彎曲模課程設計

四直角彎曲件彎曲模具設計說明書班級材料134學號201306404姓名楊江峰指導教師李一楠目錄一、模具設計的內(nèi)容 2二、設計要求 2三、模具設計的意義 2四、彎曲工藝簡介 3（一）、彎曲工藝的概念 3（二）、彎曲的基本原理 3（三）、彎曲件的質(zhì)量分析 4（四）、彎曲件的工藝性 5五、設計方案的確定 6（一）、彎曲件工藝分析 6（二）、彎曲件坯料展開尺寸的計算 7（三）、彎曲力的計算與壓力機的選用 7（四）、彎曲模工作部分尺寸設計 10六、模具整體結(jié)構(gòu) 15七、總結(jié) 16八、參考文獻 17一、模具設計的內(nèi)容設計一副如下圖所示彎曲件的成形模型，主要考慮其彎曲模的設計：二、設計要求1．設計計算說明書1份2．主要零件圖4張3．模具裝配圖1份三、模具設計的意義沖壓成形工藝與模具設計是材料成型機控制工程專業(yè)的專業(yè)基礎課程。通過模具的課程設計使學生加強對課程知識的理解，在掌握材料特性的基礎上掌握金屬成形工藝和塑件成型工藝，掌握一般模具的基本構(gòu)成和設計方法，為學生的進一步發(fā)展打下堅實的理論、實踐基礎。四、彎曲工藝簡介（一）、彎曲工藝的概念把板料、管材或型材等彎曲成一定曲率或角度，并得到一定形狀的沖壓工序成為彎曲。用彎曲方法加工的零件種類非常多，如汽車縱梁、自行車車把、儀表電器外殼、門搭鉸鏈等。最常見的彎曲加工是在普通壓力機上使用彎曲木壓彎。（二）、彎曲的基本原理以V形板料彎曲件的彎曲變形為例進行說明。其過程為：

1、凸模運動接觸板料（毛坯）由于凸、凹模不同的接觸點力作用而產(chǎn)生彎矩，在彎矩作用下發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生彎曲。

