U型槽冲压模具模具设计

毕业设计（论文）题目： U 型槽冲压模具设计 目录第一章 绪言 .1第一节 现代模具的地位以及其重要性 .1第二节 本次模具设计的重点和难点 .1第二章 冲压件形状和工艺方案分析 .3第一节 工艺性分析 .3第二节 综合分析比较及工艺方案的选择 .4第三章 落料冲孔复合模的设计 .7第一节 复合模总体结构的初步设计 .7第二节 零件的工艺计算 .7第三节 冲裁力的计算及冲压设备的选择 .10第四节 压力中心计算 .11第五节 凸凹模刃口尺寸确定 .12第四章 冲压设备的选用及其参数 .16第五章 冲裁模主要零部件的设计及选用 .17第一节 落料凹模的设计 .17第二节 凸凹模的设计 .19第三节 冲孔凸模的设计 .20第六章 其他零件的设计及选用 .25第一节 卸料装置的尺寸选择 .25第二节 定位零件的选取 .26第三节 模架及其它零件的选择 .26第七章 模具的闭合高度 .28第八章 弯曲模的设计 .29第一节 弯曲工艺性分析 .29第二节 弯曲件毛坯尺寸计算 .30第三节 弯曲力的计算 .31第四节 弯曲模主要零部件的设计 .32第五节 弯曲模的结构设计及其它零部件的选用 .34结论 .38致谢 .39参考文献 .401第一章 绪言第一节 现代模具的地位以及其重要性模具是现代工业生产中重要的工艺装备之一。在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷等生产行业中得到了广泛的应用。某些发达国家的模具总产值已超过机床工业的总产值在这些国家。模具工业以摆脱了从属地位而发展成为独立的行业。近年来，我国的模具工业也有较大的发展，模具制造工艺和生产装备智能化程度越来越高，极大地提高了模具的制造精度、质量和生产率。模具是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用。是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业” 。现代工业产品的生产对模具要求越来越高，模具结构日趋复杂，制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集和主要依靠人工技巧及采用传统机械加工设备转变为技术密集，更多地依靠各种高效、高精密的数控切削机床、电加工机床，从过去的机械加工时代转变成机、电结合加工以及其他特殊加工时代，模具钳工量正呈逐渐减少之势。现代模具制造集中了制造技术的精华，体现了先进制造技术，已成为技术密集型的综合加工技术。第二节 本次模具设计的重点和难点本设计的目的是为了巩固和扩大该课程的理论知识，提高学生计算制图与阅读参考资料的能力，使学生能正确地运用所学到的专业知识，以初步掌握一般性冲压弯曲件的工艺制定和模具设计的方法和原则，同时培养学生的独立工作的能力。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅资料手册的能力，能够熟练的运用工程软件进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程。本文是 U 型件的落料、冲孔复合模和弯曲单工序模的设计说明书，结合模具的2设计，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到色记得规范化，标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。文中附有必要的插图和数据说明。冲压是利用模具在压力机对材料加压，使之分离或变形，以得到一定形状工件的一种加工方法。工业生产中普遍采用模具成型工艺方法，有效地保证了产品的生产率，使操作简化，还能省料、节能、获得显著地经济效益。而冲压工艺为采用得最多的一种工艺方法。冲压根据其变形特点分为分离工序和变形工序。此外，为了提高生产率，常将两个以上的基本工序合并在一个工序。冲压对材料的主要要求有：1.好的冲压性能；2.良好的表面质量； 3.符合国际规定的厚度公差；本课题用用了冲裁和 U 型弯曲两个工序。冲裁：冲裁是利用模具使板料分离的冲压工序，包括冲孔和落料，它是冲压工艺中最基本的工序。曲件弯曲：弯曲是指将金属材料弯成一定的形状和角度的工艺方法。常见的有V 型U 型和些其一它形状的弯。