冰箱下底板冲压模具设计与制造设计【说明书+CAD】
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冰箱下底板模具设计与制造1.冰箱下底板设计说明书工件名称：冰箱下底板工件简图：如图1.1所示生产批量：中批量材料：Q235料厚度：0.35mm 图1.1 冰箱下底板简图1.1冲压工艺分析此工件有落料、冲孔和弯曲三个工序。材料为Q235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有9个3.5mm的孔，4个10mm的孔，4个2.9mm的孔和1个18mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为6.55mm。工件的弯曲为Z形弯曲，弯曲最小半径t=0.1t=0.035mm，取r=1.4mm，即工件的弯曲半径r=1.4mm，这对于正火状态的235钢板是可以弯曲成形的。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级。尺寸精度较低，普通的冲裁和弯曲完全能满足要求。1.2工艺方案的确定首先计算弯曲件的孔边距，从而近一步确定工艺方案。弯曲有孔的工序件时，如果孔位于弯曲变形区内，则弯曲时孔要发生变形，为此必须使孔处于变形区之外。一般孔边至弯曲半径R中心的距离按材料厚度确定： 当t2mm时，Lt;t2mm时，L2t. 图1.2 弯曲件孔边距 对于该工件，t=0.35mm2mm,通过计算确定L0.35mm,所以孔位于弯曲变形区之外，可以先冲孔再弯如果孔边至弯曲半径r中心的距离过小不能满足上述条件，则孔位于弯曲变形区之内。曲，因此确定该工件的工序为先冲孔再弯曲该工件包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可有以下工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。 采用单工序模生产。方案二：先落料冲孔，在弯曲 采用落料冲孔复合模和弯曲模生产。方案三：先冲孔落料，在弯曲 采用冲孔落料级进模和弯曲模生产。方案一模具的结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而且生产效率低难以满足中批量生产要求。方案二需要二副模具，对于落料冲孔复合模，工件的精度及生产效率都较高，而且工件最小壁厚6.55mm，远大于凸凹模允许最小壁厚1.4mm，模具满足强度要求。方案三也需要二副模，该工件本身就较大。若采用级进模生产，模具的体积太大，成本高，而且材料很薄，采用下出料，落料件会发生弯曲变形，进而影响弯曲工序的进行。通过对上述方案的分析比较，该工件的生产采用方案二为佳。确定了工件的工艺方案，下面分别对落料冲孔复合模和弯曲模进行设计。 2.落料冲孔复合模设计2.1工件工艺分析该工件只有落料和冲孔两个工序，材料235钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构相对简单，有9个3.5mm的孔，4个10mm的孔，4个2.9mm的孔，和1个18mm的孔,孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚6.55mm工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度低，普通冲裁完全满足要求。 图2.1 冲裁工件简图2.2冲压工艺方案为落料冲孔复合模。2.3主要设计计算2.3.1弯曲件坯料尺寸计算2.3.1.1弯曲中性层位置的确定根据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。中性层位置以曲率半径表示，通常用下面经验公式确定： =r+xt=1.4+0.420.35=1.547 式中：r弯件的内弯曲半径 t材料的厚度 x中性层位移系数，取x=0.422.3.1.2弯曲件坯料尺寸的计算 图2.2 r0.5t弯曲中性层确定后，利用下述公式初步计算坯料长度，还需反复试弯曲不断修正，才能最后确定坯料的形状及尺寸。