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1、河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书毕业设计论文论文题目： 滚 动 轴 弯 模系 部 专 业 模具设计与制造 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 毕业设计（论文）任务书系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造 学生姓名: 学 号: 设计(论文)题目： 滚 动 轴 弯 模 起 迄 日 期: 指 导 教 师: 发任务书日期: 毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的： 所示图形为小于90的U型件，材料为Q235，料厚为0.6mm，设计一套冲压弯曲模具，要求能适应批量生产。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）
2、：主要内容： 1） 弯曲零件工艺性分析 2） 弯曲工艺方案的确定3） 模具的主要参数计算以及模具的总体设计4） 模具零件的加工工艺性 5） 模具的装配，安装及调试6） 模具设备的选用 第1章 绪论冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。在冲压过程中，将材料加工成零件的一种特殊工艺装配，称为冲压模具。冲模是在实现冲压加工中必不可少的工艺装配，与冲压件是“一模一样”的关系，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件：没有先进的模具，先进的冲压成型工艺就无法实现。在冲压零件的生产中，合理的成形工艺、先进的模具、高效的冲压
3、设备是比不可少的三要素。冲压工序根据材料的变形特点可分为分离工序和成形工序两类。分离工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状，尺寸与精度制件的加工工序。成形工序主要有弯曲，拉深，翻边，旋压等。弯曲是将板料，型材，管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。它属于成形工序，是冲压基本工序之一，在冲压零件生产中应用较普遍。并且占有很大的比重。由于弯曲成形所用的工、模具及设备不同，形成各种不同的弯曲方法，如压弯、折弯、滚弯、拉弯、绕弯等等。尽管各种弯曲方法不同，但其弯曲过程及特点具有共同的规律。最典型的两种V型弯曲
4、和U型弯曲.弯曲所使用的模具叫弯曲模，它是弯曲过程中必不可少的工艺装备。开始弯曲时，板料的弯曲内侧半径大于 凸模的圆角半径，（曲率的比较，开始曲率小，r1/）随着凸模的下压，板料的直径与凹模V形表面逐渐靠紧，弯曲内侧半径逐渐减小，同时曲率逐渐变大。半径减小的同时弯曲力臂也逐渐减小（力臂为凹模与工件的两接角边点间的距离）当凸模、板料与凹模三者完全压合，板料的内侧弯曲半径及弯曲力臂达到最小时，弯曲过程结束。如1.1土所示。图1.1 弯曲的过程弯曲生产是靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。利用模具加工可以获得其它加工方法所不能或难以制造的，形状复杂
5、的零件。弯曲产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要经过机械加工便可使用。弯曲加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。弯曲产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板材或带料，在弯曲过程中材料表面不受破坏。因此弯曲工艺是一种比较好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。第2章 零件工艺性分析零件简图：如图2.1所示;零件名称：闭角U形弯曲件;材料：Q235;材料厚度：1mm; 图2.1 闭角弯曲件2.1零件结构工艺性分析此零件为一个简单的小于90的U形件，也称其为闭角弯曲件，其弯曲圆角半径r为
6、0.5mm,材料选择普通碳素钢Q235,板厚为0.6mm。其工艺性主要包括弯曲件的精度、圆角半径、板料的纤维方向与弯曲线夹角、弯曲的直边高度、其他工艺性等。2.1.1 弯曲精度弯曲件为薄板，短边，取弯曲精度IT14级。弯曲件的精度，由于零件图上对这方面都没有确定，这样的制件可以设精度为IT14级，这样精度一般的制造精度都可以满足要求。其弯曲件长度的自由公差为0.3；弯曲件的角度的自由公差为2.1.2 弯曲圆角半径根据材料和板厚查的此工件允许的最小圆角半径其值小于圆角半径0.5mm,避免了板料外层断裂致使工件报废。2.1.3 板料的纤维方向与弯曲线夹角Q235钢属于轧制板材，在弯曲时各方向的性能
7、是有差别的，纤维的方向就是轧制的方向，所以弯曲线最好与纤维线垂直，弯曲时不易开裂，此制件符合此工艺性要求。2.1.4 弯曲的直边高度一般弯曲件为了避免稳定性不好，要求直立部分高度H2.5t,很显然此零件符合工艺性要求。2.1.5 其他工艺性要求此弯曲件的形状和尺寸对称，零件的圆角,保证了尺寸精度，并且在制件中间设置了定位工艺孔，这样可以防止弯曲时毛坯偏移造成质量不稳定，确保了工艺性要求。2.2 零件冲压工艺性分析从制件图上可以看出，必须先通过落料冲工艺孔，然后再进行弯曲，需要两套模具，很明显弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，所以在此主要对弯曲工艺进行分析。此弯曲件是小于90的U形件，且材料厚度比
