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1、2 设计工艺计算2.1弯曲件展开尺寸的计算 根据文献（2）125页，按圆角半径r=3mm0.5t=1.5mm的弯曲件计算方法进行计算。 将弯曲件制件分为如图3段 图 1-1（1）直边段为L1，L3 L1=30-3-3=24mmL3=80-3-3=74mm （2）圆角边段为L2 由于R/t=3/3=10.5,则该圆角属于有圆角弯曲，根据中性层长度不变原理计算。 查文献（2）表4-6查得，x=0.32 L2=/2=（r+xt）/2=3.14*(3+0.32*3)/2 =6.22mm (3)弯曲毛坯展开总长度： L=L1+L2+L3=24+74+6.22=104.22mm查文献（1）表9-13，该尺
2、寸采用IT14级，公差为0.87m2.2冲压力的计算及冲压设备的选择2.1.1冲压力的计算由于弯曲力受到材料的力学性能，零件形状与尺寸，板料厚度，弯曲方式，模具结构形状与尺寸，模具间隙和模具工件表面质量等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力。查文献（2）130页，L形弯曲件是在自由弯曲阶段相当于弯曲U形件的一半，而且应设置压料装置，所以可近似地取弯曲力为 FL=（FUZ+FQ）/2 （1-1）其中：FUZ为弯曲力 FQ为压料力查文献（2）129页，U形件弯曲时的自由弯曲力 （1-2）K为安全系数，取1.3 =420Mpa,为弯曲材料的抗拉强度t
3、为弯曲件的厚度，t=3mmB为弯曲件的宽度，B=30mmr为内圆弯曲半径（等于凸模圆角半径），r=3mm将数据代入式1-2，计算，可得：FUZ=17199N对设置压料装置的弯曲模，其压料力也要由压力机滑块承担，FQ可近似取自由弯曲力的30%60%,即FQ=（0.30.6）FUZ。，这里取FQ=0.5FUZ。将数据代入，求得： FQ=8599.5N将FQ、FUZ代入式（1-1）得： FL=12899N2.1.2初选冲压设备确定压力机的额定压力不仅要考虑能完成弯曲加工，而且要注意防止压力机过载。由于前述计算所得的弯曲力均为弯曲过程中可能出现的最大弯曲力数值，即短时间内出现的峰值，如果压力机的额定压
4、力等于或略大于该计算值，并不能保证在整个弯曲过程中压力机不过载。因此，在确定压力机的压力时，应预留出较大的安全范围。自由弯曲时，有上述计算可知，总的冲压工艺压力F总为： F总= FL=12899N查文献（2）131页，一般情况下，压力机的公称压力应大于或等于冲压总工艺力的1.3倍，可以取压力机的压力位 F压机1.3 F总代入数据得： F压机16768.7N查文献（1）表9-9，初选压力机J23-16，其主要技术参数为： 公称压力：160KN 滑块行程：55mm 滑块行程次数：120/min 最大闭合高度：220mm闭合高度调节量：45mm工作台尺寸：模柄孔尺寸：床身最大倾角：2.3材料利用率及
5、弯曲回弹值的计算该制件属于单工序弯曲模，其材料利用率达到100%。由于相对弯曲半径r/t=3/3=1较大，属于大变形程度，圆角回弹值小，不必计算，且制件精度要求不高，制件卸载后的回弹可通过设置压料装置予以减小，制件卸载后可以符合精度要求。3.模具工作零件设计 3.1 弯曲模具工作零件刃口尺寸的计算 3.1.1凸模与凹模的圆角半径 1、凸模圆角半径弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模角半径rp可取弯曲件的内弯曲半径r，但不能小于允许的最小弯曲半径。如果r/t值小于最小相对弯曲半径，应先弯成较大的圆角半径，然后再用整形工序达到要求的圆角半径。当弯曲件的相对弯曲半径r/t较大且精度要求较高时凸模圆
6、角半径应根据回弹值进行修正。由于影响Rmin/t的因素很多，Rmin/t值的理论计算公式并不实用。所以在生产中主要参考经验数据来确定Rmin/t 值。由文献（1）表3-3可查得： Q235最小相对弯曲半径Rmin/t=2.5。由于该制件的相对弯曲半径r/t较小，故凸模圆角半径rp可取弯曲件的内弯曲半径r=3mm。2 、凹模圆角半径凹模圆角半径rd的大小直接影响坯料的弯曲成形。凹模的圆角半径rd不能过小，否则弯曲时坯料拉人凹模的阻力大，厚度易拉薄，擦伤工件表面。rd太大，会影响毛坯定位的准确性。rd的值通常按材料厚度t来选取。查文献（1）表3-14t=3mm时，rd=7mm3.1.2凹模深度 凹
7、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，才能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现。中小型弯曲件通常都使用模具在机械压力机上进行加工，最大弯曲力提前出现，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，凹模深度要适当。初选凹模深度30mm3.1.3弯曲模凸模和凹模的间隙弯曲L形时，必须选择适当的凸、凹模间隙。间隙过大则回弹量大，工件的形状和尺寸误差增大。间隙过小，使弯曲力增大，直边壁厚变薄，增大摩擦，容易擦伤工件表面，加速
