U型件彎曲模設(shè)計(jì)（健雄）

U型件彎曲模設(shè)計(jì)（健雄）,彎曲,曲折,設(shè)計(jì),健雄 中文題目：U型件彎曲模設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共 22 頁(yè) 圖紙共 4 張 完成日期 答辯日期 摘 要本次設(shè)計(jì)的為U型彎曲模設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)分析決定使用沖壓的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)出U型件的合理尺寸以及沖裁力、卸料力等計(jì)算確定壓力機(jī)的型號(hào)。再通過(guò)分析計(jì)算設(shè)計(jì)出所需要的模具，以此模具將所需要的U型件生產(chǎn)出來(lái)。關(guān)鍵詞：沖壓;沖孔;落料目 錄前 言11 沖壓工藝設(shè)計(jì)21.1 產(chǎn)品的工藝分析21.1.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介21.1.2 材料的選取21.2 工藝方案的選取21.2.1 工藝方案的確定22 彎曲工藝計(jì)算42.1 排樣圖以及搭邊值的計(jì)算42.1.1 排樣圖42.1.2 搭邊值42.2凸凹模刃口尺寸的計(jì)算42.2.1 凸凹模刃口尺寸的計(jì)算52.2.2落料力與沖孔力的計(jì)算73 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇73.1 選擇適合的模具結(jié)構(gòu)73.1.1 復(fù)合模73.1.2正裝與倒裝的選擇73.2 工作零件的設(shè)計(jì)83.2.1 凸模尺寸計(jì)算83.2.2 凹模尺寸計(jì)算84 沖壓設(shè)備的選用94.1 沖壓設(shè)備簡(jiǎn)介94.2 壓力機(jī)的選擇95 模具總圖及其工藝分析105.1 模具結(jié)構(gòu)圖105.1 螺紋孔和銷(xiāo)孔的放置125.2 彈簧的選擇125.3 模架的選擇125.3.1 以導(dǎo)柱為裝配基準(zhǔn)的裝配135.3.2 以導(dǎo)套為裝配基準(zhǔn)的裝配135.4 總裝配13總 結(jié)14致 謝15附 錄16參考文獻(xiàn)173蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前 言模具的歷史悠久，我國(guó)也很早會(huì)模具制造，可以追溯到夏商周時(shí)期，那時(shí)候人們就會(huì)制造青銅器滿(mǎn)足人們的生活需要，隨著工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，到了現(xiàn)代，人們已經(jīng)可以通過(guò)模具大批量生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品。在生產(chǎn)生活中，塑料模具和冷沖模具占據(jù)了很大一部分比例。本次著重介紹一下冷沖模具及其應(yīng)用前景。冷沖模是以塑料變形為理論基礎(chǔ)，綜合了材料學(xué)、力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)等工藝的多學(xué)科的應(yīng)用，是一種使用性很強(qiáng)的學(xué)科。在科技高度發(fā)達(dá)的今天，冷沖模具發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)。與生產(chǎn)生活緊緊貼合在一起，作為初學(xué)者的我們，要注重理論和實(shí)際相結(jié)合，不能死記參考書(shū)。應(yīng)該對(duì)冷沖進(jìn)行系統(tǒng)性的理解，慢慢滲透后再結(jié)合參考書(shū)上的表格公式對(duì)模具尺寸進(jìn)行計(jì)算，再對(duì)模具工藝進(jìn)行分析，直到自己慢慢搞懂，最后成為自己的知識(shí)才是我們的最終目標(biāo)。在這之前，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)一些關(guān)于機(jī)械原理的一些東西，我們也得把之前學(xué)的機(jī)械知識(shí)牢牢掌握，了解機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)，我們才能更好的學(xué)習(xí)冷沖模具設(shè)計(jì)與制造。在數(shù)字化與計(jì)算機(jī)高度發(fā)達(dá)的今天，UG、CAD等一些繪圖軟件我們也要熟練使用，軟件和理論的相結(jié)合，才會(huì)讓我們的學(xué)習(xí)更高效。冷沖模具按照工藝的分類(lèi)可分為拉伸模、彎曲模、成型模和沖裁模。按照工序組合分類(lèi)可分為單一序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模。本次所設(shè)計(jì)的零件U型件彎曲模，彎曲模是指將毛坯或者半成品零件按照?qǐng)D凹凸模形狀直接復(fù)制而成，而材料本身僅發(fā)生局部塑料變形的模具，例如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模等。