冲压模具毕业设计.doc

第一章 绪论1.1概述1.1.1 课题背景冲压是通过模具使板材产生塑性变形而获得成品零件的一种成型工艺方法。冲压通常在冷态下进行，因此也称为冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称为板材冲压。冲压广泛应用于金属制品各行业中，尤其在汽车、仪表、军工、家用电器等工业中占有极其重要的地位。冲压成型需要研究工艺、设备和模具三类基本问题。板材冲压具有下列特点：（1） 材料利用率高。（2） 可加工薄壁、形状复杂的零件。（3） 冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性好。（4） 能获得质量轻而强度高、钢性好的零件。（5） 生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。冲压模具制造成本高，因此适合于大批量生产。对于小批量生产、多品种生产，常采用简易冲模，同时引进冲压加工中心等新型设备，以满足市场求新求变的需求。板材冲压常用的金属材料有低碳钢、铜、铝、镁合金及高塑性的合金钢等。如前所述，材料形状有板材和带材。冲压设备有剪床和冲床。剪床是用来将板材剪切成具有一定形状的条料，以供后继工序使用，冲床可用于剪切及成形。1.1.2 国内外模具现状及发展趋势日本是世界第一大模具生产国。国内有多家世界闻名的机床制造业厂家，加工模具的高速加工中心、电加工机床、龙门铣床、精密磨床、数控系统等全都具备世界级名牌。优秀的机床制造业为模具制造奠定了坚实的基础，如在电子超精密模具中，集成电路、微型电机模具精度已达1m，处于世界领先地位。it产业的产品更新很快，如手机开发制造周期为2个月，产品试制期为7天，一般7套模具150兆nc数据，两天就完成编程，计算机设计及制造技术都非常先进。 发达的汽车工业促进了模具的发展。丰田汽车公司有专业模具设计人员近200名，制造人员1000多名，每年研制开发约10种轿车的整车模具2000套，从车身设计到新车批产的整车模具设计制造周期为1年，标准单套模具制造周期不超过4个月，这样的规模及生产能力在世界上也称得上是最大的汽车模具厂之一。或许是专业化的缘故，丰田仅自行制造车身内外覆盖件模具，其余40%由日本著名的荻原、宫津、富士等模具公司提供。 日本模具专家曾强调模具加工五大要素：(1)设备；(2)cad/cam(刀具路径)；(3)cnc装置及伺服电机；(4)加工条件及材料选择；(5)技术人员能力。日本模具生产的总的发展趋势是，品种多样化变种变量生产；产品精密化高速、高效率、高精度加工；加工精细化微量切削、高速进给；开发短期化高硬材料直接加工，减少后继工序；绿色环境化无切削液干式切削加工。 目前日本大约有12000家模具公司，其中雇员20人以下的占90%，占产值的40%。近年来，随着经济全球化、企业国际化的发展趋势，日本在海外投资了许多模具企业，把部分生产能力转移至国外。如在我国独资创建的无锡微研有限公司，拥有员工200余名，精密数控模具加工设备60多台，1998年模具产值已超过2亿元人民币。2000年3月合资成立的上海荻原模具有限公司总投资1455万美元，专业设计制造汽车冲压模具和大型覆盖件模具。 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维cad，并陆续开始使用ug、pro/engineer、i-deas、euclid-is等国际通用软件，个别厂家还引进了moldflow、c-flow、dynaform、optris和magmasoft等cae软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具cad/cae/cam技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析kmas软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模cad/cae/cam软件，上海交通大学模具cad国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模cad软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；cad/cae/cam技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：全面推广cad/cam/cae技术、高速铣削加工、模具扫描及数字化系统、电火花铣削加工、提高模具标准化程度、优质材料及先进表面处理技术、模具研磨抛光将自动化、智能化、模具自动加工系统的发展。