彎曲模具設(shè)計(jì)說明書

1、模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：彎曲模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：黃礦裕 學(xué) 號(hào)：201330230207 專業(yè)班級(jí)：13機(jī)制2班 指導(dǎo)老師：徐鳳英 2016年12月10號(hào)目 錄緒論 31設(shè)計(jì)內(nèi)容 52彎曲工藝分析 52.1材料分析 62.2工藝分析 62.3最小彎曲半徑 62.4彎曲件的彎邊高度 62.5孔邊距 72.6精度 73彎曲模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 73.1模具類型的選擇 73.2操作與定位方式 73.3卸料與出件方式 73.4倒料方式的選擇 74彎曲模具工藝與設(shè)計(jì)分析 74.1中性層的確定 74.2毛坯展開尺寸的計(jì)算 84.3彎曲力的計(jì)算 84.4壓彎時(shí)的頂件力與卸料力 84.5回彈值的確定 95彎

2、曲模具零件設(shè)計(jì) 95.1凸模與凹模工作部位設(shè)計(jì) 95.1.1彎曲凸凹模間隙c 95.1.2凸凹模圓角半徑 95.1.3彎曲凸凹模刃口尺寸及公差 95.2凹模尺寸設(shè)計(jì) 105.3模座的設(shè)計(jì) 115.4墊板規(guī)格的選擇 135.5固定板的選擇 135.6頂桿的設(shè)計(jì) 145.7凸模的設(shè)計(jì) 155.8螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 156沖壓設(shè)備的選擇 156.1閉合高度的確定 156.2彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位的選擇及壓力機(jī)的選擇 157三維裝配圖展示 16參考文獻(xiàn) 18緒 論隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。隨著工 業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快，使模具的需要不斷 增加，而對(duì)

3、模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用越來越顯得更為重要。模具是一種特殊的模型，用來塑造(制造)產(chǎn)品，從工藝的角度，模具是一種成型制品的特殊工藝裝備。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備， 在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低， 因此，模具被稱之為“工業(yè)之母”。模具又 是“效益放大器”， 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還比較的落后，主要原因 是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚

4、有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越 來越大，技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對(duì)整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我

5、國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價(jià)格優(yōu)勢，因此對(duì)于出口前景 好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法，具有節(jié)能省材、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、重量輕、加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車、航空航天、儀器儀表、家電、電子、 通訊、軍工、日常用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，薄板成型后，制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值 ,在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中，與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一，在現(xiàn)代汽車工業(yè)中，沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。隨著我國

6、經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用 。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè) 計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí) 。經(jīng)過在在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有 了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí) 。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典

7、型的模具實(shí)體并查閱 了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書 籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì) 。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次課程設(shè)計(jì) 。1 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一副如圖1所示彎曲件的成形模具。彎曲件編號(hào)：3號(hào)彎曲件。 圖1 彎曲件工程圖圖2 彎曲件三維圖設(shè)計(jì)要求：詳盡的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份、主要零件圖2份、模具二維及三維裝配圖各1份、模具爆炸圖1份。2 彎曲工藝分析2.1 材料分析H62黃銅表示平均含銅量為62%的普通黃銅，有良好的力學(xué)性能

8、，熱態(tài)下塑性好，冷態(tài)下塑性也可以，切削性好，易釬焊和焊接，耐蝕，具有較好的彎曲性能，可做各種深拉伸和彎折制造的受力零件，彈性模量E=100GPa，抗拉強(qiáng)度b =345-460MPa。2.2 工藝分析該零件包括沖孔、彎曲兩個(gè)基本工序。首先，在沖裁設(shè)備上沖出工藝孔，用于在彎曲時(shí)進(jìn)行定位，防止工件滑移。由于工件兩邊對(duì)稱，且考慮到工件的具體形狀，進(jìn)行彎曲時(shí)，按照“U”形彎曲件的加工，同時(shí)，該工件無法一次彎曲成形，必須二次彎曲成形，按照一般彎曲件的成形規(guī)律，先彎兩端然后彎中間部分。鑒于此分析，將零件視作“U”形彎曲件的加工。由于該彎曲件需二次彎曲成形，工件厚度適中，可以采用復(fù)合模彎曲，定位精度易保證。一

