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1、精选优质文档-倾情为你奉上题 目： V形弯曲模具设计姓 名： 灬焚书灬学 号： 89757系 别： 材料工程系专 业： 材料成型及控制工程专业年 级： 2015级指导老师：浮生、流年塑性成形工艺课程设计2015年7月32日目 录专心-专注-专业1、设计任务书设计题目：V形弯曲模具设计工件图：如图1材料 ： Q235 厚度 ： 1mm技术要求： 小批量，零件公差按IT14选取图 1：工件图2、冲压工艺分析2.1 材料分析Q235号钢为普通碳素结果钢，性质较软，具有较好的弯曲性能，弹性模量E=200220GPa ，b=375500MPa。2.2 工艺分析该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度小，
2、可以采用单工序模弯曲，且定位精度易保证。2.3 弯曲件的工序安排参考冷冲模设计 P136可一次压弯成形。3、弯曲模具总体结构设计3.1 模具类型的选择冲压工艺分析可知，采用单工序冲模，所以采模具类型为单工序模。3.2 操作与定位方式零件小批量生产，安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。零件尺寸较小，厚度较小，宜采用定位板定位。3.3 卸料与出件方式因为工件料厚为1mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。3.4 导向方式的选择导向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。对生产批量较大、零件公差要求较高、寿命要求较长的模具，一般都采用导向装
3、置。模具中应用最广泛的是导柱和导套。该模具生产批量不大，工件变形弯曲简单，弯曲力较小，可以不采用导向装置。4、弯曲模具工艺与设计分析4.1 弯曲工件毛坯尺寸计算工件属于有圆角半径的弯曲件，毛胚展开长度为： 公式 1式中 L弯曲件板料长度 l直线线部分的各段长度； l圆弧圆弧部分的长度； X中性层系数。r/t=12/1=128,查-P131-表5.5得中性层系数x=0.5，按公式1计算板料的展开长度得： =40+=66.18mm图 2：板料展开图4.2 弯曲力的计算弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均
4、采用经验公式估算弯曲力，以便作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。查冷冲模设计P133可得v形件弯曲力：公式 2其中 F自冲压行程结束时的自由弯曲力（N）； K安全系数，一般取K=1.3； B弯曲件的宽度（mm）； t弯曲材料的厚度（mm）； r弯曲件的内弯曲半径（mm）； b材料的强度极限（MPa）。根据图1可得：b=40mm；t=1mm；r=12mm查阅机械设计课程设计手册P37，表2-3可得=450MPa。代入公式2得 4.3 压弯时的顶件力和卸料力压弯时的顶件力和卸料力FQ值近似取弯曲力的30%80%即： 所以 FQ=0.81080=864 N 4.4 弯曲时压力机吨位的选择自由弯曲时
5、，压力机的吨位F为： FF自+FQ1080+864=1944 N5、弯曲模具零件设计5.1 凸模与凹模工作部位设计5.1.2 凸模与凹模的圆角半径在材料弯曲变形结束，工件不受外力作用，由于弹性恢复，使弯曲件的角度、弯曲半径与模具的形状尺寸不一致，这种现象称为回弹。弯曲回弹表现为1：弯曲半径增大；2：弯曲件角度增大。材料的屈服点b愈高，弹性模量E愈小，弯曲回弹愈大。当r/t10，弯曲相对半径较大，工件不仅有角度回弹，弯曲半径也有较大的回弹。可由下面公式得出：公式 3公式 4其中：r 工件的圆角半径（mm）；r凸凸模的圆角半径（mm）；a弯曲件的角度（）；凸弯曲凸模的角度（）；t板料的厚度（mm）