端子是电子电器工业中使用最多的一类元器件。在电子产品如整流器，稳压器，高压电源内部广泛存在。作为端子的紧固和保护器件，端子外壳直接影响电子器件工作的可靠与稳定，因而它也成为提高电子产品质量的重要部件之一。世界高压电源领导厂商台达电子连续四年一直以国际it业，电讯业电子产品51%以上的市场占有率稳居同行业第一，并连年呈增长趋势。在谈及台达成功要素时，台达电子董事长郑崇华先说道：除了我们世界领先的科技，就是我们稳定，可靠 高质量的产品。稳压器端子外壳是一类典型的电子元器冲压件第二章 复合冲压模具设计与计算零件名称：压缩机护板零件简图：如下图1.1所示生产批量：大批量材 料：20钢材料厚度：0.5mm2.1 冲压件工艺分析该零件由薄板冲出。外型线条流畅，平滑，由圆弧和直线组成。但在其表面有多处冲孔，且有几处弯曲。因此在冲压工艺工序的安排上应注意工序的顺序合理，以避免因此造成的制造精度方面的误差。该零件制造要求精度it12级，由模具设计与制造表.和表.查得，可以为该零件在冲压加工中能够得到保证。其他尺寸要求，标注，生产批量等情况，也均符合冲压工艺的要求。2.2 冲压件工艺方案的确定通过对工件外部轮廓的分析，考虑到工艺的可行性，可确立以下几种方案：（1）冲孔，内部弯曲。落料，外部弯曲。（2）冲孔，落料。内部弯曲，外部弯曲。（3）落料，冲孔。外部弯曲，内部弯曲。第一种方案落料未能在首次加工中完成，将会给以后的工序加工带来定位，送料的困难，第二种方案冲出的孔可作为定位孔，且弯曲工部顺序安排合理，可行，便于精确定位。第三种方案不变于定位，且弯曲工部顺序安排不合理，弯曲很难进行并最终成型。因此选用第二种方案。通过分析，将该零件的加工制造分为两步：(1) 对板材通过冲孔落料复合模进行冲孔落料加工。(2) 对落料件通过弯曲复合模进行两次弯曲加工。2.3 冲裁工序及模具设计冲裁工艺分析 该冲裁模包括落料和冲孔两道工序，在冲裁工序安排上可先冲孔，即阶梯式凸模冲裁，并以此作为定位孔进行落料，这样可以提高冲裁精度和降低冲裁力。复合模是在单工序模的基础上发展起来的一种较先进的冲模，在一幅冲模中一次送料中可以同时晚车几道工序,而且相对位置精度高。2.3.1 排样在大量和大批生产时，原始毛坯材料在冲压零件中占60%以上，因此节约材料和减少废料具有非常重要的意义。冲裁件再条料上的布置方法称为排样。该冲裁件采用直排法。如下图所示：由课本表2.8查得搭边值，并取a=1.0mm b=1.2mm图1.0 排样图条料宽度：b1=94.02mm 进距：sp=30+1=31mm计算冲压件毛坯面积：a=bl=94.0231=2914.62 mm又因为落料件面积：a1=81.6228+3.142.52.5+55+215-23.141-23.141.51.51.5 =2339.576 mm材料利用率：n=80.27%2.3.2 计算冲压力该模具采用弹性卸料和中间出料方式。该冲裁模包括落料和冲孔两道工序。钢20的物理力学性能：抗剪强度 ：400mp 抗拉强度：=360480mp伸长率 ：=25mp 屈服强度 ：s=250mp（1）计算方法： p=kf=klt 式2.1式中 p冲裁力，nf冲切断面积， l冲裁周边长度， mmt材料厚度，mm材料抗剪强度，mpak安全因素，一般取k=1.3 经计算 l=233.52mm所以得 p=kf=klt=1.3233.520.5400=60715.560.72kn（注：冲裁时可设计成斜刃冲裁，以降低冲裁力）（2） 冲孔力：p= kf=klt=1.3(3.1412+3.141.51.52) 0.5400=5.3066kn（3） 落料时的卸料力：由经验公式得： p卸=k卸p=0.55p=33.393kn（4） 推件力 ：p推=k推 np=0.065 np=4.03788kn2.3.3 确定模具的压力中心按比例画出零件形状，选定坐标系xoy, 如图所示。