《塑性成形工艺》课程设计V形弯曲模具设计.doc
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1、题 目: V形弯曲模具设计姓 名: 学 号: 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:塑性成形工艺课程设计2015年7月32日目 录1、设计任务书12、冲压工艺分析12.1 材料分析12.2 工艺分析12.3 弯曲件的工序安排13、弯曲模具总体结构设计23.1 模具类型的选择23.2 操作与定位方式23.3 卸料与出件方式24、弯曲模具工艺与设计分析24.1 弯曲工件毛坯尺寸计算24.2 弯曲力的计算34.3 压弯时的顶件力和卸料力44.4 弯曲时压力机吨位的选择45、弯曲模具零件设计45.1 凸模与凹模工作部位设计45.1.2 凸模与凹模的圆角半径4
2、5.1.3 弯曲模凹、凸模间隙55.1.3 弯曲凸、凹模刃口尺寸及公差65.2 凹模尺寸设计65.3 模座的选择85.4 垫板规格的的选择85.5 固定板的选择95.6 定位板的设计105.7 凸模设计105.8 模柄的选择115.9 螺钉、销钉的设计115.9.1 螺钉、销钉的选择115.9.2 螺钉、销钉孔确定115.9.3 螺钉、销钉位置确定116、冲压设备的选择126.1 闭合高度的确定126.2 压力机设备的选用137、课设小结14参考文献151、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
3、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 ,抗拉强度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,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.
4、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
5、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
6、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,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
7、,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);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
8、=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,
9、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
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