《沖壓模課程設(shè)計-- Z型彎曲件設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《沖壓模課程設(shè)計-- Z型彎曲件設(shè)計（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 課 程 設(shè) 計 說 明 書 模具設(shè)計與制造 專業(yè) 05 級 模具（2）班 題 目 Z型彎曲件 姓 名 指導(dǎo)老師 目 錄 前言 第一部分 設(shè)計題目……………………………… 2 第二部分 彎曲工藝分析………………………… 4

2、第三部分 主要工藝參數(shù)計算…………………… 5 第四部分 排樣與定距設(shè)計…………………… 6 第五部分 彎曲模工作部分尺寸計算…………… 8 第六部分 沖壓設(shè)備的選擇………………… 9 第七部分 模具的總體結(jié)構(gòu)………………… 10 第八部分 主要零部件的設(shè)計及選擇…………… 11 第九部分 模具制造裝配要點(diǎn)…………………… 16 第十部分 設(shè)計體會……………………………… 17 第十一部分 參考文獻(xiàn)……………………………… 18

3、 第一部分：設(shè)計題目 設(shè)計模具名稱：彎曲模 工件名稱：Z型件 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Q235 料厚1.5㎜ 工件簡圖：如圖下所示： 設(shè)計要求： (1)對模具： a) 必須保證操作安全、方便。 b)便于搬運(yùn)、安裝、緊固到?jīng)_床上方便、可靠 c)生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。 d)沖模零件必須具有良好的工藝性，即制造裝配容易、便于管理。 e)保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量的沖壓件的同時

4、，力求成本低、模具壽命長。 f)保證模具強(qiáng)度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調(diào)。 (2)對圖紙： a)總裝配圖一張。 b)模具零件圖（凸、凹模）。 (3)對說明書： a)計算過程詳細(xì)、完全。 b)內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。 c)資料數(shù)據(jù)充分，并表明數(shù)據(jù)出處。 d)公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明，有時還應(yīng)標(biāo)明公式的出處。 e)說明書用計算機(jī)打印出來。 第二部分：彎曲工藝分析 1．對彎曲制件 由零件圖可見，該彎曲件外形簡單，精度要求不高，工件厚度1.5㎜。此工件可用一次單工序模彎曲，定位較為容易，且定位精度易保證。 2．對制件材料 材料為碳

5、素結(jié)構(gòu)鋼，其抗剪強(qiáng)度為275-392MPa，抗拉強(qiáng)度為353-500MPa，屈服強(qiáng)度為245MPa，彈性模量為206×103MPa. ㈡模具的工藝分析： 在壓力機(jī)滑塊一次行程彎曲制成工件。 該模具屬于單工序彎曲，操作安全、不易于自動化，包括自動送料、自動出件、自動疊片，工件和廢料均往下漏，因而不易采用高速壓力機(jī)生產(chǎn)，沖壓精度高，生產(chǎn)效率一般。 第三部分：工藝計算 ㈠彎曲工件的毛坯尺寸計算 根據(jù)原始數(shù)據(jù)可得 t =1.5 r =4 所以r/t =4/1.5 = 2.67 >0.5 所以 根據(jù)《沖壓工藝及模具設(shè)計》P180公式3-46 得 L=

6、 l1 + l2 + l3 + л(r+kt) = 10+10+32+3.14(4+1.5k) = 66.448 mm 式中 l1 l2 l3 —直邊區(qū)長度 r—彎曲中心角 k— 中性層內(nèi)移系數(shù)值。取0.4 《沖壓工藝及模具設(shè)計》P180 表3-9 t—彎曲件厚 （二）、壓力中心 如圖所示 x0 = 20 y0 = 8 所以，壓力中心坐標(biāo)x0 = 20 ，y0 = 8 作為設(shè)計模具的參數(shù)。 （三）、彎曲力計算 彎曲力受材料

7、力學(xué)性能，零件形狀與尺寸，彎曲方式，模具結(jié)構(gòu)形狀與尺寸等多種因素的影響，很難用理論分析方法進(jìn)行準(zhǔn)確計算。因此，在生產(chǎn)中均采用經(jīng)驗(yàn)公式估算彎曲力。 F = （0.65～0.8）Bt2δb/rp +t = 0.7×16×1.5×1.5×400/（4+1.5） =1832.73 N 式中：B—彎曲線長度（mm） t—板料厚度（mm） δb—材料抗拉強(qiáng)度（MPa） rp—彎曲凸模圓角半徑（mm） 第四 部分：排樣與定距設(shè)計 ㈠排樣圖 1. 彎曲件在板料、條料或帶料上的布置為排樣。排樣是

