形彎曲件模具設(shè)計(jì)

1、U形彎曲件模具設(shè)計(jì)1零件工藝性分析工件圖為圖15所示活接叉彎曲件，材料45鋼,料厚3mm。具工藝性分析內(nèi)容如下：101材料分析45鋼為優(yōu)質(zhì)碳的彎曲成形性能。1.2結(jié)構(gòu)分析素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好零件結(jié)構(gòu)簡單，左右對稱，對彎曲成形較為有利?？刹榈么瞬牧纤试S的最小彎曲半徑rmin0.5t1.5mm，而零件彎曲半徑r2mm1.5mm,故不會彎裂。另外，零件上的孔位于彎曲變形區(qū)之外，所以彎曲時(shí)孔不會變形，可以先沖孔后彎曲.計(jì)算零件相對彎曲半徑r/t0.675,卸載后彎曲件圓角半徑的變化可以不予考慮，而彎曲中心角發(fā)生了變化，采用校正彎曲來控制角度回彈。1。3。精度分析零件上只有1個(gè)尺寸有公差要求，由公差表查

2、得其公差要求屬于IT14,其余未注公差尺寸也均按IT14選取，所以普通彎曲和沖裁即可滿足零件的精度要求。4.結(jié)論：由以上分析可知，該零件沖壓工藝性良好，可以沖裁和彎曲。2工藝方案的確定零件為U形彎曲件，該零件的生產(chǎn)包括落料、沖孔和彎曲三個(gè)基本工序,可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔，再彎曲。采用三套單工序模生產(chǎn).方案二：落料一沖孔復(fù)合沖壓，冉彎曲。采用復(fù)合模和單工序彎曲模生產(chǎn)方案三：沖孔一落料連續(xù)沖壓，冉彎曲。采用連續(xù)模和單工序彎曲模生產(chǎn)方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需三道工序三副模具，生產(chǎn)效率較低.方案二需兩副模具，且用復(fù)合模生產(chǎn)的沖壓件形位精度和尺寸精度易保證，生產(chǎn)效率較高。但由于該零件

3、的孔邊距為4.75mm,小于凸凹模允許的最小壁厚6。7mm,故不宜采用復(fù)合沖壓工序。方案三也需兩副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故其模具制造、安裝較復(fù)合模略復(fù)雜.通過對上述三種方案的綜合分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳.3零件工藝計(jì)算3O1o彎曲工藝計(jì)算3。1。1毛坯尺寸計(jì)算對于r0.5t有圓角半徑的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，按中性層展開的原理，坯料總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和，可查得中性層位移系數(shù)x0.28,所以坯料展開長度為_圖16坯料展開圖重E3/J_90LZ(1695)2(2510)2(20.283)6

4、3.964mm180由于零件寬度尺寸為18mm,故毛坯尺寸應(yīng)為64mmx18mm。彎曲件平面展開圖見圖16,兩孔中心距為46mm。3。1。2彎曲力計(jì)算彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)的重要依據(jù)。該零件是校正彎曲，校正彎曲時(shí)的彎曲力和頂件力為Fd(0.30.8)F自F校Ap251812054kN0.7KBt2b0.3brt一一一20.71.31835500.35kN23對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故一般可以忽略，即F壓力機(jī)生產(chǎn)中為安全，取F壓力機(jī)1.8F校1.85497.2kN,根據(jù)壓彎力大小，初選設(shè)備為JH2325。3.2.沖孔落料連續(xù)模工藝計(jì)算3.2.1刃口尺寸計(jì)算由圖32可知

5、，該零件屬于一般沖孔、落料件.根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，沖裁模的凸、凹模采用分開加工方法制造.尺寸18mm、R9mm由落料獲得，2X小8.5mm和46±0。31mm由沖孔同時(shí)獲得.查得凸、凹模最小間隙Zmin0.48mm,最大間隙Zmax0.66mm,所以ZmaxZmin0.660.480.18mm.按照模具制造精度高于沖裁件精度34級的原則，設(shè)凸、凹模按IT8制造,落料尺寸1800.43mm,凸、凹模制造公差ta0.027mm,磨損系數(shù)取0.75。沖孔尺寸8.5°0.36mm,凸、凹模制造公差1a0.022mm,磨損系數(shù)取0.5。根據(jù)沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算公式進(jìn)行如下計(jì)算：落料

