冲压模具设计与制造课程-L形弯曲件设计说明书.docx

常州信息职业技术学院模具设计与制造专业冲压模具设计与制造课程弯曲模设计班 级： 模具143 姓 名： xxxxx 学 号： xxxxxxxxx16 指 导 教 师： xxxx 成 绩： 目录零件分析：1零件工艺性能1分析比较和确定工艺方案2毛坯尺寸计算2回弹补偿量的确定4冲压力计算及冲压中心的确定4冲压设备的选择6凸凹模结构设计7凸凹模结构设计10总体结构设计1214零件分析：零件材料Q235，简图如图1所示图1零件工艺性能冲压工艺分析1、材料： Q235，是常见的冲裁材料。零件用的是厚1mm的Q235板。力学性能：抗拉强度 b (MPa)：440470；抗剪强度 (MPa)：310380；伸长率 10 ()： 2125；屈服点s (MPa)：240；Q235为普通碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评适合冲裁加工。2、工件结构：工件形状简单、对称，无悬臂、窄槽及锐的清角，孔边距大于1.5倍工件厚度，孔边距大于凸凹模允许的最小壁厚，最小孔径7.3大于过小孔径，满足冲裁要求。3、尺寸精度：零件图上未注公差，属于自由公差，按IT14级确定工件尺寸的公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。 综上所述，制件具有较好的冲裁性能，适宜采用冲裁加工。弯曲工艺分析该工件材料为Q235为普通素结构钢，较利于弯曲。工件为L形，形状简单、对称，孔边（弯曲线）距Smin=11.753、弯曲直边高度、最小弯曲半径均大于弯曲工艺要求，弯曲坯料上的孔还可以防止弯曲时坯料产生的偏移，弯曲边缘无缺口，尺寸为自由尺寸和表面粗糙度要求一般。因此，其弯曲工艺良好。分析比较和确定工艺方案从零件的结构特点以及冲压变形特点来看，该零件冲压工序性质有冲孔、落料、弯曲三种。工件弯曲部分简单。根据工序性质可能的组合情况，该零件可能的冲压方案有：方案一：先落料，后冲孔，再进行弯曲。采用单工序模生产方案二：冲孔、弯曲、落料，采用复合模生产。方案三：冲孔、切废+弯曲连续冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，模具强度较差，制造难度大。模具各部分的强度、刚度难保证。冲裁与弯曲在一起，模具结构复杂。复合模的维修保养用高。方案三也只需一副模具，生产效率高，将零件结构的内外形分解为简单形状的凸模或凹模，在不同工位上分步逐次冲压，提高了模具强度和模具寿命，操作方便，工件精度也能满足要求。由于工件和孔废料都可由压力机台下排出，操作方便安全，生产效率高，同时连续模上可以利用已冲的孔进行导正销定位，从而保证了工件的精度。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。毛坯尺寸计算弯曲件展开尺寸计算毛坯长度按零件中性层计算。圆弧的中性层位移系数根据查冷冲压工艺与模具制造（表39）得k=0.449,故中5性层曲率半径为：式中 弯曲件中性层曲率半径； r弯曲件内层弯曲半径； t材料厚度； k中性层位移系数；圆弧部分长度s=2.499=3.85垂直部分的直线长度：l1=3底部的直线长度为：l2=25故弯曲件展开长度为：排样：本工件采用直排方案，排样图如下：排样图为节约材料，应合理确定搭边值.查表取搭边a=2，为了保证送料时工件间连接强度工件间搭边值a1=3。材料利用率计算冲压件一个进距的材料利用率：式中：一个布局内零件冲裁件面积，； 一个布局内所需毛坯面积，； 条料宽度，； 送料进距，；此工件的材料利用率为=SS0100=520.8377825.710063.7回弹补偿量的确定r/t=358时，弯曲半径的回弹值不大，因此只考虑角度的回弹。查表-1可得=2.5大变形（r/t5）时弯曲件圆角半径变化很小，而只修正弯曲角。表-1 单角90校正弯曲回弹角材料r/t11223Q215、Q 23511.5021.52.5纯铜、铝、黄铜01.50324冲压力计算及冲压中心的确定冲裁力F=KLt式中 F冲裁力（N）；L冲裁件K系数，取K=1.3t材料厚度材料抗剪强度（MPa）外轮廓周边长度L= 205.74，材料抗剪强度350 MPa，材料厚度1则 F=KLt=205.741.31350=93611N卸料力F卸= K 卸F式中 F冲裁力，单位为N；K 卸卸料力系数，其值为0.0250.060；则 F卸=936110.06=5616.66 N推料力F推= nK推 F 式中 F冲裁力，单位为N；K推推料力系数，其值为0.050；n废料叠加数量，其值为5；则 F推=9361150.050=23402.75 N 顶件力F顶= K顶F式中 F冲裁力，单位为N；K顶顶件力系数，其值为0.14；则 F顶=936110.14=13105.54 N弯曲力的计算自由弯曲力 FZ=0.7KBt2br+t式中： FZ冲压行程结束时的自由弯曲力； K安全系数，一般去K=1.3； B弯曲件的宽度（mm）； t弯曲材料的厚度（mm）； r弯曲件的内弯曲半径（mm）； 材料的抗拉强度（Mpa）。有零件图可知 b=20mmt=1mmr=3mm查表可知 =450Mpa故 FZ=0.7KBt2br+t=0.71.32014501+3=2047.5N由于L形弯曲，其自由弯曲力为U形弯曲的一半，所以自由弯曲力为1023.75N。顶件力和卸料力Fd或Fy值可近似去自由弯曲力的30%80%，即Fd=（0.30.8）FZ=0.31023.75=307.125N校正弯曲力校正弯曲力有公式： Fj=qA式中： Fj校正弯曲时的弯曲力（N）； A校正部分的垂直投影面积（）； q单位面积上的校正力（Mpa）。