V形彎曲模具設(shè)計(jì)

精品文檔 1歡迎下載 浮生 流年 塑性成形工藝塑性成形工藝 課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 題 目 V 形彎曲模具設(shè)計(jì) 姓 名 灬焚書灬 學(xué) 號 89757 系 別 材料工程系 專 業(yè) 材料成型及控制工程專業(yè) 年 級 2015 級 指導(dǎo)老師 精品文檔 2歡迎下載 2015 年 7 月 32 日 精品文檔 3歡迎下載 目 錄 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 2 沖壓工藝分析 1 2 1 材料分析 1 2 2 工藝分析 1 2 3 彎曲件的工序安排 1 3 彎曲模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 3 1 模具類型的選擇 2 3 2 操作與定位方式 2 3 3 卸料與出件方式 2 4 彎曲模具工藝與設(shè)計(jì)分析 2 4 1 彎曲工件毛坯尺寸計(jì)算 2 4 2 彎曲力的計(jì)算 3 4 3 壓彎時(shí)的頂件力和卸料力 4 4 4 彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位的選擇 4 5 彎曲模具零件設(shè)計(jì) 4 5 1 凸模與凹模工作部位設(shè)計(jì) 4 5 1 2 凸模與凹模的圓角半徑 4 5 1 3 彎曲模凹 凸模間隙 5 5 1 3 彎曲凸 凹模刃口尺寸及公差 6 5 2 凹模尺寸設(shè)計(jì) 6 5 3 模座的選擇 8 5 4 墊板規(guī)格的的選擇 8 5 5 固定板的選擇 9 5 6 定位板的設(shè)計(jì) 10 5 7 凸模設(shè)計(jì) 10 5 8 模柄的選擇 11 5 9 螺釘 銷釘?shù)脑O(shè)計(jì) 11 5 9 1 螺釘 銷釘?shù)倪x擇 11 5 9 2 螺釘 銷釘孔確定 11 5 9 3 螺釘 銷釘位置確定 11 6 沖壓設(shè)備的選擇 12 精品文檔 4歡迎下載 6 1 閉合高度的確定 12 6 2 壓力機(jī)設(shè)備的選用 13 7 課設(shè)小結(jié) 14 參考文獻(xiàn) 15 精品文檔 1 1歡迎下載 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 V 形彎曲模具設(shè)計(jì) 工件圖 如圖 1 材料 Q235 厚度 1mm 技術(shù)要求 小批量 零件公差按 IT14 選取 圖 1 工件圖 2 沖壓工藝分析 2 1 材料分析 Q235 號鋼為普通碳素結(jié)果鋼 性質(zhì)較軟 具有較好的彎曲性能 彈性模量 E 200 220GPa 抗拉強(qiáng)度 b 375 500MPa 2 2 工藝分析 該彎曲件外形簡單 精度要求不高 工件厚度小 可以采用單工序模彎曲 且定位精度易保證 2 3 彎曲件的工序安排 參考 冷沖模設(shè)計(jì) P136 可一次壓彎成形 精品文檔 2 2歡迎下載 3 彎曲模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 模具類型的選擇 沖壓工藝分析可知 采用單工序沖模 所以采模具類型為單工序模 3 2 操作與定位方式 零件小批量生產(chǎn) 安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn) 且能 降低模具成本 因此采用手工送料方式 零件尺寸較小 厚度較小 宜采用定 位板定位 3 3 卸料與出件方式 因?yàn)楣ぜ虾駷?1mm 相對較薄 卸料力不大 故可采用彈性料裝置卸 料 3 4 導(dǎo)向方式的選擇 導(dǎo)向零件是用來保證上模相對于下模的正確運(yùn)動(dòng) 對生產(chǎn)批量較大 零件 公差要求較高 壽命要求較長的模具 一般都采用導(dǎo)向裝置 模具中應(yīng)用最廣 泛的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套 該模具生產(chǎn)批量不大 工件變形彎曲簡單 彎曲力較小 可以不采用導(dǎo)向 裝置 4 彎曲模具工藝與設(shè)計(jì)分析 4 1 彎曲工件毛坯尺寸計(jì)算 工件屬于有圓角半徑的彎曲件 毛胚展開長度為 精品文檔 3 3歡迎下載 公式 1 圓弧 圓弧直線 xtrl ll 180360 2 L 式中 L 彎曲件板料長度 l直線 線部分的各段長度 l圓弧 圓弧部分的長度 X 中性層系數(shù) r t 12 1 12 8 查 P131 表 5 5 得中性層系數(shù) x 0 5 按公式 1 計(jì)算板料 的展開長度得 40 66 18mm 毛胚 L 10 512 180 120 圖 2 板料展開圖 4 2 