该工件圆角半径r0.5t，其弯曲件变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即 Lz=l1+l2+l3+2 式中：Lz坯料展开总长度 弯曲中心角计算得 L=（40-0.35-1.4）+（40-0.352-1.4）+（78-0.35-1.4）+ =645.86mm所以弯曲件展开尺寸为：645.86mm316mm2.3.2排样方式的确定及其计算该工件的形状是规格的矩形，应该采用直排的方式，如图2.3所示搭边值取2.2mm 和3.5mm，通过计算，条料的宽度为650.86mm，这里宽度取652mm,步距为318.2mm。 图2.3工件排样图2.3.3冲压力计算该模具采用复合模，拟定选择弹性卸料，顶件装置，冲压力的相关计算如下：落料力： F落 =KLT式中：F- 冲裁力 L-冲裁周边长度 T-材料的厚度 -材料抗剪强度，取抗剪强度为300MPa K-系数，一般取1.3 F 落=1.30.353001923.72=262587.78N冲孔力： F冲=KLT=1.30.35300317.45=43331.93N冲裁力： F=F落+F冲=305919.71N 弹性卸料力： F卸=KXF=0.05F=15295.99N 式中：F- 冲裁力 FX-卸料力系数，取0.05查表2.6.11 顶件力： F顶=KDF=0.08F=24473.58N 式中：F- 冲裁力 FD-顶件力系数，取0.08查表2.6.11 冲压工艺力总和FZ F=F+F卸+F顶=345689.28N 根据计算结果和结合模具的实际尺寸，冲压设备拟选J21-400A。2.3.4压力中心的确定及相关计算计算压力中心时，先画出凸凹模型口图，如图2.3所示。在图中将XOY坐标系建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何形状分解成L1L9，共9组基本线段，用分析法求得模具的压力中心C点的坐标（8.46 0）有关计算如下表： 图2.4凹模型口图 表1压力中心数据基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL1=32.97mm-312.930L2=62.8mm-252.930L3=21.98mm-236.930L4=21.98mm151.070L5=62.8mm197.070L6=18.212mm256.930L7=78.5mm284.930基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL8=18.212mm314.930L9=1923.72mm00合计2241.174mm8.460由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J21-400A冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。2.3.5工作零件刃口尺寸计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸凹模，凸凹模固定板，落料凹模以及卸料板，和冲孔凸模固定板，由于该工件材料很薄，Zmax和Zmin的差值很小，因此工作零件刃口尺寸计算就按配作加工的方法来计算，具体计算如下：该工件属于落料冲孔件，落料时选凹模为设计基准件，只需计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模刃口实际尺寸按间隙配作。冲孔时选凸模刃口为设计基准件，只需计算冲孔凸模尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模刃口实际尺寸按间隙配作。查表2-10得落料冲裁刃口双面间隙Zmax=0.05mm,Zmin=0.02mm,工件的公差等级为IT14级，磨损系数X=0.5。