U形件彎曲模具設計【沖壓零件彎曲順序的優(yōu)化及模具設計】

U形件彎曲模具設計【沖壓零件彎曲順序的優(yōu)化及模具設計】,沖壓零件彎曲順序的優(yōu)化及模具設計,U形件彎曲模具設計【沖壓零件彎曲順序的優(yōu)化及模具設計】,彎曲,曲折,模具設計,沖壓,零件,順序,優(yōu)化 設 計 課 題： 沖壓零件彎曲順序的優(yōu) 化及模具設計 設計時間： 2013.XX.XX～XX.XX 班 級： XXXXX 學 號： XXXXXXX 姓 名： XXXX 指導教師： XXXX 完成日期：201X 年XX月 XX 日 前言 一、彎曲的概念與應用 金屬材料被彎成一定形狀和角度的零件的成形方法稱為彎曲。彎曲是沖壓生產中應用廣泛的一種工藝，可用于制造大型結構零件，，如飛機機翼、汽車大梁等，也可用于生產中小型機器及電子儀器儀表零件，如鉸鏈、點子元器件等。根據彎曲件的不同要求和生產批量的大小，有各種不同的彎曲方法。最常用的是以彎曲模具在通用壓力機上進行壓彎，此外也有在折彎機、滾彎機、拉彎機上進行的折彎、滾彎、及拉彎。 目錄 前言·····················································2 設計任務書···············································5 U形件彎曲模 第一章 工藝分析········································6 1.1材料分析··········································6 1.2結構分析··········································6 第二章 工藝方案擬定····································7 2.1毛坯展開··········································7 2.2方案確定···········································8 第三章 模具彎曲工藝計算·································8 3.1沖壓力計算········································8 3.2模具工作部分尺寸計算······························9 第四章 模具總結構形式確定·····························12 第五章 沖壓設備的選擇·································12 第六章 彎曲模模架及零件設計···························13 6.1模架的選用······································13 6.2其它零件結構·····································13 第七章 模具制造工藝過程·······························16 7.1凹模制造工藝過程·································16 7.1凸模制造工藝過程·································16 第八章 模具各部分零件參數·····························16 第九章 橡膠墊的選用···································17 第十章 總工程圖·······································18 總結·················································19 致謝信···············································20 參考文獻·············································22 附錄·················································23 任務書 設計題目：沖壓零件彎曲順序的優(yōu)化及模具設計 一、設計要求 下圖是生產中常見的零件圖，零件寬為19.5mm，材料為Q235鋼。請設計U形件彎曲模。 要求： 1. 查模具設計資料，計算該彎曲件的下料長度 2. 查該模具設計資料，計算出模具凸、凹刃口尺寸 3. 繪制一幅模具裝配圖一；主要零件圖2 4. 圖紙格式必須符合國家標準 彎曲模具設計 本課題為一個需要多次折彎的一個彎曲件其兩端為二次折彎一個折彎角，其比較簡單的做法就是做單一的單工序模具，但是這樣設計模具工序比較多浪費腦動力，資源浪費比較嚴重，所以本次設計對其進行優(yōu)化，具體為落料，第一次折彎，第二次折彎，如圖示意 落料 第一次折彎 第二次折彎 本次設計主要設計第二次設計 如圖所示的彎曲件，其材料為Q235，料厚2mm，板寬19.5mm。 