固定板冲压成形工艺与模具设计【冲孔落料级进模】【U形弯曲模】
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冲孔落料级进模
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落料级进模
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固定板冲压成形工艺与模具设计【冲孔落料级进模】【U形弯曲模】,冲孔落料级进模,固定,冲压,成形,工艺,模具设计,冲孔,落料级进模,弯曲
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固定板冲压成形工艺与模具设计1 绪 论1.1 本课题的意义、目的及应达到的要求本设计主要意义是在我们学习完模具设计与制造的所有专业课之后，总结条理以前我们所学的知识，使之成为一个系统的理论体系，以便于我们在以后的工作中使用。同时也让我们对模具的设计与制造有了初步的了解，掌握了查阅资料和使用工具书以及手册的能力。本设计的目的是在学生毕业前夕，将通过毕业设计的实践性环节，检测我们三年所学的知识并达到灵活使用的程度，对模具知识进行全面的总结和应用，提高综合的实战能力以及扩大模具领域的新知识。具体的要求是：1.系统总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。2.运用所学的知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。3.通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。4.提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识。1.2国内模具的现状虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。第五，模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.3国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:）模具日趋大型化1；2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；3）模具扫描及数字化系统；4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7）模具的精度将越来越高；8）模具研磨抛光将自动化、智能化；9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10）开发新的成形工艺和模具。模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45。1.4冲压模具设计与制造方面1.4.1 冲压模具设计的设计思路冲裁是冲压加工最基本工序，它是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离，从而获得所需零件的一种加工方法。其优点是可以加工复杂出形状的制件，加工效率高，且件件都是“一模一样”，在板料加工中起到不可缺少的作用。但是冲压件的经济精度一般不高于IT11级，最高可达IT8IT10级。但是要想生产出合格的制件，就必须有符合要求的冲模，还得有合理的冲压成型工艺，若想有高的生产效率还得有高效的冲压设备。冲压模的精度高低直接影响冲压件的精度高低，而冲压模的制造精度与加工设备、加工方法、装配精度等有关，所以要想提高模具的精度在这些方面是不可忽视的部分。当然冲裁件的精度还与模具的间隙，刃口状态和定位装置等有关。1.4.2 模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间7天；2.确定加工方案，所用时间8天；3.模具的设计，所用时间30天；4模具的调试所用时间5天2 冲裁件的工艺分析冲裁件在一般情况下对其工艺性影响最大的是几何形状，尺寸精度要求。良好的冲裁工艺性应满足材料较省，工序较少，模具加工较易，寿命较高，操作方便及产品质量稳定等要求。2.1任务书来源及意义工件名称：固定板工件简图： 图1 固定板冲压件材料： Q235材料厚度：1.5mm2.2冲裁件的结构工艺性2.2.1 制件材料图示零件材料为Q235钢板，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。 2.2.2冲压件的工艺性分析外形落料的工艺性：加强板属于中等尺寸零件，料厚1.5mm，外形结构简单，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。