毕业设计（论文）-铰支板冲压工艺与模具设计.doc

毕业论文铰支板冲压工艺与模具设计机械工程系102018215张毅学生姓名： 学号： 材料成型及控制工程系 部： 佘银柱专 业： 指导教师： 二一四 年 六 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名: 年 月 日毕业设计任务书设计题目：铰支板冲压工艺与模具设计系部：机械工程系 专业：材料成型及控制工程 学号：102018215学生：张毅 指导教师（含职称）：佘银柱 专业负责人：赵跃文1设计的主要任务及目标(1) 通过毕业设计能够巩固所学的各类基础知识、初步掌握冲压模具设计的 流程，熟练掌握使用各种工具书籍。(2) 通过毕业设计使我们初步达到工程师所具备的基本素质。2设计的基本要求和内容(1) 完成冲压件的工艺性分析（工艺分析、工艺方案确定、工艺计算） (2) 进行冲压模具的结构设计和计算（主要零部件的结构设计、模具结构设计及模具工作部分尺寸计算等）(3)制定模具典型零件加工的工艺规程(4)完成模具总装配图及模具主要零件图的绘制(5)编写模具毕业设计论文3主要参考文献1 冲压设计资料 机械工业出版社 王孝培主编2 冲模图册 机械工业出版社 李天佑主编3 冷冲压模具设计指导 机械工业出版社 王芳主编4 实用模具技术手册 机械工业出版社 陈锡栋、周小宇主编5 实用模具技术手册 上海科学技术出版社 李绍林、马长福主编设计各阶段名称起止日期1开题报告2014.3.12014.3.152工艺分析及计算2014.3.152014.4.153模具结构设计及计算2014.4.152014.5.154绘制图纸及编写设计说明书2014.5.152014.6.165毕业答辩2014年6月中旬4.进度安排 铰支板冲压工艺与模具设计；中批量生产，10钢 1.2mm厚工件图如下：铰支板冲压工艺与模具设计摘要：冲压加工是利用安装在压力机上的模具,对放置在模具内的板料施加变形力,使板料在模具内产生变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。冲压模具是在一定的工艺条件下把金属或非金属加工成所需形状的各类模型的总称。冲压生产靠模具和压力机完成加工过程,与其他加工方法相比它质量稳定互换性好。可加工表面质量高。形状复杂的零件，效率高，节省材料。所以冲压模具在实际工业生产中应用广泛。本设计讲述了冲压模具设计的全过程。论述了冲压零件的形成原理、基本模具结构与运动过程及其设计原理。对典型的冲压件模具进行了设计。冲压级进模的设计可对某些形状复杂的。具有冲裁、弯曲、拉深、成形等多工序的冲压零件在一副级进冲模上冲制完成。冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点。在室温的条件下对坯件进行冲压成形.生产效率提高，经济效益显著。弯曲模具的设计充分运用了所学的弯曲方面的知识。本文介绍的模具实例结构复杂，但实用，使用方便可靠，对类似工件的中批量生产具有一定的参考作用。 通过这次设计我们学到了很多的东西，对冲压模具有了新的认识。我们所学的知识得到了综合的运用。提高了我们的专业的水平，锻炼了思维能力。关键词：冲压模具，冲裁，弯曲Hinged plate stamping process and die designAbstruct： Stamping is a technology from which we can obtain a product with certain shape, size and performance. Stamping uses molds installed in the presses and in the molds the sheet is placed a transmutative force which make it have a certain deformation . Stamping die is the general term for various types of models which are processed from metal or non-metallic substances in certain process