3第二章 冲压件形状和工艺方案分析第一节 工艺性分析图 2.1 零 件 图一、材料分析图 2-1 为产品的工件图，材料为 Q235 钢，Q235 钢的主要力学性能如下：屈服强度：235MPa；抗拉强度：375-460MPa；伸长率 26%；冲击功：27J。在板材里，Q235 是普通的材质，属普板系列。普通碳素结构钢（普板是一种钢材的材质） 。Q 代表的是这种材质的屈服度，后面的 235，就是指这种材质的屈服值，在 235MPa 左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度塑性和焊接等性能得到较好的配合，用途最广泛。二、精度分析此零件的特点是工件尺寸为中型尺寸，尺寸精度要求一般，材料强度，刚度高，采用 1.5mm 厚的板料，零件图上的尺寸除了四个孔的尺寸有偏差外，其它的形状尺寸均未标注公差，属一般冲裁精度，采用一般冲模，可按 IT14 级确定工件的公差。经查公差表，各尺寸公差为： 但四个孔的中心距之间尺寸要求，因610.8.4此需要一次一起成型。三结构分析工件结构形状简单，左右对称，对弯曲成型较为有利，制件需要进行落料冲孔弯曲三道基本工序。四结论 该制件可以进行冲裁弯曲，制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证模具的复杂程度和模具的寿命。第二节 综合分析比较及工艺方案的选择一、技术、经济综合分析1.单工序冲裁模在一副冲模中，只能完成一个冲裁工序的冲模称为单工序模。单工序模又称简单模，优点是制造简单，生产周期短，冲压时不受材料厚度，外形尺寸限制。其缺点是：用这种冲模加工出来的工件尺寸精度较低，并且一个工件的冲制所需要模具的数量多，不便于管理，同时所占用设备也多，生产效率低。 2.连续模连续模又称级进模和跳步模。它是在一副冲模中，能在不同的冲压位置上，同时完成两个或两个以上的多个工序，而最后将零件成形与条料分离的冲模。连续模是目前利用较多的冲模结构，其主要优点在于：（1）生产效率高；（2）冲压时送料方便，并安全可靠不易发生事故；（3）连续模易实现单机自动化及机械化生产；连续模的结构一般比较复杂，与一般冲模模相比制造困难。3.复合模复合模是指压力机依次行程中，模具在同一位置上同时完成落料及冲孔多个工序的模具。优点如下：（1）冲压后的工件内孔对外形的同心度较高，一般可达0.020.04mm（2）所冲出的工件表面垂直，精度较高，用复合模冲出的工件一般可达5IT11IT12 级精度。（3）复合模应用较广，一般可适宜冲裁厚度为 0.01mm 的薄材料以及较软的金属材料。（4）生产效率高，可适于大批量生产。（5）冲压时，所要求条料的尺寸精度较低，一般不受条料的形状及尺寸限制。缺点是：在加工制造上比较困难，成本较高。综上所述此工件，决定用复合模。二、模具结构形式的合理性分析合理的模具结构形式应尽可能满足以下要求:1.能冲击符合技术要求的工作2.能提高生产率3.模具制造和修模方便4.模具有足够的寿命5.模具易于安装调整，且操作方便、安全。三、工艺方案的确定零件为 U 型弯曲件，该零件的生产包括落料、冲孔、弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案：1.落料冲孔弯曲：采用三套单工序模冲压。2.落料冲孔弯曲：采用落料冲孔连续模冲压，再采用弯曲单工序模。3.落料冲孔弯曲：采用落料冲孔复合模冲压，再采用弯曲单工序模。方案 1 模具结构简单，但需要三道工序和三道模具，生产效率低。方案 2 属于先连续模后单工序模的组合，连续模是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。由于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大的加工难度，且工件不是一次成型，容易造成尺寸误差加大，欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故其模具制造，安装较复合模更为复杂，且制造经费增加，因此，不宜采用该方案。6方案 3 属于复合模和单工序模的组合，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具，由于该工件的孔边距为 8mm，大于凹模允许的最小壁厚 6.7mm，故可考虑采用复合模。