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1、完成圖示彎曲件的模具設(shè)計完成圖示彎曲件的模具設(shè)計材料：材料：45鋼，料厚：鋼，料厚：3mm 內(nèi)容：完成上述內(nèi)容：完成上述U形彎曲件展開坯料的工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)工藝計算，藝性分析、工藝方案制定以及相關(guān)工藝計算，并繪制制坯模簡圖。并強化沖裁模設(shè)計步驟并繪制制坯模簡圖。并強化沖裁模設(shè)計步驟和主要內(nèi)容。和主要內(nèi)容。1.設(shè)計任務(wù)工藝性分析：設(shè)計任務(wù)工藝性分析： 材料：材料：45鋼，料厚：鋼，料厚：3mm （1）材料分析）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。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）結(jié)構(gòu)分析v零件結(jié)構(gòu)簡單，左右對稱，
2、對彎曲成形較為有利。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查得此材料所允許的最小彎曲半徑1.5mm，而零，而零件彎曲半徑為件彎曲半徑為2mm，故不會彎裂。，故不會彎裂。v零件上的孔位于彎曲變形區(qū)之外，所以彎曲時孔零件上的孔位于彎曲變形區(qū)之外，所以彎曲時孔不會變形，可以先沖孔后彎曲。不會變形，可以先沖孔后彎曲。v計算零件相對彎曲半徑計算零件相對彎曲半徑 ，卸載后彎曲，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，可以采用校正彎曲來控制。發(fā)生的變化，可以采用校正彎曲來控制。567. 0/tr（3）精度
3、分析）精度分析 零件上只有零件上只有1個尺寸有公差要求，由公差表查得個尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求屬于其公差要求屬于IT14，其余未注公差尺寸也均按，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選取，所以普通彎曲和沖裁即可滿足零件的精度要求。度要求。 結(jié)論：結(jié)論：由以上分析可知，該零件沖壓工藝性良好，由以上分析可知，該零件沖壓工藝性良好，可以沖裁和彎曲可以沖裁和彎曲。 2. 工藝方案的制定工藝方案的制定 零件為零件為U形彎曲件，該零件的生產(chǎn)包括落料、沖孔形彎曲件，該零件的生產(chǎn)包括落料、沖孔和彎曲三個基本工序，可有以下三種工藝方案：和彎曲三個基本工序，可有以下
4、三種工藝方案：v方案一：先落料，后沖孔，再彎曲。采用三套單工方案一：先落料，后沖孔，再彎曲。采用三套單工 序模生產(chǎn)。序模生產(chǎn)。v方案二：落料方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，再彎曲。采用復(fù)合沖孔復(fù)合沖壓，再彎曲。采用復(fù)合 模和單工序彎曲模生產(chǎn)。模和單工序彎曲模生產(chǎn)。v方案三：沖孔方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，再彎曲。采用連續(xù)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)。模和單工序彎曲模生產(chǎn)。v方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，生方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，生產(chǎn)效率較低。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。但由方案二需兩副模具，精度高、生產(chǎn)效率較高。但由于該零
5、件的孔邊距為于該零件的孔邊距為4.75mm，小于凸凹模允許的，小于凸凹模允許的最小壁厚最小壁厚6.7mm，故不能采用復(fù)合沖壓工序。，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。模略復(fù)雜。 結(jié)論：結(jié)論：采用方案三為佳。采用方案三為佳。 3. 坯料展開尺寸計算坯料展開尺寸計算 該例屬于有圓角半徑的彎曲件，由于變薄不嚴重，按該例屬于有圓角半徑的彎曲
