U形弯曲件模设计说明书doc.docx
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U形弯曲件模设计说明书doc
河南职业技术学院
模具设计与制造专业
冷冲压专业课程设计说明书
课 题:
四角形弯曲件
院系:
机电系
班级:
模具112
专业:
模具设计与制造
姓名:
赵新亚
学号:
11116080
指导教师:
鲁子亮
目录
第一章工艺方案拟定·······································6
1.1材料分析··········································6
1.2结构分析··········································6
1.3毛坯展开··········································6
1.4方案确定··········································8
第二章弯曲工艺计算········································7
2.1冲压力计算·········································7
2.2模具工作部分尺寸计算······························9
第三章模具总结构形式确定·······························8
第四章冲压设备的选择··································12
第五章弯曲模模架及零件设计·····························12
5.1后侧导柱模架的选用································13
5.2其它零件结构······································13
第六章模具制造工艺过程·································13
6.1凹模制造工艺过程·································1
6.1凸模制造工艺过程·································16
第七章模具各部分零件参数·····························16
第八章橡胶垫的选用···································17
第九章总装配及零件图·······································18
小结·················································19
参考文献·············································22
题目:
四角形弯曲件成形工艺及模具设计
图纸:
技术要求:
零件无毛刺,按IT14级。
材料:
08F钢料厚:
1mm板宽25mm.
设计资料(数据)及要求:
1、图纸2、材料3、批量4、公差均见图示
设计要求:
1、绘制主要零件图;
2、编制零件工艺规程;
3、绘制模具总装图和非标准零件图;
4、编写设计计算说明书。
第一章工艺方案拟定
1.1、材料分析
该工件所用材料08F钢是常用的冲压材料,塑性较好,适合冲压加工查表得:
抗拉强度=300Mpa,屈服强度=180Mpa。
1.2、结构分析
该工件结构简单,形状对称,适合弯曲。
工件弯曲半径为1mm,查表3.1(垂直于纤维),查表rmin=0.2t=0.2mm,即能一次弯曲成功。
工件的弯曲直边高度为9-1-1=7mm,大于2t,因此可以弯曲成功。
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。
该工件的弯曲工艺性良好,适合进行弯曲加工。
1.3、毛坯展开。
如图所示
毛坯总长度L=6*2+38+14.5*2=79mm
由表1可得:
r/t=1则x=0.32,可以看出中性层的位移情况
r/t
0.1
0,2
0.3
0.4
o.5
0.6
0.7
0.8
1.0
1.2
x
0.21
0.22
0.23
0.23
0.25
0.26
0.28
0.30
0.32
0.33
r/t
1.3
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
≥8.0
x
0.34
0.36
0.38
0.39
0.40
0.42
0.44
0.46
.048
0.50
表1
1.4、方案确定。
由图1分析看出,该产品需要的基本冲压工序为冲孔、弯曲。
