弯曲模具设计说明
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弯管模具设计分析摘要:管材的冷弯成型,应用范围越来越广泛,而相应的弯管质量也要求越来越高,为保证弯管质量,必须设计合理的弯管模具,文章论述了弯管过程中的模具设计及相应的工艺参数。
关键词:弯管;模具结构;轮模;夹模;导模;防皱板金属管材的弯曲在现代工业领域应用十分广泛,主要用于汽车、机械、环保、化工、民用等行业。
笔者从事汽车零部件的制造行业多年,主要研究发动机上的EGR及排气管方面的零件产品制造,多为不锈钢焊管(如AISI 304)的弯管、成型产品。
文章根据实际工作经验,分析弯管模具设计的几个要点。
1 模具结构及动作概述如图1所示,为一套弯管模具的标准结构,主要有轮模、夹模、导模、芯棒、防皱板等五部分组成,工作时其动作过程为:芯棒进芯,夹模夹紧管材随轮模一起转动,导模压紧管材随着管材的弯曲而跟随,而防皱板固定不动,当弯管角度达到设定角度后,芯棒退出,导模、夹模松开、复位,完成整个动作,文章将围绕这五个部件的设计进行论述。
2 模具设计2.1 轮模轮模是整个弯管模具设计的核心,设计时一般先从它开始。
产品管材外径D,壁厚δ,弯曲半径R(设计三要素)确定后,在设计轮模弯曲半径时必须考虑管材的反弹,从而确定模具的弯曲半径R’:目前,Rx=1为行业技术的最高水平,由于成本高、难度大,一般设计均不考虑。
轮模型腔直径按管材外径D设计,管材壁厚、外径决定了管材的强度,直接影响夹模的夹持长度,轮模夹持长度与夹模配合,在后面的夹模设计将进行论述。
轮模由于频繁受夹模的夹紧冲击及管材的弯曲力,因此要求整体韧性好,有良好的抗冲击能力,且型腔表面耐磨,目前一般采用调质+氮化的热处理工艺,型腔表面硬度可达HRC55~HRC60。
2.2 夹模夹模设计的主要尺寸为长度尺寸,它主要取决于产品两个弯曲之间的直段长度,夹模长尺寸过小,不能夹紧管材,弯管时管材易打滑,操作外观,弯曲部分出坑,不满足产品要求。
反之,尺寸过大,容易将前一个弯夹扁、变形,这在工艺上是不充许的。
毕业设计说明书题目专业班级学生姓名指导教师2013年 11月 20 日关键词:靠板、工艺性分析、冲裁工艺方案确定、模具结构的确定、有关工序与设计的计算、模具零部件的选用、模具总装图的绘制、零件图的绘制目录第一章绪论 (1)1.1 课题的来源、目的、意义 (2)1.2课题的主要内容和工作方法 (3)1.3解决的重点问题和创新 (4)第二章零件的工艺性分析 (5)2.1冲裁件的结构与尺寸 (6)2.2冲裁件的精度 (7)2.3冲裁件的材料 (8)第三章冲压模设计 (9)3.1冲裁工艺方案的确定 (9)3.2模具总体结构方案 (10)3.3排样设计与计算 (11)3.4冲压力及压力中心计算 (12)3.5模具工作零件的设计 (13)3.6标准零件的选用 (14)第四章模具零件的制造与装配 (15)4.1凸模制造工艺 (16)4.2凹模制造工艺 (17)4.3模具装配工艺 (18)第四章小结 (19)第五章结果与建议 (20)附:打印标准样式(一)一律按毕业论文(毕业设计)封面大小要求交计算机打印稿。
(二)字号、字体要求:论文题目黑体一号“内容提要”“关键词”字样黑体三号摘要正文宋体小四号关键词宋体小四号论文正文第一层次(章)题序和标题小二号黑体字第二层次(节)题序和标题小三号黑体字第三层次(条)题序和标题四号黑体字第四层次正文宋(或楷)体小四号(英文用新罗马体12号)论文页面设置注意装订线,页码一律用5号居中标明。
第三层次(条)题序和标题四号黑体字第四层次正文宋(或楷)体小四号(英文用新罗马体12号)论文页面设置注意装订线,页码一律用5号居中标明。
第一章绪论1.1 课题的来源、目的、意义该课题是从3栋教学楼刘金铁老师按两个人一组从毕业设计课题处随机抽取出的一个课题,零件(靠板)结构形式已用图纸表达。
该课题要求首先分析零件的工艺性然后做出工艺方案的确定,再确定模具的总体结构方案,进行有关工艺与设计的计算,最后确定模具的零部件结构,绘制出总装图和零件图。
