【文章內(nèi)容簡介】 序開展專業(yè)化協(xié)作。例如目前社會上專門從事模具設計的公司、專門進行型腔加工或電加工協(xié)作的企業(yè)、專門接受測量或?qū)I(yè)從事拋光業(yè)務的企業(yè)等等，這種多層次的專業(yè)化促進了模具行業(yè)的發(fā)展。但專業(yè)化的路途仍舊遙遠，必須加快進程才能適應形勢。因此，這是發(fā)展重點。 行業(yè)調(diào)整是一個十分繁重的任務，模具行業(yè)更是如此。模具行業(yè)面臨的調(diào)整XXXX 學院畢業(yè)設計 緒 論 5 任務主要有 [12,16,17]： (1) 模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。隨著汽車工業(yè)、電子信息工業(yè)和家電工業(yè)的發(fā)展，沖壓模具市場結(jié)構(gòu) 正在發(fā)生很大變化?？傮w來看，應不斷提高技術(shù)含量的大型、精密、復雜、長壽命模具的比例。 (2) 模具技術(shù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。 21 世紀已進入信息時代，信息時代的發(fā)展日新月異，模具行業(yè)和企業(yè)要發(fā)展必須把握時代脈搏，自覺主動地調(diào)整自已的技術(shù)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的模具設計制造技術(shù)必須用先進適用的高新技術(shù)進行改造，模具的技術(shù)含量必將逐步而快速地提高，現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)管理技術(shù)也必將逐步替代作坊式的管理模式。 (3) 模具進出口結(jié)構(gòu)的調(diào)整。 2021 年，我國的沖壓模具出口量只占生產(chǎn)量的5%。這樣的結(jié)構(gòu)明顯不合理。模具工業(yè)發(fā)達國家，模具產(chǎn)出中一般 都有 30%左右的出口，出口模具大大多于進口模具。我們雖然不可能在短時間內(nèi)達到模具工業(yè)發(fā)達國家一樣的進出口結(jié)構(gòu)，但努力擴大出口，逐步改善結(jié)構(gòu)，經(jīng)過若干年努力，盡量做到進出口基本平衡，則應該是我們調(diào)整的目標。 通過改革與發(fā)展，采取各種有效措施，在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下，我國沖壓模具也一定會不斷提高水平，逐漸縮小與世界先進水平的差距。 “十一五 ”期間，在科學發(fā)展觀指導下，不斷提高自主開發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅持改革開放、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來，我國的沖 壓模具的水平也必然會更上一層樓。 XXXX 學院 畢業(yè)設計 概 述 6 2 概 述 設計依據(jù) 根據(jù)沖壓工件的技術(shù)要求、尺寸規(guī)格、所用的材料、沖壓性能、生產(chǎn)批量等要求，最終確定該工件的加工方法。 設計原則 根據(jù) XXXX 學院 2021 畢業(yè)設計 (論文 )的要求、國家模具設計標準 (沖模設計的標準 GB/T2851－ 286 JB/T7642－ 765 GB/T14662－ 9 JB/T6058－ 9JB/T8050－ 9 JB/T8071－ 95)及實際生產(chǎn)中的要求等原則進行。 設計范圍 本次沖壓模具設計包括彎曲設計的前期準備、 彎曲方案的確定、彎曲工藝的計算、彎曲模零件的設計計算、壓力機的選擇、彎曲模裝配圖的設計繪制、彎曲模零件圖的設計繪制、編寫技術(shù)文件。 