0064-彎曲件成形工藝及模具設計（沖孔落料復合模、彎曲模）【全套21張CAD圖】+設計說明書

0064-彎曲件成形工藝及模具設計（沖孔落料復合模、彎曲模）【全套21張CAD圖】+設計說明書,全套21張CAD圖,彎曲,曲折,成形,工藝,模具設計,沖孔,復合,全套,21,cad,設計,說明書,仿單 緒論一、國內模具發(fā)展的現狀和趨勢 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 中國輕工模具網模具新聞 中國模具工業(yè)特點基本狀況及情況分析2006.4.112 中國報告大廳市場研究報告網. 我國模具工業(yè)的現狀和發(fā)展分析.2005.5.283 中國機械設備網. 中國模具產業(yè)發(fā)展的方向.4 中國輕工模具網模具新聞我國模具與世界先進水平的差距2006310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一、 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4mm、10mm、18mm.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。二、 擬定沖壓件工藝放案1、 計算毛坯尺寸彎曲件半徑r=0.5mm r/t=0.5mm/0.6mm=0.8330.5，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 L=60mm+(100-0.5)mm+(.1490)/180(0.5+0.30.6)mm2+0.2 =321.33mm2、 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3.2.2 rmin =0.4t=0.40.6=0.24mm0.5mm 符合要求 3、 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。4、 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。 落料，沖孔符合模制件形狀和尺寸最后工序彎曲件的形狀和尺寸 三、 確定排樣方式，剪材方式，并計算材料利用率 1、 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：2、 確定搭邊值，條料寬度，導板距離，并計算材料利用率 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 條料寬度的確定，采用無搭邊側壓裝置 條料寬度，B0 =（Dmax + 2a + C ）0- 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 條料寬度的單向偏差 見表2.5.3 C 條料板與最寬條料的間隙，其最小值見表2.5.5 B0- =（86.87mm+22.0mm+0.5）0-0.5 =91.37 0-0.5 A= 86.87mm+20.2mm+20.5mm =91.87 材料利用率扎制薄鋼板規(guī)格（mm）查表GB70865。和市場提供情況，選擇 BL=850mm2000mm 1 =91.37mm2000/(850mm2000) =96.74% 2 =（ n A1 ）/BL 式中： n一張板上沖材件的總數目 A1 一個沖材件的實際面積 L 板料長度 B板料厚度 2 =628198.12/（91.372000）100% =92.58% 總 =92.58%96.74% =89.56%四、 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=Ltb 式中： F_沖材力 L_沖裁周邊長度 t_材料厚度 b 材料抗拉強度 F=29749.3mm0.6mm45Kgf/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 + FT FX 卸料力 FX = KX F =0.04803231.1=32129.2N FT 推料力 FT =n KT F =100.05803231.1 =4016156.N FZ =80321.1+32129.2+4016155.5 =1236975.85N彎曲力的計算 帶直臂U件的彎曲力 F自 =0.7KBt2b /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 b 材料抗拉強度 K 安全系數 一般取K=1.3 F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 （1.21.3）F總 2、壓力中心的確定 沖裁壓力中心的確定 L1X1+L2X2+L3X3+LnXn X0 = L1 + l2 + l3+ln L1y1+l2y2+l3y3+lnyn Y0 = L1 + l2 + l3+ln 由制件的幾何形狀得 x0=0 y0=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=0 y=0）3、初選壓力機 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J23125 彎曲壓力的選用，彎曲力相對較小，選用J2325五、 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。1、 沖孔沖孔尺寸d0+,根據設計原則，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)0T dA =(dmin+x +ZMIN)0A 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 Zmin最小合理間隙 T 、A 凸凹模制造公差，可按IT6IT7級公差，或取T0.4(Zmax- Zmin ) A 0.6(Zmax- Zmin)保證T+A Zmin-Zmax 工件為IT14公差 x取0.5 沖4的孔 沖孔尺寸40+0.30 dT =（4+0.50.30）0-0.010 =40150-0.010 mm dA =(4+0.50.30+0.048)0+0.012 =401980+0.012 沖10的孔 沖孔件尺寸100+0.40 dT =（10+0.50.40）0-0.018 =10.200-0.018 dA =（10+0.50.40+0.48）0+0.020 =10.2480+0.020 沖18的孔 沖孔件尺寸180+0.05 2、落料 設工件尺寸為D0- 根據計算原則，落料以凹模為基刃，首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸，將凹模尺寸減小最小合理間隙尺寸得凸模尺寸。 DA =（Dmax-x）0 +A DT = (Dmax-x-Zmin)0 -T 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 工件寬度尺寸860-0.80 DA =（86-0.50.8）0+0.025 =85.60+0.025 DT = （86-0.50.8-0.48）0-0.020 工件長度尺寸321.330-1.5 DA = （321.33-0.51.5）0+0.50 =321.580+0.50 DT =（321.33-0.51.5-0.48）0-0.040 =320.5320-0.040 3、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/2D孔時,其凹模型孔中心距Ld的確定可按下列公式 Ld=L1/8 式中： Ld 、 L工件空心距和凹?？