采 用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，易于冲压尺寸精度要求一般且一次成型的工件，且操作简单安全，适用于大批量生产，又降低了工人的劳动强度，所以此方案最为合适。7第三章 落料冲孔复合模的设计第一节 复合模总体结构的初步设计一、模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。二、定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。三、卸料方式的选择因为工件料厚为 1.5mm,相对较薄,卸料力不大,故可采用弹性料装置卸料。四、导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,故采用后侧导柱的导向方式。第二节 零件的工艺计算一、冲压件的尺寸参数图 3.1 零 件 展 开 图由图 3.1 可知毛坯尺寸为 64mm113mm8根据计算得冲压件的总面积为 S冲孔面积： 2215.63m480落料面积： 23.冲孔落料后的总面积： 2136.总二、搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉人凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。由于材料 Q235 的碳含量为 0.22%，且毛坯厚度为 1.5mm，根据冷冲压实用技术表 3-2 可查得：两制件之间的搭边值 ，侧搭边值为 。)(8.1ma)(0.2ma三、毛坯的排样方式通过分析工件的形状应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有两种方案如下图所示。方案一：9图 3.2 第一种排样方式方案二：图 3.3 第二种排样方式现根据材料利用率公式：%10hBnA式中 A-冲裁件面积（ ）；m210n-一个步进内冲裁件的数目；B-条料宽度（mm）；h-进距（mm ）；对于方案一：其中 n=1；A=6143.46 （ ）；h=113+1.8=114.8（mm）；m2B=64+2 2=68（mm）代人材料利用率公式得 %7.81对于方案二：其中 n=1；A=6143.46 （ ）；h=64+1.8=65.8（mm）；2B=113+2 2=117（mm）代人材料利用率公式得 8.792通过比较两方案的材料利用率可知：采用方案二进行排样。四、条料宽度的确定计算条料宽度有三种情况需要考虑：1.有侧压装置时条料的宽度。2.无侧压装置时条料的宽度。3.有定距侧刃时条料的宽度。本课题采用有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。条料宽度公式：0)2(aDB式中 D-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸（mm）-侧搭边值（ mm）-尺寸偏差（ mm）其中 D=113mm， =2mm,t 条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差为- ，根据冲a 压工艺与模具设计表 219 查得条料宽度偏差 =0.7mm。代人条料宽度公式得 mB07.111第三节 冲裁力的计算及冲压设备的选择此工件的落料周长 ，冲孔周长 ，mL01.32mL68.372，材料的厚度为 1.5mm，Q235 钢的 。L24.5083 MPab450根据冲裁力的基本计算公式：bLtF式中 F-冲裁力（N）；L-冲件周边长度（mm）；t-材料厚度（mm）；-材料的抗弯强度（MPa）；b对于冲压该零件时所需要的落料力：L 1=322.01mm，t=1.5mm， 代入MPab450公式得 F1=217.36kN对于冲 孔时所需要的冲孔力：L 2=37.68mm，t=1.5mm， 代入公m6 b式得 F2=25.43kN对于冲 孔时所需要的冲孔力：L 3=50.24，t=1.5mm， 代入公式8 Pab450得 F3=33.912kN则 F=F1+F2+F3=276.702kN由于模具采用弹性卸料再根据其出件方式，需采用以下经验公式，即：FX=KXF式中 Kx-卸料力系数KT-推件力系数根据冲压工艺与模具设计表 222 查得 Kx=0.04、K T=0.055 其中 