U型弯曲件弯曲模设计

前言

模具设计毕业论文成形加工是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术，或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。模具设计毕业论文由于模具生产技术的现代化，在现代工业生产中，模具已广泛应用于电动机和电器产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。模具技术水平的高低，模具设计毕业论文已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

目前，随着汽车及轻工业的迅速发展，模具设计制造日益受到人们的广泛关注，已成为一个行业。将高新技术应用于模具设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证：1）、CAD/DAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美，CAD/DAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70℅--℅，PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。2）、为了缩短制造周期，提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。3）、快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。有SLA、SLS、FDM、LOM等各种类型的快速成型设备。

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目 录

绪论 .................................................................................................................................................. 3 第1章 工艺方案的确定 ............................................................................................................... 4

1．1零件分析 .......................................................................................................................... 4 1．2工艺方案的确定及模具结构形式的选择 ...................................................................... 4 1．3工序图尺寸分析 .............................................................................................................. 4 1．4排样和材料利用率的计算 .............................................................................................. 5 第2章 有关弯曲工艺计算 ........................................................................................................... 7

2.1 毛坯尺寸的计算 ............................................................................................................. 7 2.2 弯曲力的计算 ................................................................................................................. 7 2.3 弯曲凸凹模的间隙 ......................................................................................................... 7 2.4 凸、凹模宽度尺寸计算 ................................................................................................. 8 2.5 凸模圆角半径 ................................................................................................................. 8 2.6 凹模圆角半径 ................................................................................................................. 9 2.7 弯曲凹模外形和尺寸的确定 ......................................................................................... 9 2.8 选择上、下模座及模柄 ................................................................................................. 9 2.9 垫板、凸模固定板 ....................................................................................................... 10 2.10 闭合高度 ....................................................................................................................... 10 2.11 螺钉、销钉的选择 ..................................................................................................... 11 2．12绘制模具总图及零件图 .............................................................................................. 11 第三章 小结 ................................................................................................................................. 14 参考文献......................................................................................................................................... 15

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绪论

自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。

目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。

在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的

约占三分之一。其中，冲压模具约占50℅（中国：40℅），塑料模具约占33℅（中国：48℅），压铸模具约占6℅（中国：5℅），其他各类模具约占11（中国：7℅）。

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第1章 工艺方案的确定

1．1零件分析

由工件简图可知，该工件的加工涉及到落料、弯曲两种工序内容。

1．2工艺方案的确定及模具结构形式的选择

方案一：分别由两套单工序模具来进行生产； 方案二：由一套级进模来完成两个工序；

方案三：由一套复合模直接完成切断弯曲模来完成弯曲工艺。

由于是中批量生产，且单工序模具成本低，生产难度小，且能保证冲裁件的弯曲尺寸和平整性，生产效率高，故选择方案一。

工序简图：如图2-01所示。

图2-01

1．3工序图尺寸分析

计算毛坯展开长度L总：如图2-03所示。 L总=2[L1+L2+L3+2×∏/2（r+ X0t）]

由于r/t=3/1=3; 查表3-1得X0=0.47； ∴L总=112.46≈112mm

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展开图如下：

1．4排样和材料利用率的计算

采用直排有废料排样方式，如图2-02所示。

图2-02

计算冲裁件面积A：毛坯图，如图2-04所示。

A=LB=26.4×112mm2

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=2956.8mm2

搭边a和a1；查表2-13，工作间a=2，侧面a1=2 料宽B： B

0=[D+2（a1+Δ）+b0] －Δ

查表2-14得：Δ取0.5；查表2-15得：b0取0.5 故B

00.5=[112+2×2）+0.5] －0.5=116

00.5

进距h： h=26.4mm+2mm=28.4mm 一个进距的材料利用率η：

η=

12956.8mm2nA×100%=×100%=.75% Bh11628.4mm2另一方法是采用剪板工艺，直接剪到尺寸，材料利用率为100%。然后弯曲。

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第2章 有关弯曲工艺计算

2.1 毛坯尺寸的计算

由于本设计中，只需要设计弯曲模，所以不需要计算落料模的有关尺寸。 展开毛坯尺寸计算方法和结果见前面第二章。 所算得的弯曲工序坯料尺寸如上图所示。

2.2 弯曲力的计算

此工件U形弯曲时力的计算，选计算公式为 F自=4×(kbttδb)/(r+t)

