V形彎曲模具設(shè)計(jì)

1、題 目： V形彎曲模具設(shè)計(jì)姓 名： 灬焚書灬學(xué) 號(hào)： 89757系 別： 材料工程系專 業(yè)： 材料成型及控制工程專業(yè)年 級(jí)： 2015級(jí)指導(dǎo)老師：浮生、流年塑性成形工藝課程設(shè)計(jì)2015年7月32日目 錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)書12、沖壓工藝分析12.1 材料分析12.2 工藝分析12.3 彎曲件的工序安排13、彎曲模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23.1 模具類型的選擇23.2 操作與定位方式23.3 卸料與出件方式24、彎曲模具工藝與設(shè)計(jì)分析24.1 彎曲工件毛坯尺寸計(jì)算24.2 彎曲力的計(jì)算34.3 壓彎時(shí)的頂件力和卸料力44.4 彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位的選擇45、彎曲模具零件設(shè)計(jì)45.1 凸模與凹模工作部位設(shè)計(jì)45.1

2、.2 凸模與凹模的圓角半徑45.1.3 彎曲模凹、凸模間隙55.1.3 彎曲凸、凹模刃口尺寸及公差65.2 凹模尺寸設(shè)計(jì)65.3 模座的選擇85.4 墊板規(guī)格的的選擇85.5 固定板的選擇95.6 定位板的設(shè)計(jì)105.7 凸模設(shè)計(jì)105.8 模柄的選擇115.9 螺釘、銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)115.9.1 螺釘、銷釘?shù)倪x擇115.9.2 螺釘、銷釘孔確定115.9.3 螺釘、銷釘位置確定116、沖壓設(shè)備的選擇126.1 閉合高度的確定126.2 壓力機(jī)設(shè)備的選用137、課設(shè)小結(jié)14參考文獻(xiàn)151、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：V形彎曲模具設(shè)計(jì)工件圖：如圖1材料 ： Q235 厚度 ： 1mm技術(shù)要求： 小批量，零件

3、公差按IT14選取圖 1：工件圖2、沖壓工藝分析2.1 材料分析Q235號(hào)鋼為普通碳素結(jié)果鋼，性質(zhì)較軟，具有較好的彎曲性能，彈性模量E=200220GPa ，抗拉強(qiáng)度b=375500MPa。2.2 工藝分析該彎曲件外形簡(jiǎn)單，精度要求不高，工件厚度小，可以采用單工序模彎曲，且定位精度易保證。2.3 彎曲件的工序安排參考冷沖模設(shè)計(jì) P136可一次壓彎成形。3、彎曲模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 模具類型的選擇沖壓工藝分析可知，采用單工序沖模，所以采模具類型為單工序模。3.2 操作與定位方式零件小批量生產(chǎn)，安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn)，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。零件尺寸較小，厚度

4、較小，宜采用定位板定位。3.3 卸料與出件方式因?yàn)楣ぜ虾駷?mm，相對(duì)較薄，卸料力不大，故可采用彈性料裝置卸料。3.4 導(dǎo)向方式的選擇導(dǎo)向零件是用來(lái)保證上模相對(duì)于下模的正確運(yùn)動(dòng)。對(duì)生產(chǎn)批量較大、零件公差要求較高、壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都采用導(dǎo)向裝置。模具中應(yīng)用最廣泛的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。該模具生產(chǎn)批量不大，工件變形彎曲簡(jiǎn)單，彎曲力較小，可以不采用導(dǎo)向裝置。4、彎曲模具工藝與設(shè)計(jì)分析4.1 彎曲工件毛坯尺寸計(jì)算工件屬于有圓角半徑的彎曲件，毛胚展開(kāi)長(zhǎng)度為： 公式 1式中 L彎曲件板料長(zhǎng)度 l直線線部分的各段長(zhǎng)度； l圓弧圓弧部分的長(zhǎng)度； X中性層系數(shù)。r/t=12/1=128,查-P131-表5.5