F=276.702kN，代入公式得 Fx=11.07kN，F T=15.23kN F 总 =Fx+FT+F=302.992kN冲压设备的选择：由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力 F 压 （1.6 1.8）F 总 ，由冷冲压实用技术表 44 查得选用公称力为 630KN 的开式双柱可倾压力机 J23-6312第四节 压力中心计算为了保证压力机和模具正常地工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合，否则在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸凹模间隙不均和导向零件的加速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机的精度。对工件不规则形状可用解析法来确定。根据压力中心坐标计算公式为计算公式得：X0=31.92mm，Y0=56.11mm 13图 3.4 塑 件 压 力 中 心 坐 标 图所以模具的压力中心坐标为（-31.92，-56.11）第五节 凸凹模刃口尺寸确定由于该工件属于一般落料冲孔件，根据零件形状特点，冲裁模的凹、凸模采用分开加工方法制造，尺寸 64mm、R3mm、R25mm、R386mm 由落料获得，26mm 和28mm 由冲孔时同时获得。根据冲压模具与制造表 23 查得凸、凹模最小间隙 ，最大间隙 ，所以 。mZ14.0inmZ24.0axmZ1.04.minax现只冲裁精度为一般冲裁，采用 IT14，按照模具制造精度高于冲裁精度的原则，该凸凹模按 IT8 级制造。一、冲压时凸凹模刃口尺寸计算为了保证间隙值，凸、凹模的制造公差必须满足一下校核公式：minaxZAT式中 、 分别为凸、凹模的制造公差值；对于冲孔 和 时，根据冲压模具与制造 表 210 查得凸凹模10.6810.的制造公差 = =0.022mm，磨损系数 X 取 0.5。TA代入公式得：0.022+0.022=0.0440.1说明所取的 和 合适，考虑到零件要求和模具制造情况，可适当放大制造公TA差： mT04.1.A6根据冲孔刃口尺寸计算公式：式中 、 -冲孔凸凹模刃口尺寸（mm）；dTA14、 -冲孔凸凹模的制造公差（mm）；T-冲孔件孔的最小极限尺寸（mm）；dmin-磨损系数；X-冲件公差；对于孔 ，把已知和查表的数据代入公式得：610.mT5.04.04.dA966得冲 孔的凸凹模的刃口尺寸为 和 。10. dT.04.mA19.60.对于孔 ，把已知和查表的数据代入公式得：8.T.04.04.mA566得冲 孔的凸凹模的刃口尺寸为 和 。10. T5.804.A.06.二、落料时凸凹模刃口尺寸计算根据落料刃口尺寸计算公式：式中 DT、D A-落料凸凹模刃口尺寸 （mm）、 -落料凸凹模的制造公差（mm）TADmax-落料件的最大极限尺寸（mm） X-磨损系数；-冲件公差；对于落料 R3mm，根据冲压模具与制造表 210 查得凸凹模的制造公差 T= A=0.022mm，磨损系数 X 取 0.75， 取 0.15校核：代入公式得：0.022+0.022=0.0440.1.说明所取得的 T和 A合适，考虑到零件要求和模具制造情况，可适当的放大制造公差： T=0.40.1=0.04mm A=0.60.1=0.06m把以上数据代入公式得: mDT85.21.0304.4.15mDA71.24085.06.6.故落料 R3mm 凸凹模的刃口尺寸： 、DT85.04.mA71.206.对于落料 R25mm，根据冲压模具与制造表 210 查得凸凹模的制造公差和 ，磨损系数 X 取 0.75， 取 0.26mT02.A025. 校核：代入公式得：0.02+0.0250.1.说明所取得的 和 合适。TA把以上数据代入公式可得： mDT74.6.02.02.A15.5.故落料 R mm 凸凹模的刃口尺寸： 、mDT.02.A6.4025对于 R386mm，根据冲压模具与制造表 210 查得凸凹模的制造公差和 ，磨损系数 X 取 0.75， 取 0.7mT04.A06.校核：代入公式得：0.04+0.06=0.10.1.说明所取得的 和 合适。TA把以上数据代入公式可得：mDT3.857.0404A16.6.故落料 R mm 凸凹模的刃口尺寸： 、38 mDT3.8504mA16.0.