道路照明路燈燈桿托板彎曲模設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文LED道路照明路燈燈桿托板彎曲模設(shè)計(jì) 作 者： 4 班 級(jí)：10模具 指導(dǎo)教師： 江蘇城市職業(yè)學(xué)院二一三年四月江蘇城市職業(yè)學(xué)院高職畢業(yè)論文LED道路照明路燈燈桿托板 作 者 陳傳峰 指導(dǎo)教師 王 玲 學(xué)科級(jí)別 高職?？?培養(yǎng)院系 機(jī)電工程系 學(xué)科專業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)科類別 工 學(xué) 答辯委員會(huì)主席 評(píng)閱人 二一三年四月 摘 要冷沖模是廣泛運(yùn)用的模具之一，種類包括沖孔模，落料模，彎曲模，拉伸模等，近年來(lái)冷沖模的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。冷沖壓具有成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能加工多種性能，狀態(tài)的零件。本次設(shè)計(jì)為L(zhǎng)ED道路照明路燈燈桿托板彎曲模設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)裝配圖 目 錄01102一工藝

2、過(guò)程的制定031.1 制件的工藝性分析03031.3沖壓件的精度與斷面粗糙度031.4材料的沖壓性能分析031.5沖壓工藝方案的分析與制定04二.設(shè)計(jì)工藝計(jì)算052.1彎曲件展開尺寸計(jì)算052.2沖壓力的計(jì)算062.3初選沖壓設(shè)備062.4彎曲回彈值的計(jì)算07三.模具工作零件設(shè)計(jì)083.1凸模與凹模的圓角半徑083.2彎曲模凸模和凹模的間隙083.3凸凹模刃口尺寸的計(jì)算093.4凹模的外形尺寸計(jì)算103.5凸模長(zhǎng)度計(jì)算10四、模具其他零件的設(shè)計(jì)114.1凸模固定板外形尺寸確定114.2內(nèi)托板外形尺寸確定114.3定位銷釘114.4模柄114.5緊固螺釘114.6彈料釘114.7卸料螺釘124.

3、8螺栓124.9防轉(zhuǎn)銷釘124.10導(dǎo)柱124.11導(dǎo)套124.12橡膠板124.13上下模座的設(shè)計(jì)12五、壓力機(jī)相關(guān)尺寸的校核13六、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)146.1凹模板146.2凸模固定板156.3內(nèi)托板166.4凸模16七、工藝過(guò)程卡的編制177.11773凸模固定板197.4內(nèi)托板20八裝配圖21九、小結(jié)23參考文獻(xiàn)24作者簡(jiǎn)介25緒 論 模具做為高效率生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件

4、加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)出正確合理的模具不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具使用壽命，還可以提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。充分了解模具各部件作用是設(shè)計(jì)者進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的前提，新的設(shè)計(jì)思路必然帶來(lái)新的模具結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)了一套彎曲模具。經(jīng)過(guò)查閱資料，首先要對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，經(jīng)過(guò)工藝分析和對(duì)比，通過(guò)沖壓力、頂件力、卸料力和彎曲力等計(jì)算，確定壓力機(jī)的型號(hào)。再分析對(duì)沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出將設(shè)計(jì)模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過(guò)程表達(dá)出來(lái)。在設(shè)計(jì)說(shuō)明書的第一部分，說(shuō)

5、明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計(jì)的意義，接著是對(duì)沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對(duì)零件排樣圖的設(shè)計(jì)，完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行彎曲工藝力的計(jì)算和彎曲模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)選擇沖壓設(shè)備提供依據(jù)。最后為主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次設(shè)計(jì)模具零件圖的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。1設(shè)計(jì)課題 設(shè)計(jì)模具名稱：彎曲模設(shè)計(jì)工件名稱：LED道路照明路燈燈桿托板材料：Q235 材厚3mm零件圖：一.工藝過(guò)程的制定1.1 制件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。一般情況下對(duì)彎曲件的工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀，精度要求，形位公差及技術(shù)要

