冲压模课程设计.docx
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冲压模课程设计
南京农业大学工学院
课程设计
课程名称：
冲压工艺及模具设计
题目名称：
双向弯板冲压模设计
专业班级：
材控04班
学号：
33310406
学生姓名：
刘丹
指导导师：
聂信天夏荣霞史立新徐秀英
2013年10月28日--2013年10月日
目录
序言····················································2
1、设计题目及任务········································3
2、弯曲工艺分析····································3
2.1材料分析··········································3
2.2结构分析···········································4
3、工艺方案确定···································4
4、弯曲工艺计算·····························5
4.1毛坯展开长度计算···································5
4.2弯曲力计算·······································6
4.3模具工作部分的计算······························7
5、冲压设备的选择·································10
6、弯曲模模架结构设计···························11
7、模具装配图·····························13
8、心得体会··································15参考文献···································16
序言
模具做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。
采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。
本次设计了一套弯曲模具。
经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，通过冲裁力、顶件力、卸料力和弯曲力等计算，确定压力机的型号。
再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。
得出将设计模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。
在设计说明书的第一部分，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。
第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。
再进行弯曲工艺力的计算和弯曲模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。
最后为主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具零件图的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。
1、设计任务
冲压件名称：
双向弯板
材料：
Q235
板厚1.5mm
工件精度：
IT12
我负责将其完成：
2、弯曲件工艺分析
具有良好工艺性的弯曲件，能简化弯曲工艺过程和提高弯曲精度，并有利于模具的设计和制造。
弯曲件的工艺设计材料、结构工艺和弯曲件的精度内容。
2.1、材料分析
该工件所用材料Q235钢是常用的冲压材料，塑性较好，适合冲压加工，大批量生产。
下屈服强度235MPa，抗拉强度375-500MPa，取抗拉强度为400MPa，断后伸长率A（%）为26.
2.2、弯曲件的结构分析
（1）圆角半径弯曲件的圆角板件不易小于最小半径，以免产生裂纹，查表的塑件的最小弯曲半径是0.1δ，δ=1.5，Rmin=0.15所以符合，但不易过大，以免受到回弹的影响，弯曲角度与圆角半径的精度都不能保证。
这里塑件的半径R=1适合。
（2）弯边长度弯曲件的万变长度不易过小，其值应为h
R+2δ=1+3=4
