卡夹圆形弯件冲压模具设计.doc

1、目录摘要1前言21.成形工艺性分析31.1分析零件的冲压工艺性并确定工艺方案31.2成形件的工艺性31.3最小相对弯曲半径的确定42.弯曲成形件的结构工艺性分析62.1最小弯曲成形半径63.改进零件的结构设计73.1采用热处理工艺73.2从模具结构采取措施74.成形工艺力的计算94.1成形力近似弯曲力的计算公式94.2压力机吨位的确定95.成形模主要工作零件结构参数的确定105.1成形凸模和凹模的圆角半径105.2凹模工作部分深度105.3 弯曲凹、凸模的间隙116 模具总体设计126.1模具主要零部件的设计126.2 冲压设备的选择136.3选定设备146.4绘制模具总图146.5 绘制模具

2、非标准零件图157 模具总体设计167.1 模具类型的选择：167.2 定位方式的选择167.3 卸料出件方式的选择16总 结18致 谢20参考文献2119摘要随着全球经济一体化的深入，模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显。模具设计水 平的高低直接影响产品的质量及生产效率。设计本模具是为了制造卡夹圆形弯件。设计中分析了零件的结构及工艺性，拟订该零件的冲压工艺为“落料-弯曲成形”，讨论了弯曲成形零件毛坯展开形状和尺寸的确定方法，设计了弯曲成形模，对关键零件的结构设计作了详细阐述，并指出了模具设计时的注意事项。其中，弯曲成形是本设计的重点，由于模具设计是一种经验性较强的设计，经过长期发展积累

3、了大量丰富的冲压工艺技术资料， 在设计模具时必然要借鉴这些经验数据，含括了弯曲模、成形模中常用的工艺数，据以及模具材料的选取和压力机基本参数等等.本模具性能可靠，运行平稳，能够适应大批量生产要求，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：弯曲模具； 板料 ； 弯曲成形前言我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大

4、到接插 件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产34、48大屏幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑 料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。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/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)

5、进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高 ，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制，模具出口稳步增长。以大型冲模覆盖件模具为代表。我国已能生产部分轿车覆盖件模具。如东风汽车公司冲模厂，已设计制造了富康轿车部分内覆盖件模具。一汽模具中心生产了捷达王轿车外覆盖件模具。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点。可代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法，手段上面已基本达到了国际水，模具结构功能方面也接

6、近国 际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，与国外相比还存在一定的差距。第2章 成形工艺性分析材料:Q235；厚度:1.5mm；零件简图:如图1所示；图1-1 工件图;2.1分析零件的冲压工艺性并确定工艺方案弯曲成形模没有固定的结构型式，有可能设计得很简单，也可能设计得很复杂，这需要根据工件的材料性能、形状、精度要求和产量进行综合分析，确定模具结构型式。本工件属于圆形弯曲，其外形要弯曲成如图说是的封闭圆形，确定工艺方案为落料一弯曲成形两个个工序。本次设计主要完成弯曲成形工艺，达到如图1所示的工件。2.2成形件的工艺性2.2.1成形件的结构特点弯曲件

7、的形状前后对称、宽度相同，相应部位的圆角半径左右相等，以保证弯曲时毛坯不会产生侧向滑动。2.2.2弯曲件的圆角半径 材料只有产生塑性变形才能形成所需的形状。为了实现弯曲件的形状，弯曲圆角半径最大值没有限制。例如，可以将厚的铁板卷成圆桶，只要计算或实验出其回弹量，就可以制出所需的形状。然而，板料弯曲的最小半径是有限度的，如果弯曲半径过小，弯曲时外层材料拉伸变形量过大，而使拉应力达到或超过抗拉强度 ，则板料外层将出现断裂，致使工件报废。2.2.3弯曲成形的工艺分析 弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料的选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求。具有良好冲压工艺性的弯曲件，不仅能提高工件质量

8、，减少废品率，而且能简化工艺和模具结构，降低材料消耗。 2.3最小相对弯曲半径的确定2.3.1最小相对弯曲半径的概念最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时外表面不发生开裂的条件下，弯曲件内表面能够弯成的最小圆角半径与坯料厚度的比值，用 来表示。该值越小，板料弯曲的性能也越好。2.3.2影响最小弯曲半径的因素材料的力学性能、工件的弯曲中心角 、板料的表面质量与剪切断面质量、板料宽度的影响、板材的方向性。表1-1 最小相对弯曲半径经验数值的确定材料正火或退火硬化弯曲线方向与轧文垂直与轧文平行与轧文垂直与轧文平行铝00.30.30.8退火紫铜1.02.0黄铜H680.40.805、08F0.20.5