8、否合理，直接影響到材料的利用率、模具結(jié)構(gòu)與壽命及生產(chǎn)操作方式與安全，既排樣是設(shè)計模具的一個標(biāo)準(zhǔn)。 排樣圖中只有一個工位，落料。分析工件外形，并為了節(jié)約材料，采用直排，條料的邊緣作為工件的邊緣，完全取搭邊成為無廢料排樣，進(jìn)行下料。如圖 第五 部分：彎曲模具工作部分尺寸 一、 凸模與凹模的圓角半徑 1、 凸模圓角半徑 彎曲件的相對彎曲半徑r/t較小時，凸模角半徑rp可取彎曲件的內(nèi)彎曲半徑r，但不能小于允許的最小彎曲半徑。如果r/t值小于最小相對彎曲半徑，應(yīng)先彎成較大的圓角半徑，然后再用整形工序達(dá)到要求的圓角半徑。當(dāng)彎曲件的相對彎曲半徑r/t較大且精度要求較高時凸模圓角半徑應(yīng)根據(jù)

9、回彈值進(jìn)行修正。 由于影響rmin/t的因素很多，rmin/t值的理論計算公式并不實(shí)用。所以在生產(chǎn)中主要參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定rmin/t值。由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-2可查得：Q235最小相對彎曲半徑rmin/t=2.5 2、 凹模圓角半徑 3、 凹模的圓角半徑rd 不能過小，以免增加彎曲力，擦傷工件表面。對稱壓彎時兩邊凹模圓角半徑rd應(yīng)一致，否則毛坯會產(chǎn)生偏移 rd值通常按材料厚度t來選取 t=1.5mm < 2mm 時rd=（3～6）t 取rd=6 二、 凹模深度 凹模的工件深度將決定板料的進(jìn)模深度，對于常見的彎曲件，彎曲時不需全部直邊進(jìn)入凹模內(nèi)。只有當(dāng)

10、直邊長度較小且尺寸精度要求高時，才使直邊全部進(jìn)入凹模內(nèi)，凹模深度過大，不僅增加模具的消耗，而且將增加壓力機(jī)的工作進(jìn)程，使最大彎曲力提前出現(xiàn)。中小型彎曲件通常都使用模具在機(jī)械壓力機(jī)上進(jìn)行加工，最大彎曲力提前出現(xiàn)，對壓力機(jī)是很不利的。凹模深度過小，可能造成彎曲件直邊不平直，降低其精度。因此，凹模深度要適當(dāng)。由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-17可得 L1=14+4=18 L2=40 三、 彎曲模凸凹模間隙 彎曲Z形時，必須選擇適當(dāng)?shù)耐拱寄ｉg隙。間隙過大,會造成U形件兩邊不半徑,上寬下窄,降底工件的尺寸精度, 間隙過小,使彎曲力增大,直邊壁厚變薄,容易擦傷工作表面,加速凹模的磨損,降低凹

11、模使用壽命,彎曲凸、凹模間隙是指單邊間隙。為了能順利地進(jìn)行彎曲，間隙值應(yīng)梢大于板料的厚度。同時應(yīng)考慮下列因素的影響，彎曲件寬度較大時，受模具制造與裝配誤差的影響，將加大間隙的不均勻程度，因此間隙值應(yīng)取大些。寬度較小時間隙值可以取小些，硬材料則應(yīng)取大些，彎曲件相對彎曲半徑r/t較小時可以取大些。此外還應(yīng)考慮彎曲件尺寸精度和板料厚度偏差的影響 綜上所述，對于尺寸精度高要求一般的彎曲件板料為黑色金屬時，單邊Zb可按下式計算： Zb= tmax +Ct =1.52+0.05×1.5 =1.577 取單邊間隙為1.58mm 式中：tmax——板料最大厚度

12、 C——間隙系數(shù)，見表3-18 T板厚公稱值 四、 凸、凹模工作尺寸 彎曲凸、凹模工作尺寸的計算與工件尺寸的標(biāo)注形成有關(guān)。一般原則是：當(dāng)工件標(biāo)注外形尺寸時，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上，當(dāng)工件標(biāo)注內(nèi)行尺寸時，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上，并來用配作法制模。 綜上所述： Ld=（L-0.75△）8d =(40-0.75×0.1) 00.03 =39.9900 0.03 式中 Ld凸模寬度基本尺寸 L工件橫向基本尺