彎曲力的計(jì)算 彎曲力受材料力學(xué)性能 零件形狀與尺寸 彎曲方式 模具結(jié)構(gòu)形狀與尺 寸等多種因素的影響 很難用理論分析方法進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算 因此 在生產(chǎn)中均 采用經(jīng)驗(yàn)公式估算彎曲力 以便作為彎曲工藝設(shè)計(jì)和選擇沖壓設(shè)備的理論 查 冷沖模設(shè)計(jì) P133 可得 v 形件彎曲力 公式 2 tr t b 2 0 6Kb F 自 精品文檔 4 4歡迎下載 其中 F自 沖壓行程結(jié)束時(shí)的自由彎曲力 N K 安全系數(shù) 一般取 K 1 3 B 彎曲件的寬度 mm t 彎曲材料的厚度 mm r 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 mm b 材料的強(qiáng)度極限 MPa 根據(jù)圖 1 可得 b 40mm t 1mm r 12mm 查閱 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 P37 表 2 3 可得 450MPa b 代入公式 2 得 N 1080 112 4501401 30 6 F 2 自 4 3 壓彎時(shí)的頂件力和卸料力 壓彎時(shí)的頂件力和卸料力 FQ 值近似取彎曲力的 30 80 即 所以 FQ 0 8 1080 864 N 自 F0 8 0 3FQ 4 4 彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位的選擇 自由彎曲時(shí) 壓力機(jī)的噸位 F 為 F F自 FQ 1080 864 1944 N 5 彎曲模具零件設(shè)計(jì) 5 1 凸模與凹模工作部位設(shè)計(jì) 5 1 2 凸模與凹模的圓角半徑 在材料彎曲變形結(jié)束 工件不受外力作用 由于彈性恢復(fù) 使彎曲件的角 度 彎曲半徑與模具的形狀尺寸不一致 這種現(xiàn)象稱為回彈 彎曲回彈表現(xiàn)為 精品文檔 5 5歡迎下載 1 彎曲半徑增大 2 彎曲件角度增大 材料的屈服點(diǎn) b愈高 彈性模量 E 愈 小 彎曲回彈愈大 當(dāng) r t10 彎曲相對半徑較大 工件不僅有角度回彈 彎曲半徑也有較大 的回彈 可由下面公式得出 公式 3 Et 3 r 1 1 Et r 31 r r ss 凸 公式 4 1 r r 180 凸 凸 其中 r 工件的圓角半徑 mm r凸 凸模的圓角半徑 mm a 彎曲件的角度 凸 彎曲凸模的角度 t 板料的厚度 mm E 彎曲材料的彈性模量 MPa s 彎曲材料的屈服點(diǎn) MPa R t 12 1 12 10 加工的板料有角度回彈和半徑回彈 查閱 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 P4 表 2 3 得 Q235 號鋼材的彈性模量為 200 220 10 MPa 取值 E 210 10 MPa 代入公式 3 公式 4 得 mm11 535 110210 235 3 12 1 1 r 3 凸 364 55 1 535 11 12 60180 60 凸 所以 精品文檔 6 6歡迎下載 mm535 121535 11 凹 凸凹 r trr 5 1 3 彎曲模凹 凸模間隙 對于 V 型件 凹模與凸模之間的間隙是由調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度來控制的 所以 Z t 1 mm 5 1 3 彎曲凸 凹模刃口尺寸及公差 彎曲凸 凹模工作尺寸的計(jì)算與工件尺寸的標(biāo)注形式有關(guān) 一般原則是 當(dāng)工作標(biāo)注外形尺寸時(shí) 應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件 間隙取在凸模上 當(dāng)工件標(biāo)注內(nèi) 行尺寸時(shí) 應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件 間隙取在凹模上 并來用配作法制模 5 2 凹模尺寸設(shè)計(jì) 凹模的工件深度將決定板料的進(jìn)模深度 對于常見的彎曲件 彎曲時(shí)不需 全部直邊進(jìn)入凹模內(nèi) 只有當(dāng)直邊長度較小且尺寸精度要求高時(shí) 才使直邊全 部進(jìn)入凹模內(nèi) 凹模深度過大 不僅增加模具的消耗 而且將增加壓力機(jī)的工 作進(jìn)程 使最大彎曲力提前出線 中小型彎曲件通常都使用模具在機(jī)械壓力機(jī) 上進(jìn)行加工 最大彎曲力提起出線 對壓力機(jī)是很不利的 凹模深度過小 可 能造成彎曲件直邊不平直 降低其精度 因此 凹模的深度要適當(dāng) 