经计算得A=60经查表得p=30Mpa Fj=qA=4830=1440N 考虑到回弹补偿，故采用校正弯曲，本工件采用卸料板，故可省去压料板，所以卸料力不计算在内。则 F弯=Fj=1440N则F冲压=F冲裁+F卸+F推+F弯=93611+5616.66+23402.75+1440=124070.41N冲压中心由AUTOCAD得冲裁得质心: X: 1699.2670 Y: 1550.5883。 根据 X=F弯X1+F弯X2F冲压 Y=F弯Y1+F弯Y2F冲压X=F弯X1+F弯X2F冲压=720(41.4175+53.4175)124070.41 0.55mmY=F弯Y1+F弯Y2F冲压= 72012.3579124070.410.07mm。则弯曲模的压力中心为1699.817，1550.5183冲压设备的选择模具采用160KN开式压力机。选用开式双柱可倾式压力机（J23-160）,其部分参数如下：开式双柱可倾式压力机参数表公称压力160KN滑块行程70mm行程次数115次/min连杆调节长度80mm最大装模高度220mm装模高度调节量60mm工作台尺寸前后左右300mm450mm模柄孔尺寸直径深度3050mm机身可最大倾斜角30立柱间距离260mm垫板厚度60mm凸凹模结构设计冲裁间隙的确定工件断面精度等级型断面合理双面间隙范围t%1%刃口计算方式配合加工最小合理单面间隙mm0.1落料Dd=（Dmax-x）+d0DP=( Dd-Zmin) 0-p=( Dmax-x-Zmin) 0-p冲孔dp=（dmin+x）0-pdd=( dp +Zmin)+d0 =( dmin+x+Zmin) +d0孔心距Ld=（Lmin+0.5）0.125式中 Dd落料凹模基本尺寸（）；Dmax落料件最大极限尺寸（）；dmin冲孔件孔的最小极限尺寸（）；Ld同一工步中凹模孔距基本尺寸（）；Zmin凸、凹模最小初始双向间隙（）；p凸模下偏差，按IT6IT7选取或查规则形状凸、凹模的刃口尺寸偏差表；d凹模上偏差，按IT6IT7选取或查规则形状凸、凹模的刃口尺寸偏差表；x为磨损系数，按刃口尺寸计算原则选取或查磨损系数x表；规则形状凸、凹模的刃口尺寸偏差（mm）公称尺寸/mm凸模偏差p凹模偏差d1818303080-0.020+0.020+0.025+0.03080120-0.025+0.035磨损系数x料厚t/mm非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差 /mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.500.240.2440.300.310.590.600.300.30查磨损系数x表得x=0.75；冲孔凸模刃口计算B7.3p=dmin+x=7.3+0.750.360-0.02=7.57-0.02 0切废凸模刃口计算B20p=dmin+x=20+0.750.520-0.02=20.39-0.02 0B3p=dmin+x=3+0.750.250-0.02=3.188-0.02 0B4p=dmin+x=4+0.750.30-0.02=4.225-0.02 0B10.85p=dmin+x=10.85+0.750.360-0.02=11.12-0.02 0B14.85p=dmin+x=14.85+0.750.430-0.02=15.173-0.02 0B23p=dmin+x=23+0.750.520-0.02=23.39-0.02 0B6p=dmin+x=6+0.750.30-0.02=6.225BR10=Rmin+x=10-0.750.360-0.02=10.27-0.02 0B2p=dmin+x=2+0.750.250-0.02=2.188-0.02 0凸模刃口图如下：实际生产，工件为小批量生产，凸模尺寸可以为工件的基本尺寸。弯曲部分工作部件尺寸计算rt=210，相对圆角半径较小。r=2mm ， rmin=0.5mm式中 r为工件弯曲半径，rmin为Q235最小弯曲半径。因为有公式rd=rrmin，所以凹模圆角半径rd=2mm。则凸模圆角半径，根据当 r4mm,rp=2t;则此工件,rp=3mm。凹模深度根据冷冲压工艺与模具设计表3-20，知凹模深度15mm，则凹模总体厚度为20mm。弯曲模间隙的确定根据公式 z=tmax+xt=t+xt式中 z弯曲模凸、凹模单边间隙（）；t工件材料厚度（）；工件材料厚度的正偏差（），可查冷冲压工艺与模具设计附录F得到；x间隙系数，可查冷冲压工艺与模 具设计表3-22（）；则 z=2.12+0.05=2.17mm,考虑到回弹修正，取。z=0.952.17=2.062mm弯曲模工作部分尺寸与公差取工件精度等级为IT14级，取模具精度等级为IT9级。本工件为L形弯曲件，弯曲的凸凹模尺寸未定。可取凹模尺寸10，凸模与凹模相距一个间隙2.062，区凸模工作尺寸为6。尺寸结构图如下：凸凹模结构设计凹模结构设计如图凹模凸模结构设计如图 左 冲孔凸模 右 切断凸模切废凸模弯曲凸模总体结构设计送料装置模具采用自动送料机送料，简单方便。定距装置模具采用自动送料机进行定距送料。定位装置模具采用，采用导料销倒料、两个导正销进行精定位。弯曲工位，采用一个定位销，进行防偏定位卸料装置模具采用弹性卸料板卸料。导向装置模具采用四角导柱，进行导向。导柱、导套结构图如下：导柱、导套其它结构模具采用，反侧压块对弯曲凸模进行保护。模柄裁直径为30的压入式模柄。如下图所示模柄