范文一:支架弯曲模
第1章 绪 论
近几年来,我国模具技术有了很大发展,模具设计与制造水平有了较大提高,大型、精密、复杂高效和长寿命模具的需求量大幅度增加,模具质量、模具寿命明显提高,模具交货期较前缩短,模具C A D /C A M 技术也得到了相当广泛的应用。 1. 1国内模具的现状和发展趋势 1. 1. 1国内模具的现状
冲压技术广泛应用于航空、汽车、电机、家电和通信等行业零部件的成形。由于冲压工艺具有生产率高,能成形复杂零件,适合大批量生产等优点,在某些领域已经取代机械加工,并正逐步扩大其应用范围。据国际生产技术协会预测到本世纪中,机械零部件中60%的粗加工,80%的精加工要由模具来完成。因此冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。
经调查,全国模具行业从业人员的岗位分布情况大致如下:从事模具设计,模具工艺过程实施,产品质量检验和监督工作的人员占总数的42%;其次是具体生产设备的操作,模具的制造、调试和维修,从事这类工作的是智能型操作人员,占总数的26%;三是从事生产组织,技术指导和技术管理工作的人员,占总数的14%;四是从事模具营销工作和售后技术服务的人员,占总数的9%;五是个体、行政管理人员,占总数的9%。
从20世纪80年代初开始,工业发达国家的模具工业,已从
机床工业中分离出来,并发展成为一个独立的工业部门,而且其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来,中国的模具工业发展十分迅速;近年来,一直以每年15%左右的增长速度快速发展。目前,中国约有17000多个模具制造厂点,从业人数60多万;2001年中国模具工业总产值达320亿元人民币,中国模具工业的技术水平取得了长足的进步。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越
第2章 支架冲压弯曲工艺的分析
2.1工件工艺分析
原始资料:如图所示 材 料: 08 厚 度: 3m m
(1)零件图分析 此工件为带孔的四直角相反弯曲对称件,选用08钢,其弯曲半径均大于该种材料的最小弯曲半径,且尺寸精度要求不高,不需要校形,由冲裁和弯曲即可成形。冲压难点在于四角弯曲回弹较大,使制件变形但通过模具措施可予以控制。由于没有公差等级标注,所以可以按未标公差等级处理。
(2)冲压工艺性审查(表1)
冲裁工艺性
弯曲工艺性
(3)冲压经济性和先进性分析
冲压是该件最好的加工方法。但由于批量不是很大,模具应力求结构简单易制,故不采用复杂的组合工序。
2.2 制件的工艺计算和工艺方案
2. 2. 1 工艺方案的确定
根据制件的工艺分析, 知道制件是带孔的四直角相反弯曲对称件。冲压该零件所需的基本工序为落料弯曲和冲孔。其弯曲工艺方
案有如图2-1所示的三种。这里采用第三种一次弯曲成形。
图2-1
因此,冲压该工件的工艺方案可能有以下几种。
方案一:落料与冲两个υ6孔复合,弯曲外部两角并使中间两角预弯45?,弯曲中间两角,冲两个υ8孔。
方案二:落料与冲两个υ6孔复合(同方案一),弯曲外部两角,压弯中间两角,冲两个υ8孔。
方案三:落料与冲两个υ6孔复合(同方案一),压弯四个角,冲两个υ8孔。
方案四:全部工序采用带料级进冲压。 比较上述各方案可以看出:
方案一的优点是:模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快;零件的回弹容易控制、尺寸和形状准确、表面质量高。缺点是:工序分散,需用模具、压力机和操作人员较多,劳动量较大。 方案二与方案一相比,零件的回弹难以控制,尺寸和形状不精确,且同样存在工序分散,劳动量大,占用设备多的缺点。 方案三的工序比较集中,占用设备和人员少,但模具寿命低,零件表面有划伤,厚度有变薄,回弹不易控制,尺寸和形状不够正确。
方案四的特点是采用工序高度集中的连续模完成方案一中分散的各工序。其生产率很高,但模具结构复杂,安装、调试、维修比较困难,制造周期长。
考虑到零件的精度要求较高,生产批量不大,故采用第一种方案。
2. 2. 2 计算毛坯尺寸
工件的弯曲半径r >0. 5t ,故坯料展开长度公式为
L = l 1+l 2+l 3+l 4+l 5 +π/2×(r 1+r 2+r 3+r 4 )+π/2×(x 1+x 2+x 3+x 4 )t
查手册表3. 4. 1,当r /t =1. 3时,x =0. 34,则坯料展开长度为 L =2×(20+4+11)+π/2×4×4+π/2×0. 34×4×3=126. 64m m 2. 2. 3 确定各工序模具种类及形式
所选用的冲模有:落料弯曲复合模,冲孔模。其结构形式如图2-2所示。
2.3 工序设计与工艺计算
弯曲件毛坯宽度为36m m ,展开长度为126. 64m m ,考虑到操作方便,排样采用单排。取其搭边数值:条料两边a =2. 8m m ,进距方向a 1=2. 5m m ,于是有
进距 h =D + a 1=36+2. 5=38. 5m m
条料宽度 b =L +2a =126. 64+2×2. 8=132. 24m m 板料规格拟选用 3m m ×600m m ×2000m m (钢板) 若用纵裁:裁板条数 n 1=B /b =600/132. 24=4条余71m m 每条个数 n 2=A - a 1 /h =2000-2. 5/38. 5=51条余34m m
每板总个数n = n 1×n 2 =204 材料利用率 η=n B L/A B ×100%
=204×36×126. 64/2000×600×100%=77. 5%
若用横裁:裁板条数 n 1=A /b =2000/132. 24=15条余16m m 每条个数 n 2=B - a 1 /h =600-2. 5/38. 5=15个余20m m 每板总个数n = n 1×n 2 =225 材料利用率 η=n B L/A B ×100%
=225×36×126. 64/20×600=85. 4%
由此可见,横裁有较高的材料利用率,采用横裁。
2.4 压力、压力中心计算及压力机的选用
因为本制件是轴对称零件,所以不用计算压力中心。
2. 4. 1 冲两个φ6孔及落料工序 1. 冲裁力
F =1. 3L t τ≈L t σb
式中 σb
—被冲材料抗拉强度(M P a ) ,L —冲裁件剪切周边长度
(m m ),
t —冲裁件材料厚度(m m )。
查手册﹝1﹞表8—7得08钢的σ
b
=380M P a ,则有
落料力 F 1 =1. 3L t τ
≈L t σ
b
=(36+126. 64)
×2×3×380=370K N
冲孔力 F 2 =1. 3L t τ≈L t σb
=π×6×2×3×380=43K N
2. 落料时的卸料力
F
卸
= K
卸
P 1
查表2-15,取K
卸
=0. 03,故
F 3 =0. 03×370=11. 1K N
F ?3 = 0. 03×43=1. 29K N
3. 推件力
P t =n K t P
K t —推件力系数, 由手册查得K t =0. 045 n —同时卡在凹模的工件(或废料) 数, 其中
n =h /t ,t =3m m 。
h —凹模刃部直壁洞口高度(m m ), t —料厚( m m )
查《冲模设计应用实例》选择图2—17b 的凹模刃口形式,
可取h =6m m , 故n =2,则
P 1=2×0. 045×370=33. 3K N P 2=2×0. 045×43=3. 87K N
选择冲床时的总的冲压力为
P
总
= F 1+ F 2+ F 3+ F ?3+ P 1+ P 2
=370+43+11. 1+1. 29+33. 3+3. 87 =462. 56K N
