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1、U形件闭角弯曲模说明书设 计 题 目：U形件闭角弯曲模设 计 者：班 级：15级数控 2班指 导 教 师：目录第1章 零件工艺性分析41.1工艺方案的确定51.2弯曲中性层位置的计算51.3弯曲件回弹值的计算61.4弯曲力的计算81.4.1自由弯曲时的弯曲力81.4.2校正弯曲时的弯曲力81.4.3弯曲时压力机吨位的确定91.4.4初选压力机101.5弯曲模工作部分设计的计算121.5.1凸模圆角半径121.5.2凹模圆角半径121.5.3凹模深度的计算121.5.4凸、凹模间隙的计算131.5.5凸、凹模尺寸的计算14第2章模具总体设计152.1模具类型的选择152.2定位方式的选择152.
2、3卸料出件方式的选择152.4导向方式的选择16第3章 模具主要零部件的设计173.1凸模部分的设计173.2凹模部分的设计183.3上模座及模柄的设计193.4下模座的设计193.5其它零部件的选择20第4章 模具总装图20第5章 工作零件的加工工艺21第6章 模具的装配、安装及调试266.1模具的装配266.2模具的安装276.2.3弯曲模的安装要点276.2.4弯曲模的安装步骤286.2.5模具的调试29总结31第1章 零件工艺性分析零件简图：如图所示;零件名称;U形闭角弯曲模;材料：Q235;材料厚度：1.2mm;具体尺寸可见零件图1： 图1闭角弯曲件此零件为一个简单的小于90的U形件
3、，也称其为闭角弯曲件，r=0.6，材料选择普通碳素钢Q235,板厚为1.5mm。属于小型零件，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。分析结构工艺，该零件为方形零件，落料片是圆形，冲裁工艺性很好。1.1工艺方案的确定根据制件工艺性分析，其冲压零件需要的基本工序有落料冲孔，一次弯曲，其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，因此选择合理的弯曲方法十分重要。方案一：先用一般U形弯曲模完成两直角平行的U形工序件，再用斜面凹模缩小上口间距，弯成闭角形件。， 方案二：采用一次成型的滚动轴式弯曲模，在凹模侧壁安装可转动的转轴，凹模镶件随着凸模的下行，板料先被弯成两平行的U形过渡件，当工件底部接触到转轴凹模后，转轴凹模就
4、会转动，成形弯曲件。方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，生产效率低，并且保证不了精度。方案二只需要一副模具就可以完成。提高了生产效率，也保证了精度。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。 综合以上分析，采用第二种方案进行弯曲最好。1.2弯曲中性层位置的计算板料弯曲时应变中性层的长度始终是不变化的，故可根据弯曲后应变中性层的长度来确定弯曲件的毛坯长度。实际应用中，通常采用以下经验公式确定弯曲毛坯中性层的长度：= r + xt式中 r-零件的弯曲内侧半径t-材料厚度x-中性层位移系数，查表（手册）。由，查手册得x=0.26代入公式计算得一般将圆角半径较大
5、时（r0.5t）的弯曲称为有圆角半径的弯曲。此时，不考虑中性层的变化，其展开长度等于弯曲件直线部分的长度和圆弧部分的长度之和。其计算要点为：将工件直边长度L直累加得L直 将工件弯曲变形部分分别以中性层方法计算并累加。 毛坯展开尺寸等于直线部分长度和弯曲部分的总和。此弯曲件属于圆角半径r0.5t的弯曲件，变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和式中 坯料展开总长度；a弯曲开口角。代入公式计算得 =45.4mm因为有少许偏移，取值为46mm,宽度尺寸为10mm,故毛坯尺寸为。1.3弯曲件回弹值的计算大变形程度(rt5)时的回弹值大变形程度，圆角半径回弹小，不必
6、计算,计算凸模角度。(1)因为a=60a查表得到a90的值b计算回弹角。 c.计算凸模中心角。=58.7式中r弯曲件的圆角半径，mm；t弯曲件材料的厚度，mm；at凸模的圆角部分的中心角，()a弯曲件的中心角，()；一弯曲件的弯角，()(2)校正弯曲时的回弹值a. 查表得到a90的值b计算回弹角 c. 将回弹角进行修正 =0.16*1.3=0.2d计算凸模中心角=59.8式中 校正弯曲时的回弹角； K修正系数，查表得0.16。(4) 工件回弹问题的解决 当工件精度要求不高或校正弯曲时，生产中常采取调整凸凹模间隙的方法解决工件回弹问题。设计弯曲模结构时，把凹模做成可调式。1.4弯曲力的计算弯曲力
7、是设计弯曲模和选择压力机吨位的依据。弯曲力的理论计算可以从塑性弯矩和外力弯矩相等的条件求得。但由于弯曲力受材料性能，零件形状，弯曲方法，模具结构等多种因素的影响，用理论公式来计算不但计算复杂，并且也不一定准确。因此在生产中经常采用经验公式计算，作为设计工艺过程和选择设备的依据。 1.4.1自由弯曲时的弯曲力式中：F自由弯曲在冲行程结束时的弯曲力； B弯曲件的宽度; T弯曲材料的厚度; R弯曲件的内弯曲半径; 材料的抗拉强度450MPa; K安全系数，一般取K=1.3。代入公式计算得 1.4.2校正弯曲时的弯曲力校正弯曲时，校正力比压弯力大得多，而且两个力先后作用。因此，若采用校正弯曲时，一般只
