模具毕业设计147支承板弯曲模毕业设计论文.docx
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模具毕业设计147支承板弯曲模毕业设计论文
摘要
模具在在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。
例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的，金属压铸、塑料、陶瓷、橡胶等金属和非金属制品，绝大多数也是模具成形的。
由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现在已在国民经济中占有非常大的比重。
并且随着汽车、计算机、电机、电器和日用工业品等现代社会产品对其产品质量、生产成本和更新换代的速度的越来越高的要求，没有模具是难以想象的。
随着现代技术的发展，模具也已使用了CAD/CAM来辅助设计了，另外由于模具采用很多标准件使得模具制造都趋向于采用标准来设计，因此在设计模具中对模具标准越了解的设计起来越得心应手。
此零件是很通用的零件，本设计的目的是制造一套模具对一板料进行直接弯曲之后，制造一个按照给定要求的合格的支承板零件。
为了使这套模具要有高经济和效率的特点，在这里我设计了单工序裁模具，操作方便安全，生产效率高。
弯曲模是把金属板料、型材或管料等弯成一定曲率和角度的装置。
在弯曲模中，要求能弯曲零件90度，又由于零件的实际结构，我采用了U形弯曲模。
关键词：
冷冲模弯曲U型件
毕业设计任务书
设计题目：
支承板弯曲模设计
函授站：
大学兴平函授站专业：
机电
班级：
机电一体化大学学生姓名
指导教师：
（高级讲师）
1、设计的主要任务及目标
弯曲模是将毛坯或工序件沿某一直线弯成一定角度和形状的冲模。
弯曲模的结构形式很多，最常见的单工序弯曲模有V形件弯曲模、U形件弯曲模、Z形件弯曲模。
支承板弯曲模是U形件弯曲模设计。
如图所示制件，分析制件结构工艺性、确定弯曲模结构，绘制模具结构图。
1）、熟悉模具设计方法、步骤、初步培养设计模具的基本能力。
2）、熟悉有关工具书籍、技术标准和参考资料。
3）、培养分析问题、解决问题的实际能力。
2、设计的基本要求和内容
1）、完成制件成型工艺分析、确定制件成型工艺方案。
2）、确定模具总体结构方案，完成有关设计计算工作。
3）、绘制模具装配图。
（A1图）
4）、绘制主要零件的零件图。
（相当于A1图三张）
5）、完成8千字以上毕业设计说明书。
3、主要参考文献
翁其金主编《冲压工艺与冲模设计》
周玲主编《冲模设计实例详解
夏立戎主编《模具技术》
陈良辉主编《模具工程技术基础》
任建伟主编《模具工程技术基础》
韩森和主编《冲压工艺与冲模设计与制造
4、进度安排
顺序
设计各阶段名称
起止日期
1
准备参考资料、熟悉冲模工艺及冲模模结构
6月22日—22日
2
分析冲压件结构形状、尺寸、公差大小、公差等级、所用材料及生产批量
6月22日—22日
3
确定冲压工艺方案
6月23日—24日
4
确定模具结构形式
6月25日—25日
5
进行必要的工艺计算、初选压力机、绘制模具结构草图
6月26日—26日
6
冲压设备的校核
6月27日—27日
7
初步编写计算说明书
6月28日—28日
8
模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制
6月29日—30日
9
模具结构总装配图
6月31日—7月2日
10
零件工作图的绘制
7月3日—5日
11
编写计算说明书
7月6日—10日
12
校对、审图、加深
7月20日—22日
13
打印计算说明书
7月23日—28日
14
准备答辩
7月29日—31日
15
答辩
8月1日—3日
Abstract
Moldinthemodernproduction,theproductionofvariousindustrialproductsisanimportanttechniqueandequipmentforitsspecificshapethroughacertaindegreeofrawmaterials,formingmethods.Forexample,thestampingandforgingpressorforgingbymeansofmetallicmaterialsinthemoldwithplasticdeformationobtained,metalcasting,plastics,ceramics,rubberandothermetalandnon-metallicproducts,thevastmajorityofmoldisformed.Sincetheformingmoldwithhigh-quality,highyield,low-costfeaturessuchandnowinthenationaleconomyhasoccupiedaverylargeproportion.Andastheautomobile,computer,electrical,householdappliancesandindustrialproductsofmodernsocietysuchasthequalityoftheirproducts,productioncostsandtherateofreplacementoftheever-increasingdemands,thereisnomoldisdifficulttoimagine.
Withthedevelopmentofmoderntechnology,moldhasbeenusedinCAD/CAMdesignedtoassisttheotherasaresultoftheuseofmanystandardmoldmakingmoldmanufacturinghavetendedtoadoptstandardstodesign,molddesigntomoldthemoreunderstandingofthedesignstandardswiththemoreuser-friendly.