为安全起见,防止设备的超载,可按公称压力F ≥(1. 6—1. 8)F
总
的原则选压力机。选公称压力为630K N 的压力机。
2. 4. 2 弯曲工序
四个部位的弯曲均属自由弯曲,弯曲力用下式计算 F =0. 6K B t 2σ
b
/(r +t )
式中安全系数K =1. 3,圆角半径r =4m m ,t =3m m ,屈服极限σ
b
=380M P a ,板料宽B =36m m ,由此可计算出四个部位的弯曲力均
为13. 8K N ,弯曲力总合为55. 2K N 。选用63K N 的压力机。 2. 4. 3 冲两个φ8孔工序
F
冲
=1. 3L t τ≈L t σ
b
=π×8×2×3×380=58K N
选用 63K N 的压力机。
第3 章 模具的结构设计
3.1 模具工作部分的计算
根据文献2中的表2-10查得,冲裁模初始双面间隙Z m i n =0. 36m m ,Z m a x =0. 42m m ,未注公差的毛坯尺寸按I T 14级精度计算,磨损因数x 可根据公差数值由表2-12查得。冲裁凸模、凹模分别按I T 6和I T 7级制造。 3. 1. 1落料刃口尺寸计算
采用分别加工,按手册3中凸、凹工作部分尺寸计算公式计算。(1)凸模尺寸:落料凸制造公差可查得δ=0. 02,落料凹模制造公差为δ=0. 04,故
360
0 -0. 62
D
凸
=(D -x △- Z m i n )-δ
p
=(36-0. 5×0. 62-0. 36)
-0. 02=35. 33-0. 02
m m 126. 64
0-1. 0
D
凸
=(D -x △- Z m i n )-δ
p
=(
126. 64-0. 5×1-0. 36)
-0. 0. 03=125. 78-0. 03
m m
3
(D -x △- Z 0-0. 25 m i n )-δ
p
D
凸
= =(3-0. 75×0. 25-0. 36)
=2. 450
-0. 02-0. 02
m m
(2)凹模尺寸:
+0. 25△
+0. 25×
36
0. 62
-0. 62 D
凹=(D m a x -x △) 0
=(36-0. 5×0. 62) 0
=35. 690
+0. 03
m m
126. 64
×0. 62
-1. 0
D
凹
=(D m a x -x △) 0
+0. 25△
=(126. 64-0. 5×1. 0) 0
+0. 25
=126. 140
+0. 03
m m
3
-0. 25 D
凹=(D m a x -x △) 0
+0. 25△
=(3-0. 75×0. 25) 0
+0. 25×0. 62
=2. 820
+0. 002
m m
校核 : δ
凸
+δ
凹
≤Z m a x - Z m i n =0. 42-0. 36=0. 06m m
对于36-0. 62 : 0. 02+0. 03=0. 05m m <0. 06m="">0.>
对于126. 示
3. 2. 1. 2冲孔凸模
根据所要冲的孔的尺寸设计凸模的结构形式. 如下图所示:
凸模的固定形式为直接连接型式. 借助于螺钉, 销钉和止口紧回
定位, 简单可靠, 承裁能力强, 更换凸模方便. 固定开式如下图所示:
3. 2. 1. 3凸凹模
凸凹模的结构简图如图所示, 按式(2-27) 得凸凹模的最小壁厚
m =1. 5t =4. 5m m , 而实际最小壁厚为8m m , 故符合强度要求。凸凹模的
外刃口尺寸按凹模尺寸配制,并保证双面间隙0. 34-0. 39,凸凹模
上两孔中心距14m m 的公差,应比零件图所标精度高3-4级,即定
为14 0. 15m m
。
3. 2. 1. 4模柄
模柄的作用是固定上模座于压力机滑块上时使模具的压力中心
与压力机的压力中心保证一致, 所以, 模柄的长度不得大于压力机滑
块里模柄的孔的深度, 模柄直径应与模柄孔一致.
根据模具的总体特点, 选用凸缘式模柄, 此模柄用螺钉, 销钉与上
模座紧固在一起, 如下图所示:
3. 2. 1. 5凸模固定板
由于凸模的尺寸形状已定, 根据凸模的形状来定凸模固定板
的形状尺寸, 为使凸模或凹模固定牢固靠并有良好的垂直度, 固定
板必须有足够的厚度, 根据凸模的的形状定固定板的厚度为20m m. 其结构设计如下图所示:
3. 2. 1. 6导柱、导套
对于生产批量大、要求模具寿命高的模具,一般采用导柱、导
套来保证上、下模的导向精度。导柱、导套在模具中主要起导向作
用。导柱与导套之间采用间隙配合。根据冲压工序性质、冲压的精
度及材料厚度等的不同,其配合间隙也稍微不同。因为本制件的厚
度为3m m ,所以采用H 7/f 7。
3. 2. 1. 7 其他零件
本模具采用螺钉固定,销钉定位。
紧固螺钉标记:35钢M 10338 G B 70—85
限位螺钉标记:35钢M 12340 G B 68—76
定位销钉标记:35钢φ4320 G B 119—86
顶出螺钉标记:35钢φ14340 G B 119—86
定位销和挡料销的选用. 根据所设计的顶块和反侧压块的尺寸,
定位销和挡料销均选用直径为4m m 的. 尺寸如下图所示:
3. 2. 2选用模架、确定闭合高度及总体尺寸
由凹模外形尺寸250×160,选后侧导柱导套模架,再按其标准
选择具体结构尺寸如下:
表3-1 模架规格选用
复合模模架要求刚性好,精度高,因此通常将上模座加厚5~
10m m 下模座加厚10~15m m (与G B /T 2851~2852-90标准模架相比),因此上模座厚度H
度H 固上模取40m m 。上模垫板厚度H 下模垫取10m m ,固定板厚取20m m ,下模座厚度H 取45m m ,H 1中间垫板的厚度为8
m m , H 2垫板的厚度为8 m m , H 3固定板的厚度为12 m m 那么,该模具
的闭合高度:
H 闭=H 上模+H 垫+H 固+H 1+H 下模+H 2+H 3+25
=(40+10+20+45+8+8+12+25)m m
闭 =168m m 取H 为172
式中:L ——凸模长度,L =50m m
可见该模具闭合高度小于所选压力机J 23-100的最大装模高度
(220m m ),可以使用。
3. 2. 2 弯曲模的结构设计
因为四角件的料厚t =3m m >1. 5~1,外角半径R =4<2t>2t>
用两道工序弯曲,一副模具成形。结构如下:
3.3 模具总装图
3. 3. 1冲孔落料复合模的总装图
由以上设计,可得到模具的总装图,其工作过程是:模具在工作时,板料以导料销13和挡料销12定位。上模下压时,凸凹模外形和凹模8进行落料,;落下料卡在凹模中,同时冲孔凸模与凸凹模内孔进行冲孔,冲孔废料卡在凸、凹模孔内。卡在凹模中的冲件由橡胶带动推件装置顶出凹模面。卡在凸、凹内的冲孔废料由推件装置推出。
安装
4. 3. 1 弯曲模的安装要求
1. 上模座上平面对下模座下平面的平行度,导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套孔轴心线对上模座上平面的垂直度均应达到规定的精度要求。
2. 模架的上模沿导柱上、下移动应平稳,无阻滞现象。
3. 装配好的弯曲模, 其封闭高度应符合图样规定的要求。
4. 弯曲凸模和凹模之间的配合间隙应符合图样的要求,周围的间隙应均匀一致。
5. 模具应在生产的条件下试验,进行零件试冲,然后调试,直到符合图样要求。
6. 安装模具的螺栓及螺母和模柄,应采用标准确件,最好不要代用。
7. 用压板将下模紧固在工作台上时,其紧固用的螺栓拧入螺孔中的长度大于螺栓直径的1. 5~2倍.
8. 压板的压置应使压板的基面平行于压力机的工作台面,不准偏斜.
9. 弯曲凸模的中心线应与凹模的工作平面垂直.
10. 弯曲凸模和凹模的间隙应该均匀.