6、求。良好的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工藝數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而壽命高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單。通常對(duì)工件的工藝影響最大的是幾何形狀尺寸和工藝要求。1.2沖壓件的形狀和尺寸應(yīng)滿足的要求3該制件未注尺寸公差按GB/T1804-M級(jí)、未注形位公差按GB/T1184-K級(jí)計(jì)算。由于要求產(chǎn)品表面平整無(wú)刮痕，可取粗糙度值1.4材料的沖壓性能分析 材料為Q235，為普通碳素鋼，其主要性能為：s=235MPa,b=400Mpa，=360MPa，延伸率為30%，強(qiáng)度不高，塑性良好，沖壓工藝性好，適合進(jìn)行沖壓加工。1.5沖壓工藝方案的分析與制定該產(chǎn)品包括，落料、沖孔、彎曲三個(gè)工序，可有以下三種工藝方案：方案一:

7、先落料，后沖孔，再?gòu)澢?，采用單工序模生產(chǎn)。方案二:落料-沖孔復(fù)合沖壓，再?gòu)澢?，采用?fù)合模生產(chǎn)。方案三：連續(xù)模。分析:方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需三道工序三副模具，難以滿足大批量生產(chǎn)，但適合小批量生產(chǎn)，制造簡(jiǎn)單。方案二只需兩副模具，沖壓件的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高。盡管模具數(shù)量較方案二多，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，成本低模具制造并不困難，又小批量生產(chǎn)。方案三模具制造比較麻煩，產(chǎn)品精度不易保證，模具加工成本較高，維修不便。通過(guò)對(duì)上述兩種方案的分析比較，故采用單工序模生產(chǎn)。本人設(shè)計(jì)彎曲模。二.設(shè)計(jì)工藝計(jì)算2.1彎曲件展開尺寸計(jì)算根據(jù)文獻(xiàn)，按零件的內(nèi)彎曲半徑r=0.5m

8、m<0.5t=1.5mm的彎曲件計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。將彎曲件分為如圖3段將工件尺寸分為如上圖的尺寸，a，b, c,確定各個(gè)尺寸的大小a=294mm b=29.87 c=54mm t=3則由計(jì)算公式可計(jì)算出彎曲件的展開尺寸。 彎曲件的展開尺寸：L= a+2 b+2c+t L=294+2*29.87+2*54+3=464.74mm式中：L為坯料展開總長(zhǎng)度；t為材料厚度；零件名稱材料 材料厚度 生產(chǎn)批量LED道路照明燈燈桿托板Q2353mm小批量2.2沖壓力的計(jì)算 由于彎曲力受到材料的力學(xué)性能，零件形狀與尺寸，板料厚度，彎曲方式，模具結(jié)構(gòu)形狀與尺寸，模具間隙和模具工件表面質(zhì)量等多種因素的影響，很

9、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。由于設(shè)計(jì)的工件是四角彎曲零件且彎曲直邊為90度，工件的彎曲半徑也較小，故采用校正彎曲力的計(jì)算公式：即 F校 = A * P = 359.73 * 45 * 60 = 971.271KN式中：A為校正部分投影面積； P為單位面積校正力,查表3-1 得P=60最終彎曲力的值為：F校= 971.271KN對(duì)于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力FD大得多，故頂件力FD可以忽略，即： F壓力機(jī)(1.21.3) F校2.3初選沖壓設(shè)備缺定壓力機(jī)的額定壓力不僅要考慮能完成彎曲加工，而且要注意防止壓力機(jī)過(guò)載。由于前述計(jì)算所得的彎曲力均為彎曲過(guò)

10、程中可能出現(xiàn)的最大彎曲力數(shù)值，即短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的峰值，如果壓力機(jī)的額定壓力等于或略大于該計(jì)算值，并不能保證在整個(gè)彎曲過(guò)程中壓力機(jī)不過(guò)載。因此，在確定壓力機(jī)的壓力時(shí)，應(yīng)預(yù)留出較大的安全范圍。對(duì)于校正彎曲時(shí)，由上述計(jì)算可知，總的沖壓工藝壓力F總為： F總=971.271KN一般情況下，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于校正彎曲力的(1.21.3)倍，可以取壓力機(jī)的壓力位F壓機(jī)1.3 F校代入數(shù)據(jù)得： F壓機(jī)1263KN查表9-3初選壓力機(jī)J23-160，其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：1600KN 滑塊行程：160mm 滑塊行程次數(shù)：40/min 最大閉合高度：450mm閉合高度調(diào)節(jié)量：130mm工作臺(tái)尺寸

