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1、广西工学院冲压工艺与模具设计课程设计说 明 书 设计题目 焊片B的弯曲单工序模设计系 别 机械工程系 专业班级 学生姓名 学 号 指导教师 日 期 目录一、简述设计的任务与要求1二、冲压件工艺性分析21.材料分析22. 结构分析23. 精度分析：3三、确定冲压工艺方案3四、确定模具总体结构41. 模具类型的确定42. 导向方式43. 模架的选择54. 压、卸料方式的确定55.定距方式的确定5五、弯曲部分主要工艺参数的计算61.毛坯尺寸计算62.弯曲力计算73.弯曲模主要零部件设计8六、确定排样图和裁板方案12七、模具其他零件的设计131）凸模的固定方法142）定位装置的设计143）凸模固定板1
2、44）模架的选择155）紧固件及其它零件的选用156）模柄的选择167）垫板的确定168）弹性元件的选用169）模具的闭合高度17八、设计心得体会18九、参考文献194一、简述设计的任务与要求1 拟定冲压件的工艺过程，并填写工艺过程卡 1 份；2 设计指定冲压件的其中一道工序的冲压模（每人设计一副不同的模具），并绘制装配图和凸、凹模零件图： 1 套；（注：指定冲压件的生产批量可以根据需要进行更改）3 编写设计说明书1份，约20页左右。4. 本小组设计的零件简图如下： 生产批量：小批量 材料：黄铜带H68，t=0.5mm 技术要求：1. 未标注尺寸公差按IT14.2. 毛刺小于0.15二、冲压件
3、工艺性分析1.材料分析材料名称:H68普通黄铜 有极为良好的塑性(是黄铜中最佳者)和较高的强度,可切削加工性能好，易焊接，对一般腐蚀非常安定,但易产生腐蚀开裂。为普通黄铜中应用最为广泛的一个品种。抗拉强度 b (MPa)：390530 伸长率 10 ()：13 硬度 ：105175HV屈服强度：245MPa弹性模量：113x1000MPa2. 结构分析零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件两端有异形孔，孔的最小尺寸为1mm，满足冲裁最小孔径的要求。另外，经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为2.5mm，满足冲裁件最小孔边距的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。零件结构简单，左
4、右对称，对弯曲成形较为有利。可查得此材料所允许的最小弯半径，而零件弯曲半径，故不会弯裂。另外零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。在进行直角弯曲时，若弯曲的直边高度过短，弯曲过程中不能产生足够的弯矩，将无法保证弯曲件的直边平直。所以必须使弯曲件的直边高度H2t，最好H3t1.5mm,制件的直边高度达到了7.5mm，异型孔距离也满足要求。3. 精度分析：零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT13，所以普通冲压可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸按IT14精度等级查补。三、确定冲压工艺方案由零件图和冲压工艺性分析可知，该零件的基本工序为落
5、料、拉深-冲孔-翻孔、冲孔、切边、弯曲六道工序。可采用以下两种方案： 方案一： 落料、拉深、切边、冲孔、翻孔、弯曲六道工序分别采用单工序模生产。 方案二： 落料冲孔复合模，拉深-冲孔-翻孔采用复合模生产，然后切边、弯曲分别采用单工序模生产。 方案三：拉深-冲孔-翻孔-冲侧孔-落料采用级进模生产，弯曲分别采用单工序模生产。 方案比较： 方案一：需要多个模具进行加工，生产率较低，加工成本高。不适合多工序工件生产。且工件小，加工繁琐。方案二：方案二采用复合模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。但由于经计算先落料-
6、冲孔后拉深-冲孔-翻孔会使壁薄，不保证冲压件质量，不予才去。方案三：将方案二两个复合模集中到一个级进模，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差（该工件要求精度不高）。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正。综合比较上述的三种方案，方案三为本零件的最佳加工方案。四、确定模具总体结构1. 模具类型的确定 根据零件的结构，加工工序分为落料、拉深、切边、弯曲、冲孔和翻孔六道工序。按小组的分工情况，本人做的是弯曲最后一道工序。考虑到薄板成形，采用正装结构。制件小，采用弹性卸料装置，对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面。2. 导向方式 采用导柱导套导向方式。3. 模架的选择 由工艺分析