4. 3. 2 弯曲模的安装
本模具属于带有侧压块和顶块的弯曲模,应对侧压块和顶块进行适当调整。下面是具体的安装过程:
1. 开动压力机,把压力机滑块上升到极点;
2. 把压力机滑块底面、压力机的台面和模具的上下面擦试干
净;
3. 把模具放在压力机台面规定的位置上,用压力机行程尺检查压力机滑块底面至模具上平面之间距离是否大于压力机的行程。必要时,调节滑块高度,以保证该距离大于压力机行程。因本模具有打杆,所以应先按图样位置将其插入压力机台面的孔内,并把模具位置放正。
4. 将滑块降下到极点,并调节滑块高度,使其与弯曲模上平面接触。
5. 通过垫块和螺钉等,将上模紧固在压力机的滑块上,并将下模初步固定在压力机的台面上。〔不要压的太紧〕
6. 将滑块稍微往上调一点〔以免模具顶死〕,然后开动压力机,把滑块上升到上极点,松开下模的安装螺丝,让滑块空行程数次,再把滑块下降到下极点停止。
7. 拧紧下模的安装螺钉。再开动压力机使滑块上升到上极点位置。
8. 在导柱上加润滑油,并检查弯曲模工作部分有无异物,然后开动压力机,再使滑块空行程数次,从中检查导柱和导套的配合情况。若发现导柱不垂直或者导套配合不合适时,应拆下模具进行修理。
9. 进行试弯曲,并逐步调节滑块到所需的高度。
10. 调节压力机上的打料螺栓到适合的高度,使打料杆能正常工作。
11. 如果弯曲模使用气垫,则应调节压缩空气到合适压力。
12. 重新检查模具及压力机,无误后可进行试拉深。
4. 3. 3 弯曲模具的试冲
模具按图纸技术要求加工与装配后,必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲,如果发现模具设计与制造的缺陷,找出产生原因,对模具进行适当的调整和修理后再进行试弯曲,直到模具能正常工作,才能将模具正式交付生产使用。
4. 3. 4 弯曲模的试冲时常见的故障, 原因和调整方法
4. 3. 4. 1 弯曲模间隙调整
1. 调整时,先将较浅的一段调整后,再往下调整,直到所需的位置。
2. 因本模具是对称的。所以在调整时,可先将上模紧固在压力机滑块上,下模放在工作台上,先不紧固。在凸模上放置样件,再使上、下模吻合对中后,即可保证间隙的均匀性。调整好闭合位置后,再把下模固紧在工作台上。
4. 3. 4. 2出现弯曲角度不够
产生原因:凸凹模的固弹角制造过小, 凸模进入凹模的深度太浅, 凸, 凹模之间的间隙过大, 试模材料不对, 弹顶器的弹力太小.
调整方法:加大回弹角, 调节冲模闭合高度, 调节间隙值, 更换试模材料, 加大弹顶器的弹顶力.
4. 3. 4. 3弯曲位置偏移
定位板的位置不对, 凹模两侧进口圆角大小不等, 材料滑动不一致, 没有压料装置或压料装置的压力不足和压板位置过低, 凸模没有对正凹模.
调整方法:调整定位板位移, 修磨凹模圆角, 加大压料力. 调整凸凹模位置.
参考文献
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[2]李绍林、马长福主编. 实用模具技术手册[M ]. 上海科学技术出版社,1998
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[14]钟毓斌主编,冲压工艺与模具设计 华北航天工业学院 2000年3月
[15]许发樾主编,模具标准应用手册 1997年3月
总 结
经过近段的努力,在老师和同学们的指导和帮助下,我顺利地完成了这次的毕业设计任务。经过这次的设计任务,使我对模具设计,特别是模具的设计过程有了进一步地了解;对模具的基本结构、组装、调试、加工制造等方面有了深刻理解。在设计的过程中,通过对制件的分析和对模具的设计的研究时,能够较好地将课本上的理论知识应用与设计当中,并且能够从整体,宏观上去研究、分析、考虑设计问题。同时,在这次的设计过程中,还很大地程度上锻炼了自己的动手能力,如:亲自去收集和查找有关资料,并从中又学会了一门新的课程《如何查找资料和文献》;其次,通过搜寻大量的资料,还大大地锻炼了自己的画图、看图、排版等方面的能力。最重要的是,经过这次毕业设计,使我真正地感受到了集体的力量和学习方法。在设计过程中,难免会遇到技术或其他方面的难题,但是通过老师的指导和与同学们的交流和虚心地请教都得到了解决,使我最终顺利地完成设计。
由于本人的水平有限,经验不足,在设计当中如有不妥之处,还恳请各位老师指导更正。
致 谢
经过一段时间的紧张工作,今日终于顺利完成毕业设计。在
这里,我要忠心地感谢一些在我的设计工作中给予我很大的帮助。
首先:我要感谢我的指导老师于智宏老师,特别感谢于老师的近段设计期间对我的指导和帮助,特别是在离校期间的关心。
其次:我要感谢的是我的同学们,在设计过程中遇到技术问题,通过与他们的商讨和帮助,查阅资料,一一攻破难关,助我顺利地完成设计。
最后:我还要深深地感谢在工厂里的师傅们,在进行毕业设计期间,他们给予我以模具制造与设计方面上的经验指导。
范文二:进气歧管支架弯曲模设计
题目: 进气歧管支架弯曲模设计
目录
一(绪论 ......................................................................................................... 错误~未定义书签。 1.1 模具在工业中的地位 ................................................................................................... 错误~未定义书签。 1.2 模具的发展趋势 ........................................................................................................... 错误~未定义书签。 1.3 模具设计学习在模具制造中的作用............................................................................ 错误~未定义书签。 二( 工艺分析 ............................................................................................... 错误~未定义书签。 2.1结构与尺寸分析 ................................................................................................................. 错误~未定义书签。 2.2材料分析............................................................................................................................. 错误~未定义书签。 2.3精度分析............................................................................................................................. 错误~未定义书签。 三(工艺计算 ................................................................................................. 错误~未定义书签。 3.1弯曲工件展开尺寸 ............................................................................................................. 错误~未定义书签。 3.2弯曲力计算......................................................................................................................... 错误~未定义书签。
3.2.1自由弯曲力 ................................................................................................................ 错误~未定义书签。
3.2.2校正弯曲力 ................................................................................................................ 错误~未定义书签。
3.2.3顶件和压料压力 ........................................................................................................ 错误~未定义书签。 3.3弯曲件回弹值 ..................................................................................................................... 错误~未定义书签。 3.4压力机公称压力的确定 ..................................................................................................... 错误~未定义书签。 四(模具工作部分尺寸 ................................................................................. 错误~未定义书签。 4.1凸模圆角半径 ..................................................................................................................... 错误~未定义书签。 4.2凹模圆角半径 ..................................................................................................................... 错误~未定义书签。 4.3凹模工作部分深度 ............................................................................................................. 错误~未定义书签。 4.4凸模与凹模之间的间隙 ..................................................................................................... 错误~未定义书签。 五(模具整体结构 ......................................................................................... 错误~未定义书签。
5.1模具类型............................................................................................................................. 错误~未定义书签。5.2操作与定位方式 ................................................................................................................. 错误~未定义书签。 5.3出件方式............................................................................................................................. 错误~未定义书签。 5.4导向方式............................................................................................................................. 错误~未定义书签。 六(主要零部件的设计与选择 ..................................................................... 错误~未定义书签。 6.1凹模结构及固定形式 ......................................................................................................... 错误~未定义书签。
进气歧管支架弯曲模设计
6.2定位零件的选用 ................................................................................................................. 错误~未定义书签。 6.3凸模固定板的选用 ............................................................................................................. 错误~未定义书签。 6.4凸模垫板的选用 ................................................................................................................. 错误~未定义书签。 6.5模柄的选用......................................................................................................................... 错误~未定义书签。 6.6凸模尺寸及固定形式 ......................................................................................................... 错误~未定义书签。 6.7弹簧的选用......................................................................................................................... 错误~未定义书签。 6.8模架的选用......................................................................................................................... 错误~未定义书签。 6.9模具的闭合高度 ................................................................................................................. 错误~未定义书签。 6.10模具总装图 ....................................................................................................................... 错误~未定义书签。 七( 压力机的选用 ....................................................................................... 错误~未定义书签。 7.1压力机的主要技术参数 ..................................................................................................... 错误~未定义书签。
7.1.1 公称压力(吨位) .................................................................................................. 错误~未定义书签。
7.1.2滑块行程 .................................................................................................................... 错误~未定义书签。
7.1.3闭合高度 .................................................................................................................... 错误~未定义书签。
7.1.4工作台尺寸 ................................................................................................................ 错误~未定义书签。
7.1.5模柄孔尺寸 ................................................................................................................ 错误~未定义书签。 7.2 冲压设备规格的确定 ...................................................................................................... 错误~未定义书签。 八( 模具装配 ............................................................................................... 错误~未定义书签。 总结 ................................................................................................................. 错误~未定义书签。 致谢 ................................................................................................................. 错误~未定义书签。 参考文献 ......................................................................................................... 错误~未定义书签。
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进气歧管支架弯曲模设计
摘 要
关键词:单工序模;V型弯曲;设计。
本文的课题是进气歧管支架的弯曲模具设计。模具实例简单实用,使用方便可靠。文
中对产品进行了详细的工艺分析和工艺方案的确定。因零件的几何形状简单,精度要求不
高,故模具采用单工序模。而且单工序模具的加工周期短,设计和制造也相对简单。当所
有参数计算完后,对模具的装配方案,对主要零件的设计和装配要求都进行了分析。保证
了工件相对位置的准确性,提高了加工精度。如此设计的出的结构,可确保模具工作运行
可靠和产品大批量的生产。在设计过程中除了设计说明书外,还包括模具的装配图,非标
准零件的零件图,各零件及装配体的三维图。
Abstract
Key words: sigle process mode;V type bengding; design.
