轿车制动踏杆冲压工艺及模具设计

轿车制动踏杆冲压工艺及模具设计内容摘要：

于上固板 4 的槽内，这样的结构，对模具进行调整和维修之拆卸非常方便。 凹模采用镶件形式，镶于模框中，便于调整弯曲凹模和凸模之间的间隙，并且 为了防止弯曲回弹，分别在凸模和凹模上加工了弯曲筋 (见图 2 放大图 )，弯曲内角 R≈0，确保制件的弯曲要求。 制件采用定位板定位，可以非常方便地调节弯曲件的尺寸，模具最终调试完毕合格后，用限位柱对模具闭模高度进行限制。 图 2 弯曲模简图 4 小结 ： 该套模具经试模后，除弯曲模稍作调整外，达到了设计要求，冲出完全合格的制件。 模具结构简单、装配方法可靠、模架尺寸小，虽然取消了模架导向机构，并没有影响模具精度，冲出的制件完全符合图纸要求，因而大大降低了模具制造费用。 各类弯曲模具 在文献 [5]中介绍了几种主要 z 字弯曲模具 (1)Z 形件一次弯曲即可成形，图 3a结构简单，但由于没有压料装置，压弯时坯料容易滑动，只适用于精度要求不高的零 件。 (2) 图 3b为有顶板和定位销的 Z 形件弯曲模，能有效防止坯料的偏移。 反侧压块的作用是克服上、下模之间水平方向的错移力，同时也为顶板导向，防止其窜动。 (3)图 3c 所示的 Z 形件弯曲模，在冲压前活动凸模 10 在橡皮 8 的作用下与凸模 4 端面齐平。 冲压时活动凸模与顶板 1 将坯料夹紧，并由于橡皮的弹力较大，推动顶板下移使当顶板接触下模座 11 后，橡皮 8 压缩，则凸模 4 相对于活动凸模 10 下移将坯料右端弯曲成形。 当压块 7 与上模座 6 相碰时，整个工件得到校正。 坯料左端弯曲。 图 3 z形件弯曲模 5凹模 5 弯曲模结构设计应注意的问题 （ 1）模具结构应能保证坯料在弯曲时不发生偏移。 为了防止坯料偏移，应尽量利用零件上的孔，用定料销定位，定料销装在顶板上时应注意防止顶板与凹模之间产生窜动。 工件无孔时可采用定位尖、顶杆等措施防止坯料偏移。 （ 2）模具结构不应妨碍坯料在合模过程中应有的转动和移动。 （ 3）模具结构应能保证弯曲时上、下模之间水平方向的错移力得到平衡。 减小 弯曲回弹的办法 一个弯曲件的主要缺陷之一是弯曲回弹，怎样解决弯曲回弹对产品造成的尺寸不精确同样是一个值得研究的问题。 在文献 [6]中，有一篇从模具设计的角度去解决回弹的问题。 （ 1）用过度弯曲法对消回弹 设计模具结构时 , 使模具凸模弯曲角等于工件弯角加回弹角 , 同时减小凸、凹模间隙 , 使其产生过度弯曲。 卸载回弹后 , 工件达到合格尺寸。 这种方法多用于容易修磨的模具。 图 4 弹簧过度弯曲 （ 2） 采用反复弯曲抵消回弹 对回弹量大的材料 , 采用弧形顶板并且凸模底部也相应做成弧形面 , 以反复弯曲抵消回弹 , 如图 5示。 当零件弯曲后从凹模中取出时由于其底部曲面回弹伸直 , 补偿了两侧壁的回弹 , 使其恰好等于要求的尺寸与形状。 图 5 反复弯曲抵消回弹 （ 3） 对变形区进行整形来减少较厚板料的回弹 当材料厚度 t 0. 8mm 时 , 为减小 U 形件弯曲时的回弹 ,可采用图示 6结构实现对变形区的整形。 将凸模端头做一个小突起 , 将其楔入板内 , 克服回弹。 由于压力较集中于凸起 6 角部 , 通过对变形区进行整形来减少回弹 , 但此时弯曲件底部易产生压痕。 对 V 形件除采用上述方法增加胶布压力外 , 也可利用减小凸模角度的方法来减小接 触面积 , 同样可以得到减小回弹的效果 , 同时还可以减少压痕。 针对 U 形件也可采用凹模底边圆角半径 R 大于凸模圆角半径 rp的方法。 而 R可由实践在反复修正时确定 , 一般开始时取 R = rp + t, 以后边修模边减小 , 直到达到满意的效果为止。 图 6 变形区整形减小回弹 综上所述 , 在弯曲模模具结构设计中 , 防止和减小回弹的方法是多种多样的 , 在实际生产中要根据产品批量大小、弯曲件精度要求以及模具设计制造条件选择相应的方法 , 以便保证质量 , 提高产品精度。 7 第 一 章 工件的冲压工艺性分析 本次毕业设计 的冲压件是轿车制动踏杆冲压件的生产过程的设计。 该工件是一个细长的带 z 字形弯曲的板件，外形比较特殊，在工件上有一个 φ 12 的孔和一个 φ 6 的孔。 工件的制造精度不高，形位公差不需要严格保证。 从以上对该工件的形状分析当中不难看出，它需要经过冲孔、落料、弯曲 、校正弯曲等冲压工序， 但利用何种模具进行加工，怎样才能既经济又快捷的生产出工件成为本次设计的重点和难点。 本次设计的模具精度并不需要很高，达到 IT10—IT9 均可满足要求。 工件图见图 8。 图 7 轿 车制动踏杆二维图 图 8 产品三维图 8 本次设计的汽车制动脚刹杆采用的是 45 钢材料，零件的质量、尺寸精度要求不高，板厚较厚， 4mm。 产量为大批量。 冲裁工艺分析 零件的厚度较厚， t=4mm，因此要选用吨位大的压力机。 零件上两个孔的孔边距都较大，所以不用考虑冲孔时会冲破零件边缘的问题。 弯曲工艺性分析 该工件弯曲为 z 字形弯曲，可以一次弯曲成形。 弯曲件精度要求不高。 此零件的材料为 45 钢，最小相对弯曲半径为 rmin/t= 大于材料要求的最小相对弯曲半径 1。 因此，弯曲可以进行。 9 第 二 章 工件冲压工艺方案的确定 冲压工艺方案的选择 根据对零件的外形及工艺特征的认真分析，该零件要成为一个产品至少需要三个工序，落料，冲孔，弯曲。 具体拟定出三种加工方案。 方案一（图 9）：落料 ——冲孔 ——弯曲 → → 图 9 方案一成形过程 方案二（图 10）：落料 ——弯曲 ——冲孔 → → 图 10 方案二成形过程 方案三（图 11）：落料冲孔复合 ——弯曲 10 → 图 11 方案三成形过程 确定工艺方案 通过对三种方案的理论依据，经济效益，复杂程度等方面的比较，我初选第三种方案作为 该零件的加工成型方案。 首先，其加工工序较其他两种要少，其次，简单工序的复合提高了模具的效率。 冲裁排样方式的设计及计算 排样的设计 冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。 排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件质量、生产率、模具结构与寿命。