彎曲模設(shè)計(jì)實(shí)例

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1、完成圖示彎曲件的模具設(shè)計(jì)材料：45鋼，料厚：3mm 內(nèi)容：完成上述U形彎曲件展開坯料的工藝性分析、工藝方案制定以及相關(guān)工藝計(jì)算，并繪制制坯模簡圖。并強(qiáng)化沖裁模設(shè)計(jì)步驟和主要內(nèi)容。 1.設(shè)計(jì)任務(wù)工藝性分析： 材料：45鋼，料厚：3mm （1）材料分析 45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的彎曲成形性能。 （2）結(jié)構(gòu)分析v零件結(jié)構(gòu)簡單，左右對稱，對彎曲成形較為有利。v查得此材料所允許的最小彎曲半徑1.5mm，而零件彎曲半徑為2mm，故不會(huì)彎裂。v零件上的孔位于彎曲變形區(qū)之外，所以彎曲時(shí)孔不會(huì)變形，可以先沖孔后彎曲。v計(jì)算零件相對彎曲半徑 ，卸載后彎曲件圓角半徑的變化可以不予考慮，而彎曲中心角發(fā)生的變化

2、，可以采用校正彎曲來控制。567.0/ tr （3）精度分析 零件上只有1個(gè)尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求屬于IT14，其余未注公差尺寸也均按IT14選取，所以普通彎曲和沖裁即可滿足零件的精度要求。 結(jié)論：由以上分析可知，該零件沖壓工藝性良好，可以沖裁和彎曲。 2. 工藝方案的制定 零件為U形彎曲件，該零件的生產(chǎn)包括落料、沖孔和彎曲三個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案：v方案一：先落料，后沖孔，再彎曲。采用三套單工 序模生產(chǎn)。v方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，再彎曲。采用復(fù)合 模和單工序彎曲模生產(chǎn)。v方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，再彎曲。采用連續(xù) 模和單工序彎曲模生產(chǎn)。 v方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需

3、三道工序三副模具，生產(chǎn)效率較低。v方案二需兩副模具，精度高、生產(chǎn)效率較高。但由于該零件的孔邊距為4.75mm，小于凸凹模允許的最小壁厚6.7mm，故不能采用復(fù)合沖壓工序。v方案三也需兩副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故其模具制造、安裝較復(fù)合模略復(fù)雜。 結(jié)論：采用方案三為佳。 3. 坯料展開尺寸計(jì)算 該例屬于有圓角半徑的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，按中性層展開的原理，坯料總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和，可查得中性層位移系數(shù)x=0.28，所以坯料展開長度為 由于零件寬度尺寸為18mm，故毛坯尺寸應(yīng)為64mm18mm。64mm

4、63.9 )328.02(180902)1025(2)5916(Z L 3. 彎曲力計(jì)算 彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)的重要依據(jù)。該零件是校正彎曲，故頂件力可以忽略，其校正彎曲時(shí)的彎曲力為kN541201825 ApF校生產(chǎn)中為安全，取 ，根據(jù)壓彎力大小，初選設(shè)備為JH2325。kN2.97548.18.1 校F壓力機(jī)F 4. 工作零件設(shè)計(jì)與計(jì)算 （1）凸模圓角半徑 在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當(dāng)零件的相對圓角半徑 較小時(shí)，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即 。 （2）凹模圓角半徑 凹模圓角半徑不應(yīng)過小，以免擦傷零件表面，影響沖模的壽命，凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)坯料會(huì)

5、發(fā)生偏移。根據(jù)材料厚度取 。 /r tmm2p rr mm8mm35.2)32( d tr （3）凹模深度 由于該零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的U形彎曲件，所以凹模深度應(yīng)大于零件的高度，且高出值 。 （4）凸、凹模間隙 根據(jù)U形件彎曲模凸、凹模單邊間隙的計(jì)算公式得 mm50 h mm3.3mm)304.018.03( max CttCttZ （5）U形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差 零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。而凸、凹模的橫向尺寸及公差則應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、公差、回彈情況以及模具磨損規(guī)律而定。因此，凸、凹模的橫向尺寸分別為 T0 0 0T min 0.033 0.033