This article is subject to the intake manifold bracket die design . This molding tool solid example the
structure is in brief practical, the usage convenience is dependable.The product of a detailed analysis and the indentification process. Products for more simple shape and less precision ,in order to guarantee the sigle process mode. When all parameter calculations are over after, requested the technique requests to the design and assemble of the main spare parts to all carry on analysis to the assemble project that whets to have.Guarantee the workpiece and the shape jin the relative position of accuracy,So the structure is designed to ensure reliable operation of diestamping products and mass production requirements.During the period of design in addition to designing manual, also include the assemble diagram of the molding tool, the spare parts diagram of the not- standard spare parts, t All parts of three-dimensional graph and assembly body .
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进气歧管支架弯曲模设计
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进气歧管支架弯曲模设计
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范文三:手刹支架弯曲模说明书
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江阴职业技术学院
模具综合技能训练 设计说明书
课题手刹支架弯曲模设计
专业 模具设计与制造 姓名 秦蒙 _ 班级 10模具1班_ 学号 10020219 指导老师 沈杏林 完成日期 _2012/9/28____
目录
1、 2、 3、
弯曲介绍·零件图·······················3 工艺方案确定···························4 弯曲工艺计算························5
① 展开长度计算·······························5 ② 凸模圆角半径······························6 ③ 凹模圆角半径······························7 ④ 凹模工作部分深度的设计计算················7 ⑤ 凸凹模间隙计算·····························7 ⑥ 凸凹模工作部分尺寸及公差···················7 4、 5、 6、 7、 8、
回弹值确·······························8 弯曲力的计算····························8 冲压设备选择····························9 模具闭合高度计算····················· 9 压力中心的确定··························10
7、模具总装配图···························10
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(一)弯曲件的工艺分析
此工件为典型的U 形件,零件图的尺寸公差为未注公差,在处理这
类零件公差等级是均按IT14级要求。凸模圆角半径
由于此工件的R/t=2/2=1较大,且R 为2mm ,大于最小弯曲半径,回弹系数查模具大典得,K=1.14;故凸模圆角半径为r 凸=R/k=2/1.14=1.75mm
凹模圆角半径r 凹一般按材料厚度t 来选取,因为材料厚度为2mm ,所以r 凹=r凸+t=1.75+2=3.73mm,故凹模圆角半径取r 凹=3.75mm
(二) 工艺方案的确定
该零件包括弯曲一个基本工序,可用以下2种工艺方案: 方案1:对工件两边同时进行弯曲,可采用单工序模生产。
方案2:先弯曲一边再弯曲再弯曲另一边。可采用连续弯曲模。 方案2模具结构简单,但需要两道工序两套模具,生产效率较低,难以满足该零件的年生产量。方案1只需要一套模具弯曲件 , 弯曲件的形位精度和尺寸精度易于保证,且生产效率也高。通过以上两种方案的分析比较,对该件弯曲生产以采用方案1为佳。
(三) 弯曲工艺计算
(1).弯曲件展开长度的计算 当弯曲件圆角半径较小(r<0.5t)时,根据毛坯与制件等体积法计算l, 当弯曲圆角半径较大(r="">0.5t)时,根据中性层长度不变原理计算。因为R=2>0.5×2=1mm,属于圆角半径较大的弯曲件。所以弯曲件的展开长度按直边区与圆角区分段进行计算。视直边区在弯曲前后长度不变,圆角区展开长度按弯曲前后中性层长度不变条件进行计算。
由于R /t=2/2=1, 查表得中性层位移系数X=0.32,变形区中性层曲率半径ρ按式ρ=r+xt=2+0.32×2=2.64毛坯尺寸(中性层长度)L 弯=παρ/180=πα2.64/180=4.1448mm该弯曲件的毛坯展开长度为L 总=195+4.1448=199.1448mm
(四) 、凹模深度
凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度,同时也影响到弯曲件直边的平直度,对工件的尺寸精度造成一定的影响。此弯曲件:直边高度为
0mm ,板厚为2mm ,查表的凹模底部最小厚度为45mm ,因此,凹模工作部分深度75mm 。
(五) 、凸、凹模间隙
Z=t+Δ+ct
当工件精度要求不高或校正弯曲时,生产中长采用调整凸凹模间隙的方法来解决工件回弹问题。设计弯曲模结构时,把凹模做成可调试。由于凹模做成可调试,故也可以将凸凹模间隙值Z/2初选为材料厚度t ,即Z/2=tmax +Ct=2+2×0.07=2.14mm
(六) 、凸、凹模工作部分的尺寸与公差
(1)当工件精度要求不高或校正弯曲时,生产中长采用调整凸凹模间隙的方法来解决工件回弹问题。设计弯曲模结构时,把凹模做成可调试。由于凹模做成可调试,故也可以将凸凹模间隙值Z/2初选为材料厚度t ,即Z/2=tmax +Ct=2+2×0.07=2.14mm (2)凸凹摸横向尺寸及公差
工件标注外形尺寸时,以凹模为基准进行计算,间隙在凸模上。查表得δ凸=0.14δ凹=0.14.
