U形弯曲件模设计说明书

河南职业技术学院模具设计与制造专业 冷冲压专业课程设计说明书课 题：四角形弯曲件 院 系：机 电 系 班 级：模 具 112 专 业：模具设计与制造姓 名：赵 新 亚 学 号：1 1 1 1 6 0 8 0 指导教师：鲁 子 亮 目录第一章 工艺方案拟定61.1材料分析61.2结构分析61.3毛坯展开61.4方案确定8第二章弯曲工艺计算72.1冲压力计算72.2模具工作部分尺寸计算9第三章 模具总结构形式确定8第四章 冲压设备的选择 12第五章 弯曲模模架及零件设计125.1后侧导柱模架的选用135.2其它零件结构13第六章 模具制造工艺过程136.1凹模制造工艺过程16.1凸模制造工艺过程16第七章 模具各部分零件参数16第八章 橡胶垫的选用17第九章 总装配及零件图18小结19参考文献22题目：四角形弯曲件成形工艺及模具设计图纸: 技术要求：零件无毛刺，按IT14级。材料:08F钢 料厚:1mm 板宽25mm.设计资料(数据)及要求: 1、图纸 2、材料 3、批量 4、公差 均见图示 设计要求：1、绘制主要零件图；2、编制零件工艺规程；3、绘制模具总装图和非标准零件图；4、编写设计计算说明书。 第一章 工艺方案拟定 1.1、材料分析该工件所用材料08F钢是常用的冲压材料，塑性较好,适合冲压加工 查表得：抗拉强度=300Mpa，屈服强度=180Mpa。 1.2、结构分析 该工件结构简单，形状对称，适合弯曲。工件弯曲半径为1mm,查表3.1（垂直于纤维），查表rmin=0.2t=0.2mm，即能一次弯曲成功。工件的弯曲直边高度为9-1-1=7mm，大于2t，因此可以弯曲成功。该工件是一个弯曲角度为90o的弯曲件，所有尺寸精度均未标注公差，而当r/t5时，可以不考虑圆角半径的回弹，所以该工件符合普通弯曲的经济精度要求。 该工件的弯曲工艺性良好，适合进行弯曲加工。1.3、毛坯展开。 如图所示 毛坯总长度L=6*2+38+14.5*2=79mm 由表1可得：r/t=1则x=0.32，可以看出中性层的位移情况r/t 0.1 0,2 0.3 0.4 o.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 x0.210.220.230.230.250.260.280.300.320.33 r/t 1.3 1.5 2.0 2.5 3.04.0 5.06.0 7.0 8.0 x0.340.360.380.390.400.420.440.46.0480.50 表1 1.4、方案确定。 由图1分析看出，该产品需要的基本冲压工序为冲孔、弯曲。根据上述分析该零件上的孔与弯曲边的距离很大，所以弯曲时不会引起孔变形，因此可以先冲孔再弯曲，所以生产该产品的工艺方案为先用级进模冲孔，再用弯曲模弯曲。二、弯曲工艺计算。 2,1、冲压力的计算。（1）弯曲力的计算。弯曲力的大小不仅与毛坯尺寸、材料的力学性能、凹模支点间的间距、弯曲半径及凸凹模间隙等因素有关，而且与弯曲方法也有很大的关系。生产中常用经验公式进行计算。1)弯曲力由式FZ=0.7Kbt2b/r+t得 FZ=0.7Kbt2b/r+t=0.71.32511300/1+1=3413N 式中： FZ材料在冲压行程结束时的弯曲力，N； b 弯曲件的宽度,mm； t弯曲材料的厚度，mm； 弯曲件的内弯曲半径，mm； 材料强度极限，Mpa； 安全系数，一般取1.3。 （2）校正时弯曲力由F校=qA， 式中F校为校正弯曲时的弯曲力，A为校正部分垂直投影面积，q为单位面积上的校正力由下表查得 Mpa材料名称 板料厚度t/mm 1 13 36 610铝黄铜钢25.30钢1020203030404050 2030 3040 4060 5070 3040 4060 6080 70100 4050 6080 80100 100120则F校=40*25*80Mpa=80000N （3）顶件力的计算。