畢業(yè)設計（論文）-多孔帶凸緣端蓋的沖壓彎曲成形模具設計

多孔帶凸緣端蓋的沖壓彎曲成形模具設計【彎曲件沖孔落料復合模、彎曲模】全套圖紙加V信153893706或扣3346389411摘要：本設計題目為彎曲成形模設計，是典型的彎曲模設計，反映了彎曲件設計的要求，內容及方向，有一定的設計意義。通過對該模具的設計，進一步加強了設計者對彎曲成形?；A知識的了解，為設計復雜成形模具，做好了鋪墊和吸取更深刻的經驗。本設計運用了沖裁和和成形工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了零件的成形成形工藝性，是否適合成形。然后計算了毛坯的尺寸及材料利用率，為選用板材做好了準備。最后分析制件的特征，確定合理的工藝參數(shù)，設計要點及推件，打料裝置的選取。本制件用兩套模具制造，沖裁模和彎曲模。沖裁模為倒裝復合模，模具在一次行程中即落料又沖孔，可以保證制件的位置精度。該模具設有彈性卸料裝置和推件裝置，模具回程時，彈性卸料板把卡在凸凹模上的板料推下，同時推件塊把凹模內的制件推下，完成一次沖壓。彎曲模采用自由彎曲成形，制件的精度要求不高可以滿足要求，由于彎曲件的回彈作用，在模具底部設有推件裝置，防止模具在上升時，制件卡在凹模內。關鍵詞：沖裁模彎曲模彈性裝置推件塊

moulddesignofthebendpartAbstract：Therequirement，contentanddirectionofthedesignofthebendrormingdieareembodiedonthisinjectionmoulddesignofthebendpart.Thedesigner’sfoundationknowledgeoftheinjectionmoulddesignisreinforcedandisabletodesignmorecomplexinjectionmouldthroughthedesign.Thisdesignhasutilizedtheblankingandtheelementaryknowledgewhichdesignswiththeformedcraftandthemold,firsthasanalyzedthecomponentsformedformingtechnologycapability,whethersuitsforms.Thenhascalculatedthesemifinishedmaterialssizeandthematerialusefactor,wasselectstheplatetopreparefor.Finallyanalyzestheworkpiecethecharacteristic,determinedthereasonablecraftparameter,designsthemainpointandpushes,hitsthematerialinstallmenttheselectioThisworkpiecemakeswithtwosetsofmolds,punchingdieandbendingdie.Thepunchingdieistheinversionsuperposabledie,themoldnamelyfallsthematerialpunchholesinatravelingschedule,mayguaranteetheworkpiecethepositionprecision.Thismoldisequippedwithwhentheelasticdumpingdeviceandpushesanequipment,themoldreturntrip,theelasticityunloadstheyardlumberthecardonconvex-concavemoldsheettopushdown,simultaneouslypushesablocktopushdowntheconcavemoldinworkpiece,completesaramming.Thebendingdieusesthefreecurvingforming,theworkpieceprecisionrequestnothighmaysatisfytherequest,asaresultofthecurvingsnappingbackfunction,isequippedwithinthemoldbasepushesanequipment,preventsthemoldwhentherise,workpiececardinconcavemold.Keyword:PunchingdiebendingdiespringingPushesablock目錄1.緒論1.1國內模具發(fā)展狀況及趨勢……………………11.2國外模具發(fā)展狀況及趨勢……………………11.3彎曲件的設計設計思路………21.3.1設計彎曲件的進度…………22.彎曲件設計任務書…………………33.彎曲沖壓模工藝設計3.1制定彎曲件工藝過程…………43.2擬定沖壓件工藝方案…………43.2.1計算毛坯尺寸………………43.2.2最小彎曲半徑計算…………43.2.3確定合理的工藝方案………53.2.4由所確定的工藝方案確定中間工序的工件形狀和尺寸…53.3確定排樣方式，剪材方式，并計算材料利用率……………63.3.1排樣方式……………………63.3.2確定搭邊值，條料寬度，導板距離，并計算材料利用率………………63.4計算各工序壓力確定壓力中心初選壓力機………………73.4.1沖裁力及彎曲力的計算……………………73.4.2壓力中心的計算……………84.模具結構的設計4.1工作零件刃口尺寸計算……………………..94.1.1凸模刃口尺寸計算………..94.1.2凹模刃口尺寸計算……….104.1.3孔與孔的尺寸計算……….104.2工作零件設計……………….114.2.1凸凹模設計……………….114.2.1沖孔凸模的設計………….124.2.2落料凹模的設計………….124.2.3彎曲凸模設計…………….134.2.4彎曲凹模設計…………….134.3定位零件設計……………...144.4卸料零件設計……………….144.5模架的選取………………….154.5.1導柱的選用……………….154.5.2導套的選用……………….164.6模具裝配總圖……………….165.沖壓設備的選用5.1沖裁沖壓設備的選用……….175.2彎曲設備的選用…………….176.模具的安裝與調試6.1沖裁模的安裝與調試……….186.2彎曲模的安裝與調試……….19致謝………………20參考文獻…………21PAGEPAGE27緒論一、國內模具發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢

在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進中國模具行業(yè)的快速發(fā)展，有兩方面應予以重視：

一是政府相關政策對促進模具工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。從國際上看，各國模具工業(yè)在發(fā)展初期都得到了政府的大力扶持。就中國實際情況看，應降低國內不能生產的進口精密模具生產設備的關稅、執(zhí)行好國家對部分專業(yè)模具廠的優(yōu)惠政策等，通過政策引導作用可加快行業(yè)的發(fā)展和進步。

二是隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預計會在行業(yè)中得到較快應用和推廣。（1）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。

（2）多種材質、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。

（3）為各種快速經濟模具，特別是與快速成型技術相結合的RP/RT技術將得到快速發(fā)展。（4）模具設計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

（5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設備將進一步得到發(fā)展和推廣應用。

（6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產生一些特殊的和更為先進的加工方法。

（7）各種模具型腔表面處理技術，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。二、國外模具發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢塑成型是最大量生產塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模CAD技術發(fā)展相當迅速。70年代已開始應用計算機對熔融塑料在圓形、管形和長方形型腔內的流動情況進行分析。80年代初，人們成功采用有限元法分析三維型腔的流動過程，使設計人員可以依據(jù)理論分析并結合自身的經注驗，在模具制造前對設計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質量。近十多年來，注塑模CAD技術在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向實用化階段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應用中不斷改進。三、彎曲件研究的思路彎曲件的模具設計，首先考慮材料的利用率，材料利用率對生產的成本影響很大，因此我們要合理選擇板料的尺寸，使材料利用率盡量提高。根據(jù)制件的結構易采用兩副模具制造，沖孔落料復合模和自由彎曲模。制件為多孔形式制件，凸模安裝在同一平面內，同時由于孔較多沖孔廢料也較多，應采用倒裝復合模有利于廢料的排出，制件的厚度較薄應采用彈性卸料裝置。彎曲件的精度要求一般，因此自由彎曲就能滿足工藝要求，無須采用特殊裝置，在凹模底部有推件塊裝置，這樣就可以把因為回彈而卡在凹模內的制件推出。本課題設計進度的安排如下：1.了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間15天；2.確定加工方案，所用時間5天；3.模具的設計，所用時間30天；4.模具的調試．所用時間5天．參考文獻[1]中國輕工模具網(wǎng)模具新聞．中國模具工業(yè)特點基本狀況及情況分析．2006.4.11[2]中國報告大廳市場研究報告網(wǎng).我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展分析.

