侧板冲压及其模具设计

侧板冲压及其模具设计

李烨

长春特种设备检测研究院长春市130058

摘要；本文对汽车座椅侧板的成型过程进行了具体的论证分析，并通过工艺分析和工艺设计确定了需要四个步骤，分别为拉深胀形，落料冲孔复合模，弯曲模和翻遍冲孔复合模。本文主要阐述第三、第四两道工序。

关键词：弯曲，翻遍，落料冲孔模

1我国模具行业的发展趋势

1.1我国模具技术现状

有关专家日前在接受记者采访时分析认为，我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。1.1我国模具技术的现状

目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，60％－80％的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。

我国模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5μｍ，现在已达2－3μｍ。不久，１μｍ精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在１μｍ以下，这就要求发展超精加工。

1.2我国模具技术与国外的差距

工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，目前满足率只能达到70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、轻工等行业发展的后腿。

2弯曲模具的设计

2.1弯曲工艺概述

弯曲是使材料（板料、型材、棒料、管材等）产生塑性变形，形成具有一定角度或者一定曲率零件的冲压工序。他属于成型工序，是冲压的基础工序之一。根据所使用的工具及其设备的不同，可以把弯曲工序分为使用模具在普通压力机上进行的弯曲及在专门的弯曲设备上进行的弯折、滚弯、拉弯等。虽然各种弯曲方法使用的工具及设备不同，但其变形过程和变形特点有共同规律。

2.2模具闭合高度的确定

模具的闭合高度是指模具在最后工作位置时，上、下模座板之间的距离。因此，为使模具正常工作，模具闭合高度必须在与压力机的闭合高度相适应，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，一般可按如下关系确定：

HMAX-M-H1≤H≤HMAX-H1

上模座厚度h1=45mm下模座厚度H=50mm

垫板厚度为20mm凸模厚度为65mm

顶件器厚度为55mm材料厚度为2mm

所以模具的闭合高度为237mm

300－80－15≤237≤300－15

符合压力机的要求。

2.3弯曲力的计算及其压力机的选择

2.3.1弯曲力的计算

P1===36.2KN

P1=自由弯曲力

校正弯曲力

P2=g·F=50×2×162=16.2KN

2.3.2压力机的选择

P3=(0.3~0.8)P1=0.5×36.2

=18.1KN

P≥P1+P3=36.2+18.1=54.3KN

考虑到通用性和安装以及该制件以后工序的问题，选择JG23-40的压力机，其主要工艺参数为：

公称压力：400KN

滑块行程：100mm

滑块行程次数：80次/分

最大封闭高度：300mm

闭合高度调节量：80mm

模柄孔尺寸：（直径*深度）=50×70

2.3.3弯曲模具工作部分尺寸计算：

凸模工作部分尺寸：rT≥0.1mm

为方便计算，凸模统一尺寸选择5mm。

凹模工作部分尺寸：rA=5mm

间隙：

弯曲U形类弯曲件时，凸、凹模间隙对制件质量和模具寿命有重要影响。凸、凹模间隙减小，弯曲时的摩擦力和弯曲力将增加。间隙太小时，制件直边料厚变薄，表面容易出现划痕，同时还会降低凹模寿命。间隙过大时，制件回弹量增大，误差增加，从而降低制件精度。因此，必须根据弯曲件材料厚度、力学性能和弯曲件高度、尺寸精度合理选择凸、凹模的间隙。

Z=2(tmin+nt)=4.2mm

当工件标注外形尺寸时

LA=(Lmax－0.25△)h7

LT=(LA－Z)H8

当工件标注內行尺寸时

LT=(Lmin+0.25△）h7

LA=(LT+Z)H8

所以：

凸模尺寸：132.9+0.25×63=132.916

凹模尺寸：53－0.25×30=52.925

3翻边模具的设计

3.1翻边工艺概述

翻边是将工件的孔边缘或者外边缘在模具的作用下翻成实力的直边。

用翻边的方法可以加工形状复杂的工件，翻边工件有良好的刚度和合理的空间形状。

根据工件边缘的形状和应力状态的不同，翻边可分为内孔翻边和外缘翻边。外缘翻边又分为外凸的外缘翻边和内凹的外缘翻边。此外，根据竖边的变化强度不同，可分为不变薄翻边和变薄翻边。

本步骤设计的模具将进行不变薄的内凹的外缘翻边翻边。

3.2翻边力的计算和冲压设备的选择

3.2.1计算翻边因数

m=d0/D0=3/6=0.5

查表得出极限翻边因数为0.52，小于m,所以该零件能翻边成型。