冲孔的工艺性：3*20.5的孔，尺寸精度要求一般，可采用冲孔。此工件只有外形落料和冲孔两个工序。图示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸，按惯例取IT14级，符合一般级进冲压的经济精度要求，模具精度取IT7级即可。由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。2.3 冲裁件的精度和断面粗糙度2.3.1 精度冲裁件的精度一般不高于IT11级，最高可达IT8IT10级。冲孔比落料的精度高一级，查表23，241得冲裁件的公差、孔中心距的公差得：料厚t=1.5 mm的冲裁件外形尺寸公差为0.87mm，从工艺图纸上看，外形尺寸未注公差，按IT14级计算。 2.3.2 断面粗糙度冲裁件的断面粗糙度一般为Ra12.550m，最高可达Ra63m.图纸中无标毛刺允差，故该模具可以按IT12级设计。2.4 确定工艺方案该零件所需的基本冲压工序为冲孔和落料，可拟订出以下三种工艺方案。方案一：用简单模分三次加工，即冲孔冲孔落料方案二：冲孔落料复合模。方案三：冲孔落料级进模。 采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，且增加模具数量，增加了成本，又耗费工时。由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。该零件外围尺寸较大，若采用复合冲压，凸凹模壁厚难以保证。复合模模具制造难度大，并且冲压后产品留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，因此选用级进模更为合理，以减少模具数量，提高生产率，并使操作安全。3 排样设计3.1确定零件的排样方案设计模具时，条料的排样很重要。板零件的形状为252.17x100的矩形，采用直排（图3所示）的排样方案材料的利用率已经很高。直排时可以减少废料，且不增加模具的复杂程度。 图2 条料的排样3.2 条料宽度、导尺间宽度和材料利用率的计算查表取得搭边值为2.0mm。条料宽度的计算：拟采用无侧压装置的送料方式，由b-=D+2a）- 2 D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a侧搭边值代入数据计算，取得条料宽度为307.66mm。步距的计算：由s=D+a,代入数据计算得步距为102mm。材料利用率的计算：根据一般的市场供应情况，原材料选用2200 mm1000mm2.0mm的冷轧薄钢板。每块可剪303.66mm 1000mm2.0mm规格条料6条，材料剪切利用率达97.6%。由文献2 材料利用率通用计算公式 = 式中 A一个冲裁件的面积，mm2; n一个进距内的冲裁件数量； B条料宽度，mm; s进距， mm得 =80.9%4 冲裁工艺设计4.1 凸凹模间隙值的确定凸凹模间隙对冲裁件断面质量，尺寸精度，模具寿命及冲裁力，卸料力，推件力等有较大影响，所以必须选择合理间隙。冲裁间隙数值主要按制件质量要求，根据经验数值来选用。查表2-41得t=1.5mm的冲裁模初始双边间隙Z=0.1320.240mm.4.2 凸凹模入口尺寸的确定4.2.1 确定凸凹模尺寸的原则考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决与凸模，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减少凸模尺寸来减小合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。考虑刀口的磨损对冲件尺寸的影响：刀口磨损后尺寸变大，其刀口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刀口磨损后尺寸减小，应取接近或等于冲件的最大极限尺寸，这样才能保证模具的使用寿命。考虑冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高23级。4.2.2 凸、凹模刃口尺寸的计算查表得Zmin =0.132mm Zmax,=0.240mm由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸凹模。这时需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差。 