11、：1120mm 710mm模柄孔尺寸：床身最大傾角：2.4彎曲回彈值的計(jì)算 由于相對(duì)彎曲半徑r=0.17mm，屬于極小變形程度，圓角回彈值小，不必計(jì)算，且制件精度要求不高，制件卸載后可以符合精度要求。三.模具工作零件設(shè)計(jì) 3.1凸模與凹模的圓角半徑 1、凸模圓角半徑 彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)，凸模角半徑r p可取彎曲件的內(nèi)彎曲半徑r，但不能小于允許的最小彎曲半徑。如果r/t值小于最小相對(duì)彎曲半徑，應(yīng)先彎成較大的圓角半徑，然后再用整形工序達(dá)到要求的圓角半徑。當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較大且精度要求較高時(shí)凸模圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值進(jìn)行修正。 由于該制件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小，故凸模圓角半

12、徑rp可取彎曲件的內(nèi)彎曲半徑r=0.5mm。 2、凹模圓角半徑 凹模圓角半徑rd的大小直接影響坯料的彎曲成形。凹模的圓角半徑rd不能過(guò)小，否則彎曲時(shí)坯料拉人凹模的阻力大，厚度易拉薄，擦傷工件表面，同時(shí)年增加彎曲力進(jìn)而影響模具的使用壽命。rd太大，會(huì)影響毛坯定位的準(zhǔn)確性。由于該制件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小，并且該彎曲件是四角彎曲，故凹模圓角半徑rd可取彎曲件的內(nèi)彎曲半徑r=0.5mm。3.2彎曲模凸模和凹模的間隙 彎曲四角形時(shí)，必須選擇適當(dāng)?shù)耐?、凹模間隙。間隙過(guò)大則回彈量大，工件的形狀和尺寸誤差增大。間隙過(guò)小，使彎曲力增大，直邊壁厚變薄，增大摩擦，容易擦傷工件表面，加速凹模的磨損，降低凹模的使用

13、壽命。同時(shí)考慮到下列因素的影響：彎曲件寬度較大時(shí)，受模具制造和裝配誤差的影響，將加大間隙的不均勻程度，因此間隙應(yīng)取大些。寬度較小時(shí)間隙值可以取小些，硬材料則應(yīng)取大些，彎曲件相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)可以取大些。此外還應(yīng)考慮彎曲尺寸精度和板料厚度偏差的影響。綜上所述，查閱文獻(xiàn)，對(duì)于尺寸精度要求一般的彎曲件，板料為黑色金屬時(shí)，單邊間隙Z可按下式計(jì)算： Z=tmax+ct 式中 Z為彎曲凹、凸模的單面間隙，mm； tmax為材料最大厚度，3mm； C為間隙系數(shù)。查閱文獻(xiàn)，取間隙系數(shù)C=0.05將各個(gè)數(shù)據(jù)代入式中，得： Z=3+0.053=3.15 mm3.3凸凹模刃口尺寸的計(jì)算 由于本次設(shè)計(jì)的彎曲模具

14、采用的是單工序模具，其中要確定的主要尺寸有凸模尺寸，凹模的尺寸。 該彎曲件凸、凹模橫向尺寸的決定；該彎曲件的300是標(biāo)注為外形尺寸的；所以凹模為基準(zhǔn)件，先確定凹模尺寸，然后再?zèng)Q定凸模尺寸。由上計(jì)算可知凸凹模的單邊間隙值為3.15mm所以： Ld=300mm Lp=300-3.152=293.7mm3.4凹模的外形尺寸計(jì)算(1)材料Cr12MoV 淬硬性HRC60-64(2)凹模厚度H:H= kb (h15mm) 查表226得 k=0.18( 其中 b為凹模刃口的最大尺寸；K為系數(shù)，考慮板料厚度影響)取H=85mm(2)凹模壁厚C：C=(1.52)H (3040)=1.585=128mm(3)凹