因该零件左右对称，即x=0，故只需计算y。将工件周边冲裁长度分成l1,l2,l3,l4,l5,基本线段，求出各段长度及各段重心位置：l1=81.62 y1=0l2=13 y2=6.5l3=5 y3=15.5l4=10 y4=20.5 l5=2 y5=29y=13.762.3.4 落料模的工作部分的确定冲孔落料件如右图所示： 图1.1落料件平面图（1）冲裁间隙对冲裁件的影响 间隙过小时，由凹模刃口处产生的裂纹在继续加压的情况下将产生二次剪切，继而被挤入凹模。这样，制件端面中部留下撕裂面，而两头出现光亮带，在端面出现挤长的毛刺。毛刺虽长但易去除，只要中间撕裂不是很深，仍可用。 间隙过大时，材料的弯曲与拉伸增大，拉伸应力增大，材料容易被撕裂，使制件的光亮代减小，圆角与断裂都增大，毛刺大而厚，难去除。所以随着间隙的增大，制件的断裂面的倾斜度的增大，毛刺增高。（2）间隙对尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与公差尺寸的差值。这个差值包含两个方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差，一是模具本身的制造偏差。其中凸、凹模间隙是影响凸模或凹模尺寸的偏差的主要因素。当凸、凹模的间隙较大时，材料所受拉伸作用增大。冲裁完后，材料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径。此时穹弯的弹性恢复方向与其相反，鼓薄板冲裁时制件尺寸偏差减小。在间隙较小时，由于材料受凸、凹模挤压力大，故冲裁完后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，冲孔孔径减小。（3）间隙对冲裁力的影响 随着间隙的增大，材料所受的拉力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。但是继续增大间隙时，会因从凸、凹模刃口处产生的裂纹不重合，冲裁力减小。由于间隙的增大，使冲裁件的光亮面变小，落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或顶件力也随之减小。但是，间隙继续增大时，因为毛刺增大，引起卸料力、顶件力也迅速增大。（4）间隙对模具寿命的影响冲裁模具的寿命通常以保证获得合格产品时的冲裁次数来表示。冲裁过程中模具的失效形式一般有：磨损、变形、崩刃和凹模刃口涨裂四种。间隙增大时可使冲裁力、卸料力等减小，因而模具的磨损也减小；但当间隙继续增大时，卸料力增加，又影响模具磨损，一般间隙为（10%-15%t时磨损最小模具寿命较高。间隙小时，落料件梗塞在凹模洞口的涨裂力也大。（5）确定合理间隙的理论依据由以上分析可见，凸、凹模对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。因此，在设计和制造模具时有一个合理的间隙值，以保证冲裁件的断面质量好，尺寸精度高，所需冲裁力小，模具寿命高。生产中常选用一个适当的范围作为合理间隙。这个范围的最小值称为最小合理间隙,最大值称为最大合理间隙。设计与制造新模具时采用最小合理间隙值。 确定合理间隙的理论根据是以凸、凹模刃口处产生的裂纹相重合为依据。可以计算得到合理间隙值，计算公式如下：z=2t(1- )tan 式 2.2由上式可看出，间隙z与材料厚度t、相对切入深度/t及破裂角有关。对硬而脆的材料， /t有较小值时，则合理间隙值较大。对软而韧的材料，/t有较大值，则合理间隙值较小。板厚越大，合理间隙越大。由于理论计算在生产中不便使用，故目前广泛使用的是经验数据。（6）合理间隙的选择 间隙的选择可以按照如下原则：对于断面垂直度与尺寸公差要求较高的工件，选择较小的合理间隙值。这时冲裁力与模具寿命作为次要因素来考虑。对于断面垂直度与尺寸公差要求的前提下，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，采用较大的合理间隙值。 