2、隨著凸模繼續(xù)下行，毛坯與凹模表面逐漸靠近接觸，使彎曲半徑及彎曲力臂均隨之減少，毛坯與凹模接觸點由凹模兩肩移到凹模兩斜面上。（塑變開始階段）。

3、隨著凸模的繼續(xù)下行，毛坯兩端接觸凸模斜面開始彎曲。（回彎曲階段）。4、壓平階段，隨著凸凹模間的間隙不斷變小，板料在凸凹模間被壓平。

5、校正階段，當行程終了，對板料進行校正，使其圓角直邊與凸模全部貼合而成所需形狀。（三）、彎曲件的質(zhì)量分析在實際生產(chǎn)中，彎曲件的質(zhì)量問題有：拉裂、截面畸變、翹曲及回彈?；貜検窃O計彎曲件的主要考慮因素之一。1.彎曲件的回彈回彈——常溫下的塑性彎曲和其它塑性變形一樣，在外力作用下產(chǎn)生的總變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。當彎曲結(jié)束，外力去除后，塑性變形留存下來，而彈性變形則完全消失。彎曲變形區(qū)外側(cè)因彈性恢復而縮短，內(nèi)側(cè)因彈性恢復而伸長，產(chǎn)生了彎曲件的彎曲角度和彎曲半徑與模具相應尺寸不一致的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為彎曲件的彈性回跳（簡稱回彈）彎曲件的回彈現(xiàn)象通常表現(xiàn)為兩種形式：一是彎曲半徑的改變，由回彈前彎曲半徑r0變?yōu)榛貜椇蟮膔1。二是彎曲中心角變變，由回彈前彎曲中心角度α0（凸模的中心角度）變?yōu)榛貜椇蟮墓ぜ嶋H中心角度α12.影響回彈的主要因素1）材料的力學性能2）相對彎曲半徑r／t3）彎曲中心角α4）彎曲方式及彎曲模板料5）彎曲件形狀6）模具間隙3．減少回彈的措施1）選用合適的彎曲材料2）改進彎曲工藝3）改進零件的結(jié)構(gòu)設計4）改進模具結(jié)構(gòu)4.回彈值的確定由于R/t=1<5，屬于大變形。大變形（r/t<5）時彎曲件圓角半徑變化很小，而只修正彎曲角。單角90°校正彎曲回彈角材料R/t≤11~22~3Q215、Q2351~1.5°0~2°1.5~2.5°純銅、鋁、黃銅0~1.5°0~3°2~4°模具設計時，當彎曲件彎曲角為=90°時，取凸模角度T=-。該彎曲件彎曲角都為90°，其回彈角查表得=2°,則T=-=88°。（四）、彎曲件的工藝性1．最小彎曲半徑在保證外層纖維不發(fā)生破壞的條件下，所能彎曲零件內(nèi)表面的最小圓角半徑，稱作彎曲件的最小彎曲半徑，表示彎曲時的成形極限。由于該材料為H62查手冊得其rmin/t=0.8,故r=2mm滿足最小彎曲半徑的要求。2、彎曲件直邊高度彎曲件的彎曲邊高度不宜太小，h>R+2t，如彎曲邊高度太小，則難以形成足夠的彎矩。3.孔邊距離如果彎曲毛坯上有預先沖制的孔，為使孔型不發(fā)生變化，必須使孔置于變形區(qū)之外，即孔邊距L應符合以下關(guān)系：當t<2mm時，L>=t；t>=2mm，L>=2t。4.形狀與尺寸的對稱性彎曲件的形狀與尺寸應盡可能對稱，高度也不應相差太大。五、設計方案的確定（一）、彎曲件工藝分析該彎曲件名為帶孔的四直角相反彎曲對稱件，尺寸無精度要求，材料是H62，黃銅。采用復合模沖壓成形，其需要經(jīng)過三道工序完成：落料、復合彎曲、沖兩側(cè)孔。落料工序已經(jīng)在上道工序中沖制完成。本模具是完成1個U形和2個V形彎曲的沖壓工藝，彎曲角都是90°。（二）、彎曲件坯料展開尺寸的計算1．中性層的確定由于中性層的長度在彎曲變形前后不變，其長度就是彎曲件坯料展開尺寸的長度。而欲求中性層長度就必須找到其位置，用曲率半徑0表示。中性層位置與板料厚度t、彎曲半徑r、變薄系數(shù)等因素有關(guān)，在實際生產(chǎn)中為了使用方便，通常用下面的經(jīng)驗公式來確定中性層的位置：0=r+xt式中：0——中性層半徑；r——彎曲件內(nèi)彎半徑；有色金屬彎曲90°時的應變中性層系數(shù)xR/t0.50.82.03.04.05.0x0.250.300.350.400.450.50從彎曲件圖可以看到：圓角半徑都為r=2mm，板料厚度t=2mm，查表得x=0.31，則中性層半徑為：0=r+xt=2+0.31×2=2.62mm2.毛坯展開尺寸計算由于圓角半徑r>0.5t所以毛坯展開長度等于彎曲件直線部分長度與彎曲部分中性層展開長度的總和，即L=li+/2x(ri+xt)=11+11+40+4+4-4+4+8x0.31=81mm（三）、彎曲力的計算與壓力機的選用1．彎曲力的計算彎曲力是指彎曲件在完成預定彎曲時所需要的壓力機施加的壓力，是設計沖壓工藝過程和選擇設備的重要依據(jù)之一。彎曲力的大小與毛坯尺寸、零件形狀、材料的機械性能、彎曲方法和模具結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)，理論分析方法很難精確計算，在實際生產(chǎn)中常按經(jīng)驗公式進行計算。自由彎曲時的彎曲力公式F自=CKBt2b/r+tC—與彎曲形式有關(guān)的系數(shù)，對于V形件C取0.6；對于U形件C取0.7；K—安裝系數(shù)，一般取1.3；B—料寬（mm）；t—料厚（mm）；r—彎曲半徑（mm）；b—材料強度極限（MPa）。校正彎曲公式F校=pAp—單位面積上的校正力（MPa）；A—校正面垂直投影面積（mm2單位校正壓力p的數(shù)值材料厚度t（mm）<33~10鋁30~4050~60黃銅60~8080~10010~2080~100100~1203）計算