6、尺寸1800.43mm,校核不等式TA<ZmaxZmin,代入數(shù)據(jù)得0.0270.0270.0540.18。說明所取的與合適，考慮零件要求和模具制造情況，可適當(dāng)放大制造公差為：T0.40.18mm0.072mm,A0.60.18mm0.108mm。將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式得La(LmaxX)0A(18-0.750.43)00.027mm17.67800.027mmLt(LaZmin)0T(17.678-0.48)00.027mm17.1980027mm故落料凸模和凹模最終刃口尺寸為La17.67800.108mm,Lt17.19800.072mm.落料R9mm,屬于半邊磨損尺寸。切，所

7、以其凸、凹模刃口尺寸取為由于是圓弧曲線，應(yīng)該與落料尺寸18mm相RaRt1212,rcrc0.108/217.6780mm17.19800.072/2mm沖孔:8.500.36mm校核t0.0548.839°mm08.5990.036mmAZmaxZmin,代入數(shù)據(jù)得：0.0220.0220.0440.18。說明所取的與合適，考慮零件要求和模具制造情況，可適當(dāng)放大制造公差為：T0.40.18mm0.072mm,A0.60.18mm0.108mm。將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式得dT(dminX)0t(8.50.50.36)00022mm8.6800.022mmdA(dTZmin)0A(8

8、.680.48)00.022mm9.1600.022mm故沖孔凸模和凹模最終刃口尺寸為:dT8.6800072mm,dA9.1600.108mm。.孔心距46±0.31mm因?yàn)閮蓚€(gè)孔同時(shí)沖出，所以凹模型孔中心距為L/8460.62/8460.078mm3.2.2排樣計(jì)算示兩種。分析零件形狀應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有如圖17所I比較方案a和方案b,方案a是少廢料排樣，顯然材料利用率高，但因條料本身的剪板公差以及條料的定位誤差影響，工件精度不易保證，且模具壽命低，操作不便，排樣不適合連續(xù)模，所以選才¥方案bo同時(shí)，考慮凹模刃口強(qiáng)度，其中間還需留一空工位?，F(xiàn)選用

9、規(guī)格為3mmX1000mmX1500mm的鋼板，則需計(jì)算采用不同的裁剪方式時(shí)，每張板料能出的零件總個(gè)數(shù)。經(jīng)查得零件之間的搭邊值ai3.2mm,零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值a3.5mm,條料與導(dǎo)料板之間的間隙值C0.5mm,則條料寬度為圖17可能的排樣方式B(Dmax2aC)0(6423.50.5)°0.8mm71.5°0.8mm步距SDa1183.221.2mm由于彎曲件裁板時(shí)應(yīng)考慮纖維方向，所以只能采用橫裁.即裁成寬71.5mm、<1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為1500n71.510003.221.22047940個(gè)計(jì)算每個(gè)零件的面積-1824641

10、82-8.52968.9mm2,則材料4利用率為nSLbBb100%940968.915001000100%60.7%。排樣圖如圖18所示3. 3.沖裁力計(jì)算此例中零件的落料周長為148.52mm,沖孔周長為26.69mm,材料厚度3m圖18零件的排樣圖m,45鋼的抗剪強(qiáng)度取500MPa,沖裁力基本計(jì)算公式FKLt。則沖裁該零件所需落料力289.6kNFi1.3148.523500289614N沖孔力F221.326.693500104091N104.1kN模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料和下出件方式，所以所需推件力為9FtNKt(F1F2)0.045(289.6104.1)kN53kN3計(jì)算零件所需總沖

11、壓力F總F1F2Ft(289.6104.153)kN446.7kN初選設(shè)備為JC2363.3。4.壓力中心計(jì)算零件為一對稱件，所以壓力中心就是沖裁輪廓圖形的幾何中心，但由于采用級進(jìn)模設(shè)計(jì)，因此需計(jì)算模具的壓力中心。排樣時(shí)零件前后對稱，所以只需計(jì)算壓力中心橫坐標(biāo)，如圖19所示建立坐標(biāo)系。設(shè)模具壓力中心橫坐標(biāo)為(計(jì)算時(shí)取代數(shù)值)，則有圖19壓力中心的計(jì)算E（42.4X。）F2Xo即289.6(42.4x0)104.1x0,解得xo31.2mm所以模具壓力中心坐標(biāo)點(diǎn)為(-31.2,0).4沖壓設(shè)備的選用4. 1.沖孔落料連續(xù)模設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的大小，選取開式雙柱可傾臺壓力機(jī)JC23-63，其主要

12、技術(shù)參數(shù)如下:公稱壓力：630kN滑塊行程：120mm最大閉合高度：360mm閉合高度調(diào)節(jié)量:80mm滑塊中心線到床身距離：260mm工作臺尺寸：480mmX710mm工作臺孔尺寸：6250mm模柄孔尺寸：650mmX80mm墊板厚度：90mm4。2彎曲模設(shè)備的選用根據(jù)彎曲力的大小，選取開式雙柱可傾臺壓力機(jī)JH23-25,其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：250kN滑塊行程：75mm最大閉合高度：260mm閉合高度調(diào)節(jié)量：55mm滑塊中心線到床身距離：200mm工作臺尺寸：370mmX560mm工作臺孔尺寸：6260mm模柄孔尺寸：640mmX60mm墊板厚度：50mm5模具零部件結(jié)構(gòu)的確定5.