conditions. Workers use molds and presses to accomplish stamping progress. Compared to other methods, this progress is more stable in quality and better in interchangeability. So with it we can machining parts with high quality surface and complex shape. High efficiency and material savings. Therefore, in actual industrial production stamping die is used widely. This design describes the whole process of stamping die design; discusses the principles of the formation of stamping parts, the basic mold structure and movement process and its design principles; and some typical stamping die has been designed in this paper: the design of progressive Die Stamping make some complex productss appear possible, for example, with punching, bending, deep drawing, forming and many other processes of stamping parts in a progressive die to complete the punching. Stamping die design made full use of the function of mechanical press features, under the room temperature ,the progress of blanks for stamping can carry out with high efficiency and significant economic benefits. I have made full use of the knowledge that I have learned to design this bending mold. This article describes some complex structure of the mold, but it is practical, easy to use and reliable, with a certain reference to mid-volume production of similar parts. Through this design I have learned a lot of things and I have a new understanding to stamping die and I also give my knowledge a more comprehensive use. In conclusion, it has improved my professional level and thinking abilities. Key words: Pressing mold,Cutting,Bending目 录1前言12.工艺性分析22.1弯曲工序的分析22.1.1分析零件的结构工艺性22.1.2零件材料分析32.2冲裁工序的分析33冲压工艺方案的确定44.