毕业设计(论文)说明书题目:Z形件弯曲模设计系名机械工程系专业机械设计制造及其自动化学号学生姓名指导教师职称讲师2015年 4月 10 日摘要本次设计是Z形件弯曲模的设计,制件为Z形件。
本文借鉴了冷冲压模具设计的全部过程。
文章主要过程是从产品的工艺分析到最后设计冲压模具,首先,通过对制件的特点的了解,进一步对制件进行工艺分析,确定该制件符合冷冲压加工的要求。
冲压工艺方案和结构确定为弯曲模具冲压,并对弯曲模进行设计。
除对制件进行排样分析和计算搭边值、冲压力、以及确定模具压力中心外还重点分析了制件的凸模、凹模及其凸凹模结构并进行设计、计算,定位零件的选取和结构分析,以及固定方式等技术难点,最终通过AutoCAD进行绘图,得到相关零件的零件图及弯曲模具的装配图。
关键词:冷冲压;Z形件;弯曲模具设计AbstractThis design is Z blanking design of the compound die, product as a Z convex shaped gasket. In this paper, the whole process of cold stamping die design. The article is main process from product process analysis of the final design of the stamping die, first of all, based on the understanding of the parts, parts for process analysis, to determine the work pieces with cold stamping processing requirements. Stamping process scheme and structure determination for the Flip Style compound die punching, and the design of compound die. In addition to the parts layout analysis and calculation on the boundary, pressure, and to determine the pressure center of the mould is focus on the analysis of the parts of the punch, die and punch die structure and design, calculation, selection and structure analysis of positioning component, and the fixed mode to point, finally drawing by AutoCAD the assembly diagram, parts diagram and related parts of the composite mold.Key words: Cold stamping;Z convex shaped gasket;Compound die design目录第一章前言 (6)1.1我国模具行业的发展方向和前景 (7)1.2 冲压加工的特点 (7)1.3 冲压模具的种类 (8)1.4课题意义 (9)第二章冲压工艺性分析及冲压方案的确定 (10)2.1 冲压工艺性分析 (10)2.2 冲压工艺方案的确定 (10)第三章排样设计及计算 (11)3.1毛坯尺寸计算 (12)3.2排样与定距设计 (13)3.3确定搭边值 (13)3.4确定条料宽度计算利用率 ............ 错误!未定义书签。
浮生、流年《塑性成形工艺》课程设计题目: V形弯曲模具设计姓名:灬焚书灬学号: 89757系别:材料工程系专业:材料成型及控制工程专业年级: 2015级指导老师:2015年7月32日目录1、设计任务书 02、冲压工艺分析 02。