对于落料 R64mm，根据冲压模具与制造表 210 查得凸凹模的制造公差和 ，磨损系数 X 取 0.75， 取 0.34mT02.A0.校核：代入公式得：0.02+0.03=0.050.1.说明所取得的 和 合适。TA把以上数据代入公式可得：mDT6.34.02.02.A513.故落料 R mm 凸凹模的刃口尺寸： 、6DT.02.mA5.630.16第四章 冲压设备的选用及其参数根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机 J2363，其主要技术参数如下：表 4.1 J2363 参 数公称压力（kN） 630滑块行程（mm） 130滑块行程次数（n/mm） 50最大闭合高度(mm) 360最大装模高度（mm） 280连杆调节长度（mm） 80工作台尺寸（前后/左右） （mm） 480/710垫板尺寸（厚度/孔径） （mm） 80/250模柄孔尺寸（直径/深度） （mm） 50/80最大倾斜角度（） 30电动机功率（kw） 5.5设备外形尺寸（前后/左右/高度） （mm） 1700/1373/2750设备总质量（Kg） 480017第五章 冲裁模主要零部件的设计及选用第一节 落料凹模的设计18图 5.1 落 料 凹 模凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模厚度的确定公式为：H=Kb式中 K-系数值。考虑板料厚度的影响b-冲裁件的最大外形尺寸在安全上考虑后，选取的 H 值不应小于（1520|）mm根据冷冲压工艺及模具设计表 2.12 查得：系数 K=0.35，其中 b=113mm 把数据代入公式得：H=0.35113=39.55mm，则凹模厚度取 H=40mm凹模壁厚的确定公式为 C=（1.52）H，把数据代入公式得：C=1.540240=6080mm，则凹模厚度 H=60mm凹模宽度的确定公式为：B=b+2C，把数据代入公式得： B=113+260=233mm，则凹模宽度取 B=250mm凹模长度的确定公式为：L=l+2C，把数据代入公式得：L=64+260=184mm；则凹模长度取 L=200mm综上得，凹模轮廓尺寸为 250mm200mm40mm。凹模材料选用 Cr12，热处理6064HRC。表 5.1 矩 形 和 圆 形 凹 模 的 外 形 尺 寸矩形凹模的高度（mm）和长度（mm）BL矩形和圆形凹模厚度(mm)H6350 6363 10、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、12580 12、14、16、18、120、22125100、125125、14080、1408 14、16、18、20、22、25190140125、140140、160100、160125、160140、200100、200125 16、18、20、22、25、28160160、200140、200160、250125、250140 16、20、22、25、28、32200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35250250、280200、280250、315200 20、25、28、32、35、40315250 20、28、32、35、40、45第二节 凸凹模的设计对于凸凹模的设计材料取 Cr12MoV,HRC5862.凸凹模长度公式为：h21自 由HL式中 -凸凹模固定板高度（ mm）-卸料板高度（mm）2-弹性元件高度（mm）自 由h-凸凹模伸出卸料板的高度（mm）根据 =（0.60.8） ，取 =18mm，查表得卸料板高度 取1H凹 1H2H8mm， =20mm，h=4mm，把数据代入公式得 L=18+8+20+4=50mm自 由20图 5.2 凸 凹 模第三节 冲孔凸模的设计设计冲孔 凸模时，外形尺寸如下图：m05.6421图 5.3 冲 孔 凸 模选取冲孔凸模的材料为 T10A 热处理淬硬，硬度 HRC5660，形状与尺寸参考冲压工艺与模具设计图 252A 型标准圆形凸模。凸模长度 L 的计算公式：凹Hh1式中 ：凸模固定板的厚度（mm）：凹模的高度（mm）凹由于 ，取 =20mm凹h)8.06(11h把以上数据代入公式得:L=40+20=60mm由于凸模长为 60mm，工作部分的直径为 6.05，属于细长凸模，故进行强度校22核。