模具设计与制造专业冲压模课程设计

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1、广州市机电高级技师学院广州市机电高级技师学院课 程 设 计 说 明 书模具设计与制造模具设计与制造 专业 09 级 高职模具（高职模具（1）班题 目 Z 型弯曲件 姓 名 指导老师 2011-7-5目 录前言第一部分 设计题目 2第二部分 弯曲工艺分析 4第三部分 主要工艺参数计算 51第四部分 排样与定距设计 6第五部分 弯曲模工作部分尺寸计算 8第六部分 冲压设备的选择 9第七部分 模具的总体结构 10第八部分 主要零部件的设计及选择 11第九部分 模具制造装配要点 16第十部分 设计体会 17第十一部分 参考文献 18第一部分：设计题目设计模具名称：弯曲模工件名称：Z 型件 生产批量：大

2、批量 材料：Q235 料厚 1.5工件简图：如图下所示：2设计要求：(1)对模具：a)必须保证操作安全、方便。b)便于搬运、安装、紧固到冲床上方便、可靠c)生产批量为大批量生产。d)冲模零件必须具有良好的工艺性，即制造装配容易、便于管理。e)保证规定的生产率和高质量的冲压件的同时，力求成本低、模具寿命长。f)保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。(2)对图纸：a)总装配图一张。b)模具零件图（凸、凹模） 。(3)对说明书：a)计算过程详细、完全。b)内容条理清楚，按步骤书写。c)资料数据充分，并表明数据出处。d)公式的字母含义应标明，有时还应标明公式的出处。e)说明书用计算机打印出

3、来。第二部分：弯曲工艺分析1对弯曲制件由零件图可见，该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度1.5。此工件可用一次单工序模弯曲，定位较为容易，且定位精度易保证。2对制件材料材料为碳素结构钢，其抗剪强度为275-392MPa，抗拉强度为353-500MPa，屈服强度为245MPa，弹性模量为206103MPa.模具的工艺分析：在压力机滑块一次行程弯曲制成工件。该模具属于单工序弯曲，操作安全、不易于自动化，包括自动送料、自动出件、自动叠片，工件和废料均往下漏，因而不易采用3高速压力机生产，冲压精度高，生产效率一般。第三部分：工艺计算第三部分：工艺计算弯曲工件的毛坯尺寸计算根据原始数据可得t =1.

4、5 r =4 所以 r/t =4/1.5 = 2.67 0.5 所以 根据冲压工艺及模具设计P180 公式 3-46 得L= l1 + l2 + l3 + (r+kt) = 10+10+32+3.14(4+1.5k)= 66.448 mm式中l1 l2 l3 直边区长度r弯曲中心角k 中性层内移系数值。取 0.4 冲压工艺及模具设计P180 表 3-9t弯曲件厚（二） 、压力中心如图所示x0 = 20 y0 = 84所以，压力中心坐标 x0 = 20 ，y0 = 8 作为设计模具的参数。（三） 、弯曲力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

5、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。F = （0.650.8）Bt2b/rp +t = 0.7161.51.5400/（4+1.5）=1832.73 N式中：B弯曲线长度（mm）t板料厚度（mm）b材料抗拉强度（MPa）rp弯曲凸模圆角半径（mm）第四 部分：排样与定距设计排样图1. 弯曲件在板料、条料或带料上的布置为排样。排样是否合理，直接影响到材料的利用率、模具结构与寿命及生产操作方式与安全，既排样是设计模具的一个标准。排样图中只有一个工位，落料。分析工件外形，并为了节约材料，采用直排，条料的边缘作为工件的边缘，完全取搭边成为无废料排样，进行下料。如图 5第

6、五 部分：弯曲模具工作部分尺寸一、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。由冲压工艺与模具设计表 3-2 可查得：Q235 最小相对弯曲半径rmin/t=2.52、凹模圆角半径3、

7、凹模的圆角半径 rd 不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表6面。对称压弯时两边凹模圆角半径 rd应一致，否则毛坯会产生偏移rd值通常按材料厚度 t 来选取t=1.5mm 2mm 时 rd=（36）t取 rd=6二、凹模深度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，

8、凹模深度要适当。由冲压工艺与模具设计表 3-17 可得L1=14+4=18 L2=40三、弯曲模凸凹模间隙弯曲 Z 形时，必须选择适当的凸凹模间隙。间隙过大,会造成 U形件两边不半径,上宽下窄,降底工件的尺寸精度, 间隙过小,使弯曲力增大,直边壁厚变薄,容易擦伤工作表面,加速凹模的磨损,降低凹模使用寿命,弯曲凸、凹模间隙是指单边间隙。为了能顺利地进行弯曲，间隙值应梢大于板料的厚度。同时应考虑下列因素的影响，弯7曲件宽度较大时，受模具制造与装配误差的影响，将加大间隙的不均匀程度，因此间隙值应取大些。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