13、寸 △ 工件橫向尺寸公差 δd凸模制造偏差，一般取IT7~9級，或取工件公差的1/3、~1/4。 第六部分：沖壓設(shè)備的選擇 因工件是大批量生產(chǎn)，精度要求不高沖裁力較小則選用通用壓力機(jī)，通用機(jī)身又分開式和閉式兩種，開式機(jī)身的鋼性教弱，適用中小型沖壓加工，而閉式機(jī)身適用于大中型沖壓加工。選用開式雙柱可傾壓力機(jī)JA23—630A 其參數(shù)如下： 公稱壓力 630KN 外形尺寸 1335x1112x2120 滑塊行程 120mm

14、 行程次數(shù) 70/min 最大閉合高度 360mm 最大裝模高度 220mm 連桿調(diào)節(jié)長度 55mm 工作臺尺寸 480×710mm 墊板厚度 90mm 電動機(jī)功率 2.20KW 模柄孔尺寸 φ50×70

15、 機(jī)床總重量 1780kg 第七部分：模具的總體結(jié)構(gòu) 模具采用中間導(dǎo)柱模架，模具由上模板、凸模固定板及卸料板組成。卸料方式才用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。 模具結(jié)構(gòu)如下圖所示 1.下模板 2.凹模 3.導(dǎo)柱 4.導(dǎo)套5.上模板 6.螺釘 7.螺釘 8.落料凸模 9.凸緣模柄 10.螺釘 11.凸模固定板 12.墊板 13.圓柱銷 14.沖孔凸模 15.橡膠塊 16.彈壓卸料板 17.定位銷 18.導(dǎo)尺

16、 第八部分 主要零部件的設(shè)計及選擇 1凸模的固定方法 凸摸在上模的正確固定應(yīng)該是既保證凸摸工作可靠和良好的穩(wěn)定性，還要使凸摸在更換或修理時，拆裝方便。該凸摸的固定方式選用如下圖所示的固定方法。 （用螺釘固定的落料凸模） 2定位板的設(shè)計 定位板的側(cè)壁設(shè)計成平直的。定位板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模平齊，這樣就確定了定位板的寬度。條料的寬度為16mm，凹模的寬度是72mm。則定位板的寬度為： B＝16.4mm 定

17、位板厚度由表2—22查得為：5㎜ 導(dǎo)料板的長度為： L＝14.0㎜ 導(dǎo)料板用螺釘固定在凹模上，采用45鋼制作，熱處理硬度為40～45HRC該導(dǎo)尺如下圖所示： 3卸料螺釘 該模具選用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（GB2867。6-81）材料為45鋼熱處理HRC35~40。卸料螺釘?shù)脑O(shè)置形式如下圖所示，卸料螺釘長度按（2-52）計算：

18、 L＝h3＋h4＋H0 ＝30＋20＋21.5 ＝71.5㎜ 式中 h3—固定板厚度 h4—墊板厚度 H0—預(yù)壓后彈性元件的高度 4凸模固定板 凸模固定板的外形尺寸與凹模板相同厚度為凹模板厚度的0.8～1倍，則凸模固定板厚度為： H1 ＝H0×﹙0.8～1﹚ ＝45×﹙0.8～1﹚

19、 ＝36～45㎜ 取凸模固定板厚度為45㎜，直徑按H7加工精度。 5模架的選擇 為保證沖出零件的精度和高穩(wěn)定的質(zhì)量，采用模架導(dǎo)向的導(dǎo)向方式。模架導(dǎo)向不僅能保證上、下模的導(dǎo)向精度而且能提高模具的剛性，延長模具的使用壽命，是沖裁見的質(zhì)量穩(wěn)定可靠， 使模具的安裝比較容易。模架的類型選用中間導(dǎo)柱模架。 除簡單沖模外，一般沖模多采用帶模架的結(jié)構(gòu)。模架的種類很多，要根據(jù)模具的精度要求、模具的類別、模具的大小選擇合適的模架。 查《實(shí)用模具技術(shù)手冊》選用的模架型號為：GB/T2851.1-1990 其主要參數(shù)為： L:210mm B:130mm H:最大300

20、mm、最小180mm H1:30mm H2:30mm 模架如下圖所示： 6模柄的選擇 模柄有多種型式，要根據(jù)模具的結(jié)點(diǎn)選用模柄的形式。模柄的直徑根據(jù)所選用壓力機(jī)的模柄孔徑確定。本模選用模柄跟上模座為一整體結(jié)構(gòu)形式。如下圖所示： 7、連接螺釘選用內(nèi)六角螺釘用45鋼制造并淬火硬度HRC35～40，定位銷釘采用普通圓柱銷。 第九部分：模具制造裝配要點(diǎn) 凹模板、導(dǎo)尺均是需要淬硬的零件。凹模加工后，