根据上述分析该零件上的孔与弯曲边的距离很大,所以弯曲时不会引起孔变形,因此可以先冲孔再弯曲,所以生产该产品的工艺方案为先用级进模冲孔,再用弯曲模弯曲。
二、弯曲工艺计算。
2,1、冲压力的计算。
(1)弯曲力的计算。
弯曲力的大小不仅与毛坯尺寸、材料的力学性能、凹模支点间的间距、弯曲半径及凸凹模间隙等因素有关,而且与弯曲方法也有很大的关系。
生产中常用经验公式进行计算。
1)弯曲力由式FZ=0.7Kbt2σb/r+t得
FZ=0.7Kbt2σb/r+t=0.7×1.3×25×1×1×300/1+1=3413N
式中:
FZ——材料在冲压行程结束时的弯曲力,N;
b——弯曲件的宽度,mm;
t——弯曲材料的厚度,mm;
——弯曲件的内弯曲半径,mm;
——材料强度极限,Mpa;
——安全系数,一般取
=1.3。
(2)校正时弯曲力由F校=qA,
式中F校为校正弯曲时的弯曲力,A为校正部分垂直投影面积,q为单位面积上的校正力由下表查得Mpa
材料名称
板料厚度t/mm
<1
1~3
3~6
6~10
铝
黄铜10.15.20钢
25.30钢
10~20
20~30
30~40
40~50
20~30
30~40
40~60
50~70
30~40
40~60
60~80
70~100
40~50
60~80
80~100
100~120
则F校=40*25*80Mpa=80000N
(3)顶件力的计算。
对于设置顶件装置或压料装置的弯曲模,其顶件力(或压料力)
(或
)可近似取自由弯曲力的30~80%,即
FD=(0.3~0.8)FZ
1)顶件力由式得
FD=0.6FZ=0.6×3413N≈2048N
(4)压力机公称压力的确定。
对于有弹性顶件装置的自由弯曲压力机吨位可按下式计算:
F总=(1.1~1.2)(Fz+Fd)
F总——压力机公称压力,N
1)公称压力由式得
F总=(1.1~1.2)×(3413+2048)N=(1.1~1.2)5461N,即F总=5461N,该工件不需要考虑圆角的回弹,故不需要用校正弯曲来控制回弹,选用的压力机吨位需满足F总≥F校即总压力需取10t压力机。
2.2、模具工作部分尺寸计算。
(1)凸、凹模间隙计算。
由式c=(1.05~1.15)t可取c=1.1t=1.1mm。
(2)凸凹模宽度尺寸。
弯曲工序中,凸、凹模的宽度尺寸根据弯曲工件的标注方式不同,可根据下列情况分别计算。
1)标注外形尺寸的弯曲件应以凹模为基准,首先设计凹模的宽度尺寸。
①当工件标注成双向偏差时:
凹模宽度
②当工件标注成单向偏差时:
凹模宽度
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
2)标注内形尺寸的弯曲件应以凸模为基准,首先设计凸模的宽度尺寸。
①当工件标注成对称偏差时
凸模宽度
②当工件标注成单向偏差时
凸模宽度
在工件标注内形尺寸的情况下,凹模宽度应按凸模宽度尺寸
行配制,并保证单边间隙为c,即
在式中,
——弯曲凸、凹模宽度尺寸,mm;
——弯曲件外形或内形基本尺寸,mm;
C——弯曲模单边间隙,mm;
——弯曲件尺寸公差,mm;
——凸、凹模制造公差,一般取(1/3~1/4)Δ
由于工件标注在外形上,因此以凹模为基准,先计算凹模宽度尺寸,由GB/T15055-2007查得:
基本尺寸为40mm,板厚1mm的弯曲件未注公差为±0.62mm,则由式:
凹模宽度:
=
mm=
mm
凸模宽度:
=
mm=
mm
(3)凸、凹模圆角半径的确定。
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。
t≤2mm时,rd=(3~6)t
t=2~4mm时,rd=(2~3)t
t=≥4mm时,rd=2t
rd由表查得为4mm。
(4)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,由表可查得
凹模深度=30mm
三、模具总体结构形式确定。
为操作方便,选用后侧滑动导柱模架,毛坯利用凹模上的定位板定位,刚性推件装置推件,顶件装置顶件,并同时提供顶件力,防止毛坯窜动。
因为此工件为一次成型所以工作原理如图:
四、冲压设备的选择。
因为此工件需大批量生产,精度要求不高,因压力机公称压力算得为10t,故选用10t的压力机,为sp-10cs。
其参数如下:
公称压力1000KN
滑块调节量/mm25
滑块行程35mm
行程次数160/min
封闭高度190mm
垫板厚度10mm
五、弯曲模模架及零件设计。
5.1、后侧导柱模架的选用。
标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸,所以因首先计算凹模周界的大小。
查表的凹模周界大小为200mm×160mm。
