1目 錄1 緒論 ……………………………… ………………………………………11.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………………………………………11.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀………………………………………………11.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢…………………………………………21.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………………………………………31.3 沖壓加工特點(diǎn)………………………………………………………51.4 沖壓加工和沖模在生產(chǎn)中的地…………… …………………51.5 U 形彎曲模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度…………………………………………62 彎曲件工藝分析…………………… ……………… ……………………72.1 工件圖及要求………………………………………… ……………72.2 工藝方案的確定………………………………………… …………82.3 彎曲工藝計(jì)算……………………… ………………………………92.3.1 彎曲件毛坯展開長度的計(jì)算……………… …………………92.3.2 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算……………………………………102.3.3 彎曲件回彈值的計(jì)算…………………………………………122.3.4 彎曲力的計(jì)算…………………………………………………162.4 模具總體設(shè)計(jì)………………………………………………………172.4.1 模具類型的確定………………………………………………172.4.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定…………………………………………172.5 模具主要零部件的設(shè)計(jì)……………………………………………182.5.1 彎曲凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………182.5.2 模柄的設(shè)計(jì)……………………………………………………192.5.3 螺釘和銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)…………… …………… ………………2022.5.4 下模座的設(shè)計(jì)…………………………………………………202.5.5 彈簧的設(shè)計(jì)……………………………………………………202.5.6 模架的設(shè)計(jì)……………………………………………………212.6 沖壓設(shè)備的選定……………………………………………………222.6.1 壓力機(jī)的選用…………………………… ………………………222.6.2 沖壓設(shè)備的選擇………………………………………………232.6.3 壓力機(jī)的校核…………………………………………………232.7 繪制模具總裝圖……………………………………………………24設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………… …………………………………25參考文獻(xiàn)…………………… ………………………………………………27345678910111213彎曲板沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)題目為彎板彎曲的模具設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了彎曲模具設(shè)計(jì)的要求，內(nèi)容與方向。通過工藝分析，工藝方案的確定，確定了模具設(shè)計(jì)的方向， 對毛坯尺寸的確定，計(jì)算彎曲力，來計(jì)算和選擇壓力機(jī)和壓力機(jī)的噸位。本設(shè)計(jì)運(yùn)用了沖裁工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識。首先，分析了板材的性能要求，為選去模具的類型做了準(zhǔn)備，同時，也為凸，凹模的材料有了依據(jù)。后分析彎曲件件的特征，確定了模具設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇其他零件及卸料裝置。也為凸，凹模尺寸的計(jì)算有了根據(jù)。還有零件的加工工藝。