6、件，由于變薄不嚴重，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)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，所以坯料展開長度為 由于零件寬度尺寸由于零件寬度尺寸為為18mm，故毛坯尺寸，故毛坯尺寸應(yīng)為應(yīng)為64mm18mm。64mm63.9)328. 02(180902)1025(2)5916(ZL 3. 彎曲力計算彎曲力計算 彎曲力是設(shè)計彎曲模和選擇壓力機的重要依據(jù)。彎曲力是設(shè)計彎曲模和選擇壓力機的重要依據(jù)。該零件是校正彎曲，故頂件力可以忽略，其校正彎該零件是校正彎曲，故
7、頂件力可以忽略，其校正彎曲時的彎曲力為曲時的彎曲力為kN541201825 ApF校生產(chǎn)中為安全，取生產(chǎn)中為安全，取 ，根，根據(jù)壓彎力大小，初選設(shè)備為據(jù)壓彎力大小，初選設(shè)備為JH2325。kN2 .97548 . 18 . 1校F壓力機F 4. 工作零件設(shè)計與計算工作零件設(shè)計與計算 （1）凸模圓角半徑）凸模圓角半徑 在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當零件的相對圓在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當零件的相對圓角半徑角半徑 較小時，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，較小時，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即即 。 （2）凹模圓角半徑）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，
8、影響沖模的凹模圓角半徑不應(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，否則在彎曲時坯料會發(fā)生壽命，凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時坯料會發(fā)生偏移。根據(jù)材料厚度取偏移。根據(jù)材料厚度取 。 /r tmm2p rrmm8mm35 . 2)32(dtr （3）凹模深度）凹模深度 由于該零件為彎邊高度不大由于該零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的且兩邊要求平直的U形彎曲件，形彎曲件，所以凹模深度應(yīng)大于零件的高度，所以凹模深度應(yīng)大于零件的高度，且高出值且高出值 。 （4）凸、凹模間隙）凸、凹模間隙 根據(jù)根據(jù)U形件彎曲模凸、凹模單邊間隙的計算公式得形件彎曲模凸、凹模單邊間隙的計算公
9、式得 mm50hmm3 . 3mm) 304. 018. 03(maxCttCttZ （5）U形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差 零件標注內(nèi)形尺寸時，應(yīng)以凸模為基準，間隙取在凹模零件標注內(nèi)形尺寸時，應(yīng)以凸模為基準，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尺寸分別為T000Tmin0.0330.033(0.75 )(18.50.75 0.5)mm18.875mmLLA0.0520
10、.052AT000(2 )(18.87523.3)mm25.475mmLLZ彎曲模零部件設(shè)計彎曲模零部件設(shè)計 （1）模座的設(shè)計）模座的設(shè)計 模具采用無導(dǎo)向模架，且為非標準件，只有下模座。初定模具采用無導(dǎo)向模架，且為非標準件，只有下模座。初定 其底板厚度為其底板厚度為45mm。底板上部鑄有一體的左右擋塊，以平衡。底板上部鑄有一體的左右擋塊，以平衡彎曲時的側(cè)向力。兩擋塊的厚度為彎曲時的側(cè)向力。兩擋塊的厚度為45mm，高度與彎曲凹模高，高度與彎曲凹模高度相等等于度相等等于58mm。 （2）模柄）模柄 模具采用槽型模柄與彎曲凸模之間相連組成上模，因模具模具采用槽型模柄與彎曲凸模之間相連組成上模，因模具
11、選用的設(shè)備為選用的設(shè)備為JH2325，所以選用規(guī)格為，所以選用規(guī)格為5030的槽型模的槽型模柄。柄。 （3）彈頂裝置中彈性元件的計算）彈頂裝置中彈性元件的計算 由于該零件在成型過程中需壓料和頂件，所以模具采用彈由于該零件在成型過程中需壓料和頂件，所以模具采用彈性頂件裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計算如下性頂件裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計算如下1）確定橡膠墊的自由高度）確定橡膠墊的自由高度 工）（HH45 . 30mm38mm)2558(0AhhrH工所以取所以取 mm1400H 2）確定橡膠墊的橫截面積）確定橡膠墊的橫截面積A 查得圓筒形橡膠墊在預(yù)壓量為查得圓筒形橡膠墊在預(yù)壓量為10%15