15，故符合。
（3）弯曲件具有对称性，所以圆角半径相同，保证弯曲过程中受力平衡，防止产生滑动。
3、工艺方案的确定
1.第一种方案
第1道工序：
压弯最外边两角，如图
（1）
第2道工序：
压弯中间两角，如图
（2）
第3道工序：
压两边的两角，最后成形。
（1）
（2）
2.第2种方案
第1道工序：
先弯4个角。
第2道工序：
弯两边的角，最后成形
方案的选择，第二种方案比较简单工序少，比较简单，能保证精度
我负责做第一道工序。
4.弯曲工艺计算
4.1毛坯展开长度计算
（1）.先算两边的弯角
毛坯总长度等于各直边长度加上各圆角展开长度，即：
L=2（L1+L2+L3）
由零件图可得
L1=（15－1.5－1）mm=12.5mm
L2=1.57（r＋xt）=1.57（1+0.21×1）mm=2mm（x查表1可得X=0.21）
L3=（63-21）/2-2X1.5=18mm
于是可得
L=18+12.5+2=32.5mm
X的值查相关表可得x=0.21
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）在算中间四个角，图如下:
计算公式:
L=l1+l2+l3+l4+l5+π/2（r1+r2+r3+r4）+π/2（x1+x2+x3+x4）δ
由
（1）得l1=32.5mm=l5l2=l4=10mml3=19mm
r1=r2=r3=r4=1mmx1=x1=x3=x4=0.21
所以代入的上式得L=112.26mm
4.2弯曲力计算
（1）弯曲力由式得
FZ=0.7Kbt2σb/r+t=0.7×1.3×16×1.5×1.5×400/1+1.5=52420N
式中：
FZ——材料在冲压行程结束时的弯曲力，N；
b——弯曲件的宽度,mm；
t——弯曲材料的厚度，mm；
——弯曲件的内弯曲半径，mm；
——材料强度极限，Mpa；
——安全系数，一般取
＝1.3。
（2）顶件力的计算。
对于设置顶件装置或压料装置的弯曲模，其顶件力（或压料力）
（或
）可近似取自由弯曲力的30~80%，即
FD=（0.3～0.8）FZ
FD=0.6FZ=0.6×52420N≈31452N
（3）压力机公称压力的确定。
对于有弹性顶件装置的自由弯曲压力机吨位可按下式计算：
F设=（1.1～1.2）（Fz＋Fd）
F设——压力机公称压力，N
F设=（1.1～1.2）×（52420＋31452）N=（1.1～1.2）83872N,即F设=84000N=100KN,该工件不需要考虑圆角的回弹，故不需要用校正弯曲来控制回弹，所以选用100KN的开式压力机。
4.3、模具工作部分尺寸计算
（1）凸、凹模间隙计算。
由钢铁材料弯曲z/2=δ（1+n）
其中Z/2为单面间隙，n根据弯曲件高度h和弯曲件宽度决
查表：
h=15mm、B=16mm，得n=0.05
z/2=δ（1+n）=1.5x1.05=1.575Z=3.15
（2）凸凹模宽度尺寸。
弯曲工序中，凸、凹模的宽度尺寸根据弯曲工件的标注方式不同，可根据下列情况分别计算。
1）标注外形尺寸的弯曲件应以凹模为基准，首先设计凹模的宽度尺寸。
①当工件标注成双向偏差时：
凹模宽度
②当工件标注成单向偏差时：
凹模宽度
在工件标注外形尺寸的情况下，凸模宽度应按凹模宽度尺寸配制，并保证单边间隙为c，即
2）标注内形尺寸的弯曲件应以凸模为基准，首先设计凸模的宽度尺寸。
①当工件标注成对称偏差时
凸模宽度
②当工件标注成单向偏差时
凸模宽度
在工件标注内形尺寸的情况下，凹模宽度应按凸模宽度尺寸
行配制，并保证单边间隙为c，即
在式中，
——弯曲凸、凹模宽度尺寸，mm；
——弯曲件外形或内形基本尺寸，mm；
C——弯曲模单边间隙，mm；
——弯曲件尺寸公差，mm；
——凸、凹模制造公差，一般取（1/3～1/4）Δ
由于工件标注在内形上，因此以凸模为基准，先计算凸模宽度尺寸，由资料查得：
基本尺寸为21mm，板厚1.5mm的弯曲件未注公差为Δmm，则由式：
凸模宽度：
=
凹模宽度：
（3）凸、凹模圆角半径的确定。
1）凸模圆角半径。
在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径
较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即。
rp==1mm
2）凹模圆角半径。
凹模圆角半径的大小影响弯曲力、弯曲件质量与弯曲模寿命，凹模两边的圆角半径应一致且合适，过小，弯曲力会增加，会刮伤弯曲件表面，模具的磨损加大；过大，支撑不利，其值一般根据板厚取或直接查表。