模具按IT8级制造。2.3.5.1落料凹模刃口尺寸由公差表查得，凹模的公差尺寸为645.860-2 ，3160-1.35 。凹模磨损后尺寸会增大属于第一类尺寸，计算公式如下： Aj=（Amax-x）+A0A1=（Amax-x）+A0 =(645.86-0.52) 0+0.125 =644.860+0.125A2=（Amax-x）+A0 =(316-0.51.35)+0.890 =315.33+0.890落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是644.86mm，315.33mm,不必标注公差，但要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与凹模配制，保证最小双面间隙值Zmin=0.02mm。2.3.5.2冲孔凸模刃口尺寸计算由公差表查得，凸模的公差尺寸，凸模磨损后尺寸会减小属于第二类尺寸，计算公式如下： Bj=（Bmin+x）+b0 Bj=（Bmin+x）+b0=(2.9+0.50.25)-0.0180=3.03-0.0180mmBj=（Bmin+x）+b0 =(10+0.50.36)-0.0270=10.18-0.0270mmBj=（Bmin+x）+b0=(18+0.50.43)-0.0330=18.22-0.0330mmBj=（Bmin+x）+b0=(3.5+0.50.30)-0.0180=3.65-0.0180mm冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，分别是3.03mm，10.18mm，18.22mm，3.65mm,不必标注公差，但要在技术条件中注明：凹模实际刃口尺寸与冲孔凸模配制，保证最小双面间隙值Zmin=0.02mm。2.3.5.3孔心距凸模和凹模磨损后基本尺寸不变化，不必考虑磨损的影响。由公差表查得，各孔心距的公差尺寸分别是2321.15，2201.15，580.74， 2961.30。其孔中心距Ld可按下式确定： Ld=L 式中：Ld L工件孔心距的公称尺寸： 工件制造公差下面对各尺寸进行计算：L1= L=（2320.12521.15）mm=（2320.288）mm，L2= L=（2200.12521.15）mm=（2200.288）mm，L3= L=（580.12520.74）mm=（580.185）mm，L4= L=(2960.12521.30)mm=(2960.325)mm,2.3.6卸料橡胶的设计计算卸料橡胶的设计计算见下表。选用8块橡胶板的厚度务必一致，不然会造成受力不均匀，运动产生歪斜，影响模具的正常工作。 表2 卸料橡胶的设计计算项目公式结果备注卸料板的工作h工行程h工h工=h1+h2+t2.35mmh1为凸凹模凹进卸料板的高度1mmh为凸凹模冲裁后进入凹模的深度1mm橡胶的工作行程H工 H工=h工+h修6.35mmH为凸凹模修模量，取5mm橡胶的自由高度H自由H自由=4 H工25.4mmH工取为H自由的25%橡胶的预压缩量H预H预=15% H自由3.81mm一般H预=（10%15%）H自由项目公式结果备注每个橡胶承受的载荷F1F1=F卸/81913.8mm选用8个圆筒橡胶橡胶的外径DD=d2+1.27(F1/p)1/2 71mmD为圆筒形橡胶的内径，d=13mm;p=0.5MPa校核橡胶自由高度H自由0.5H自由/D1.5满足橡胶的安装高度H安H安=H自由-H预21.6mm2.4模具总体设计2.4.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知道，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。2.4.2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，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销定距。