冲孔时，间隙取在凹模上，则：凸模尺寸 dap=（d+x）-p0凹模尺寸 dd=(d+x+Zmin)0+ 式中 Dd Dp落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd冲孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx磨损系数，由手册1查表2-30得：IT14级时x=0.5。Zmin双面间隙 mm工件公差 mm凸模和凹模的制造公差 mm 冲裁20.5mm孔凸模、凹模刃口尺寸的计算凸模尺寸 由手册表2-10查得=0.52 dap=（d+x）-p0 =(19.98+0.50.52)0-0.02 =20.240-0.02凹模尺寸由表2-23得Zmin=0.132dd=(d+x+Zmin)0+=(19.98+0.50.52+0.132)0+0.02 =20.370+0.02 外形落料凸模、凹模刃口的计算落料凸模、凹模尺寸采用凸凹模配合法，这种方法有利于获得最小的合理间隙，放宽对模具的加工设备的精度要求。采用配作法，计算凹模的刃口尺寸，首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小，还是不变这三种情况，然后分别按不同的计算公式计算。a、凹模磨损后会增大的尺寸-第一类尺寸A 第一类尺寸：Aj=(Amax-x)0+0.25 b、凹模磨损后会减小的尺寸-第二类尺寸B 第二类尺寸：Bj=(Bmax+x)0-0.25 c、凹模磨损后会保持不变的尺寸 第三类尺寸C 第三类尺寸：Cj=(Cmin+0.5)60.125其落料凹模的基本尺寸计算如下： 图3 落料凹模刃口部分尺寸第一类尺寸：磨损后增大的尺寸： A1=(Amax-x) 0+0.25=(303.66-0.51.30) 0+0.251.30=303.010+0.33A2=(Amax-x) 0+0.25=(100-0.50.87) 0+0.250.87=99.57 0+0.22落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是303.01.mm，99.57mm，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落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值Zmin=0.132。（落料凸模、凹模刃口部分尺寸分别见图4、5） 图 4 落料凸模刃口部分尺寸凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制，并保证双面间隙0.1320.240mm凹模的外形尺寸为303.01和99.70mm凹模厚度 H=kbb凹模孔的最大宽度k因数，查表的k取0.15。H=kb=0.15303.01=37.80mm,取H=38mmC=(1.52)H, 取C=38mm所以凹模厚度为38mm，凹模壁厚为57 mm4.3 冲裁工艺力的分析冲裁模设计时，为了合理选用设备必须计算冲裁力，压力机的吨位必须大于所设计的冲裁力，以适应冲裁的要求，平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力（N）可按下式计算：F0=KLt式中 L=冲裁件的周长（mm） t=材料厚度（mm）=材料抗剪强度（MPa）选择设备吨位时，考虑刀口磨损和材料厚度及力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，故应选择一个安全系数，在此，安全系数K取1.3.为计算简便，也可按下式估算冲裁力：F=Ltb b=材料的抗拉强度其中：L=(100+252.17)2+3.1420.53mm=897.45mmt=2mm b=235 MPa故 F=1.3897.45mm1.5mm235 MPa=411.26103 N4.3.1 卸料力，推件力和顶件力卸料力： 卸料力的经验公式为：FKF式中F卸料力（N）K卸料力系数F冲裁力（N） 查表得K=0.05所以F=0.05411.26103 N=20.56103N推件力 Pt=nKtP Kt推件力系数,由手册查得Kt=0.055 n同时卡在凹模的工件(或废料)数,其中n=h/t h凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t料厚( mm)查手册2表240可得和h=6mm,故n=3P3=30.055411.26=67.86kN工序总力P总=P1+P2+P3 =411.26+20.56+67.86=499.68kN4.4 冲压设备的选择4.4.1 压力机的吨位压力机的吨位应该等于或大于冲裁时的总力，即 =499.68N式中 F所选压力机的吨位 F冲裁时的总力4.4.2 压力机选择原则（1）根据模具结构选择压力机类型和行程次数。（2）根据模具尺寸大小，安装和进出料等情况选择压力机台面尺寸，若有推件时应考虑台面空的大小使冲后有关零件能自由通过。