毕业设计（论文）u型制件冲压工艺及模具设计

PAGEPAGE2目录全套CAD，三维图，联系153893706第1章绪论 11.1现代模具的地位及其重要性 11.2本次模具设计的重点和难点 1第2章冲压件形状和工艺方案分析 32．1工艺性分析 32.2技术、经济综合分析比较和工艺方案的选择 42.2.1技术、经济综合分析 42.2.2模具结构型式的合理性分析 52.2.3工艺方案的确定 6第3章落料冲孔复合模的设计 73.1复合模总体结构的初步设计 73.2零件的工艺计算 73.2.1冲压件的尺寸参数 73.2.2搭边值的确定 83.2.3毛坯的排样方式 83.2.4条料宽度的确定 93.3冲裁力的计算及冲压设备的选择 103.4压力中心计算 113.5凸凹模刃口尺寸确定 123.5.1冲孔时凸凹模刃口尺寸计算 123.5.2落料时凸凹模刃口尺寸计算 13第4章冲压设备的选用及其参数 16第5章冲裁模主要零部件的设计及选用 175.1落料凹模的设计 175.2凸凹模的设计 195.3冲孔凸模的设计 20第6章其他零部件的设计及选用 256.1卸料装置的尺寸选择 256.1.1卸料装置的选择 256.1.2弹性元件的设计 256.1.3推件装置的选择 256.2定位零件的选取 266.3模架及其它零件的选择 26第7章模具的闭合高度 28第8章弯曲模的设计 298.1弯曲工艺性分析 298.1.1材料分析 298.1.2结构分析 298.2弯曲件毛坯尺寸的计算 308.3弯曲力计算 318.4弯曲模主要工作零部件的设计 328.4.1凸凹模圆角半径的确认 328.4.2凹模工作部分深度 338.4.3凸、凹模间隙的确定 348.4.4凸、凹模宽度的计算及其公差 348.5弯曲模的结构设计 358.6弯曲模其它零部件的选用 35结论 38参考资料： 39致谢 40PAGE2第1章绪论现代模具的地位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广泛应用。某些发达国家的模具总产值以超过机床工业的总产值在这些国家，模具工业已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了较大的发展，模具制造工艺和生产装备智能化程度越来越高，极大地提高了模具制造的精度、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，更多的依靠各种高效、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。1.2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查资料手册的能力，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。为了达到设计的规范化，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上对材料加压，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、获得显著的经济效益。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成一个工序。冲压对材料的的主要要求有：(1)好的冲压性能；(2)良好的表面质量；(3)符合国标规定的厚度公差；本课题应用了冲裁和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。弯曲：是指将金属材料弯成一定形状和角度的工艺方法。常见的有V型、U型和一些其它形状的弯曲件。第2章冲压件形状和工艺方案分析工艺分析包括技术和经济两方面内容。在技术方面，根据产品图纸，主要分析该冲压件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料姓名、性能等因素是否符合冲压工艺的要求；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得经济效益。图2-1冲压工件三维图2．1工艺性分析（1）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是最普通的材质，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配合，用途最广泛。（2）精度分析：，零件图上的尺寸除了四个孔的尺寸有偏差外，其他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：Ø60+0。10Ø80+0。10但四个孔的中心距之间有尺寸要求，因此需要一次一起成型。（3）结构分析：工件结构形状简单，左右对称，对弯曲成形较为有利，制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序。（4）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，保证磨具的复杂程度和模具的寿命。2.2技术、经济综合分析比较和工艺方案的选择技术、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冲裁模。单工序冲裁模又称简单模，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，而最后将零件成形并与条料分离的冲模。

连续模是目前利用比较多的冲模结构，其主要优点在于：①生产效率较高；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；连续模的结构一般都比较复杂，与一般冲模相比制造困难。（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。如下优点：冲压后的工件内孔对外形的同心度较高，一般可达±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IT11-IT12级精度③④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，决定选用复合模。模具结构型式的合理性分析合理的模具结构型式应尽可能满足以下要求：