t≤2mm时，rd=（3～6）t
t=2～4mm时，rd=（2～3）t
t=≥4mm时，rd=2t
rd由表查得为5mm。
（4）凹模工作部分深度。
过小的凹模深度会使毛坯两边自由部分过大，造成弯曲件回弹量大，工作不平直；过大的凹模深度增加了凹模尺寸，浪费模具材料，并且需要大行程的压力机，因此模具设计中，要保持适当的凹模深度。
该产品零件为弯边高度不大且两边要求平直的U形弯曲件，则凹模深度应大于零件的高度，且高出值h0=5mm。
查表得凹模工作部分深度为20mm如下图所示：
5.冲压设备的选择
根据计算选取冲压设备J23-100，其主要技术参数如下：
公称压力：
100kn
滑块行程：
60mm
最大闭合高度：
180mm
闭合高度调节量：
50mm
模柄孔尺寸：
Φ30X50mm
工作台厚度：
50mm
工作台尺寸：
左右360mm，前后240mm
6、弯曲模模架结构设计
6.1、模座的设计
压力机工作台应该大于下模座周界60~100mm，J23-100型压力机的工作台尺寸为240X360mm（前后X左右）。
那么，设计时模具的下模座（宽X长）不要超过240X360mm。
模具采用后侧导柱导向模架。
为标准型，如下图：
参数如下：
L=200，B=100，Hmax=170，Hmin=140,S=210,R=38,A1=75,
A2=130,h1=25,h2=30
参数如表：
6.2其它零件结构。
垫板：
此模具中需采用垫板，垫板厚度h=10。
材料选用Q235钢，热处理43～48HRC。
凸模固定板：
凸模固定板与凸模采用过渡配合关系，平面尺寸与凹模外形尺寸相同。
固定板的厚度为20mm。
材料选用Q235钢。
定位板：
定位板尺寸与毛坯的长度尺寸有关，其外形尺寸与凹模尺寸相同。
材料选用45钢，热处理43～48HRC。
模柄：
模具采用材料为Q235的压入式模柄GB/T2862.1—81根据设备的模孔尺寸，应选用规格为30×50的模柄。
上模座：
模具上模座选用后侧导柱上模座，根据凹模边界L=200mm，B=100mm，查表可得，材料为Q235的后侧导柱上模座：
上模座286×168×25
下模座：
模具下模座选用后侧导柱下模座，凹模边界L=200mm，B=160mm，查表可得，材料为Q235的后侧导柱下模座：
下模座286×168×25。
凸模：
模具凸模的结构形式及尺寸如下图所示。
材料选T10A,热处理56～60HRC。
图如下：
凹模：
模具凹模的结构形式及尺寸如下图所示，材料选用T10A，热处理56～60HRC。
7、模具装配图
本结构用于弯制支架一类弯曲件。
工作原理：
毛坯以定位板19定位，当上模下行时，凸模11压两边的摆动块5的端部，使其向下旋转至关闭，将工件挤压成形。
上模回升后，摆动块5被顶柱21顶起复位，工件也被顶出。
装配图如下：
心得体会
本次设计为毕业设计前最后一次课程设计，与毕业设计方向一致，专业方向性也比以往的课程设计更强。
各项要求均比较严格，为了能更加好的完成设计任务以及更充分的发挥理论结合实践的能力，为今后的工作打下基础，我从图书馆和网上查阅了大量的冷冲模设计资料。
除了对该次专业知识的查阅，还结合了大学三年来所学的相关重点专业知识，重新系统的去学习和撑握，为此次设计做准备。
模具设计中许多问题的解决都是通过从实践所得的数据来确定、并适当的做出选择。
本次设计的工作量相对于课程设计大了很多，特别对图线的要求。
绘图成了快速完成设计的最大障碍，绘图软件主要用CAD。
也巩固了计算机绘图的能力。
在这次设计中，我受益匪浅！
首先，我明白了做设计就是要一次一次的尝试，不断从失败中得出结论，最后取得成功。
通过以往的课程设计经验，我体会到了，首先必须把准备工作都做好再绘制草图，我们应该体会到效率的重要性。
其次，只有用心去做才能有好的结果。
在这次设计过程中我也发现了一些不足之处。
尽管做了很好的准备，但在设计过程中却暴露了基础知识不扎实。
对许多专业知识还不能自如的运用，对许多概念上的知识、专业术语含糊不清，做不到深刻理解。
我会从这次设计过程中吸取教训，在今后的工作中以示警戒！
参考文献
1、冲模设计手册机械工业出版社2006
2、实用冲压技术手册机械工业出版社2004王孝培
3、冲压工艺及冲模设计机械工业出版社2011翁其金徐新成
4、冲模技术新版机械工业出版社2010涂光祺赵彦启
5、互换性与测量技术中国电力出版社2011徐秀英齐新丹
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