關(guān)鍵詞: 彎曲模 凸模 凹模 Bending plate stamping die design14ABSTRACT：This design topic designs for The piercing die design of the dunnage backup plate, body now typical model The piercing die design of request, contents and direction.Pass the craft analysis, the craft project really settles, making sure the direction of The piercing die design, really settling to the blank product size, computing to the blanking pressure, compute the pressure center, choose the tonnage of the pressure machineand the pressure machine.This design made use of to hurtle foundation knowledge of blanking craft and The piercing die design. First, Analyzed the function request of the plank material, did preparation for the type that chooses to the die, is also convex, in the meantime, the material of punch and cavitydie had a basis.Analyze to hurtle a characteristic of cut the piece behind, make sure the molding tool design parameter, choose other spare partses and unload to anticipate device.Is also convex, the calculation of the cave mold size had a basis.Still there is spare parts to process a craft.Keywords: The piercing die punch cavitydie 151 緒 論近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜高效和長壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具 CAD/CAM 技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電機(jī)、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高，能成形復(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測到本世紀(jì)中，機(jī)械零部件中 60%的粗加工，80%的精加工要由模具來完成。因此沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。經(jīng)調(diào)查，全國模具行業(yè)從業(yè)人員的崗位分布情況大致如下：從事模具設(shè)計(jì)，模具工藝過程實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督工作的人員占總數(shù)的 42%；其次是具體生產(chǎn)設(shè)備的操作，模具的制造、調(diào)試和維修，從事這類工作的是智能型操作人員，占總數(shù)的 26%；三是從事生產(chǎn)組織，技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)管理工作的人員，占總數(shù)的 14%；四是從事模具營銷工作和售后技術(shù)服務(wù)的人員，占總數(shù)的 9%；五是個體、行政管理人員，占總數(shù)的9%。從 20 世紀(jì) 80 年代初開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)，已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一個獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，中國的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速；近年來，一直以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。目前，中國約有 17000 多個模具制造廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù) 60 多萬；2001 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá) 320 億元人民幣，中國模具工業(yè)的技術(shù)水平取得了長足的進(jìn)步。國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越多且越來越高的要求巨大的市場需求推動著中國模具工業(yè)更快地發(fā)展。2001 年中國大陸制造業(yè)對模具的市場需求量約為 430 億元人民幣；今后幾年仍將以每年 10%以上的速度增長。對于大型、精密、復(fù)雜高效和長壽命模具需求的增長將遠(yuǎn)超過每年 10%的增幅。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在16以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。