L形彎曲件設計說明書

1、常州信息職業(yè)技術(shù)學院模具設計與制造專業(yè)沖壓模具設計與制造課程彎曲模設計班 級： 模具143 姓 名： xxxxx 學 號： xxxxxxxxx16 指 導 教 師： xxxx 成 績： 目錄零件分析：1零件工藝性能1分析比較和確定工藝方案2毛坯尺寸計算2回彈補償量的確定4沖壓力計算及沖壓中心的確定4沖壓設備的選擇6凸凹模結(jié)構(gòu)設計7凸凹模結(jié)構(gòu)設計10總體結(jié)構(gòu)設計1214零件分析：零件材料Q235，簡圖如圖1所示圖1零件工藝性能沖壓工藝分析1、材料： Q235，是常見的沖裁材料。零件用的是厚1mm的Q235板。力學性能：抗拉強度 b (MPa)：440470；抗剪強度 (MPa)：310380；伸

2、長率 10 ()： 2125；屈服點s (MPa)：240；Q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機械零件。綜合評適合沖裁加工。2、工件結(jié)構(gòu)：工件形狀簡單、對稱，無懸臂、窄槽及銳的清角，孔邊距大于1.5倍工件厚度，孔邊距大于凸凹模允許的最小壁厚，最小孔徑7.3大于過小孔徑，滿足沖裁要求。3、尺寸精度：零件圖上未注公差，屬于自由公差，按IT14級確定工件尺寸的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 綜上所述，制件具有較好的沖裁性能，適宜采用沖裁加工。彎曲工藝分析該工件材料為Q235為普通素結(jié)構(gòu)鋼，較利于彎曲。工件為L形，形狀簡單、對稱，孔邊（

3、彎曲線）距Smin=11.753、彎曲直邊高度、最小彎曲半徑均大于彎曲工藝要求，彎曲坯料上的孔還可以防止彎曲時坯料產(chǎn)生的偏移，彎曲邊緣無缺口，尺寸為自由尺寸和表面粗糙度要求一般。因此，其彎曲工藝良好。分析比較和確定工藝方案從零件的結(jié)構(gòu)特點以及沖壓變形特點來看，該零件沖壓工序性質(zhì)有沖孔、落料、彎曲三種。工件彎曲部分簡單。根據(jù)工序性質(zhì)可能的組合情況，該零件可能的沖壓方案有：方案一：先落料，后沖孔，再進行彎曲。采用單工序模生產(chǎn)方案二：沖孔、彎曲、落料，采用復合模生產(chǎn)。方案三：沖孔、切廢+彎曲連續(xù)沖壓。采用級進模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求

4、。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，模具強度較差，制造難度大。模具各部分的強度、剛度難保證。沖裁與彎曲在一起，模具結(jié)構(gòu)復雜。復合模的維修保養(yǎng)用高。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，將零件結(jié)構(gòu)的內(nèi)外形分解為簡單形狀的凸?；虬寄?，在不同工位上分步逐次沖壓，提高了模具強度和模具壽命，操作方便，工件精度也能滿足要求。由于工件和孔廢料都可由壓力機臺下排出，操作方便安全，生產(chǎn)效率高，同時連續(xù)模上可以利用已沖的孔進行導正銷定位，從而保證了工件的精度。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。毛坯尺寸計算彎曲件展開尺寸計算 毛坯長度按零件中性層計算。圓弧的中性層位移系

5、數(shù)根據(jù)查冷沖壓工藝與模具制造（表39）得k=0.449,故中5性層曲率半徑為：式中 彎曲件中性層曲率半徑； r彎曲件內(nèi)層彎曲半徑； t材料厚度； k中性層位移系數(shù)；圓弧部分長度s=2.499×=3.85垂直部分的直線長度：l1=3底部的直線長度為：l2=25故彎曲件展開長度為：排樣：本工件采用直排方案，排樣圖如下：排樣圖為節(jié)約材料，應合理確定搭邊值.查表取搭邊a=2，為了保證送料時工件間連接強度工件間搭邊值a1=3。材料利用率計算沖壓件一個進距的材料利用率：式中：一個布局內(nèi)零件沖裁件面積，； 一個布局內(nèi)所需毛坯面積，； 條料寬度，； 送料進距，；此工件的材料利用率為=SS0100=5