2.4.3卸料、出件方式的选择因为该工件料厚为0.35mm，相对很薄，卸料力也比较小，故采用弹性卸料。又因为是复合模生产，为防止工件的形状不发生弯曲，所以采用上出件比较便于操作和提高生产效率。2.4.4导向方式的选择由于该工件的体积较大，相对模具的体积也比较大，又为了提高模具的寿命和工件的质量，方便安装和调试，该复合模采用四导柱的导向方式。2.5主要零件的设计2.5.1工作零件的结构设计2.5.1.1落料凹模的结构设计落料凹模采用镶拼结构凹模，把镶块镶入凹模体，通过螺钉固定在凹模体上。镶块采用线切割机床加工，选用材料为Gr12，淬火硬度HRC5862。凹模体采用先切割机床加工，选用材料为45号钢。安排落料凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。按经验公式确定该凹模体轮廓尺寸：凹模体厚度 H=kb=0.1644.86=64.486mm， 式中：b凹模刃口的最大尺寸mm K系数，根据表2.9.5，（课本）k取0.1取凹模体厚度H=65mm，凹模体壁厚：C=（23）H=652=130mm凹模体宽度 B=b+2c=(644.86+265)mm=904.86mm取B=910mm 式中：b凹模刃口最大尺寸凹模体宽度 L=576mm（送料方向）凹模体轮廓尺寸为 910mm576mm65mm2.5.1.2镶块的结构设计镶块采用H6/m5配合嵌入凹模体内，通过固定螺钉固定。镶块结构图如下： 图2.5 镶块结构凹模强度校核凹模的强度校核主要是校核其厚度H。凹模在冲裁力的作用下会产生弯曲，如果凹模厚度不够，就会产生较大的弯曲变形甚至断裂。凹模强度计算的近似公式如下：Hmin=29.91mm式中： F冲裁力N 许用弯曲应力，对于凹模材料，取400MPa。 H凹模厚度mm a b分别为凹模口尺寸mm故凹模厚度H=65mm完全满足凹模强度要求。 图2.6凹模冲裁结构简图2.5.1.3落料冲孔凸凹模结合工件外形并考虑加工，将落料冲孔凸凹模设计成直通式，采用线切割床加工外形，钻孔、镗孔的方法加工冲孔凹模。用4个M12螺钉固定在垫板上，与凸凹模固定板的配合按H7/m6。其总长度L可按公式2.9.23计算： L=h1+h2+t+h=39+20+0.35+25.65=85mm 式中：L凸凹长度mm h1凸凹模固定板的厚度mm（一般取凹模厚度的0.60.8倍） h2卸料板厚度mm t材料厚度mm h增加长度，包括凸凹模的修磨量，凸凹模进入凹模的深度（0.51mm）,凸凹模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取1020mm。 具体结构如下图所示： 图2.7 落料凸凹模2.5.1.4冲孔凸模因为所有的孔均为圆形，而且都不需要特殊保护的小凸模，所以冲孔凸模采用AII型圆凸模。一方面加工方便，另一方面又便于装配和更换。材料为Gr12,硬度HRc5862，尾部回火HRc4050。其中3.5凸模结构如下图。2.9、18、10凸模的结构与3.5凸模的结构图相似，在此就不重复了。结合模具总体结构，冲孔凸模的长度 L=h1+h2+h3=24+20+65=109mm h1冲孔凸模固定板厚度 h2垫块厚度，取h2=20mm h3落料凹模厚度 图2.8 冲孔凸模2.5.2定位零件的设计模具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，该模具采用固定式导料销和固定式挡料销。2.5.2.1导料销是对条料送进方向的导向，导料销设计2个，位于凹模左侧的面上。导料销采用H7/h6安装在落料凹模表面上。材料：45号钢，热处理硬度：HRc4348.其结构如2.9图所示：2.5.2.2挡料销挡料销起定位作用，用它挡主搭边值，以限制条料的送进距离。采用标准结构，直径D=15mm，d=8mm,高度h=3mm的A型固定档料销：挡料销 A1583 GB2866.11-81材料：45号钢，热处理硬度：HRc4348。 