15、模寬度B: B=45+2×128=301mm 即圓整取B=300mm(4)凹模長(zhǎng)度A:A=300+2×128=556mm 即圓整取A=600mm凹模的外形尺寸600mm300mm85mm3.5凸模長(zhǎng)度計(jì)算材料Cr12MoV 淬硬性HRC60-64凸模長(zhǎng)度計(jì)算: =57+30=87mmH內(nèi)內(nèi)托板的厚度18mm ;凸模固定板的厚度50mm ;H橡膠橡膠長(zhǎng)度選取100mm ;凸模凹模結(jié)構(gòu)形式及固定形式: 凸模:整體式，銷釘定位，螺釘緊固。凹模:整體式，銷釘定位，螺釘緊固。四、模具其他零件的設(shè)計(jì)4.1凸模固定板外形尺寸確定 材料：45鋼 ， =(0.6-0.8) =0.685=51

16、 mm圓整后得，=50 mm尺寸為：600mm300mm50mm（凸模固定板與凸模通過(guò)銷釘定位螺絲緊固來(lái)固定）4.2內(nèi)托板外形尺寸確定材料：45鋼，根據(jù)凹模的尺寸得出H內(nèi)的厚度為18mm 尺寸為：300mm45mm18mm4.3固定銷釘材料：45鋼 6-mm外形尺寸: dL=6mm100mm4.4模柄 凸緣模柄mm-90mm 加防轉(zhuǎn)銷4.5緊固螺釘 14-M10 dL=10mm55mm4.6彈料釘 2- dL=6mm13mm4.7卸料螺釘 4-M10 dL=10mm90mm4.8螺栓 M10170mm4.9防轉(zhuǎn)銷釘 1-mm4.10導(dǎo)柱 20mm130mm 材料20鋼的C型導(dǎo)柱 淬硬性HRC5

17、8-62導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用間隙配合H7/h6導(dǎo)柱與導(dǎo)套一般采用過(guò)盈配合H7/r6分別壓入上下模中4.11導(dǎo)套孔20mm85mm 直接在凹模上線切割成型4.12橡膠 厚度取100mm4.13上下模座的設(shè)計(jì)由于工件較大不好選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因此采用內(nèi)導(dǎo)柱形式模架，由凹模尺寸600mm300mm85mm，可知上下模座的尺寸為：680mm300mm40mm 五、壓力機(jī)相關(guān)尺寸的校核沖壓模的總體結(jié)構(gòu)尺寸必須與所用的壓力機(jī)相適合，模具的總體平面尺寸應(yīng)該與壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸相適應(yīng)，模具的封閉高度與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。模具閉合高度為：H=40+50+30+85+40=245mm 壓力機(jī)的最大閉合高度：Hmax=45

18、0mm ；最小閉合高度：Hmin=160mm 即 170mm <245mm<445mm模具的閉合高度在壓力機(jī)的最大與最小裝模高度之間,所以該壓力機(jī)滿足沖壓要求。六、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1凹模板 材質(zhì)：Cr12Mov 規(guī)格:600mm300mm85mmA: 4-20導(dǎo)套孔直單+0.005 B：6-M10 螺紋孔, 鉆、攻C：6-6 定位孔直單+0.005 D：2-10 固定銷孔直單+0.005E：1-6 穿絲孔、鉆F : 凹?？?，正寸直割6.2凸模固定板 材質(zhì)：45 規(guī)格:600mm300mm50mmA: 4-20 導(dǎo)柱孔直單+0.005 B：6-M10 螺紋孔 ,鉆、攻 C：4-10 固定銷孔直單+0.005D : 2-10 螺絲過(guò)孔、沉頭孔,鉆 6.3 內(nèi)托板材質(zhì)：45 規(guī)格:300mm45mm18mmA:4-M10 螺紋孔， 鉆、攻 6.4凸模 材質(zhì)：Cr12Mov 固定方式：銷釘