模具采用后侧导柱模架,查的模架的规格为,上模座:
210mm
×195mm×45mm;
下模座210mm×195mm×55mm;
导柱28mm×200mm;
导套28mm×110mm×43mm。
5.2、其它零件结构。
垫板:
此模具中需采用垫板,垫板厚度h=10mm。
材料选用45钢,热处理43~48HRC。
凸模固定板:
凸模固定板与凸模采用过渡配合关系,平面尺寸与凹模外形尺寸相同。
固定板的厚度为20mm。
材料选用Q235钢。
定位板:
定位板尺寸与毛坯的长度尺寸有关,其外形尺寸与凹模尺寸相同。
材料选用45钢,热处理43~48HRC。
顶件板:
顶件板尺寸与凹模孔相配合,平面尺寸与凹模内形尺寸相同。
材料选用45钢,热处理43~48HRC。
模柄:
模具采用材料为Q275的压入式模柄GB/T2862.1—81根据设备的模孔尺寸,应选用规格为A32×95的模柄。
销钉:
模具的销钉选用圆柱销GB/T119.1,根据设备尺寸分别为:
销Ø6×20,销Ø10×50,销Ø12×60。
材料选用35钢,热处理28~38HRC。
不经表面处理的圆柱销。
镙钉:
模具采用圆柱头内六角螺钉GB/T70.1,根据尺寸分别为:
螺钉M12×85,螺钉M10×71,螺钉M8×38,螺钉M12×64,螺钉M10×122,材料为35钢,热处理:
硬度28~38HRC表面氧化。
导柱:
模具导柱选用直径d=28mm,长度h=200mm的A型导柱。
材料为20钢,热处理:
渗碳深度0.8~1.2mm,硬度58~62HRC。
导柱A28×200GB2861.1—90。
导套:
模具导套选用内径d=28mm,长度L=100mm,外径D=43mm的A型导套。
材料为20钢,热处理:
渗碳深度0.8~1.2mm,硬度58~62HRC。
导套28×100×43GB2861.6。
上模座:
模具上模座选用后侧导柱上模座,根据凹模边界L=200mm,B=160mm,查表可得,材料为HT200的后侧导柱上模座:
上模座210×195×45GB/T2855.5·HT200。
下模座:
模具下模座选用后侧导柱下模座,凹模边界L=200mm,B=160mm,查表可得,材料为HT200的后侧导柱下模座:
下模座210×195×55GB2855.6·HT200。
活动凸模:
模具凸模的结构形式及尺寸如后图所示。
材料选Cr12,热处理56~60HRC。
凸凹模:
材料选用Cr12热处理56~60HRC如后图所示。
顶杆:
材料选用45钢,
凹模:
模具凹模的结构形式及尺寸如下图所示,材料选用Cr12,热处理56~60HRC。
六、模具制造工艺过程。
1、凹模制造工艺过程。
下料——锻造——正火——机加工(粗)——调质——机加工(精)——淬硬58HRC——磨削
2、凸模制造工艺过程。
下料——锻造——正火——机加工(粗)——调质——机加工(精)——淬硬60HRC——磨削
正火:
作为预先热处理,目的是消除锻件内应力,细化晶粒,改善切削加工性。
调质:
获得回火索氏体,具有较好的综合力学性能,为表面淬火做好组织准备。
淬硬:
作为最终热处理,使工作表面得到高的硬度、耐磨性和疲劳强度,使零件消除应力,防止磨削和产生裂痕,并保持高硬度和耐磨性。
七、部分零件参数。
上模座HT200长210mm,宽195mm,厚45mm
凸模垫板45刚长160mm,宽80mm,厚10mm
凸模固定板Q235钢长160mm,宽80mm,厚20mm
定位板45钢长180mm,宽80mm,厚10mm
凹模Cr12长180mm,宽80mm,厚55mm
顶件板45钢长57mm,宽46mm,厚10mm
上垫板45钢直径200mm,厚10mm
下垫板45钢直径200mm,厚10mm
模具闭合高度H=180mm
八、橡胶垫的选用。
1.为保证橡胶垫不过早失去弹性而损坏,其允许的最大压缩量不得超过自由高度的45%,一般取H总=(0.35~0.45)H自由。
橡胶垫的预压缩量一般取自由高度的10%~15%。
H工作=H总—H预
故工作行程:
H工作=H总-(0.1~0.15)H自由
由工作行程可计算出橡胶垫高度:
H自由=H工作÷(0.25~0.30)
式中H自由———橡胶垫自由状态下多的高度
H工作———所需工作行程
2.橡胶垫产生的力
F=Ap
式中F——压力
A——橡胶垫横截面积
P——与橡胶垫压缩量有关的单位压力
橡胶垫压缩量%
单位压力P/MPa
橡胶垫压缩量%
单位压力P/MPa
10
0.26
25
1.06
15
0.50
30
1.52
20
0.70
35
2.10
九、总装配图及非标准零件图
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