本彎曲件彎曲部分，其中兩處V形彎曲，一處U形彎曲。材料H62的b=600Mpa。V形彎曲力：Fv=0.6×1.3×10×U形彎曲力：Fu=0.7×1.3×10×F總=2Fv+Fu=2×4680+5460=14820N總彎曲力：F頂=0.5F總=7410N校正彎曲力：查表取p=70Mpa，F(xiàn)校=70×70×10=49000N2.壓力機的選用型號公稱壓力（KN）滑塊行程（mm）行程次數(shù)（/min）最大閉合高度（mm）閉合高度調(diào)節(jié)量(mm)工作臺尺寸（mm）墊板尺寸（mm）模柄孔尺寸（mm）J23-3.1531.52517012025前后160左右250厚度30孔徑110直徑?深度40壓力機的選取總原則：壓力機的公稱壓力必須大于彎曲時的所有工藝力之和。由于本模具是利用凹模的擺動，使毛坯在壓力機滑塊下壓時一次彎曲成形。但這類彎曲模存在一個共同的弊病，這就是彎曲回彈較大，很難實現(xiàn)校正彎曲。因此該模具的壓力機選擇主要考慮自由彎曲力，由經(jīng)驗公式得：F壓力機≥1.3（F總+F頂）≈28.9KN由上述可知，該彎曲件彎曲所需的壓力是28.9KN，查取模具設計手冊，可選取具有以上規(guī)格的壓力機。