=4×(1.3×26.4×1×1×380)/(2.6+1) =14490.66N

=14.49KN

F自—材料在冲压行程结束时的自由弯曲力 b—弯曲件的宽度

t—弯曲件厚度

r—弯曲件内弯角半径 k—安全系数

δb—材料的强度极限

δb查表=294～432,取380

由于两边缘在成形后会回弹，所以该部分在成形后须校正。 校正弯曲力： F校=A*P 查手册 表3-17 P=100MP

校正面积: A=7×26.4×2=369.6 mm 校正力: F=369.6*100MP=36.96KN 综上所述，总的弯曲力F总=14.49+36.96=51.45KN 初选400KN开式压力机，压力机的技术参数见表9-3

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2.3 弯曲凸凹模的间隙

由教材查得，对钢材 C=（1.05~1.15）t ，C=1.1t=1.1 mm

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2.4 凸、凹模宽度尺寸计算

对于U形弯曲件，必须选择适当的间隙值，因为凸凹模间隙小了，摩擦力和弯曲力就大,当间隙过小时，还会使制件直边料厚减薄和出现话痕，同时还降低凹模寿命。若间隙过大，制件回弹量增大，误差增加，从而降低制件精度，所以弯曲模具间隙的大小对制件质量、弯曲力和模具寿命有较大的影响。

生产中是根据弯曲件材料的力学性能，材料厚度，制件精度和弯边长度来确定其凸凹模间隙。凸模及凹模尺寸计算是依据弯曲件的使用要求来确定的。起原则是弯曲件标注外形尺寸时，则以凹模为基准件，间隙放在凸模上。当弯曲件标注的是内尺寸时，是以凸模为基准件，间隙取在凹模上。同时应该注意弯曲件精度，回弹趋势和模具的磨损规律。

由于弯曲件是内形尺寸标注，应以凸模为基准进行计算。凹模尺寸按凸模配制，保证单边间隙C,即b d = bp +2C

bp= （b+0.25△）- 0δp

弯曲件尺寸公差未标注，按IT14计算。

查《互换性与技术测量》表1-8 Δ=0.15 mm

δp 按IT8计算 δp=0.046 mm b P=（52.8+0.25*0.15) 0-0.046

=52.83 0-0.046 mm

b d = bp +2C 所以配做凹模b d =52.83+2*1.0=54.83mm

由于产品尺寸很小，凹模可以做成整体形式，模芯与凹模配合为间隙配合，间隙为0.03-0.05

为保证产品的台阶高度，12.3 mm，在不计算材料厚度在内的情况下，台阶高度应该是12.3，在设计模具时也要保证凸模的台阶高度12.3，设计凹模和模芯的台阶高度时，也要保证该尺寸，这样，冲出的产品，12.3的尺寸才能保证。

2.5 凸模圆角半径

凸模的圆角半径应等于弯曲件内侧的圆角半径r,但不能小于材料允许的最小弯曲半径rmin 。

由教材表3-20查得 rmin/t=0.5， rmin=0.5 mm

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r= 1> rmin 所以取 rP=2.6 mm

2.6 凹模圆角半径

凹模的圆角半径rd 可根据板材的厚度来选取: t≤2mm , rd =(0.5～1)t 所以取 rd=2.6 mm

2.7 弯曲凹模外形和尺寸的确定

凹模高度 H=k*b=0.18*112=20.16 取H=20mm （选模具后可根据闭合高度调整）

凹模壁厚 C=（1.5~2.5）H H=30-50 mm 取C=50 mm 所以凹模总长为 152.8 mm ,总宽为110 mm

2.8 选择上、下模座及模柄

由于产品年产量不是很大，所以为节省模具成本，可以考虑使用敞开模具。

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2.9 垫板、凸模固定板

由于产品尺寸比较小，卸料力也很小，模具设计十可以采用弹簧顶料，如此要考虑到下模需要加个垫板，否则弹簧没有压宿，无法调试模具，这样也可以减缓对模板的压应力， 采用垫板加固。