凹模横向尺寸L 凹=(L-0.75△)0+δ凹=(45-0.75×0.62)0+0.14=44.5350+0.14 凸模横向尺寸L 凸=(L 凹-Z min )0-δ凸=(44.535-2.14)0-0.14=42.3950-0.14
(七) 弯曲件回弹值计算
小变形程度是(r/t≥10) 时,回弹值大,先计算凸模圆角半径,在计算凸模
计算;大变形程度(r/t<5﹚时,卸载后圆角半径变化小,仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲时,凸模圆角半径为1.75mm 凸模角度取90o。
(八)弯曲力的计算
U 形件校正弯曲时,在进行校正弯曲前是自由弯曲,弯曲力
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Fu 形自由弯曲为为Fu 形自由弯曲=0.7KBt2δb /(r+t)=0.7×1.3×45×4×
450/3=24.57KN
式中 F自——自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力(N ); B——弯曲件的宽度(mm ) t——弯曲件材料厚度(mm ) r——弯曲件的内弯曲半径 b——材料的强度极限(MPa) K——安全系数,一般取K=1.3
校正弯曲力时,校正弯曲力最大值在压力机工作到下止点的位置,且校正力远远大于自由弯曲力,而在弯曲工作过程中,二者又不是同时存在,因此查表得p=60MP,所以校正力为F 校=Ap=151.92×41×60=373.72KN 所以压力机F 压≥1.3F 校=1.3×373.72=485.84KN
初选压力机型号为JB23-63 公称压力/KN 630 滑块行程/mm 100 最大闭合高度/mm 400 闭合高度调节量/mm 80
(九)模具总体设计
该模具采用弯曲单工序模,上模主要由上模座、凸模等零件组成:下模
主要由凹模、下模座等零件组成。弯曲件无弹顶装置,靠手动取出。 1. 模架选择
上模座 250×250×35 HT250 下模座 250×250×40 HT250
导柱 30×130 20 钢 渗碳58~62HRC 导套 45×85×33 20 钢 渗碳58~62HRC
压入式模柄 ∮50 × 100
模具闭合 高度最大270mm 最小255mm
2. 模具闭合高度
模具闭合高度一般通过下式确定 :
H模=上模座厚度+凸模垫板厚度+凸模长度+凹模厚度+凹模垫板厚度+下模
座厚度—冲头进入凹模深度
如果凸模垫板厚度设计为10mm, 凸模长度为75mm ,凹模厚度为20mm
H 模=35+10+75+20+80+40-75=185mm 3. 压力中心的确定
该零件结构对称,故其压力中心在零件的几何中心。
7、模具零件图及总装配图
范文四:订书机支架弯曲模设计
订书机支架弯曲模设计
1、弯曲工艺分析
①、材料:Q235
②、结构:该零件结构简单,又无精度要求,生产批量小,加工容易,但在冲裁过程中,有许多细节。
③、尺寸及公差等级
公差等级取IT7,尺寸如图所示。
2、工艺方案确定
根据制件的工艺分析,其基本工序有落料、冲孔、弯曲。采用冲孔—落料连续冲压,再弯曲。采用连续模和单工序弯曲模生产
3、弯曲工艺的计算
①弯曲展开长度的计算 由r =0.3的比值可得 t
ρ=r+xt=0.3+0.35×1=0.65mm
L = 弧πρα180=1.0205mm
L 总=2x11.7+13.4+2L弧=38.841mm
②、弯曲力的计算
0. 7kbt 2p b F 弯== =10528N R +t
F =(0.3~0.8)F =(3158.4~8422.4)N 顶弯
F =Aq=16×13×70=14560N 校
F
F
F 压力机≥≥≥﹙1.2~1.3﹚﹙F + F﹚ 校顶压力机﹙1.2~1.3﹚﹙26140.8~22982.4﹚ 31368.96N~29877.12N 压力机
所以选择J23-6.3型压力机
③、弯曲模工作部分尺寸计算
⑴凸模圆角半径
r min =r=0.3mm
⑵凹模圆角半径
t ≤2mm , r a =4t=4mm
⑶间隙
C=t+nt=1+0.05=1.05mm
⑷凸凹模工作尺寸
① 凹模
+0.01+0.01L 凹=(16-0.75×0.01) 0=15.99250mm
L 凸=(15.9925-2x1.05)-0. 06=13.8925-0. 06mm 00
(5)、回弹
r =0.3<5~8 查表知回弹角为2° t
4、模具的总体设计
⑴模具类型的选择
有冲压工艺分析可知,采用冲孔—落料连续冲压,再弯曲。采用连续模和单工序弯曲模生产。
⑵定位方式的选择
导料采用导料销,并采用挡料销定位,以及采用压料装置。 ⑶卸料、出件方式的选择
采用推件块卸料、单出件方式。
5、主要零部件设计
⑴工作零件的结构设计
① 弯曲模凸模:根据零件宽度确定凸模宽度为32mm ,工作
部分高度等于零件高度与凹模深度、凹模圆角半径以及
所留余量之和,固定部分尺寸结合模柄确定。 如下图
⑵弯曲模凹模:根据零件宽度和定位零件的宽度确定凹模宽度,凹模长度由零件长度和定位板长度确定,凹模高度由零件高度顶板高度确定。如下图
6、 模具总装图
模具工作过程:冲压时,在弹簧作用下将坯料压紧。凸模往下运动,凸模将坯料压弯。在凸模运动一定时,当压块与上模座相碰时,整个工件得以校正。当上模回程时,顶件块将工件顶出,并手工将工件取走,然后将条料送进,进行下一个工件的生产。
模具装配图如下图所示:
范文五:弯曲模拉伸模
弯曲模和拉伸模教程 弯曲模的基本原理(一)
--弯曲的基本原理
弯曲模的基本原理(二)
--弯曲件的工艺性
弯曲模的基本原理(三)
--弯曲毛坯的尺寸及弯曲力的计算
弯曲模的基本原理(四)
--弯曲件的工序安排及弯曲模的基本结构
弯曲模的基本原理(五)
--弯曲模工作部分的设计 拉深模的基本原理(一)
--拉深模的基本原理 拉深模的基本原理(二)
--毛坯的尺寸计和圆筒形件拉深系数 拉深模的基本原理(三)
--圆筒形件拉深工艺计算 拉深模的基本原理(四)
--拉深的模具结构及各部件的尺寸计算
弯曲模的基本原理,一,
一、弯曲的基本原理
(一) 弯曲工艺的概念及弯曲件
1( 弯曲工艺:是根据零件形状的需要,通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度,一定形状工件的冲压工艺方法。
2( 弯曲成形工艺在工业生产中的应用:应用相当广泛,如汽车上很多履盖件,小汽车的柜架构件,摩托车上把柄,脚支架,单车上的支架构件,把柄,小的如门扣,夹子(铁夹)等。
(二)、弯曲的基本原理:以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为:
1( 凸模运动接触板料(毛坯)由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯短矩,在弯矩作用下发生弹性变形,产生弯曲。
2( 随着凸模继续下行,毛坯与凹模表面逐渐靠近接触,使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少,毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。(塑变开始阶段)。
3( 随着凸模的继续下行,毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。(回弯曲阶段)。
4( 压平阶段,随着凸凹模间的间隙不断变小,板料在凸凹模间被压平。
5( 校正阶段,当行程终了,对板料进行校正,使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。
(三) 、弯曲变形的特点:
弯曲变形的特点是:板料在弯曲变形区内的曲率发生变化,即弯曲半径发生变化。