①能冲击符合技术要求的工件

②能提高生产率

③模具制造和修磨方便

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。工艺方案的确定零件为U型弯曲件，该零件的生产工序包括落料，冲孔，弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案：落料——冲孔——弯曲；采用三套单工序模冲压落料冲孔——弯曲；采用落料冲孔连续模冲压，再采用弯曲单工序模。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。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。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，大于凸凹模允许的最小壁厚6.7mm，故可考虑采用复合膜。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，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为合适。根据分析采用方案(3)复合冲裁。第3章落料冲孔复合模的设计3.1复合模总体结构的初步设计（1）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。（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，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。（3）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。（4）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，该复合模采用后侧导柱的导向方式。3.2零件的工艺计算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64mm×113mm根据计算得冲压件的总面积为S冲孔面积：S=π×3×2=mm2S=π×4×2=mm2落料面积：S=6mm2冲孔落料后的总面积：S=S-S-S=mm2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，有时还有拉入凸、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a1=1.8（mm）,侧搭边值a=2.0(mm)。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：图3-2方案二：图3-3现根据材料利用率公式：=×100%(3-1)式中A——冲裁件面积(mm)；n——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：(mm；B=64+2×2=68mm代入公式（3-1）得η=78.7%对于方案二：(mm)；h=64+1.8=65.8mm；B=113+2×2=117mm代入公式（3-1）得η=79.8%通过比较两方案的材料利用率η<η可得采用方案二进行排样。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。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：B=（D+2a）eq\o(\s\up6(0),\s\do2(-△))(3-2)式中D——条料宽度方向冲裁件的最大尺寸（mm）；a——侧搭边值（mm）；△——尺寸偏差（mm）；其中，D=113mm，a=2mm，条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为—△，根据《冲压工艺与模具设计》表2—19查得条料宽度偏差△=0.7mm。代入公式（3-2）得B=1170-0.7mm3.3冲裁力的计算及冲压设备的选择此工件的的落料周长L=322.01mm，冲孔周长L=6π×2=37.68mm，L=8π×2=50.24mm，材料的厚度为1.5mm，Q235钢的σb=450MPa。根据冲裁力的基本计算公式：F=Ltσb(3-3)式中F——冲裁力（N）；L——冲件周边长度（mm）；t——材料厚度（mm）；σb——材料的抗弯强度（MPa）；对于冲压该零件时所需的落料力：L=322.01mm，t=1.5mm，σb=450MPa代入公式（3-3）得F对于冲6mm孔时所需的冲孔力：L=37.68mm，t=1.5mm，σb=450MPa代入公式（3-3）得FKN对于冲8mm孔时所需的冲孔力：L=50.24mm，t=1.5mm，σb=450MPa代入公式（3-3）得FKN则：F=F+F+F=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：F=KF(3-4)F=KF(3-5)式中K——卸料力系数、；K——推件力系数；根据《冲压工艺与模具设计》表2—22查