8、凹模的磨损，降低凹模的使用寿命。同时考虑到下列因素的影响：弯曲件宽度较大时，受模具制造和装配误差的影响，将加大间隙的不均匀程度，因此间隙应取大些。宽度较小时间隙值可以取小些，硬材料则应取大些，弯曲件相对弯曲半径r/t较小时可以取大些。此外还应考虑弯曲尺寸精度和板料厚度偏差的影响。综上所述，查阅文献（1）68页，对于尺寸精度要求一般的弯曲件，板料为黑色金属时，单边间隙Zb可按下式计算： Zb=（n+1）t （3-1）式中 Zb为弯曲凹、凸模的单面间隙，mm； t为材料厚度的基本尺寸（或中间尺寸），mm； n为间隙系数。查阅文献（1）表3-16，取间隙系数n=0.04将各个数据代入式（3-1）中，
9、得： Zb=3.12mm3.2模具工作零件结构的确定模具工作零件结构的确定即弯曲模凸、凹模工作尺寸的确定。弯曲凸、凹模工作尺寸的计算与工件尺寸的标注行成有关。一般原则是：当工件标注为外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上，弯曲间隙通过增大凹模刃口尺寸取得，并以此配作凹模；当工件标注内行尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上，弯曲间隙通过减小凸模刃口尺寸取得，并以此来配作凸模。综上所述，查阅文献（1）68页，以凹模为计算基准件，可得： 凹模 (3-2) 凸模 (3-3)式中 为凹模的基本尺寸，mm；为凸模的基本尺寸，mm;Lmax为弯曲件的最大极限尺寸，mm；为弯曲件的尺寸公差，mm；
10、，为凹模、凸模的制造公差，mm，取（1/41/3），这里取1/4； Z为凹、凸模双面间隙，mm。弯曲模具为L型模具，以单面间隙代替。将数据代入式（3-2）、（3-3）得： 4 . 模具其他零件的设计4.1凸模的固定方法凸模在上模的正确固定应该是既保证凹模工作可靠良好的稳定性，还要使凸模在更换或修理时，拆装方便，在此基础上，尽量使结构简单。该凸模的固定方法选用固定板固定凸模，由于凸模的端部呈方形，必须保证其不能转动，否则将影响制件的尺寸和精度，故在固定板固定的基础上加止转销防止凸模转动。 图3-14.2定位装置的设计弯曲该L形制件时，采用定位销法定位制件的平动。由于该制件结构简单，外形呈方形，可
11、采用在右侧加一略高于凹模一个板厚的侧板进行定位，防止制件在冲压弯曲过程中的转动而影响制件尺寸和精度。同时，该侧板可以起到导料的作用。弯曲L形制件时，会产生一定的侧向力，而侧板则可以平衡一定的侧向力，保证凸、凹模的间隙和制件的精度要求。 4.3凸模固定板查阅文献（2）106页，凸模固定板的外形尺寸与凹模相同，厚度为凹模厚度的0.60.8倍，则凸模固定板厚度为： H=（0.60.8）H0 =1824mm取凸模固定板厚度为20mm，按H7加工精度。4.4 模架的选择为了保证冲出零件的精度和高稳定的质量，采用模架导向方式。模架导向不仅能保证上、下模的导向精度而且能提高模具的刚性，延长模具的使用寿命，使
12、冲裁件的质量稳定可靠，使模具的安装比较容易。 模架的类型选用后侧导柱模架查阅文献（1）表9-46选用的模架主要技术参数为： 凹模周界： L=160mm B=100mm 闭合高度： 最小 190mm 最大 225mm 上模座： 200mmX100mmX40mm 下模座： 200mmX100mmX50mm 导柱： 25mmX180mm 导套： 25mmX90mmX38mm4.5紧固件及其它零件的选用1. 螺钉和销钉的选择（国家标准）1） 上模座、垫板、凸模固定板采用螺钉固定，规格分别为：螺钉 4个M10x45 参照GB/T700120002） 下模座、凹模，采用螺钉固定，规格分别为：螺钉 4个M1
13、0x50 参照GB/T70012000 4.6 模柄的选择中、小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一要压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠连接。查阅文献（1）表9-41，采用压入式模柄，它与模座孔采用过渡配合H7/m6，并加销钉以防转动。这种模柄可以较好的保证轴线与上模座的垂直度，适用于各种中、小型冲压模，生产中最常见。模柄的直径根据所选用压力机的模柄孔径确定。4.7 垫板的确定垫板的厚度取10mm ，其尺寸：150X35X10mm4.8 弹性元件的选用弹簧的设计1）每个弹簧所承受的负荷，查阅文献（1）表2-17，工作时的卸料力 根据模具的安装，拟选用1根弹簧，则每根弹簧的负荷为： =0.52kN2）查文献（1）表9-32，并考虑到模具的结构尺寸，对初选弹簧参数为：d=6mm， D 40mm，t=9.9mm，L=60mm， F=1200， n=5.4h=20.4，f =3.79mm3）确定弹簧的预压量h=取弹簧预压缩量为8.9mm 4）检查弹簧的最大压缩量是否满足。 19 式中 h弹簧的压缩量 卸料板工作行程一般取材料厚+1, h凸凹模修磨量一般取510,h=6 则 h19 故设计合理 弹簧装配高度为60-19=41mm