由 冷沖 模設(shè)計(jì) P134 表 5 7 取壓邊長度 L0 12 h 20 如圖 3 精品文檔 7 7歡迎下載 圖 3 凹模 根據(jù)幾何知識(shí)可算出 mm10 62227 62sin12 1 H mm6 702 27 62cos1 535 12 2 H 根據(jù) 表 4 13 可得 mm20 3 H 所以 321 HHHH 凹 mm 7 3243 凹 H 由幾何知識(shí)可得 mm 053 33 27 62cos1227 62sin53 2 1 2b 根據(jù) 冷沖模設(shè)計(jì) P101 可計(jì)算得 Hc 2 5 1 所以 mm6 69557 1 Hc 可得 mm146 742bL C 凹 mm153 392C40B 凹 mm31 09 27 62sin 1 2BB 凹凸 凹模板具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸 查閱 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P103 表 4 13 取 得凹模標(biāo)準(zhǔn)尺寸為 精品文檔 8 8歡迎下載 160 160 40 mm 圖 4 調(diào)整后得到 mm mm 凹模尺寸如圖 4 676 22 3 H325 63 C 5 3 模座的選擇 模座材料采用 HT400 模具采用 中間導(dǎo)柱下模座 簡圖見 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn) 件與設(shè)計(jì)指南 圖 2 53 根據(jù)凹模尺寸 選擇凹模周界 L 315mm B 160mm 厚度 H 40mm 的中間導(dǎo)柱下模座 各部位尺寸詳見 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P57 表 2 31 因?yàn)楣ぜ坎淮?變形簡單 彎曲力較小 可以不采用導(dǎo)柱導(dǎo)向 模具 工作的時(shí)候 將上模固定在壓力機(jī)上 下模固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上 位置調(diào)整 準(zhǔn)確即可對板料進(jìn)行彎曲加工 為節(jié)省材料 對下模座進(jìn)行必要加工 兩邊各預(yù)留 30mm 壓邊尺寸 對多余 部分進(jìn)行切削 加工后下模座規(guī)格為 240 160 40 mm 上模座選擇配套規(guī)格 同理進(jìn)行必要切削加工后的尺寸為 160 160 32 其余的尺寸詳見 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P42 表 2 22 5 4 墊板規(guī)格的的選擇 精品文檔 9 9歡迎下載 查閱 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P166 對墊板進(jìn)行選擇 墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸 凹模傳遞的壓力 以降低模板所受的單 位壓力 防止模板局部破壞導(dǎo)致模具壽命降低 沖模中最常見為凸模墊板 它 被裝在凸模固定板與凹模之間 另外 當(dāng)采用剛性推件裝置 上模板被挖空時(shí) 也需加墊板 是否需要墊板 根據(jù)模板承受壓力來判斷 公式為 公式 5 壓 F A 式中 沖板承受的壓力 F 沖裁力 即凸 凹 模所承受的壓力 N A 凸 凹 模與上 下模板的接觸面積 即凸 凹 模固定 板端面面積 mm2 模板材料的許用應(yīng)力 壓 其中 F 1944 N A 120 40 20 33 25 6920 mm2 120MPa 壓 代入公式 5 得 MPa 0 280 6920 1944 壓 所以 可以不采用墊板 5 5 固定板的選擇 固定板 凸 凹模固定板 主要用于固定中 小型的凹模 小型的凸 凹 模零件一般通過固定板間接地固定在模板上 以減少模具鋼的用量 為了保證 安裝 固定牢固 固定板必須有足夠的厚度 查 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P166 厚度可以由下面經(jīng)驗(yàn)公式得出 凸模固定板 D1 5 1H 凹模固定板 0 H8 0 0 6H 式中 H 固定板厚度 H0 凹模高度與墊板高度之和 D 凸模與固定板相配合部分的直徑 若凸模與固定板相配合的 部分截面為非圓形 則為其截面最大徑 精品文檔 10 10歡迎下載 凹模不需要用固定板 凸模與固定板配合部位如圖示 圖 5 凸模和固定板的配合部位 所以 mm 51 9133 0940D 22 mm51 9151 911H 凸固 取標(biāo)準(zhǔn) 52 mm 凸固 H 