得K=0.04、K其中F=276.702mm,代入公式（3-4）（3-5）得F=11.07KN，FKNF=F+F+F=KN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～1.8）F，由《冷冲压实用技术》表4—4查得选用公称力为630KN的开式双柱可倾压力机J23—63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，造成刃口和其他零件的损坏，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（3-6）（3-7）计算公式（3-6）（3-7）得：X=，Y=1mm图3-4压力中心图所以模具的压力中心坐标为（）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，2—6mm和2—8mm由冲孔时同时获得。根据《冲压模具与制造》表2—3查得凸、凹模最小间隙Z=，最大间隙Z=,所以Z—Z—0.14=。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，设凸凹模按IT8级制造。冲孔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以下校核公式：+Z—Z（3-8）式中、分别为凸、凹模的制造公差值；对于冲孔mm和mm时，根据《冲压模具与制造》表2—10查得凸凹模的制造公差==0.022mm，磨损系数X取0.5。代入公式（3-8）得：0.1说明所取得的和合适，考虑到零件要求和模具制造情况，可适当放大制造公差：××根据冲孔刃口尺寸计算公式：（3-9）（3-10）式中、——冲孔凸凹模刃口尺寸（mm）；、——冲孔凸凹模的制造公差(mm)；——冲孔件孔的最小极限尺寸（mm）；X——磨损系数△——冲件公差对于孔，把已知和查表的代入公式（3-9）（3-10）得：×）mm=（6.05+0.14）mm得冲孔的凸凹模的刃口尺寸为mm和mm。对于孔，把已知和查表的代入公式（3-9）（3-10）得：×）mm=（8.05+0.14）mm得冲孔的凸凹模的刃口尺寸为=mm和=mm。落料时凸凹模刃口尺寸计算根据落料刃口尺寸计算公式：（3-11）（3-12）式中、——落料凸凹模刃口尺寸（mm）；、——落料凸凹模的制造公差(mm)；——落料件的最大极限尺寸（mm）；X——磨损系数；△——冲件公差；对于落料R3mmm，根据《冲压模具与制造》表2—10查得凸凹模的制造公差==0.022mm，磨损系数X取0.75，X△校核：代入公式（3-8）0.1。说明所取得的和合适，考虑到零件要求和模具制造情况，可适当放大制造公差：××把以上数据代入公式（3-11）（3-12）得：=（3—0.15）=mm—）=mm故落料R3mmm凸凹模的刃口尺寸为：=mm、=mm对于落料R25mmm，根据《冲压模具与制造》表2—10查得凸凹模的制造公差=5mm，磨损系数X取0.75，X△取校核：代入公式（3-8）550.1。说明所取得的和合适。把以上数据代入公式（3-11）（3-12）得：=（25—）=mm=（—）=mm故落料R25mmm凸凹模的刃口尺寸为：=mm、=mm对于落料R386mmm，根据《冲压模具与制造》表2—10查得凸凹模的制造公差=0.06mm，磨损系数X取0.75，X△取校核：代入公式（3-8）0.1。说明所取得的和合适。把以上数据代入公式（3-11）（3-12）得：=（386—）=mm=（—）=mm故落料R386mmm凸凹模的刃口尺寸为：=mm、=mm对于落料64mmm，根据《冲压模具与制造》表2—10查得凸凹模的制造公差=0.03mm，磨损系数X取0.75，X△取校核：代入公式（3-8）0.1。说明所取得的和合适。把以上数据代入公式（3-11）（3-12）得：=（64—）=mm=（—）=mm故落料64mmm凸凹模的刃口尺寸为：=mm、=mm第4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J23—63，其主要技术参数如下：表4-1J23—63参数公称压力（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）设备外形尺寸（前后/左右/高度）（mm）1700/1373/2750设备总质量（Kg）4800第5章冲裁模主要零部件的设计及选用5.1落料凹模的设计图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（5-1）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（15～20）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（5-1）得：H=×113=mm，则凹模厚度取H=40mm凹模壁厚的确定公式为：C=(1.5~2)H（5-2）把数据代入公式（5-2）得：C=1.5×40~2×40=60~80mm，则凹模壁厚取C=60mm凹模宽度的确定公式为：B=b+2C（5-3）把数据代入公式（5-3）得：B=113+2×60=233mm，则凹模宽度取B=250mm凹模长度的确定公式为：L=+2C（5-4）把数据代入公式（5-4）得：L=64+2×60=184mm；则凹模长度取L=200mm综上得：凹模轮廓尺寸为250mm×200mm×40mm。