罩壳双直角边弯曲模设计.doc

沈阳理工大学课程设计说明书目录一 工艺性分析 21.1工艺性分析 21.1.1零件成形工序图 21.1.2方案选择 21.2弯曲件的结构工艺性 31.2.1最小弯曲半径 31.2.2弯曲件的直边高度 31.2.3板材弯曲零件的弯曲线与板料的纤维方向的关系 41.2.4板材弯曲零件的孔与弯曲线的最小距离 41.2.5板材弯曲零件的冲裁件毛刺面与弯曲方向 41.3弯曲件回弹值的确定 41.3.1回弹值的计算 41.3.2减少回弹的措施 4二 弯曲工艺力的计算 52.1弯曲件展开长度的计算 52.2校正弯曲力的计算 52.3顶件力和压力机的确定 62.3.1顶件力和压料力的计算 62.3.2弯曲设备标称压力的选择 6三 弯曲模工作部分的设计 73.1凸、凹模的间隙值 73.2弯曲模工作部分尺寸计算 73.3凸、凹模圆角半径 93.3.1凸模圆角半径 93.3.2凹模圆角半径 93.4凹模深度的选取 93.5凹模高度及壁厚 9四 冲压设备的选择 10五 模具的结构件设计 105.1模架 105.2操作方式选择 115.3材料送进和定位方式选择 115.4卸料装置的选择 115.5导向装置的选择 125.5.1导套结构尺寸 125.5.2导柱的结构尺寸125.6模柄的选用 135.7橡胶的选择和计算 14参考文献 17罩壳双直角边弯曲模设计一 工艺性分析1.1工艺性分析1.1.1零件成形工序图 图1.1 工序图1.1.2方案选择(1) 方案的比较分析冲件的外形，可采用的设计方案有：a. 单工序模 即 冲孔模；落料模；一次弯曲模b. 冲孔、落料连续模；一次弯曲模 c. 冲孔、落料、弯曲连续模d. 冲孔、落料复合模；一次弯曲模(2) 方案的选择由于此工件表面有孔，需校核先冲孔还是在弯曲后在冲孔。弯曲半径的中心与孔边的距离必须大于料厚的1.5倍以上，可先冲孔。即孔边距 经校核所有的孔都可以先进行冲孔再弯曲。由于工件大批量生产，又考虑到工件板料厚度和尺寸的问题，采用第二套方案。即：冲孔、落料连续模；弯曲模 对此套方案的说明如下： 冲孔：冲出产品件上的几个形孔。 落料：获得产品冲压加工所需要的适当大小的毛坯。 弯曲：在弯曲模的作用下获得产品所需的整体形状。根据要求，本次设计中需要二套模具来完成，故需设计冲孔、落料连续模和一次弯曲模。1.2弯曲件的结构工艺性1.2.1最小弯曲半径如果弯曲半径过小，弯曲时板料外层拉伸变形量过大，使拉应力达到或超过抗拉强度，则板料外层将出现断裂，致使工件报废。因此弯曲件的最小弯曲半径应不小于表1.1 的数值。表1.1 最小弯曲半径数值材料正火或退火的硬化的20弯曲线方向垂直纤维平行纤维垂直纤维平行纤维0.1t0.5t0.5t1.0t1.2.2弯曲件的直边高度在进行直角弯曲时，如果弯边过小，弯边在模具上支持的长度过小，不容易形成足够的弯矩，将产生不规则变形，很难得到形状准确的零件。为了保证工件的弯曲质量，必须满足弯曲件的直边高度：H2t。如下图1.2所示图1.2本工件中,，所以符合要求。1.2.3板材弯曲零件的弯曲线与板料的纤维方向的关系所选材料碳钢20为冷轧成形，金属在轧制过程中形成了纤维方向（其纤维方向与轧制方向相同），应使板料弯曲线方向与其纤维方向垂直。1.2.4板材弯曲零件的孔与弯曲线的最小距离对带孔的工件进行弯曲时，如果孔位于弯曲线附近，弯曲时材料的流动会使原有的孔变形。因此，应当尽量使孔远离弯曲线。孔的边缘距弯曲线的距离l应满足下列关系：当时，符合要求。1.2.5板材弯曲零件的冲裁件毛刺面与弯曲方向弯曲件的毛坯是经冲裁落料而成。其冲裁的断面一部分是光亮面，另一面是毛刺面。弯曲件应使其毛刺面作为弯曲件内侧。1.3弯曲件回弹值的确定1.3.1回弹值的计算 影响回弹的因素很多，如材料的力学性能，工件的相对弯曲半径r/t，弯曲中心角的大小，弯曲工件的形状，弯曲方式，模具间隙等，因此很难用精确的计算方法得出回弹值的大小，一般是按表格或图表查出经验数值，或按计算法求出回弹角后，再在生产实践中试模修正。