彎曲模設(shè)計(jì).doc

彎曲模設(shè)計(jì)與制造一、 零件工藝分析工件托架如圖所示，材料08冷軋鋼板、料厚1.5mm。生產(chǎn)批量，2萬(wàn)件/年。其工藝分析內(nèi)容如下： 1、材料分析 08冷軋鋼含碳量低，強(qiáng)度低，塑性好，具有良好的沖壓彎曲成型性能。 2、結(jié)構(gòu)分析零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，左右對(duì)稱(chēng)，對(duì)彎曲成性較為有利。可查得此材料所允許的最小彎曲半徑r=0.4t=0.6mm,而零件彎曲半徑r1.5mm0.6mm，故不會(huì)彎裂。另外，零件上的孔位于變形區(qū)之外和彎曲件中心區(qū)域，所以彎曲時(shí)孔不會(huì)變形，所以可以先沖孔后彎曲。計(jì)算零件相對(duì)彎曲半徑r/t=1.5/1.5=11.5，卸載后彎曲件圓角半徑的變化可以不予考慮，而彎曲中心角發(fā)生了變化，采用較正彎曲來(lái)控制角度回彈。 3、精度分析 零件上有3個(gè)尺寸公差要求，由公差表差得其公差等級(jí)要求屬于IT9.其余為未標(biāo)注公差尺寸也均按IT14選取。所以普通彎曲和沖裁即可滿(mǎn)足零件的精度要求。 4、由以上分析可知，該零件沖壓工藝性良好，可以沖裁和彎曲。二、 工藝方案的方案 零件為U形四直角彎曲件，該零件的生產(chǎn)包括沖孔、落料和彎曲三個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔，再?gòu)澢缓笤贈(zèng)_孔，采用四套單工序模生產(chǎn)。 方案二：先落料沖孔復(fù)合沖壓，后彎曲，再?zèng)_孔，采用復(fù)合模和單工序彎曲模生產(chǎn)，簡(jiǎn)單沖孔模。 方案三：先沖孔落料連續(xù)沖壓，后彎曲，再?zèng)_孔，采用級(jí)進(jìn)模和單工序彎曲模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需要四道工序、四套模具，生產(chǎn)效率較低。 方案二需三副模具，采用復(fù)合模生產(chǎn)只沖裁中心10孔，彎曲后再?zèng)_裁4x5孔，并且用復(fù)合模生產(chǎn)的沖壓件形位精度和尺寸精度易保證，生產(chǎn)效率較高。宜采用復(fù)合沖壓工序。 方案三也需兩副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。其模具制造、安裝較復(fù)合模略復(fù)雜。但彎曲時(shí)由于孔邊與直壁的距離不滿(mǎn)足LR+0.5t，所以零件受沖孔凸模水平推力會(huì)折斷。 通過(guò)以上述三種方案的綜合分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。三、 零件工藝計(jì)算1、 彎曲工藝計(jì)算坯尺寸計(jì)算 對(duì)于r0.4t有圓角半徑的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，按中性層展開(kāi)的原理，坯料總長(zhǎng)度等于彎曲件直線部分和圓弧部分長(zhǎng)度之和，可查得中性層位移系數(shù)x0.41，所以坯料展開(kāi)長(zhǎng)度為 L=2x7.5+2x25.5+22+2(1.5+0.41x1.5)101.4mm由于零件寬度尺寸為30mm，故毛坯尺寸應(yīng)為101.4mmX30mm，兩孔中心距為91.4mm。彎曲件平面展開(kāi)圖如圖所示： 彎曲力計(jì)算 彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)的重要依據(jù)。該零件是校正彎曲，校正彎曲時(shí)的彎曲力F和頂件力F為 F=Ap=28x30x80N67.2KF=（0.30.8）F=0.5x(0.7xKbt)/(r+t) =0.5x(0.7x1.3x30x1.5x400)/(1.5+1.5) 4.1K F沖壓行程結(jié)束時(shí)的自由彎曲力對(duì)于校正，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故一般F可以忽略，即F F生產(chǎn)中為安全起見(jiàn)，取F 1.8F=1.8x67.2K=120.96 K121 K,根據(jù)壓彎力大小，初選設(shè)備為JH23-16。 2、沖孔落料連續(xù)模工藝計(jì)算刃口尺寸計(jì)算 該零件屬于一般沖孔-落料件。根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，沖裁模的凸、凹模采用分開(kāi)加工方法制造。尺寸30mm、R2mm，101.4mm由落料獲得，10mm、4x5mm、15mm、36mm由沖孔同時(shí)獲得。查的凸、凹模最小間隙Z=0.132mm,最大間隙Z=0.240mm。所以Z- Z=(0.240-0132)mm=0.108mm。落料件尺寸的基本計(jì)算公式為 D=( D-X) D=( D- Z)凸模制造公差=0.0432mm，凹模制造公差=0.0648mm。將以上各值代入-Z- Z。檢驗(yàn)不等式成立，其中磨損系數(shù)取1。