近年來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步，民眾需求的不斷提高，冷沖模的需求量也隨之上漲，例如浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)，廣東一些迅速發(fā)展起來(lái)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，都需要大量的模具專(zhuān)業(yè)的人才，模具工基本上都是供不應(yīng)求的，尤其是近年來(lái)沖壓模具工業(yè)更是以每年15%左右的增長(zhǎng)速度迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外更是緊缺模具專(zhuān)業(yè)的人才。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)進(jìn)步很快，但相對(duì)于國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)還是相對(duì)比較落后的。所以我們學(xué)好模具制造，于己于國(guó)都是一件好事。國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的銑削加工，大大提高了工作效率。使得模具愈來(lái)愈向便捷化，智能化方向發(fā)展。 1 沖壓工藝設(shè)計(jì)1.1 產(chǎn)品的工藝分析1.1.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介如圖所示，本次設(shè)計(jì)的零件為一個(gè)彎曲件，是一個(gè)較為簡(jiǎn)單的沖壓產(chǎn)品，但用途廣泛。圖1-1 U型件草圖1.1.2 材料的選取由于U型件是較為簡(jiǎn)單的彎曲件，經(jīng)過(guò)分析決定使用10號(hào)鋼來(lái)沖裁，因?yàn)?0號(hào)鋼的含碳量比較低，容易發(fā)生彎折，塑性和韌性也很好，容易加工成型正火或冷加工后切削加工性能也不錯(cuò)，與20號(hào)鋼相比較，20鋼含碳量較高，彎曲成U型容易發(fā)生斷裂，所以經(jīng)過(guò)比較選取10號(hào)鋼，10號(hào)鋼也完全滿(mǎn)足我的設(shè)計(jì)需求。1.2 工藝方案的選取1.2.1 工藝方案的確定U型件為簡(jiǎn)單的、對(duì)稱(chēng)的零件，材料厚度為2厘米，可以一次彎曲成功，精度尺寸在實(shí)際加工中也能得到保證，適合大批量生產(chǎn)，決定使用先先沖孔，然后彎曲，最后落料的方案進(jìn)行加工。2 彎曲工藝計(jì)算2.1 排樣圖以及搭邊值的計(jì)算2.1.1 排樣圖根據(jù)材料利用率的情況，設(shè)計(jì)了如圖2-1的排樣。圖2-1 排樣圖2.1.2 搭邊值查參考書(shū)冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐最小搭邊值表可知數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算得出搭邊值。2.2凸凹模刃口尺寸的計(jì)算凸凹模刃口尺寸的公差查參考書(shū)冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐表2-7 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸、凹模刃口的制造公差。沖裁件凸凹模刃口尺寸的公差帶的關(guān)系在如上所述的參考書(shū)58頁(yè)，根據(jù)刃口尺寸的計(jì)算公式可得： 落料 Dd=(Dmax-x)0+d沖孔 Dd=(dmin+x)0-p式中Dd、Dp 落料凹、凸模的刃口尺寸（mm） dp、dd沖孔凸、凹模刃口尺寸（mm） Dmax落料的最大尺寸（mm） dmin沖孔的最小尺寸（mm） 沖裁件的公差（mm，如果沖裁件是任意尺寸，按IT14級(jí)精度處理） Zmin最小間隙（mm） p、d凸凹模的刃口公差（mm）x磨損系數(shù)，x值在0.51之間，它與沖裁件的精度有關(guān)，可按下列關(guān)系選擇：沖裁件精度較高（IT10）時(shí)：x=1;沖裁件精度一般（IT11IT13）時(shí)：x=0.75；沖裁件精度較低（IT14以下）時(shí)：x=0.5。2.2.1 凸凹模刃口尺寸的計(jì)算 圖2-2 凸模 圖2-3 凹模2.2.2落料力與沖孔力的計(jì)算查參考書(shū)冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐可知Zmin=0.246,Zmax=0.360那么Zmax=0.36-0.246=0.114。沖裁力：落料F落=L落t=2.020.5412=416.12(N)0.4(KN)卸料力： F=KF落料=0.016(KN)推件力： FT=nKTF孔=20.051.3=0.13（KN）確定刃口尺寸公差查參考書(shū)冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐得凹凸模制造公差為p=0.02mm，d=0.03mm。數(shù)據(jù)代入得沖孔力：F沖=F= Lt =3.280.5412 =675.68（N） 0.7（KN）推件力：FT=nKTF沖=20.051.3KN =0.13KN總沖壓力為： 推件力+沖孔力=F=FT+F沖=0.7+0.130.83K3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇3.1 選擇適合的模具結(jié)構(gòu)3.1.1 復(fù)合模由于本次所做零件尺寸不大且為彎曲件，所以采用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)。