圖1 一、工藝性分析。 1、材料分析。 該工件所用材料Q235是常用的沖壓材料，塑性較好，適合沖壓加工。 2、結構分析。 該工件結構簡單，形狀對稱，適合彎曲。 工件彎曲半徑為2mm，查表3.1（垂直于纖維），查表rmin=0.1t=0.6mm，即能一次彎曲成功。工件的彎曲直邊高度為15mm，遠大于2t，因此可以彎曲成功。該工件是一個彎曲角度為90o的彎曲件，所有尺寸精度均未標注公差，而當r/t<5時，可以不考慮圓角半徑的回彈，所以該工件符合普通彎曲的經濟精度要求。 3、結論。 該工件的彎曲工藝性良好，適合進行彎曲加工。 二、工藝方案的擬定。 1、毛坯展開。 如圖所示： 圖2 毛坯總長度等于各直邊長度加上各圓角展開長度，即： L=2L1+2L2+L3 由圖1可得 L1=19mm L2=22mm（x查表1可得） L3=46mm 于是可得 L≈93.6mm 同理L寬=45.3mm r/t 0.1 0,2 0.3 0.4 o.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 x 0.21 0.22 0.23 0.23 0.25 0.26 0.28 0.30 0.32 0.33 r/t 1.3 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 ≥8.0 x 0.34 0.36 0.38 0.39 0.40 0.42 0.44 0.46 .048 0.50 表1 2、方案確定。 由圖1分析看出，該產品需要的基本沖壓工序為落料、彎曲。根據上述分析結果，生產該產品的工藝方案為先落料，再彎曲。 三、彎曲工藝計算。 1、沖壓力的計算。 （1）力的計算。 彎曲力的大小不僅與毛坯尺寸、材料的力學性能、凹模支點間的間距、彎曲半徑及凸凹模間隙等因素有關，而且與彎曲方法也有很大的關系。生產中常用經驗公式進行計算。 1) 折彎力 FZ=0.7Kbt2σb/r+t=0.7×1.3×50×2×2×400/2=18.2KN 式中： FZ——材料在沖壓行程結束時的彎曲力，N； b ——彎曲件的寬度,mm； t——彎曲材料的厚度，mm； ——彎曲件的內彎曲半徑，mm； ——材料強度極限，Mpa； ——安全系數，一般?。?.3。 （2）頂件力的計算。 對于設置頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，其頂件力（或壓料力）(或)可近似取自由彎曲力的30~80%，即 FD=（0.3～0.8）FZ 1）頂件力由式得 FD=0.6FZ=0.3×18.2N≈5.5KN （3）壓力機公稱壓力的確定。 對于有彈性頂件裝置的自由彎曲壓力機噸位可按下式計算： F設=（1.1～1.2）（Fz＋Fd） F設——壓力機公稱壓力，N 1） 公稱壓力由式得 F設=（1.1～1.2）×（18.2＋5.5）KN=（1.1～1.2）23.7KN,即F設=28.44KN,該工件不需要考慮圓角的回彈，故不需要用校正彎曲來控制回彈，所以選用160KN的開式壓力機。 2、模具工作部分尺寸計算。 工作零件 （1）凸、凹模間隙計算。 由式由c=（1.05～1.15）t 可取c=1.1t=2.2mm。 （2）凸凹模寬度尺寸。 彎曲工序中，凸、凹模的寬度尺寸根據彎曲工件的標注方式不同，可根據下列情況分別計算。 1）標注外形尺寸的彎曲件 應以凹模為基準，首先設計凹模的寬度尺寸。 ①當工件標注成雙向偏差時： 凹模寬度 ②當工件標注成單向偏差時： 凹模寬度 在工件標注外形尺寸的情況下，凸模寬度應按凹模寬度尺寸配制，并保證單邊間隙為c，即 2）標注內形尺寸的彎曲件 應以凸模為基準，首先設計凸模的寬度尺寸。 ①當工件標注成對稱偏差時 凸模寬度 ②當工件標注成單向偏差時 凸模寬度 在工件標注內形尺寸的情況下，凹模寬度應按凸模寬度尺寸 行配制，并保證單邊間隙為c，即 在式中， ——彎曲凸、凹模寬度尺寸，mm； ——彎曲件外形或內形基本尺寸，mm； C——彎曲模單邊間隙，mm； ——彎曲件尺寸公差，mm； ——凸、凹模制造公差，一般?。?/3～1/4）Δ 由于工件標注在外形上，因此以凹模為基準，先計算凹模寬度尺寸，由GB/T15055-2007查得： 基本尺寸為50mm，板厚2mm的彎曲件未注公差為±0.08mm，則由式： 凹模寬度：=mm=mm 凸模寬度：=mm=mm （3）凸、凹模圓角半徑的確定。 1）凸模圓角半徑。 在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當零件的相對圓角半徑較小時，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即。 2）凹模圓角半徑。 