冲裁模设计54.1弯曲件展开尺寸的计算54.2排样、计算条料宽度及确定步距64.2.1毛坯排样64.2.2工序排样64.3冲裁工艺的主要计算84.3.1确定凸凹模间隙及制造公差84.3.2确定凸凹模工作部分尺寸84.3.3冲压工艺力及机床吨位的选择114.4压力中心的计算124.5模具总体结构设计134.5.1凹模的设计及凹模轮廓尺寸的确定134.5.2 模架的选择154.5.3 模柄的选择154.5.4 固定挡料的设计164.5.5垫板的设计164.5.6卸料板的设计164.5.7弹性橡胶板的设计164.5.8凸模固定板的设计174.5.9凸模的设计174.5.10导料板的设计184.6校核压力机184.7冲孔落料模具装配图195.弯曲模的设计205.1弯曲力的计算205.1.1自由弯曲力的计算205.1.2校正弯曲力计算215.1.3顶件力的计算215.1.4总弯曲力的计算215.1.5回弹的计算225.2凸凹模工作部分的尺寸计算225.3压力机及模架的选择245.3.1压力机的选择245.3.2模架的选择245.4模具结构的设计255.4.1斜楔和滑块255.4.2顶件器的设计265.4.3模柄的设计265.4.4固定零件及定位零件265.4.5弯曲凸模凹模材料的选择265.4.6定位方法265.5弯曲模结构示意图27结论28参考文献29致谢30- 31 -太原工业学院毕业设计1前言模具作为特殊的工艺设备，在现代制造业中越来越重要。有了模具，企业有可能向社会提供品种繁多、质优价廉的商品，满足人们日益增长的多方面的消费需要。有了模具，人们的衣、食、住、行可直接或间接地变得丰富多彩。说得具体一些，人们日常生活中接触到的如：汽车、手表、手机、电话、电脑、空调器、电视机、冰箱、照相机、玩具等，都离不开用模具成形加工或生产其中某个零件。模具的广泛应用，不仅得到了人们普遍的认识，同时，模具设计制造水平的高低，关系现代制造业的发展与进步关系到经济建设的速度。未来模具工业的发展将促进全社会的进步与发展。模具作为特殊的工艺设备，在现代制造业越来越重要。有了模具，企业有可能向社会提供品种繁多、质优价廉的商品，满足人们日益增长的多方面要求。模具的广泛应用，不仅得到了人们普遍认识，同时，模具设计制造水平的高低，关系现代制造业的发展与进步，关系到经济建设的速度。未来模具工业的发展将促进全社会的进步与发展。本次设计包含了冲压模具中的两种工序：冲裁工序与弯曲工序。本设计运用了学习到的冲压模具设计基础知识，根据给定的课题要求进行我们的毕业设计，毕业设计就是检查这三年里我们所学过的知识的运用于独立做事的能力。以模具设计制造专业应用能力为主线，以专业知识、常规机械加工实训等实践教学环节为基础的毕业设计其目的在于培养自我鉴定与自我提高的能力。在设计过程中， 广泛的查阅冲裁与弯曲工艺的相关知识和一些实例课题，来帮助我顺利的设计，奔着学习与提高的原则进行筛选、归纳和整理、紧紧围绕冲裁模结构和弯曲模结构两个主题进行讨论与设计，为了便于学习与掌握， 还对冲裁设计和弯曲设计进行了重要的论述。在这次设计中，我还很好的利用我们所学到的 AutoCAD 软件进行绘图，通过 AutoCAD 的运用很好的进行绘图， 减少了很多麻烦， 从而节省很多的时间，让我们查阅相关资料。这体现了科技带来的高效与便捷。 通过这次课题的设计让我能够更好的掌握模具的设计方法，更好的运用我所学的知识去解决一些实际问题。2.工艺性分析材料 ：10钢厚度 :1.2mm图 2.1铰支板零件图2.1弯曲工序的分析 2.1.1分析零件的结构工艺性 (1)零件的弯曲圆角半径。零件图上没有弯曲圆角半径的要求，可以根据弯曲工艺的要求确定圆角半径。（2）弯曲线与板料纤维方向。零件共有四条弯曲线，两两互相垂直。根据零件使用中的受力情况分析。零件在长的方向受力较大，因此在排样图中应使工件长的方向与纤维方向一致。 （3）最小弯曲高度及空到弯曲线的距离都符合弯曲工艺要求。 （4）零件在设计过程中考虑了弯曲工艺性，在左端截面突变的两弯曲线处开有半径 1mm的工艺缺口，可以得到较好的弯曲成形。通过上面的分析，该零件具有较好的弯曲工艺性。2.1.2零件材料分析该零件材料为 10钢。10钢为优质碳素钢，材料经过退火或正火。通过查相关资料了解 10钢的化学成分及力学性能。 Wc (%) =0.07 0.14 Wsi (%) =0.17 0.37 WMn (%) =0.35 0.65 b Mpa =335 s(%)= 31 (%) =55 HBS =137 通过材料了解该零件适合弯曲。综上可知该零件适合弯曲且具有良好的工艺性。 2.2冲裁工序的分析由图可见，该铰支板形状复杂、结构关于中心线对称、形状尺寸全部为自由公差 IT14级。