6、( 0.75 ) (18.5 0.75 0.5) mm 18.875 mmL L A 0.052 0.052A T 0 0 0( 2 ) (18.875 2 3.3) mm 25.475 mmL L Z 彎曲模零部件設(shè)計(jì) （1）模座的設(shè)計(jì) 模具采用無導(dǎo)向模架，且為非標(biāo)準(zhǔn)件，只有下模座。初定 其底板厚度為45mm。底板上部鑄有一體的左右擋塊，以平衡彎曲時(shí)的側(cè)向力。兩擋塊的厚度為45mm，高度與彎曲凹模高度相等等于58mm。 （2）模柄 模具采用槽型模柄與彎曲凸模之間相連組成上模，因模具選用的設(shè)備為JH2325，所以選用規(guī)格為5030的槽型模柄。 （3）彈頂裝置中彈性元件的計(jì)算 由于該零件在成型過

7、程中需壓料和頂件，所以模具采用彈性頂件裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下1）確定橡膠墊的自由高度 工）（HH 45.30 mm38mm)2558( 0A hhrH工所以取 mm1400 H 2）確定橡膠墊的橫截面積A 查得圓筒形橡膠墊在預(yù)壓量為10%15%時(shí)的單位壓力為0.5MPa，所以 2D 100005.0/5000/ mmpFA 3）確定橡膠墊的平面尺寸 根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊應(yīng)為圓筒形，中間開有圓孔以避讓螺桿。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為17mm，則其直徑D為 2 217 4 17 43 (10000 3 ) 117mm4 4D A 2D 0.7(0.3 0.8

8、) (0.3 0.8) 5000NbKBtF F r t 自約 4）校核橡膠墊的自由高度0 140 1.2117HD 橡膠的高徑比 橡膠墊的高徑比在0.51.5之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.85140=120mm。 彎曲模結(jié)構(gòu)圖1、2-螺釘 3-凹模4-頂件板 5、8-銷釘 6-槽型模柄 7-彎曲凸模 9-定位板 10-下模座 11-螺釘 12-螺桿 13-上墊板 14-橡膠 15-下墊板 另外：沖孔落料級(jí)進(jìn)模工藝計(jì)算 由以上計(jì)算可知，彎曲件的坯料形狀及尺寸如下圖所示，材料為45鋼，料厚3mm。零件的生產(chǎn)方案在工藝性分析中明確為沖孔落料級(jí)進(jìn)模，其工藝計(jì)算主要內(nèi)容包括：刃

9、口尺寸計(jì)算、排樣計(jì)算、沖壓力與壓力中心計(jì)算。 1.刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)零件形狀、厚度與精度要求，決定采用分開制造法計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸。 落料尺寸：18mm、R9mm；沖孔尺寸：28.5mm、460.31mm 。查得凸、凹模最小間隙 ，最大間隙 。取凸、凹模的制造公差為IT8，則 落料尺寸 ，凸、凹模制造公為 ，磨損系數(shù)X=0.75。 沖孔尺寸 ，凸、凹模制造從為 ，磨損系數(shù)X=0.5。 經(jīng)校驗(yàn)，以上兩尺寸均滿足不等式 ，且由于數(shù)值相差較大，所以調(diào)整凸模的制造公差為 ，凹模的制造公差為 。mm48.0min Zmm66.0max Z mm18 0 43.0 T A 0.027mm mm5.8

10、36.00 A T 0.022mm AT T A minmax ZZ T 0.072mm A 0.108mm 落料尺寸具體計(jì)算：mm180 43.0 d 0.108 0.108A max 0 0 0( ) (18-0.75 0.43) mm 17.678 mmL L X p0 0 0T A min -0.072 0.072( ) (17.678-0.48) mm 17.198 mmL L Z R9mm，屬于半邊磨損尺寸。由于是圓弧曲線，應(yīng)該與落料尺寸18mm相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取為 0.108/2 0.054A 0 01 17.678 mm 8.839 mm2R 0 0T 0.072/