“三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差。由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 172） 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3） 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4） 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6） 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7） 模具的精度將越來越高； 8） 模具研磨拋光將自動化、智能化； 9） 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是“大而專“、“大而精“。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％18沖壓技術(shù)的發(fā)展主要反映在以下 5 個方面：（1）模具的計(jì)算機(jī)輔助能力設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)采用該技術(shù)，模具設(shè)計(jì)和制造效率一般可提高 2-3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/2-1/3。目前，已達(dá)到 CAD/CAM 一體化，模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧谩＃?）工藝分析中的板料成形模擬仿真技術(shù) （沖壓 CAE）（3）快速模具制造技術(shù)的發(fā)展將快速成形（RPM）技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù)以及低熔點(diǎn)合金模具，樹脂模具都可用于冷沖壓成形。 （4）采用沖壓新工藝精密沖裁、液壓成形、沖壓焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。（5）冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動化；汽車覆蓋件可采用自動送料、自動取件、自動傳送的流水線生產(chǎn)。1.3 沖壓加工特點(diǎn)沖壓加工與其它加工方法相比,無論在技術(shù)方面,還是在經(jīng)濟(jì)方面,都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn).如:沖壓在少,無切屑加工方法之一,是一種省能,低耗,高效的加工方法,因而制品的成本較低。沖壓件的尺寸公差由模具保證,具有一模一樣的特征,所以產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,沖壓可以壁薄,重量輕,形狀復(fù)雜,表面質(zhì)量好,剛性好的工件。冷沖壓生產(chǎn)靠壓力機(jī)和模具完成加工過程,其生產(chǎn)效率高,操作方便,易于機(jī)械化與自動化,用普通壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工,每分鐘可達(dá)幾十件,用高速壓力機(jī)生產(chǎn),每分鐘可達(dá)數(shù)百件或千件以上。1.4 沖壓加工和沖模在生產(chǎn)中的地位19由于冷沖壓加工具有上述突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用,在汽車，拖拉機(jī)，電機(jī)，電器儀表和日用品的生產(chǎn)中，已占據(jù)十分重要的地位，特別是在電子工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，已成為不可缺少的，主要加工方法之一，沖模在實(shí)現(xiàn)冷沖壓加工是必不可少的工藝設(shè)備，沒有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)，眾所周知，產(chǎn)品要具有況爭能力，除了應(yīng)具有的先進(jìn)模具技術(shù)，穩(wěn)定的使用性能，結(jié)構(gòu)新穎，更新?lián)Q代快等特點(diǎn)外，還必須具有價(jià)格競爭優(yōu)勢，這就需要采用先進(jìn)，高效的生產(chǎn)手段，不斷降低成本，要達(dá)到上述目的，途徑是多方面的，模具就是其中的重要因素之一，它的重要性早已為國內(nèi)外所重視,并為工業(yè)發(fā)達(dá)國家的發(fā)展過程所證實(shí)，在美國，日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家,模具工業(yè)年產(chǎn)值，早已超過了機(jī)床工業(yè)，在模具工業(yè)中沖模占的比例很大，由此可以看出冷沖壓與沖模在國內(nèi)外生產(chǎn)中的重要地位.