1 材料分析 02。
2 工艺分析 02.3 弯曲件的工序安排 03、弯曲模具总体结构设计 (1)3.1 模具类型的选择 (1)3.2 操作与定位方式 (1)3。
3 卸料与出件方式 (1)4、弯曲模具工艺与设计分析 (1)4.1 弯曲工件毛坯尺寸计算 (1)4.2 弯曲力的计算 (2)4.3 压弯时的顶件力和卸料力 (3)4.4 弯曲时压力机吨位的选择 (3)5、弯曲模具零件设计 (3)5。
1 凸模与凹模工作部位设计 (3)5。
1.2 凸模与凹模的圆角半径 (3)5。
1.3 弯曲模凹、凸模间隙 (5)5.1.3 弯曲凸、凹模刃口尺寸及公差 (5)5。
2 凹模尺寸设计 (5)5.3 模座的选择 (7)5.4 垫板规格的的选择 (8)5。
5 固定板的选择 (8)5。
6 定位板的设计 (9)5.7 凸模设计 (10)5。
8 模柄的选择 (10)5.9 螺钉、销钉的设计 (10)5。
9。
1 螺钉、销钉的选择 (10)5.9.2 螺钉、销钉孔确定 (11)5。
9.3 螺钉、销钉位置确定 (11)6、冲压设备的选择 (12)6.1 闭合高度的确定 (12)6。
2 压力机设备的选用 (12)7、课设小结 (14)参考文献 (15)1、设计任务书设计题目:V形弯曲模具设计工件图:如图1材料:Q235厚度:1mm技术要求:小批量,零件公差按IT14选取图错误!未定义书签。
:工件图2、冲压工艺分析2。
1 材料分析Q235号钢为普通碳素结果钢,性质较软,具有较好的弯曲性能,弹性模量E=200~220GPa ,抗拉强度σb=375~500MPa.2。
2 工艺分析该弯曲件外形简单,精度要求不高,工件厚度小,可以采用单工序模弯曲,且定位精度易保证。
冲压模具课程设计弯曲计算在冲压模具设计中,弯曲计算是非常重要的一项任务。
弯曲是常见的冲压形式之一,它不仅在金属加工行业中广泛应用,也在其他领域中得到广泛运用。
本文将介绍冲压模具课程设计中弯曲计算的基本步骤和注意事项。
一、弯曲计算的基本步骤在进行冲压模具课程设计时,弯曲计算可以按照以下基本步骤进行:1. 确定材料的弯曲性能参数:材料的弯曲性能参数包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。
这些参数可以通过实验测量或参考相关资料获得。
2. 计算弯曲力:根据所设计的工件的尺寸和要求,利用弯曲计算公式进行弯曲力的计算。
弯曲力的计算涉及到材料的弯曲性能参数,以及工件的尺寸和几何形状等因素。
3. 选择适当的冲压机:根据计算得到的弯曲力,选择适当的冲压机进行加工。
选择冲压机时要考虑其最大弯曲力以及工作台的尺寸等因素。
4. 进行弯曲模具设计:根据工件的几何形状和尺寸要求,设计合适的弯曲模具。
弯曲模具通常由拍板、上模、下模和导向装置等组成,设计时要考虑到模具的刚度和稳定性等因素。
5. 进行弯曲试验:在实际加工之前,进行弯曲试验来验证所设计的弯曲模具的合理性和准确性。
通过试验可以判断模具设计是否满足要求,如有必要可以对模具进行进一步的优化和改进。
二、弯曲计算的注意事项在冲压模具课程设计中进行弯曲计算时,需要注意以下事项:1. 材料的选择:材料的弯曲性能对弯曲计算结果有着重要影响,应选择与工件要求相匹配的材料。
不同材料的弯曲性能参数会有所不同,需要根据实际情况进行选择。
2. 弯曲力计算:在进行弯曲力计算时,需要准确的工件尺寸和几何形状等参数。
这些参数的测量和输入应尽量精确,以避免计算结果的误差。
3. 冲压机选择:冲压机的选择应根据加工要求和计算得到的弯曲力进行。
如果弯曲力过大,选择不当的冲压机可能导致工件加工不合格或损坏。
4. 弯曲模具设计:弯曲模具的设计需要考虑到模具刚度和稳定性等因素。
模具设计应合理,以保证工件能够被正确加工和成形。
四角形弯曲件弯曲工艺与模具设计1. 引言说到四角形弯曲件,大家可能会想,“这不就是个简单的弯曲吗?”其实不然,这背后可是门学问!想象一下,你在家里试着弯一根铁丝,结果发现弯来弯去不怎么好看,最后还被惹得不高兴了。