图2.9 导料销 图2.10挡料销2.5.3卸料部件的设计2.5.3.1卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为20mm，卸料板采用45号钢制造，淬火硬度为4045HRc。2.5.3.2卸料螺钉的选用卸料板上设置6个卸料螺钉，公称直径为16mm，螺纹部分为M1286。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸凹模端面1mm，与螺钉的长度有误差时，通过调整螺钉与卸料板之间的安装垫片以达到要求。2.5.4模架及其他零件设计该模具采用四角导柱模架，这种模架的导柱分部在模具的四个角位子，虫牙时可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架的规格：凹模周界L=1000mm，B=630mm。厚度H=85mm的四导柱上模座，上模座1000mm630mm85mm，GB/T2855.13，材料HT200，GB9439。技术条件：按GB/T2446的规定代替GB/T28855.13-81。凹模周界L=1000mm，B=630mm，厚度H=95mm的四导柱下模座，下模座1000mm630mm95mm，GB/T2855.14，材料HT200，GB9439。技术条件：按GB/T2446的规定代替GB/T28855.14-81。导套：A60mmH6160mm58mm GB/2861.6。技术条件：按JB/T8070-1995规定。导柱：A60h5mm320mm，GB/T2861.1。技术条件：按JB/T8070-1995规定。垫板厚度取20mm，那么该模具的闭合高度；H闭=H上模+H下模+2H垫板+L凸模+L凹模-h =85+95+109+85+220-1=413mm 式中：h凸模冲裁后进入凹模的深度，h=1mm。可见该模具闭合高度小于所选压力机J21400A的最大装模高度（450mm），可以使用。2.6模具总装配图通过以上设计，可得到如图所示的模具装配总图。模具上模部分主要由上模板，垫板，凸凹模，凸凹模固定及卸料板等组成。卸料板采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板，冲孔凸模固定板、垫块等组成。成品件由推件块推出，冲孔废料由顶出杆顶出。条料送进时采用固定挡料销作为定距，在落料凹模上安装两个导料销，保证条料进行送进方向的正确。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在固定档料销上，并向前推进，完成下一次冲压。图2.11 模具装配2.7冲压设备的选择通过校核，选择开式可倾压力机J21-400A能满足使用要求，其主要技术参数如下：公称压力：4000KN滑块行程：200mm最大闭合高度：550mm最大装模高度：450mm连杆的调节长度：150mm工作台的尺寸（前后左右）：900mm1400mm垫板的厚度：170mm模柄孔尺寸（直径深度）：100mm120mm2.8模具零件加工工艺 本副冲裁模具，模具零件加工的关键在工作零件、固定板以及卸料板，若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。（另附工艺过程卡）2.9模具的装配在装配之前，必须仔细研究图样，根据模具结构的特点和技术要求，确定合理的装配次序和装配方法。此外，还应检查模具零件的加工质量，如凸、凹模刃口尺寸等，然后按照规定的技术要求进行装配。装配的次序和方法如下：2.9.1主要组件的装配2.9.1.1模柄的装配因为该副模具模具的模柄采用的是凸缘式模柄，采用H7/h6，靠固定螺钉固定在上模座上。安装好模柄后，用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直度。2.9.1.2落料凸凹的装配凸凹模与固定板的配合要求为H7/m6。装配时，先在压力机上将凸凹模压入固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平面与凸凹模的尾部一齐磨平。