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XXXX學院
畢業(yè)設計(論文)
題 目：彎曲模具設計
專 業(yè)：
班 級：
學 號：
學生姓名：
指導老師：
起迄日期：
2012 年 X 月 XX
畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要
本文闡述了采用模具生產(chǎn)的可能性，本文分析了彎板的工藝特點，其中包括利用CAD軟件進行工件展開圖的尺寸計算、工件的工藝分析、沖裁力的計算、模具設計的難點，確定了模具的模具總體結構。詳細介紹了凸模、凹模、固定板、卸料裝置等零部件的設計和制造，以及壓力機的選擇。此次模具設計的突出特點是嘗試使用復雜的模具具，解決常規(guī)沖壓工藝模具套數(shù)多、工藝路線長、生產(chǎn)成本高、效率低等缺點，并為以后此類零件沖壓工藝的編制及模具設計提供了可靠的依據(jù)。
關鍵詞 模具 工藝分析 模具設計
第II頁
Abstract
In this paper, the possibility of using complex mode of production, This paper analyzes the characteristics of computer support technology, Including the use of CAD software to calculate the size of the workpiece expansion plan, parts of the process analysis, punching force calculation, mold design, the difficulty to determine the overall structure of compound die. Details of the punch, die, fixed panels, unloading equipment and other parts of the design and manufacture, and press option. To solve the problem of original process, such as large numbers of die, long process of technology, high production cost, low efficiency, difficulty in keeping symmetry of working parts are solved, and a reliable evidence for the workout of stamping process and die design of these parts is provided.
Keywords Compound Die Process Analysis die design
畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要
XXX學院畢業(yè)設計說明書（論文）
目 錄
前 言 5
第一章 工藝設計 7
1.1 零件介紹 7
1.2 零件工藝性分析 7
1.3工藝方案的確定 7
第二章 彎曲模的設計 8
2.1模具總體結構 8
2.1.1模具總體結構形式 8
2.1.2模具零件結構形式 8
2.2工藝計算 8
2.2.1彎曲工藝力的計算及設備的初選 8
2.2.2壓力中心的計算 9
2.2.3計算凹凸模具的部分尺寸和公差 9
2.3模具零件的詳細設計 10
2.3.1定位零件的設計 11
2.3.2頂件零件的設計 12
2.3.3連接及固定用零件的設計 12
結 論 13
參考文獻 14
致 謝 16
前 言
隨著時代的發(fā)展，模具的應用范圍越來越廣，地位也越來越高。有了模具，企業(yè)有可能向社會提供品種繁多、質(zhì)優(yōu)價廉的商品，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的多方面的消費需要。有了模具，人們的衣、食、住、行，可直接或間接地變得豐富多彩。說得具體一點，人們?nèi)粘＝佑|到的如：汽車、手表、手機、電話、電腦、空調(diào)傳真機、復印機、彩電、冰箱、照相機、兒童玩具等，可以說一切用品，大到飛機、輪船、火車、火箭，小到一根縫衣針，都離不開模具加工或生產(chǎn)其中某個零件。模具的廣泛應用，不僅得到了人們普遍的認識，同時，模具水平的高低，關系到現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進步，關系到經(jīng)濟建設的速度。大力提高制造模具水平，是提升模具技術檔次的關鍵。
沖模按其功能和模具結構，有單工序模、模具和級進模之別。它們都是借助壓力機，將被沖的材料放入凸、凹模之間，在壓力機的作用下使材料產(chǎn)生變形或分離，完成沖壓工作。
模具是在壓力機的一次工作行程中，在模具同一工位用時完成數(shù)道分離工序的模具。模具的設計難點是如何在同一工作位置上合理地布置多對凸、凹模。他在結構上主要特征是有一個既是落料凸模又是沖孔凹模的凸凹模。按照模具工作零件的安裝位置不同，分為正裝式模具和倒裝式模具兩種。
模具有許多缺點：
（1） 模具零部件制造加工比較困難，成本較高。
（2） 凸凹模受到最小壁厚的限制，使得一些內(nèi)孔間距、內(nèi)孔和邊緣間距較小的零件不宜采用
模具有許多優(yōu)點：