6、；E弯曲材料的弹性模量(MPa)； s弯曲材料的屈服点（MPa）。R/t=12/1=1210加工的板料有角度回弹和半径回弹，查阅机械设计课程设计手册P4 表2-3得Q235号钢材的弹性模量为200-22010MPa，取值E=21010MPa代入公式3，公式4得 mm所以，5.1.3 弯曲模凹、凸模间隙对于V型件，凹模与凸模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制的，所以Z=t=1(mm)。5.1.3 弯曲凸、凹模刃口尺寸及公差弯曲凸、凹模工作尺寸的计算与工件尺寸的标注形式有关。一般原则是：当工作标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上，当工件标注内行尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹
7、模上，并来用配作法制模。5.2 凹模尺寸设计凹模的工件深度将决定板料的进模深度，对于常见的弯曲件，弯曲时不需全部直边进入凹模内，只有当直边长度较小且尺寸精度要求高时，才使直边全部进入凹模内，凹模深度过大，不仅增加模具的消耗，而且将增加压力机的工作进程，使最大弯曲力提前出线。中小型弯曲件通常都使用模具在机械压力机上进行加工，最大弯曲力提起出线，对压力机是很不利的。凹模深度过小，可能造成弯曲件直边不平直，降低其精度。因此，凹模的深度要适当。由冷冲模设计P134 表5-7 取压边长度L0=12，h=20，如图3。 图 3：凹模根据几何知识可算出： mm mm根据表 4-13可得： mm所以： mm由
8、几何知识可得 mm 根据冷冲模设计P101可计算得所以： mm可得： mm mm mm凹模板具有标准尺寸，查阅冲压模具标准件与设计指南P103表4-13取得凹模标准尺寸为：16016040 mm图 4调整后得到：mm;；mm，凹模尺寸如图4。5.3 模座的选择模座材料采用HT400，模具采用“中间导柱下模座”（简图见冲压模具标准件与设计指南图2-53），根据凹模尺寸，选择凹模周界L=315mm，B=160mm，厚度H=40mm的中间导柱下模座。各部位尺寸详见冲压模具标准件与设计指南P57表2-31因为工件批量不大，变形简单，弯曲力较小，可以不采用导柱导向。模具工作的时候，将上模固定在压力机上，
9、下模固定在压力机工作台上，位置调整准确即可对板料进行弯曲加工。为节省材料，对下模座进行必要加工，两边各预留30mm压边尺寸，对多余部分进行切削，加工后下模座规格为：24016040 mm上模座选择配套规格，同理进行必要切削加工后的尺寸为 16016032，其余的尺寸详见冲压模具标准件与设计指南P42表2-22。5.4 垫板规格的的选择查阅冲压模具标准件与设计指南P166对垫板进行选择。垫板的作用是直接承受和扩散凸，凹模传递的压力，以降低模板所受的单位压力，防止模板局部破坏导致模具寿命降低。冲模中最常见为凸模垫板，它被装在凸模固定板与凹模之间。另外，当采用刚性推件装置，上模板被挖空时也需加垫板。
10、是否需要垫板，根据模板承受压力来判断，公式为：公式 5式中： 冲板承受的压力； F 冲裁力，即凸（凹）模所承受的压力，N； A 凸（凹）模与上、下模板的接触面积、即凸（凹）模固定板端面面积；mm2； 模板材料的许用应力。其中：F=1944 N，A= (120-40)(20-33.25) = 6920 mm2，=120MPa。代入公式5得： MPa所以，可以不采用垫板。5.5 固定板的选择固定板（凸、凹模固定板）主要用于固定中、小型的凹模，小型的凸、凹模零件一般通过固定板间接地固定在模板上，以减少模具钢的用量。为了保证安装、固定牢固，固定板必须有足够的厚度，查冲压模具标准件与设计指南P166厚度
11、可以由下面经验公式得出 凸模固定板： 凹模固定板： 式中 H 固定板厚度 H0 凹模高度与垫板高度之和 D 凸模与固定板相配合部分的直径。若凸模与固定板相配合的部分截面为非圆形，则为其截面最大径。凹模不需要用固定板，凸模与固定板配合部位如图示：图 5：凸模和固定板的配合部位所以： mm mm取标准： = 52 mm。固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配 H7/m6，材料为45#钢。5.6 定位板的设计 定位板的作用是保证板料送料准确和在模具中的位置正确。材料采用45#钢，长和宽尺寸采用模架尺寸，厚度稍高于板料厚度，取H定=2mm，挡料部位及整体尺寸见图6。图 6：定位版设计图5.7 凸模设计