11、2 0.0361 17.198 mm 8.599 mm2R 沖孔尺寸計(jì)算：mm5.8 36.00 p0 0 0T min 0.072 0.072( ) (8.5 0.5 0.36) mm 8.68 mmd d X d 0.108 0.108A T min 0 0 0( ) (8.68 0.48) mm 9.16 mmd d Z 孔心距460.31mm mm078.0468/62.0468/ d LL 2.排樣計(jì)算可能的排樣方案：方案a：少廢料排樣，材料利用率高，但工件精度不易保證，且模具壽命低，操作不便。 方案b：材料利用率較a）低，但生產(chǎn)零件精度高，便于操作。同時(shí)，考慮凹模刃口強(qiáng)度，其中間需

12、留一空工位。 排樣尺寸確定： 選用規(guī)格為3mm1000mm1500mm的鋼板 ，查得零件之間的搭邊值 ， 零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值 ，條料與導(dǎo)料板之間的間隙值 ，則條料寬度為 mm2.31 amm5.3a mm5.0C mm5.71mm)5.05.3264()2( 0 8.00 8.00max CaDB步距為mm2.212.3181 aDS 由于彎曲件裁板時(shí)應(yīng)考慮纖維方向，所以只能采用橫裁。即裁成寬71.5mm、長1000mm的條料，則排樣圖應(yīng)為 3.沖壓力計(jì)算 零件的落料周長為148.52mm，沖孔周長為26.69mm，材料厚度3mm，45鋼的抗剪強(qiáng)度取500MPa，則 kN6.289N2

13、89614500352.1483.11 F落料力沖孔力kN1.104N104091500369.263.122 F推件力kN53kN)1.1046.289(045.039)( 21TT FFNKF沖壓力kN7.446kN)531.1046.289(T21 FFFF總初選設(shè)備JC2363。 4.壓力中心計(jì)算 零件采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以需計(jì)算模具的壓力中心。如圖建立坐標(biāo)系，則有：0201 )4.42( xFxF 00 1.104)4.42(6.289 xx mm2.310 x模具壓力中心坐標(biāo)點(diǎn)為（-31.2 , 0）。 沖孔落料級(jí)進(jìn)模零部件設(shè)計(jì)： （1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形

14、尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得凹模高度mm25mm6435.0 KbH凹模壁厚mm46mm258.1)25.1( HC mm14846256 L凹模寬度，為了保證凹模結(jié)構(gòu)對稱并有足夠的強(qiáng)度，將其長度增大到163mm。 mm15646264 B凹?？傞L 模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查得模架規(guī)格為：上模座 200mm200mm45mm； 下模座 200mm200mm50mm； 導(dǎo) 柱 32mm160mm； 導(dǎo) 套 32mm105mm43mm。 （2）其它零部件結(jié)構(gòu) 凸模固定板與凸模采用過渡配合關(guān)系，厚度取凹模厚度的0.8倍，即20mm，平面尺寸與凹模外形尺寸相同。 卸料板的厚度與卸料力大小、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，取其值為14mm。 導(dǎo)料板高度查表取12mm，擋料銷高度取4mm。 模具是否需要采用墊板，以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算，沖孔凸模承壓面的尺寸由凸模頭部尺寸確定。則其承受的壓應(yīng)力為MPa334mm154 kN)752( 22 AF 查得鑄鐵模板的 為90140MPa，故 。因此需采用墊板，墊板厚度取8mm。 p p 模具采用壓入式模柄，根據(jù)設(shè)備的模柄孔尺寸，應(yīng)選用規(guī)格為A50105的模柄 。 模具結(jié)構(gòu)圖