冲裁件材料为 10钢钢板，是优质碳素结构钢。具有良好的冲裁性能，通过一般冲压均能满足其尺寸精度要求。冲裁件的经济公差等级不高于 IT14级,一般落料公差等级最好低于 IT10级,冲孔件公差等级最好低于 IT9级,因此可用于一般精度的冲裁 ,普通冲裁可以达到要求。由于冲裁件没有断面粗糙度的要求 ,我们不必考虑。3.冲压工艺方案的确定该零件包括落料、冲孔、弯曲三个工序。可用以下三种工艺方案.方案一：落料冲孔采用单工序模生产，最后弯曲采用弯曲模生产。 方案二：冲孔落料复合冲裁.采用复合模生产，最后弯曲采用弯曲模生产。方案三：冲孔落料连续冲裁，采用级进模生产，最后弯曲采用弯曲模生产。分析以上方案：方案一：模具结构简单，但需要三套模具，生产效率低，制造成本高。难以满足该零件的产量要求。 方案二：需要两套模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易于保证且生产效率高，但模具结构复杂，且需冲工艺孔，凸凹模强度不易保障，制造困难，成本较高。方案三：同样需要两套模具，生产效率也很高。零件的冲压精度比复合模低些，但是制件精度在 IT14级能够满足精度要求。况且易于冲工艺孔。结论 :通过以上的 3种方案的分析比较，对该零件的冲压及弯曲生产以采用方案三为最佳。4.冲裁模设计 4.1弯曲件展开尺寸的计算零件由直线部分和圆弧部分组成。左边圆弧无特别要求，右边圆弧半径较小。无特别要求时，圆弧半径取最小弯曲半径，查资料.平行纤维方向是 0.4t。即左部圆角半径 R1 =0.48 。由应变中性层长度等于毛坯长度的原则来计算。由经验公式如下确定中性层的位置。 o=r+xt圆弧部分的中性层位置因数查资料选取，由 R1/ t =0.4 和 R2/ t =0.1查的X1 =0.24， X2 = 0.21 。由式（1）计算中性层半径为 1=r1+x1t=0.48+0.241.2=0.768mm2=r2+x2t=0.12+0.211.2=0.372mm 由下图所示，左部横向展开长度为：纵向展开长度为 ：零件展开如下图所示。图 4.1毛坯展开长度计算图 图 4.2零件展开图4.2排样、计算条料宽度及确定步距 4.2.1毛坯排样排样方式为：直对排、有废料排样法。该制件的形状具有一头大一头小的特点，单项排列时材料利用率低。按下图的排样方法，可显著地减少废料，但凸模和凹模都要制成两套，从而增加模具成本。所以设计隔位冲压。需要 2个工位：第一工位冲 4个孔，第二工位落料。在第一遍冲压之后，将条料水平旋转 180，再冲第二遍.在第一次冲裁的间隔中再冲裁出工件。查资料取搭边值。经查资料表 2.5.2得， a=2mm ， a1 =1.8 mm 条料宽度初定为 B= 41.1+219+=87.1 mm。 步距定为 S= L+a1=44 .5 mm。 4.2.2工序排样条料定位方式 X向：由于零件精度要求一般，尺寸在级进模中是较大的，只有两个工位。中批量生产，所以条料送进方向的送进步距控制用挡料销定位。 Y向，用挡料板定位。 导正方式为了保证外形与孔的相对精度，采用直接导正。利用零件本身的 25 mm的孔做导正销孔导正。定距方式送料时废料孔与挡料销作为粗定位，在大凸模上安装两个导正销，作为条料送进的精确定位。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在挡料销上，并向前推紧，冲压时凸模上的导正销再作精确定距。挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移 0.2mm。冲压过程中粗定位完成之后，当用导正销作精确定位时，由导正销。上圆锥形面将条料向后拉回约 0.2mm，完成精确定距。用这种方法定距，精度可达到 0.02mm。条料尺寸无侧压装置时，条料宽度 B=D+2a+0.9=88mm。如下条料排样图 图 4.3条料排样图4.3冲裁工艺的主要计算 4.3.1确定凸凹模间隙及制造公差 根据实用冲压设计技术 1得，凸凹模间隙 Zmin=0.126mm， Zmax=0.180mm。冲裁件公差按 IT14级精度选取则系数 x，取x=0.5。由于制件形状结构复杂，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，则必须采用配合加工。 