9、次彎曲后彎曲件的形狀如圖3所示。圖3 一次彎曲成形后的彎曲件形狀圖2.3 最小彎曲半徑根據(jù)彎曲件的工藝要求，參考實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P66表2-28和表2-29可知，彎曲件的最小彎曲半徑，最小相對(duì)彎曲半徑2.4 彎曲件的彎邊高度彎曲件的彎邊高度不宜過小，應(yīng)滿足h>r+2t,h較小時(shí)，彎邊在模具上支持的長度過小，不容易形成足夠的彎矩，很難得到形狀準(zhǔn)確的零件，由本沖壓件圖知彎邊高度有2種，=13>7.5,15>7.5, =10>7.5,本沖壓件滿足條件，所以本沖壓件適合于彎曲。2.5 孔邊距在彎曲件上有孔時(shí)，彎曲工程中應(yīng)防止孔的變形，要求孔壁與彎曲處有適當(dāng)距離L，若距離太小

10、，沖孔時(shí)會(huì)使凸模受水平推力而折斷。當(dāng)厚度時(shí)，取。零件小孔端孔邊距為,符合要求。且中心孔可作為工藝孔進(jìn)行定位。2.6 精度一般彎曲件長度的沖出公差等級(jí)在IT13級(jí)以下，角度公差大于15。根據(jù)圖形查實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P69表2-30可知，公差等級(jí)= IT4IT13。因此該工件需用后續(xù)工序來保證其精度。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，采用復(fù)合彎曲模。3.2 操作與定位方式零件大批量生產(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，宜采用壓桿定位。3.3 卸料與出件方式因?yàn)楣ぜ虾駷?mm，相對(duì)較薄，卸料

11、力不大，故可采用彈性裝置卸料。3.4 導(dǎo)向方式的選擇導(dǎo)向零件是用來保證上模相對(duì)于下模的正確運(yùn)動(dòng)。對(duì)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。4 彎曲模具工藝與設(shè)計(jì)分析4.1 中性層的確定由于中性層的長度在彎曲變形前后不變，其長度就是彎曲件坯料展開尺寸的長度。而欲求中性層長度就必須找到其位置，用曲率半徑0表示。中性層位置與板料厚度t、彎曲半徑r、變薄系數(shù)等因素有關(guān)，在實(shí)際生產(chǎn)中為了使用方便，通常采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來確定中性層的位置： 式中：中性層半徑；r彎曲件內(nèi)彎半徑；x為中性層位移系數(shù)，其值如表1：表1：中性層系數(shù)表r/t0.10.

12、20.30.40.50.60.70.811.2x0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33r/t1.31.522.5345678x0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.5從彎曲件圖可以看到：圓角半徑都為r=2mm，板料厚度t=4mm，查表1得x=0.32，則中性層半徑為：4.2 毛坯展開尺寸的計(jì)算由于彎曲件為彎曲，所以可按下式近似計(jì)算。參照實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P72式2-31式中 彎曲件的展開長度（mm）； 彎曲件內(nèi)彎曲半徑（mm）； 、彎曲件直邊部分長度（mm）； 彎曲件原始厚度（mm）； 中性層內(nèi)移系數(shù)，見表1則展開長

13、度為4.3 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。查實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P76得彎曲力為式中 自由彎曲力（N）； 材料抗拉強(qiáng)度（MPa）； 安全系數(shù)，； b彎曲件寬度（mm）。根據(jù)圖1可得：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P37，表2-3可得。代入公式2得4.4 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=0.8×6581.25=5265 N 4.5 回彈值的確

