《塑性成形工艺》课程设计-V形弯曲模具设计

《塑性成形工艺》课程设计160x160x40mm调整后得到:mm;；mm,凹模尺寸如图4模座的选择

5.3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，选择凹模周界L=315mm,B=160mm,厚度H=40mm的中间导柱下模座各部位尺寸详见《冲压模具标准件与设计指南》南7表2-31因为工件批量不大，变形简单，弯曲力较小，可以不采用导柱导向模具工作的时候，将上模固定在压力机上，下模固定在压力机工作台上，位置调整准确即可对板料进行弯曲加工为节省材料，对下模座进行必要加工，两边各预留30mm压边尺寸，对多余部分进行切削，加工后下模座规格为240x160x40mm的尺寸详见《冲压模具标准件与设计指南》P42表2-22o垫板规格的的选择

5.4查阅《冲压模具标准件与设计指南》P166对垫板进行选择垫板的作用是直接承受和扩散凸，凹模传递的压力，以降低模板所受的单位压力，防止模板局部破坏导致模具寿命降低冲模中最常见为凸模垫板，它被装在凸模固定板与凹模之间另外，当采用刚性推件装置，上模板被挖空时也需加垫板是否需要垫板，根据模板承受压力来判断，公式为cr=F/A［o压］公式5式中一冲板承受的压力；F-冲裁力，即凸（凹）模所承受的压力,N；A—凸（凹）模与上、下模板的接触面积、即凸（凹）模固定板端面面积；mm2；卜压］—模板材料的许用应力其中F=1944N,A=（120-40）（20-

33.25）=6920mm2,=120MPa代入公式5得1944rb=^22=

0.280MPa b1r6920L压」所以，可以不采用垫板固定板的选择

5.5固定板（凸、凹模固定板）主要用于固定中、小型的凹模，小型的凸、凹模零件一般通过固定板间接地固定在模板上，以减少模具钢的用量为了保证安装、固定牢固，固定板必须有足够的厚度，查《冲压模具标准件与设计指南》P166厚度可以由下面经验公式得出凸模固定板凹模固定板式中H—固定板厚度Ho—凹模高度与垫板高度之和D-凸模与固定板相配合部分的直径若凸模与固定板相配合的部分截面为非圆形，则为其截面最大径凹模不需要用固定板，凸模与固定板配合部位如图示图5:凸模和固定板的配合部位所以D=）42+

33.0-=

51.91mmH凸固=1x

51.91=

51.91mm1—1取标准=52mm固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配H7/m6,材料为45#钢定位板的设计

5.6定位板的作用是保证板料送料准确和在模具中的位置正确材料采用45#钢,长和宽尺寸采用模架尺寸，厚度稍高于板料厚度，取H定=2mm,挡料部位及整体尺寸见图6o图6:定位版设计图凸模设计

5.7凸模长度计算（参考《冷冲模设计》P99图4-44）L=H+H+H+Y公亍I nni式中Hi—凸模固定板的厚度；Hu—卸料板的厚度；Hni—定位版的厚度；Hiv—凸模进入凹模的深度；Y—安全距离取值范围为15~20mm其中:Hl=52mm；H2=0mm；H3=2mm;；Y取16mm；HIV=H1—H2—t=

16.324mmo代入公式6得L=52+2+

16.324+16=

86.324mm所以凸模尺寸为

31.09x40x

86.324mm模柄的选择

5.8选用旋入式模柄，材料Q235,这种模柄装配简单，适合简单模具使用，可较好地保证模柄轴线与上模座的垂直度它与上模座孔采用H7/m6,属于过渡配合，并加防转销防转动，根据压力机J23-16的相关参考可知，模柄的外形尺寸为dxh=30x50mm参考《冲压模设计指导》四表3-41选择32x56的旋入式模柄回来再加工至630X50螺钉、销钉的设计

5.

95.

9.1螺钉、销钉的选择模座的固定螺钉选择内六角圆柱头螺钉，根据《冲压模具标准件与设计指南》P132表5-8选择M10螺钉上模座的固定螺钉4xM10下模座的固定螺钉4XM10定位板的固定螺钉4XM6上模座连接销钉2x

①10下模座连接销钉2义

①

105.

9.2螺钉、销钉孔确定M10内六角圆柱螺钉通过孔的规格参考《冲压模具标准件与设计指南》P132表5-9可知:D=

16.5,d=

11.5,H=25,如图

75.