沖模的閉合高度是指滑塊在下死點即模具在最低工作位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。沖模的閉合高度必須與壓力機的裝模高度相適當，即沖模的閉合高度應介于壓力機的最大裝模高度Hmax和最小裝模高度Hmin之間起關(guān)系為：Hmax-5≥H≥Hmin+10（四）、彎曲模工作部分尺寸設計1、凸模圓角半徑當彎曲件的相對彎曲半徑r/t較小時，取凸模圓角半徑等于或略小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，但不能小于材料所允許的最小彎曲半徑rmin。由前面所述，該工件的相對彎曲半徑等于最小相對彎曲半徑，那么，凸模的圓角半徑應等于工件內(nèi)側(cè)圓角半徑，即Rp2mm。2、凹模圓角半徑凹模圓角半徑的大小不會直接影響到彎曲件的圓角半徑，但是過小的凹模圓角半徑會使彎矩的彎曲力臂減小，毛坯如凹模困難，會擦傷毛坯表面。另外，凹模兩側(cè)的圓角半徑必須相等，否則會引起板料偏移。在實際生產(chǎn)中通常根據(jù)材料厚度選取凹模圓角半徑：當t≤2mm，Ra=（3~6）t；t=2~4mm，Ra=（2~3）t。由于采取復合模彎曲，凹模還要實現(xiàn)兩處V型彎曲工藝，且3、凹模深度凹模深度要適當，若過小則彎曲件兩端自由部分太長，工作回彈大，不平直；若深度過大則凹模過高，浪費模具材料并需要較大的壓力機工作行程。對于U型彎曲件，如果彎曲件直邊較長，凹模深度可以小于工件高度，凹模深度Lo值見下表：彎曲U型件的凹模深度Lo（mm）彎曲件邊長l板料厚度t<1>1~2>2~4>4~6<501520253050~752025303575~10025303540100~15030354045150~20035404550但由于本模具不但要進行U形彎曲，同時也要對U形彎曲件的直邊進行V形彎曲，因此考慮實際模具，選擇凹模深度Lo=10mm。4、凸、凹模的間隙彎曲V形件時，凸、凹模之間的間隙是靠調(diào)整壓力機的閉合高度來控制的，但設計中必須考慮在合模時使毛坯完全壓靠，以保證彎曲件的質(zhì)量。對于U形件彎曲，必須合理選擇凸、凹模間隙。間隙過大，則回彈也大，彎曲件尺寸和形狀不易保證；間隙過小，會使零件邊部壁厚減薄，降低模具壽命，且彎曲力大。生產(chǎn)中常按材料性能和厚度選?。簩︿摪錍=（1.05~1.15）t，對有色金屬C=（1.0~1.1）t由于H62是黃銅，屬有色金屬，取C=1.0t=2mm。5、U形彎曲處的凸、凹模工作部分尺寸及公差凸、凹模工作部分尺寸主要是指彎曲件的凸、凹模的橫向尺寸。當工件標注外形尺寸時，應以凹模為基準件，間隙取在凸模上；當工件標注內(nèi)形尺寸時，應以凸模為基準件，間隙取在凹模上。而凸、凹模的尺寸和公差應根據(jù)工件尺寸、公差、回彈情況以及模具的磨損規(guī)律而定。1）彎曲件標注外形尺寸凹模尺寸為Ld=(L-凸模尺寸為Lp=（Ld—2C）2）彎曲件標注內(nèi)形尺寸凸模尺寸為Lp=(L+凹模尺寸為Ld=(Lp+2C)式中：L——U形彎曲件基本尺寸，mm；Lp、Ld——凸、凹模工作部分尺寸，mm；——彎曲件公差，mm；p、d——凸、凹模制造公差，選用IT7~IT9級精度，mm；C——凸、凹模單面間隙。由彎曲件圖可以看出彎曲件標注外形尺寸，且彎曲件未標注尺寸公差，則按未按公差I(lǐng)T14級來處理，查表得彎曲件外形B1=70mm的公差10.74mm，內(nèi)形B2=40mm的公差2=0.62mm，凹模制造公差d，選用IT8級精度d0.046mm，凸模制造公差p，選用IT8級精度p=0.030mm。則彎曲件外形尺寸Bd=（B-34）Bp=（Bd-2C）-p彎曲件內(nèi)形尺寸Bp=(B+34)Bd=（B+2C）0+6、模具零件材料的選取模具材料的選取一般原則為：要有足夠的使用性能；良好的工藝性—好的淬透性、耐回火性高、熱處理變形??；合理的經(jīng)濟性能。應考慮到的因素：模具的工作條件—受力狀態(tài)、工作溫度、腐蝕等；模具工作性質(zhì)及其加工手段；模具熱處理要求等。凸、凹模的常用材料及熱處理要求沖件情況選用材料熱處理硬度HRC一般彎曲的凸模、凹模及鑲塊T8A、T10A淬火56-60要求高度耐磨的凸模、凹模及鑲塊CrWMn淬火60-64形狀復雜的凸模、凹模及鑲塊Cr12淬火生產(chǎn)量大的的凸模、凹模及鑲塊Cr12MoV淬火選取Cr12為凸、凹模的材料。7、模具零件形式的選取1）模架的選取該彎曲模選用無導向裝置的沖模，其上下模間的相對位置是在壓力機上安裝時調(diào)整的，工作過程中由壓力機的導軌精度保證，因此裝配時，上、下模可以獨立進行，彼此基本無關(guān)。由于下模有彈頂機構(gòu)，可利用下墊板通過對彈頂裝置的定位，從而達到固定下模的作用，而凸模與模柄聯(lián)結(jié)可直接在滑塊的直線上下運動的控制下實現(xiàn)其上下運動，無需導向裝置和上模座，簡化了模具的結(jié)構(gòu)。由于下模座不是標準模座，取設計其尺寸為180x90x20（mm），凸模長度取40mm，凹模擺動塊的厚度為30mm，定位板的厚度為10mm，凹模支架為20mm，閉合高度h=118mm，滿足所選開式壓力機的閉合高度要求。2）模柄的選擇模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常見的模柄形式有壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄、浮動式模柄、槽型模柄、通用模柄、推入式模柄。模柄的長度不能大于壓力機滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑與模柄孔一致，并以H7m6過渡配合。根據(jù)模具的總體特點，選用凸緣模柄，3）凸模固定板的選取該模具中模柄直接與凸模固定，無需固定板。4）螺釘、銷釘?shù)倪x取螺釘用于固定模具零件，