5、得中性層系數(shù)x=0.5，按公式1計(jì)算板料的展開(kāi)長(zhǎng)度得： =40+=66.18mm圖 2：板料展開(kāi)圖4.2 彎曲力的計(jì)算彎曲力受材料力學(xué)性能，零件形狀與尺寸，彎曲方式，模具結(jié)構(gòu)形狀與尺寸等多種因素的影響，很難用理論分析方法進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。因此，在生產(chǎn)中均采用經(jīng)驗(yàn)公式估算彎曲力，以便作為彎曲工藝設(shè)計(jì)和選擇沖壓設(shè)備的理論。查冷沖模設(shè)計(jì)P133可得v形件彎曲力：公式 2其中 F自沖壓行程結(jié)束時(shí)的自由彎曲力（N）； K安全系數(shù)，一般取K=1.3； B彎曲件的寬度（mm）； t彎曲材料的厚度（mm）； r彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（mm）； b材料的強(qiáng)度極限（MPa）。根據(jù)圖1可得：b=40mm；t=1mm；r=1

6、2mm查閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P37，表2-3可得=450MPa。代入公式2得 4.3 壓彎時(shí)的頂件力和卸料力壓彎時(shí)的頂件力和卸料力FQ值近似取彎曲力的30%80%即： 所以 FQ=0.81080=864 N 4.4 彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位的選擇自由彎曲時(shí)，壓力機(jī)的噸位F為： FF自+FQ1080+864=1944 N5、彎曲模具零件設(shè)計(jì)5.1 凸模與凹模工作部位設(shè)計(jì)5.1.2 凸模與凹模的圓角半徑在材料彎曲變形結(jié)束，工件不受外力作用，由于彈性恢復(fù)，使彎曲件的角度、彎曲半徑與模具的形狀尺寸不一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。彎曲回彈表現(xiàn)為1：彎曲半徑增大；2：彎曲件角度增大。材料的屈服點(diǎn)b愈高，彈性模量E愈小

7、，彎曲回彈愈大。當(dāng)r/t10，彎曲相對(duì)半徑較大，工件不僅有角度回彈，彎曲半徑也有較大的回彈?？捎上旅婀降贸觯汗?3公式 4其中：r 工件的圓角半徑（mm）；r凸凸模的圓角半徑（mm）；a彎曲件的角度（）；凸彎曲凸模的角度（）；t板料的厚度（mm）；E彎曲材料的彈性模量(MPa)； s彎曲材料的屈服點(diǎn)（MPa）。R/t=12/1=1210加工的板料有角度回彈和半徑回彈，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P4 表2-3得Q235號(hào)鋼材的彈性模量為200-22010MPa，取值E=21010MPa代入公式3，公式4得 mm所以，5.1.3 彎曲模凹、凸模間隙對(duì)于V型件，凹模與凸模之間的間隙是由調(diào)節(jié)壓力機(jī)的

8、裝模高度來(lái)控制的，所以Z=t=1(mm)。5.1.3 彎曲凸、凹模刃口尺寸及公差彎曲凸、凹模工作尺寸的計(jì)算與工件尺寸的標(biāo)注形式有關(guān)。一般原則是：當(dāng)工作標(biāo)注外形尺寸時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上，當(dāng)工件標(biāo)注內(nèi)行尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上，并來(lái)用配作法制模。5.2 凹模尺寸設(shè)計(jì)凹模的工件深度將決定板料的進(jìn)模深度，對(duì)于常見(jiàn)的彎曲件，彎曲時(shí)不需全部直邊進(jìn)入凹模內(nèi)，只有當(dāng)直邊長(zhǎng)度較小且尺寸精度要求高時(shí)，才使直邊全部進(jìn)入凹模內(nèi)，凹模深度過(guò)大，不僅增加模具的消耗，而且將增加壓力機(jī)的工作進(jìn)程，使最大彎曲力提前出線。中小型彎曲件通常都使用模具在機(jī)械壓力機(jī)上進(jìn)行加工，最大彎曲力提起出線，對(duì)壓力

9、機(jī)是很不利的。凹模深度過(guò)小，可能造成彎曲件直邊不平直，降低其精度。因此，凹模的深度要適當(dāng)。由冷沖模設(shè)計(jì)P134 表5-7 取壓邊長(zhǎng)度L0=12，h=20，如圖3。 圖 3：凹模根據(jù)幾何知識(shí)可算出： mm mm根據(jù)表 4-13可得： mm所以： mm由幾何知識(shí)可得 mm 根據(jù)冷沖模設(shè)計(jì)P101可計(jì)算得所以： mm可得： mm mm mm凹模板具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸，查閱沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南P103表4-13取得凹模標(biāo)準(zhǔn)尺寸為：16016040 mm圖 4調(diào)整后得到：mm;；mm，凹模尺寸如圖4。5.3 模座的選擇模座材料采用HT400，模具采用“中間導(dǎo)柱下模座”（簡(jiǎn)圖見(jiàn)沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南圖2-5