（3）选择压力机的闭合高度与模具是否匹配（4）模柄直径长度尺寸是否与压力机滑块模柄孔直径，深度尺寸相当。（5）压力机形程次数保证有最高生产率。（6）压力机使用安全方便4.4.3 初选压力机查文献4开式可倾压力机参数初选压力机型号为JG23-30和23-35，见表一。表一 所选择压力机的相关参数型号公称压力/kN滑块行程/mm最大封闭高度/mm工作台尺寸/mm滑块底面尺寸/mm可倾斜角/封闭高度调节量/mmJC23-6363012036048071021023030804.5 模具压力中心的确定 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心线重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损，还会使合理的间隙得不着保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命，甚至损坏模具。 按比例画出工件形状，如下图所示，将工件轮廓线分为L1 L2 L3L4段，并选定坐标系XOY,如图（5）所示，计算其压力中心的步骤如下： 、按比例画出凸模的工作部分剖面图 、在任意距离处作x-x轴y-y轴 、 分别计算出各线段和圆弧的重心到x-x轴的距离y1, y2, y3, y4和到y-y轴的距离x1, x2, x3, x4, L1=3.53.14=10.99 x1=0 y1=0 L2=3.53.14=10.99 y2=0 L3=3.83.14=11.9 y3=0L4=(103+25)2=256 y4=28 图5 压力中心示意图 压力中心坐标x0. y0计算公式x0= =236.4y0= =242.84.6 模的闭合高度冲模的闭合高度是指滑块在下死点即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适当，即冲模的闭合高度应介于压力机的最大装模高度H和最小装模高度H之间，其关系为： H-5 mmHH+10 mm如果冲模的闭合高度大于压力机最大装模高度，冲模不能在该压力机上使用。反之小于压力机最小装模高度，可加经过磨平的垫板。（其具体校核在后面）5 冲裁模总体设计及主要零部件的设计5.1 凸模 5.1.1 凸模的结构形式及其固定方法 冲小圆孔的凸模，为了增加凸模的强度与刚度，凸模非工作部分直径应作成逐渐增大的多级形式如图6所示：图6 冲孔凸模的结构形式凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的，其凸模长度用下列公式计算： L=h1+h2+h3+h式中 L凸模长度， mm h1凸模固定板高度，mm h2卸料板高度，mm h3导尺高度，mm h附加高度，一般取1520mm1.冲裁20.5mm孔凸模、凹模各尺寸及其组件确定和标准化 小凸模长度 L=30+14+6+18=68mm由小凸模刃口d=20.24 mm查手册2表2.54可知 h=6mm, D1=30m, D=25m, L=55小凸模强度校核 要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力，即 对于圆形凸模 dmin式中 dmin圆形凸模最小截面直径，mm t冲裁材料厚度，mm 冲裁材料的抗剪强度，MPa 凸模材料许用强度，取（1.01.6）103MPadmin=1.41mm 所以承压能力足够。抗纵向弯曲力校核对于圆形凸模（有导向装置）270d2/ 式中 Lmax 允许的凸模最大自由长度，mm F 冲模力,N 凸模最小截面的直径，mmLmax270d2/=2703.652/=60mm 所以长度适宜。 凸模固定板材料可用45钢，结构形式和尺寸规格见手册表15.57可得20016020 外形落料凸模、凹模各尺寸及其组件的确定和标准化（包括外形尺寸和厚度）外形凸模的设计：外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用六个M8的螺钉固定在垫板上，采用固定卸料板 图7 落料凸模5.1.2 凸模的材料及其热处理 凸模的材料采用T10A，刃口部分热处理硬度为5862HRC，尾部回火至4050HRC5.2凹模凹模采用整体式凹模,各冲裁的凹模孔均采用线切割加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。（图8）图8 整体式凹模的尺寸凹模的长度选取要考虑以下因素：a)保证有足够的安装刚性卸料板的位置。b)便于导尺发挥作用，保证送料粗定位精度。选取凹模边界为500500mm。凹模材料选用Cr12制造，热处理硬度为5862HRC。