9、08、10、Q21500.40.40.815、20、Q2350.10.50.51.025、30、Q2550.20.60.61.235、400.30.80.81.5第3章 弯曲成形件的结构工艺性分析3.1最小弯曲成形半径弯曲件的弯曲半径必须小于最小弯曲半径，否则要采用工艺措施，如:热弯、多次弯曲等。3.2弯曲成形形状与尺寸的对称性 弯曲件的形状与尺寸应尽可能对称、高度也不应相差太大。当冲压不对称的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移，尺寸不易保证。为防止毛坯的偏移，在设计模具结构时应考虑增设压料板，或增加工艺孔定位。弯曲件形状应力求简单，边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上先将缺口冲出，弯曲时会出现叉

10、口现象，严重时难以成形。这时必须在缺口处留有连结带，弯曲后再将连接带切除。图2-1 弯曲件形状对弯曲过程的影响根据以上分析我们可以知道，此工艺件弯曲半径最小为，厚度为最小相对弯曲半径取之间。并且对称性好，适宜弯曲加工。 第4章 改进零件的结构设计4.1采用热处理工艺对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。 运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以减少回弹量。 采用拉弯工艺,对于相对弯曲半径很大的弯曲件，由于变形区大部分处于弹性变形状态，弯曲回弹量很大，这

11、时可以采用拉弯工艺。 4.2从模具结构采取措施补偿法,利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量 。校正法,可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变形区应力应变状态的改变程度迫使材料内外侧同为切向压应力、切向拉应变.纵向加压法, 在弯曲过程完成后，利用模具的突肩在弯曲件的端部纵向加压, 使弯曲变形区横断面上都受到压应力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。利用这种方法可获得较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。采用聚氨酯弯曲模 ,利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲弯曲

12、时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的效果，从而减少回弹。 图3-1 用补偿法修正模具结构图3-2 用校正法修正模具结构第5章 成形工艺力的计算成形力是设计模具和选择压力机吨位的重要依据。生产中常用经验公式概略计算成形力，作为设计成形工艺过程和选择冲压设备的依据。5.1成形力近似弯曲力的计算公式弯曲力的计算 弯曲的弯曲力均可用下面公式计算：弯曲件弯曲力：式中： 自由弯曲力（）弯曲件宽度（）弯曲件材料厚度（）弯曲内半径（）材料抗拉强度（）安全系数，一般取代入公式得：5.2压力机吨位的确定压力机的吨位应为：=1805N可以看出需要

13、的成形力较小，选择压力机时要根据模具的闭合高度就行选择。先初步选择为压力机J23-10.第6章成形模主要工作零件结构参数的确定6.1成形凸模和凹模的圆角半径6.1.1凹模圆角半径 凹模的圆角半径的大小对弯曲变形力和制件质量均有较大影响，同时还关系到凹模厚度的确定。凹模圆角半径过小，坯料拉入凹模的滑动阻力大，使制件表面易擦伤甚至出现压痕。凹模圆角半径过大，会影响坯料定位的准确性。凹模两边的圆角要求制造均匀一致，当两边圆角有差异时，毛坯两侧移动速度不一致，使其发生偏移。生产中常根据材料的厚度来选择凹模圆角半径： 当 时，时，时，由式子得，取R=6或按有关设计资料选取。6.2凹模工作部分深度 弯曲凹

14、模深度要适当。过小时，坯件弯曲变形的两直边自由部分长，弯曲件成形后回弹大，而且直边不平直。若过大，则模具材料消耗多，而且要求压力机具有较大的行程。弯曲U形件时，若弯边高度不大，或要求两边平直，则凹模深度应大于零件高度，如图6.b)所示。如果弯曲件边长较大，而对平直度要求不高时，可采用（图6.c）所示的凹模形式。图4-1 U形件凹模尺寸6.3 弯曲凹、凸模的间隙V形件弯曲模，凸模与凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制。对于U形件弯曲模，则必须选择适当的间隙值。凸模和凹模间的间隙值对弯曲件的回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。若间隙过大，弯曲件回弹量增大，误差增加，从而降低了制件的精度。当间隙过小时，会使零件直边料厚减薄和出现划痕，同时还降低凹模寿命。 表4-1 弯曲U型件凹模的值表4-2 弯曲U型件凹模深度弯曲件边长材料厚度第7章 模具总体设计根据压弯力的大小,初步考虑使用可倾式压力机,模具结构草图如图8-1所示,主要由上模板、垫板、凸模固定板、凹模板、定位板、凹模、下模座等组成.图6-1模具结构草图初步计算模具闭合高度凹模座的外廓尺寸为.7.1模具主要零部件的设计(1) 凸模部分 该工件的断面属于成形弯曲,把凸模制成整体型式,如图6-2所示。(2) 凹模部分