10、3），根據(jù)凹模尺寸，選擇凹模周界L=315mm，B=160mm，厚度H=40mm的中間導(dǎo)柱下模座。各部位尺寸詳見(jiàn)沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南P57表2-31因?yàn)楣ぜ坎淮?，變形?jiǎn)單，彎曲力較小，可以不采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。模具工作的時(shí)候，將上模固定在壓力機(jī)上，下模固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上，位置調(diào)整準(zhǔn)確即可對(duì)板料進(jìn)行彎曲加工。為節(jié)省材料，對(duì)下模座進(jìn)行必要加工，兩邊各預(yù)留30mm壓邊尺寸，對(duì)多余部分進(jìn)行切削，加工后下模座規(guī)格為：24016040 mm上模座選擇配套規(guī)格，同理進(jìn)行必要切削加工后的尺寸為 16016032，其余的尺寸詳見(jiàn)沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南P42表2-22。5.4 墊板規(guī)格的的選擇查閱沖壓模具標(biāo)

11、準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南P166對(duì)墊板進(jìn)行選擇。墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸，凹模傳遞的壓力，以降低模板所受的單位壓力，防止模板局部破壞導(dǎo)致模具壽命降低。沖模中最常見(jiàn)為凸模墊板，它被裝在凸模固定板與凹模之間。另外，當(dāng)采用剛性推件裝置，上模板被挖空時(shí)也需加墊板。是否需要墊板，根據(jù)模板承受壓力來(lái)判斷，公式為：公式 5式中： 沖板承受的壓力； F 沖裁力，即凸（凹）模所承受的壓力，N； A 凸（凹）模與上、下模板的接觸面積、即凸（凹）模固定板端面面積；mm2； 模板材料的許用應(yīng)力。其中：F=1944 N，A= (120-40)(20-33.25) = 6920 mm2，=120MPa。代入公式5得： MPa所

12、以，可以不采用墊板。5.5 固定板的選擇固定板（凸、凹模固定板）主要用于固定中、小型的凹模，小型的凸、凹模零件一般通過(guò)固定板間接地固定在模板上，以減少模具鋼的用量。為了保證安裝、固定牢固，固定板必須有足夠的厚度，查沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南P166厚度可以由下面經(jīng)驗(yàn)公式得出 凸模固定板： 凹模固定板： 式中 H 固定板厚度 H0 凹模高度與墊板高度之和 D 凸模與固定板相配合部分的直徑。若凸模與固定板相配合的部分截面為非圓形，則為其截面最大徑。凹模不需要用固定板，凸模與固定板配合部位如圖示：圖 5：凸模和固定板的配合部位所以： mm mm取標(biāo)準(zhǔn)： = 52 mm。固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過(guò)

13、渡配 H7/m6，材料為45#鋼。5.6 定位板的設(shè)計(jì) 定位板的作用是保證板料送料準(zhǔn)確和在模具中的位置正確。材料采用45#鋼，長(zhǎng)和寬尺寸采用模架尺寸，厚度稍高于板料厚度，取H定=2mm，擋料部位及整體尺寸見(jiàn)圖6。圖 6：定位版設(shè)計(jì)圖5.7 凸模設(shè)計(jì) 凸模長(zhǎng)度計(jì)算 (參考冷沖模設(shè)計(jì)P99圖4-44)公式 6式中： H 凸模固定板的厚度；H卸料板的厚度；H定位版的厚度；H凸模進(jìn)入凹模的深度；Y安全距離取值范圍為1520mm。其中：H1=52mm；H2=0mm；H3=2mm;；Y 取16mm；H=H1H2t=16.324mm。 代入公式6得：L=52+2+16.324+16=86.324 mm所以凸