为了凸模刃口的锋利，还应该将凸模的端面磨平。2.9.1.3弹性卸料板的装配弹性卸料板起压料和卸料的作用。装配时，应保证它和凸凹模之间具有合理的间隙，其装配的方法是，将弹性卸料板套在以固定的凸模内，在固定板和写来哦板之间垫上平行垫块，并用平行夹板将它们加紧，然后，按照卸料板上的螺孔在固定板上投窝，拆开后钻固定板是的螺钉孔。2.9.1.4冲孔凸模的装配凸模和固定板的配合要求H7/m6。装配时，先在压力机上将凸模压入固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平面与凸模的尾部一起磨平。同时为了保持凸模刃口锋利，还应将凸模的端面磨平。2.9.2总装配模具的主要足见装配完毕后开始进行总装配。该模具是正装的复合模，所以该模具先装配下模部分。2.9.2.1将装配好的冲孔凸模和固定板，一起放在下模垫板上。2.9.2.2在装配凹模之前，先装入带肩顶杆，然后装入顶件块。保证冲孔凸模和顶件块孔之间的间隙。接着，在上面装入凹模。在找正固定好它们的位置后，按照凹模上螺钉和销钉的位置，加工螺纹孔，然后加工销钉孔，装入销钉，拧紧螺钉。2.9.2.3把已装入固定板的落料凸凹模插入凹模内。固定板与凹模之间垫上适当高度的平行垫铁，再把上模座放在固定板上，将上模和固定板夹紧，并在上模座投卸料螺钉孔窝和紧固螺钉过孔窝，拆开后钻孔。然后，放入垫板，拧紧固定螺钉。2.9.2.4调整凸、凹模的间隙采用切纸法进行间隙的调整，即以纸当作零件，用手锤敲击模柄，在纸上切出冲件形状来，根据纸样有无毛刺和毛刺是否均匀，可以判别间隙的大小和均匀性。如果纸样的轮廓上没有毛刺或毛刺均匀，说明间隙是均匀的，如果局部有毛刺，说明间隙不均匀。当间隙不均匀，调整间隙时，用手锤轻轻敲击上模固定板的侧面，使凸模的位置改变，以得到均匀的间隙。2.9.2.5调整好间隙后加工销钉孔，装入销钉。2.9.2.6将弹性卸料板扎在凸凹模上，并检查它是否能灵活地移动，检查凸凹模是否缩在卸料板孔内（1mm）最后安装弹簧。2.9.2.7安装其他零件。2.9.2.8试冲和调整。2.9.2.9打标记交付生产使用。2.9.3 模具使压中可能出现的缺陷及调整。实际情况，可能出下以下缺陷：试冲过程中出现的缺陷产生原因调整方法送料不畅通或料被卡死1 两导料板之间的尺寸过小或者有斜度2 凸模与卸料板的间隙过大，使塔边翻扭根据情况锉修或者重新按装导料板减小凸模与卸料板之间的间隙刃口相咬1 上模座，下模座，固定板，凹模，垫板等零件安装面不平行2 凸模，导柱等零件安装不垂直3 导柱与导套配合间隙过大使导向不准4 卸料板的孔位不正确或者歪斜，使冲孔凸模位移修整有关零件，重装上模或者下模重新安装凸模或者导柱更换导柱或者导套修整或者更换卸料板卸料不正常1 由于装配不正确，卸料板不能动作，如卸料板与凸模的间隙过小，或者与冲孔凸模与落料凹模之间的间隙不正确使卸料板不能正常运作，或者因为卸料板倾斜而卡紧2 橡胶的弹力不够，或者选用的橡胶不正确。3 凹模和下模座的漏料孔没有对正，料不能排出4 凹模有倒锥度造成工件堵塞修整卸料板更换橡胶修整漏料孔修整凹模制件质量不好：1 有毛刺2 制件不平3 落料外形和内孔位置不正，成偏位现象1 刃口不锋利或淬火硬度低2 配合间隙过大或过小3 间隙不均匀使制件一边有显著带斜角毛刺合理调整凸模与凹模之间的间隙及修模工作刃口的尺寸1 凹模有倒锥度2 顶料杆和工件接触面过小3 导正销与预冲孔配合过紧，将冲件压出凹陷修整凹模更换顶料杆修正导正销1 挡料销位置不正2 落料凸模上导正销尺寸过小3 导料板与凹模送料中心不平行，使孔位偏斜修整挡料销更换导正销修整导料板3弯曲模的设计3.1弯曲件的工艺分析弯曲模没有固定结构形式，有能设计的很简单，也有可能设计的很复杂，这需要根据工件材料性能，形状，精度要求和产量进行综合分析。该弯曲工件是Z型弯曲，只有弯曲一个工序。材料235，厚度0.35mm工件结构相对简单，有两处弯曲，所有尺寸均为自由公差，且对工件厚度变化也没有作要求。