从弯曲断面可划分为三个区:拉伸区、压缩区和中性层。
二、弯曲件的质量分析
在实际生产中,弯曲件的主要质量总是有回弹、滑移、弯裂等。
1( 弯曲件的回弹:
由于弹性回复的存在,使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后(工件小模具中取出后)发生变化(与加工中在模具里的形状发生变化)的现象称弹性回复跳(回弹)。
回弹以弯曲角度的变化大小来衡量。Δφ=φ-φt
1) 影响回弹的回素:
A( 材料的机械性能与屈服极限成正比,与弹性模数E成反比。
B( 相对弯曲半径r/t,r越小,变形量越大,弹性变形量所点变形量比例越小。回弹越小。
C( 弯曲力:弯曲力适当,带校正成分适合,弯曲回弹很小。
D( 磨擦与间隙:磨擦越大,变形区拉应力大,回弹小。凸、凹模之间隙小,磨擦大,校正力大,回弹小。
E( 弯曲件的形状:弯曲部分中心角越大,弹性变形量越大,回弹大,形状越复杂,回弹时各部分相应牵制,回弹小。
2) 回弹值的确定,可查表。
3) 减小回弹的措施:
A( 从工件设计上采取措施。
a). 加强筋的设计
b). 材料的选用:选用弹性模数大,屈服极限小,机械性能稳定的材料。
B( 工艺措施
a). 采用校正弯曲,增加弯曲力
b). 冷作硬化材料,弯曲前进行退火,降低屈服极限。
c). 加热弯曲
d). r/t>100用拉深弯曲
C( 模具结构上采取措施。
a).r>t时,V形弯曲可在凸模上减去一个回弹角,U形弯曲可将凸模壁作出等于回弹角的倾斜角或将凸模顶面做成弧面。
b).减小凸模与工件的接触区,使压力集中于角部。
c). U形件可以采用较少的间隙。
2( 弯曲件的弯裂
弯曲件变形区外边是拉伸区,当此区的拉应力超出材料的应力极限时(强度极限)就产生裂纹。
弯曲件的相对弯曲半径r/t越小,则变形越大,越易拉裂。
3( 弯曲件的滑移
由于毛坯与模具之间磨擦的存在,当磨擦力不平衡时造成毛坯的移位,称作滑移,使弯曲件的尺寸达不到要求:
1) 产生滑移的原因:由于两边磨擦力不等。
A( 工作不对称,毛坯两边与凹模接触面不相等。
B( 凹模两边的边缘圆角半径不相等,半径小,磨擦力更大。
C( 两边折弯的个数不一样。
D( V形弯曲中凹模不是中心对称,角度小的一边正压力大,磨擦大
E( 凹模两边的间隙和润滑情况不一样。
2) 防止滑移的措施
A( 尽可能采用对称凹模,边缘圆角相等,间隙均匀。
B( 采用弹性顶件装置的模具结构。
C( 采用定位销的模具结构。
4( 补充内容:
A( 弯曲可以压力机上进行,亦可以专用的弯曲机械弯曲设备上进行。
B( 弯曲分自由弯曲和校正弯曲:自由弯曲是指当弯曲终了时,凸模、毛坯和凹模三者吻
合后就不再下压。校正弯曲是指三者吻合后继续下压,对工件起校正作用,产生进一步的塑变。 三、弯曲件的工艺性:
对弯曲件工艺性影响最大的是弯曲半径,弯曲件的几何形状,材料的机械性能及尺寸精度。
1( 最小弯曲半径:
在保证外层纤维不发生破坏的条件下,所能弯曲零件内表面的最小圆角半径,称作弯曲件的最小弯曲半径,表示弯曲时的成形极限。
最小弯曲半径的影响因素:
A. 材料的机械性能。
B. 弯曲线的方向:由于板料的扎制造成板料性能和各项异性,扎制方向塑性较好,使弯曲的切向变形方向与扎制方向一致。
C. 板料宽度:宽度加大,最小弯曲半径增大。
D. 板料的表面质量。
E. 弯曲角。
F. 板料的厚度。
2( 弯曲件直边高度
弯曲件的弯曲边高度不宜太小,h>R+2t,如弯曲边高度太小,则难以形成足够的弯矩。
3( 阶梯形弯曲件的弯曲。
阶梯毛坯进行弯曲时,在阶梯根部易产生裂纹,需把阶梯根部设计在弯曲变形区之外,或采用切槽的方法。
4( 弯曲件的孔边距。
如果预先冲出的孔位于板料的弯曲变形区,则弯曲后孔要发生变形,要把孔设计在弯曲变形区以外。
孔壁与弯曲半径r中心的距离Z与板料厚度有关。
t=<2mm,l>=t
t>=2mm,L>=2t
四、弯曲毛坯的尺寸计算
弯曲零件毛坯展开尺寸具体计算的程序是:先将零件划分成直线和圆角的各个不同单元体。直线部分的长度不变,而弯曲的圆角部分长度则需要考虑材料的变形和应变中性层的相对移动。故整个毛坯的展开尺寸应等于弯曲零件各部分长度的总和。
ρ=R+kt
其中k是中性层位移系数,与r/t有关。
1( 有圆角半径的弯曲
r>0.5t的弯曲件即称有圆角半径的弯曲件。由于弯曲部分变薄不严重及断面畸变较小,所以可
按中性层展开长度等于毛坯长度的原则,求得毛坯尺寸。
L=ΣlE+Σlw
L----弯曲件毛坯长度;
ΣlE----弯曲件各直线段之各;
Σlw-各弯曲部分的展开长度之和。
Lw=πα/180?(γ+kt)
其中:α-弯曲中心角
k---中性层位移系数。
2( 无角半径的弯曲、、
无圆角半径或圆角半径很小(r<0.5t)的弯曲件,其毛坯尺寸是根据毛坯与制件体积相等,并考虑到在弯曲时材料变薄的情况而求得的。在这种发问下,毛坯长度等于各直线长度之各再加上弯角处的长度,即:>0.5t)的弯曲件,其毛坯尺寸是根据毛坯与制件体积相等,并考虑到在弯曲时材料变薄的情况而求得的。在这种发问下,毛坯长度等于各直线长度之各再加上弯角处的长度,即:>
L=ΣlE+knt
L-毛坯总长度
ΣlE--各直线段长度之和;
n-弯角数目
t-材料厚度
k-系数,取0.2,0.5。
3( 铰链式弯曲件
铰链式弯曲件毛坯展开长度的计算和一般弯曲件尺寸计算相似,所不同的只是中性层由材料厚度中间向弯曲外层移动。毛坯展开长度可按下式:
L=1.5πρ+R+l
其中ρ=R+kt
k-系数。
五、弯曲力的计算
弯曲力是设计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一。弯曲力的大小与毛坯尺寸、零件形状、材料的机械性能、弯曲方法和模具结构等多种因素有关。弯曲力急剧上升部分表示由自由弯曲到接触弯曲转化为校正弯曲的过程。
1(自由弯曲力的计算:
P=kbt2/(rp+t)* σb
σb-材料抗拉强度
rp -凸模圆角半径;
b-弯曲线长度;
t-材料厚度;
k-系数
2(校正弯曲时的弯曲力的计算:
P=F*q
P-校正弯曲力;
F-校正部分投影面积;
q-单位校正力。
3( 顶件力和压料力
对于设有顶件装置或压料装置的弯曲模,其顶件力或压料力Q值可近似取自由弯曲力的30,80%。
六、弯曲件的工序安排
确定弯曲件的制造工艺时,先要分析研究从毛坯到成品需要几道工序。工序安排的一般原则是先弯外角后弯内角,后次弯曲不影响前次弯曲部分的变形和前次弯曲必须考虑到后次弯曲时有合适的定位基准。工序安排尽量做到在满足工件精度质量要求前提下使工序次数少,模具结构简单,操作方便,产量高,废品率低。
弯曲件工序安排的一般方法是:
1( 对于形状简单的弯曲件,如V形、U形、Z形等件,可以采用一次压弯成形。
2( 对于形状复杂的弯曲件,一般需要采用二次或多次压弯成形。
3( 对称弯曲。即工件本身带有单面几何形状的弯曲,在拟定工艺方案时,应尽量成对弯曲,然后再切开。
4( 加连接带弯曲。当弯曲工件其边缘部分有缺口时,如直接连同缺口也冲出,必然发生叉口现象,严重时将无法成形,遇此情况时必须加添连接带将缺口连接在一起,待弯曲成形后,再将缺口多余部分切除。
5( 对于批量大、尺寸较小的弯曲件,为提高生产率,可以采用多工序的冲裁压弯切断连续工
艺成形。
七、弯曲模的基本结构
弯曲模的结构与一般冲裁模结构相似,分上下两个部分,它由凸、凹模,定位、卸料、导向及紧固件等组成,但弯曲模具还有它的特点,如凸、凹模除一般动作外,有时还需要作摆动、转动等动作。弯曲模结构形式应根据弯曲件形状,精度要求及生产批量等进行选择。 1( 简单动作弯曲模
该模具由模架、凸模、凹模、定位销、卸料杆、顶板、顶杆等零件组成。工作时,毛坯由顶板上的两个定位销定位,这样保证在弯曲过程中不产生滑移。
2( 复杂动作弯曲模(模拟动画)