4.3.2确定凸凹模工作部分尺寸冲孔以凸模为基准。冲孔 5mm. dp=(d+X)0-0.25=(5+0.50.3)0-o.250.3=5.150-0.075 式中，根据题目给出的条件，制件精度为 IT14级时，取 X=0.5 ， =0.3, 查资料,凹模上偏差按IT7选用， =0.085 。组合孔 ,基本尺寸 R1mm:式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5 , =0.25, 查资料,凹模上偏差按IT7选用,= 0.020 。冲孔1.2mm 式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5 , =0.25, 查资料,凹模上偏差按IT7选用,= 0.010 。落料以凹模为设计基准.落料62.1 mm式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5 , =0.74, 查资料,凸模下偏差按IT6选用,= -0.019 。落料 41.1mm 式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5 , =0.62, 查资料,凸模下偏差按IT6选用,= -0.016 。落料 15mm 式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5 , =0.43, 查资料,凸模下偏差按IT6选用,= -0.060 。落料 13.95mm 式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5 , =0.43, 查资料,凸模下偏差按IT6选用,= -0.060 。落料 R6mm 式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5 , =0.3, 查资料,凸模下偏差按IT6选用,= -0.040 。中心距不变中心距30.7mm Ld=(Lmin+0.5)0.125 =(30.7+ 0.5 0.62)0.125 0.62 = 31.10.078mm式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5,=0.62。中心距13.8 mm Ld=(Lmin+0.5)0.125 =(13.8+ 0.5 0.43)0.125 0.43 = 14.0150.054mm式中,根据题目给出的条件,制件精度为 IT14级时,取 X=0.5 , =0.43。4.3.3冲压工艺力及机床吨位的选择 （1）冲裁力的计算冲裁力用式 Fp =KptL 计算=300Mpa,料厚 t=1.2mm,四个孔的总周长与工件外轮廓线周长之和L=241mm,则冲裁力 Fp Fp = K ptL = 1.3 1.2 241 300 =112.8KN （2）卸料力的计算 FQ =KFp =0.047 112.8 =5.328KN式中,卸料力系数 K=0.047 （3）推料力的计算 FQ1=nK1 Fp=20.05112.8 =11.3KN 式中，推料力系数K1=0.05 ,n为卡在凹模内的冲孔废料数目,n=2。则冲压总工艺力为: Fp总=Fp+FQ+FQ1 =112.8+5.328+11.3 =129.5KN在考虑各因素后,取一定安全系数 1.3左右,则根据所需要的总压力初选公称压力为 160KN的开式压力机。参看冲压手册相关章节.压力机的主要参数: 型号:JH23-16公称压力/kN:160滑块行程/mm:50压力行程/mm:3.17行程次数/次/min:150最大闭合高度/mm:220最大装模高度/mm:180闭合高度调节/mm:45立柱间距离/mm:220工作台尺寸/mm:前后,300左右,450垫板尺寸/mm:厚度,40孔径,210模柄孔尺寸/mm:直径,40深度,60电动机功率/kW:1.5 4.4压力中心的计算冲压时模具的压力中心要与模具几何中心重合。因此设计模具时,要使模具的压力中心通过模柄的轴线,从而保证模具压力中心和冲床滑块中心重合。计算压力中心时,应首先进行零件轮廓分析,建立如下图所示的坐标系。