四角形的弯曲工艺,就像是做一道精致的菜,没点技巧可不行!今天咱们就来聊聊这个话题,轻松一点,幽默一点,让大家都能懂得明白。
2. 四角形弯曲件的基本概念2.1 什么是四角形弯曲件?首先,四角形弯曲件就是那种四个角都在的形状,比如说框架、外壳等等。
这种形状的工艺在很多行业都用得着,像汽车、家电,甚至建筑上都少不了它的身影。
说实话,这四角形件可真是个“大忙人”,到处跑,帮助我们解决各种问题。
2.2 为什么弯曲工艺这么重要?弯曲工艺的好坏,直接影响到产品的质量和使用效果。
想想看,假如你买的一个家电外壳弯得歪七扭八的,那看着就让人心里不爽,对吧?这时候,如果使用了合适的弯曲工艺,那可真是“如虎添翼”,让产品看起来更加完美。
总之,弯曲工艺的好坏,直接关乎着产品的“颜值”和“内涵”。
3. 四角形弯曲工艺的流程3.1 材料的选择首先,咱得选材料。
常见的有铝、钢、塑料等等。
每种材料的特性都不同,就像人有不同的性格,选错了可就麻烦了。
铝虽然轻,但强度相对较低;而钢结实,但重量也不轻。
选得好,工艺自然顺利,选得不当,可能就得重走老路,吃个大亏了。
3.2 设计与计算接下来,就是设计和计算。
这一步就像是搭建乐高积木,得把每个部分都想清楚了。
设计图纸要精细,不能马虎。
现代化的设计软件就像是个高科技的小助手,能帮我们快速计算出需要的弯曲角度和半径,简直是“如鱼得水”!3.3 模具的制作一切准备好后,就轮到模具的制作了。
模具就像是四角形弯曲件的“衣服”,得合身、得好看。
制作模具的时候,可不能心急,要仔细、要认真,才能确保最终产品的质量。
如果模具做得不行,后面的弯曲工艺就像是“竹篮打水一场空”,白忙一场。
4. 实际操作中的注意事项4.1 温度控制在实际操作中,温度可是个“隐形杀手”。
1 绪论改革开放以来,随着国民经济的高速发展,工业产品的品种和数量的不断增加,更新换代的不断加快,在现代制造业中,企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展,加快换型,采用柔性化加工,以适应不同用户的需要;另一方面朝着大批量,高效率生产的方向发展,以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益,生产上采取专用设备生产的方式。
模具,做为高效率的生产工具的一种,是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。
采用模具生产制品和零件,具有生产效率高,可实现高速大批量的生产;节约原材料,实现无切屑加工;产品质量稳定,具有良好的互换性;操作简单,对操作人员没有很高的技术要求;利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工出的零件与制件可以一次成形,不需进行再加工;能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品;容易实现生产的自动化的特点。
2 弯曲件的工艺分析图2—1 零件图如图2—1所示零件图。
生产批量:大批量;材料:LY21-Y;该材料,经退火及时效处理,具有较高的强度、硬度,适合做中等强度的零件。
尺寸精度:按公差IT14查出来的。
尺寸精度较低,普通冲裁完全能够。
其他的形状尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可安IT14级确定工件的公差。
经查公差表,各尺寸公差为:Ø90 +0。
3020 0-0.52 600-0.52工件结构形状:制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序,尺寸较小。
结论:该制件可以进行冲裁制件为大批量生产,应重视模具材料和结构的选择,保证磨具的复杂程度和模具的寿命。
