设计本模具是为了制造普通 U 形弯件.doc

设计本模具是为了制造普通 U 形弯件。设计中分析了零件的结构及工艺性，拟 订 该 零 件 的 冲 压 工 艺 为“ 切 边 弯 曲 ” 讨 论 了 弯 曲 零 件 毛 坯 展 开 形 状 和 尺 寸 的 确 定 ， 方 法 ，设 计 了 落 料 模 和 弯 曲 模 ，对 关 键 零 件 的 结 构 设 计 作 了 详 细 阐 述 ，并 指 出 了 模 具设计时的注意事项。其中，弯曲成形模 是本设计的重点，将切边弯曲集中于一 套模具中，使得冲件的质量和生产效率较高，满足了生产 需要。 由于模具设计是一种经验性较强的设计， 过长期发展积累了大量丰富的冲压工 经 艺技术资料， 在设计这两套模具时必然要借鉴这些经验数据，含括了落料模、弯曲 模、拉深模中常用的工艺数 据以及模具材料的选取和压力机基本参数等等. 关 键 词 冲 压 工 艺 毛 坯 展 开 弯 曲 成 形 模 曲模设计 目录 摘 要 3 关 键词 4 设计课题 6 设计内容 7 冲压件工艺分析.7 主要设计计算. 7 1毛坯尺寸计算 . 7 2弯曲力计算 . 8 3凸凹模尺寸确定. 9 4.凸凹模间隙的确定 . 9 5.凹模圆角半径与凹模深度的确定 . 9 6.压力中心的计算 .10 7.凹模周界的确定 .10 模具的总体设计 . 10 1.模架的选择 .10 2卸料方式的选择 10 其他零部件的选用 10 材料选用.11 强度校核 12 模具12 结 论 15 参 考 文 献 U形件弯曲模设计 设计课题零件简图:如下图 所示: 图 1 零件简图 生产批量: 大批量 材料: Q235 1mm 材料厚度: 材料宽度B：80mm 6 U形件弯曲模设计 设计内容冲压件工艺分析材料结构及精度分析该工件只有弯曲一个工序,材料 Q235 钢为软材料,在弯曲时应有一定的凸凹模间隙.工件 的尺寸全部为自由公差,可看作IT14 级,尺寸精度较低,普通弯曲就能满足 要求. 零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利，可查，Q235 的允许最小弯曲半 径 rmin =0.5t=0.5mm, 而零件的弯曲半径 r=2mm0.5mm, 故，不会弯裂。 计算零件的相对弯曲半径，r/t=2/1=258,所以，弯曲变形后角度回弹较小，弯曲 半径变化也不大，所以采用简单的直壁校正弯曲法即可达到要求。 主要设计计算 1毛坯尺寸计算查文献冷冲压模具设计指导P79 表 6-2， 当 r0.5 的弯曲中，双直角弯曲时 毛坯展开长度计算公式为： 其中： L = L1+ L2 +L3 + （r xt 图 2 毛坯尺寸的计算 L1= L3=20-2-1=17mm L3=60-22-21=54mm 查指导书 P79，当 r/t=2 时，取值 0.38 所以代入上式可得: L = L1+ L2 +L3 + （r xt 7 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 = 17+54+17+3.14 (2+0.38 1) =95.477 即毛坯展开后，长乘宽为：96mm 80mm 2弯曲力计算弯曲力是设计弯曲模和设计压力机的主要依据， 该零件是直壁矫正弯曲， 校正弯曲时弯曲力 F 校 和顶件力 F 顶为： F 校 =AP/1000 式中：F校正力（KN） P单位校正力(MPa) A弯曲件上被校正部分在垂直于弯曲力方向的平面上的投影面积（mm ） 查冲压模具设计与制造表 7.1，P78,厚度取 1. 即，F 校 =AP/1000 =192KN. =60 80 40 1000 F顶 (0.30.8) F 自 . 又因为：F 自 所以：F 顶 (0.30.8) F 自 (0.30.8) 0.3 . . . 3KN. 2766.4 对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大的多，故一般 F 顶 可以忽略。 即： F 压力机 生产中为安全，取 初选设备为 J23-40. 8 F 压力机 F校 根据压弯力大小，查简明冲模设计手册P359 附录 A 1.8 F校 =1.8 192 345.6KN. 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 3 凸凹模尺寸确定 由于零件标注的是外尺寸, 所以计算时应以凹模为准，间隙 取在凸模上，零件按 IT14 级制 造，查冷冲压资料汇编指导 P189.附录表 2. 取零件公差为： 60 . 模具按 IT9 级制造查表则取： =+0.074. =-0.074 查简明模具手册P102.表 6-14.得： 图 3 凸凹模尺寸计算 L凹 = L 0.74 . = 95.438 = 60 . L 凸 按凹模尺寸配制，保证双面间隙为 2Z.或L 凸 即：L 凸 57.438 . L凹 2Z 4.凸凹模间隙的确定当 t 1.5 时，z=t. 当 t 1.5 时，z t 式中：t材料厚度（mm） Z单边间隙（mm） 材料上下偏差（mm） 又因为：t=11.5.所以：z=t=1. 5.凹模圆角半径与凹模深度的确定查简明冲压设计手册P102 表 6-15.如图 3 所示。 查取.R 凹 =4. 9 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 根据课本 P139.m 值取 3mm. 所以凹模总深度为 L=4+3+20=27mm. 另外，R 凸 = R 零件 = 2mm. 6.压力中心的计算由于零件为对称件，所以压力中心就是冲裁轮廓的中心，并为其几何中心。 7.凹模周界的确定查课本 P88 表 3-33 凹模壁厚 c 的确定和 P86 页表 3-31 螺钉孔与销钉孔及刃壁之间之间的最 小距离.得知凹模壁厚应前外扩增 354mm 模具的总体设计 1.