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓及模具技術(shù)也在為斷革新與發(fā)展，主要表現(xiàn)以下方面：工藝分析計(jì)算方法現(xiàn)代化，近幾年來,國外開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對復(fù)雜成形件的成形過程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬，以預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性和會發(fā)生的問題，將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改和選擇，這樣，不但可以節(jié)省模具試用制費(fèi)用，縮短新產(chǎn)品的試制周期，而且可以逐步建立一套能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，既促進(jìn)了沖壓工藝的發(fā)展，也將使塑性成形理論逐步達(dá)到對生產(chǎn)實(shí)際的指導(dǎo)作用。修改和選擇，這樣，不但可以節(jié)省模具試用制費(fèi)用，縮短新產(chǎn)品的試制周期，而且可以逐步建立一套能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，既促進(jìn)了沖壓工藝的發(fā)展，也將使塑性成形理論逐步達(dá)到對生產(chǎn)實(shí)際的指導(dǎo)作用.在校學(xué)生設(shè)計(jì)是對手工設(shè)計(jì)的一種練習(xí)，也是為自己以后獨(dú)立設(shè)計(jì)的一種演練，在這個基礎(chǔ)階段，必須把一些基本的方法、步驟、公式、表格查法的掌握，才能為以后的設(shè)計(jì)服務(wù)。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是使同學(xué)們了解沖壓成型的基本原理；熟悉沖壓用材料、模具用材料以及沖壓用設(shè)備等；掌握各種沖壓工藝的成型方法，并具有初步解決生產(chǎn)中常出現(xiàn)的工藝問題的能力；掌握各種沖壓模具的設(shè)計(jì)方法，并具有設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度沖壓模具能力。1.5 U 形彎曲模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 20 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；203.模具的設(shè)計(jì)，所用時間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時間 5 天2 彎曲件工藝分析2.1 工件圖及要求零件名稱：彎曲板生產(chǎn)批量：大批量材料：H62料厚：4mm板寬：20mm21工件圖此工件是小于 90 度 U 形彎曲件，零件圖（見上圖）中的尺寸公差為未注公差，在處理這類零件公差時均按 IT14 級要求。彎曲圓角半徑 R 為 2.5mm，大于最小彎曲半徑（ ＝0.6ｔ＝0.6×4＝2.4ｍｍ） ，故此件形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，minr可用彎曲工序加工。2.2 工藝方案的確定（1）該工件是基于預(yù)彎 U 形件上對左右兩側(cè)進(jìn)行，由所用材料 H62 的特性和壁厚可選零件圖中彎曲圓角為 R=2.5mm，具有良好工藝性的彎曲件，不僅能簡化彎曲工藝過程和模具設(shè)計(jì)，而且能夠提高彎曲件的精度和節(jié)省材料。（2）零件圖中的尺寸公差為未注公差，在處理這類零件公差等級是均按 IT14 要求，彎曲圓角半徑 R=2.5mm，大于最小彎曲半徑（Rmin=0.6t=0.6*4mm=2.4mm）,所以該工件形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可用壓彎工藝加工。由于在進(jìn)行直角彎曲時，如果彎邊過小，彎邊在模具上支持的長度過小，不容易形成足夠的彎矩，將產(chǎn)生不規(guī)則變形，很難得到形狀準(zhǔn)確的零件。為避免這種情況，應(yīng)使彎邊高度 H2.5t,當(dāng) H2.5*2=5mm，故不易產(chǎn)生缺陷。（3）板材彎曲零件的彎曲線與板料纖維方向的關(guān)系：冷沖壓使用的板料多是經(jīng)過軋制成形，金屬在軋制過程中形成了纖維方向（其纖維方向與軋制方向相同）軋制板材在各方向的性能是有差別的，材料沿纖維線方向塑性較好，所以彎曲板料或卷料時彎曲線最好與纖維方向垂直，這樣彎曲件不易開裂。如果在同一零件上具有不同方向的彎曲，在考慮彎曲件排樣經(jīng)濟(jì)性的同時，應(yīng)當(dāng)盡可能使彎曲線與纖維方向的夾角 a 不小于 30°。如果彎曲半徑過小，彎曲時板料外層拉伸變形量過大，是拉伸應(yīng)力達(dá)到或超過抗拉強(qiáng)度，則板料彎曲存在一個最小圓角半徑允許值。Rrmin。當(dāng)圓角半徑必須小于最小圓角半徑時，可設(shè)法提高材料的塑性，例如將材料退火或在加熱狀態(tài)下彎曲。厚板可采用先開槽或壓槽的方法，使彎曲部位的板料變薄，能防止彎曲部位開裂。理論上講，彎曲圓角半徑最大值是沒有限制的，但也不宜過大，因?yàn)檫^大時，受到回彈的影響，彎曲角度與圓角半徑的精度都不易達(dá)到要求。（4）板材請按去零件的沖裁件毛刺面與彎曲方向：彎曲件的毛坯往往是經(jīng)沖裁落料而形成的，其沖裁的斷面一部分是光亮面，另一部分是毛刺面。