3030 D=（30-1x0.084）mm29.916mm D=(29.916-0.17)mm29.746mmR2R2 D=（2-1x0.04）mm1.96mm D= (1.96-0.17) mm1.76mm101.4101.4 D=（101.4-1x0.14）mm101.26mm D=(101.26-0.17)mm101.09mm沖孔基本計(jì)算公式為 d=(d+ X) d=(d+ Z)凸模制造公差=0.0432mm，凹模制造公差=0.0648mm。將以上各值代入-Z- Z。檢驗(yàn)不等式成立，其中磨損系數(shù)取1。 10 d=(10+1x0.03)mm10.03mm d=（10.03+0.17）mm10.2 mm 4x5 d=(5+1x0.03) mm5.03mm d=（5.03+0.17）mm5.22mm孔心距計(jì)算公式為L(zhǎng)=L/8（150.12）mm、（360.18）mm, (91.40.435)mm。因?yàn)樗膫€(gè)孔兩兩對(duì)稱(chēng)并且同時(shí)沖出，所以凹模型孔中心距為 L=(150.12/4)mm=(150.03)mm L=(360.18/4)mm=(360.045)mm L=(91.40.435/8)mm=(91.40.054)mm3、排樣方式分析零件形狀應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有如圖所示兩種a) 橫排 橫排方式，經(jīng)查的零件之間的搭邊值a=1.5mm，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值a=1.8mm。 b) 縱排縱排方式，經(jīng)查的零件之間的搭邊值a=1.8mm，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值a=2mm。比較兩種方案如圖a方案是少?gòu)U料排樣，顯然材料利用率高但條料寬度過(guò)窄，剪板時(shí)易造成條料變形和卷曲，影響條料的定位誤差，工件精度不易保證。所以應(yīng)采用b所示方案。現(xiàn)選用規(guī)格為1.5mmX1000mmX1500mm的鋼板，則需計(jì)算采用不同的裁剪方式時(shí)，每張板料能出的零件總個(gè)數(shù)。b、裁成寬105mm,長(zhǎng)1500mm的條料，則一張板料能出的零件總個(gè)數(shù)為 (1000/105)x(1500/32)9x46=414b、裁成寬105mm,長(zhǎng)1000mm的條料，則一張板料能出的零件總個(gè)數(shù)為 (1500/105)x(1000/32)14x31=434比較以上兩種方法，應(yīng)采用b的裁剪方案，可以得到更多的零件個(gè)數(shù)。排樣圖如圖所示：計(jì)算每個(gè)零件的面積A=(101.4-2)x(30-4)+2x2x(101.4-4)+2x(30-4)+x2-4x2.5-x52881.56mm 則材料利用率為=(nxA)/(LxB)x100%=(2881.56x434)/(1000x1500)x100%83.37% 4、沖壓力計(jì)算 課程中零件的落料周長(zhǎng)為259.36mm，沖孔周長(zhǎng)為31.4mm，材料 厚度為1.5mm，08冷軋鋼的抗剪強(qiáng)度取300Mp,沖裁力基本公式F=KLt。則沖裁零件所需落料力 F=1.3x259.36x1.5x300151.73K 沖孔力 F=1.3x31.4x1.5x30018.37K模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料和下出件方式，所以所需推件力F為 F=NK( F+ F)=4X0.05X(151.73+18.37)34K計(jì)算所需總沖壓力F=F+F+F =151.73+18.37+34=205K初選設(shè)備為J23-25。 5、壓力中心計(jì)算零件外形為對(duì)稱(chēng)，中間為圓孔所以該零件的壓力中心可認(rèn)為就是該零件的外形中心線的交點(diǎn)。四、沖壓設(shè)備的選用 1、落料-沖孔復(fù)合模模設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的大小，選取開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-35，其主要技術(shù)參數(shù)如下: 公稱(chēng)壓力 250K 滑塊行程 65mm 最大閉合高度 270mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 55mm 滑塊中心線到機(jī)床身距離 200mm 工作臺(tái)尺寸 370mmX560mm 工作臺(tái)孔尺寸 200mmX290mm 模柄孔尺寸 40mmX60mm 墊板厚度 50mm2、彎曲設(shè)備的選用 根據(jù)彎曲力的大小，選取開(kāi)始雙柱可傾壓力機(jī)J23-16，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱(chēng)壓力 160K 滑塊行程 55mm 最大閉合高度 220mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 45mm 滑塊中心線到機(jī)床身距離 160mm 工作臺(tái)尺寸 300mmX450mm 工作臺(tái)孔尺寸 160mmX240mm 模柄尺寸 40 mmX60mm 墊板厚度 40mm五、模具零部件結(jié)構(gòu)的確定 1、沖孔落料連續(xù)模零部件設(shè)計(jì) 1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 標(biāo)準(zhǔn)模架選用的依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算周界的大小。由凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得，凹模高度 H=KxKx =1.3x1.37x 46mm 凹模壁厚 C=(1.52)H=(1.52)x54 =1.8x46=82.8mm所以，凹模的總長(zhǎng)L=（101.4+2x82.8）=267mm,凹模的寬度B=（30+2x82.8）=195.6mm。模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查得模架規(guī)格為:上模座315mmX200mmX50mm,下模座315mmX200mmX65mm，導(dǎo)柱35mmX150mm,導(dǎo)套35mmX125mmX48mm。 2）其他零部件結(jié)構(gòu) 凸模固定板與凸模采用過(guò)渡配合關(guān)系，厚度取凹模厚度的0.60.8倍，即37mm，平面尺寸與凹模外形尺寸相同。 卸料板厚度與卸料力大小、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，取其值20mm。 墊板一般取412mm，取8mm。 凸凹模固定板等于凹模厚為45mm。 導(dǎo)料板高度查表取6mm，擋料銷(xiāo)高度取4mm。 模具采用壓入式模柄，根據(jù)設(shè)備的模柄孔尺寸，應(yīng)選用規(guī)格為A50x100mm的模柄。2、 彎曲模主要零部件設(shè)計(jì) 根據(jù)工件的材料形狀和精度要求等，彎曲模采用非標(biāo)準(zhǔn)模架。下模座的輪廓尺寸255mmX110mm.（1）：工作部分結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)1）凸模的圓角半徑。在保證保證最小彎曲半徑值的前提下，同時(shí)滿(mǎn)足該模具的設(shè)計(jì)技術(shù)要求，零件的相對(duì)圓角半徑r/t較小時(shí)，凸模圓角半徑等于零件的彎曲半徑，即 。2）凹模的圓角半徑。凹模圓角半徑不應(yīng)過(guò)小，以免擦傷零件表面，影響沖模的壽命，凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)胚料會(huì)發(fā)生偏移。根據(jù)材料厚度取r=（23）t=3mm4.5mm，取r=4mm。3）凹模深度。 凹模深度。對(duì)于V型件而言，因?yàn)槠淠康氖菫榱藴p小零件的彎曲回彈，提高零件精度，所以對(duì)模具彎曲深度要求不高，其彎曲角度為120度和90度，底座最小厚度取22mm；對(duì)于第二次彎曲而言，即為U型件最終成型部分就應(yīng)該考慮凹模深度，凹模深度過(guò)小，則胚料兩端未受壓部分太多，零件回彈大且不平直，影響其質(zhì)量；深度過(guò)大，則浪費(fèi)模具鋼材，且需壓力機(jī)有較大的工作行程。該零件U型部分為第二次彎曲，凹模零件深度應(yīng)大于零件的高度，且高出值為h=4mm。4）凸凹模的間隙。在第一次彎曲時(shí)，因?yàn)槭荲型件，所以凸、凹模間的間隙即為板料厚度，即1.5mm，在第二次彎曲成形時(shí)，根據(jù)U型件彎曲凸、凹模單邊間隙的計(jì)算公式得：Z=tmax+ct=1.5+0.11+0.05x1.7=1.7mm。5）托架的凸凹模橫向尺寸及公差。零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。而凸、凹模的橫向尺寸及公差則應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、公差、回彈情況以及模具磨損規(guī)律而定。因此，凸、凹模的橫向尺寸為：LT=(Lmin+0.75)0-T =(24.48+0.75X0.52)0-0.06=24.870-0.06LA=(LT+2Z) 0A =(24.87+2X1.7)0+0.084=28.270+0.084。（2）、談定裝置中彈性元件的計(jì)算 由于該零件在成型過(guò)程中需壓料和頂件，所以模具模具采用彈性頂件裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下：1）、確定橡膠墊的自由高度H0對(duì)于V型件：確定橡膠墊的自由高度H0H0=(3.5-4) H工 認(rèn)為自由狀態(tài)時(shí)，頂件板與凹模平齊，所以H工=h0+h=4+30=34mm由上式可得H0=(3.5-4) H工=3.5x344x34=119136=120mm對(duì)于U型件H0=(3.5-4) H工 H工=h0+h+Ra=4+4+30=38mm 由上兩個(gè)公式取H=140mm 2）、確定橡膠墊的橫截面積A對(duì)于V型件A=FD/P對(duì)于U型件A= FD/P查得圓筒型橡膠墊在預(yù)壓力為0.10.15時(shí)的單位壓力為0.5MPa，所以 對(duì)于V型件A=FD/P=7000/0.5=14000mm2對(duì)于U型件A=FD/P=7000/0.5=14000mm2 3）確定橡膠墊的平面尺寸。根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)