1.压应力的校核：根据压应力校核公式：式中 -凸模最小直径（mm）dmint-毛坯厚度（mm）-凸模材料的许可应力（MPa）压其中：t=1.5mm ，材料为 Q235 钢得取 =373MPa把以上数据代入公式得：，所以强度满足。m3765.14)(min 压td2.弯曲应力的校核：根据弯曲应力公式：FdL2max90式中 -凸模允许的最大自由长度（ mm）：F-冲裁力（N ）其中：d=6mm ，F=319.592KN代入公式得：，所以满足刚度要求。mFdL27.18459.309622max设计冲孔 凸模时，外形尺寸如下图：4.23图 5.4 冲 孔 凸 模选取冲孔凸模的材料为 T10A 热处理，硬度 HRC5660，形状与尺寸参考书冲压工艺与模具设计图 252A 型标准圆形凸模。凸模长度 L 的计算公式：凹Hh1式中 -凸模固定板的厚度（mm）-凹模的高度（ mm）凹由于 ，取 =20mm 得:L=40+20=60mm 长的凸模。凹8.0611由于凸模长为 60mm，工作部分的直径为 属于细长凸模，故进行强度校核。05.81.压应力的校核：根据压应力校核公式：)(4min压td式中 -凸模最小直径（ mm）it-毛坯厚度（ mm）-凸模材料的许用应力（ MPa）)(压24其中：t=1.5mm ，材料为 Q235 钢得取 ，MPa37Pa736压代入公式得 ，所以强度满足。mtd65.14)(min压2.弯曲应力的校核：根据弯曲应力公式：FL2max90式中 -凸模允许的最大自由长度（ mm）：F-冲裁力（N ）其中：d=8mm，F=319.592KN代入公式得： ，所以满足刚度要求。mFdL2.359.180922max 25第六章 其他零件的设计及选用第一节 卸料装置的尺寸选择一、卸料装置的选择卸料类型为弹性卸料方式。卸料螺钉选择由 GB2867.6 查得，870GB2867.681，数量为 4 个。卸料板尺寸由 GB2867.6 查为 25020010，材料选用 45 号钢。卸料板与凸模的间隙取双边 0.2mm，与导料销，挡料销的配合为 H8d9二、弹性元件的设计为了得到较平整的工件，此模具采用弹压式卸料装置，使条料在落料冲孔过程中始终处于一个稳定的压力之下，从而改善毛坯的稳定性。本课题将采用 4 个圆筒形聚氨酯性体作为弹性元件，设计弹性元件高度 ，模具安装时橡胶预先m20H自 由压缩 10%。橡胶压缩时产生的压力公式：F=Ap式中 F-橡胶压缩时产生的压力（ KN）A-橡胶的横截面积（与卸料板贴合的面积，mm）p-橡胶的单位压力（ MPa）根据选择的压力机工作时对每个橡胶压缩时产生的压力为 10.4KN，根据冲压工艺与模具设计表 235 结合橡胶压缩量查得单位压力为 2MPa。把数据代入公式得：A=1300 m2橡皮高度与直径之比 hD=2038=0.52因此满足 0.5hD1.5三、推件装置的选择推件选用标准件方式，材料均为 45 号钢。打杆：查标准 GB2867.1 得 A12110.26推板：查标准|GB2867.481 的 A35连接杆：查标准 GB2867.3 得 830第二节 定位零件的选取冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。导料销：一般设两个，位于条料的同一侧。定位零件的选择：选择活动方式导料销和挡料销，查 GB2866.11 得 A643定位销的选用：1.固定上模架、凹模、凸模固定板和垫板：62.固定下模架、凸凹模固定板; 6第三节 模架及其它零件的选择一、模柄结构形式：参考冲压工艺与模具设计图 287（C）图的凸模式模柄结构，材料为 Q235.尺寸根据压力机选择取：md501D10mh78112md182372二、固定板与垫板凸模固定板厚度取 20mm，材料采用 Q235,凹模固定板厚度取 20mm，材料采用Q235,垫板厚度为 15mm，材料采用 45 钢，热处理为淬硬，HRC4348三、模架根据冲压工艺与模具设计图 281 选取凹模周界 L=200mm，B=250mm参考压力机 h 的范围为 240mmh285mm选取 上模架 25020050mm （GB2855.581） 下模架 25020065mm （GB2855.681）导柱 A20h5230mm (GB2861.181)导套 A20H612548mm （GB2861.681）选取 20#热处理渗碳、淬火。