6、20.8377825.7×10063.7回彈補償量的確定r/t=3<58時，彎曲半徑的回彈值不大，因此只考慮角度的回彈。查表-1可得=2.5°大變形（r/t<5）時彎曲件圓角半徑變化很小，而只修正彎曲角。表-1 單角90°校正彎曲回彈角材料r/t11223Q215、Q 23511.5°02°1.52.5°純銅、鋁、黃銅01.5°03°24°沖壓力計算及沖壓中心的確定沖裁力F=KLt式中 F沖裁力（N）；L沖裁件K系數(shù)，取K=1.3t材料厚度材料抗剪強度（MPa）外輪廓周邊長度L= 205.74

7、，材料抗剪強度350 MPa，材料厚度1則 F=KLt=205.74×1.3×1×350=93611N卸料力F卸= K 卸F式中 F沖裁力，單位為N；K 卸卸料力系數(shù)，其值為0.0250.060；則 F卸=93611×0.06=5616.66 N推料力F推= nK推 F 式中 F沖裁力，單位為N；K推推料力系數(shù)，其值為0.050；n廢料疊加數(shù)量，其值為5；則 F推=93611×5×0.050=23402.75 N 頂件力F頂= K頂F式中 F沖裁力，單位為N；K頂頂件力系數(shù)，其值為0.14；則 F頂=93611×0.14=1

8、3105.54 N彎曲力的計算自由彎曲力 FZ=0.7KBt2br+t式中： FZ沖壓行程結(jié)束時的自由彎曲力； K安全系數(shù)，一般去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）； 材料的抗拉強度（Mpa）。有零件圖可知 b=20mmt=1mmr=3mm查表可知 =450Mpa故 FZ=0.7KBt2br+t=0.7×1.3×20×1×4501+3=2047.5N由于L形彎曲，其自由彎曲力為U形彎曲的一半，所以自由彎曲力為1023.75N。頂件力和卸料力Fd或Fy值可近似去自由彎曲力的30%80%，即Fd=

9、（0.30.8）FZ=0.3×1023.75=307.125N校正彎曲力校正彎曲力有公式： Fj=qA式中： Fj校正彎曲時的彎曲力（N）； A校正部分的垂直投影面積（）； q單位面積上的校正力（Mpa）。經(jīng)計算得A=60經(jīng)查表得p=30Mpa Fj=qA=48×30=1440N 考慮到回彈補償，故采用校正彎曲，本工件采用卸料板，故可省去壓料板，所以卸料力不計算在內(nèi)。則 F彎=Fj=1440N則F沖壓=F沖裁+F卸+F推+F彎=93611+5616.66+23402.75+1440=124070.41N沖壓中心由AUTOCAD得沖裁得質(zhì)心: X: 1699.2670 Y:

10、1550.5883。 根據(jù) X=F彎X1+F彎X2F沖壓 Y=F彎Y1+F彎Y2F沖壓X=F彎X1+F彎X2F沖壓=720×(41.4175+53.4175)124070.41 0.55mmY=F彎Y1+F彎Y2F沖壓= 720×12.3579124070.410.07mm。則彎曲模的壓力中心為1699.817，1550.5183沖壓設備的選擇模具采用160KN開式壓力機。選用開式雙柱可傾式壓力機（J23-160）,其部分參數(shù)如下：開式雙柱可傾式壓力機參數(shù)表公稱壓力160KN滑塊行程70mm行程次數(shù)115次/min連桿調(diào)節(jié)長度80mm最大裝模高度220mm裝模高度調(diào)節(jié)量60