而且復(fù)合模的精度高，可以大批量生產(chǎn)，而且余下的廢料還可以繼續(xù)生產(chǎn)。復(fù)合模還可以在同一工位同時(shí)完成兩道及兩道以上的工序。復(fù)合模最主要的特征就是：至少有一個(gè)具有雙重作用的工作零件，就是凸凹模。相比較于級(jí)進(jìn)模與單工序模，U型件更適合用復(fù)合模進(jìn)行批量生產(chǎn)。3.1.2正裝與倒裝的選擇正裝式復(fù)合模較為容易生產(chǎn)出平直度較高的沖裁件，而且由于彈性頂件和彈性卸料裝置的作用，容易使沖件嵌入邊料中，這樣就容易影響生產(chǎn)率。倒裝適合沖裁材料較硬或者厚度大于0.3毫米的、孔邊距較大的零件，本次所設(shè)計(jì)的零件厚度為2毫米，中間有個(gè)圓孔。完全適合用倒裝進(jìn)行沖壓，而且倒裝模省去了頂出裝置，結(jié)構(gòu)就比正裝簡(jiǎn)單了，綜上優(yōu)點(diǎn)，本次決定使用倒裝進(jìn)行沖壓設(shè)計(jì)。3.2 工作零件的設(shè)計(jì)3.2.1 凸模尺寸計(jì)算凸模結(jié)構(gòu)的形式由多方面決定的，所以生產(chǎn)生活中凸模的結(jié)構(gòu)形式很多。例如圓形凸模。半圓形凸模等。凸模長(zhǎng)度的計(jì)算：當(dāng)采用彈性卸料時(shí)，凸模長(zhǎng)度計(jì)算為：L=h1+h2+h3+h 當(dāng)采用固定卸料時(shí)，凸模長(zhǎng)度計(jì)算為：L=h1+h2+ha其中L是凸模長(zhǎng)度，h1凸模固定板厚度，h2卸料板厚度，h3導(dǎo)料板厚度，ha彈性元件的安裝高度，h是附加長(zhǎng)度。3.2.2 凹模尺寸計(jì)算凹模刃口結(jié)構(gòu)形式常用的有兩種，一是直壁型，二是錐形。凹模板的厚度不得小于15mm厚度可根據(jù)公式H=KS2(15mm)。其中H是凹模板的厚度；S2是凹模寬度方向刃口最大距離；K板料厚度的影響系數(shù)。系數(shù)K值查參考書(shū)沖壓模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐可知4 沖壓設(shè)備的選用4.1 沖壓設(shè)備簡(jiǎn)介沖壓設(shè)備是模具的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，是沖壓工藝方案的制定和模具設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。壓力機(jī)一般有機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)等查參考書(shū)冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐可知模具設(shè)計(jì)與壓力機(jī)的參數(shù)為:公稱(chēng)壓力：100KN滑塊行程：45mm最大閉合高度：145mm閉合高度調(diào)節(jié)量：35mm工作臺(tái)尺寸：200mm310mm工作臺(tái)板厚度：30mm模柄孔尺寸：32mm55mm工作臺(tái)尺寸：130mm200mm4.2 壓力機(jī)的選擇沖壓模具是靠壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行工作的，所以必須模具設(shè)計(jì)必須與壓力機(jī)的參數(shù)相匹配。壓力機(jī)參數(shù)的選擇：根據(jù)生產(chǎn)批量，零件的尺寸等進(jìn)行選擇合適的壓力機(jī)，壓力機(jī)的類(lèi)型可查參考書(shū)冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐進(jìn)行選擇，經(jīng)過(guò)零件大小和生產(chǎn)批量的綜合對(duì)比，我選擇多工位自動(dòng)壓力機(jī)。因?yàn)樗粌H適合各種沖裁工序，而且效率高，不會(huì)出現(xiàn)半成品堆積問(wèn)題。壓力機(jī)規(guī)格的選擇：對(duì)于（沖裁、淺彎曲、淺拉伸等）施力小的工序根據(jù)公式P（1.11.3）F，對(duì)于（深彎曲、深拉深等）施力較大的工序可根據(jù)公式P（1.62）F，其中P是壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力，F(xiàn)是總沖壓力。5 模具總圖及其工藝分析5.1 模具結(jié)構(gòu)圖如圖5-1所示此圖為主視圖，5-2，5-3分別為俯視圖和左視圖 此套模具為級(jí)進(jìn)模，依靠調(diào)緊螺旋進(jìn)行向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行彎曲件的沖裁。依靠彈簧進(jìn)行復(fù)位，凹模位于上模座的上面，依靠螺釘進(jìn)行固定。凸模依靠階梯固定在上模座上面。工作時(shí)以定位銷(xiāo)和導(dǎo)料板進(jìn)行定位，上模部分進(jìn)行下壓凸模沖裁條料板，彎曲是凸模進(jìn)行下壓彎曲件在彎曲作用墊和凸模的作用下彎曲、并且回彈。到凸模時(shí)落料，制片下落。 圖5-1 模具圖主視圖 圖5-2 模具俯視圖 圖5-3 模具左視圖5.1 螺紋孔和銷(xiāo)孔的放置螺紋孔以及銷(xiāo)孔的布置要合理，不然會(huì)影響模具的使用壽命。下表為螺孔和銷(xiāo)孔的最小布置尺寸。 