部分冲裁件的间隙值见下表：表2.1各种落料材料冲孔模刃口始用间隙 料名 称磷青铜、铍青铜30钢板、硅钢片q215、08、10、15钢 板h62、h68、纯铜防锈铝、铝母线力学性能hbs190 b600mpahbs140-190b =400-600mpahbs70-140b=300-400 mpahbs70300mpa厚度t0.10.0150.0350.010.03*/*/0.20.0250.0450.0150.0350.010.03*/1.00.170.200.130.160.100.130.0650.0952.00.380.420.300.340.220.260.140.18由课本表2.3查得 间隙值zmin=0.025 z=0.01。2. 工作部分尺寸计算 由互换性手册可查得落料件各部分尺寸公差。根据凸凹模工件部分尺寸计算公式：（1） 凹模部分：dd= 式2.3（2）凸模部分：d（dmin）（dxzmin） 式2.4式中 d，d 落料凸、凹模公差尺寸，mm d 落料件公称尺寸， zmin 凸凹模的最小双面间隙， 落料件公差, 凸凹模制造，分别按it6和it7级等级制造，也可取 14，（1415）x系数，当工件精度为it11it13级时，取x0.75尺寸15磨损后增大： dd=（dx）尺寸2磨损后增大： dd=（dx）尺寸33.31磨损后增大： dd=（dx）尺寸2.5磨损后增大： dd=（dx）尺寸13磨损后增大： dd=（dx）尺寸81.62磨损后增大： dd=（dx）(3) 冲孔模：23磨后尺寸减小，将尺寸化为22磨后减小，将尺寸化为22.3.5 冲模零件设计组成冲模的零件有支承与固定零件（上、下模座、模柄、各种板件、螺钉等）；导向零件（导柱、导套）；工作零件（凸模、凹模）；定位零件（导正销、侧刃、挡料销等）；卸料与压料零件（卸料螺钉、推杆、顶件板、顶杆、废料刀等）。1. 模具尺寸的确定由料厚 t=0.5mm 取模具刃口尺寸为it6it7级精度（1）凹模凹模厚度凹模初始厚度：根据经验公式 h= 式2.5 =18.243mm （见参考文献1表3.3）又因为凹模刃口周长超过50mm，所以应乘以课本表3.5的修正系数：表2.2刃口长度/mm50-7575-150150-300300-500500修正 因 数1.121.251.371.501.60得 h= 18.2431.37=24.99mm 取h=25mm凹模轮廓尺寸根据课本经验公式凹模壁厚 ： c =2h（须3040mm）式中 k冲裁件最大外形尺寸，mm; b系数，（可查参考文献2表3.3）根据经验 ： 对于直线部分，取c1.5h；则 c=1.5h=37.540mm对于圆弧部分，取c2h； 则 c=2h=50mm考虑到在凹模中设有顶件机构，因此在凹模的设计上直壁外形如图样式；对于刃口直壁高度h的确定，可按以下课本表3.2的部分截图予以参考。批量生产时，刃口直壁有效高度应与使用寿命相适应，可按下式估算，即 刃口直壁高度h= 每次刃磨量 （mm）每次刃磨量一般为0.10.2 mm也可根据以下截表的经验值选择：表2.4材料厚度t/mm 主 要 参 数h/mm 0.51 5 0.25 2由以上可看出：考虑到顶件机构的安装，暂定h10mm表2.5料厚/mm0.40.50.60.7最小壁厚/mm1.41.61.82.0最小直径/mm15最小壁厚参见下表：（参考文献1）凹模外形如图所示图2.2（3）冲孔凸模冲孔凸模安装在凹模下部的固定板上，穿过凹模。高于凹模一定尺寸，其长度按公式3.1确定： l=h1+h2+h3+h其中 h1固定板厚度 h2卸料板厚度 h3导料板厚度+ h 附加长度根据初步分析选用a型圆凸模，其工作部分尺寸在在模具选取后确定。由表2.53查得 如下截表:表2.6 dd极限偏差 d1lh l 2 4+0.012+0.0047 6 3 - 3 58 8 3 -如图所示：=2mm孔凸模（注：=3mm孔与上图类似）(4)凸凹模的设计凸凹模存在于复合模中。凸凹内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件尺寸，不想凹模那样可以将外缘轮廓尺寸扩大，所以从强度考虑，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚受最小壁厚影响：凸凹模装于上模（正装符合模）时，内孔不积存废料，张力小，最小壁厚可以小一些；凸凹模装于下模（倒装复合模）时，柱形孔口内积存废料，张力大，最小壁厚大些。凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据决定。如下表表2.6料厚/mm0.40.60.80.91.01.21.5最小壁厚a/mm1.41.82.32.52.73.24.0最小直径d/mm151821不积聚废料的凹凸模的最小壁厚：黑色金属和硬材料约为料厚的1.5倍，但不小于0.7mm；积聚废料的凸凹模的最小壁厚参考文献1表3.7选用。确定最小壁厚h=1.6mm ；最小半径r=15mm （5）模架的选取由以上的计算，在初步对凸凹模尺寸的确定以后，可以对模架进行选取模架选取原则可根据简明设计手册p418表15.2进行选取。其基本原则是：选择模架结构时要根据工件的受力变形特点，坯件定位，出件方式，材料的送进方向，导柱受力状态，操作是否方便等方进行综合考虑。选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度上及宽度上都应比凸模大3040mm摩板厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。选择模架时还应注意到模架与压力机的安装关系，比如模座的宽度应比压力机工作台孔的孔径没每边大4050mm。冲压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度，小于压力机的最小装模高度等。通常中小型冲模常采用后侧式。由以上原则，对模架进行选取。选择模架的型号如下： 模 架： 250160170210 上模座： 25016045 (gb/t 2855.5) 下模座： 25016050 (gb/t 2855.6) 导 柱： 32190 (gb/t 2861.1) 导 套： 3210543 （gb/t 2861.6） （单位：mm）其结构如下：图2.5选择 模架周界：l=250mm b=160mm 闭合高度170210mm,i级精度的后侧导柱形模架;（6）模架各部分零件的设计与选择 上下模板的选择：（由简明设计手册p426表15.21）其基本尺寸如表2.6表2.6 凹模周界hhl1sa1a2rld（h7）lb基本偏差极限偏差250160452602501101954510045+0.05-0.0250-0.025-0.0525016050402602501101954510032（其外形尺寸见装配图）导柱的选择由模架选择的结果可得：见简明手册p448表15.26，导柱为c型。其尺寸公差与外形如图2.6：图2.6尺寸如表2.8：表2.8基本尺寸极限偏差l320-0.011190注： 1 摘自gb/t2861.390。）2 材料：g cr15.3 热处理：硬度6266hrc导套的选择导套与导柱形成间隙配合，保证相对滑动顺畅。通过模架已选定。由简明手册p439表15.21得：图2.5（注：1摘自gb/t2861.390。2材料：20钢。3热处理：渗碳深度0.81.2mm，硬度5862hrc。） 模柄的选择因为用导柱式冲模，且为了便于安装，因此选用压入式模柄。（见课本p93）模柄的选择暂放在压力机后 固定板与垫板的选用 固定板的选用其基本原则是：用凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸除应保证凸模安装孔外，还要考虑螺钉与销钉的设置。形式有圆形与矩形两种。一般取其厚度等于凹模厚度的60%80%。固定板孔与凸模采用过度配合（h7/m6），压装后端面要磨平，以保证冲模的垂直度。尺寸应与凹模相配合。 根据以上原则，选择l=200mm b=125mm h=18mm （见参考文献2 p94，参考文献1 p475表15.57）图2.6（注：材料 45钢） 垫板的选用：与固定板相类似 见参考文献p94垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所承受的单位压力，保护模座以免被凸模端面压陷。