3.2模具结构模具的结构如3.1图：1-上模座 2-压块 3-橡胶 4-活动凸模托板5-活动凸模 6-反侧压板 7-螺钉 8-下模座9-推件板 10-螺钉 11-侧压板 12-承料板13-固定凸模 14-托板螺钉 15-固定螺钉模具的工作过程：将落料冲孔的坯料，放在顶件块与凹模形成的平面上，把坯料上18mm的孔套在定位销上定位。上模下行，活动凸模与顶件块将坯料压紧，上模继续下行，由于橡胶产生的弹压力大于顶板下方弹顶器所产生的弹顶力，所以上模推动顶板下移使坯料右端弯曲成型，当顶板接触下模座后，下模还在下行，橡胶被压缩，则固定凸模相对于活动凸模下移，将坯料左端弯曲成型，当压块与上模板相碰时，整个工件得到校正。工件完全弯曲成型。滑块上升，上模回程，橡胶恢复变形，所以此时固定凸模上升，活动凸模不动，当橡胶恢复变形时，活动凸模在托板的带动下上升，顶件块将工件托出凹模，模具完成一次弯曲过程。3.3主要计算3.3.1弯曲力的计算由于弯曲力受材料性能、零件形状、弯曲方法、模具结构等多种因素影响，很难理论分析进行，准确计算，所以生产中常采用经验公式计算。该工件的板料较薄，弯曲力较小。2条弯曲线均按自由弯曲计算，前面已经提到，弯曲内半径为1.4mm。则每处的弯曲力为：F1=6038.76N 式中：F自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力； B弯曲件的宽度； t弯曲材料的厚度； r弯曲件的内弯曲半径； 材料的抗拉强度； K安全系数，一般取K=1.3。工件有2处弯曲，总的弯曲力：F弯=2F1=12077.52N顶件力可近似取自由弯曲的30%80%，即 FD=（0.30.8）F弯=0.312077.52=3623.26N则总的弯曲力为，F=FD+F弯=15700.52N3.3.2回弹量的计算该工件相对弯曲半径r/t=1.4/0.35=45，卸载后的弯曲件圆角半径变化很小，可以不予考虑。又因为上述施加校正力的方法消除回弹，回弹已很小，能满足工件要求，不再采取其他措施，也不作回弹计算。3.3.3弹顶器的计算弹顶器的作用是将弯曲后的工件顶出凹模，由于所需的顶出力很小，在制件的弯曲过程中，弹顶器的力不宜太大，应该小于橡胶的变形力，否则模具不能正常工作。选用圆柱螺旋压缩弹簧，选用GB/T2089-94中的弹簧，其中中径D2=20mm，钢丝直径d=2.0mm，最大工作负荷Fn=120.7N，最大单圈变形量fn=6.175mm，节距t=8.92mm，根据工件的结构，弹顶器的工作行程fx=29.3mm。弹簧有效圈数n=6圈。最大变形量f=nfn=66.175=37.05mm。弹簧预压量选为f=10mm，弹簧的弹性系数k可按下式估算：k=Fn/nfn =120.7/37.05=3.26N，则弹簧预压力为：F0=kf0=3.2610=32.6N，下止点时弹簧弹顶力为F1=kfx=3.2629.3=95.5N。此值远小于弯曲力，故符合要求。3.3.4凸、凹间隙的确定间隙的大小对于工件质量和弯曲力有很大的影响，间隙越小，弯曲力越大；间隙过小，会使工件边薄，并降低凹模寿命；间隙过小，则回弹越大，还会降低工件精度。间隙值用下试计算：Z/A=t（1+n）=0.35（1+0.07）=0.38mm 式中：Z/A凸、凹间的单面间隙； t材料的公称厚度； n因数，其与弯曲件的高度H和弯曲线长度B有关，取 n=0.073.4主要零、部件设计3.4.1定位方法板料在弯曲过程中，Z形弯曲受力比较复杂，如果没有可靠的定位措施，难以保证工件的质量。对于该落料冲孔坯料，以坯料上的18孔为定位孔，弯曲前坯料的18mm孔套在定位销上定位，防止弯曲过程中坯料的偏移。弯曲前坯料的18mm孔套在定位销上定位。定位销结构如3.2图： 图3.2 定位销3.4.2凸模圆角半径对于给弯曲件的相对半径r/t=4，相对弯曲半径较小，凸模圆角半径rt取等于工件的弯曲半径，但不应小于该工件的最小弯曲半径。即凸模的圆角为R1.4mm。 3.4.3凹模圆角半径凹模的圆角半径rA不能过小，以免磨伤工件表面，影响冲模寿命。根据该模具的整体结构，该凹模也起凸模的作用，rA值通常根据材料厚度取为：该工件厚度t=0.35mm2mm。