模架的选择模具的闭合高度和压力机的闭合高度的关系：ax-5mm H Hmin+10mm. 无垫板：330-5 H 265+10. 有垫板：235-5 H 170+10. 根据压力机的最大装模高度和凹模周界的范围及模具工作的稳定性、刚度等各方面的因素综 合考虑选取，200 125 的滑动导向后侧导柱模架。 2卸料方式的选择由于模具开模时零件大多数会留凹模内，所以必须采用顶件装置。 3其他零部件的选用模具选用滑动导向后侧导柱结构， 可承受较大的冲压力。 为了提高模具寿命和工件 质量， 方便安装调整，该复合模采用后侧导柱的导向方式。 10 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 导柱为25mm110mm，导套为38mm90mm25mm 上 模座厚度取40mm，即H上模=40； 下模座厚度取50mm，即H下模=50； 模具闭合高度H闭=H上模+H凸模 +H下模+H凹模-H入=200mm 可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-40的最大装模高度，可以使用。 开式曲柄压力机 J23-40 相关技术参数: 公称压力； 400KN 滑块行程：长度 80mm 速度 45 次/mm. 闭合高度：最大 235mm 最小 170mm 模柄孔：直径 50mm. 深度 70mm. 打杆：打杆直径16. 孔深度 70mm. 打杆行程 40mm. 上滑块：台面尺寸前后 260mm.左右 300mm. 滑块中心至机身距离 250mm. 工作台尺寸前后 260mm.左右 720mm. 其它模具小零件的选用定位销 10 推料杆 8 60.JB/T7650.3-2008. 80. 10 50. G/T119. 螺钉 M10 70.M10 45.GB70-2000. 导料销 A8.GB/T7647.1-2008. 挡料销 A8.GB/T7649.10-2008. 模具材料的选用及强度的校核 1材料选用. 凸凹模 T10A. 上下模板 HT200.调质 28 32HRC. 模柄 Q235A. 导柱导套 20 渗碳淬火 5660HRC. 推杆 GrWMn. 定位销挡料销 45. 11 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 导料销 T10A 2强度校核矩形凹模校核公式： 弯 弯 H 弯 下模板的强度计算： 模板厚度：H 经过以上公式验证：模具的强度均符合要求。 模具总装图模具工作过程：条料沿导料销进入送入模具内部，上模下行，在挡料销的作用下定位 零件毛坯，由凸模下压完成零件的弯曲工序。 然后上模回程，由顶料杆把零件顶出凹模外 进行卸料。并手工将工件取走，然后送进下一个毛坯，进行下一个工件的生产。 模具装配图如图4所示： 12 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 图 4.总装配图 完成草图后，经过老师审阅通过，画模具正规图，并上交图样。打印设计说明书完成毕业设 计内容。 13 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 结 论在这次的毕业设计中， 我综合了两年来所学的所有专业知识， 使我受益匪浅。 仅 不 使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练， 也加强了在大学阶段所学专业理 论 知识的巩固。 在做毕业设计的过程中， 在设计和绘图都遇到方面遇到了一些问题， 经过老师和 同学的指导帮准， 再加上自身不懈的努力， 问题得到了及时解决。 这次的毕业设计使 我 从中学到了许多东西，同时认识到了自己的不足。我运用所学的专业知识，以与专 业 相关联的课程为出发点，设计了零件的工艺、编制了零件的加工工序，并熟悉了这 两 年来所学过的软件AUTO CAD和UG。在设计思想中尽可能体现了我所学的、掌 握的和了 解的知识。 总之， 通过此次的毕业设计， 是我很清晰的找出了自己这两年来所学知识的种种 漏洞， 并得以改正， 使我对于自身专业又有了全新的认识， 为我之后的学习和工作奠 定 了坚实的基础。 14 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 致 谢 首先感谢学校及学院各位领导的悉心关怀和耐心指导， 特别要感谢姬裕江老师给 我的指导， 在设计和说明书的写作过程中， 我始终得到姬老师的悉心教导和认真指点， 使 得我的理论知识和动手操作能力都有了很大的提高与进步， 对模具设计与制造的整 个 工艺流程也有了一个基本的掌握。 在他身上， 时刻体现着作为科研工作者所特有的 严谨 求实的教学风范， 勇于探索的工作态度和求同思变、 不断创新的治学理念。 他不 知疲倦 的敬业精神和精益求精的治学要求，端正了我的学习态度，使我受益匪浅。 另外，还要感谢我的同学，他们在寻找资料，解答疑惑，实验操作、论文修改 等方面，都 给了我很大的帮助和借鉴。 最后，感谢所有给予我关心和支持的老师和同学使我能如期完成这次毕业设计。谢谢各位 老师和同学！ 感谢学校对我这两年的培养和教导，感谢机电学院各位领导各位老师两年如一日的谆谆教 导！ 由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教, 我十分的乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。 15 开封大学毕业设计说明书 U形件弯曲模设计 参考文献 1 冲压设计手册.冲压设计手册编写组.机械工业出版社，2001. 2 冲压手册.王孝培主编. 机械工业出版社，1988. 3 冲压设计资料. 王孝培主编. 机械工业出版社，1988. 4. 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 . 成