2005.5.28[3]中國機械設備網(wǎng).中國模具產業(yè)發(fā)展的方向.[4]中國輕工模具網(wǎng)模具新聞．我國模具與世界先進水平的差距．2006．3．10彎曲件設計任務書材料：冷扎鋼板（08鋼）工件名稱：彎曲件厚度：t=0.6mm生產批量：中批量技術要求：工件要求平整，毛刺高度不大于0.5mm彎曲件沖壓模工藝設計制定彎曲件工藝過程分析零件的沖壓工藝性工件材料為08鋼，工序為沖孔、落料、彎曲具有較好的沖壓工藝性。彎曲件的結構相對簡單，板料厚度t=0.6mm,孔徑Φ4mm、Φ10mm、Φ18mm.孔邊距、孔與孔的距離遠大于模具要求的最小值。工件公差等級為未注公差取IT14級公差，精度要求一般，因此模具要求容易。因此該工件具有良好的沖壓工藝性和經濟性。擬定沖壓件工藝放案計算毛坯尺寸彎曲件半徑r=0.5mmr/t=0.5mm/0.6mm=0.833>0.5，符合要求。L=〔L1+L2+a/180(r+xt)〕×2+0.2mm式中：L—坯料展開總長度a—彎曲中心角t—材料厚度r—零件內彎曲半徑x—中心層位移系數(shù)L=[60mm+(100-0.5)mm+(.14×90)/180×(0.5+0.3×0.6)mm]×2+0.2=321.33mm最小彎曲半徑的計算相對彎曲半徑r/t越小，彎曲時切向變形程度越大，彎裂越可能發(fā)生，在材料不破壞的條件下，所能彎成零件內表面最小圓角半徑稱為最小圓角半徑rmin最小彎曲半徑影響很復雜，一般按試驗方法確定，參見表3.2.2rmin=0.4t=0.4×0.6=0.24mm<0.5mm符合要求確定合理的工藝方案方案一、落料，沖孔復合，再彎曲；方案二、沖孔，彎曲及落料的級進模；方案三、沖孔，彎曲，及落料的一次符合沖裁。方案二，方案三模具結構復雜，制造難度大，不經濟；同時考慮本廠的現(xiàn)有條件很難滿足模具制造要求。方案一、雖然需要兩副模具，但制造加工簡單，制件精度要求一般，中批量生產，固方案一可以滿足要求。由所確定的工藝方案確定中間工序的工件形狀和尺寸，繪出工序的工序圖。=1\*GB3①落料，沖孔符合模制件形狀和尺寸=2\*GB3②最后工序彎曲件的形狀和尺寸確定排樣方式，剪材方式，并計算材料利用率排樣方式模具設計首先要確定制件的排樣方式，排樣是否合理直接會影響到制件精度，模具壽命，材料利用率。材料的費用占到生產的60%以上，排樣顯得特別的重要。制件的形狀較為簡單，有一定的精度要求，同時考慮送料的方便，采用有廢料排樣，排樣圖如圖所示：確定搭邊值，條料寬度，導板距離，并計算材料利用率=1\*GB3①搭邊值確定排樣的沖材件之間以及沖材件與條料之間留下的工藝廢料叫搭邊，它的作用1）補償定位誤差和剪板誤差，確定沖出合格零件，2）增加條料剛度，方便條料送近提高生產率，3）防止毛茶拉入模具間隙，提高模具壽命。其值有經驗公式確定，查表2.5.2=2\*GB3②條料寬度的確定，采用無搭邊側壓裝置條料寬度，B0Δ=（Dmax+2a+C）0-Δ條料板距離，A=（Dmax+2a+2C）式中：Dmax—條料寬度方向沖件最大尺寸a—側搭邊值Δ—條料寬度的單向偏差見表2.5.3C—條料板與最寬條料的間隙，其最小值見表2.5.5B0-Δ=（86.87mm+2×2.0mm+0.5）0-0.5=91.370-0.5A=86.87mm+2×0.2mm+2×0.5mm=91.87=3\*GB3③材料利用率扎制薄鋼板規(guī)格（mm）查表GB708—65。