發(fā)干涉點的智能模型[13]。
零件坯料被分成許多點的形式。這些點的名字是k1, k2, . . ., kn. 這里dij
是ki和 kj 之間最小的距離。矩陣的臨界值是S。如果dij
收藏