XXXX學院 畢業(yè)設計 模具設計總方案的確定 7 3 模具設計總體方案的確定 設計任務分析 零件名稱：支撐板 生產(chǎn)批量：小批量 (3000 件 /年 ) 材料： 10 鋼 厚度： 零件圖：如圖 所示 圖 支撐板工件圖 支撐板工件是典型的 U 形件，彎曲中主要的工藝問題是彎曲破裂、彎曲回彈和彎曲滑移。彎曲破裂就是板料的變形區(qū)發(fā)生裂痕或斷裂，造成零件廢品。彎曲回彈和彎曲滑移都會造成彎曲件尺寸超 差或形狀不準。因此，生產(chǎn)中必須采取必要的措施來解決這些問題，從而得到合格的彎曲零件 [9,10]。 板料彎曲時最外層的切向變形程度的大小可以用相對半徑來衡量， r/t 越小，彎曲變形就越大。當 r/t 小到某一臨界值，變形區(qū)最外層的纖維就會超過材料性能所允許的伸長極限而發(fā)生裂紋或斷裂 [8,10]。因此，在保證彎曲零件外表面不破裂前提下所能達到的最下 r/t，稱為最小相對彎曲半徑，用 rmin/t 表示 [8,10]。彎曲圓角半徑 R 為 2mm，由表 得彎曲圓角半徑大于此板料的最小彎曲半徑： XXXX學院 畢業(yè)設計 模具設計總方案的確定 8 min (mm)rt???? () 表 板料最小相對半徑 rmin(mm)[10] 材料 退火或正火 冷作硬化 彎曲線位置 垂直碾壓紋線 平行碾壓紋線 垂直碾壓紋線 平行碾壓紋線 0 10 1 20 1t 2 30 3 40 4 50 1t 1t 5 60 2t 65Mn、 T7 1t 2t 2t 3t 注： (1) 當彎曲線與纖維方向成一定角度時，可采用垂直和平行纖維方向二者的中間值； (2) 在沖裁或剪切后沒有退火的毛坯彎曲時應作硬化的金屬選用； (3) 彎曲時應使用有毛刺的一邊處于彎角內(nèi)側(cè)； (4) 表中 t 為板料厚度。 模具類型的確定 彎曲模的類型主要根據(jù)工件的形狀、尺寸要求來選擇 [10]。此工件屬于典型的U 形彎曲件，故采用 U 形件彎曲模結(jié)構(gòu)。 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 U 形件彎曲模在結(jié)構(gòu)上分順出件與逆出件兩大類型 [10]。根據(jù)此工件的形狀選擇逆出件彎曲模結(jié)構(gòu)。 根據(jù)所確定的彎曲模結(jié)構(gòu)形式，確定的支撐板彎曲模結(jié)構(gòu)，如圖 XXXX學院 畢業(yè)設計 模具設計總方案的確定 9 圖 支撐板彎曲模結(jié)構(gòu)簡圖 1—上模座； 2—凸模； 3—凹模； 4—凹模固定板； 5—頂板； 6—凹模墊板； 7—頂桿； 8—螺桿； 9—下模座 (1) 模具的組成：支撐板彎曲模的上模主要有上模座 凸模 2 等零件組成；下模座主要有凹模 凹模固定板 頂板 凹 模墊板 頂桿 螺桿 8 和下模座 9 等零件組成 [8]。 (2) 模具的特點：該模具結(jié)構(gòu)簡單，在壓力機上安裝、調(diào)整方面。頂板 5 在彎曲時與凸模 2 將板料夾緊，并且背壓力可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)大小，始終能對工件底部施加較大的反頂壓力。能使工件保持平整，能有效地防止彎曲件的滑移，由于彎曲結(jié)束時能得到可靠的校正，因而大大地減小了制件的回彈量 [8,10]。 (3) 模具的工作過程：工作時，先將板料放在固定板 4 中，上模下行，凸模 2與頂板 5 將板料夾緊，凸模 2 與凹模 3 對板料進行彎曲直至頂板與凹模墊板 6 接觸，并對彎曲件施加了校正力；彎曲 結(jié)束后頂板可將彎曲件頂出凹模 [8,10]。 XXXX 學院 畢業(yè)設計 支撐板彎曲工藝計算 10 4 支承板彎曲工藝計算 支撐板彎曲工藝的計算主要包括彎曲件展開長度的計算、彎曲件回彈值的計算、彎曲力的計算、沖壓力的計算、壓力機的初步選擇 [10]。 彎曲件展開長度的計算 U 形彎曲件展開長度的是確定下料的重要參數(shù)和彎曲模定位板尺寸的參數(shù)。 