6 其他零件的设计与标准化6.1 定位装置的设计与标准化6.1.1 始用挡料块的设计与标准化图9 始用挡料销的设计挡料块标记： 4536 GB/T2866.181（图9） 材料：45钢 GB/69988 热处理：硬度4348HRC 技术条件：按GB2870816.1.2 固定挡料销的设计与标准化固定挡料销的设计根据标准件，选用此挡料销如图10图10 固定挡料销的结构选用直径8mm，h=4mm材料为45钢A型固定挡料销（JB/T7649.1094）6.2 导正销的设计与标准化导正销主要用于级进模上，消除挡料销的定位误差，以获得较精确的工件。导正销的结构形式，结构设计，尺寸精度，材料的热处理等可参照JB/T7647.194和JB/T7647.294选定。导正销的结构形式查手册2选用如图11图11 导正销的结构形式D=d-2aD导正销直径的基本尺寸d冲孔凸模直径2a导正销与孔径两边的间隙冲裁20.5的导正销 查表得h=0.6t a=0.12mmD=d-a=20.5-0.12=20.38mmh=0.61.5=0.9mm 6.3导料板的设计与标准化 经查表分析得导料板长度L=200mm，宽度B=50mm ，厚度h=6mm如图12。图12 导料板的设计6.4 模柄与上模座的联接采用压入式的结构如图13所示。图13 压入式的模柄6.5 卸料装置的设计与标准化在前面已经确定了采用刚性卸料板，设计卸料板为一整体板。本模具的卸料板不仅有卸料作用，还具有外形凸模的导向作用，并能对小凸模起保护作用。卸料板的边界尺寸经查手册2表15.28得：卸料板长度L =500mm,宽度B=500mm厚度h0=14mm此模具中，卸料板对冲孔落料凸模起导向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造6.6 固定板将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。在此只需用凸模固定板。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸与凹模、卸料板的外形尺寸相同，但必须考虑紧固螺钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过度配合：H7/m6或H7/n6，压装后凸模端面与固定板一起磨平。固定板的材料采用Q235或45钢。6.7 垫板垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响模具的正常工作。为保证模具的使用寿命，在此应选用垫板，其厚度为10 mm，外形尺寸与凹模板相同。6.8 标准模架的选用由凹模周界可以选取标准模架。凹模周界500mm, B=500mm,闭合高度 h1=220mm 材料为ZG45(ZG310-570),0I级精度的对角导柱模架。如图14导柱标记：283170 GB/T2861.190 323170 GB/T2861.190 导套标记：283100338 GB/T2861.690 323100338 GB/T2861.690上模座标记：2003160340 GB/T2855.190下模座标记：2003160345 GB/T2855.290模柄标记：A503110 JB/T 7646.1图14 对角导柱示意图6.9 联接件的选用与标准化本模具采用螺钉固定，销钉定位。具体讲内六角螺钉标记：35钢M8365 GB7085螺钉标记：35钢M8330 GB6876圆柱销钉标记：35钢6365 GB 11986 止动圆柱销标记：35钢436GB11986 7 中前梁加强板冲孔落料连续模总装图前面各节已经设计好了手柄冲孔落料连续模各零件，根据前面的设计，手柄冲孔落料连续模的总装图如图15。 图15 固定板冲孔落料连续模总装图1-下模座 2-导柱 3-导正销 4-导套5-上模座6-凸模固定板 7-落料凸模 8-内六角螺钉 9-螺钉 10-模柄 11-止动销 12-圆柱销 13-凸模 14-凸模 15-卸料板 16-导料板 17-凹模板 18-固定挡料销 19-始用挡料块8 压力机的校核前面已经初选了压力机，模座外形尺寸345305mm,闭合高度180mm,有文献4中，JC2335型压力机工作台尺寸为610380mm,最大闭合高度为280mm，连杆调节长度为60mm,所以在工作台上加一3590mm的垫板，即可安装。模柄孔尺寸也于本副模具所选模柄尺寸相符9 模具零件加工工艺 本副冲裁模，落料凸模采用线切割技术，加工将变得相当简单。落料凸模的加工工艺过程如下表工序号工序名称工序内容1备料将毛坯煅成长方体 11630652热处理退火3刨刨六面,互为直角,留单边余量0.54热处理调质5磨平面磨六面,互为直角6钳工划线划出加工位置线7加工螺纹孔,安装孔按位置加工螺纹孔,销钉孔等8热处理按热处理工艺,淬火回火达 58至62 HRC9磨平面精磨上下平面10线切割按图线切割,轮廓达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求12检验10 U型折弯模的设计10. 