彎曲件應(yīng)使其毛刺面作為彎曲件的內(nèi)側(cè)，當(dāng)必須將毛刺面置于外側(cè)時，應(yīng)盡量加大彎曲半徑，以避免開裂。以上分析可得該零件所需的沖壓工序?yàn)閺澢?，采用彎鉤形單工序彎曲模。2.3 彎曲工藝計(jì)算 2.3.1 彎曲件毛坯展開長度的計(jì)算 當(dāng)彎曲圓角半徑較?。ǎ颍?.5ｔ）時，由于彎曲變形時不僅彎曲圓角部分變薄嚴(yán)重，而且與圓角部分相鄰的直邊部分也產(chǎn)生了一定的變薄，所以應(yīng)該按變形前后體積不變條件確定長度。通常采用表 3.5 所示經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。當(dāng)彎曲圓角半徑較?。ǎ?0.5ｔ）時，由于變薄不嚴(yán)重，可按中性層展開原則，?坯料總長度等于彎曲件直線部分長度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長度之和，即 Ｌ彎＝ ()180rxt?????23Ｌ總＝ 直＋ 彎L?＝ ＋ ＋1l2()80rxt???式中Ｌ彎--------------------彎曲件彎曲圓角部分長度；Ｌ總---------坯料展開總長度-------------------彎曲中心角?因?yàn)椋遥?.5＞0.5×4，屬于圓角半徑較大的彎曲件。所以彎曲件的展開長度按直邊與圓角邊分段進(jìn)行計(jì)算。視直邊區(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條件進(jìn)行計(jì)算。1) 由于Ｒ/ｔ＝2.5/4＝0.63，查表 3.4，得中性層位移系數(shù) X＝0.42變形區(qū)中性層曲率半徑 按式（3.7）計(jì)算?＝ｒ＋ｘｔ＝（2.5＋0.42×4）ｍｍ＝3.64?2) 毛坯尺寸（中性層長度）Ｌ總＝ 直＋ 彎L?Ｌ彎＝ ＝ ｍｍ()180rxt???3.14*90.65.718?該零件毛坯展開長度為Ｌ總＝［（13－2－2.5）×2＋（60-2×4-2×2.5）＋5.71×2+2.86×2］ｍｍ＝83.2ｍｍ2.3.2 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算1) 凸模圓角半徑。當(dāng)彎曲件的相對彎曲半徑ｒ/ｔ較小時，取凸模圓角的半徑ｒ凸等于或小于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角的半徑 r，但不能小于表 3.1 所示列的最小的彎曲半徑 。若彎曲件的minrｒ/ｔ小于最小相對彎曲半徑 /ｔ，則彎曲時應(yīng)取 ＞ ， 然后增加一道整minr凸rin形的工序，使得整形凸模的凸模圓角半徑 ＝ｒ。由于此工件ｒ/ｔ＝2.5/4＝0.63 較凸r小且Ｒ為 2.5ｍｍ，大于最小彎曲半徑（ ＝0.6 ｔ＝2.4ｍｍ） ，故凸模圓角半徑為inｒ凸＝Ｒ＝2.5ｍｍ。242) 凹模圓角半徑。凹模圓角的半徑 的大小對彎曲力以及對彎曲件的質(zhì)量均由影響。 過小會使彎凹r 凹r矩的彎曲力臂減小，毛坯沿凹模圓角滑入時的阻力很大，彎曲力增加，并易使工件表面擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時毛坯會發(fā)生偏移.實(shí)際生產(chǎn)中，通常根據(jù)材料的厚度來選擇。當(dāng)ｔ＜2ｍｍ時， ＝（3 ～6）ｔ；凹r當(dāng)ｔ＝2～4ｍｍ, ＝（2 ～3）ｔ；凹當(dāng)ｔ＞4ｍｍ， ＝2ｔ凹因?yàn)椴牧系暮穸葹?4ｍｍ，所以 ＝（2～3）ｔ，所以凹模圓角的半徑取凹r＝ 8ｍｍ。凹r3) 凹模工作部分深度的設(shè)計(jì)計(jì)算。凹模深度要適當(dāng)，若過小，則彎曲件兩端自有部分太長，工件回彈大，不平直；若深度過大，則凹模增高，多耗模具材料，并需要較大的壓力機(jī)工作行程。對于Ｕ形彎曲模：若平直邊高度不大或要求兩邊平直，則凹模深度應(yīng)大于工件的深度；若彎曲件直邊較長，且平直度要求不高，則凹模深度可以小于工件的高度。凹模工作部分的深度將決定板料的進(jìn)模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平直度，對工件的尺寸精度造成一定的影響。此彎曲件：直邊高度為 13ｍｍ，板厚 4ｍｍ，查表 3.12 得凹模的底部最小厚度 ＝6ｍｍ，因此，凹模工作部分深度為直邊的高度加0h斜邊的高度加活動凹模的高度加頂料板的厚度，即 ＝13＋4+12＋12＝45ｍｍ。凹R4) 凸凹模間隙。對于 U 形彎曲件，必須合理確定凸凹模之間的間隙。間隙過大，則回彈大，工件的形狀和尺寸不容易保證。間隙過小，會增加彎曲力，使工件厚度減薄，增加摩擦，擦傷工件并降低模具壽命。U 形件凸凹模的單面間隙一般可按下式計(jì)算彎曲有色金屬 min.2ZtCt??彎曲黑色金屬max.2tt25式中 ————凸凹模單面間隙（ mm）2Z———板料的最小厚度和最大厚度（mm）min`axtt—————板料厚度的基本尺寸（mm）C—————間隙系數(shù)，其值按表 3.14 選取 但當(dāng)工件精度要求不高或校正彎曲時，生產(chǎn)中常采用調(diào)整凸凹模間隙的方法來解決工件回彈問題。設(shè)計(jì)彎曲模結(jié)構(gòu)時，常常把凹模做成可調(diào)式或鑲拼式。當(dāng)設(shè)計(jì)為可調(diào)式時，可以將模具的凸凹模間隙值 初選為材料厚度 t。