机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 1 - 冲压模具综合性设计 （典型冲裁件冲裁模设计） 设计说明书 设计题目：U 型弯曲模设计 设计成绩： 适用课程 冲压模设计、冲压工艺及冲模设计 适用专业 材料成型与控制工程（模具方向） ，材料成型专业（塑性与塑胶方向） 指导教师 孟凡莹 学 生 李跃博 学 号 1014054122 班 级 材控 1002 班 部 门 材料学院 单 位 陕西理工学院 完成日期 2013 年 6 月 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 2 - 典型冲压件冲模设计任务书 设计 题目 U 型弯曲模设计 设计者 专业及方向：2010 级 材控 1002 班 学号： 1014054122 姓名： 李跃博 设 计 条 件 图中：高度为 A= 20 MM 图中：B= 60 MM 材料为 C：15# 材料厚度为 D= 1.5 MM 图中圆角半径：E= 3 MM U 型弯宽度为 F= 10 MM 批量为中大批量 注：A，B，C，D，E，F 值需根据学生名细表上指定的数据进行填写。 设 计 内 容 1.装配图 1 张（A3 图幅） ； 2.典型零件图 2-3 张（ 凸模，凹模，凸凹模各 1 张） ； 3.设计计算说明书 1 份。 设计期限 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 3 - 指导教师 孟凡莹 设计成绩 目 录 目录 3 一 冲压零件的工艺性分析 4 二 毛坯展开长度的确定 5 三 弯曲力的计算 6 四 压力机的选择 7 五 弯曲模工作部分尺寸的确定 8 六、弯曲模模架及零件设计 11 七、模具各部分零件参数 16 八、模具的保养 18- 九、总结 20 十、参考资料 22 一 冲压零件的工艺性分析 1、工序类型 根据零件的结构形状及批量要求,可采用弯曲工序冲压成型，因此设计考虑弯曲工序。 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 4 - 2、零件工艺分析 由设计要求可知该零件材料为 15#钢，材料 15#钢为软材料，在弯曲时有一定的凸凹模间隙。工件尺寸全部为自由公差，可看作 IT14 级，尺寸精度较低，普通弯曲就能满足要求。其弯曲性能良好。所需零件为 U 形件，结构简单对称，对弯曲成型较为有利故尺寸精度完全符合弯曲精度等级要求。且零件的相对圆角半径r/t=3/1.5=258，因 不会弯裂，满足弯曲变形程度的要求。因此，该零件满足弯曲工艺性要求，且一次成型弯曲工艺性较好，采用简单的直壁校正弯曲法即可达到要求。 二 毛坯展开长度的确定 毛坯长度按零件中性层计算。两段圆弧的中性层位移系数根据2/ tr查冲压模具设计手册 （表 314）得 x=0.38 ,故中性层曲率半径为： 3.57(mm) 20.383 xtr 1、 需在试模后再圆弧部分长度： 89.5 57. 318090 180弯l 5.0/2/mintrtr机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 5 - 2、 垂直部分的直线长度： 5 .15 5 . 13201l 3、 底部的直线长度为： 51 5 . 1232602l 4、故毛坯展开长度为： )(2 .93 51)6 . 55 .15(2 )(221mmlllLz弯 经过计算，展开长度初步确定为 LZ=93.2mm,精度确定进行修正。 三 弯曲力的计算 为了保证弯曲件在一次弯曲过程中即可得到弯曲件内形尺寸精度,故采用校正弯曲。 查 冲压模具设计手册（表 71） ，取 q=40MPa。则校正弯曲力为： 24(KN) 401060 AqF校 F校正力（KN） P单位校正力（MPa） A弯曲件上被校正部分在垂直于弯曲力方向上的平面上投影面积（mm2） 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 6 - 0.52(KN) 5 . 133805 . 1103 . 17 . 03 . 0 0.7KBt0.3 )8 . 03 . 0(22trFFbD自 31.88(KN)26.97 24)(0.521.3)(1.1 )(3 . 11 . 1 (校FFPD 对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故一般 F 顶可以忽略，即 F 压力机F 校，生活中为了安全取 F 压力机1.8F 校 四 压力机的选择 根据冲压力的要求，取压力机的公称压力 P=(1.11.3)(F校+FD)=69.181.6(KN)，考虑模具的安装与操作，查冲压与制造 （表17） ，可选用J2310开式双柱可倾式压力机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 7 - 五.