（1）由于它是一種多工序模具，所以它有別于單工序模具，生產(chǎn)效率較高，適于大批量生產(chǎn)。
（2）由于沒有二次送料問題，所以對條料的尺寸精度要求較低，一般不受條料形狀及尺寸的限制，可以利用邊角余料生產(chǎn)。
（3）與連續(xù)模相比，沖模所占臺面面積較小。
（4）適用范圍較廣，除常用材料外，還適合沖裁0.04mm厚的薄材和較軟的金屬材料。
（5）沖壓成品件內(nèi)、外形同心度較高，由于不受送料誤差的影響，所以精度較高，一般公差可達±0.02～0.04mm。
（6）沖壓成品件表面平直，精度也較高，一般可達IT11～IT12級精度，最高可達IT9級以上。所以，當工件尺寸精度要求高于IT12級時，一般均應采用模具結構。
（7）采用模具結構設計，與多工序分別操作相比，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，省去了分模加工需清整邊角、毛刺等加工工序，降低了勞動強度和生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
在實際生產(chǎn)中，應在工藝分析的基礎上靈活運用各種工藝措施和特殊的模具結構，在保證可靠性和一定使用壽命的前提下，可通過采取一定的工藝措施和設計技巧來提高模具的復合程度，達到提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的目的。
本文以彎板模具的設計為主線，依據(jù)模具的基本組成部分，采取基礎和設計技巧相結合，理論與實踐相結合，圖例與剖析相結合，模具設計與加工工藝相結合的方式，對模具結構設計中的關鍵之處以及可能出現(xiàn)的問題和處理方式進行詳細地剖析。同時，從模具的加工工藝的角度出發(fā)，分析并提供便于加工的模具結構形式，使模具設計和加工更加緊密的結合在一起。
第一章 工藝設計
1.1 零件介紹
本次畢業(yè)設計的產(chǎn)品見圖1.1所示，材料為厚4mm的扁鋼板料，要求批量為大批量。該零件屬于比較復雜的典型的沖裁、彎曲件的復合件，落料時候，落料時形狀很規(guī)則，并且有只1處地方需要彎曲，且屬于U型彎曲。變形較為簡單，對工藝與模具的要求不高。
圖1.1：零件圖
1.2 零件工藝性分析
（1） 材料：圖1所示零件材料是扁鋼，是優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能。
（2） 工件結構：該零件形狀復雜，孔邊距遠大于凸凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用模具來沖壓該零件。
（3） 尺寸精度：該零件未注公差的尺寸屬于自由尺寸，按IT14級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。
（4） 結論：可以沖裁。
1.3 工藝方案的確定
通過上述分析，成形該零件需要落料、彎曲等多道工序，可列出如下兩種復合沖壓的方案：
方案一：第一副為落料模，第二副模具為折彎
方案二：第一副為落料模后折彎再斷料連續(xù)模具。
兩方案生產(chǎn)效率較高，均能滿足大批量生產(chǎn)，但在成形次序上不同。方案二中的模具偉單工序浪費人力 且產(chǎn)品定位不穩(wěn)定。因此采用方案一。
第二章 彎曲模的設計
2.1模具總體結構
彎曲是板料的沖壓基本工序之一，在沖壓生產(chǎn)中占有很大的比例。彎曲是對毛坯施加外彎曲力矩，使其形成具有一定的曲率，一定角度和形狀的沖壓工序。當彎曲力矩較小時，毛坯只發(fā)生彈性彎曲。當外彎曲力矩繼續(xù)增大時，毛坯的曲率半徑逐漸變小，毛坯將由彈性彎曲發(fā)展成彈——塑性彎曲或純塑性彎曲。
2.1.1模具總體結構形式
因為這副模具是彎曲L型面，所以只有一個彎曲。這副模具在設計上結構比較簡單，操作方便，無需復雜的形式。
2.1.2模具零件結構形式
1.定位方式的選擇
因為該模具采用的是上副模具彎曲取下的料，因此選用定位板兩端定位方式定位，定位穩(wěn)定可靠。
2.頂件方式的選擇
選用剛性頂件裝置，由彈頂器和卸料螺釘將頂板頂起，通過頂板將落料凹模內(nèi)的工件頂出，其頂件力大，工作可靠。
3.導向方式的選擇
為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，滑動平穩(wěn)，導向準確可靠，該模具采用中間導柱模架。
4.固定與緊固零件的選擇
該模具選用中間導柱模架，其導向裝置安裝在模具的對稱線上，彎曲時可防止由于偏心力矩而引起模具歪斜，滑動平穩(wěn)，導向準確可靠，可前后送料出料，便于操作。
2.2工藝計算
2.2.1彎曲工藝力的計算及設備的初選
工藝計算是選用壓力機、模具設計以及強度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機的潛力，避免因超載而損壞壓力機，所以計算是非常必要的。為了合理地選擇壓力機和模具設計，必須計算彎曲力。彎曲力的大小不僅與毛坯的尺寸、材料的力學性能、晚期半徑等有關，而且和彎曲方式也有很大的關系，從理論上計算彎曲力比較繁雜，精確度亦不高，因此生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗公式進行計算。此畢業(yè)設計中所涉及的彎曲均視為自由彎曲。
由參考文獻[1]中U形件彎曲公式3.23：
式中---自由彎曲力（N）；
k ---安全系數(shù)，一般取 k=1.3；
b ---彎曲件的寬度（mm）；
t ---彎曲材料的厚度（mm）；
r ---彎曲件的內(nèi)圓角半徑（半徑）；
---彎曲材料的抗拉強度（MPa）。