9、应考虑弯曲件尺寸精度和板料厚度偏差的影响综上所述，对于尺寸精度高要求一般的弯曲件板料为黑色金属时，单边 Zb 可按下式计算：Zb= tmax +Ct=1.52+0.051.5=1.577取单边间隙为 1.58mm式中：tmax板料最大厚度C间隙系数，见表 3-18T 板厚公称值四、凸、凹模工作尺寸弯曲凸、凹模工作尺寸的计算与工件尺寸的标注形成有关。一般原则是：当工件标注外形尺寸时，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，间隙取在凹模上，并来用配作法制模。综上所述： Ld=（L-0.75）8d=(40-0.750.1) 00.038=39.9900 0.03式中

10、 Ld 凸模宽度基本尺寸L 工件横向基本尺寸工件横向尺寸公差d凸模制造偏差，一般取 IT79 级，或取工件公差的1/3、1/4。第六部分：冲压设备的选择因工件是大批量生产，精度要求不高冲裁力较小则选用通用压力机，通用机身又分开式和闭式两种，开式机身的钢性教弱，适用中小型冲压加工，而闭式机身适用于大中型冲压加工。选用开式双柱可倾压力机 JA23630A其参数如下：公称压力 630KN外形尺寸 1335x1112x2120滑块行程 120mm行程次数 70/min最大闭合高度 360mm最大装模高度 220mm连杆调节长度 55mm工作台尺寸 480710mm垫板厚度 90mm电动机功率 2.20

11、KW模柄孔尺寸 5070机床总重量 1780kg9第七部分：模具的总体结构模具采用中间导柱模架，模具由上模板、凸模固定板及卸料板组成。卸料方式才用弹性卸料，以弹簧为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。模具结构如下图所示1.下模板 2.凹模 3.导柱 4.导套5.上模板 6.螺钉 7.螺钉 8.落料凸模 9.凸缘模柄 10.螺钉 11.凸模固定板 12.垫板 13.圆柱销 14.冲孔凸模 15.橡胶块 16.弹压卸料板 17.定位销 18.导尺第八部分 主要零部件的设计及选择1 凸模的固定方法凸摸在上模的正确固定应该是既保证凸摸工作可靠和良好的稳定性，还要使凸摸在更换或修理时，拆装

12、方便。该凸摸的固定方式10选用如下图所示的固定方法。（用螺钉固定的落料凸模）2定位板的设计定位板的侧壁设计成平直的。定位板的内侧与条料接触，外侧与凹模平齐，这样就确定了定位板的宽度。条料的宽度为16mm，凹模的宽度是72mm。则定位板的宽度为：B16.4mm定位板厚度由表222查得为：5导料板的长度为：L14.0导料板用螺钉固定在凹模上，采用45钢制作，热处理硬度为4045HRC该导尺如下图所示：113卸料螺钉该模具选用标准的圆柱头内六角卸料螺钉（GB2867。6-81）材料为 45 钢热处理 HRC3540。卸料螺钉的设置形式如下图所示，卸料螺钉长度按（2-52）计算：Lh3h4H03020

13、21.571.5式中 h3固定板厚度h4垫板厚度H0预压后弹性元件的高度124凸模固定板凸模固定板的外形尺寸与凹模板相同厚度为凹模板厚度的0.81倍，则凸模固定板厚度为：H1 H00.81450.813645取凸模固定板厚度为45，直径按H7加工精度。5模架的选择为保证冲出零件的精度和高稳定的质量，采用模架导向的导向方式。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，是冲裁见的质量稳定可靠， 使模具的安装比较容易。模架的类型选用中间导柱模架。除简单冲模外，一般冲模多采用带模架的结构。模架的种类很多，要根据模具的精度要求、模具的类别、模具的大小选择合适的模架。查实

14、用模具技术手册选用的模架型号为：GB/T2851.1-1990其主要参数为：L:210mmB:130mmH:最大300mm、最小180mmH1:30mm13H2:30mm模架如下图所示：6模柄的选择模柄有多种型式，要根据模具的结点选用模柄的形式。模柄的直径根据所选用压力机的模柄孔径确定。本模选用模柄跟上模座为一整体结构形式。如下图所示：147、连接螺钉选用内六角螺钉用 45 钢制造并淬火硬度 HRC3540，定位销钉采用普通圆柱销。第九部分：模具制造装配要点凹模板、导尺均是需要淬硬的零件。凹模加工后，在线切割和淬硬以前在模架的上模板上进行装配。在凹模上画出各个形孔和圆孔的线，并根据计算数据划出压力中心线，使压力中心与下模座的中心线对正。钻、攻螺孔，将下模座、凹模板、导尺进行装配，校正导尺间隙后，钻铰销钉孔，将上述三板固定。钻孔并安装、挡料销，安装乘料板，然后将下模全部拆开，将凹模板和导尺热处理淬硬凹、模钻穿丝孔后进行线切割加工用平面磨床磨平后重新装配。固定在上模板的上模部分，各凹模和凸模、垫片都应淬硬。装配前将凸模淬硬并完成全部加工。垫片在装配前不淬火。装配时将凸模压入凸模固定板，在垫片上钻孔，将外形凸模固定在垫片上，在与卸料板穿在一起。凸、凹模间隙为0.18，在凹模型孔中垫0.1的硬纸片，以确定间隙。将已组装为一体的凸模固定板、凸模、卸料板、