20号钢屈服强度为：250MPa属中强度钢。所以根据表“较软金属材料直角校正弯曲时的角度回弹量”得出20号钢在时的回弹角为（）。1.3.2减少回弹的措施 在模具闭合后，再使凸模向下微小移动，利用压力机机身发生弹性变形所产生的力，对工件加压，增加工件塑性变形，以利消除回弹。在模具结构上也应采取措施，使校正力集中于弯角处，增加校正应力，迫使弯曲处内层的金属产生切向拉伸应变，以达到克服和减少回弹的目的。二 弯曲工艺力的计算2.1弯曲件展开长度的计算展开长度一般根据毛坯与工件体积相等的原则，并考虑弯曲处材料变薄的情况，进行计算。计算公式如下：L=a+b+c+0.6t=8+32+8+0.61.5=48.9mm2.2校正弯曲力的计算对于U形弯曲如图2.1所示，如果弯曲件在冲压行程结束时受到模具的校正，则用校正弯曲力计算图2.1 校正弯曲的示意图校正弯曲力的公式： 式中：校正弯曲力（牛顿）；F校正部分投影面积（毫米2）；校形单位压力（兆帕） 查得 ：弯曲的校正弯曲力： 2.3顶件力和压力机的确定2.3.1顶件力和压料力的计算对于设有顶件装置或压料装置的弯曲模，其顶件力或压料力Q值可近似取自由弯曲力的3080%， 即公式： 式中 Q顶件力或压料力，N; P自由弯曲力，N。 2.3.2弯曲设备标称压力的选择对于校正弯曲，由于校正力是发生在接近于下死点位置，校正力与自由弯曲力并非重叠关系，而且校正力的数值比压料或顶件力大得多，Q值可以忽略不计，因此只按校正力选择设备就可以了。即： 式中 校正弯曲力，N； 弯曲用压力机标称压力, N。三 弯曲模工作部分的设计3.1凸、凹模的间隙值U型弯曲时，凸、凹模的间隙要靠模具设计来保证，间隙大小对弯曲件的变形抗力、回弹、质量以及模具寿命等均有影响。间隙过小，弯曲力大，工件变薄并降低模具寿命。间隙过大，回弹较大，还会降低工件精度。U型件间隙值Z的大小取决于材料种类、厚度以及弯曲件高度H、弯曲件弯曲线长度B。U型弯曲时凸凹模间隙值Z（双边间隙）按下式确定： 式中 弯曲时的单面间隙，mm； 材料厚度，mm； 弯曲系数，由弯曲件 和决定（见表3.1） 弯曲件高度（弯曲线长度），mm； 弯曲件高度，mm。表3.1 弯曲系数n弯曲件高度材料厚度100.050.050.040.100.100.08所以n值近似选取0.10。所以=mm。3.2弯曲模工作部分尺寸计算弯曲模工作部分尺寸计算与弯曲件的尺寸标注有关，弯曲件的尺寸标注根据装配要求有两类标注方式，相应地凸凹模尺寸计算也有两类。尺寸标注在工件外形上标注双向偏差时，凹模尺寸为 标注单向偏差时，凹模尺寸为 凸模尺寸按凹模配制，保证单面间隙值Z或标注双向偏差时，凸模尺寸为 标注单向偏差时，凸模尺寸为 尺寸标注在工件内形上标注双向偏差时，凸模尺寸为标注单向偏差时，凸模尺寸为 凹模尺寸按凸模配制，保证单面间隙值Z或标注双向偏差时，凹模尺寸为 标注单向偏差时，凹模尺寸为 式中 凹模工作部分尺寸，mm; 凸模工作部分尺寸，mm； 工件公称尺寸，mm； 工件公差，mm； 凹模、凸模制造偏差，mm； 凹模、凸模制造偏差，mm。凸模与凹模的制造公差，mm，按IT7级公差等级选取。凸模和凹模材料，一般用碳素工具钢。加热弯曲时，可选用5CrNiMo或5CrNiTi，并进行淬火热处理。3.3凸、凹模圆角半径3.3.1凸模圆角半径一般取略小于或等于弯曲件内圆角半径的数值，但不能小于材料允许的最小弯曲半径。弯曲件的内圆角半径为，可取=0.2mm。3.3.2凹模圆角半径凹模圆角半径不宜小于3mm，以免在弯曲时擦伤毛坯，凹模两边对称处的圆角半径应一致，否则弯曲时毛坯会发生偏移。凹模圆角半径与弯曲件边长公称尺寸有关，可按表3.2选取。表3.2 弯曲凹模圆角半径料厚t边长L1033所以取=3mm。