12、%時的單位壓力為時的單位壓力為0.5MPa，所以，所以 2D100005 . 0/5000/mmpFA 3）確定橡膠墊的平面尺寸）確定橡膠墊的平面尺寸 根據(jù)零件的形狀特點，橡膠墊應(yīng)為圓筒形，中間開有圓根據(jù)零件的形狀特點，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尺寸為17mm，則其直徑，則其直徑D為為221741743(100003)117mm44DA2D0.7(0.3 0.8)(0.3 0.8)5000NbKBtFFrt自約 4）校核橡膠墊的自由高度）校核橡膠墊的自由高度01401.2117HD橡
13、膠的高徑比橡膠的高徑比 橡膠墊的高徑比在橡膠墊的高徑比在0.51.5之間，所以選用的橡膠墊之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.85140=120mm。彎曲模結(jié)構(gòu)圖彎曲模結(jié)構(gòu)圖1、2-螺釘螺釘 3-凹模凹模4-頂件板頂件板 5、8-銷釘銷釘 6-槽型模柄槽型模柄 7-彎曲凸模彎曲凸模 9-定位板定位板 10-下模座下模座11-螺釘螺釘 12-螺桿螺桿 13-上墊板上墊板 14-橡膠橡膠 15-下墊板下墊板 另外：沖孔落料級進模工藝計算另外：沖孔落料級進模工藝計算 由以上計算可知，彎曲件的坯料形狀及尺寸如下圖所示，由以上計算可知，彎曲件的坯料形狀及尺寸
14、如下圖所示，材料為材料為45鋼，料厚鋼，料厚3mm。零件的生產(chǎn)方案在工藝性分析中明。零件的生產(chǎn)方案在工藝性分析中明確為沖孔落料級進模，其工藝計算主要內(nèi)容包括：刃口尺寸計確為沖孔落料級進模，其工藝計算主要內(nèi)容包括：刃口尺寸計算、排樣計算、沖壓力與壓力中心計算。算、排樣計算、沖壓力與壓力中心計算。1.刃口尺寸計算刃口尺寸計算 根據(jù)零件形狀、厚度與精度要求，決定采用分開制造法計根據(jù)零件形狀、厚度與精度要求，決定采用分開制造法計算凸、凹模的刃口尺寸。算凸、凹模的刃口尺寸。 落料尺寸：落料尺寸：18mm、R9mm；沖孔尺寸：；沖孔尺寸：28.5mm、460.31mm 。查得凸、凹模最小間隙。查得凸、凹模
15、最小間隙 ，最大間，最大間隙隙 。取凸、凹模的制造公差為。取凸、凹模的制造公差為IT8，則，則 落料尺寸落料尺寸 ，凸、凹模制造公為，凸、凹模制造公為 ，磨損系數(shù)磨損系數(shù)X=0.75。 沖孔尺寸沖孔尺寸 ，凸、凹模制造從為，凸、凹模制造從為 ，磨損系數(shù)磨損系數(shù)X=0.5。 經(jīng)校驗，以上兩尺寸均滿足不等式經(jīng)校驗，以上兩尺寸均滿足不等式 ，且由，且由于數(shù)值相差較大，所以調(diào)整凸模的制造公差為于數(shù)值相差較大，所以調(diào)整凸模的制造公差為 ，凹模的制造公差為凹模的制造公差為 。mm48. 0minZmm66. 0maxZmm18043. 0TA0.027mmmm5 . 836. 00AT0.022mmATT
16、A minmaxZZT0.072mmA0.108mm落料尺寸具體計算：落料尺寸具體計算：mm18043. 0d0.1080.108Amax000()(18-0.750.43)mm17.678mmLLXp000TAmin-0.0720.072()(17.678-0.48)mm17.198mmLLZ R9mm，屬于半邊磨損尺寸。由于是圓弧曲線，應(yīng)該與，屬于半邊磨損尺寸。由于是圓弧曲線，應(yīng)該與落料尺寸落料尺寸18mm相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取為相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取為0.108/20.054A00117.678mm8.839mm2R00T0.072/20.036117.198mm8.59
17、9mm2R沖孔尺寸計算：沖孔尺寸計算：mm5 . 836. 00p000Tmin0.0720.072()(8.50.5 0.36)mm8.68mmddXd0.1080.108ATmin000()(8.680.48)mm9.16mmddZ孔心距孔心距460.31mm mm078. 0468/62. 0468/d LL2.排樣計算排樣計算可能的排樣方案：可能的排樣方案：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：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。命低，操作不便。方案方案b：材料利用率較：材料利用率較a）低，但生產(chǎn)零件精度高，便于操作。同時