2Z5） 凸凹模橫向尺寸及公差工件標(biāo)注外形尺寸時，以凹模為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，間隙取在凸模上。查表 2.5 得0.2m0.3????凸 凹 ， 。凹模橫向尺寸 0.300.756.75*95mL??????????凹 凹凹 （ ） （ ）凸模橫向尺寸000min.2.29.7Z?????凸 凹 凸（ ） （ ）式中 L—彎 曲 件 的 基 本 尺 寸 （ ）· m凸 凹 凸 模 ， 凹 模 工 作 部 分 尺 寸 （ ）?彎 曲 件 尺 寸 公 差 （ ）_7~9IT?凸 凹， 凸 凹 模 制 造 公 差 ， 選 用 級 精 度 ， 一 般 取 凸 模 的 精 度 比 凹 模 精 度 高 一 級2z—凸 凹 模 單 面 間 隙 （ ）2.3.3 彎曲件回彈值的計(jì)算由于回彈值直接影響了彎曲件的形狀和尺寸，因此，在模具設(shè)計(jì)和制造時，必須要先考慮材料的回彈。通常是先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值和簡單的計(jì)算和初步確定模具工作部分尺寸，然后在試模修正模具的相應(yīng)部分的形狀和尺寸。26影響回彈的因素：材料的力學(xué)性能：由金屬變形特點(diǎn)可知，卸載時，彈性恢復(fù)的應(yīng)變量與材料的屈服極限成正比，與彈性模量 E 成反比，即 σs /E 越大，回彈越大。也就是說材料的屈服極限 σs 越大，彈性模量 E 越小，彎曲變形的回彈也越大。因?yàn)椴牧系那O限 σs越高，材料在一定的變形程度下，其變形區(qū)斷面內(nèi)的應(yīng)力也越大，因而可以引起更大的彈性變形，所以回彈值也越大；而彈性模量 E 越大，則材料抵抗彈性變形的能力越強(qiáng)，所以回彈值越小。相對彎曲半徑 r/t：相對彎曲半徑 r/t 越小，則回彈值越小。因?yàn)橄鄬澢霃絩/t 越小，彎曲變形程度越大，變形區(qū)總的切向變形程度增大，塑性變形再總變形中占得比例增大，而相應(yīng)彈性變形的比例則減少，從而回彈值減少。反之，相對彎曲半徑r/t 越大，則回彈值越大，這也是 r/t 很大的工件不易彎曲成形的原因。彎曲中心角 α：彎曲中心角 α 越大，回彈角也越大，因?yàn)殡S著 α 增大，變形區(qū)段長度增加，會談累積值也增大，回彈角也就越大但對曲率半徑的回彈沒有影響。彎曲方式：自有彎曲時，回彈值大；校正彎曲時，回彈值小。再無底彎曲模內(nèi)作自由彎曲時，會談最大；再有底彎曲模內(nèi)作自由彎曲時，會談最小。這是因?yàn)樾Ｕ龔澢鷷r，校正力比自有彎曲時的彎曲力大得多，使得變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)與自由彎曲時有所不同。極大地校正彎曲力迫使變形區(qū)外側(cè)的拉應(yīng)力有所減小，而在外側(cè)中性層附近還出現(xiàn)與內(nèi)側(cè)相同的壓縮應(yīng)力。隨著校正力的增加，壓應(yīng)力區(qū)逐步向外側(cè)擴(kuò)展，致使變形區(qū)的大部分甚至全部斷面均出現(xiàn)壓縮應(yīng)力，卸載后內(nèi)、外兩側(cè)的回彈趨勢相互抵消，產(chǎn)生了減小回彈的效果。彎曲件形狀：一般，彎曲件形狀越復(fù)雜一次彎曲成形的數(shù)量越多，則彎曲時各部分相互牽制作用越大；彎曲中拉伸變形的成分越大，則回彈量越小，因此，一次彎曲成形時，U 型件的回彈量比 V 型件的回彈量小。磨具間隙：在彎曲 U 型件時，凸、凹模間隙對回彈角有較大的影響，間隙越大，會談較也越大。當(dāng)采用負(fù)間隙時，由于磨具對材料的擠壓作用，可使回彈角減小至最小值，甚至出現(xiàn)零或負(fù)值?？刂苹貜椀拇胧簭倪x用材料上采取措施。在滿足彎曲件使用要求的前提下，盡可能選用彈性模量E 大、屈服極限 σs 小、力學(xué)性能比較穩(wěn)定的材料，以減少彎曲時的回彈。27改進(jìn)彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在彎曲件設(shè)計(jì)上改進(jìn)某些結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)彎曲件的剛度以減少回彈，比如：在彎曲變形區(qū)壓制加強(qiáng)筋，增加彎曲件的剛度。從工藝上采取措施：采用熱處理工藝。對一些硬材料或已經(jīng)冷作硬化的材料，彎曲前先進(jìn)行退火處理，降低其硬度以減少彎曲時的回彈，待彎曲后再淬硬。對回彈較大的材料，在條件允許的情況下，甚至可采用加熱彎曲。采用拉彎工藝。相對彎曲半徑很大的彎曲件，由于變形程度很小，變形區(qū)大部分或全部處于彈性變形狀態(tài)，彎曲回彈量很大，甚至根本無法成形，這時可以采用拉彎工藝。從模具結(jié)構(gòu)上采取措施。補(bǔ)償法。一般來說，它是消除彎曲件回彈最簡單的方法，在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛使用。對于比較硬的材料，可根據(jù)回彈值對模具工作部分的形狀和尺寸進(jìn)行修正。對于軟材料（如：Q215、Q235、10、20 和 H62 等） ，其回彈角小于 5°時，可在模具上作出補(bǔ)償角并取較小的凸凹模間隙。單角彎曲時，根據(jù)回彈量的大小，將凸模圓角半徑和頂角預(yù)先做小些，然后調(diào)試修模，補(bǔ)償回彈。