冲裁凸模是否加垫板，根据模座承压的大小进行判断。凸模支承端面对模座的压力为 = 式2.7 p冲裁力，n f凸模支承端面积， 如果凸模支承端面单位压力大于模座材料的御用应力。（见表3.10）则需加经淬硬磨平的垫板；反之则不加。垫板厚度一般取412mm，材料选用45钢，t硬度按受力情况设计是自定。模板许用应力如下表：模板材料/mpa铸铁 ht47 90140 铸钢 zg45110150表2.9经过计算：113.65mpa因此选用垫板轮廓尺寸为： l=200 mm b=125 mm h=10 mm2.3.6 卸料装置的设计卸料板的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可以作压料板以防止材料变形，并帮助送料导向和保护凸模等。设计时应注意以下及方面。 卸料力一般取5%20%冲裁力、 卸料板应有足够刚度，其厚度可按下式计算，即 h=（0.81.0）hd式中 h卸料板厚度，mm hd凹板厚度，mm 卸料要求耐磨，材料一般选45钢，淬火，磨削， 卸料板安装尺寸，计算中要考虑凸模有46mm的刃磨量。 卸料板可根据工件之车圆形或矩形1.初步选用该模具的卸料弹性元件采用橡胶。已知 p卸=33.39kn又根据冲模结构，该模具需安装四个橡胶p1= =8.35kn 式2.8p1单个弹性元件承受压力由冲压模具简明手册p459选取尺寸。其外形大小如图2.7：图2.7 聚酰胺橡胶由以上计算可得： 选取橡胶尺寸为 4512.5252.卸料板：选用弹性卸料板其厚度由简明手册p450表15.27得：=12mm其轮廓尺寸为：200 16012 （单位：mm）3.紧固螺钉及导料板选用：因此 （1）选用螺钉直径 m8（2）导料板宽度 1525m（3）卸料板孔与凸模的单边间隙，原则如表2.10料厚t/mm1336单边间隙z/20.20.30.5表.因为条料宽度b=91.62mm. trmin，然后增加一道整形工序，使整形模的凸模圆角半径 r t = r 当弯曲件的相对弯曲半径 r / t 较大（ r / t 10 ），精度要求较高时，必须考虑回弹的影响，根据回弹值的大小对凸模圆角半径进行修正。 （2）凹模圆角半径 凹模入口处圆角半径 r a 的大小对弯曲力以及弯曲件的质量均有影响，过小的凹模圆角半径会使弯矩的弯曲力臂减小，毛坯沿凹模圆角滑入时的阻力增大，弯曲 力增加 ，并易使工件表面擦伤甚至出现压痕。 在生产中，通常根据材料的厚度选取凹模圆角半径： 当 t 2 mm ， r a = (3 6) t t 2 4 mm ， r a = (2 3) t t 4 mm ， r a = 2 t 对于 u形弯曲件凹模，其底部圆角半径可依据弯曲变形区坯料变薄的特点取 r a= (36) t=4t=2mm（3）弯曲凹模深度 凹模深度要适当，若过小则弯曲件两端自由部分太长，工件回弹大，不平直；若深度过大则凹模增高，多耗模具材料并需要较大的压力机工作行程。图3.3对于 u 形弯曲件，若直边高度不大或要求两边平直，则凹模深度应大于工件的深度。如果弯曲件直边较长，而且对平直度要求不高，凹模深度可以小于工件的高度，见图 3c ，凹模深h0 值查参考文献2 p137表 4.12。表3.1是弯曲 u 形件凹模 的 h 0 值 (mm)板料厚度 t 1 12 23 34 45 56 67 78 810 h 0 3 4 5 6 8 10 15 20 25 表3.1表3.2是弯曲u形件的凹模深度(mm) 弯曲件边长 l 板 料 厚 度 t 1 1 2 24 46 610 50 15 20 25 30 35 5075 20 25 30 35 40 75100 25 30 35 40 40 100150 30 35 40 50 50 表3.2因此选择 h0=15mm（4）凹模深度h要适当若凹模深度h过小，则工件两端的自由部分太多，弯曲件回弹大，不平直，影响零件质量。 若凹模深度过大，会使凹模高度增大，增加了模具钢的用量，且需要压力机有较大的工作行程。 弯曲模的凹模和凸模尺寸要选择适当，尽量减少回弹，平直，保证质量。减少模具钢用量。降低成本。降低压力机行程。增加效率。