3 确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析,其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序,按其先后顺序组合,可得如下几种方案;(1)落料——弯曲——冲孔;单工序模冲压(2)落料——冲孔——弯曲;单工序模冲压。
(3)冲孔——落料——弯曲;连续模冲压。
(4)冲孔——落料——弯曲;复合模冲压。
方案(1)(2)属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内完成一个冲压工序的冲裁模。
弯曲模具设计实例弯曲模具设计实例一、模具结构及组成1、整体模具结构根据弯曲件型腔的实际尺寸,简略设计出模具的工作台(底板)、加工模具型腔、各模具型面、润滑部件、定位部件、支撑部件和压力部件等的模具结构,并给出其尺寸。
2、模具组件模具采用水平式整体结构,其组件包括:(1)模具底板,用于支撑型腔和各模具型面;(2)加工型腔,用于容纳钢件;(3)各模具型面,用于形成弯曲件的末端面形;(4)润滑部件,用于钢件、模具的润滑;(5)定位部件,用于钢件的定位;(6)支撑部件,用于钢件的支撑;(7)压力部件,用于加工弯曲件的压力。
二、模具制作原则1、模具结构应选择合适的材料,选用极用软铸铁和耐磨铸钢制作模具;2、模具尺寸应有理想的设计,确保模具结构强度和精度;3、模具表面应做好光洁度的要求;4、模具上的型腔及槽位应有合理的深度要求,防止钢件的压痕;5、模具应安装良好,型腔中心应位于模具中心;6、支撑部件应具有柔性,防止钢件的破坏;7、润滑部件应选择合适的润滑油,并分类使用;8、压力部件应有正确的设计,防止钢件在加工过程中变形。
三、模具加工工艺1、底板的加工底板的加工采用数控仿形机进行光洁度的加工,保证型腔中心位置的精度,并保证底板的表面不含有毛刺和异物。
2、各模具型面的加工对于各模具型面,采用铣削机进行外形光洁度的加工,保证型腔的精度要求。
3、支撑部件的加工支撑部件的加工采用数控车床,可以根据设计尺寸进行变形加工,保证支撑部件的柔性。
4、定位部件的加工定位部件采用数控仿形机进行加工,保证定位部件的精度,确保钢件的定位精度。
5、润滑部件的加工润滑部件采用数控仿形机进行加工,保证润滑部件的精度,并可以配置滑脂加工润滑油。
6、压力部件的加工压力部件采用数控仿形机进行加工,保证型腔的精度,同时安装合适的压力调节控制装置,满足加工过程的压力要求。
四、模具试制试验1、模具尺寸的测量试验检测加工件的尺寸,检查型腔和各模具型面的尺寸,确保其符合设计尺寸要求。
6 弯曲模具设计
本章容: V形弯曲模、U形弯曲模,多角弯曲件、圆
形弯曲件等复杂件弯曲成形的多工序
复合弯曲模,U形弯曲模设计实例。
本章难点:复杂弯曲模的结构组成与动作过程。
6.1 简单弯曲模
简单弯曲模——工作时模具通常只有一个垂直运动
的单工序弯曲模。完成的制件有单角的V形件、双角
的U形件和小于90°的U形件等简单件。
6.1.1 V形件弯曲模
. .. .
.. .. .. ..
图6.1 V形件弯曲模 图6.2 V形件弯曲模三维模型
图6.3 V形件压板式弯曲模
图6.4 V形件折板式弯曲模
(a) 开模状态 (b) 合模状态
图6.5 V形件折板式弯曲模三维模型
V形件折板式弯曲模
. .. .
.. .. .. ..
6.1.2 U形件弯曲模
图6.6 U形件的弯曲模
图6.7 弯制夹角小于90°的U形件弯曲模
弯制夹角小于90°的U形件弯曲模
异形U形件弯曲模
Z形件弯曲模
6.1.3 通用弯曲模
图6.8 通用弯曲模
. .. .
.. .. .. ..
6.2 复杂弯曲模
复杂弯曲模——在工作时通常具有两个或两个以上
的运动,可将多个弯曲变形一次完成。
6.2.1 C形弯曲模
图6.9 C形弯曲模
图6.10 C形弯曲模立体模型
(a) 弯曲初始状态 (b) U形中间弯曲状态 (c) C形最终弯曲状态
图6.11 C形件弯曲动作过程
四角弯曲模1
四角弯曲模2
异形件弯曲模
6.2.2 O形件弯曲模
O形件弯曲模
. .. .
.. .. .. ..