雙角彎曲時，可在凸模兩側(cè)分別作出回彈角或?qū)⒛＞叩撞孔龀蓤A弧形，利用底部向下的回彈作用，來補(bǔ)償彎曲件側(cè)壁的回彈。校正法。對于材料厚度在 0.8 以上，塑性比較好，且 r/t 又不大時，可以改變凸模結(jié)構(gòu)，使校正力集中在彎曲變形區(qū)，改變變形區(qū)應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，迫使材料內(nèi)、外側(cè)同為切向壓應(yīng)力，從而使內(nèi)、外側(cè)回彈趨勢相互抵消，以達(dá)到減少回彈的目的?？v向加壓法。采用軟凹模法。由于軟凹模能將壓力均勻的傳到材料上，使彎曲件與金屬凸模完全貼合，其回彈量比金屬凹模小的多。因此，可利用橡膠或聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn)行彎曲。金屬板材在塑性彎曲時總是伴隨著彈性變形，因此，當(dāng)工件彎曲后就會發(fā)生彈復(fù)。影響彈復(fù)量的因素很多，主要與材料的機(jī)械性能，板材的厚度，彎曲半徑的大小以及28彎曲時校正力的大小有關(guān)，要在理論上計(jì)算彈復(fù)值是有困難的，通常在模具設(shè)計(jì)時按經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的數(shù)據(jù)來選擇，經(jīng)試沖后再對模具工作部分加以修正。確定彈復(fù)值的多少將直接影響彎曲件的質(zhì)量，通過經(jīng)驗(yàn)值以及查找資料得到回彈角。１）相對彎曲半徑較大時自由彎曲的回彈值。 當(dāng)相對彎曲半徑ｒ/ｔ 10 時，?回彈值比較大，卸載后彎曲件的彎曲角半徑和角度都發(fā)生了較大變化，此時，可以不考慮材料厚度的變化及應(yīng)力，應(yīng)變中性層的移動，以簡化計(jì)算。在這種情況下，凸模圓角半徑ｒ凸和凸模圓角部分中心角 可按下式進(jìn)行計(jì)算?凸srr13*tE???凸r?凸 凸式中 ｒ凸——————凸模圓角半徑（ｍｍ）———————凸模圓角部分中心角凸ｒ———————彎曲件圓角半徑（ｍｍ）——————彎曲件圓角部分中心角?——————彎曲件材料的屈服極限（Ｍｐａ）s?Ｅ——————彎曲件材料的彈性模量（Ｍｐａ）ｔ——————彎曲件材料厚度（ｍｍ）２）相對彎曲半徑較小時自由彎曲的回彈值 當(dāng)彎曲件的相對彎曲半徑 r/t＜5時，由于變形程度大，卸載后彎曲半徑的變化很小，可以不予考慮，而僅考慮彎曲中心角的變化。當(dāng)彎曲件彎曲中心角不為 90 度時，其回彈角按下式計(jì)算90???式中 ——————彎曲件的彎曲中心角為 時的回彈角???—————彎曲中90 心角為 90 度時的回彈角29——————彎曲件的彎曲中心角?第一次彎曲時彎曲中心角為 90 度，因此查相關(guān)手冊，取回彈角為 3 度，第二次彎曲時彎曲角為 45 度時，由以上公式得90???45*31.?即彎曲角為 45 度時的回彈角為 1.5 度。2.3.4 彎曲力的計(jì)算Ｕ形件校正彎曲時，在進(jìn)行校正彎曲前是自由彎曲，彎曲力 為：形 自 由 彎 曲uF= = =16.58kN形 自 由 彎 曲uFtrk7.0b2??B42.5370*1*.2?頂件力 F 頂可近似取自由彎曲力的 0.3—0.8 倍，即F 頂＝（0.3－0.8） ＝ ＝ ｋＮ形 自 由 彎 曲u 58.16*.03）（ ?）（ 26.1397.4?取 F 頂=13kN。校正彎曲時，校正彎曲力最大值在壓力機(jī)工作到下止點(diǎn)的位置，且校正力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自由彎曲力（或接觸彎曲力） ，而在彎曲工作過程中，二者又不是同時存在的，因此查表３.７得ｐ＝70ＭｐＡ，所以校正力Ｆ校為：Ｆ校＝Ａｐ＝（20*60）*70＝84ＫＮ所以第一次彎曲時：Ｆ＝ ＋Ｆ校＝16.58＋84＝100.58ＫＮ形 自 由 彎 曲uF第二次彎曲時：= ＝ ＝ 16.58ＫＮ形 自 由 彎 曲utrk7.0b2??B42.5370*1*7.02?對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大的多，故頂件力可以忽略，但這里為了保險(xiǎn)起見，在計(jì)算壓力機(jī)公稱壓力時，還是將頂件力考慮進(jìn)去。30Ｆ壓機(jī) KNF）（）（）（）） （（ 頂校 126384*.123.12 ????????綜合考慮以上得，初選壓力機(jī)型號為 JB23—16.2.4 模具總體設(shè)計(jì)模具總體設(shè)計(jì)包括：模具類型的確定好模具結(jié)構(gòu)形式的確定.2.4.1 模具類型的確定沖模的類型與沖壓工藝方案是相互對應(yīng)的，兩者都是根據(jù)生產(chǎn)批量，零件形狀和尺寸，零件質(zhì)量要求，材料性質(zhì)和厚度，沖壓設(shè)備和制模條件，操作因素等確定。復(fù)合?？梢詻_尺寸較大的零件，但對材料厚度，孔心距，孔邊距又一定的限制；級進(jìn)模沖小型零件，尤其是形狀復(fù)雜的異形件，但級進(jìn)模輪廓尺寸受壓力機(jī)臺面尺寸的限制；單工序模不受零件尺寸和板厚的限制。復(fù)合模沖壓比單工序模具沖壓的沖件質(zhì)量好；而級進(jìn)模的沖壓件質(zhì)量一般介于單工序模與復(fù)合模之間。