复杂弯曲模是指在一次冲程中完成两个以上的动作。可以弯制简单弯曲模所不能制出的工件。
闹钟双铃提环弯曲模,其结构特点是在下模上装有二件摆块,并在凸模、顶料板的配合下,进行压弯成形。模具的前面装有斜面储料斗,通过冲床曲轴的动力带动偏心连杆机构把料斗中的料坯逐一送进,上模部分有自动卸料机构。
3( 圆管形件的弯曲
圆管形件弯曲方法,可有两次弯成和一次弯成两种。两次弯成的第一步是先弯成波浪形,第二步再弯成圆形。
4( 连续弯曲模(模拟动画)
同时进行冲孔,切断和压弯的连续模,用以弯制侧壁带孔的双角弯曲件。条料以导尺导料并从卸料板下面送至挡块右侧定位,当上模下压,条料首先被剪断并随即将所剪断的毛坯压弯成形。与此同时,冲孔凸模在条料上冲出一个孔,上模回程时,卸料板卸下条料,顶件销在弹簧的作用下推出工件。
5( 铰链件弯曲模
铰链件通常是将毛坯头部预弯,然后卷圆。
八、弯曲模工作部分的设计
1( 凸模和凹模的圆角半径
A( 凸模圆角半径
一般凸模的工作圆角半径取弯曲件的内侧弯曲半径,即rt=r,但不能小于材料允许的最小弯曲半径。当弯曲件的弯曲半径较大时,还要考虑曲率回弹量。如因工件结构上的需要,出现r B( 凹模圆角半径 凹模圆角半径不能过小,以免材料表面擦伤。在实际生产中,凹模圆角半径通常根据材料的厚度来选取: 当t<2 ra="(3,6)t">2> t=2,4 Ra=(2,3)t t>4 Ra=2t V形凹模底部可开退刀模或取圆角半径Ra为: Ra=(0.6,0.8)(rt+t) 2( 凹模工作深度 凹模深度l要适当,若过小,则工件两端的自由部分太多,弯曲件回弹大,不平直,影响零件质量;若过大,凹模增大,消耗模具钢材多,且需要压力机有较大的行程。 3( 凸模和凹模的间隙 弯曲U形件时,其凸凹模间隙z的大小,对弯曲件质量有直接影响。过大的间隙将引起回弹角的增大,过小时,引起工件材料厚度的变薄,降低了模具使用寿命。凸凹模例题的间隙值一般可按下式计算: Z=t+?+ct Z-弯曲凸凹模单边间隙 t-材料厚度; ?-材料厚度正偏差; c-根据弯曲件高度和弯曲线长度而决定的系数,一般取0.04,0.15。 4( 凸模和凹模的宽度尺寸计算 凸、凹模宽度尺寸是指Lt与La的尺寸。 拉深模的基本原理,一, 拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。 拉深工艺可制成的制品形状有:圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规则的开口空心零件。 拉深工艺与其它冲压工艺结合,可制造形状复杂的零件,如落料工艺与拉深工艺组合在一起的落料拉深复合模。 日常生活中常见的拉深制品有: 旋转体零件:如搪瓷脸盆,铝锅。 方形零件:如饭盒,汽车油箱 复杂零件:如汽车覆盖件。 圆形拉深的基本原理 一、 拉深的变形过程 用座标网格试验法分析。 拉深时压边圈先把中板毛坯压紧,凸模下行,强迫位于压边圈下的材料(凸缘部分)产生塑性变形而流入凸凹模间隙形成圆筒侧壁。 观察拉深后的网格发现:底部网格基本保持不变,筒壁部分发生较大变化。 1( 原间格相等的同心圆成了长度相等,间距增大的圆周线,越接近筒口,间距增大。 2( 原分度相等的辐射线变成垂直的平行线,而且间距相等。 3( 凸缘材料发生径向伸长变形和切向压缩变形。 总结:拉深材料的变形主要发生在凸缘部分,拉深变形的过程实质上是凸缘处的材料在径向拉应力和切向压应力的作用下产生塑性变形,凸缘不断收缩而转化为筒壁的过程,这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。 二、 各种拉深现象 由于拉深时各部分的应力(受力情况)和变形情况不一样,使拉深工艺出现了一些特有的现象: 1( 起皱: A.拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力,凸缘部分材料会失稳而发生隆起现象,这种现象称起皱.起皱首先在切向压应力最大的外边缘发生,起皱严重时会引起拉度. B.起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一,正常的拉深工艺中是不允许的.常采用压力圈的压力压住凸缘部分材料来防止起皱. C.起皱的影响因素: a). 相对厚度:t/D 其中t----毛坯厚度,D----毛坯直径 判断是否起皱的条件:D-d<=2zt, d="" ----工件直径.="">=2zt,> b). 拉深变形程度的大小 但是在拉深变形过程中,切向压应力及凸缘的抗失稳能力都是随着拉深进行,切向压应力是不断增大,变形区变小,厚度相对增加,变形失稳抗力增加,两种作用的相互抵消,使凸缘最易起皱的时刻发生于拉深变形的中间阶段,即凸缘宽度大约缩至一半左右时较易发生起皱现象. 2.变形的不均匀: 拉深时材料各部分厚度都发生变化,而且变化是不均匀的. 凸缘外边缘材料厚度变化最大,拉深件成形后,拉深件的坯口材料最厚,往里逐渐减薄,而材料底部由于磨擦作用(拉深凸模与底部材料间)阻止材料的伸长变形而使底部材料变薄较小,而底部圆角部分材料拉深中始终受凸模圆角的顶力及弯曲作用,在整个拉深中一直受到拉应力作用,造成此处变薄最大. 所以拉深中厚度变薄主要集中于底部圆角部分及圆筒侧壁部分,我们把这一变薄最严重的部位称作危险断面. 拉深过程中,圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘的作用,当传力区的径向拉应力超出材料极限, 便出现拉破现象. 3.材料硬化不均匀 拉深后材料发生塑性变形,引起材料的冷作硬化. 由于各部分变形程度不一样,冷作硬化的程度亦不一样,其中口部最大,往下硬化程度降低,拉近底部时,由于切向压缩变形较小,冷作硬化最小,材料的屈服极限和强度都较低,此处最易产生拉裂现象。 三、切边余量:是由于模具间隙不均匀,板厚变化,磨擦阻力不等,定位不准及材料 机械性能的方向性等,造成拉深件口部高低不齐,对于要求高的拉深件,需增加一道切边工序。而多次拉深就更明显。 四、 毛坯尺寸计算: 主要根据塑变体积不变原理,并略去拉深中的壁厚的变化。拉深前后毛坯与工件表面积相等的原则进行,此种方法称作等面积法。但这种计算方法只是近似的。 若旋转体毛坯料厚>0.5mm,计算时以料厚中线为准。 当R1=R2时,D= R1?R2 D= D= D= 五、 圆筒形件拉深系数 1( 拉深系数的概念。 拉深系数是指拉深后工件直径d与拉深前毛坯直径D之比。 M=d/D A((M<1)拉深系数m反映了拉深时材料变形程度的大小,m越小,表明变形程度越大。>1)拉深系数m反映了拉深时材料变形程度的大小,m越小,表明变形程度越大。> B(拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数,是拉深工艺计算和模具设计的重要依据。 C( 实际生产中,为减少拉深次数,M一般取最小值。 D( 当M小到一定值时,凸缘外边缘便会出现起皱现象,但可用增加压力圈的压边力防止起皱的出现。 E( 当M 小到一定值时,出现拉破现象,拉破一般出现在拉深力快出现峰值时,即拉深的初始 阶段。 F( 极限拉深系数,在危险断面不被拉破的条件下所能采用的最小拉深系数。 2( 影响拉深系数的因素: A( 材料的机械性能。材料的塑性好,屈服比σs/σb小的材料,m可小些,因σs小,说明材料易变形,σb大,说明危险断面承载能力高,不易拉断。 B( 毛坯的相对厚度t/D C( 拉深方式:有压力圈时,拉深系数M可小些。 D( 模具结构:拉深模的凸,凹模圆角的大小,及凸,凹模之间的间隙大小,对拉深系数影响很大。 E( 磨擦与润滑条件:要求凹模、压力圈与毛坯接触面应光滑,要求润滑,但凸模与毛坯接触面要粗糙些好,不要润滑,以增加磨擦力,减少拉裂的可能性。 