U形彎曲件模具設(shè)計

1、XU1零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。其工藝性分析內(nèi)容如下:圖15彎曲工件圖1.1材料分析45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的彎曲成形性能。1.2結(jié)構(gòu)分析零件結(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=o.5t=1.5mm,而零件彎曲半徑r=2mm1.5mm,故不會彎裂。另夕卜，零件上的孔位于彎曲變形區(qū)之外，所以彎曲時孔不會變形，可以先沖孔后彎曲。計算零件相對彎曲半徑r/t=0.67:5,卸載后彎曲件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個尺寸有公差要求，由公差

2、表查得其公差要求屬于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。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，再彎曲。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，再彎曲。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。但由于該零件的孔邊距為4.75mm,小于凸凹模允許的最小壁厚6.7m

3、m,故不宜米用復(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。3零件工藝計算彎曲工藝計算毛坯尺寸計算對于r0.5t有坯料總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和弧部分長度之和，可查得中性層位移系數(shù)角半徑的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，按中性層展開的原理，x=0.28,所以坯料展開長度為備/為JH232-08.5R946圖16坯料展開圖/、/、廠nxyu/、Lz=(169-5)2(25-10)2(20.283)=63.9:64mm180由于零件

4、寬度尺寸為18mm,故毛坯尺寸應(yīng)為64mM18mm。彎曲件平面展開圖見圖16,兩孔中心距為46mmo3.1.2彎曲力計算彎曲力是設(shè)計彎曲模和選擇壓力機的重要依據(jù)。該零件是校正彎曲，校正彎曲時的彎曲力F校和頂件力FD為F校二Ap=2518120=54kNFD=(0.308)F自2=0.7KBt二b0-3rt2=0.71.3183550=5kN032+3對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故一般FD可以忽略，即生產(chǎn)中為安全，取F壓力機1.8F人=1.854=97.2kN,根據(jù)壓彎力大小，初25o32沖孔落料連續(xù)模工藝計算3.2.1刃口尺寸計算由圖3-2可知，該零件屬于一般沖孔、落料件。根據(jù)

5、零件形狀特點，沖裁模的凸、凹模米用分開加丄方法制造。尺寸18mm、R9mm由落料獲得，2X8.5mm和46土0.31mm由沖孔同時獲得。查得凸、凹模最小間隙Z=0.48mm,最大min間隙_0.66mm,所以ZZmin-0.66-048-0.18mmoZmax=Zmax_Zmin=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1&-.43mm,凸、凹模制造公差=6=0.027mm,磨損系數(shù)X取0.75。沖孔尺寸85人-36mm,凸、凹模制造公差、丁二-o.022mm,磨損系數(shù)X取0.5。根據(jù)沖裁凸、凹模刃口尺寸計算公式進行如下計算：落料尺寸18：.43mm,校核不

6、等式ZZi代入數(shù)據(jù)得0.027-0.027二0.054:0.18。rA=0.60.18mm=0.108mm。將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式得LA=(Lffjas-X譏八=(18-0.750.43)0。027mm=17.678o027mmLT=(LA-乙皿鳥二(17.678-0.48)O.O27mm=17.198%27mm故落料凸模和凹模最終刃口尺寸為：LA=17.678O0108mm,LT=17.198_Q.072nrnio落料IR91mi屬于邊磨損尺寸。由于是圓弧曲線，18mm相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取為RA17.678o0103/2mm二8.839。mm21RT=x17.198072/2m

7、m=8.599紜036mm2.沖孔：8.5036mm|校核a乞zmax-zimin,代夕據(jù)得：u022u0220044:0180說3明所取的:T與A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：、T=0.40.18mm二0.072mm,A=060.18mm=0.108mm。將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式得cT二(d寸)。八=(8.0飛36)。o,o22m=8.68。o.022mmdA=(dTZmin)O二(8.680.48)。曲伽=9.16。飛口口故沖孔凸模和凹模最終刃口尺寸為：cT8.68o.072mm,dA=9.16oi08mm?？仔木?6土0.31mm因為兩個孔同時沖出，所以凹模型

8、孔中心距為la，=L_:/8=46_0.62/8=46_0.078mm322排樣計算分析零件形狀應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有如圖17所示兩種。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，所以選擇方案bo同時，考慮凹模刃口強度，其中間還需留一空工位?，F(xiàn)選用規(guī)格為3mmx1000mmx1500mm的鋼板，則需計算米用不同的裁剪方式時，每張板料能出的零件總個數(shù)。經(jīng)查得零件之間的搭邊值a：3.2mm,零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值步距SDai183.2=21.2nun圖1