由于采用沖壓工藝方案為彎曲，所以采用單工序彎曲模。2.4.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定模具類型確定后，還要確定模具的具體結(jié)構(gòu)形式，主要包括：送料與定位方式的確定，卸料與出件方式的確定，工作零件的結(jié)構(gòu)及其固定方式的確定，模具精度及導(dǎo)向方式的確定等。對于復(fù)雜的彎曲模及其他需要改變沖壓力方向和工作零件運(yùn)動方向的模具，還要確定傳力和運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。由于該模具采用單工序彎曲模，上模主要有上模座，凸模，模柄，墊板，斜楔和凸模固定板等零件組成；下模主要有下模座，頂料板，活動凹模，蓋板，支撐板，彈簧，彈簧管，頂桿和定位板等零件組成。彎曲工件有下面的彈簧頂出。2.5 模具主要零部件的設(shè)計(jì)2.5.1 彎曲凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于制件結(jié)構(gòu)簡單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。由于該工件是沿著工件彎曲角的中心線方向彎曲的， 所以工件是簡單的 U 型彎曲，只需確定彎曲的角度即可，有零件圖可知，零件的彎曲角為 90°和 45°，因?yàn)閺澢鷷r 插圖清單工件圖…………………………………………………………………7彎曲凸模……….………………………………….18彎曲凹?！?……………………….……19彎曲總裝圖………….………………………….……24 插表清單沖壓設(shè)備與沖壓工藝的關(guān)系………………………………………………………17彎曲板沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)題目為彎板彎曲的模具設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了彎曲模具設(shè)計(jì)的要求，內(nèi)容與方向。通過工藝分析，工藝方案的確定，確定了模具設(shè)計(jì)的方向， 對毛坯尺寸的確定，計(jì)算彎曲力，來計(jì)算和選擇壓力機(jī)和壓力機(jī)的噸位。本設(shè)計(jì)運(yùn)用了沖裁工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識。首先，分析了板材的性能要求，為選去模具的類型做了準(zhǔn)備，同時，也為凸，凹模的材料有了依據(jù)。后分析彎曲件件的特征，確定了模具設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇其他零件及卸料裝置。也為凸，凹模尺寸的計(jì)算有了根據(jù)。還有零件的加工工藝。關(guān)鍵詞: 彎曲模 凸模 凹模 Bending plate stamping die designABSTRACT：This design topic designs for The piercing die design of the dunnage backup plate, body now typical model The piercing die design of request, contents and direction.Pass the craft analysis, the craft project really settles, making sure the direction of The piercing die design, really settling to the blank product size, computing to the blanking pressure, compute the pressure center, choose the tonnage of the pressure machineand the pressure machine.This design made use of to hurtle foundation knowledge of blanking craft and The piercing die design. First, Analyzed the function request of the plank material, did preparation for the type that chooses to the die, is also convex, in the meantime, the material of punch and cavitydie had a basis.Analyze to hurtle a characteristic of cut the piece behind, make sure the molding tool design parameter, choose other spare partses and unload to anticipate device.Is also convex, the calculation of the cave mold size had a basis.Still there is spare parts to process a craft.Keywords: The piercing die punch cavitydie