将冲裁线分解成L1 L14 共 14组线段,计算出各组线段的总长度、力的作用点到 X轴和 Y轴的距离,如表 4.1。 表 4.1压力中心计算表 图4.4零件轮廓分析图压力中心点P坐标. 4.5模具总体结构设计 4.5.1凹模的设计及凹模轮廓尺寸的确定凹模采用矩形板状结构可直接通过螺钉、销钉与上模座固定的固定方式。考虑凹模的磨损和保证冲件的质量根据表 ,凹模刃口采用直筒形刃口壁结。如图 3.5凹模厚度按 H=Kb15mm计算。凹模最大宽度 b=41.1+2+19=62.1，查表 k=0.364。凹模的厚度. H=kb =0.36462.1 =22.6mm这里取 H凹 =27.2mm 凹模的壁厚. C=（1.52.0）H凹 (30.40mm)计算，取45mm凹模长度要保证有足够位置安装橡胶板，还要便于导料板发挥作用，保证料粗定位精度。这里取 195。凹模材料：选择 Cr12制造，热处理，硬度为 58 62HRC。 图 4.5凹模4.5.2 模架的选择 根据凹模的周界尺寸选择模架。使导向平稳，准确，则选择对角导柱模架。按其标准选择具体结构尺寸上模座：20020045 GB/T2855.9 下模座：20020050 GB/T2855.10 导 柱.：A32h6150 GB/T2861.1 导 套： A32H710538 GB/T2861.6 4.5.3 模柄的选择 根据压力机的模柄孔尺寸选取。 压入式模柄： 40x105 由压力机的型JH23-16.可查得模柄孔的直径为40,深度为105,由装配要求,模柄与模柄孔配合为H7/m6 并加销钉防转。如图4.6 图4.6 模柄 4.5.4 固定挡料的设计 采用挡料板挡料，螺钉长度依据连接件的厚度而定经查表，螺钉选用M10。 销钉选用10 的销钉 固定挡料销 查表得知,挡料销高度h=5,选取材料为45 钢,数量为1,查标准GB2866.11-81,如图4.7 固定挡料销所示: 图4.7 固定挡料销 4.5.5垫板的设计垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力 ,以防止模座被挤压损伤 ,因此在与模座接触面之间加上一块淬硬磨平的垫板。垫板的外形尺寸与凸模固定板相同 ,厚度可取 3 10mm,这里设计时 ,由于压力较大 ,根据 GB选取规格为LBH=2002008。 4.5.6卸料板的设计卸料板的设外形尺寸与凹模相同，弹性卸料板应对小凸模具有保护作用，并使外形凸摸对卸料板导向作用。因此，凸模与卸料板的间隙应去小些，查资料取 0.025mm。根据弹性卸料板厚范围 515mm.选取厚度为14mm。卸料板上设置 4个卸料螺钉，公称直径为 12mm。螺纹部分为 M10，长 10mm。卸料板选用 45钢制造，淬火硬度4050。 4.5.7弹性橡胶板的设计橡胶板的工作行程有以下部分组成，凸模修磨量 5mm、凸模工作端凹进卸料板中1mm、料厚，2mm、冲裁后凸模进入凹模刃口内深度 1mm，则橡胶板的工作行程为 h工=5+1+1.2+1=8.2mm ，橡胶板的工作行程取自由高度的 25%.有以下公式计算. H0 =h工/ 0.25 =8.2 / 0.25 =32.8mm 橡胶板的预压缩量取自由高度的15%，查资料取得单位压力为p=0.50Mpa。由下式计算具有足够卸料力的橡胶板所需面积为 A =F卸/ p =5328 / 0.5 =10656 mm 结合模具结构，将橡胶板分为4块，每个卸料螺钉安装 1块。4块橡胶板的的高度必须一致。否则受力不均，影响模具正常工作。橡胶板的自由高度 H0与直径 D的比值必满足 0.5H 0 /D1.5。若橡胶板外径为 D，中间钻孔 13mm。由 （D-d）/4 =10656 / 4 计算得 D=60mm。则 H 0 /D=32.8/60=0.55满足要求。橡胶板预压缩后的高度 /mm=32.8（1-15%）=27.88这儿取 31mm。 4.5.8凸模固定板的设计凸模固定板的外形尺寸与凹模的外形尺寸一致 ,厚度为凹模的0.60.8倍,这里取 20mm。材料用 45钢制造。4.5.9凸模的设计凸模分为外形落料凸模和 4个冲孔凸模。外形凸模的高度是凸模固定板厚度、橡胶板预压缩后高度，即外形凸模的高度 =20+31+14=65mm。外形凸模采用直通凸模。