凹模圓角半徑的大小影響彎曲力、彎曲件質量與彎曲模壽命，凹模兩邊的圓角半徑應一致且合適，過小，彎曲力會增加，會刮傷彎曲件表面，模具的磨損加大；過大，支撐不利，其值一般根據板厚取或直接查表。 t≤2mm時， rd=（3～6）t t=2～4mm時， rd=（2～3）t t=≥4mm時， rd=2t rd由表查得為2mm。 （4）凹模工作部分深度。 過小的凹模深度會使毛坯兩邊自由部分過大，造成彎曲件回彈量大，工作不平直；過大的凹模深度增加了凹模尺寸，浪費模具材料，并且需要大行程的壓力機，因此模具設計中，要保持適當的凹模深度。該產品零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的沖壓零件彎曲順序的優(yōu)化及模具設計，則凹模深度應大于零件的高度，且高出值h0=2mm。查表得凹模工作部分深度為10mm如下圖所示： 四、模具總體結構形式確定。 為操作方便，選用后側滑動導柱模架，毛坯利用凹模上的定位板定位，剛性推件裝置推件，頂件裝置頂件，并同時提供頂件力，防止毛坯竄動。 折彎模具 五、沖壓設備的選擇。 因為此工件需大批量生產，精度要求不高，因壓力機公稱壓力算得為24KN，故選用160KN的壓力機，為JA23－63A。 其參數如下： 公稱壓力 160KN 滑塊行程 50mm 行程次數 160/min 最大閉合高度 210mm 六、模架及零件設計。 1、后側導柱模架的選用。 標準模架的選用依據為凹模的外形尺寸，所以因首先計算凹模周界的大小。查表的凹模周界大小為200mm×200mm。 折彎模具采用中間導柱模架，查的模架的規(guī)格為： 上模座：320mm×220mm×35mm； 下模座320mm×220mm×45mm； 導柱28mm×200mm； 導套28mm×110mm×43mm。 2、其它零件結構。 墊板：此模具中需采用墊板，墊板厚度h=10。材料選用45鋼，熱處理43～48HRC。 凸模固定板：凸模固定板與凸模采用過渡配合關系，平面尺寸與凹模外形尺寸相同。固定板的厚度為20mm。材料選用Q235鋼。 定位板：定位板尺寸與毛坯的長度尺寸有關，其外形尺寸與凹模尺寸相同。材料選用45鋼，熱處理43～48HRC。 頂件板：頂件板尺寸與凹?？紫嗯浜希矫娉叽缗c凹模內形尺寸相同。材料選用45鋼，熱處理43～48HRC。 模柄：模具采用材料為A3的壓入式模柄GB/T2862.1—81根據設備的?？壮叽纾瑧x用規(guī)格為A32×95的模柄。 銷釘：模具的銷釘選用圓柱銷GB/T 119.1，根據設備尺寸分別為：，銷?10×50。材料選用35鋼，熱處理28～38HRC。不經表面處理的圓柱銷。 鏍釘：模具采用圓柱頭內六角螺釘GB/T 70.1，根據尺寸分別為：螺釘M12×85,螺釘M10×71,螺釘M8×38,螺釘M12×64, 螺釘M10×122,材料為35鋼，熱處理：硬度28～38HRC表面氧化。 導柱：模具導柱選用直徑d=28mm,長度h=200mm的A型導柱。材料為20鋼，熱處理：滲碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC。導柱 A28×200 GB2861.1—90。 導套：模具導套選用內徑d=28mm,長度L=100mm,外徑D=43mm的A型導套。材料為20鋼，熱處理：滲碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC。導套 28×110×43 GB2861.6。 凸模 ：模具凸模的結構形式及尺寸如下圖所示。材料選用Cr12，熱處理56～60HRC。 凸模 凹模 ：模具凹模的結構形式及尺寸如下圖所示，材料選用Cr12，熱處理56～60HRC。 七、模具制造工藝過程。 1、凹模制造工藝過程。 下料——鍛造——正火——機加工（粗）——調質——機加工（精）——淬硬58HRC——磨削 2、凸模制造工藝過程。 下料——鍛造——正火——機加工（粗）——調質——機加工（精）——淬硬60HRC——磨削 正火：作為預先熱處理，目的是消除鍛件內應力，細化晶粒，改善切削加工性。 調質：獲得回火索氏體，具有較好的綜合力學性能，為表面淬火做好組織準備。 淬硬：作為最終熱處理，使工作表面得到高的硬度、耐磨性和疲勞強度，使零件消除應力，防止磨削和產生裂痕，并保持高硬度和耐磨性。 八、模具各部分零件參數。 折彎模具 上模座 45 長300mm，寬220mm，厚35mm 凸模墊板 45剛 長180mm，寬140mm， 厚10mm 凸模固定板 45鋼 長180mm，寬140mm，厚20mm 凹模 Cr12 長 180mm，寬140mm，厚35mm 模具閉合高度 H=200mm 九、橡膠墊的選用。 1.為保證橡膠墊不過早失去彈性而損壞，其允許的最大壓縮量不得超過自由高度的45%，一般取H總=（0.35～0.45）H自由。橡膠墊的預壓縮量一般取自由高度的10%～15%。 