13、.1沖孔落料連續(xù)模零部件設(shè)計(jì)5。1。1標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得凹模高度HKb0.3564mm25mm凹模壁厚C(1.52)H1.825mm46mm所以，凹卞K的總長L56246148mm，為了保證凹模結(jié)構(gòu)對稱并有足夠的強(qiáng)度，將其長度增大到163mm。凹模的寬度B64246156mm模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查得模架規(guī)格為：上模座200mmX200mmX45mm,下模座200mmX200mmX50mm，導(dǎo)柱32mmX160mm,導(dǎo)套32mmX105mmX43mm0008倍，即20mm,圖20凸模結(jié)

14、構(gòu)圖5.1.2其它零部件結(jié)構(gòu)凸模固定板與凸模采用過渡配合關(guān)系，厚度取凹模厚度的平面尺寸與凹模外形尺寸相同。卸料板的厚度與卸料力大小、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，取其值為14mm。導(dǎo)料板高度查表取12mm,擋料銷高度取4mm.模具是否需要采用墊板，以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算沖孔凸模承壓面的尺寸如圖20所示。則其承受的壓應(yīng)力為維辿334MPa._2215mm4查得鑄鐵模板的p為90140MPa,故p因此需采用墊板，墊板厚度取8mm.模具采用壓入式模柄，根據(jù)設(shè)備的模柄孔尺寸，應(yīng)選用規(guī)格為A50X105的模柄。5.2o彎曲模主要零部件設(shè)計(jì)根據(jù)工件的材料、形狀和精度要求等，彎曲模采用非標(biāo)準(zhǔn)模架。下模座的輪廓尺寸

15、為255mmX110mm。5.2.1工作部分結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)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(dāng)零件的相對圓角半徑r/t較小時(shí),凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即5r2mm02）凹模圓角半徑凹模圓角半徑不應(yīng)過小，以免擦傷零件表面，影響沖模的壽命，凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)坯料會發(fā)生偏移。根據(jù)材料厚度取(23)t2.53mm8mm。3)凹模深度圖21凹模結(jié)構(gòu)圖凹模深度過小，則坯料兩端未受壓部分太多，零件回彈大且不平直，影響其質(zhì)量；深度過大，則浪費(fèi)模具鋼材，且需壓力機(jī)有較大的工作行程。該零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的U形彎曲件,則凹模深度應(yīng)大于零件的高度，且高出值h

16、05mm,如圖21所示。4)凸、凹模間隙根據(jù)U形件彎曲模凸、凹模單邊間隙的計(jì)算公式得ZtmaxCttCt(30.180.043)mm3.3mm5) U形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。而凸、凹模的橫向尺寸及公差則應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、公差、回彈情況以及模具磨損規(guī)律而定。因此,凸、凹模的橫向尺寸分別為Lt(Lmin0.75)0T(18.50.750.5)°0.033mm18.875°0.033mmLa(Lt2Z)0A(18.87523.3)00.052mm25.47500.052mm5.2。2彈頂裝置中彈性元件的計(jì)算由于該零件在成型

17、過程中需壓料和頂件，所以模具采用彈性頂件裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下1)確定橡膠墊的自由高度H。(3.54)H工認(rèn)為自由狀態(tài)時(shí)，頂件板與凹模平齊，所以H工rAh0h(8525)mm38mm由上兩個(gè)公式取H0140mm02)確定橡膠墊的橫截面積AFd/p查得圓筒形橡膠墊在預(yù)壓量為10%15%時(shí)的單位壓力為0.5MPa所以A500010000mm20.53）確定橡膠墊的平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊應(yīng)為圓筒形，中間開有圓孔以避讓螺桿。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為617mm，則其直徑D為DA、:10000-113mmV4）校核橡膠墊的自由高度業(yè)把1.2D113橡膠墊的高徑比在0.51。5之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理.橡膠的裝模高度約為0.85X140=120mm06沖孔落料連續(xù)模裝配圖有了上述