招木嗟墓Q尺寸 工件制造公差 Ld1=501/80.68 =500.085 Ld2=60.21/80.70 =60.20.0854、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 +0.75）0-T 凹模尺寸LA= ( LT + 2 )T0 式中： Lmin彎曲件橫向最小極限尺寸 彎曲件橫向公差 A 、T 凸凹模制造公差，可按IT7IT8公差精度制造。 LT =（123.2+0.751.00）0-0.035 =123.950-0.035 LA =(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 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1020 t板料厚度 L=（30mm+20mm+0.6mm+19.4mm） =70mm 具體結構如圖：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 10mm和18mm采用A凸模,4mm采用B型凸模長度計算 凸模長度根據結構,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 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H H=Kb (15mm) K_系數 考慮 板料厚度的影響 b-凹模刃口最大尺寸(mm) H=0.3321.33mm=96.4mm 取H=95mm 凹模厚度取C=50mm結構形式如圖：彎曲凸模的設計 L= h1+h2+t+h L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1020 t板料厚度 L=40mm+29.4mm+0.6mm+10mm =80mm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、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。 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HRC4045，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、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4045HRC卸料螺釘的選用 卸料板實際四個卸料螺釘，公稱直徑為12mm螺紋部分為M10mm15mm，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)。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卸料。結構如圖： 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選擇模架規(guī)格。 LB=500mm315mm 上模座 LBh=500mm315mm60mm, 下模座 LBh=500mm315mm75mm, 導柱 d/mml/mm=45mm290mm, =50mm290mm, 導套 d/mml/mmD/mm=45mm150mm60mm =50mm150mm65mm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J23125最大閉合高度480mm，可以使用。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選擇模架規(guī)格。 上模座 LBh=250mm200mm45mm, 下模座 LBh=250mm200mm50mm, 導柱 d/mml/mm=32mm210mm, =35mm210mm, 導套 d/mml/mmD/mm=32mm115mm48mm =35mm115mm48mm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（220mm）可以使用.七、模具總裝配 1沖孔落料復合模裝配圖1.下模座2.導柱3.彈簧4.卸料板5.彈簧頂料銷6.落料凹模7.凸模固定板8.上模座9.導套10.禁錮螺釘11.墊板12.圓柱銷13.推件塊14.凸凹模15.凸凹模固定板16.導料板.2、彎曲模具裝配圖1.下模座2.導柱3.凹模4.推件塊5.凸模固定板6.導套7.上模座8.固定螺釘9.凸模10.模柄11.圓柱銷12.彈簧八、沖壓設備的選定 沖裁 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23125能滿足要求.其主要技術參數如下： 公稱壓力：1250KN 滑塊行程：145mm 最大閉合高度：480mm 封閉高度調節(jié)梁：110mm 工作臺尺寸：710mm1080mm 墊板尺寸（厚度孔徑）：100mm250mm 模柄孔尺寸：60mm80mm 最大傾斜角度：250 彎曲 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J2325能滿足要求.其主要技術參數如下： 公稱壓力：250KN 滑塊行程：65mm 最大閉合高度：220mm 封閉高度調節(jié)梁：55mm 工作臺尺寸：370mm560mm 墊板尺寸（厚度孔徑）：50mm200mm 模柄孔尺寸：4060mm 最大傾斜角度：300 九、模具的裝配1、落料沖孔復合模的裝配 根據級進模的裝配要點，選凹模為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調整間隙，試沖，返修序號工序工藝說明1凹模裝配以凹?？谆鶞始ㄎ?，凸模壓入型孔少許即進行垂直實驗沖材刃口間隙小于0.06mm2卸料，推料板安裝裝配卸料板與推料板均相應露出凹模面凸模端面0.5mm若另有要求則按圖紙3模架裝配選用剛度好，精度高的模架導柱壓入模座后，與模座底面垂直度允許0.0050.011mm模架兩導柱平行度誤差不大于0.005mm模架上下平行度誤差為300：0.010.02mm4模座裝配在下模座上劃中心線，按中心線安裝凹模，導料板。將下模座，導料板，凹模，導銷，彈簧，用螺釘固定在一起。在以裝好的下模安裝等高墊鐵，然后將凸模與固定板組合裝入凹模。欲裝上模座，劃出凸模固定板鏍孔和銷孔并鉆削鏍孔銷孔用螺釘固定將固定板組合，墊板上模座連接在一起但不要擰緊。復查凸凹模間隙并調整合適，擰緊螺釘，安裝承料板，導正銷，切紙試驗，打入銷釘。5試沖與調整裝機試沖根據試沖結果做相應調整.2、彎曲模裝配 在模具裝配之前，要認真研究圖紙，根據模具結構特點和技術條件，制定合理的裝配方案，并對提交的零件進行檢查，除了符合圖紙要求外，還要滿足裝配工序對零件提出的要求，檢查無誤方可按規(guī)定步驟進行裝配。根據彎曲模裝配特點，選擇凹模作為裝配基準，先裝下模，再裝上模，并調整間隙，試沖返修。21