8、较小，所以不能采用一般的U形弯曲模，可以采用滚轴式的凹模，使制件一次成形，能够保证工件质量，还能减小回弹。第3章 工艺方案的确定根据制件工艺性分析，其冲压零件需要的基本工序有落料冲孔，一次弯曲，其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，因此选择合理的弯曲方法十分重要。方案一：先用一般U形弯曲模完成两直角平行的U形工序件，再用斜面凹模缩小上口间距，弯成闭角形件。， 方案二：采用一次成型的滚动轴式弯曲模，在凹模侧壁安装可转动的转轴，凹模镶件随着凸模的下行，板料先被弯成两平行的U形过渡件，当工件底部接触到转轴凹模后，转轴凹模就会转动，成形弯曲件。方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，生产效率低，并且
9、保证不了精度。方案二只需要一副模具就可以完成。提高了生产效率，也保证了精度。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。综合以上分析，采用第二种方案进行弯曲最好。第4章 主要工艺参数计算此弯曲模设计的工艺参数计算主要包括制件毛坯尺寸计算,弯曲力的计算及弯曲模工作部分尺寸设计的计算。4.1 毛坯尺寸计算 弯曲中性层位置的计算板料 因为有少许偏移，取值为49mm,宽度尺寸为10mm,故毛坯尺寸为.4.2 弯曲力的计算弯曲力是设计弯曲模和选择压力机吨位的依据。弯曲力的理论计算可以从塑性弯矩和外力弯矩相等的条件求得。但由于弯曲力受材料性能，零件形状，弯曲方法，模具结构等多
10、种因素的影响，用理论公式来计算不但计算复杂，并且也不一定准确。因此在生产中经常采用经验公式计算，作为设计工艺过程和选择设备的依据。 4.2.1 自由弯曲时的弯曲力式中：F自由弯曲在冲行程结束时的弯曲力； B弯曲件的宽度，B=10mm; T弯曲材料的厚度，T=0.6mm; R弯曲件的内弯曲半径，R=0.5mm; 材料的抗拉强度450MPa; K安全系数，一般取K=1.3。代入公式计算得4.2.2 校正弯曲时的弯曲力校正弯曲时， 校正力比压弯力大得多，而且两个力先后作用。因此，若采用校正弯曲时，一般只计算校正力，V形件和U形件均按下式计算： F校=Ap弯曲模工作部分尺寸主要指凹模圆角半径、凸模圆角
11、半径和凹模的深度。U形件弯曲模，还有凸、凹模之间的间隙及模具横向及深度尺寸。 4.3.1 凸模圆角半径工件的相对弯曲半径比较小，其凸模圆角半径取等于工件的弯曲半径，即，且小于符合要求。4.3.2 凹模圆角半径 凹模圆角半径不能过小，以免擦伤工件表面，影响冲模寿命。凹模两边的圆角半径应该一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。值根据材料厚度取为，则。4.3.3 凹模深度的计算凹模深度要适当，凹模深度过小坯料两端未受压部分太多，工件回弹大且不平直，影响工件质量。若过大，则浪费模具钢材，且需冲压有较大的工作行程。所以根据经验数字查表得此形弯曲模的凹模深度为。4.3.4 凸、凹模间隙的计算弯曲凸、凹模之间的
12、单边间隙用C来表示。 U形件弯曲 对于钢板 C =（1.051.15）t 对于有色金属板料 C =（l1.1）t V形件弯曲 凸、凹模间隙是靠调节压力机的闭合高度来实现的，不必在设计及制造模具时考虑。此制曲件所以选择第一组公式进行计算：凹模尺寸凸模尺寸式中：、凸凹横向尺寸；弯曲件横向的最大极限尺寸；弯曲件横向的尺寸公差；、凸、凹模的制造公差，采用IT8级，采用IT9级。经查表 ；代入上述公式得所以根据制件尺寸计算得到凸模尺寸为；凹模尺寸为。第5章 模具总体设计5.1 模具类型的选择 有弯曲工艺分析可知，该制件的成型工艺过程可分为包括下料和弯曲两道工序，下料工序的模具比较简单，或者也可以根据生产
13、车间的实际情况对已有的剪切模具进行相应的调整，下料工序的模具问题很容易解决。所以，本设计只对弯曲这道工序进行设计，该模具的类型为单工序弯曲模。5.2 定位方式的选择 根据上述公称压力的计算，选用公称压力是40KN的压力机就行了。但该工件凸、凹模长度较大，为了满足闭合高度的要求选择100KN的J23-100A压力机。模具结构草图如5.1图所示： 图5.1 模具结构草图第6章 模具主要零部件的设计6.1 凸模部分的设计 弯曲模没有固定的结构形式，此工件结构简单，精度要求不高，所以可以设计比较简单一些，根据制件形状可以将凸模设计为整体式凸模，对凸模上半部分的设计精度要求不严格，其宽度为32.54mm，高度为50mm，长度为10mm.凸模的下半部分比较复杂，根据制件的外形设计，其具体尺寸已经在前边计算过，即工作部分尺寸为，保证倾斜角度是60，圆角半径是0.5mm,并且斜面大于8mm,设计值为11.5 mm.并且在凸模底部设置3的定位孔，如6.1.1图所示：图6.1.1 整体式凸模6.2 凹模部分的设计 凹模设计成滚动轴式的，以便与成形的角，左右两件想对称。这种形状的凹模包括成形凹模和滚轴的设计，根据模具结构的设计和模具的工作过程的要求，可以看出凹模的设计不仅要保持上面的尺寸，还要保证成形滚轴能在座架上转