Thispartisverycommonparts,thepurposeofthisdesignistocreateamoldofacurvedsheetdirectlyafterthecreationofarequestinaccordancewiththegivenqualifiedsupportpanel.Inordertomakethismoldhaveahigheconomicandefficiencyfeatures,IdesignedaCDsinglemoldprocess,easytooperatesafe,efficientproduction.Bendingmodeissheetmetal,profilesorpossessionofcertainmaterials,suchasbentandangleofcurvatureofthedevice.Bendingmodeintherequiredpartscanbebent90degrees,andbecausetheactualstructureofparts,IusedtheU-bendmode.
Keywords:
DieU-bendingpieces
前言
模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。
模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业”。
随着经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。
业内专家认为，虽然模具种类繁多，但在“十一五”期间其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。
又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。
因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。
由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。
而且所选择的这些需要重点发展的产品，必须是目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品。
我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后15～20年，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出。
可见，我国模具工业的发展任重而道远。
绪论
板料冲压是金属加工的一种基本方法，他用以生产各种板料零件，具有生产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。
在现在汽车、拖拉机、电器电机、电子仪表、日用生活用品、航空航天以及国防工业等各个工业部门中均占有越来越重要的地位。
冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面还是在经济方面都具有许多独特的优点，其生产出来的工件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗的特点，是其他加工方法所不能比拟的。
但需要指出的是，由于进行冲压成型加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集的新产品，其制造是单间小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。
所以只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成型加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。
由于冲压加工具有上市突出的优点，因此在批量生产中得到了广泛应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业机械和工业生产中必要的加工方法。
冲压工序根据材料的变形特点可分为分离工序和变形工序两类。
分离工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限以后，是坯料发生断裂而产生分离。
分离工序包括：
切断、落料、冲孔、切口、切边、剖边等。
变形工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限，但未达到强度极限，使坯料发生塑性变形，成为居于有定形状尺寸与精度制件的加工工序。
成型包括：
弯曲、拉深、翻边、旋转、校平、压花等。
第一章弯曲模设计的前期准备
设计题目：
支承板弯曲模
零件名称：
支撑板
生产批量：
中批量
料厚：
2mm
材料：
10钢
1.1弯曲模设计的前期准备
确定工件类型是弯曲件后,要根据零件图及生产批量要求,分析弯曲件的工艺性.根据所确定的弯曲模结构形式，把弯曲工件结构部分画出，这时画出的结构图是工件示意图，其目的是为了分析所确定的结构是否合理，毛坯弯曲后能否满足产品的技术要求，根据分析结果对模具简图进行修正，为最后确定弯曲模结构做准备。
1.2模具的组成
支承板弯曲模的上模主要由上模固定座，凸模等零件组成；下模主要由凹模，凹模固定板，顶板，顶杆，和下模座等零件组成。
1，2.1阅读弯曲件产品图
阅读弯曲件产品图的主要目的是了解产品图中弯曲件的尺寸要求、材料要求是否满足弯曲件的工艺要求，若工件某个尺寸不能满足弯曲工艺要求时，要及时与产品设计者沟通，在不影响整体产品质量的前提下，要尽可能使工件最终满足弯曲工艺的要求。
1.2..2分析弯曲件工艺
如支承板工件是典型的U形件，零件图中的尺寸未注公差，在处理这类零件公差等级时均按IT14级要求。
弯曲圆角半径R为2mm，大于最小弯曲半径（r=0.6t=0.6×2=1.2mm），故此形状、尺寸、精度均满足弯曲工艺的要求，可用弯曲工序加工。
第二章弯曲模总体方案的确
2.1弯曲模类型的确定
2.1.1类型的确定
根据工件的形状，尺寸要求来选择弯曲模的类型。
此工件属于典型的U型件，故采用U型件弯曲模结构
2.1.2弯曲模结构形式的确定
U型件弯曲模在结构上分顺出件和逆出件两大类型。
此工件采用逆出件弯曲模结构。
2.2弯曲模结构简图的画法
根据所确定的弯曲模的结构形式，把弯曲工件结构部分画出，这时画出的结构图是工作示意图，不需要按比例画，其目的是为了分析所确定的结构是否合理，毛坯弯曲后能否满足产品的技术要求，根据分析结果对模具简图进行修正，为最后的确定弯曲模结构作准备，如图2-1-3所示。
图2-1-3支承板弯曲模结构简图
（1）模具的组成支承板弯曲模的上模主要由上模座1、凸模2等零件组成；下模座主要由凹模3，凹模固定板4、顶板5、凹模垫板6、顶杆7、螺杆8和下模座9等零件组成。
（2）模具的特点该模具结构简单，在压力机上安装、调整方便。
顶板5在弯曲时与凸模2将板料夹紧，并且背压力可以根据需要调节大小，始终能对工件底部施加较大的反顶压力，能使工件底部保持平衡，能有效地防止弯曲件的滑移，由于弯曲结束时制件能得到可靠的校正，因而大大减小了制件的回弹量。
（3）模具的工作过程工作时，先将板料放在固定板4中，上模下行，凸模2与顶板5将板料夹紧，凸模2与凹模3对板料进行弯曲直至顶板与凹模垫板6接触，并对弯曲件施加了校正力。
弯曲结束后顶板可将弯曲件顶出凹模。
第三章弯曲工艺计算
3.1弯曲件展开长度计算
3.1.1弯曲件展开长度计算
图3-1-1预弯零件尺寸图
（1）无圆角半径（较小）的弯曲件（r〈0.5t）根据毛坯与制件等体积法计算。
（2）有圆角半径（较大）的弯曲件（r>0.5t）根据中性层长度不变原理计算。
因为r=2>0.5t=0.5×2=1mm,属于有圆角半径（较大）的弯曲件.所以弯曲件的展开长度按直边区与圆角区分段进行计算.视直边区在弯曲前后长度不变,圆角区展开长度按弯曲前后中性层长度不变条件进行计算.