2.10 闭合高度

模具闭合高度应为上模板、下模板、凹模、凸模等厚度的总和，即

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H0=（30+25+30+40+40-16）mm=149 mm

10#模架闭合高度Hmax=129 mm，Hmin=149 mm 模架满足要求。

压力机闭合高度Hmax=225 mm，Hmin=169 mm 满足Hmax-5 mm≥H0≥Hmin+10 mm

2.11 螺钉、销钉的选择

凸模与上模座的固定所用螺钉均为GB 70-75内六角螺钉。由于是中小型模具则采用M8mm,M10mm的.销钉采用GB 119-76 的圆柱销，规格为d=6、8、

10等。

2．12绘制模具总图及零件图

弯曲模具装配图如图2-1：

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图2-1 底座弯曲模装配图

1-下模座 2-弹簧 3-定位板 4-顶柱 5-模柄

6-凸模 7-摆动凹模8-轴销 9-凹模支架 10-弹簧座

2.13.模具制造装配要点

凹模、凸模均是需淬硬的零件,凹模加工后,在线切割和淬硬以前,在模架的下模板上进行装配。在凹模上划出各个形孔和圆孔的线, 并根据计算数据划出压力中心, 使压力中心线与下模座的中心线对正。钻、攻螺孔, 将下模板、下模垫板、凹模 装配, 校正导尺间距后, 钻铰销钉孔和攻螺孔, 将上述四板固定。 钻孔并安装承料板。然后将下模全部拆开, 将凹模板热处理淬硬后进行线切割加工, 用平面磨床磨平后重新装配。固定在上模板的上模部分,凸模都应淬硬,装配前将凸模淬硬并完成全部加工。

装配时,将凸模装配上模，凸模与凹模间隙为1.0mm1.055mm,在凹模型孔中垫约1.0mm的硬纸片, 以确定间隙。将已组装为一体的凸模，凹模，凹模垫板一同,并使凸模芯插入凹模孔中,将上模板通过导柱、导套与下模板装在一起。透过上模板钻、攻螺孔,使上模

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板、小导柱、垫 板、垫板上的小导套、凸模固定检查无误后, 钻、铰销钉孔, 打入销钉,再钻、攻螺孔、安装卸料螺钉和弹簧。上模全部拆开, 将垫板淬硬磨平,再次装配上模,装入打料杆，完成模具装配。

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第3章 小结

本课程设计主要针对U型弯曲件弯曲模设计。本文详细地阐述了U型连接板弯曲模设计的过程。在对零件进行工艺分析的基础上，明确地提出了采用弯曲模生产该零件的设计方案。其中主要包括

①排样图设计； ②搭边值和步距确定等。

对模具的具体结构形式进行了设计主要包括： ①工作零件（凸模、凹模）； ②定位零件；

③卸料、紧固装置和安全装置的设计。

在老师的精心指导下，对弯曲模具有了较为深刻的认识，懂得了它的优越性和不足之处。也了解了弯曲模的设计过程，掌握了它的结构特点，可以利用工具书准确地查出所需要的数据。

同时也发现了自己的很多不足之处，专业知识不够，基础不扎实，有些常识性的问题都没有搞懂。以后会加强基础和专业的学习。由于时间仓促，加之自己知识水平有限，文中的不足之处再所难免，望老师不吝赐教，希望能在以后的学习和工作中不断的完善和创新。

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参考文献

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[8]《冲模设计手册》编写组编 《冲模设计手册》北京：机械工业出版社1988 [9] 骆志斌主编.模具工实用技术书册[M].北京：机械工业出版社，1999 [10] 丁松聚主编.冷冲模设计[M].北京：机械工业出版社，1994 [11] 李发致编著.模具先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2003 [12] 周雄辉等.现代模具设计制造理论[M].上海:上海交通大学出版社,2000 [13] 张韵主编.冷冲压模具设计和制造[M].西安：西北工业大学出版社，1995 [14] 肖祥芷 王孝培主编. 中国模具设计大典[M].江西：科学技术出版社。

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