用 4个 M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板配合为 H6/m5。 2个5的圆形凸模，采用尾部带台阶的固定方法。尾部台阶直径为 6.5mm，与固定板配合部分的直径为 6mm配合取 H6/m6。因为直径较小容易损坏，应按快换式结构设计且设计成台阶状。组合工艺孔设计凸模，为了保证小凸模强度，需要加凸模护套。凸模材料选用 Cr12。 4.5.10导料板的设计导料板的工作侧壁平直，内侧与条料接触，外侧与凹模平齐。导料板的厚度查资料选取 8mm。导料板与条料的间隙查资料，取 0.2mm。导料板用螺钉固定在凹模上。材料选用 45钢.热处理硬度为 4045HRC。承料板安装在导料板的进料端，宽度和厚度与导料板相同，长度为40mm。入口处设计成 15度斜角。 4.5.11导正销的设计外形凸模设两个导正销，都用 5两个孔作为导正销孔。在外形凸模的底部钻孔安装导正销，采用 H7/r6的配合。如图4.8： 图4.8 导正销4.6校核压力机前面初选 160KN的压力机。可是通过模具零件的设计计算结果和绘制草图得知，模具的闭合高度为206mm，而初选压力机的最大闭合高度为 220，最小闭合高度为 175mm。满足模具的设计要求，模具安装时在压力机上不需加垫板。通过分析最后确定还是选用 J23-16型开式力机。4.7冲孔落料模具装配图 图4.9 冲孔、落料模具装配示意图 5.弯曲模的设计 5.1弯曲力的计算分析零件的弯曲过程，弯曲力的变化经历了三个阶段，如下图 5.1所示。第一阶段，凸模开始下行，直到斜楔推动滑块移动以前。进行左部 U形自由弯曲和右部 L形自由弯曲。弯曲力主要是左部 1个 U形自由弯曲力和右部 1个 L形自由弯曲力。第二阶段，随着凸模下行，由斜楔推动滑块移动开始，到校正弯曲以前的阶段。主要进行右部 V形自由弯曲和 L形进一步弯曲。这时左部 U形自由弯曲已基本形成，弯曲力很小。这一阶段弯曲力主要是部 1个 V形自由弯曲力和 1个 L形自由弯曲力。第三阶段，模具闭合后进行校正弯曲，此时弯曲力主要为校正力。斜楔的角度 45，在忽略传递效率情况下，则其垂直力和产生的水平力之比为 1：1。就是说滑块水平方向的冲压力与它所受到的上模斜楔向下的作用力相等。详见下面斜楔受力分析。 图5.1弯曲成形过程图 5.1.1自由弯曲力的计算根据前面分析可知，左部是 1个 U形弯曲，右部是 1个 V形弯曲和 1个 L形弯曲。查得材料强度极限 b =400 MPa。按下式计算左部U形弯曲力。这里 B1=19mm,取 K=1.3。 按下式计算右部 V形弯曲力，这里取B2=15mm，取 K=1.3。右部 L形弯曲的自由弯曲力按其 U形弯曲自由弯曲力的一半计算.按下式计算弯曲力。 总自由弯曲力应是上面自由弯曲力之和。 F自=F1+F2+F3=5928+5105+2978=14011 N 5.1.2校正弯曲力计算工件分为左、右两部分弯曲，校正弯曲总面积为 A =B1B2+B2L1+B2L21=675 mm 查表单位面积校正力 q=50MPa,则校正力为 F校 =qA =50675=33750 N 5.1.3顶件力的计算顶件块通过弹顶器工作,在自由弯曲阶段,凸模与顶件块将工件夹住,起压料作用.在凸模回程时顶件块将工件顶出,起出件作用。左部 U形弯曲力对称,右部 Z形弯曲力将引起板料的移动。除在结构上采取可靠定位外,还要求顶件力能防止右部 L形弯曲引起板料的移动。出件时由于滑块回位，需要的出件力很小，因此顶件力应以右部 L形自由弯曲力为计算依据,按下式计算。即 F顶 =0.3F3=0.32978=893 N5.1.4总弯曲力的计算校正弯曲力远大于总自由弯曲力，因此只按校正弯曲力计算，则总弯曲力取校的正弯曲力。 F总 =F校=33750 N 5.1.5回弹的计算由于采用上述施加校正力的方法消除回弹，再加上弯曲圆角半径之很小，因此回弹很小，能满足工件要求，不作回弹计算。5.2凸凹模工作部分的尺寸计算由于零件图上，零件左部 U形弯曲圆角半径没有要求，右部 Z形弯曲圆角半径较小，为了减小回弹，已按弯曲工艺确定材料最小半径为其弯曲半径。确定凸模圆角半径与零件弯曲圆角半径相等，即左部 U形圆角半径R1=0.48mm，右部 Z形圆角半径 R2=0.12mm。 