弯曲模具设计零件名称：固定板生产批量：大批量材料：Q235料厚：1.5mm料宽：10010.1.弯曲件的工艺分析此工件是典型的U型件，零件图中的尺寸公差为未标注公差，在处理这类零件公差等级时均按IT14级要求。弯曲圆角半径R为3mm大于最小弯曲半径（rmin=0.6t=0.6x1.5mm=0.9mm），故此件形状、尺寸、精度均 满足弯曲工艺的要求，可用弯曲工艺加工。10.2.工艺方案的确定该零件所需的冲压工序为弯曲，采用弯曲单工序模。10.3.弯曲工艺计算（1） 弯曲件展开长度的计算当弯曲圆角半径较小（r0.5t）时，根据中性层长度不变原理计算。因为R=30.9，属于圆角半径较大的弯曲件。所以弯曲件的展开长度按直边区与圆角区分段进行计算。视直边区在弯曲前后长度不变，圆角区展开按弯曲前后中性层长度不变条件进行计算。1) 由于R/t=3/1.5=2，查表3.4，得中性层位移系数x=0.45变形区中性层曲率半径按式3.7计算 =r+kt=3+0.45x3=4.352） 毛坯尺寸 L总=L直+L弧=252.17即 该零件的毛坯展开长度为252.17mm（2） 弯曲模工作部分尺寸计算1） 凸模圆角半径由于此工件的R/t=2较小，且R=3，大于最小弯曲半径，故凸模圆角半径为r凸=R=2.5mm2） 凹模圆角半径凹模圆角半径r凹一般按材料厚度t来选取，因为材料厚度为1.5mm，所以r凹=（23）t，故凹模圆角半径取r凹=43） 凹模工作部分深度的设计计算凹模工作部分的深度将决定板料的进模深度，同时也影响到弯曲件直边的平直度，对工件的尺寸精度造成一定的影响。此弯曲件：直边高度为50mm，板厚1.5mm，查表3.12得 凹模的底部最小厚度h0=4因此，凹模工作部分深度h凹=20+4=24mm4） 凸凹模间隙当工作精度要求不高或校正弯曲时 ，生产中常采取调整凸凹模间隙的方法来解决工件回弹问题。设计弯曲模结构时；把凹模做成可调式，故可将模具的凸凹模间隙值Z/1.5初选为材a 料厚度t=1.55） 凸凹模横向尺寸及公差工件标注外形尺寸时，以凹模为基准进行计算，间隙取在凸模上。查表2.5得 凸=0.030mm，凹=0.045mm凹模横向尺寸 L凹=（L0.75）0+0.045=199.030+0.045mm凸模横向尺寸 L凸=（L凹Zmin)-0.0300=198.900-0.030mm（3） 弯曲件回弹值的计算小变形程度（r/t10）时，回弹大，先计算凸模圆角半径，在计算凸模角度；大变形程度(r/t5)时，卸载后圆角变化小，仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲中心角为90度，因此，查相关手册，取回弹角为3度。（4） 弯曲力的计算U形件校正弯曲时，在进行校正弯曲前是自由弯曲，弯曲力FU形自由弯曲为： FU形自由弯曲=10.24KN预件力F预可近似取自由弯曲力的3080，即F顶=（0.30.8）F自由弯曲=（0.30.8）10.24KN=（3.078.19）KN取F顶=5KN校正弯曲时，校正弯曲力最大值在压力机工作到下止点的位置，且校正力远远大于自由弯曲力，而在弯曲工作过程中，二者又不是同时存在，因此，查3.7得P=70MPa。所以校正力F校为： F校=AP=200X50X70=700KN 对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故顶件力可以忽略不计，但这里为了保险起见，在计算压力机公称压力时，还将顶件力考虑进去。 F压机=（1.21.3）X（700+5）KN=849916.5KN初选压力机型号为 J3110010.4模具总体设计该模具采用弯曲单工序模，上模主要有上模座、凸模等零件组成；下模主要有凹模、凹模固定板、顶杆、螺钉和下模座等零件组成。弯曲件有下边弹顶装置顶出。10.5模具主要零部件的设计弹顶器采用聚氨酯橡胶做弹性元件，弹性元件的高度按凸模工件进入凹模深度5倍的值选取.10.6冲压设备的选定初选压力机的公称压力为1000KN，即JA2160型压力机。J31100型压力机的滑块行程为160mm，大于工件高度的2倍，满足固定板弯曲时的冲压行程。最大闭合高度：450mm最大装模高度：225mm连杆调节高度：130mm压力机工作台尺寸：710mmX1120mm模柄孔尺寸：70mmX80mm由于弯曲模不是标准模架，因此，需要自行设计。取上模座高度为70mm，凸模固定板高度为50mm，凹模高度为60mm，垫板高度为30，下模座高度为40mm，中建安全距离为25mm。弯曲模
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