3( 拉深系数的确定: 由于影响材料拉深系数的因素很多,理论计算与实际相差太大,各种材料的拉深系数都是由实验方法获得的。 六、 拉深模的分类: 1( 再次拉深模:它是半成品毛坯套在压力圈上定位,上模下降,下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中,使半成品直径减少,主要区别:是压边圈与首次拉深的压边圈不同。 2( 复合拉深模:其中其拉深凹模又起到落料凸模的作用。 七、 圆筒形拉深工艺计算 1( 无凸缘筒形件拉深的工艺计算 (1) 拉深次数的确定 A( 求出工件的拉深系数:mz=d/D B( 如果mz> m1,则可一次拉深成形;如mz< m1,则需多次拉深(两次或两次以上)=""> C( 求m 1, m 2, m 3……m n直到体积小于m z为止,为时的n即是拉深的次数。 D( 另一种方法是由工件的相对高度H/d和相对厚度t/D确定。 E( 多次拉深的目的是防止拉裂。 (,)再次拉深的特点。 变形仍然是依靠径向拉应力和切向压应力的联合作用。使半成品的直径发生收缩,增加高度。 它与首次拉深的不同主要表现在以下几个方面: 首次拉深 再次拉深 毛坯 平板(厚度均,机械性能均匀) 半成品(厚度不均,各处性能不一) 变形区 整个凸缘部分始终参与变形 只有台肩部分参与变形 初始阶段较大,以后逐渐减小 拉深力 逐渐增大 危险断面 拉裂出现在初始阶段,在凸模圆角处 拉裂出现在拉深未尾,在凸模圆角处。 起皱 凸缘易起皱 起皱不易发生,只是在拉深未尾发生 拉深系数 最小 逐次增大 (,)工艺计算程序 ,.确定切边余量δ。 ,.计算毛坯的直径,。 ,.确定是否用压边圈。 ,.确定拉深系数与拉深次数。 ,.确定各次拉深的直径。 ,.确定各次拉深的凸凹模圆角半径: ra=0.8 (D-d)t ran=(0.6,0.9)ran-1 rt=(0.6-1)ra G.确定各次拉深半成品的高度: 2.带凸缘筒形件拉深的工艺计算 (,) 带凸缘(法兰边)筒形件分类: ,.凸缘相对直径很小 dt/d=1.1,1.4,相对高度较大 H/d>1,可以按无凸缘筒形件进行工艺计算和拉深,即:首次拉深不留凸缘,再次拉深时留出锥形凸缘,最后工序把凸缘压平。 ,. 凸缘相对直径很大 dt/d>4,并且高度,很低,这类零件的变形特点已起出拉深范围,属于胀形。 ,. 凸缘相对半径较大 dt/d>1.4,相对高度已较大,这类称宽凸缘筒形件,即带凸缘筒形件,它有两种成形方法:第一种是每次拉深高度不变,改变达到要求;第二种是改变每次拉深的直径来增加高度。 (,) 带凸缘筒形件的拉深特点:(原理与不带凸缘筒形件相似) ,.拉深系数 dt/d-- 凸缘相对直径 H/d--工件相对高度、 r/d--底部及凸缘部分相对圆角半径 m由以上三个尺寸因素确定,其中dt/d影响最大,而r/d影响最小,当毛坯直径,及拉深系数一定时,dt/d和H/d不同,则材料的变形程度不同,dt/d越小,H/d越大,则变形程度越大。 ,.带凸缘筒形件拉深,凸缘不全转变为筒壁,其可以看作是无凸缘拉深过程中的一个中间状态,因此,其首次拉深系数可小于或等于无凸缘形件的拉深。 由于极限拉深系数m的大小主要取决于最大拉深力出现时是否拉破。当拉到凸缘直径为dt时, 出现最大拉深力,则带凸缘的拉深和不带凸缘的拉深的极限拉深系数相同。如当拉到凸缘直径为dt时,未达到最大拉深力(即拉深力未超出材料的屈服极限),则带凸缘的拉深系数还可再小些,其拉深系数可小于不带凸缘拉深时的拉深系数,即m, ,.首次拉深时,m1=d1/D一定时,dt/d1与H1/d1的关系一定,即dt减小,,,增大,因为d1不变,按体积不变原则,dt与,,的变化关系不变,即变形程度由,,/d1来表示,即可由材料的极限H1/d1(即m1为极限拉深值时)当工件的,,d
,.带凸缘筒形件的拉深中,dt是首次拉深中形成,在以后的各次拉深中不变,仅仅是靠减小直筒部分的直径来增加筒形件的高度。凸缘部分由于首次拉深时的冷作硬化作用,在以后的拉深中已难以拉动变形,强行拉动会导致拉破。
使第一次拉深入凹模的材料比最后拉深部分实际所需材料多才多,,,,,使多余材料在以后的再次拉深中逐步分配,最后被留在凸缘上,防止由于材料不够,在再次拉深中强行拉深。凸缘入凹模而出现工件拉破现象。
(,) 带凸缘筒形件拉深高度:
Hn-第n次拉深高度
D-平板毛坯直径
dt-凸缘直径
dn-第n次拉深直径
Rn-第n次拉深上部圆角半径
Rn-第n次拉深底部圆角半径
八、拉深的模具结构
,( 首次拉深模:
(,) 模具结构简单,使用方便,制造容易。
(,) 压边圈即起压边作用,又起卸料作用和板料的定位作用。
(,) 凸模上开有气孔,以防止拉深件紧吸附于凸模上而造成困难。
(,) 模具采用倒装式,以便在下部空间较大的位置安装和调节压边装置。
,( 再次拉深模:
再次拉深模,半成品毛坯套在压边圈上定位,上模下降,下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中,使半成品直径减小,主要区别:是压边圈与首次拉深的压边圈不同。
,( 复合拉深模:拉深的凹模又起到落料凸模的作用。
九、拉深模工作部分尺寸的确定
其工作部分主要是指拉深凸模、凹模和压边圈。这些工作部件的结构尺寸对拉深件的变形和拉深件的质量有很大的影响。
拉深间隙 ,(
拉深间隙对拉深件筒形直壁部分有校正作用:间隙大,则校正作用减小,效果不明显,形成口大底小的锥形;间隙减小,则拉深力增大,易造成拉破的现象,而且模具的磨损快。
考虑到拉深中外缘的变厚,除最后一次拉深间隙取等于或略小于板料厚度以外(以保证工件精度),其余拉深都应把间隙取为稍大于材料厚度。对于不用压边圈的拉深,Z=(1,1.1)Zmax,未次拉深用小值,中间拉深用大值。
,( 凸凹模圆角半径
凹模圆角半径对拉深件影响更大,凹模圆角不能小,但太大,易造成压边面积小而起皱,而且拉深过程中,凸缘较早离开压边圈,亦会引起起起皱现象。
凸模圆角小,圆角材料变薄严重,易拉裂:
ran=(0.6,0.9)tan-1
rt=(0.6,1)ra
最后工序rt=r工件>(1 ,,)t
,( 凸凹模工作部分尺寸计算
拉深件尺寸精度主要取决于最后一道工序,拉深凸凹模尺寸,与中间工序尺寸无关,所以中间工序可直接取工序尺寸作为模具工作部分尺寸,而最后一道工序则要根据工件内(外)形尺寸要求和磨损方向来确定凸凹模工作尺寸及公差。
按尺寸标注方式:
标外形:,a=(D-0.75t)+ δn dt=(D-0.75-2Z)- δt
按内形标注:Da=(d+0.4t+2Z)+ δa dt=(d+0.4t) δt
其中δa和δt按,,,,,级精度。
拉深凸模出气孔按d=(5,,,)mm
,( 采用压边圈条件及压边圈类型
(,) 不产生起皱的条件是:,-d<22t>22t>
(,) 压边装置的类型:刚性和弹性两类。
刚性压边圈:是双动压力机上利用外滑块压边,压边不随拉深的行程变化而变化。
弹性压边装置:用于单动压力机上,压边力随冲床的行程变化而变化。
(,) 压边圈的类型:
平面压边圈:一般用于首次拉深
带弧形的压边圈:用于t/D<0.3带有小凸缘圆角半径的拉深。>0.3带有小凸缘圆角半径的拉深。>
带限位装置的压边圈:保持压边力均衡,防止压边圈把毛坯压得太死。 十、拉深的质量分析:
1( 拉裂,起皱:由于压边力小,造成起皱,使拉入凹模型腔困难。
2( 拉裂:径向拉应力太大。
3( 起皱:切向压应力太小,失稳。
4( 工件边缘呈锯齿状:毛坯边缘有毛刺。
5( 工件边缘高低不一:毛坯中心与模具中心不一致,或是由于材料壁厚不均,凹模圆角半径,
模具间隙不均。
6( 危险断面显著变薄:圆角半径(模具)太小,压力力太大。
7( 工件底部拉脱:凹模圆角太小。材料处于切割状态。
8( 工作凸缘折皱:凹模圆角半径太大,拉深未了时压力圈压不到,起皱后被继续拉入凹模。
2mm,l>0.5t)时,根据毛坯与制件等体积法计算l,>