（5）弯曲凸 、凹模的间隙 v 形件弯曲 时， 凸 、凹模的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控制的。但在模具设计中，必须考虑到模具闭合时使模具工作部分与工件能紧密贴合，以保证弯曲质量。 对于 u 形件弯曲，必须合理确定凸 、凹模之间的间隙，间隙过大则回弹大，工件的形状和尺寸误差增大。间隙过小会加大弯曲力，使工件厚度减薄，增加摩擦，擦伤工件并降低模具寿命。 u 形件凸、凹模的单面间隙 值一般 可按式3.2计算：弯曲黑色金属: 式3.2式中： 凸 、凹模的单面间隙( mm, 如图3-69a所示 )； tmax板料的最大厚度( mm )； t板料厚度的基本尺寸( mm )； c 间隙系数，其值按表3.4.5选取。 下表是表间隙系数c值 （ mm） 弯曲件 高度 h b/h 2 b/h 2 板 料 厚 度 t 0.50.622445 5566779912100.050.050.040.100.100.08200.050.050.040.030.100.100.080.060.06350.070.050.040.030.150.100.080.060.06 表3.3河北工程大学毕业设计（注：b为弯曲件宽度）当工件精度要求较高时， 间隙值应适当 减小，可以取 式3.4 这里弯曲间精度要求不高，可按表3.3选取=0.6mm（6） u 形件弯曲模工作 部分尺寸的计算 此弯曲模按外形标注一 弯曲件标注外形尺寸 （ 见下图） 应以凹模为基准件，先确定凹模尺寸，然后再减去间隙值确定 凸 模尺寸。弯曲模及按外形标注的弯曲见如图3.4所示。 图3.4当弯曲件为单向偏差时，凹模尺寸为： (3 33) ld=(l-) 式3.5凸模尺寸为：lp=(l+) 式3.6式中：l 弯曲件的基本尺寸（ mm ）； lt la 凸模、凹模工作部分尺寸（ mm ）； 弯曲件公差（ mm ）； t a 凸模、凹模制造公差，选用 it6 it8级精度（ mm ）； 凸模与凹模的单面间隙（ mm ）凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证单面间隙值 。 凸凹模尺寸计算如下：凹模 ld20=(20-) =（20-*0.210） =19.8425ld3.0=(3.0-) =（3.0-*0.210） =2.8425ld1.5=(1.5-) =（1.5-*0.210） =1.3425凸模 lp20=(ld-z) =（19.8425-1.2）=18.6425 lp3.0=( ld-z) =（2.8425-1.2）=2.1425lp1.5=( ld-z) =（1.3425-1.2）=0.1425 3.5 中性层的位置，在板料弯曲时，为了决定弯曲的毛料尺寸，必须知道应变中性层的位置。所谓中性层是指变形前后，其纤维长度不变的那一层。在实际中。应变中性层的位置可按经验公式3.7计算，即 =r+kt 式3.7式中 k应变中性层应数 应变中性层曲率半径。mm应变中性层因数k见下表：（课本p113）r/t0.100.250.501.01.52.03.0k0.300.340.380.420.440.450.47表3.4 得：=1+0.450.5 =1.225mm3.6弯曲半径的选择由参考文献2 p115式4.30得： r = 式3.8式中 延伸率 r1弯曲外表面的圆角半径 mm r弯曲内表面的圆角半径 变薄因数 t材料厚度mm 应变中性层的曲率半径，mm在实际设计时，由于该工件的弯曲角度均为90，也可由表3.6选取：表3.6材料与纤维垂直平行20钢0.1t0.5t回弹角度的确定：由课本p121表4.8查得：回弹角度为3。根据实际制件实际使用要求。可对制件不做校正弯曲。3.7 压力机的选择 （1） 弯曲力的计算 根据分析，该弯曲为u形约束弯曲，故弯曲力的计算公式为： p=0.7 式3.9 （参考文献2 ）p-弯曲力，n；c-系数，取11.3，此处取1.3；b-弯曲件的宽度，mm；t-料厚，mm；b材料的抗拉强度，mpa；r-凸模圆角半径， mm；带入数据可得， p1=0.7= 8072.064(n) p2 =0.7 =12108.069（n）（2）顶件力和压料力的计算：对于设有顶件装置或卸料装置的弯曲模，其顶件力可按fd=k1fz近似计算