9.3螺钉销钉位置确定螺钉、销钉分布要满足相应的尺寸位置要求，孔到边缘和孔与孔之见的距离要满足安全距离查阅《冲压模具标准件与设计指南》P138表5-17得出对应的最小距离，如图8o图7:螺钉孔上模相钉孔、销领位黔布图

26.冲压设备的选择闭合高度的确定

6.1模具闭合高度（H闭）是指模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H上模座+H凹模+H凸固+H定位+H下模座+Y公式7式中H上模座一上模座厚度，取H上模座二32mm；H凹模一凹模厚度，取H凹模二40mm；H凸固一凸模固定板厚度，取H凸固二52mm；H定位一定位板的厚度,H定位二2mm；H下模座一下模座厚度，取H下模座=40mm；Y—安全距离，取16mm代入公式7去得H闭=32+40+2+52+40+16=182mm压力机设备的选用

6.2压力机是给模具提供压力的设备，按照传动方式的不同可以分为机械压力机和液压压力机模具的公称压力为1944N,闭模高度为182mm查《冷冲模设计》P12表1-3,确定选择J23-16开式双柱可倾式压力机压力机的参数如下:公称压力160kN滑块行程滑块行程次数最大55mm闭合高度120次/分滑块中心线至床身的距离220mm模柄孔尺寸030x50mm立柱距离工428mm作台尺寸380x610mm205mm、课设小结7参考文献[I]丁松聚，冷冲模设计，机械工业出版社，2012[II]吴宗泽，罗圣国，机械设计课程设计手册，高等教育出版社，1992[III]马朝兴，冲模模具设计手册，化学工业出版社，1998[IV]高军，冲压模设计指导，化学工业出版社，

45.

45.

55.

95.9螺钉、销钉的设计

105.

105.

106.

131.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工件图

2.冲压工艺分析材料分析

2.1Q235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=200〜220GPa,抗拉强度Q b=375〜500Mpa工艺分析

2.2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，且定位精度易保证弯曲件的工序安排

2.3参考《冷冲模设计》川P136可一次压弯成形

3.弯曲模具总体结构设计模具类型的选择

3.1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操作与定位方式

3.2零件小批量生产，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，宜采用定位板定位卸料与出件方式

3.3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导向方式的选择

3.4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弯曲工件毛坯尺寸计算

4.1工件属于有圆角半径的弯曲件，毛胚展开长度为:Z,+Z，直线圆弧2n p兀0/、=--------P=——r+xt公式1360°180°式中L一弯曲件板料长度1直线一线部分的各段长度;1圆弧一圆弧部分的长度；x—中性层系数•••r/t=12/l=128,查[I]-P131-表

5.5得中性层系数x=

0.5,按公式1计算板料的展开长度得L I7f0x j[毛胚-40+------------------------------12+

0.5x1=

66.18mmi1寸

166.18“180°弯曲力的计算

4.2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「

0.6Kb/7用=-----------------图2:板料展开图公式2其中F自一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）；Ob—材料的强度极限（MPa）0根据图1可得b=40mm；t=lmm；r=12mm查阅《机械设计课程设计手册》[II]P37,表2-3可得=450MPa代入公式2得

0.6x

1.3x40x12x450=108012+1压弯时的顶件力和卸料力

4.3压弯时的顶件力和卸料力FQ值近似取弯曲力的30%〜80%即%=

0.3〜

0.8%所以FQ=

0.8X1080=864N弯曲时压力机吨位的选择

4.4自由弯曲时，压力机的吨位F为F^F自+FQ二1080+864=1944N

5.弯曲模具零件设计凸模与凹模工作部位设计

5.1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/t5,弯曲半径的回弹值不大，只考虑角度回弹，可以查表得出当弯曲相对半径较大，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电=1+3%F+3/出「比公式3=a-180°-a--1公式4r凸其中r一工件的圆角半径mm；r四一凸模的圆角半径mm；a—弯曲件的角度；a凸一弯曲凸模的角度；t一板料的厚度mm；E—弯曲材料的弹性模量MPa；as—弯曲材料的屈服点MPaVR/t=12/l=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200-220X103MPa,取值E=210xl03MPa«

11.535mm235-+3x210xl03xl12代入公式3,公式4得%=60°-180°-60°——-

155.463°

11.535所以,

11.535+1=

12.535mm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=lmmo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，并来用配作法制模凹模尺寸设计

5.2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，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H,=12sin

62.27°=

10.622mm“2=

12.535x1—

362.27=

6.702mm根据［I］表4-13可得:220mm所以〃凹2口+%+”3H凹-

37.324mm由几何知识可得b=2x

12.53x sin

62.27+12cos

62.27=

33.350mm根据《冷冲模设计》P101可计算得c=L5〜2”所以c=

1.7H=

56.695mm1凹=b+2C=

146.74mm可得:B凹=40+2C=

153.39mmBn=B凹-2x-------!-----=

31.09mm11口sin

62.27°凹模板具有标准尺寸，查阅《冲压模具标准件与设计指南》[IH]P103表4-13取得凹模标准尺寸为。