和市場提供情況，選擇B×L=850mm×2000mmη1=91.37mm×2000/(850mm×2000)=96.74%η2=（n×A1）/BL式中：n—一張板上沖材件的總數(shù)目A1—一個沖材件的實際面積L—板料長度B—板料厚度η2=[6×28198.12/（91.37×2000）]×100%=92.58%η總=92.58%×96.74%=89.56%計算各工序壓力確定壓力中心初選壓力機沖裁中凸模對板料施加的力，它是隨凸模進入凹模材料的深度而變化的。采用普通沖裁F=Ltδb式中：F_沖材力L_沖裁周邊長度t_材料厚度δb—材料抗拉強度F=29749.3mm×0.6mm×45Kgf/mm2=803231.1N沖裁工藝總力FZ由制件的結構形式和板料的厚度，采用彈性裝置（上出料）沖裁。FZ=F+FX+FTFX卸料力FX=KXF=0.04×803231.1=32129.2NFT推料力FT=nKTF=10×0.05×803231.1=4016156.NFZ=80321.1+32129.2+4016155.5=1236975.85N=2\*GB3②彎曲力的計算帶直臂U件的彎曲力F自=0.7KBt2δb/r+t式中：F自自由彎曲在沖壓結束事的彎曲力B彎曲件的寬度T彎曲材料厚度δb材料抗拉強度K安全系數(shù)一般取K=1.3F自=1224.5N彎曲設有壓料裝置FY=（0.3～0.8）F自F總=F自+FY=1836.76N取F壓力機≧（1.2～1.3）F總2、壓力中心的確定沖裁壓力中心的確定L1X1+L2X2+L3X3………+LnXnX0=—————————————L1+l2+l3………+lnL1y1+l2y2+l3y3+…………+lnynY0=—————————————L1+l2+l3………+ln由制件的幾何形狀得x0=0y0=45.68彎曲壓力中心的確定由于彎曲件是簡單對稱結構，所以壓力中心在它的幾何中心上（x=0y=0）3、初選壓力機=1\*GB3①沖裁壓力機的選用，由計算壓力結果看出，工件沖裁力為中等，壓力中心在工件的幾何中心上，同時為了模具的安裝與裝配選用J23—125彎曲壓力的選用，彎曲力相對較小，選用J23—25工作零件刃口尺寸計算在確定工作刃口尺寸計算方法之前，首先考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結合模具特點，工作零件的形狀相對簡單，易采用線切割機床分別加工落料凸模和凹模，凸模固定板及卸料板這樣有利于較好的保證同軸度。工作零件為規(guī)則的幾何形狀，沖裁此類工件的凸凹模制造結構相對簡單，精度易保證。沖孔沖孔尺寸d0+△,根據(jù)設計原則，沖孔以凸模為基刃，首先確定凸模的尺寸使凸模尺寸基本接近或等于工件孔的最大極限尺寸，將凸模增大最小合理間隙既的凹模尺寸。dT=(dmin+x△)0δTdA=(dmin+x△+ZMIN)0δA式中：dT、dA—沖孔凸凹模尺寸dmin—沖孔最小極限尺寸△—工件制造公差X—磨損系數(shù)Zmin—最小合理間隙δT、δA凸凹模制造公差，可按IT6～IT7級公差，或取δT≦0.4(Zmax-Zmin)δA≦0.6(Zmax-Zmin)保證δT+δA≦Zmin-Zmax工件為IT14公差x取0.5=1\*GB3①沖Ф4的孔沖孔尺寸Ф40+0.30dT=（4+0.5×0.30）0-0.010=40150-0.010mmdA=(4+0.5×0.30+0.048)0+0.012=401980+0.012=2\*GB3②沖Ф10的孔沖孔件尺寸100+0.40dT=（10+0.5×0.40）0-0.018=10.200-0.018dA=（10+0.5×0.40+0.48）0+0.020=10.2480+0.020=3\*GB3③沖Ф18的孔沖孔件尺寸180+0.052、落料設工件尺寸為D0-△根據(jù)計算原則，落料以凹模為基刃，首先確定凹模尺寸，使凹?