1、河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 1 页 共 29 页毕 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 河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 2 页 共 29 页毕业设计（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: 河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 3 页 共 29 页毕 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：材
2、料 图 ： 工 件 图所示图形为小于 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）：河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 4 页 共 29 页主要内容： 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） 模具设备的选用河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 5 页 共 29 页第 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
3、，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，b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
4、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
5、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。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 6 页 共 29 页图 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
6、节能，而且节约材料。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 7 页 共 29 页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 闭角弯曲件河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 8 页 共 29 页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
7、为 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 03262.1.2 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mr48.0in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
8、角Q235 钢属于轧制板材，在弯曲时各方向的性能是有差别的，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21r河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 9 页 共 29 页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
9、，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
10、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。河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书第 10 页 共 29 页第 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 .m10494.2 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