弯曲凸模与凹模的单面间隙 c，查资料间隙系数 n=0.05，t=1.2mm 有公式 c=t+nt =1.2+0.051.2 =1.26凹模圆角半径，由 t=2mm , R凹 =36t选取R凹 =4mm 凹模深度 ，根据制件要求 ,查表得 L0=12.8mm 模具宽度方向上的计算制件未标注尺寸公差,仅按外形尺寸标注 ,并取为双向偏差 上式中 ,d取 IT7级, p取 IT8级,查有关资料:=0.43mm, d=+0.015,P=-0.006. 模具长度方向上的计算制件未标注尺寸公差,仅按外形尺寸标注 ,并取为双向偏差 上式中 ,d取 IT7级, p取 IT8级,查有关资料:=0.43mm, d=+0.015,P=-0.006.上式中,d取 IT7级, p取 IT8级,查有关资料 ,=0.74mm, d=+0.028, P=-0.012.5.3压力机及模架的选择 5.3.1压力机的选择压力机选用开式双柱可倾式压力机 J23-6.3型号.能够满足弯曲力的要求。对于校正弯曲力的最大值是发生在下死点位置,该值比自由弯曲力大得多,而在弯曲过程中两者不同时存在。因此,只考虑校正弯曲力。F压力机F校核力压力机的主要参数.型号:J23-6.3公称压力/kN:63滑块行程/mm:35行程次数:次/min:170最大闭合高度/mm:150最大装模高度/mm:120闭合高度调节/mm:35立柱间距离/mm:150工作台尺寸/mm:前后,200左右,310垫板尺寸/mm:厚度,30孔径,140模柄孔尺寸/mm:直径,32深度,55电动机功率/kW:0.75 5.3.2模架的选择根据凹模的周界选择模架上模座:25016040 JB/T 7185.3下模座:25016050 JB/T 7184.3导柱 30190 JB/T 7187.1导套3010038 JB/T 7187.3 5.4模具结构的设计 5.4.1斜楔和滑块工件右部成形由凸模和滑块完成.因此两者应该有正确的相对位置关系，如下图 4.3所示。图中台阶处的尺寸 C和表示滑块初始位置的尺寸 D。尺寸 C取值不能太小， 否则回弹较大。故取 C=10mm。图中 E点相对于凸模的运动轨迹为 45。斜线 F滑块的初始位置应是下图中的位置，当上模下行斜楔与滑块产生接触时，斜楔裁开始推动滑块的 E点沿 F线运动。经过分析，取尺寸 D为 6mm。这样恰好在板块初弯曲并与凸模上 G点接触时，滑块的 E点进入 F线轨迹。此时滑块与斜楔接触，并开始推动滑块动作，随着上模继续下行。板料 B处逐渐发生弯曲，到接近 K点时， AB段板料将受到拉伸. B处的板料也会有所流动。模具闭合后在 K点产生校正力，使该处的板料产生一定得塑性变形，并完成工件成形。滑块在斜楔的作用下向左移动，完成零件右部的弯曲成形。斜楔受力分析如下图所示，这里不计摩擦力。 图5.2斜楔受力分析图如图a，斜楔与滑块受到 4个力的作用，它们是F1、F2、F3、F4。如图 b滑块受到 3个力的作用，它们是F3、F2、FN。如图c，斜楔也受 3个力的作用，它们是 F1、F4、F4。上述各力的关系为F1=F2=FN sina , F3=F4=FN cosa , F1=F3tana式中 F1压力机施加给斜楔的力 。F2下模版对滑块的向上作用力。 F3滑块工作力的反作用力。 F4起止推作用的凹模给斜楔的水平作用力N。FN斜楔与滑块斜面间正压力N。由于 tana=1，所以冲床给斜楔的力 F1与滑块的工作力 F3相等，两者的行程相等。 5.4.2顶件器的设计弹顶系统由弹顶器、顶杆、和顶件块组成。考虑到板料的定位，顶件块在预紧状态下由弹顶器顶起，由于销轴的限位作用，它比凹模上平面低 1mm。在凹模上形成一个纵向槽，则顶件块的工作为零件高度与料厚之差。即 H1=12-1.2=10.8mm。5.4.3模柄的设计根据压力机的模柄孔尺寸选取压入式模柄： 3255由压力机的型号 J23-6.3，可查得模柄孔的直径为 32,深度为55,由装配要求 ,模柄与模柄孔配合为 H7/m6并加销钉防转。 5.4.4固定零件及定位零件螺钉长度依据联结件的厚度而定经查表，螺钉选用 M12，销钉选用 10的销钉。 U形弯曲时，为防止板料可能出现的错动，模具上应考虑定位和防错动措施。此设计中加入了定位钉。5.4.5弯曲凸模凹模材料的选择一般弯曲的凸凹模材料选用 T7A、T10A、9Mn2V、GCr15、Cr12。