；境叽缃咏虻扔诠ぜ喞淖钚O限尺寸，將凹模尺寸減小最小合理間隙尺寸得凸模尺寸。DA=（Dmax-x△）0+δADT=(Dmax-x△-Zmin)0-δT式中：DA、DT—落料凹，凸模尺寸Dmax—落料件最大極限尺寸△—工件制造公差X—磨損系數(shù)=1\*GB3①工件寬度尺寸860-0.80DA=（86-0.5×0.8）0+0.025=85.60+0.025DT=（86-0.5×0.8-0.48）0-0.020=2\*GB3②工件長度尺寸321.330-1.5DA=（321.33-0.5×1.5）0+0.50=321.580+0.50DT=（321.33-0.5×1.5-0.48）0-0.040=320.5320-0.0403、孔心距計算空心距尺寸屬于磨損后基本不變的尺寸，在同一工步中，工件沖出的孔心距為L±Δ/2D孔時,其凹模型孔中心距Ld的確定可按下列公式Ld=L±1/8Δ式中：Ld、L—工件空心距和凹?？招木嗟墓Q尺寸Δ—工件制造公差Ld1=50±1/8×0.68=50±0.085Ld2=60.2±1/80.70=60.2±0.0854、彎曲模工作部分尺寸計算凸模圓角半徑，工件的相對圓角半徑較小，所以取凸模圓角半徑rT等于工件的彎曲半徑rT=0.5mm凹模圓角半徑不能太小，以免擦傷工件，影響沖模壽命，兩邊圓角半徑應一致，避免發(fā)生偏移rA取2mm取以凸模為基準，間隙取在凹模上凸模尺寸LT=（Lmin+0.75Δ）0-δT凹模尺寸LA=(LT+2)δT0式中：Lmin—彎曲件橫向最小極限尺寸Δ—彎曲件橫向公差δA、δT—凸凹模制造公差，可按IT7～IT8公差精度制造。LT=（123.2+0.75×1.00）0-0.035=123.950-0.035LA=(123.95+1.5)0+0.040=125.950+0.040凹模深度取HT=300-0.030六、主要零部件設計1、工作零件結構設計=1\*GB3①沖裁凸凹模設計結合工件外形和加工方便，將凸凹模設計成階梯式，這樣容易安裝固定，與卸料板間隙取0.3mm，與凸凹模固定板取H7/M6便于安裝與更換。其長度可按2.9.2計算。凸模的長度應根據(jù)模具的具體結構，同時考慮修模，固定板與卸料板之間的安全距離及裝配的需求來決定。板料厚度t=0.6mm較薄應采用彈性卸料板，其長度按下列公式。L=h1+h2+t+h式中：L—凸模長度（mm）h1—凸模固定板厚度h2—卸料板厚度h—增加長度，一般取10～20t—板料厚度L=（30mm+20mm+0.6mm+19.4mm）=70mm具體結構如圖：=2\*GB3②沖孔凸模的選用因為沖孔凸模均為圓形，而切都不屬于較小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式。一方面便于加工，另一方面便于安裝Φ10mm和Φ18mm采用A凸模,Φ4mm采用B型凸模長度計算凸模長度根據(jù)結構,考慮修模量,固定板與卸料板的安全距離及裝配需求(剛性卸料)L=h+H式中:h_固定板厚度H_凹模深度L=20mm+95mm=115mm=3\*GB3③落料凹模的設計制件的特點是薄而表面積大,如果凹模采用整體式結構,將給鍛造,機械加工帶來和大的困難,而且當局部損壞時就會造成整個模具的報廢,因此應采用鑲拼凹模.凹模的高度HH=Kb(≧15mm)K_系數(shù)考慮板料厚度的影響b-凹模刃口最大尺寸(mm)H=0.3×321.33mm=96.4mm取H=95mm凹模厚度取C=50mm結構形式如圖：=4\*GB3④彎曲凸模的設計L=h1+h2+t+hL—彎曲凸模長度（mm）h1—凸模固定板厚度h2—彎曲的深度h—增加長度，一般取10～20t—板料厚度L=40mm+29.4mm+0.6mm+10mm=80mm=5\*GB3⑤彎曲凹模的設計制件彎曲時彎曲力不大，對模具磨損也較小，可以采用整體式凹模結構如圖：2、定位零件設計=1\*GB3①、沖裁復合模采用擋料銷定位，復合模的特點使導正銷不能使用。