对于设置顶件装置或压料装置的弯曲模，其顶件力（或压料力）(或)可近似取自由弯曲力的3080%，即 FD=（0.30.8）FZ 1）顶件力由式得FD=0.6FZ=0.63413N2048N（4）压力机公称压力的确定。对于有弹性顶件装置的自由弯曲压力机吨位可按下式计算： F总=（1.11.2）（FzFd） F总压力机公称压力，N1） 公称压力由式得F总=（1.11.2）（34132048）N=（1.11.2）5461N,即F总=5461N,该工件不需要考虑圆角的回弹，故不需要用校正弯曲来控制回弹，选用的压力机吨位需满足F总 F校即总压力需取10t压力机。 2.2、模具工作部分尺寸计算。 （1）凸、凹模间隙计算。 由式c=（1.051.15）t 可取c=1.1t=1.1mm。 （2）凸凹模宽度尺寸。弯曲工序中，凸、凹模的宽度尺寸根据弯曲工件的标注方式不同，可根据下列情况分别计算。 1）标注外形尺寸的弯曲件 应以凹模为基准，首先设计凹模的宽度尺寸。 当工件标注成双向偏差时： 凹模宽度 当工件标注成单向偏差时： 凹模宽度 在工件标注外形尺寸的情况下，凸模宽度应按凹模宽度尺寸配制，并保证单边间隙为c，即 2）标注内形尺寸的弯曲件 应以凸模为基准，首先设计凸模的宽度尺寸。 当工件标注成对称偏差时 凸模宽度 当工件标注成单向偏差时 凸模宽度 在工件标注内形尺寸的情况下，凹模宽度应按凸模宽度尺寸行配制，并保证单边间隙为c，即 在式中， 弯曲凸、凹模宽度尺寸，mm； 弯曲件外形或内形基本尺寸，mm； C弯曲模单边间隙，mm； 弯曲件尺寸公差，mm； 凸、凹模制造公差，一般取（1/31/4）由于工件标注在外形上，因此以凹模为基准，先计算凹模宽度尺寸，由GB/T15055-2007查得：基本尺寸为40mm，板厚1mm的弯曲件未注公差为0.62mm，则由式：凹模宽度：=mm=mm凸模宽度：=mm=mm （3）凸、凹模圆角半径的确定。 1）凸模圆角半径。 在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即。 2）凹模圆角半径。 凹模圆角半径的大小影响弯曲力、弯曲件质量与弯曲模寿命，凹模两边的圆角半径应一致且合适，过小，弯曲力会增加，会刮伤弯曲件表面，模具的磨损加大；过大，支撑不利，其值一般根据板厚取或直接查表。 t2mm时， rd=（36）t t=24mm时， rd=（23）t t=4mm时， rd=2trd由表查得为4mm。 （4）凹模工作部分深度。 过小的凹模深度会使毛坯两边自由部分过大，造成弯曲件回弹量大，工作不平直；过大的凹模深度增加了凹模尺寸，浪费模具材料，并且需要大行程的压力机，因此模具设计中，要保持适当的凹模深度，由表可查得凹模深度=30mm三、模具总体结构形式确定。为操作方便，选用后侧滑动导柱模架，毛坯利用凹模上的定位板定位，刚性推件装置推件，顶件装置顶件，并同时提供顶件力，防止毛坯窜动。因为此工件为一次成型所以工作原理如图：四、冲压设备的选择。 因为此工件需大批量生产，精度要求不高，因压力机公称压力算得为10t，故选用10t的压力机，为sp-10cs。 其参数如下： 公称压力 1000KN 滑块调节量/mm 25 滑块行程 35mm 行程次数 160/min 封闭高度 190mm 垫板厚度 10mm五、弯曲模模架及零件设计。 5.1、后侧导柱模架的选用。标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以因首先计算凹模周界的大小。查表的凹模周界大小为200mm160mm。模具采用后侧导柱模架，查的模架的规格为，上模座:210 mm195mm45mm；下模座210mm195mm55mm；导柱28mm200mm；导套28mm110mm43mm。5.2、其它零件结构。 垫板：此模具中需采用垫板，垫板厚度h=10mm。材料选用45钢，热处理4348HRC。