① 变形区中性层曲率半径p
P=r+kt=2+0.38×2=2.76（mm）
LZ=∑l+∑A
其中 A=
×ρ（中性层圆角部分的长度）
A=
×ρ=
×2.76≈4.3332（mm）
该零件的展开长度为
Lz=26×2+42+4.3332×2≈102.67（mm）
以上格式中 P---中性层曲率半径,mm;
k---中性层位系数,查表得k=0.38
r---弯曲内弯曲半径,mm
t---弯曲件材料厚度,mm
LZ----弯曲件的展开长度,mm
a-----弯曲中心角
β---弯角
3.1.2弯曲件回弹值的计算
（1）小变形程度（r/t≥10）时的回弹值 小变形程度,回弹大,先计算凹模圆角半径,再计算凸模角度.
①凸模工作部分的圆角半径.
=
（mm）
②凸模角度.
at=
a=
（180°-β）（°）
（2）大变形程度（r/t<5）时的回弹值 大变形程度,圆角半径回弹小,不必计算,只计
算凸模角度
①a为９０°时．
a. 查表得到△a90的值．
b. 计算凸模中心角．
at=a-△a
a不为９０°时．
a.查表得到△a90的值．
b.计算回弹角．
△a＝a/90°×△a90
c.计算凸模中心角
at=a-△a
以上各式中， Ｅ―――弯曲件材料的弹性模量,MPa;
σs---弯曲件材料的屈服极限,MPa;
rt-----凸模的圆角半径,mm;
r----弯曲件的圆角半径,mm;
t----弯曲件材料的厚度,mm;
at----凸模的圆角部分的中心角,（°）;
a----弯曲件的中心角,（°）;
β---弯曲件的弯角,（°）.
3.1.3校正弯曲时的回弹值
.查表得到△a90的值.
b.计算回弹角
△a＝a/90°×△a90
c.将回弹角进行修正 △aj=K△a
d.计算凸模中心角 at=a-△aj
式中 △aj----校正弯曲时的回弹角;
K-----修正系数,可查表得到.
3.1.4弯曲力的计算
（1）U形件自由弯曲的弯曲力 P自=KBt
（2）U形件接触弯曲的弯曲力 P触=
（3）校正弯曲的弯曲力 P校=AP （无论工件形状如何）
（4）顶件力及压料力 P顶=P压=（0.3～0.8）P自=（0.3～0.8）P触
以上各式中 K----系数,一般取K=1.3
B----弯曲线长度,mm
t----板料厚度,mm
σb----材料抗拉强度,MPa;
A-----校正部分投影面积,mm2;
P------单位面积上的校正力，MPa,查《冲压工艺与模具设计》得Ｐ＝100MPa.