凹模材料选用Cr12，热处理60~64HRC。表5—1矩形和圆形凹模的外形尺寸矩形凹模的宽度（mm）和长度（mm）B×L矩形和圆形凹模厚度（mm）H63×5063×6310、12、14、16、18、2080×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×8012、14、16、18、120、22125×100、125×125、140×80、140×8014、16、18、20、22、25140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×12516、18、20、22、25、28160×160、200×140、200×160、250×125、250×14016、20、22、25、28、32200×200、250×160、250×200、280×16018、22、25、28、32、35250×250、280×200、280×250、315×20020、25、28、32、35、40315×25020、28、32、35、40、45凸凹模的设计对于凸凹模的设计材料取Cr12MoV,HRC58-62。凸凹模长度公式为：L=H+H+H+h（5-5）式中H——凸凹模固定板高度（mm）；H——卸料板高度（mm）；H——弹性元件高度（mm）；h——凸凹模伸出卸料板高度（mm）；根据H～0.8）H，取H=18mm，查表得卸料板高度H取8mm，H=20mm，h=4mm。把数据代入公式（5-5）得L=18+8+20+4=50mm图5-2凸凹模冲孔凸模的设计设计冲孔mm凸模时，外形尺寸如下图：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HRC56-60， 形状与尺寸参考《冲压工艺与模具设计》图2-52A型标准圆形凸模。凸模长度L的计算公式：L=h+H（5-6）式中h——凸模固定板的厚度（mm）H——凹模的高度（mm）由于h～0.8）H,取h=20mm把以上数据代入公式（5-6）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，故进行强度校核。（1）压应力的校和：根据压应力校荷公式：（5-7）式中——凸模最小直径（mm）；t——毛坯厚度(mm)；————3倍；其中：t=，材料为Q235钢得取=373MPa，=736MPa把以上数据代入公式(5-7)得:=4××373/736=3mm，所以强度满足。（2）弯曲应力的校和：根据弯曲应力公式：（5-8）式中——凸模允许的最大自由长度（mm）；F——冲裁力(N)；代入公式得：=90×=，所以满足刚度要求。设计冲孔mm凸模时，外形尺寸如下图：图5-4冲孔凸模选取冲孔凸模的材料为T10A热处理淬硬，硬度HRC56-60，形状与尺寸参考书《冲压工艺与模具设计》图2-52A型标准圆形凸模。凸模长度L的计算公式：L=h+H（5-8）式中h——凸模固定板的厚度（mm）H——凹模的高度（mm）由于h～0.8）H,取h=20mm得：L=40+20=60mm长的凸模。由于凸模长为60mm，工作部分的直径为8.05，属于细长凸模，故进行强度校核。（1）压应力的校和：根据压应力校荷公式：（5-9）式中——凸模最小直径（mm）t——毛坯厚度(mm)——～3倍。其中：t=1.5mm，材料为Q235钢得取=373MPa，=736MPa代入公式得=4××373/736=3mm，所以强度满足。（2）弯曲应力的校和：根据弯曲应力公式：（5-9）式中——凸模允许的最大自由长度（mm）F——冲裁力(N)代入公式得：=90×=，所以满足刚度要求。第6章其他零部件的设计及选用卸料装置的尺寸选择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，8×，数量为4个。×200×10，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H8/d96.1.2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个圆筒形聚氨酯弹性体作为弹性元件，设计弹性元件高度H=20mm，模具安装时橡胶预先压缩10%。橡胶压缩时产生的压力公式：F=A×p（6-1）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2-35结合橡胶压缩量查得单位压力为2MPa.把数据代入公式公式（6-1）得：A==1300mm2橡皮高度与直径之比为h/D=20/38≤h/D≤6.1.3推件装置的选择推件选用标准推件方式，材料均为45号钢。×110×30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。×4×3定位销的选用：1)固定上模架、凹模、凸模固定板和垫板：Φ6 2)固定下模架、凸凹模固定板：Φ6模架及其它零件的选择（1）模柄