9、7可能的排樣方式a二3-5mm,條料與導(dǎo)料板之間的間隙值C=0.5mm,則條料寬度為B=(Dmax+2a+C)=(64+2疋3.5+0.5幾smm二了仆：衛(wèi)口口8.5八968.9mm2,則材料445鋼的抗剪強度取500MPa,由于彎曲件裁板時應(yīng)考慮纖維方向，所以只能采用橫裁。即裁成寬71.5mm長1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為輕1000亠.2047二940個IL71.521.2計算每個零件的面積S1824618-24Ki/Wnlog一利用率為丁L旦100%二皿心100%-60.7%o排樣圖如圖18所示。L匯Bh1500000bb3.沖裁力計算此例中零件的落料周長為148.52

10、mm,沖孔周長為26.69mm,材料厚度3mm,沖裁力基本計算公式F二KLt。則沖裁該零件所需落料力圖18零件的排樣圖=1.3148.523500-289614N:289.6kN沖孔力F2=21.326.693500二104091N:104.lkN具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料和出件方式，所以所需推件力NK|(Fy)O045289.6104.l)kN53kN計算零件所需總沖壓力F總二FiF2Ft=(289.6104.153)kN二446.7kN初選設(shè)備為JC23633.4壓力中心計算圖零件為一對稱件，所以壓力中心就是沖裁輪廓圖形的幾何中心，但由于采用級進模設(shè)計，因此需計算模具的壓力中心。排樣時零件前后對稱

11、，所以只需計算壓力中心橫坐標(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X。(計算時取代則有Fi(42.4xo)=F2Xo即289.6(42.4-X。)=104.1x。，解得xo=31.2mm所以模具壓力中心坐標(biāo)點為(-31.2,0)4沖壓設(shè)備的選用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JC23-63，其主要技術(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：250mm柄孔尺寸50mmX80mm墊板厚度：90mm4.2彎曲模設(shè)備的

12、選用根據(jù)彎曲力的大小，選取開式雙柱可傾臺壓力機JH23-25,其主要技術(shù)參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0.8倍，即20mm,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行計算，沖孔凸模承壓面的尺寸如圖20所示。則其承受的壓應(yīng)F(527)kNA応2力為圖20凸模結(jié)構(gòu)圖=334MPa152mm2查得鑄鐵模板的二P為90140MPa,故二匚訂。因此需采用墊板，墊板厚度取8mmo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

13、的模柄。5.2彎曲模主要零部件設(shè)計根據(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。下模座的輪廓尺寸為255mmX110mm。2.1工作部分結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計1)凸模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，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即/2mmo2)凹模角半徑凹模角半徑不應(yīng)過小，以免擦傷零件表面，影響沖模的壽命，凹模兩邊的角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時坯料會發(fā)生偏移。根據(jù)材料厚度取rA=(23)t二2.5IUIUQ:IUIUP2十J模深度應(yīng)大于零件的高度,且咼出值ho=5mm,如圖21所示。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

14、質(zhì)量；深度過大，則浪費模具鋼材，且需壓力機有較大的工作行程。該零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的4）凸、凹模間隙根據(jù)U形件彎曲模凸、凹模單邊間隙的計算公式得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，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Lt0.75Jr(18.50.750.5)廠nT18.875mm1=(LminLa-(L：2Z)0(18.875233)0052mm=25.475oo052mm522彈頂裝置中彈性元件

15、的計算由于該零件在成型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，其尺寸計算如下1）確定橡膠墊的自由高度H。Ho(3.54)H工認(rèn)為自由狀態(tài)時，頂件板與凹模平齊，所以H工rAhoh=(8525)mm38mm由上兩個公式取Ho140mm。2）確定橡膠墊的橫截面積AA=Fd/p查得筒形橡膠墊在預(yù)壓量為10%15%時的單位壓力為0.5MPa,所以10000mm20.5確定橡膠墊的平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點，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17mni,則其直徑D為D二jA匯一二10000況一R；113mm31校核橡膠墊的自由高度H。Ho140D-113橡膠墊的高徑比在0.5T.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0.85X140二120