14、模尺寸為：31.094086.324 mm 5.8 模柄的選擇選用旋入式模柄，材料Q235，這種模柄裝配簡(jiǎn)單，適合簡(jiǎn)單模具使用，可較好地保證模柄軸線與上模座的垂直度。它與上模座孔采用H7/m6，屬于過(guò)渡配合，并加防轉(zhuǎn)銷防轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)壓力機(jī)J23-16的相關(guān)參考可知，模柄的外形尺寸為 ： dh=3050 mm參考沖壓模設(shè)計(jì)指導(dǎo)表3-41選擇3256的旋入式模柄回來(lái)再加工至30505.9 螺釘、銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)5.9.1 螺釘、銷釘?shù)倪x擇模座的固定螺釘選擇內(nèi)六角圓柱頭螺釘，根據(jù)沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P132 表5-8選擇M10螺釘。上模座的固定螺釘 4 M10下模座的固定螺釘 4 M10定位板的固定螺

15、釘 4 M6上模座連接銷釘 210下模座連接銷釘 210 5.9.2 螺釘、銷釘孔確定M10內(nèi)六角圓柱螺釘通過(guò)孔的規(guī)格參考沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南 P132 表5-9 可知：D=16.5，d=11.5，H=25，如圖7。5.9.3 螺釘、銷釘位置確定螺釘、銷釘分布要滿足相應(yīng)的尺寸位置要求，孔到邊緣和孔與孔之見(jiàn)的距離要滿足安全距離 查閱沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件與設(shè)計(jì)指南P138 表5-17 得出對(duì)應(yīng)的最小距離，如圖8。圖 7：螺釘孔圖 86、沖壓設(shè)備的選擇6.1 閉合高度的確定模具閉合高度（H閉）是指模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離。H閉=H上模座+H凹模+H凸固+H定位+H下模

16、座+Y公式 7式中： H上模座上模座厚度，取H上模座=32mm；H凹模凹模厚度，取H凹模=40mm；H凸固凸模固定板厚度，取H凸固=52mm； H定位定位板的厚度，H定位=2mm；H下模座下模座厚度，取H下模座=40mm；Y安全距離，取16mm。代入公式7去得：H閉= 32+40+2+52+40+16=182 mm6.2 壓力機(jī)設(shè)備的選用壓力機(jī)是給模具提供壓力的設(shè)備，按照傳動(dòng)方式的不同可以分為機(jī)械壓力機(jī)和液壓壓力機(jī)。模具的公稱壓力為1944N，閉模高度為182mm。查冷沖模設(shè)計(jì)P12 表1-3，確定選擇J23-16開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)。壓力機(jī)的參數(shù)如下： 公稱壓力 160kN 滑塊行程 55m

17、m 滑塊行程次數(shù) 120次/分 最大閉合高度 220mm 滑塊中心線至床身的距離 205mm 模柄孔尺寸 mm 立柱距離 428mm 工作臺(tái)尺寸 380610 mm 7、課設(shè)小結(jié)為期三周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，這是我第二次接觸課程設(shè)計(jì)這樣創(chuàng)新性強(qiáng)的實(shí)踐課。相對(duì)比第一次接觸課設(shè)，這次整個(gè)課設(shè)過(guò)程進(jìn)行起來(lái)較為順利，但整個(gè)課設(shè)過(guò)程還是走了許多彎路，在設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯(cuò)誤，在同學(xué)和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問(wèn)題，這也是我今后努力的方向，我會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，來(lái)豐富自己的知識(shí)。首先，我們對(duì)工件進(jìn)行分析，選擇出最符合的工藝工序，在根據(jù)工件對(duì)模具進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)出整套模具。整個(gè)過(guò)程涉及的知識(shí)不單單是一本書上的，我們要查閱其他相關(guān)書籍，更有甚者，相同的零件在不同的書籍上有不同的標(biāo)準(zhǔn)，我們需要不斷比較最終選擇出最理想的數(shù)據(jù)。整個(gè)過(guò)程，環(huán)環(huán)相扣，一個(gè)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致最終模具不符合要求。課設(shè)，不僅加深了我們對(duì)本專業(yè)知識(shí)的了解，也從實(shí)踐中告誡我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度在以后的工作中是多么重要。通過(guò)這次的模具設(shè)計(jì)，我對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的模具制造工藝學(xué)有了更進(jìn)一步的了解。我們現(xiàn)在對(duì)