H工作=H總—H預 故工作行程： H工作=H總-（0.1～0.15）H自由 由工作行程可計算出橡膠墊高度： H自由=H工作÷（0.25～0.30） 式中 H自由———橡膠墊自由狀態(tài)下多的高度 H工作———所需工作行程 2.橡膠墊產生的力 F=Ap 式中 F——壓力 A——橡膠墊橫截面積 P——與橡膠墊壓縮量有關的單位壓力 橡膠墊壓縮量% 單位壓力P/MPa 橡膠墊壓縮量% 單位壓力P/MPa 10 0.26 25 1.06 15 0.50 30 1.52 20 0.70 35 2.10 十、總工程圖 總結 本次設計是在校唯一一次設計，也是畢業(yè)設計，各項要求都比較嚴格，為了能夠很好的完成最后一次功課，交給老師一份滿意的答卷，我從圖書館借來的書籍中和網上查閱了大量的關于沖壓模具的設計資料，這位我在后來的畢業(yè)設計實施過程中減去了不少麻煩。也更通過這次畢業(yè)設計我系統(tǒng)的翻閱了兩年半時間以來所學的專業(yè)知識，重現的學習和掌握，讓自己發(fā)現到更多的不足之處。 在這次的畢業(yè)設計中，我綜合了幾年多來所學的所有專業(yè)知識，使我受益匪淺。不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且掌握的更為熟練，也加強了在大學階段所學專業(yè)理論知識的鞏固。 在做畢業(yè)設計的過程中，在設計和繪圖都遇到方面遇到了一些實際問題，經過老師和同學的指導幫助，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時解決。這次的畢業(yè)設計使我對冷沖壓模具設計有了一定的認識，在模具設計過程中，不僅把大學所學到知識加深了，還學會了查閱有關書籍和資料，能夠把各科靈活的運用到設計中去。更是鍛煉了自己的查閱資料的能力。 這次的畢業(yè)設計不僅是對自己大學幾年的考核，也是在工作之前對自身的一次全面、綜合型的測試。這為今后的工作做好了鋪墊和奠定了一定的基礎。 致謝 經過一個多月的努力，畢業(yè)設計基本完成了。在畢業(yè)設計的的實踐中，學到很多有用的知識，也積累了不少寶貴的模具設計有關知識。在這里我特別要感謝我的老師**，由于自身能力有限，總會在設計過程中遇到諸多的問題不能得以很好的解決，多次打擾到**的工作、生活和休息時間，但**每次總能很好的為我細心解答。**時刻關注我們的設計課程。及時給我們提供一切關于畢業(yè)設計方面要注意的資料，他對工作的積極熱情，認真負責，給我留下深刻印象，使我受益匪淺。在此我向教授表示衷心的感謝和深深的敬意。 這次設計的是一個沖壓零件彎曲順序的優(yōu)化及模具設計的簡易沖壓模具。畢業(yè)設計歷時一個多月。在設計過程中，有些尺寸，數據是一點都馬虎不得的，只要一個數據有誤，就得全部改動，使設計難度大大增加。在這次設計中，我感覺要完成這次設計不僅要有扎實的專業(yè)知識，還要有過硬的計算機基礎知識做保障，才能很好的完成這次設計任務。 這次畢業(yè)設計雖說簡單，但收益良多。是對三年所學知識一次系統(tǒng)綜合運用，在軟件應用方面，使我對AutoCAD的應用更加熟練，更加認識到在機械制圖上AutoCAD的極大重要性。同時這次設計涉及到機械制圖，機械設計，模具設計，互換性以及CAD等各方面內容。 即將走上工作崗位了，能有這樣一次設計，有這樣一個總結，很高興，很興奮，也很感激。這次，是我親眼看見了花朵變成果實。雖然它還不是很成熟，但以散發(fā)出淡淡的香氣。感謝默默付出的老師們！關心支持我的同學，朋友們！ 畢業(yè)設計的完成，我要感謝我的知道老師教授的大力支持。**為了我們的畢業(yè)設計，是他的耐心指導和教導才使我的畢業(yè)設計逐漸趨于完善。謝謝你，**！ 同時，我要感謝給我們授課的各科老師，正是由于你們的傳道，授業(yè)，解惑，讓我學到了專業(yè)知識，并從他們身上學到了如何求知治學，如何為人處事。我也要感謝我的母校，滁州職業(yè)技術學院，是他提供了良好的學習環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。 與此同時，我還得到了同學們，朋友們的關心和幫助，在此一并表示感謝！ 同時更要感謝百忙之中參加答辯考核的評審老師。 即將走上工作崗位，在今后的工作中，我將繼續(xù)努力！ 主要參考文獻 信群 主編 AutoCAD 合肥工業(yè)大學出版社 信群 主編 機械制圖 合肥工業(yè)大學出版社 信群 主編 互換性與測量技術 北京航空航天大學出版社 榮清 主編 模具設計與制造 高等教育出版社 王孝培 主編 沖壓手冊 機械工業(yè)出版社 郝濱海 主編 沖壓模具簡明設計手冊 化學工業(yè)出版社 梅伶 主編 模具課程設計與指導 機械工業(yè)出版社 王芳 主編 冷沖壓模具設計與指導 機械工業(yè)出版社