3.2冲压力的总和
（１）无压料时的弯曲 Ｐ总＝Ｐ自＝Ｐ触
（２）有压料时的弯曲 Ｐ总＝Ｐ触＋Ｐ压
（３）校正弯曲时 Ｐ总＝Ｐ校
校正弯曲力最大是在压力机工作到下死点的位置，且校正力远远大于自由弯曲力．（或接触弯曲力），而在弯曲工作过程中，二者又不是
同时存在，因此，只计算校正力．
即 Ｐ总＝Ｐ校＝40×45×100（N）＝180（KN）。
第四章弯曲模零件设计计算
4．1弯曲模零件设计计算
4.1.1弯曲模工作部分尺寸计算
（1）凸模圆角半径弯曲件的弯曲半径不小于rmin时，凸模的圆角半径一般取弯曲件的圆角半径。
如因弯曲件结构需要，出现弯曲件圆角半径小于最小弯曲半径（r（2）凹模圆角半径凹模圆角半径的大小对弯曲力和工件质量均有影响。
在生产中冲模圆角半径一般取决于弯曲件材料的厚度：
当t≤2mm时，r凹=（3～6）t;
当t>4mm时，r凹=2t。
（3）凹模工作部分深度 深度过大，模具材料消耗大，而且压力机需要较大的行程。
弯曲U形件时，凹模工作部分深度＜50。
4.1.2凸凹模之间的间隙
弯曲模的凹凸模间隙是指单边间隙Z/2。
（1）一般情况下，Z/2=t+△1+Ct
（2）工作精度要求较高时，Z/2=t
以上各式中t——工作材料厚度（基本尺寸），mm；
C——间隙数，查表可得；
△1——材料厚度的正偏差，mm。
由于设计计算模具结构时把凹模设计为可调式，故也可将模具的凸模间隙值初选为材料厚度。
（3）工件标注外形尺寸时，以凹模为基准。
La＝（L1＋Z）
Lt=（L+K1△）
工件标注内形尺寸时，以凸模为基准。
Lt=（L+K1△）
La＝（L1＋Z）
依据产品零件图得知工件标注内形尺寸，故设计凹凸模时应以凸模为设计基准，间隙取在凹模上。
4.2凸模与凹模横向尺寸及制造公差
凸模横向尺寸：
Lt=（L+K1△）
=（45+0.75×0.39）
=45.29
凹模横向尺寸：
La＝（L1＋Z）
＝（45.29+2×2）
=49.29
以上各式中 Lt，Ｌa——凸、凹模横向尺寸，（㎜）；
Ｚ——双边间隙，㎜；
△——弯曲间的尺寸公差，㎜，尺寸45的公差按IT13级选取，故△＝0.39;
δt,δａ——凸、凹模的制造公差，一般按IT7～IT9级选取。
第五章初选压力机
5.1初选压力机
5.1.1公称压力的选择
选择压力机时，要根据模具结构行程较大时（50℅～60℅）Ｐ0＞Ｐ总即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的50℅～60℅。
校正弯曲时，更要使额定压力有足够的富余，一般压力机的公称压力要大于校正弯曲力的1.5倍，初选压力机的公称压力为400KN.
5．1.2行程次数
选择用于弯曲的压力机的行程次数主要考虑以下因素:
①考虑操作方式（进、出料速度的快慢）;
②弯曲时,金属变形需要过程限制了行程次数增加;
③该件为小批量,不需要以较大的行程次数来提高生产效率;
J23-40型压力机的行程次数有45次/min和90次/min等,依据上述因素综合分析,选择了45次/min.
滑块行程（S） 滑块行程是指滑块的最大运动距离,即曲柄旋转一周,上死点至下死点的距离.其值为曲柄半径的两倍：
S=2R.选择用于弯曲的压力机的滑块行程主要考虑要保证毛坯放进和工件取出,应使滑块行程大于工件高度的两倍以上,S>2H工;
J23-40型压力机的滑块行程为80mm，大于工件高度的两倍，满足要求，即
S>2H工
80>2×30
5.2闭合高度
5.2.1闭合高度的计算
压力机的闭合高度是指滑块在下死点时,滑块底面到工作台上平面之间的距离.
①压力机的闭合高度可以通过调整连杆长度来改变其大小,将连杆调至最短时,闭合高度最大,称最大闭合高度.将连杆调至最长时,闭合高度最小,称最小闭合高度.J23-40型压力机的最大闭合高度为330㎜,连杆调节量为65㎜,故最小闭合高度为265㎜.
②当压力机工作台面上有垫板时,用压力机的闭合高度减去垫板厚度,就是压力机的装模高度.没有垫板的压力机,其装模高度与闭合高度相等.
③模具的闭合高度是指压力机滑块在下止点位置时,模具上模座上平面至下模座下平面间的距离.它与压力机的配合应该遵守下列关系
（Hmax-Hd）-5>H>（Hmin-Hd）+10
330-5>H>265+10
325>H>275
如果压力机上不设置垫板,本例所设计的模具闭合高度H在275～325㎜之间,加上垫板,模具闭合高度H将减小.
式中 Hmax----压力机的最大闭合高度,㎜;
Hmin----压力机的最小闭合高度,㎜;
H-----模具的闭合高度,㎜;
Hd----压力机垫板厚度,㎜.
弯曲模闭合高度是指冲床运行到下死点时模具工作状态的高度。
故模具闭合高度为：
H=Hs+Hg+Ha+Hd+Hx+Y=35+25+40+15+40+25=190（mm）
式中H——模具闭合高度，mm
Hs——上模座厚度，mm
Hg——凸模固定板厚度，mm
Ha——凹模厚度，mm
Hd——垫板厚度，mm
H
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