v型零件的弯曲工艺及其模具设计

v型零件的弯曲工艺及其模具设计内容摘要：

喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。 如清华大学开发研制的“ MRPMSⅡ型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造 SSM和熔融挤压成形 MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。 一汽模具制造公司在以 CAD/CAM 加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树 脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。 (3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。 为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。 如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便 可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成襄樊学院 理工学院 毕业设计（论文）报告纸 第 6 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达 97%；公称压力为 250KN 的高速压力 机的滑块行程次数已达 2020 次 /min 以上。 在多功能压力机方面，日本田公司生产的 2020KN“冲压中心”采用 CNC 控制，只需 5min 时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的 CNC 金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的 4~10 倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。 冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。 其中，无需设计 专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、 CNC 万能折弯机等新设备已投入使用。 特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（ FMC）和冲压柔性制造系统（ FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。 FMS 系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24 小时无人控制生产。 同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。 (4)冲压标准化及专业化生产方面 模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。 因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。 因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。 目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达 70%~80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。 模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅 专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。 我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。 但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在 40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。 另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。 襄樊学院 理工学院 毕业设计（论文）报告纸 第 7 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2 零件的工艺性分析 零件的工艺性分析 图 零件图 如图 所示零件图。 生产批量：大批量。 材料： 厚度为 4mm 的 Q235 钢板 表 碳素结构钢的化学成分、性能及用途 牌号 等级 化学成分 σ S/MPa δ 5/% σ b/MPa 用途举例 钢材厚度和型材直径≤ 16mm Wc/% 不小于 Q195 — — 195 33 315—390 用来制造薄钢板、钢丝、管钢、钢钉、螺钉、地脚螺栓等 Q215 A — 215 31 335—410 B Q235 A — 235 26 375—460 用来制造拉钉、螺栓、螺母、轴、销子、螺纹钢、角钢、槽钢、钢板等 B — 襄樊学院 理工学院 毕业设计（论文）报告纸 第 8 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ C ≤ D ≤ Q255 A — 255 24 410—510 用来 制造各种型条钢和钢板 B 45 — — 275 20 490—610 相当于 35— 40 钢 表 部分碳素钢抗剪性能 材料名称 牌号 材料状态 抗剪强度（ Mpa） 普通碳素钢 Q195 未退火 260～ 320 Q235 310～ 380 Q275 400～ 500 如表 和 所示 为碳素结构钢，其抗剪强度为 310380MPa，抗拉强度为375460MPa，屈服强度为 235MPa，弹性模量为 20610 增加而使其屈服值减小。 由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。 尺寸精度：该零件图上已经标出了零件的弯曲角度，零件的高度和零件的宽度，其余并未标注，属自由尺寸，可按 IT13 级确定工 件的公差。 工件结构形状：制件需要进行落料，弯曲两道基本工序，尺寸小。 结论：该制件可以进行冲压。 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。 确定工艺方案 表 各类模具结构及特点比较 模具种类比较项目 单工序模 级进模 复合模 无导向 有导向 零件公差等级 低 一般 可达 IT13— IT10 级 可达 IT10— IT8 级 襄樊学院 理工学院 毕业设计（论文）报告纸 第 9 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 零件特点 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度较厚 小零件厚度 —6mm 可加工复杂零件，如宽度极小的异形件 形状与尺寸受模 具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达 3mm 零件平面度 低 一般 中小型件不平直，高质量制件需较平 由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面 生产效率 低 较低 工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高 冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低 安全性 不安全，需采取安全措施 比较安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成本 低 比无导向的稍高 冲裁简单的零件时，比复合模低 冲裁较复杂零件时，比级进模低 适用场合 料厚精度要求低的小批量冲件的生 产 大批量小型冲压件的生产 形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产 根据制件的工艺性分析。 该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度 4 ㎜。 此工件 可用一次单工序模弯曲，定位较为容易，且定位精度易保证。 襄樊学院 理工学院 毕业设计（论文）报告纸 第 10 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 3 冲压模具总体结构设计 模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用 单工序 冲压，所以模具类型为 单工序 模。 操作与定位方式 零件 大 批量生产 ,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产 ,且能降低模具成本 ,因此采用手工送料方式 .零件尺寸较 小 ，厚度较 小 ，宜采用 定位板定位。 卸料与出件方式 因为工件料厚为 4mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。