图6.12 滑板式弯曲模
图6.13 滑板式弯曲模模型
(a) 初始弯曲状态 (b) 中间弯曲状态 (c) 最终弯曲状态
图6.14 弯制带有耳翅的环类工件的滑板式弯曲模
. .. .
.. .. .. ..
图6.16 圆形件自动卸料弯曲模
图6.17 圆形件自动卸料弯曲模动作过程
其他弯曲1
其他弯曲2
6.3 U形弯曲件冲压实例
6.3.1工艺分析及工艺方案
图6.18 弯曲件
材料为35钢板(退火),板厚3mm,大批量生产
该零件形状简单,批量生产,精度无特殊要求,结构
不对称,应注意弯曲中的偏移问题。
该零件弯曲半径R=5mm,查表5-2可知
min
0.82.4mmrt
,有R>minr,故此不会弯裂。
由图5.21(a)可知:当t≥2mm时,a≥2t,故此件最小
孔边距是6mma;该件两个16的孔边距是14mm,因此
可采用先落料、冲孔,再弯曲成形,而弯曲时孔将不
会发生变形。
由图5.20得知:弯曲件直边高度H>2.5t,最小直边
. .. .
.. .. .. ..
高度为7.5mm;而该件的直边高度是12mm,符合要求。
为使制件弯曲不偏移,可以利用两个16孔定位。
由此可见,最终的合理设计方案为:落料—冲孔复合
工序;弯曲成形工序。
6.3.2 工艺计算
1) 毛坯展开长度计算
图6.19 毛坯及尺寸计算图
毛坯展开长度为:12345LLLLLL
其中:12012mmLRt;
2
602244mmLRt
;
3
5042mmLRt
;
由53rt=1.57,查表5-6可知:层位移系数0.4,
所以,
45
π()180LLrtπ90
(50.43)180
mm
=
9.73mm
短边侧端距孔中心线之距:
124
/2(129.7322)mm43.73mmLLL
长边侧端距孔中心线之距:
325
/2(429.7322)mm73.73mmLLL
毛坯总长为:43.7373.73117.46mm
2) 弯曲力的计算和设备的选择
为减少回弹,常采用校正弯曲:由公式(5.9)可知:校正弯曲力
FqA
其中:由表5-9查得单位校正力5070MPaq~,取60MPaq;
水平投影面积 2100(602)5400mmAt
所以弯曲力:605400N324000N324kNFqA
初选压力机:开式双柱可倾式压力机,型号J23—400;考虑压力机滑块行程
为100mm,方便制件取出,故J23—400也是最终选择。
3) 模具工作部分尺寸计算
(1) 宽度尺寸计算
弯曲件是外形尺寸标注,应以凹模为基准进行计算。
制件公差未注按IT14级选取:0.74mm,
凹模制造公差推荐用IT9级:0.074mm凹。
查表5-11:(0.75)LL凹凹0.074(600.750.74)0.07459.45mm
(2) 间隙大小计算
间隙大小:Ctkt,其中,板厚正偏差
0.2mm
,
查表5-10可知:间隙系数0.05k (按长边选取),
则单边间隙3.35mmC。
凸模工作部分尺寸L凸按凹模实际尺寸制作,保证双边间隙为2C。
(3) 凹模圆角半径等。查表5-12知:8mmr凹,凹模深度为25mm。
. .. .
.. .. .. ..
6.3.3 模具结构设计
图6.20 U形件弯曲模设计
图6.21 凸模零件图 图6.22 凹模零件图
T10A,热处理硬度58HRC~60HRC T10A,热处理硬度
58HRC~60HRC
习 题
1. 弯曲模的设计要点是什么?
2. 常用弯曲模有哪几种结构?各有什么特点?
3. 试设计弯曲模冲压如下制件:
(1) 一次压弯成形模,如图5.29所示。
(2) 二次或多次压弯成形模,如图5.30、图5.31所
. .. .
.. .. .. ..
示。
(3) 成对弯曲成形模,如图5.33所示。