7、及后侧导柱式模架：工作面展开，用于小型冲模。 4. 压、卸料方式的确定工件平直度较高，料厚为0.5mm相对较薄，卸料力不大，可采用弹性卸料元件，弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面。5.定距方式的确定采用固定挡料销定距。采用导料销来导正材料的送进。五、弯曲部分主要工艺参数的计算图16 坯料展开图1.毛坯尺寸计算对于有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，可查得中性层位移系数，所以坯料展开长度为由于零件两端宽度尺寸为3.5mm，故毛坯尺寸应为22.7
8、4mm3.5mm。弯曲件平面展开图见图16。查文献（1）表9-13，该尺寸采用IT14级，公差为0.52mm2.弯曲力计算弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。U形件弯曲时的自由弯曲力 = =K为安全系数，取1.3 =392Mpa,为弯曲材料的抗拉强度t为弯曲件的厚度，t=0.5mmB为弯曲件的宽度，B=3.5mmr为内圆弯曲半径（等于凸模圆角半径），r=1mm该零件是校正弯曲，校正弯曲时的弯曲力和顶件力为 对于校正弯曲，其弯曲力比自由弯曲力大得多，而且在弯曲过程中，两者不能重叠。由于校正弯曲力比顶件力大得多，故一般可以忽略，即以校正弯曲力为依据： 生产中为安全，取，根据压弯力大小，对于薄
9、板小件的一般弯曲生产加工选用C型曲柄压力机。初选设备为开式可倾台压力机J234.其主要技术参数如下：公称压力：40kN滑块行程：40mm最大闭合高度：160 mm闭合高度调节量：35mm滑块中心线到床身距离：100mm工作台尺寸：280 mm180mm工作台孔尺寸：100mm模柄孔尺寸：30 mm50mm工作台板厚度：35 mm立柱间距离：130mm3.弯曲模主要零部件设计（1）工作部分结构尺寸设计由文献（3）表4-2可查得：黄铜H68最小相对弯曲半径Rmin/t=0.81.1）凸模圆角半径在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即。2
10、）凹模圆角半径凹模圆角半径不应过小，以免擦伤零件表面，影响冲模的寿命，凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。根据薄、软材料取较大值。图2 凹模结构图3）制件进模深度m和凹模深度h（如图）m为矮边U形件的侧壁上端到凹模圆角中心的距离。凹模深度过小，则坯料两端未受压部分太多，零件回弹大且不平直，影响其质量；深度过大，则浪费模具钢材，且需压力机有较大的工作行程。该零件为弯边高度不大且两边要求平直的U形弯曲件，则凹模深度应大于零件的高度。由【1】表4-23得m=3mm由【3】表4-9得h=15mm4）凸、凹模间隙根据U形件弯曲模凸、凹模单边间隙的计算公式得 有色金属： t为材料厚度的基
11、本尺寸（或中间尺寸），mm； c为间隙系数。查阅文献【1】表4-25，取间隙系数c=0.055）U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差零件标注内形尺寸时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上。而凸、凹模的横向尺寸及公差则应根据零件的尺寸、公差、回弹情况以及模具磨损规律而定。因此，凸、凹模的横向尺寸分别为 凹模尺寸按凸模尺寸配制，保证间隙式中 为凹模的基本尺寸，mm；为凸模的基本尺寸，mm;为弯曲件的尺寸公差，mm； ，为凹模、凸模的制造公差，mm，采用等级IT9 Z为凹、凸模单面间隙，mm。6）凸凹模材料采用高耐磨微变形冷作模具钢：Cr12MoV许用应力/MPa拉伸应力压缩弯曲25010001600300
12、5007）凸模凸模的强度校核计算：压应力校核计算： 为凸模最小断面积弯曲应力：允许的凸模最大自由长度凸模的实际长度因此凸模强度校核符合8）凹模由【3】表3-14、3-15得凹模厚度H=ks=9.301*0.4=3.7 （k=0.30.4）因为H不小于8mm，因此取H=10mm垂直送料方向的凹模厚度 B=s+（2.54.0）H =9.301+2.5*10=34.301 取B=40mm送料方向的凹模长度 L=3.5+20=23.5mm 取B=25mm由资料可知凹模周界：凹模壁厚向外扩增3545mm六、确定排样图和裁板方案材料利用率及弯曲回弹值的计算该制件属于单工序弯曲模，且为最后一道工序，其材料利
13、用率达到100%。由于相对弯曲半径r/t=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，制件卸载后可以符合精度要求。七、模具其他零件的设计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3-12）定位装置的设计弯曲该U形制件时，采用定位销法定位制件的平动。3）凸模固定板根据模架结构，凸模固定板的外形尺寸为80*20，其中厚度为凹模厚度的0.60.8倍，则凸模固定板厚度为： H=（0.60.8）H0 =1824mm=20mm取凸模固定板厚度为20mm，按H7加工精度。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【4】表9-46选用的模架