表5-4 螺孔、銷(xiāo)控的最小布置尺寸簡(jiǎn)圖螺釘孔M61M8M10M12M16M20M24A淬火10121416202530不淬火8101113162025B淬火78910121317C淬火5不淬火3銷(xiāo)釘孔46810121620D淬火791112151620不淬火446781013165.2 彈簧的選擇沖模常用的卸料彈簧有圓柱螺旋壓縮彈簧和蝶形彈簧兩種。圓柱螺旋壓縮彈簧的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、而且制造容易、利用率也高。而蝶形彈簧的優(yōu)點(diǎn)是適用于重型機(jī)械，例如飛機(jī)、大炮等武器中。本次設(shè)計(jì)的為小零件，所以選擇使用圓柱螺旋壓縮彈簧。5.3 模架的選擇模架的裝配方式有兩種一種是以導(dǎo)柱為裝配基準(zhǔn)，另一種是以導(dǎo)套為裝配基準(zhǔn)，兩種裝配方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。5.3.1 以導(dǎo)柱為裝配基準(zhǔn)的裝配 以導(dǎo)套為裝配基準(zhǔn)進(jìn)行裝配時(shí)，需要先把導(dǎo)柱壓入，再以導(dǎo)柱為基準(zhǔn)壓入導(dǎo)套。5.3.2 以導(dǎo)套為裝配基準(zhǔn)的裝配在以導(dǎo)套為基準(zhǔn)進(jìn)行裝配時(shí)，先將導(dǎo)柱和導(dǎo)套進(jìn)行配合，然后壓入導(dǎo)套，以導(dǎo)套為基準(zhǔn)壓入導(dǎo)柱。5.4 總裝配（1）裝配基準(zhǔn)件。固定下模凹模（2）裝配凹模并固定。（3）裝配導(dǎo)料板。（4）安裝卸料板（5）安裝上模的彈性卸料板?？?結(jié)經(jīng)過(guò)緊張的幾周忙碌，在自己的辛勞和老師同學(xué)的提示，畢業(yè)論文終于完成了。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，反復(fù)查閱了以前的學(xué)的一些書(shū)，像機(jī)械加工基礎(chǔ)、冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐等，在老師的指導(dǎo)下，一步步完成了設(shè)計(jì)。加深了對(duì)沖壓模具這塊的認(rèn)知，加深了對(duì)模具各部件的認(rèn)識(shí)，而UG、CAD等制圖軟件的應(yīng)用越來(lái)越普及，這方面在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分的體會(huì)到了。還有對(duì)零件工藝性的分析和凸凹模尺寸的計(jì)算，以前我這方面的學(xué)的很薄弱，平時(shí)就是濫竽充數(shù)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我把這部分薄弱項(xiàng)給補(bǔ)全了。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是在理論與以后的工作中架起了一座橋梁，所以很重視。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，也深深體會(huì)到“凡事必躬親”很多知識(shí)的不牢固，只有通過(guò)實(shí)踐才知道。這對(duì)我們以后的生活和工作具有莫大的幫助。在此設(shè)計(jì)中還有許多的不足和問(wèn)題，希望老師給予指導(dǎo)和糾正。致 謝經(jīng)過(guò)緊張的忙碌之后，我的沖壓模具設(shè)計(jì)終于完成了，在此過(guò)程中，我遇到了很多棘手的問(wèn)題，還好有我們專(zhuān)業(yè)老師老師的幫助和自己的認(rèn)真仔細(xì)，克服了一個(gè)個(gè)困難，順利完成了畢業(yè)論文。也要感謝之前教我們CAD的老師，如果沒(méi)有他們所教的CAD知識(shí)，不會(huì)那么熟練運(yùn)用CAD軟件，也就不會(huì)那么快完成設(shè)計(jì)了。做了這份設(shè)計(jì)，也讓我加深了對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知和對(duì)知識(shí)的鞏固。也要感謝舍友在平時(shí)我遇到難題時(shí)的提點(diǎn)和幫助，在此由衷感謝大家。附 錄 參考文獻(xiàn)1 丁友生.冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐.浙江：浙江大學(xué)出版社，2014.2 徐政坤. 沖壓模具及設(shè)備. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.3 翁其金. 冷沖壓技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.4 模具實(shí)用技術(shù)叢書(shū)編委會(huì). 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.5 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.6 姜奎華.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20037 胡石玉精密模具制造工藝南京：東南大學(xué)出版社，20048 李發(fā)致模具先進(jìn)制造技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20039 韓樹(shù)明機(jī)械工程基礎(chǔ)北京：冶金工業(yè)出版社，201510 蘇偉.模具概論.北京：人民郵電出版社，201415