14、定由于本彎曲件r/t=1<58,為大變形程度，彎曲件的圓角半徑回彈量很小，可以不予考慮，只需確定角度的回彈值，由沖壓模具及設(shè)備表5-4知=2°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)5.1.1 彎曲凸凹模間隙c對(duì)于L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c=t=4(mm)。5.1.2 凸凹模圓角半徑凸模圓角半徑應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑,則一次彎曲凸模的圓角半徑為r1=6mm，二次彎曲凸模的圓角半徑為r2=2mm。凹模圓角半徑不宜過小，以免彎曲時(shí)擦傷毛坯表面，同時(shí)凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)當(dāng)一致，用以防止彎曲時(shí)的毛坯偏移?？筛鶕?jù)板料厚度t選?。阂?yàn)?/p>

15、，所以取一次彎曲凹模圓角半徑，二次彎曲凹模圓角半徑。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。一次彎曲成形凸模三維圖如圖4所示。中心孔用來裝推桿2，以推動(dòng)二次成形凸模運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)小孔用來裝導(dǎo)桿，保證兩個(gè)凸模之間的位置精度；而兩邊的螺紋孔用來裝推桿1，用來推動(dòng)次凸模運(yùn)動(dòng)。在該凸模向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于兩個(gè)凸臺(tái)的作用，會(huì)帶動(dòng)二次成形凸模同同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)。二次成形凸模三維圖如圖5所示。圖4 一次成形凸模三維圖圖5

16、 二次成形凸模三維圖5.2 凹模尺寸設(shè)計(jì)凹模的深度要適當(dāng)，若過小則彎曲件兩端自由部分太長，工件回彈大，不平直；若深度過大則凹模增高，多耗模具材料并需要較大的壓力機(jī)行程。凹模采用分開加工，兩次成形凹模為同一零件，將左右兩個(gè)凹模裝在下模座上，形成一定的配合關(guān)系。凹模上面的螺紋孔用來裝定位螺釘，限制進(jìn)料時(shí)板料的位置，再配合頂桿實(shí)現(xiàn)精確定位。圖6 左凹模正面圖圖7 左凹模底部圖5.3 模座的選擇模座材料采用45鋼，根據(jù)凹模尺寸，確定下模座整體尺寸為L=150mm，B=70mm，厚度H=30mm。 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

17、在壓力機(jī)工作臺(tái)上，位置調(diào)整準(zhǔn)確即可對(duì)板料進(jìn)行彎曲加工。為節(jié)省材料，對(duì)下模座進(jìn)行必要加工，兩邊各預(yù)留30mm壓邊尺寸，對(duì)多余部分進(jìn)行切削，加工后下模座規(guī)格為：150×70×30 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 140×70×25，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。圖8 上模座正面圖圖8 上模座底部圖圖9 下模座底部圖5.4 墊板規(guī)格的的選擇查閱沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南P166對(duì)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

18、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：式中 沖板承受的壓力 沖裁力，即凸（凹）模所承受的壓力，N； 凸（凹）模與上、下模板的接觸面積、即凸（凹）模固定板端面面積； 模板材料的許用應(yīng)力。其中，代入公式5得：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： 凹模固定板

19、： 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。所以，取標(biāo)準(zhǔn) 5.6 頂桿的設(shè)計(jì)頂桿的作用是保證板料送料準(zhǔn)確和在模具中的位置正確。由于彈簧的作用，在凸模下壓時(shí)，頂桿隨著彎曲件下移，由于頂桿限制住了彎曲件上的工藝孔，所以彎曲件不會(huì)發(fā)生滑移。圖10 頂桿工作圖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)式中： 凸模固定板的厚度； 卸料板的厚度； 定位版的厚度； 凸模進(jìn)入凹模的深度； 安全距離取值范圍為1520mm。其中：Y 取16mm。代入公式得：L=52+2+16.5+16=

20、86.5mm所以凸模尺寸為：34×40×86.5 mm 5.8 螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)5.8.1 螺釘?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 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 5.8.2 螺釘孔確定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。5.8.3 螺位置確定螺釘、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(duì)應(yīng)的最小距離。6 沖壓設(shè)備的選擇6.1 閉合高度的確定模具閉合高度（）是指模具在最