结构形式：参考《冲压工艺与模具设计》图2-87（C）图的凸缘式模柄结构,材料为Q235。尺寸根据压力机选取：d=50mm D=100mmh=78mmh2=11mmd2=18mm d3=11mmD（2）固定板与垫板

凸模固定板厚度取20mm,材料采用Q235凸凹模固定板厚度取20mm，材料采用Q235垫板厚度为15mm，材料采用45钢，热处理为淬硬，HRC43-48（3）模架

根据《冲压工艺与模具设计》图2-81选取凹模周界L=200mm ，B=250mm参考压力机h的范围为240mm≤h≤285mm选取 上模架250×200×50 mm(GB2855.5-81) 下模架250×200×65 mm (GB2855.6-81) 导柱A20h5×230mm (GB2861.1-81) 导套A20H6×125×48 mm (GB2861.6-81)选取20# 热处理渗碳、淬火。硬度HRC58-62渗碳层深度。（4）螺钉的选用根据《冲压工艺与模具设计》表2-36可得

1)联接上模架、凹模、凸模固定板和垫板：M8 2)联接下模架、凸凹模固定板：M83)卸料螺钉：M8第7章模具的闭合高度该模具的闭合高度为H=H+H+H+L+H-h（7-1）式中H——上模座厚度（mm）；H——下模座厚度（mm）；H——垫板厚度（mm）；L——凸模长度（mm）；H——凹模厚度；h——凸模冲裁后进入凹模的深度，其中：H=50mm，H=65mm，H=10mm，L=60mm，H=40mm，h=5mm把数据代入公式（7-1）得：H=50+10+60+40+65-5=220（mm）可见该模具闭合高度小于所选压力机J23—63的最大装模高度（280）可以使用。第8章弯曲模的设计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，弯曲件的工艺设计材料、结构工艺和弯曲件的精度内容。图8-1材料分析该工件所用材料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。结构分析（1）最小弯曲半径：根据弯曲半径公式：r=(1-2ψmax)/2ψmaxψ=δ/(1+δ)（8-1）式中：δ——延伸率；ψ——端面收缩率；查得Q235的延伸率δ=21-25%代入公式（8-1）得最小弯曲半径r=mm（2）弯曲件直边高度h=mm>>2t，所以满足弯曲条件,可以一次弯曲成功。（3）弯曲件孔边距S=8mm>t，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90o的弯曲件，所有尺寸精度均未标注公差，而当r/t<5时，可以不考虑圆角半径的回弹，所以该工件符合普通弯曲的经济精度要求。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。弯曲件毛坯尺寸的计算根据相对弯曲半径公式：R/t=2/1.5=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，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β（mm）。β=r0+kt(8—2)式中：r0——内弯曲半径（mm）；t——材料厚度（mm）；k——中性层系数根据《模具设计基础及模具CAD》表3—代入式（8—2）得：β×结合图8—×2+26+××π×，取L=64mm。弯曲力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FJ和顶件力FD还有自由弯曲力FZ校正弯曲时的弯曲力比自由弯曲力大得多，一般为：FJ=Aq,（8-3）式中FJ——校正弯曲力（N）；A——校正部分在垂直于凸模运动方向上的投影面积（mm）；q——单位面积校正力（MPa）；由《冲压工艺与模具设计》表3-11查得q=60MPa，A=（15×113）mm代入公式（8-3）得：FJ=15×113×60=101.7kN在自由弯曲时的弯曲力为：FZ=（8-4）式中FZ——自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力（N）；B——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；σb——弯曲拆料的抗拉强度(MPa)把数据代入公式（8-4）得FZ=顶件力：FD=(0.3~0.8)FZ×对于校正弯曲，由于校正弯曲比顶件力大得多，故一般FD可以忽略不计，即：F压力机>FJ+FZ=+41.65=KN。为防止弯曲设备的超载，可按公称压力F（1.1～1.2）F，由《冷冲压实用技术》表4—4查得选用公称力为160kN的开式双柱可倾压力机J23—16。其主要技术参数如下表所示：表8-1压力机J23—16参数公称压力（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）180连杆调节长度（mm）45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）设备外形尺寸（前后/左右/高度）（mm）1130/921/1890设备总质量（kg）1055弯曲模主要工作零部件的设计凸凹模圆角半径的确认（1）凸模圆角半径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，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即（2）凹模圆角半径凹模圆角半径的大小影响弯曲力、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，=（3～6）tt=2～4mm时，=（2～3）tt4mm时，=2t查表取为5mm。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》表3-13查得高出值h0=4mm。查表3-14得凹模工作部分深度为20mm如下图所示：图8-2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（8-5）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3-15查得C=0.05，，代入公式（8-5）×凸、凹模宽度的计算及其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：（8-6）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：（8-7）式中——弯曲凸、凹模宽度尺寸（mm）；——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(IT7～IT9)标准公差等级，一般取（1/3～1/4）Δ；根据图8-1可知L=15mm，按IT14级精度选取△mm，按IT9级精度选取δmm代入公式（8-6）（8-7）得：凹模宽度：=mm=mm凸模宽度：=mm=mm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)毛坯放入到模具上和压弯后从模具中取出工件要方便。8.6弯曲模其它零部件的选用(1)凸模凸模材料选择T10A热处理为淬硬，HRC58-60(2)凹模凹模材料选择T10A热处理为淬硬，HRC58-60(3)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中始终处于一个稳定的压力之下，