硬度 HRC5862 渗碳层深度 0.81.2mm。27四、螺钉的选用根据冲压工艺与模具设计表 236 可得:1.联接上模架、凹模、凸模固定板和垫板：M82.联接下模架、凸凹模固定板：M83.卸料螺钉：M828第七章 模具的闭合高度该模具的闭合高度为hHL下 模 座垫 板上 模 座闭 H式中 -上模座厚度（mm）上 模 座-下模座厚度（mm）下 模 座-垫板厚度（mm）垫 板L-凸模长度（mm）H-凹模长度（mm）h-凸模冲裁后进入凹模的深度，其中： ， ， ，H=40mm，h=5mmm50上 模 座 65下 模 座 m10垫 板 6L把数据代入公式得： 254H闭可见该模具闭合高度小于所选压力机 J2363 的最大装模高度（280）可以使用。29第八章 弯曲模的设计第一节 弯曲工艺性分析弯曲后的工件图如下图 8.1 所示，具有良好工艺性的弯曲件，能简化弯曲工艺过程和提高弯曲件的精度，并有利于模具的设计和制造，弯曲件的工件设计材料、结构工艺和弯曲件的精度内容。图 8.1 弯 曲 后 的 工 件一、材料分析该工件用材料 Q235 钢是常用的优质碳素结构钢，塑性较好，具有良好的弯曲成形性能。二、结构分析1.最小弯曲半径：根据弯曲半径公式;12max1axr式中 -延伸率30-端面收缩率：查得 Q235 的延伸率 %251代入公式得最小弯曲半径 r=0.5mm2.弯曲件直边高度为 h=H-t-r=26-1.5-1=23.5mm2t，所以满足弯曲条件，可以一次弯曲成功。 3.弯曲件孔边距 S=8mmt，所以满足弯曲条件。4.圆角半径回弹该工件是一个弯曲角度为 90 的弯曲件，所有尺寸精度均未标注公差，而当5 时，可以不考虑圆角半径的回弹，所有该工件符合普通弯曲的经济精度要求。tr综合所述：该工件结构简单，形状左右对称，弯曲工艺性良好，适合进行弯曲加工。第二节 弯曲件毛坯尺寸计算根据相对弯曲半径公式：0.53.152tR式中 R-弯曲半径（mm）t-材料厚度（mm）对于由于相对弯曲半径大于 0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求变形区中性层曲率半径 （mm）ktr0式中 -内弯曲半径（mm）t-材料厚度（mm）k-中性层系数根据模具设计及模具 CAD表 31 查得中性层系数 k=0.34代入式得： m5.4.01结合图 8.1 可得坯料展开长度 ，取mL24.651.26731L=64mm第三节 弯曲力的计算弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。该零件是校正弯曲，校正弯曲时的弯曲力 和顶件力 还有自由弯曲力JFDZF校正弯曲时的弯曲力比自由弯曲力大得多，一般为：AqJ式中 -校正弯曲力（N）A-校正部分在垂直与凸模运动方向上的投影面积 m2q-单位面积校正力（MPa）由冲压工艺与模具设计表 311 查得 q=60MPa，A=（15113）mm代入公式得： KNFJ 7.10615在自由弯曲时弯曲力为：trKBbZ27.0式中 -自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力（N）FB-弯曲件的宽度（mm）r-弯曲件的内弯曲半径（mm）t-弯曲件材料厚度（mm）K-材料的抗拉强度安全系数，一般取 K=1.3-弯曲材料的抗拉强度（MPa）b把数据代入公式得 KNFZ 65.415.103.702顶件力： D 964.)8.3(对于校正弯曲，由于校正弯曲比顶件力大得多，故一般 可以忽略不计，即：DF。为防止弯曲设备的超载，可按公称压KNFZJ 35.1.710压 力 机力 ，由冷冲压实用技术表 44 查得选用公称力为 160KN 的压 力 机)2.1(开式双柱可倾压力机 J2316.其主要技术参数如下所示：表 8.1 压 力 机 J2316 参 数 32公称压力（kN） 160滑块行程（mm） 55滑块行程次数（n/mm） 120最大闭合高度(mm) 220最大装模高度（mm）连杆调节长度（mm）18045工作台尺寸（前后/左右） （mm） 300/450垫板尺寸（厚度/孔径） （mm） 40/210模柄孔尺寸（直径/深度） （mm） 40/600最大倾斜角度（） 35电动机功率（kw） 1.50设备外形尺寸（前后/左右/高度） （mm） 1130/921/1890设备总质量（Kg） 1055第四节 弯曲模主要零部件的设计一、凸凹模圆角半径的确认1.