12、凸模长度计算 (参考冷冲模设计P99图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凸模进入凹模的深度；Y安全距离取值范围为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所以凸模尺寸为：31.094086.324 mm 5.8 模柄的选择选用旋入式模柄，材料Q235，这种模柄装配简单，适合简单模具使用，可较好地保证模柄轴线与上模座的垂直度。它与上模座孔采用H7/m6，属于过渡配合，并加防转销防转动，根据压力机J23-16的
13、相关参考可知，模柄的外形尺寸为 ： dh=3050 mm参考冲压模设计指导表3-41选择3256的旋入式模柄回来再加工至30505.9 螺钉、销钉的设计5.9.1 螺钉、销钉的选择模座的固定螺钉选择内六角圆柱头螺钉，根据冲压模具标准件与设计指南 P132 表5-8选择M10螺钉。上模座的固定螺钉 4 M10下模座的固定螺钉 4 M10定位板的固定螺钉 4 M6上模座连接销钉 210下模座连接销钉 210 5.9.2 螺钉、销钉孔确定M10内六角圆柱螺钉通过孔的规格参考冲压模具标准件与设计指南 P132 表5-9 可知：D=16.5，d=11.5，H=25，如图7。5.9.3 螺钉、销钉位置确定
14、螺钉、销钉分布要满足相应的尺寸位置要求，孔到边缘和孔与孔之见的距离要满足安全距离 查阅冲压模具标准件与设计指南P138 表5-17 得出对应的最小距离，如图8。图 7：螺钉孔图 86、冲压设备的选择6.1 闭合高度的确定模具闭合高度（H闭）是指模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离。H闭=H上模座+H凹模+H凸固+H定位+H下模座+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安全距离，取16mm。代入
15、公式7去得：H闭= 32+40+2+52+40+16=182 mm6.2 压力机设备的选用压力机是给模具提供压力的设备，按照传动方式的不同可以分为机械压力机和液压压力机。模具的公称压力为1944N，闭模高度为182mm。查冷冲模设计P12 表1-3，确定选择J23-16开式双柱可倾式压力机。压力机的参数如下： 公称压力 160kN 滑块行程 55mm 滑块行程次数 120次/分 最大闭合高度 220mm 滑块中心线至床身的距离 205mm 模柄孔尺寸 mm 立柱距离 428mm 工作台尺寸 380610 mm 7、课设小结为期三周的课程设计结束了，这是我第二次接触课程设计这样创新性强的实践课。
16、相对比第一次接触课设，这次整个课设过程进行起来较为顺利，但整个课设过程还是走了许多弯路，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。首先，我们对工件进行分析，选择出最符合的工艺工序，在根据工件对模具进行计算、设计，最终设计出整套模具。整个过程涉及的知识不单单是一本书上的，我们要查阅其他相关书籍，更有甚者，相同的零件在不同的书籍上有不同的标准，我们需要不断比较最终选择出最理想的数据。整个过程，环环相扣，一个数据的错误，可能导致最终模具不符合要求。课设，不仅加深了我们对本专业知识
17、的了解，也从实践中告诫我们严谨的态度在以后的工作中是多么重要。通过这次的模具设计，我对本专业学习的模具制造工艺学有了更进一步的了解。我们现在对模具设计只不过是一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这三周短暂的课程设计里，我学会了运用课本上一些最基本的理论，对专业就业方向也有了更深的理解。总体来说，通过这次课设我受益匪浅。培养了我的设计思维，增加了实际操作能力，为以后的工作打下了较好的基础。在让我体会到了搞设计艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。参考文献丁松聚,冷冲模设计, 机械工业出版社，2012吴宗泽,罗圣国, 机械设计课程设计手册, 高等教育出版社，1992马朝兴,冲模模具设计手册, 化学工业出版社，1998 高军,冲压模设计指导,化学工业出版社，2007