8、计算校正力，V形件和U形件均按下式计算： F校=Ap式中 F校校正弯曲时的弯曲力 A校正部分垂直投形面积 p单位面积上的校正力。由制件可知校正为内角弯曲半径部分，其投影面积为，单位面积上的校正力查表取110MPa。代入公式计算得5.3.3 压弯时的顶件力和卸料力对于设有顶件装置的弯曲模，顶件力值可按自由弯曲力的3080%选取，即取值为0.7，代入得1.4.3弯曲时压力机吨位的确定自由弯曲时，压力机吨位F机为取值为1.3，代入得对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大的多，故顶件力可以忽略，即取值为1.3，代入计算锝1.4.4初选压力机(1)公称压力的选择 选择压力机时，要根据模具结构来确定，当施
9、力行程较大时(5060) 即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的5060。校正弯曲时，更要使额定压力有足够的富余，一般压力机的公称压力要大于校正弯曲力的152倍，在本例中取了1.8倍，即 公称压力P0=1.8*45.882.4(kN)初选压力机的公称压力为100kN，即J2310型压力机。(2)行程次数 选择用于弯曲的压力机的行程次数主要考虑以下因素考虑操作方式(进、出料速度的快慢)；弯曲时，金属变形需要过程限制了行程次数增加；依据上述因素综合分析，J2310型压力机的行程次数选择了120次min。(3)滑块行程(S) 滑块行程是指滑块的最大运动距离，即曲柄旋转一周，上死点至下死点的距离
10、。其值为曲柄半径的两倍：S2R 选择用于弯曲的压力机的滑块行程主要考虑以下因素：要保证毛坯放进和工件取出，应使滑块行程大于工件高度的两倍以上，S=2R该件为大批量，需要以限制行程来增加行程次数，提高生产效率。J2310型压力机的滑块行程为45mm，大于工件高度的两倍，满足电极板弯曲时的冲压行程。即S2HI452*6.1(4)闭合高度 压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。压力机的闭合高度可以通过调整连杆长度来改变其大小，将连杆凋至圾短时，闭合高度最大，称最大闭合高度。将连杆调至最长时，闭合高度最小，称最小闭合高度。J2310型压力机的最大闭合高度为180mm，连
11、杆调节量为35mm，故最小闭合高度为145mm。当压力机工作台面上有垫板时，用压力机的闭合高度减去垫板厚度，就是压力机的装模高度，没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等。模具的闭合高度是指压力机滑块在下止点位置时，模具上模座上平面至下模座下平面之间的距离。它与压力机的配合应该遵守下列关系 如果压力机上不设置垫板，模具闭合高度H在155175mm之间。加上垫板，模具闭合高度H将减小。式中 HMAX。压力机的最大闭合高度，mm； HMIN压力机的最小闭合高度，mm； H 模具的闭合高度，mm； Hd压力机垫板厚度，mm。(5)工作台面尺寸 压力机工作台尺寸应大于下模周界5070mm。J2310
12、型压力机的工作台尺寸(前后X左右)为240mmx370mm。那么，设计时模具的下模座(宽X长)不要超过240mmx370mm。(6)模柄孔尺寸 直径X深度为30mmX55mm，那么，设计时模具的模柄尺寸要与模柄孔尺寸匹配。1.5弯曲模工作部分设计的计算弯曲模工作部分尺寸主要指凹模圆角半径、凸模圆角半径和凹模的深度。U形件弯曲模，还有凸、凹模之间的间隙及模具横向及深度尺寸。 1.5.1凸模圆角半径当弯曲件r10时，凸模圆角半径rt为 当弯曲件r较小时，凸模圆角半径为 此工件的弯曲圆角半径较小但不小于工件材料所允许的最小弯曲半径,故凸模圆角半径可取弯曲件的内弯曲半径r0.6mm。1.5.2凹模圆角
13、半径凹模圆角半径不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表面。此件两边弯曲高度相同，属于对称弯曲，凹模两边圆角半径r，应取大小一致。凹模圆角半径ra一般按材料厚度t来选取。 该工件厚度t1mm，故凹模圆角半径r=5t=5mm。1.5.3凹模深度的计算凹模深度要适当，凹模深度过小坯料两端未受压部分太多，工件回弹大且不平直，影响工件质量。若过大，则浪费模具钢材，且需冲压有较大的工作行程。所以根据经验数字查表得此形弯曲模的凹模深度为。1.5.4凸、凹模间隙的计算弯曲凸、凹模之间的单边间隙用C来表示。 U形件弯曲 对于钢板 C =（1.051.15）t 对于有色金属板料 C =（l1.1）t 凸、凹模间隙是靠调节压力机的闭合高度来实现的，不必在设计及制造模具时考虑。此制件为特殊的U形件，材料为一般钢板，可以按照一般U形件弯曲标准计算。弯曲模的凸、凹模单边间隙一般可按按下式计算：+式中： C弯曲模凸、凹模单边间隙； 工件材料厚度，其值为1mm; 材料厚度的正偏差，其值为0.025； K间隙系数，查表为0.05。代入公式计算很显然凸、凹模间隙符合