本設計采用扁鋼，其零件的彎曲材料的抗×拉強度= 340 Mpa，材料厚度為4mm。彎曲件的內(nèi)圓角半徑r=13mm，彎曲件的寬度b=18mm。
=0.7×1.3×18×16×340/17=5242N
因此本副模具采用的壓力機為J23-25。
3.2.2壓力中心計算
成形力的合力中心稱為壓力中心.對于中心模具,壓力中心應于模柄中心線大體重合,以保證壓力過程中模具各零件受力均衡和工作平穩(wěn).如果壓力中心不與模柄中心線一致,就會產(chǎn)生偏心力矩,使壓力機滑塊、導軌、模具的導柱與導套、模具刃口之間發(fā)生嚴重磨損甚至啃傷，使模具過早失效。
模具的壓力中心坐標值（x，y）
取零件長孔的對稱中心為零點，計算壓力中心位置為：
經(jīng)求解得：x0=0，y0=0。
2.2.3計算凸、凹模工作部分尺寸及公差
1.凸、凹模間隙
彎曲U形件時，其凸、凹模間隙c的大小，對彎曲件質(zhì)量有直接影響，過大的間隙將引起彈復角的增加，過小時，引起工件材料厚度的變薄，降低可模具使用壽命，因此必須確定出合理的間隙值。凸、凹模合理的單邊間隙值c一般按下式計算：
鋼板 c=(1.05～1.15)t
取c=1.1t，所以c=1.1×4mm=4.4mm
2.凸、凹模寬度尺寸
凸模寬度
此時凹模寬度應按凸模寬度尺寸配制，并保證單面間隙為c，即如參考文獻[1]中公式3.35：
凹模寬度
式中、---彎曲凸模、凹模寬帶尺寸（mm）；
L---彎曲件外形或內(nèi)形基本尺寸（mm）；
c---彎曲模單邊間隙（mm）；
---彎曲件尺寸公差（mm）；
---彎曲件偏差（mm）；
、---彎曲凸模、凹模制造公差，采用IT6～IT7。
3.凸、凹模圓角半徑和凹模深度
根據(jù)彎曲形狀將凸模做成整體式的，而將凹模做成組合式的。
（1）凸模圓角半徑。當彎曲件的內(nèi)側彎曲半徑為r時，凸模圓角半徑應等于彎曲件的彎曲半徑，即=r，但必須是r大于允許的最小彎曲圓角半徑。所以=r=0.5mm。
（2）彎曲凹模的圓角半徑。凹模圓角半徑的大小影響彎曲力、彎曲件質(zhì)量與彎曲模壽命。凹模兩邊的圓角半徑大小應一致且合適，過小，彎曲力增加，會刮傷彎曲件表面，模具的磨損增加；過大，支撐不利，其值一般根據(jù)板厚取。因為板厚t=4mm，所以取=3。
（3） 凹模工作部分深度。過小的凹模深度會使毛坯兩邊自由部分過大，造成彎曲件回彈量大，工件不平直；過大的凹模深度增大了凹模尺寸，浪費模具材料，并且需要大行程的壓力機，因此，模具設計中，要保持適當?shù)陌寄Ｉ疃取?
2.3模具零件的詳細設計
凸模寬度
=（66+0.50.008）=66.504 對應凹模寬度L=66.924
圖3.1彎板彎曲模1
2.3.1定位零件的設計
此副彎曲模采用的是落料件的長方型面成形，選擇定位板對零件的進行定位，用此定位比較精確。材料選用CR12鋼，熱處理43~48HRC。
2.3.2頂件零件的設計
頂件裝置一般式彈性的，其基本組成有頂桿、頂桿塊和裝在下模底下的彈頂器，彈頂器可以做成通用的，其彈性元件時彈簧或橡膠。這種結構的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠。頂件板材料選用45鋼，熱處理43~48HRC。
2.3.3連接及固定用零件的設計
1.模架
該模具選用后側導柱模架。
2.模柄
此副模具屬于中、小型模具，可通過模柄將上模座固定在壓力機滑塊上。
5.螺釘與銷釘
螺釘與銷釘都是標準件。
結 論
本次設計為彎板模具設計，該設計包含了落料沖孔、彎曲還有CAD等軟件上的使用。這些內(nèi)容是我們在大學階段必修的內(nèi)容。這次設計的難度適中，對我們來說難度應該不太大，但本次設計對我們這些即將畢業(yè)的人來說難度相當?shù)拇?，主要在凸凹模等尺寸的計算、CAD的繪圖等方面。但經(jīng)過不懈的努力，我完成了本次設計。
順利如期的完成本次畢業(yè)設計給了我很大的信心，本次畢業(yè)設計讓我對本人的專業(yè)有了進一步的理解，為以后的工作道路奠定了一定的基礎。在本次畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié)存在著很多不足之處，這些不足之處是個人無法再短期內(nèi)所能改過來的，這需要更多的實踐才能彌補這些不足。因此本人尚無實際生產(chǎn)經(jīng)驗，設計中仍存在許多不足之處，需要進一步的修改和完善。
參考文獻
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致 謝
四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!
本設計的完成是在我們的王鑫老師的細心指導下進行的。在每次設計遇到問題時老師不辭辛苦的講解才使得我的設計順利的進行。從設計的選題到資料的搜集直至最后設計的修改的整個過程中，花費了郭老師很多的寶貴時間和精力，在此向導師表示衷心地感謝！導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責任心都將使學生受益終生！
還要感謝和我同一設計小組的幾位同學，是你們在我平時設計中和我一起探討問題，并指出我設計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設計順利的進行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結稿，在此表示深深的謝意。
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