3.4凹模深度的选取查表“弯曲凹模工作部分几何尺寸”得工件进入凹模直壁部分的深度为4mm。3.5凹模高度及壁厚 凹模装于下模座上，由于下模座孔口较大因而使凹模工作时承受弯曲力矩，若凹模高度及模壁厚度不足时，会使凹模产生较大变形，甚至破坏。但由于凹模受力复杂，很难按理论方法精确计算，可用下述经验公式确定其尺寸：凹模高度 mm凹模壁厚 mm所以，取凹模壁厚mm式中凹模孔的最大宽度，mm，但不小于15mm；凹模壁厚，mm，指刃口至凹模外形边缘的距离；系数，按表3.3选取。表3.3 系数值B/mm料厚/mm0.51233500.300.350.420.500.60四 冲压设备的选择压力机的选择由于以上算出,故可选取压力机为开式双柱可倾压力机，J2316。其参数如表4.1所示：表4.1 开式双柱可倾压力机的主要参数标称压力 /kN160滑块行程/mm55滑块行程次数/min120最大封闭高度/mm220封闭高度调节量/mm45滑块中心至床身距离/mm160工作台尺寸/mm左右/mm450前后/mm300工作台孔尺寸/mm左右/mm240前后/mm160直径/mm210立柱间距离/mm220模柄孔尺寸（直径深度）/mm垫板尺寸/mm40床身最大可倾斜角度/（）35五 模具的结构件设计5.1模架 模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上。为了缩短模具制造周期，降低成本，我国已制定出模架标准，并有商品模架出售。在这里我们选取滑动导向型后侧导柱式标准模架，方便进料，可以从左、右、前三个方向进料。(1) 上模座的主要参数如下表5.1所示： 表5.1 座GB/T2855.6主要参数凹模周界HSRDLB1601254017017085150388038(2) 下模座的主要参数如下表5.2所示：表5.2 下模座GB/T2855.6主要参数凹模周界HSRDhLB1601255017017085150388025305.2操作方式选择 采用手工操作方式5.3材料送进和定位方式选择(1) 材料送进方式选择采用手工送进方式，从模具前方将材料送进。材料送到指定位置由定位销和定位板把材料挡在指定位置上。(2) 定位方式的确定首先由顶杆将压料板顶起，配合凸模压紧制件，进行弯曲。5.4卸料装置的选择采用弹性卸料，用橡胶从下面把件从凹模中顶出。5.5导向装置的选择选用滑动导柱、导套。5.5.1导套结构尺寸导套结构尺寸如下图4.4所示： 图5.1 导套的结构形式主要参数如下表4.5所示：表5.3 导套的主要参数参数dDLHl油槽数数值2535853015mm25.5.2导柱的结构尺寸导柱结构形式如下图5.2所示：主要参数如下： d=25；L=170图5.2 导柱的结构形式5.6模柄的选用选用凸缘式模柄，其结构如下图5.3所示：图5.3 凸缘模柄其基本尺寸如下表5.4所示：表5.4 凸缘模柄基本尺寸d(d11)D(n6)H/mmh/mmd1/mmD1/mmd3/mmd2/mmh1/mm基本尺寸/mm极限偏差/mm基本尺寸/mm极限偏差/mm4085781813621118115.7橡胶的选择和计算由于橡皮允许承受的负荷较大，而且安装调整比较灵活方便，所以本次设计采用橡皮做弹性元件。橡皮的选用原则：(1) 橡皮的预压缩量一般取其自由高度的10%35%， 故工作行程： 由所需工作行程，可按下式求出橡皮高度： 式中： 橡皮自由状态下的高度（毫米）； 所需工作行程（毫米） 由此可求出： 取自由高度为。(2) 橡皮的选用根据公式： 式中：按结构选用； 所需工作压力； 单位压力MP 经查表，计算得：(3) 橡皮所产生的压力 式中： 橡皮横截面积（毫米）； 与橡皮压缩量有关的单位压力（兆帕）取 (4) 对橡皮高度与直径之比按下列进行核算： 式中：橡皮直径，mm如果 应适当将橡皮分成若干块，在其间垫以钢