11、mm工作臺尺寸前后×左右300mm×450mm模柄孔尺寸直徑×深度30×50mm機身可最大傾斜角30立柱間距離260mm墊板厚度60mm凸凹模結(jié)構(gòu)設計沖裁間隙的確定工件斷面精度等級型斷面合理雙面間隙范圍t%1%刃口計算方式配合加工最小合理單面間隙mm0.1落料Dd=（Dmax-x）+d0DP=( Dd-Zmin) 0-p=( Dmax-x-Zmin) 0-p沖孔dp=（dmin+x）0-pdd=( dp +Zmin)+d0 =( dmin+x+Zmin) +d0孔心距Ld=（Lmin+0.5）±0.125式中 Dd落料凹?；境叽纾ǎ籇max

12、落料件最大極限尺寸（）；dmin沖孔件孔的最小極限尺寸（）；Ld同一工步中凹模孔距基本尺寸（）；Zmin凸、凹模最小初始雙向間隙（）；p凸模下偏差，按IT6IT7選取或查規(guī)則形狀凸、凹模的刃口尺寸偏差表；d凹模上偏差，按IT6IT7選取或查規(guī)則形狀凸、凹模的刃口尺寸偏差表；x為磨損系數(shù)，按刃口尺寸計算原則選取或查磨損系數(shù)x表；規(guī)則形狀凸、凹模的刃口尺寸偏差（mm）公稱尺寸/mm凸模偏差p凹模偏差d1818303080-0.020+0.020+0.025+0.03080120-0.025+0.035磨損系數(shù)x料厚t/mm非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差 /mm10.160.170

13、.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.500.240.2440.300.310.590.600.300.30查磨損系數(shù)x表得x=0.75；沖孔凸模刃口計算B7.3p=dmin+x=7.3+0.75×0.360-0.02=7.57-0.02 0切廢凸模刃口計算B20p=dmin+x=20+0.75×0.520-0.02=20.39-0.02 0B3p=dmin+x=3+0.75×0.250-0.02=3.188-0.02 0B4p=dmin+x=4+0.75×0.30-0.02=4

14、.225-0.02 0B10.85p=dmin+x=10.85+0.75×0.360-0.02=11.12-0.02 0B14.85p=dmin+x=14.85+0.75×0.430-0.02=15.173-0.02 0B23p=dmin+x=23+0.75×0.520-0.02=23.39-0.02 0B6p=dmin+x=6+0.75×0.30-0.02=6.225BR10=Rmin+x=10-0.75×0.360-0.02=10.27-0.02 0B2p=dmin+x=2+0.75×0.250-0.02=2.188-0.02 0

15、凸模刃口圖如下：實際生產(chǎn)，工件為小批量生產(chǎn)，凸模尺寸可以為工件的基本尺寸。彎曲部分工作部件尺寸計算rt=2<10，相對圓角半徑較小。r=2mm ， rmin=0.5mm式中 r為工件彎曲半徑，rmin為Q235最小彎曲半徑。因為有公式rd=rrmin，所以凹模圓角半徑rd=2mm。則凸模圓角半徑，根據(jù)當 r<2mm,rp=36t;r=24mm,rp=23;tr>4mm,rp=2t;則此工件,rp=3mm。凹模深度根據(jù)冷沖壓工藝與模具設計表3-20，知凹模深度15mm，則凹?？傮w厚度為20mm。彎曲模間隙的確定根據(jù)公式 z=tmax+xt=t+xt式中 z彎曲模凸、凹模單邊間隙（）；t工件材料厚度（）；工件材料厚度的正偏差（），可查冷沖壓工藝與模具設計附錄F得到；x間隙系數(shù)，可查冷沖壓工藝與模 具設計表3-22（）；則 z=2.12+0.05=2.17mm,考慮到回彈修正，取。z=0.95×2.17=2.062mm彎曲模工作部分尺寸與公差取工件精度等級為IT14級，取模具精度等級為IT9級。本工件為L形彎曲件，彎曲的凸凹模尺寸未定?？扇“寄３叽?0，凸模與凹模相距一個間隙2.062，區(qū)凸模工作尺