21、在線切割和淬硬以前在模架的上模板上進(jìn)行裝配。在凹模上畫出各個形孔和圓孔的線，并根據(jù)計算數(shù)據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心與下模座的中心線對正。鉆、攻螺孔，將下模座、凹模板、導(dǎo)尺進(jìn)行裝配，校正導(dǎo)尺間隙后，鉆鉸銷釘孔，將上述三板固定。鉆孔并安裝、擋料銷，安裝乘料板，然后將下模全部拆開，將凹模板和導(dǎo)尺熱處理淬硬﹙凹、模鉆穿絲孔﹚后進(jìn)行線切割加工用平面磨床磨平后重新裝配。固定在上模板的上模部分，各凹模和凸模、墊片都應(yīng)淬硬。裝配前將凸模淬硬并完成全部加工。墊片在裝配前不淬火。裝配時將凸模壓入凸模固定板，在墊片上鉆孔，將外形凸模固定在墊片上，在與卸料板穿在一起。凸、凹模間隙為0.18㎜，在凹模型孔中墊0.1㎜

22、的硬紙片，以確定間隙。將已組裝為一體的凸模固定板、凸模、卸料板、墊片一同，并使凸模插入凸模孔上，將上模板同過導(dǎo)柱、導(dǎo)套與下模板裝在一起。透過上模板鉆、攻螺孔，打入銷釘，在鉆、攻螺孔，使上模板、墊片、凸模固定板固定。檢查無誤后，鉆、鉸銷釘孔，打入銷釘，再鉆、攻螺孔，安裝卸料螺釘，上模全部拆開，將墊片淬硬磨平，安裝橡膠板，在次裝配，完成模具裝配。 該模具個部分零件參數(shù)如下： 上模座 HT200 厚 30 mm 凸模固定板 45號鋼 厚25㎜ 長 400㎜ 寬 140㎜ 彈壓卸料板 45號鋼 厚 15㎜ 長400㎜ 寬 228㎜ 導(dǎo)料板

23、 45號鋼 厚5㎜ 長 14.5㎜ 寬16.4㎜ 下模座 HT200 厚30㎜ 長400㎜ 寬228㎜ 凹模 Cr12 長400㎜ 寬228㎜ 熱處理HRC60~64 橡膠厚度44.5㎜ 直徑 30㎜ 凸模 Cr12 HRC60～64 凸模修磨量為5 模具閉合高度： H模＝183.5mm 第十部分：設(shè)計體會 本次設(shè)計為課程設(shè)計，各項(xiàng)要求均比較嚴(yán)格，為了能更加好的完成設(shè)計任務(wù)，我從圖書館和網(wǎng)上查閱了大量的冷沖模設(shè)計

24、資料。這為我在后來設(shè)計階段省下了不注寶貴的時間表。除了對知識的查閱，我還翻出了大學(xué)三年來所學(xué)的重點(diǎn)專業(yè)知識，重新系統(tǒng)的去學(xué)習(xí)和撐握，為設(shè)計做準(zhǔn)備。 盡管做了很好的準(zhǔn)備，但在設(shè)計過程中卻暴露了基礎(chǔ)知識不扎實(shí)。對許多專業(yè)知識還不能自如的運(yùn)用，對許多概念上的知識、專業(yè)術(shù)語含糊不清，做不到深刻理解。 模具設(shè)計中許多問題的解決都是通過從實(shí)踐所得的數(shù)據(jù)來確定、并適當(dāng)?shù)淖龀鲞x擇，如：沖裁間隙的確定等。 本次設(shè)計的工作量相對于課程設(shè)計大了很多，特別對圖線的要求。繪圖成了快速完成設(shè)計的最大障礙，繪圖軟件主要用CAD。這是我們大二所學(xué)的知識，因?yàn)榄h(huán)境等因素的制約，想提高繪圖技巧是我必須要完成的任務(wù)。 這次

25、設(shè)計是我們參加工作前的最后一次設(shè)計。完成它就是對我們?nèi)陙硭鶎W(xué)知識的一次系統(tǒng)應(yīng)用，為我將來參加實(shí)踐工作做好鋪墊，是我們對自身所學(xué)的一次檢驗(yàn)，讓我們受益良多。 第十一部分：參考文獻(xiàn) 陳錫棟、靖穎怡主編《沖模設(shè)計應(yīng)用實(shí)例》 ——機(jī)械工業(yè)出版社 張鼎承主編《沖模設(shè)計手冊》 ——機(jī)械工業(yè)出版社 陳錫棟、周小玉主編《實(shí)用模具技術(shù)手冊》 ——機(jī)械工業(yè)出版社 鐘毓斌主編《沖壓工藝與模具設(shè)計》 ——機(jī)械工業(yè)出版社 馮柄堯主編《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 ——上海出版社 18