又由于復合模有較高的位置公差，彈簧擋料銷可以滿足要求，而且使模具結構簡單。具體結構如圖。=2\*GB3②彎曲模定位裝置，彎曲模是一個簡單的帶直邊的U件彎曲，考慮模具定位穩(wěn)定性，采用固定擋料銷。3、導料板的設計導料板的內側與條料接觸，外側與凸模平齊，導料板與條料間隙取1mm導料的位置誤差可以由搭邊值補償，這樣就可以確定盜案導料的寬度和導料板的厚度。導料板采用45鋼制造，硬度HRC40～45，用螺釘和銷釘固定在下模座上，導料板送料端安裝承料板。4、卸料和壓料零件的設計、=1\*GB3①卸料板的設計卸料板的尺寸與凹模板的周界尺寸相同，厚度為20mm,卸料板采用45鋼制造，淬火硬度40～45HRC=2\*GB3②卸料螺釘?shù)倪x用卸料板實際四個卸料螺釘，公稱直徑為12mm螺紋部分為M10mm×15mm，卸料螺釘尾部留有足夠的空間，卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模1mm，有誤差時通過螺釘與卸料板之間安裝墊片來調節(jié)。=3\*GB3③推件塊的設計推件塊是位于凹模行腔內的一種推件裝置，它與沖孔凸模采用間隙配合，采用間隙配合，當上?；爻虝r靠打桿推下推件塊實現(xiàn)卸料。結構如圖：=4\*GB3④彎曲模推件塊設計彎曲時由于回彈，可能使制件卡在凹模內，這樣必須設計推件裝置結構如圖：5、模架及導向零件的選擇=1\*GB3①沖裁該模具采用對角導柱模架，制件的結構對稱，沖壓時不易引起偏心距，同時考慮到送料方便。以凹模尺寸周界尺寸為依據(jù)選擇模架規(guī)格。L×B=500mm×315mm上模座L×B×h=500mm×315mm×60mm,下模座L×B×h=500mm×315mm×75mm,導柱d/mm×l/mm=Φ45mm×290mm,=Φ50mm×290mm,導套d/mm×l/mm×D/mm=Φ45mm×150mm×60mm=Φ50mm×150mm×65mm上模座厚度H上取60mm上模墊板取H墊=20mm固定板厚度H固=30mm下模座厚度H下模=75mm,那么模具閉合高度H閉=H上+H墊+L+H+H下模-h2式中：L—凸模長度H—凹模長度h2—凸模進入凹模的長度一般取1mm=60mm+20mm+115mm+95mm+75mm-1mm=364mm模具閉合高度小于所選壓力機J23—125最大閉合高度480mm，可以使用。=2\*GB3②彎曲該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱再模具中間位置，沖壓時可以防止由偏心距引起的模具傾斜，以凹模周界尺寸為依據(jù)選擇模架規(guī)格。上模座L×B×h=250mm×200mm×45mm,下模座L×B×h=250mm×200mm×50mm,導柱d/mm×l/mm=Φ32mm×210mm,=Φ35mm×210mm,導套d/mm×l/mm×D/mm=Φ32mm×115mm×48mm=Φ35mm×115mm×48mm上模座厚度H上取60mm上模墊板取H墊=20mm固定板厚度H固=30mm下模座厚度H下模=75mm,那么模具閉合高度H閉=H上+H墊+L+H+H下模-h2式中：L—凸模長度H—凹模長度h2—凸模進入凹模的長度一般取1mm=45mm+15mm+90mm+50mm+50mm-30mm=220mm模具閉合高度小于所選壓力機的閉合高度（