凸模圆角半径 r凸在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径 较小时，凸tr模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即 mr1凸2.凹模圆角半径 r凹凹模圆角的大小影响弯曲力、弯曲件质量与弯曲模寿命，凹模两边的圆角半径应一致且合适，过小，弯曲力会增加，会刮伤弯曲件表面，模具的磨损加大；过大，支撑不利，其值一般根据板厚取或直接查表。t2mm 时 =（36）tr凹t=24mm 时 =（23）t凹t 4mm 时 =2t凹查表得取 为 5mm。r凹二、凹模工作部分深度过小的凹模深度会使毛坯两边自由部分过大，造成弯曲件回弹量大，工作不平直；过大的凹模深度增加了凹模的尺寸，浪费模具材料，并且需要大行程的压力机，因此模具设计中，要保持适当的凹模深度。该产品零件为弯边高度不大且两边要求平直的 U 形弯曲件，则凹模深度应大于零件的高度，根据冲压工艺与模具设计33表 314 的凹模工作部分深度为 20mm 如下所示：图 8.2 凹 模 工 作 深 度三、凸、凹模间隙的确定根据 U 形件弯曲模凸、凹模单边间隙的计算公式：Z=t+Ct式中 Z-凸、凹模单边间隙（mm） ；-材料厚度的正偏差（mm） ；C-凸、凹模的间隙系数；根据冲压工艺与模具设计表 315 查得 C=0.05，=0.11mm，t=1.5mm代入公式得：Z=1.5+0.111.5=1.685mm四、凸、凹模宽度的计算及公差零件标注外行尺寸且当工件标注成单向偏差时，应以凹模为基准，而凸、凹模的宽度及其公差应根据零件的尺寸、公差、回弹情况以及模具磨损规律而定。因此，凸、凹模的宽度分别为凹模宽度： 75.0Ldd34在工件标注外形尺寸的情况下，凸模宽度应按凹模宽度尺寸配制，并保证单边间隙为 c，即：ZLdpp20式中 、 -弯曲凸、凹模的宽度尺寸（mm）L-弯曲件外形或内形最小极限尺寸（mm）Z-弯曲模单边间隙（mm）-弯曲件尺寸公差（mm）、 -凸、凹模制造公差，采用（IT7IT9）标准公差等级一般pd取（1/31/4）根据图 81 可知 L=15mm，按 IT14 级精度选取 =0.52m 按 IT9 级精度选取代入公式得：m052.凸凹模宽度： m61.452.07. 052.0 Ldd凸模宽度： 86.4.Zpp第五节 弯曲模的结构设计及其它零部件的选用一、弯曲模的结构设计为了操作达到工件的要求，在进行弯曲模的结构设计时，必须要满足以下几点：1.坯料放置在模具上应保证可靠的定位。2.在压弯过程中，应防止毛坯的滑动。3.毛坯放入到模具和压弯后从模具中取出工件要方便。 二、弯曲模具其它零部件的选用 1.凸模 凸模材料选择 T10A热处理为淬硬，HRC58602.凹模凹模材料选择 T10A35热处理为淬硬，HRC58603.弹性元件为了得到较平整的工件，此模具采用弹压式卸料装置，使条料在落料冲孔过程始终处于一个稳定的压力之下，从而改善毛坯的稳定性。本课题将采用 4 个圆筒形聚氨酯弹性体作为弹性元件，设计弹性元件高度 ，模具安装时橡胶预先m67自 由H压缩 10%。橡胶压缩时产生的压力公式：F=Ap式中 F-橡胶压缩时产生的压力A-橡胶的横截面积（与卸料板贴合的面积，mm）p-橡胶的单位压力（MPa）根据选择的压力机工作时对每个橡胶压缩时产生的压力为 10.4KN，根据冲压工艺与模具设计表 235 结合橡胶压缩量查得单位压力为 2MPa。代入公式得：A=6450 m2橡皮高度与直径之比为 h/D=67/100=0.67因此满足 0.5h/D1.54.压料板、顶杆、顶板材料选择 45 号钢，热处理方式为淬硬，HRC43485.模柄结构形式：参考冲压工艺与模具设计图 287（b）图的压入式模柄结构，材料为 Q235.尺寸根据压力机选取：d=30 D=32 h=73 b=2 a=0.5 391D51h2 61d6.垫板凸模垫板厚度为 8mm，材料采用 45 ，热处理为淬硬，HRC4348拖板厚度取 10mm，材料采用 45 ，热处理为淬硬，HRC43487.模架的选择根据冲压工艺与模具设计图 281 选取凹模周界 L=160mm，B=125mm参考压力机 h 的范围为