弯曲模工作部分尺寸的确定 1、 凸模圆角半径 r T 因 r/t=3/1.5=21.5 时 式中 t 为材料的厚度(mm) 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 9 - Z单边间隙（mm） 又因为 t=1.5=1.5 所以 z=t=1.5 5、 弯曲凸、凹模横向尺寸及公差 弯曲件标注内形尺寸 75，故应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。凸模的制造精度按 IT8 确定，凹模的制造精度按 IT9 确定。其计算结果如下： 凹模尺寸 （L 为双向对称偏差，板厚度公差取） )(59.88 0.15)0.75(60 )75. 0(0.15 0 0.15 0 0 mmLLdd 凸模尺寸 )(56.43 1.73)2(59.89 )2( 0 0.15- 0 0.15- 0 mmZLLpdp 6.压力中心 由于零件对称，所以压力中心就是冲裁轮廓中心 7.凹模周界的确定 查课本 P88 表 3-33 凸模壁厚的确定和 P86 页表 3-31 螺钉孔与销钉孔及刃壁之间的最小距离得知凹模壁厚应前外扩 35-45mm 六、弯曲模模架及零件设计 1、后侧导柱模架的选用。 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 10 - 模具的闭合高度和压力机的闭合高度的关系：Hmax-5mmHHmin+10mm 无垫板：330-5H265+10 有垫板：235-5H170+10 根据压力机的最大装模高度和凹模周界的范围及模具的工作稳定性，刚度等各方面的因素综合考虑选取，200125 的滑动导向后侧导柱模架。 2 卸料方式的选择 由于开模式零件大多数会留在凹模内，所以必须采用顶件装置 3 其他零部件的选用 模具选用选用滑动导向后侧导柱结构，可承受较大的冲压力。为了提高模具的寿命和工件的质量。方便安装调试，该复合模采用后侧导柱的导向方式。 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸， 所以因首先计算凹模具周界的大小。 查表的凹模周界大小为 250mm125mm。 闭合高度 H=180mm 模具采用后侧导柱模架，查的模架的规格为。 上模座：250mm125mm40mm； 下模座：250mm125mm45mm； 导柱：25mm110mm 导套：38mm90mm25mm 可见该模具的闭合高度小于所选压力机 J23-10 的最大装模高度，可以使用 开式曲柄压力机 J23-40 的相关技术参数 公称压力：100KN 滑块行程：长度 45mm 速度 145 次/mm 闭合高度：最大 180mm 最小 145mm 模柄孔：直径 30mm，深度 55mm 打杆：打杆直径16，孔深度 70mm.打杆行程 40mm 滑块中心至机身距离 130mm 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 11 - 工作台尺寸前后 240mm.左右 370mm 2、其它零件结构。 顶板：顶件板尺寸与凹模孔相配合，平面尺寸与凹模内形尺寸相同。材料选用 45 钢，热处理4348HRC。 模柄：模具采用材料为 Q235 销钉：模具的销钉选用柱销 GB/T 119.1，根据设备尺寸分为：1080， 1050。材料选用 35 钢，热处理 2838HRC。不经表面处理的圆柱销。 螺钉：模具采用圆柱头内六角螺钉 GB/T 70.1，根据尺寸分为：M1070，M1030， 材料为 35钢，热处理 2838HRC 表面氧化。 推料杆：材料为 CrWMn.860.JB/T7650.3-2008 挡料销：选用 45#钢。A8.GB/T7649.10-2008 导料销：选用 45#钢。A8.GB/T7647.1-2008. 上模座：模具上模座选用后侧导柱上模座，根据凹模边界 L=250mm，B=160mm，查表可得，材料为HT200 的后侧导柱上模座： 上模座 25012540 GB/T28855.5-1990 HT200 下模座：模具下模座选用后侧导柱下模座，凹模边界 L=250，B=160，查表得，材料为 HT200 的后侧导柱下模座： 下模座 25012545 GB/T28855.6-1990 HT200 凸模：凸模的结构形式及尺寸如下图所示，材料用 T10A。 / 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 12 - 凹模：凹模的结构形式及尺寸如下图所示，材料用 T10A。 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 13 - 3 强度校核 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 14 - 七、模具各部分零件参数 上模座 HT200 长 200mm，宽 125mm，厚 40mm 下模座 HT200 长 200mm，宽 125mm，厚 45mm 导柱： 25mm110 导套： 38mm9025 凸模 T10A 长 115mm，宽 50mm，厚 30mm 凹模 T10A 长 150mm，宽 50mm，厚 37.5mm 顶板 45 钢 长 74.80mm，宽 26mm，厚 10mm H=220mm 八模具维护保养 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 15 - 一、模具上机前检查及保养: 1.按模具冲剪力的大小,正确使用足够吨位的冲床.(一般机床的吨位必须大于模具的冲剪力) 2.在模具上机前,必须检查调整模具冲箭刃口的间隙,以防运输途中装卸模具时刃口间隙走样,调整均可后再上机台 3.架模前要对模具的上下表面进行清洁,保证模具安装面和冲床的工作台面压伤及模具在生产中上下安装面的平行度. 4冲床的工作台面与滑块底面必须平行,平行度的偏差应小于0.03 5.模具架好后将模具打开,将模具各部分清檫干净,特别是导向机构,对于 表面件(外观件)的模具其型面清檫干净,以 保证制件的质量.对模具各滑动部位进行润 滑和模具各部位的检查,特别是安全件(如冲孔废料孔等). 6.冲出样品后,须当即确认是否与产品规格相符. 二、 生产中的保养: 1. 模具使用时,导柱和导套要定时加润滑油. 2. 在生产中定期对模具的相应部位和刃口上应多次加润滑油或冲压油 3. 严禁双料冲剪,除冲压材料、润滑油外其它物品应远离作业区域。 4. 刃口内铁粉状物不能滞溜太多，应及时出处理滞留物和定期清理废料，生产结束后要对模具进行全面检查、全面的清檫，保证模具的清洁度。 三、使用后模具保养： 1. 模具长时间使用后必须磨刃口，研磨后刃口面必须进行退磁，不能带有磁性，否则易发生堵料。 2. 弹簧等弹性零件在使用过程中弹簧最易损坏，通常出现断裂和变形现象。采取的办法就是更换，在更换过程中一定要注意弹簧的规格和型号，弹簧的规格和型号通过颜色、外径和长度三项 来确认，只有在三项都相同的情况下才可以更换。 3. 模具使用过程中冲头易出现折 断、弯曲和啃坏的现象，冲套一般都是啃坏 的。冲头和冲套的损坏一般都用相同规格的零件进行更换。冲头的参数主要有工作部分尺寸、安装部分尺寸、长度尺寸等。 4. 紧固零件，检查紧固零件是否松动、损坏现象，采取的办法是找相同规格的零件进行更换。 5. 压料零件如压料板、优力胶等，卸料零件如脱料板、气动顶料等。保养时检查各部位的配件关系及有无损坏，对损坏的部分进行修复，气动顶料检查有无漏气现象，并对具体的情况采取措施。如气管损坏进行更换 九、总 结 老师叫我们做课程设计的时候大家都不明白，大家都在说明明下一学期要做课程设计为什么想在还要做一个课程设计。真正去做了之后才明白，原来老师的目的是让我们 机 械 制 造 工 艺 学 页脚内容- 16 - 练练手让我们提前感受一下课程设计的过程。 课程设计虽然没毕业设计要求高但是设计的步骤方法基本雷同，通过这几周的设计过程我才真正知道原来我们学的知识还不足以做好设计，要查看很多的专业资料我们的制图水平远远没达到做设计的要求还需磨炼。课程设计为我们做课程设计做好了铺垫和奠定了基础，同时在设计的过程中我们 也巩固了所学知识练习了制图收获了很多明白了很多，其中包括：设计时要要个按照相关设计要求，要以最简单的方法，最少的投入设计出符合要求的模具。在这次设计中感谢孟老师对我们的严格要求，感谢同学为我解答疑问，我们要以严谨的态度对待设计。 十、参考文献 1 翁其金、徐新成主编.冲压工艺及冲模设计.北京：机械工业出版社，2011 年 6 月. 2 邓明主编.实用模具设计简明手册.北京:北京理工大学出版社,2010 年 1 月. 3 王立人，张辉主编.冲压模设计指导.北京:北京理工大学出版社,2009 年 8 月. 4：塑性成形工艺与模具设计。高锦张主编，第二版 机械工业出版社。2007.7 5：冲压模具设计手册。马朝兴主编 化学工业出版社出版 6模具结构图解。浦学西主编 中国劳动社会保障出版社