根據(jù)彎曲半徑的相對大小， U 形彎曲件主要分為： (1) 有圓角半徑的彎曲件 (r/t=)，這類工件的展開長度存在明顯的圓角，因此可以用中性層長度不變原理 [18]進行計算。 (2) 無圓角半徑的彎曲件 (r/t)，這類工件由于圓角半徑很小，近似忽略不計，按彎曲前后毛坯與零件體積不變進行計算 [10,15]。 因為 r=2==，屬于有圓角半徑的彎曲件。所以彎曲件的展開長度按直邊區(qū)與圓角區(qū)分段進行計算。角邊區(qū)在彎曲前后長度不變，圓角區(qū)展開長度按彎曲前后中性層長度不變原理進行計算。當彎曲半徑比較大 (r/t5～ 8)時應變中性層幾乎位于板料的中間，當彎曲半徑較小 (r/t5～ 8)時，板料發(fā)生立體塑性彎曲，應變中性層發(fā)生內(nèi)移。因此彎曲件的展開長度按有圓角、中性層發(fā)生內(nèi)移的情況計算 [8,10,15]。 變形區(qū)中性層曲率半徑 ρ[8]： 2 2 m mrt???? ? ??（ + ）() () 毛坯尺寸 (中性層長度 )LZ[8]： +( 31 .2 4. 2 ) 2 52 4 2. 68 2 2211 0. 42 6 m mZL l Al ?????? ? ? ? ? ? ? ?????（ ）() () 式中： l——彎曲件中性層直邊長度， mm； A——中性層圓角部分長度， mm； ρ——中性層曲率半徑， mm； κ——中性層位系數(shù)，查表 得 κ= r——彎曲內(nèi)彎曲半徑， mm； t——彎曲材料厚度， mm； XXXX 學院 畢業(yè)設計 支撐板彎曲工藝計算 11 LZ——彎曲件的展開長度， mm； α——彎曲中心角， 176。 。 表 中性層位移系數(shù)表 [10] r/t κ r/t κ r/t κ r/t κ 4 5 2 6 1 7 3 8 彎曲件回彈值的計算 彎曲后工件從模具中取出，彎曲件的彎曲角度和彎曲半徑與模具相應尺寸不一致的現(xiàn)象稱為彎曲回彈。造成彎曲回彈的原因有兩個，其一是板材彎曲中性層附近總有一部分彈性變形區(qū)；其二是任何一種塑性變形，當外載荷去除后。總會產(chǎn)生一部分彈性恢復變形。彎曲件的回彈可以用半徑變化量 r? 和角度變化量 ??來表示。由于彎曲回彈問題直接影響零件的尺寸精度和形狀誤差，因 此在模具設計和制造時，可以用計算或查表的方法初步確定回彈值，并對模具工作部分尺寸進行修改 [8,10,15]。 (1) 當 r/t5～ 8 時，不僅要考慮彎曲角度的變化，還要考慮彎曲半徑變化。 (2) 當 r/t5～ 8 時，由于半徑變化很小，故只考慮角度變化，不考慮半徑變化，其值可以查表 ，當彎曲件的彎曲不為 90176。時， ?? 應作相應修改 [10,15]。 表 90176。單角彎曲時角度的回彈量 (部分 )[10] 對于此 U 形模 r/t=5 且彎曲角度為 90176。，故只需考慮角度變化查表得 : 176。??=0 材料 r/t 材料厚度 ～ 2 2 軟鋼 1 4 2 0 軟黃銅 1～ 5 5 3 1 鋁、鋅 5 6 4 2 XXXX 學院 畢業(yè)設計 支撐板彎曲工藝計算 12 但是生產(chǎn)中由于影響回彈的因素很多，無論是計算還是查表，得到的回彈值只能作為設計參考，具體回彈值應該在試模中不斷修正確定 [9,10]。由于此 U 形模厚度 t=≈2故應考慮采取措施來減小回彈量。 彎曲力的計算 彎曲力 (p)是選擇沖壓設備的重要依據(jù)之一，在彎曲加 工中，若在彎曲結(jié)束階段，板料在凸、凹模之間受到?jīng)_擊則成為校正彎曲，反之，則稱為自由彎曲 [10,15]。圖 是 V 形彎曲時彎曲力的變化曲線，從圖中可以看出，彈性彎曲時，彎曲力較??；塑性彎曲時彎曲力幾乎不變；校正彎曲時，彎曲力急劇增加，此時為了保護壓力機，必須嚴格控制凸模的行程 (s)[10]。 圖 彎曲力變化曲線 [10] 此 U 形模彎曲采取的是校正彎曲，校正彎曲力 P： 42 52 50 (KN )P Fq?? ? ?? () 式中： P——校正彎曲力 ,N。 F——校正部分投影面積 ,mm2