凸模固定板：凸模固定板与凸模采用过渡配合关系，平面尺寸与凹模外形尺寸相同。固定板的厚度为20mm。材料选用Q235钢。定位板：定位板尺寸与毛坯的长度尺寸有关，其外形尺寸与凹模尺寸相同。材料选用45钢，热处理4348HRC。顶件板：顶件板尺寸与凹模孔相配合，平面尺寸与凹模内形尺寸相同。材料选用45钢，热处理4348HRC。模柄：模具采用材料为Q275的压入式模柄GB/T2862.181根据设备的模孔尺寸，应选用规格为A3295的模柄。销钉：模具的销钉选用圆柱销GB/T 119.1，根据设备尺寸分别为：销620，销1050，销1260。材料选用35钢，热处理2838HRC。不经表面处理的圆柱销。镙钉：模具采用圆柱头内六角螺钉GB/T 70.1，根据尺寸分别为：螺钉M1285,螺钉M1071,螺钉M838,螺钉M1264, 螺钉M10122,材料为35钢，热处理：硬度2838HRC表面氧化。导柱：模具导柱选用直径d=28mm,长度h=200mm的A型导柱。材料为20钢，热处理：渗碳深度0.81.2mm，硬度5862HRC。导柱 A28200 GB2861.190。导套：模具导套选用内径d=28mm,长度L=100mm,外径D=43mm的A型导套。材料为20钢，热处理：渗碳深度0.81.2mm，硬度5862HRC。导套 2810043 GB2861.6。上模座：模具上模座选用后侧导柱上模座，根据凹模边界L=200mm，B=160mm，查表可得，材料为HT200的后侧导柱上模座：上模座 21019545 GB/T 2855.5HT200。下模座：模具下模座选用后侧导柱下模座，凹模边界L=200mm，B=160mm，查表可得，材料为HT200的后侧导柱下模座：下模座 21019555 GB2855.6HT200。活动凸模 ：模具凸模的结构形式及尺寸如后图所示。材料选Cr12，热处理5660HRC。 凸凹模 ： 材料选用Cr12热处理5660HRC如后图所示。 顶杆：材料选用45钢，凹模 ：模具凹模的结构形式及尺寸如下图所示，材料选用Cr12，热处理5660HRC。 六、模具制造工艺过程。 1、凹模制造工艺过程。 下料锻造正火机加工（粗）调质机加工（精）淬硬58HRC磨削2、凸模制造工艺过程。 下料锻造正火机加工（粗）调质机加工（精）淬硬60HRC磨削正火：作为预先热处理，目的是消除锻件内应力，细化晶粒，改善切削加工性。调质：获得回火索氏体，具有较好的综合力学性能，为表面淬火做好组织准备。淬硬：作为最终热处理，使工作表面得到高的硬度、耐磨性和疲劳强度，使零件消除应力，防止磨削和产生裂痕，并保持高硬度和耐磨性。七、部分零件参数。 上模座 HT200 长210mm，宽195mm，厚45mm 凸模垫板 45刚 长160mm，宽80mm， 厚10mm凸模固定板 Q235钢 长160mm，宽80mm，厚20mm 定位板 45钢 长180mm， 宽80mm，厚10mm凹模 Cr12 长 180mm，宽80mm，厚55mm顶件板 45钢 长57mm， 宽46mm，厚10mm上垫板 45钢 直径200mm，厚10mm下垫板 45钢 直径200mm，厚10mm 模具闭合高度 H=180mm八、橡胶垫的选用。1.为保证橡胶垫不过早失去弹性而损坏，其允许的最大压缩量不得超过自由高度的45%，一般取H总=（0.350.45）H自由。橡胶垫的预压缩量一般取自由高度的10%15%。 H工作=H总H预 故工作行程： H工作=H总-（0.10.15）H自由 由工作行程可计算出橡胶垫高度： H自由=H工作（0.250.30）式中 H自由橡胶垫自由状态下多的高度 H工作所需工作行程2.橡胶垫产生的力 F=Ap式中 F压力 A橡胶垫横截面积 P与橡胶垫压缩量有关的单位压力橡胶垫压缩量%单位压力P/MPa橡胶垫压缩量%单位压力P/MPa100.26 251.06 150.50 301.52 200.70 352.10九、总装配图及非标准零件图