所以rA=（36）t，取rA=4t=1.4mm。3.4.4凸、凹模工作部分尺寸由于弯曲件尺寸的标注和尺寸的允许偏差不同，所以凸、凹模工作部位尺寸的计算发放也不同。根据该工件的尺寸标注，尺寸的标注在工件的外形部分，选择工件的公差尺寸为78+0.740，属于单向偏差，所以确定凹模尺寸的计算公式为： B凹=（B-）=（78-3/40.74）+0.0460=77.45+0.0460 式中：B凹凹模工作部分的尺寸（mm） B弯曲件外形公称尺寸（mm） 弯曲件的尺寸公差；凸模尺寸B根据单面间隙Z/2按凹模尺寸配制。3.4.5凹模的深度结合弯曲件的形状，进而确定凹模深度h=30-0.35=29.65mm。3.5弯曲部件设计3.5.1活动凸模设计根据工件的形状和外形尺寸，凹模的尺寸和弯曲模具的结构，确定活动凸模的外形尺寸。凸模的结构如3.3图：3.5.2固定凸模设计该凸模的设计也根据模具的结构而确定： 3.5.3凹模设计该模具的凹模是由顶件块，反侧压块和侧压块组成，反侧压块的作用是克服上、下模之间水平方向的错移力，同时也为顶板导向，防止其窜动。侧压块既起凹模的作用又起凸模的作用，相当于是个凸凹模板。顶件块相当于个卸料板。它们的结构如3.5图 图a侧压块 图b推件块图c反侧压板3.6弯曲压力机选择选择开式双柱可倾J23-10压力机，压力机的技术参数如下： 公称压力/KN：100KN 滑快行程/mm：45mm 最大闭合高度/mm：180mm 封闭高度调节/mm：35mm 滑快中心至床深距离/mm：130mm工作台尺寸（前后左右）：240mm370mm 垫板厚度/mm：30mm 模柄孔尺寸/mm：40mm55mm 可最大倾斜角度：300。压力机根据模具的整体尺寸和总的闭合高度确定。该压力机满足使用要求3.7模具的装配 3.7.1模具总体装配该模具没有导向装置，采用压力导向，通过调节模具在压力上的位置，来调节模具的间隙。在装配之前，必须仔细研究图样，根据模具结构的特点和技术要求，确定合理的装配次序和装配方法。此外，还应检查木匠零件的加工质量，如凸、凹模刃口尺寸等，然后按照规定的技术要求进行装配。本模具采用的是压力机定位，因此模具的上、下模座可以分开在装配。3.7.1.1模座的装配3.7.1.1.1活动凸模装配首先进行活动凸模的装配，活动凸模凹进托板的部分采用H7/m6配合。然后用固定螺钉把压块、托板、活动凸模固定在一起。3.7.1.1.2固定凸模装配固定凸模凹进模座部分采用H7/m6配合，采用固定螺钉固定在上模座上，安装好后，用角尺检查固定凸模与上模座下平面的垂直度。3.7.1.1.3上模总装配保证固定凸模能在托板内上下活动的灵活性，通过托板螺钉把活动凸模，固定凸模连成整体，在上模座下表面和托板之间装入弹性原件橡胶。3.7.1.2下模座装配首先定位销与推件块采用H7/n6配合安装。侧压板、反侧压板用固定螺钉固定在下模座上。整体凹模的尺寸通过在反侧压板与模座之间安装垫片来调整。然后装入推件块，在按装弹顶器。完成下模的装配。3.7.1.3试弯曲与调整。3.7.1.4打标记交付生产使用。3.7.3 弯曲模试冲时的缺陷和调整方法出现问题产生原因调整方法弯曲角度不够1. 凸、凹模之间的间隙过大2. 试模材料不对3. 弹顶器的弹力太小调节间隙值更换试模材料加大弹顶器的弹顶力弯曲位置偏移1. 定位销的位置不对2. 凸模没有对正凹模调整定位销位移调整凸、模位置冲件的尺寸过长或不足1. 凸、凹模之间的间隙过小，材料被挤长2. 设计时计算错误或不准确调整凸、凹模间隙改变坯料尺寸冲件外部有光亮的凹陷1. 凹模的圆角半径过小，冲件表面被划痕2. 凸、凹模表面粗糙度过大加大圆角半径抛光愈、凹模表面尺寸过大或过小1. 毛坯尺寸设计计算错误2. 凸、凹模之间的间隙过大使冲件侧壁鼓肚；间隙过小使材料变薄改变坯料尺寸调整凸、凹模间隙表面质量不好1. 模具工作表面、毛坯材料或润滑剂不洁净2. 凹模淬火硬度底，表
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