固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過渡配 H7 m6 材料為45 鋼 5 6 定位板的設(shè)計(jì) 定位板的作用是保證板料送料準(zhǔn)確和在模具中的位置正確 材料采用45 鋼 長和寬尺寸采用模架尺寸 厚度稍高于板料厚度 取 H定 2mm 擋料部位及整體尺寸 見圖6 圖 6 定位版設(shè)計(jì)圖 精品文檔 11 11歡迎下載 5 7 凸模設(shè)計(jì) 凸模長度計(jì)算 參考 冷沖模設(shè)計(jì) P99圖4 44 公式 6 YHHHL 式中 H 凸模固定板的厚度 H 卸料板的厚度 H 定位版的厚度 H 凸模進(jìn)入凹模的深度 Y 安全距離取值范圍為15 20mm 其中 H1 52mm H2 0mm H3 2mm Y 取16mm H H1 H2 t 16 324mm 代入公式6得 L 52 2 16 324 16 86 324 mm 所以凸模尺寸為 31 09 40 86 324 mm 5 8 模柄的選擇 選用旋入式模柄 材料Q235 這種模柄裝配簡單 適合簡單模具使用 可較好 地保證模柄軸線與上模座的垂直度 它與上模座孔采用H7 m6 屬于過渡配合 并 加防轉(zhuǎn)銷防轉(zhuǎn)動(dòng) 根據(jù)壓力機(jī) J23 16 的相關(guān)參考可知 模柄的外形尺寸為 d h 30 50 mm 參考 沖壓模設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表3 41選擇32 56的旋入式模柄回來再加工 至 30 50 5 9 螺釘 銷釘?shù)脑O(shè)計(jì) 5 9 1 螺釘 銷釘?shù)倪x擇 模座的固定螺釘選擇內(nèi)六角圓柱頭螺釘 根據(jù) 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 精品文檔 12 12歡迎下載 P132 表5 8選擇M10螺釘 上模座的固定螺釘 4 M10 下模座的固定螺釘 4 M10 定位板的固定螺釘 4 M6 上模座連接銷釘 2 10 下模座連接銷釘 2 10 5 9 2 螺釘 銷釘孔確定 M10內(nèi)六角圓柱螺釘通過孔的規(guī)格參考 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P132 表 5 9 可知 D 16 5 d 11 5 H 25 如圖7 5 9 3 螺釘 銷釘位置確定 螺釘 銷釘分布要滿足相應(yīng)的尺寸位置要求 孔到邊緣和孔與孔之見的距離 要滿足安全距離 查閱 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P138 表5 17 得出對應(yīng)的 最小距離 如圖8 圖 7 螺釘孔 精品文檔 13 13歡迎下載 圖 8 6 沖壓設(shè)備的選擇 6 1 閉合高度的確定 模具閉合高度 H閉 是指模具在最低工作位置時(shí) 上模座上平面與下模座 下平面之間的距離 H閉 H上模座 H凹模 H凸固 H定位 H下模座 Y公式 7 式中 H上模座 上模座厚度 取 H上模座 32mm H凹模 凹模厚度 取 H凹模 40mm H凸固 凸模固定板厚度 取 H凸固 52mm H定位 定位板的厚度 H定位 2mm H下模座 下模座厚度 取 H下模座 40mm Y 安全距離 取 16mm 代入公式7去得 H閉 32 40 2 52 40 16 182 mm 精品文檔 14 14歡迎下載 6 2 壓力機(jī)設(shè)備的選用 壓力機(jī)是給模具提供壓力的設(shè)備 按照傳動(dòng)方式的不同可以分為機(jī)械壓力 機(jī)和液壓壓力機(jī) 模具的公稱壓力為 1944N 閉模高度為 182mm 查 冷沖模設(shè)計(jì) P12 表 1 3 確定選擇 J23 16 開式雙柱可傾式壓力機(jī) 壓力機(jī)的參數(shù)如下 公稱壓力 160kN 滑塊行程 55mm 滑塊行程次數(shù) 120 次 分 最大閉合高度 220mm 滑塊中心線至床身的距離 205mm 模柄孔尺寸 mm5030 立柱距離 428mm 工作臺(tái)尺寸 380 610 mm 精品文檔 15 15歡迎下載 7 課設(shè)小結(jié) 為期三周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了 這是我第二次接觸課程設(shè)計(jì)這樣創(chuàng)新性強(qiáng)的 實(shí)踐課 相對比第一次接觸課設(shè) 這次整個(gè)課設(shè)過程進(jìn)行起來較為順利 但整 個(gè)課設(shè)過程還是走了許多彎路 在設(shè)計(jì)和計(jì)算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯(cuò)誤 在同學(xué)和老師的幫助下也都盡