18、，）低，但生產(chǎn)零件精度高，便于操作。同時，考慮凹模刃口強度，其中間需留一空工位?？紤]凹模刃口強度，其中間需留一空工位。 排樣尺寸確定：排樣尺寸確定： 選用規(guī)格為選用規(guī)格為3mm1000mm1500mm的鋼板的鋼板 ，查得零，查得零件之間的搭邊值件之間的搭邊值 ， 零件與條料側(cè)邊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，條料與導(dǎo)料板之間的間隙值 ，則條料寬，則條料寬度為度為 mm2 . 31amm5 . 3amm5 . 0Cmm5 .71mm)5 . 05 . 3264()2(08 . 008 . 00maxCaDB步距為步距為mm2 .212 . 3181aDS 由于
19、彎曲件裁板時應(yīng)考慮纖維方向，所以只能采由于彎曲件裁板時應(yīng)考慮纖維方向，所以只能采用橫裁。即裁成寬用橫裁。即裁成寬71.5mm、長、長1000mm的條料，則的條料，則排樣圖應(yīng)為排樣圖應(yīng)為 3.沖壓力計算沖壓力計算 零件的落料周長為零件的落料周長為148.52mm，沖孔周長為，沖孔周長為26.69mm，材，材料厚度料厚度3mm，45鋼的抗剪強度取鋼的抗剪強度取500MPa，則，則 kN6 .289N289614500352.1483 . 11F落料力落料力沖孔力沖孔力kN1 .104N104091500369.263 . 122F推件力推件力kN53kN) 1 .1046 .289(045. 03
20、9)(21TTFFNKF沖壓力沖壓力kN7 .446kN)531 .1046 .289(T21FFFF總初選設(shè)備初選設(shè)備JC2363。 4.壓力中心計算壓力中心計算 零件采用級進模生產(chǎn)，零件采用級進模生產(chǎn)，所以需計算模具的壓力中心。所以需計算模具的壓力中心。如圖建立坐標系，則有：如圖建立坐標系，則有：0201)4 .42(xFxF001 .104)4 .42(6 .289xxmm2 .310 x模具壓力中心坐標點為（模具壓力中心坐標點為（-31.2 , 0）。）。 沖孔落料級進模零部件設(shè)計：沖孔落料級進模零部件設(shè)計： （1）標準模架的選用）標準模架的選用 標準模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所
21、以應(yīng)首先計算標準模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計算公式得凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計算公式得凹模高度凹模高度mm25mm6435. 0 KbH凹模壁厚凹模壁厚mm46mm258 . 1)25 . 1 (HCmm14846256L凹模寬度凹模寬度，為了保證凹模結(jié)構(gòu)對稱并有足夠的強為了保證凹模結(jié)構(gòu)對稱并有足夠的強度，將其長度增大到度，將其長度增大到163mm。 mm15646264B凹模總長凹?？傞L 模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計算結(jié)果，查得模架規(guī)模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計算結(jié)果，查得模架規(guī)格為：上模座格為：上模座 200mm2
22、00mm45mm； 下模座下模座 200mm200mm50mm； 導(dǎo)導(dǎo) 柱柱 32mm160mm； 導(dǎo)導(dǎo) 套套 32mm105mm43mm。 （2）其它零部件結(jié)構(gòu)）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，即倍，即20mm，平面尺寸與凹模外形尺寸相同。，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)，取其值為值為14mm。 導(dǎo)料板高度查表取導(dǎo)料板高度查表取12mm，擋料銷高度取，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行計算，模具是否需要采用墊板，以承壓面較小的凸模進行計算，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)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)力為力為MPa334mm154kN)752(22AF 查得鑄鐵模板的查得鑄鐵模板的 為為90140MPa，故，故 。因。因此需采用墊板，墊板厚度取此需采用墊板，墊板厚度取8mm。pp 模具采用壓入式模柄，根據(jù)設(shè)備的模柄孔尺寸，應(yīng)選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)格為用規(guī)格為A50105的模柄的模柄 。模具結(jié)構(gòu)圖模具結(jié)構(gòu)圖
彎曲模設(shè)計實例
