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1课程设计——V型零件的弯曲工艺及模具设计学校：沈阳工业大学指导教师：于宝义班级：成控0804班学号：080201116姓名：何哲2一、零件的工艺性分析1、零件的工艺性分析如图所示为零件图零件图生产批量：大批量材料：厚度为4mm的Q235钢板碳素结构钢的化学成分、性能及用途部分碳素钢抗剪性能如上图可知碳素结构钢，其抗剪强度为310—380Mpa，抗拉强度为375—460Mpa，屈服强度为235Mpa，弹性模量为206000Mpa。并会随着材质的厚度的增加而是其屈服值减少。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性等性能得到较好的配合，用途最广泛。尺寸精度：该零件图上已经标出了零件的弯曲角度，零件的高度和零件的宽度，其余并未标准，属自由尺寸，可以按着IT13级确定工件的公差。工件结构的形状：制件需要进行落料，弯曲两道基本工序，尺寸小。结论：该制件可以进行冲压。制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证模具的复杂程度和模具的寿命。32、确定工艺方案各类模具结构及特点比较根据制件的工艺性分析，该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度4mm。次工件可用一次单工序模弯曲，且定位精度易保证。4二、冲压模具总体结构设计1、模具类型的选择冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序模。2、操作与定位方式零件大批量生产，安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。零件尺寸较小，厚度较小，宜采用定位板定位。3、卸料与出件方式因为工件料厚为4mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料三、冲压模具工艺与设计计算1、弯曲工件毛坯尺寸计算相对弯曲半径为：R/t=3/4=0.750.5其中R——弯曲半径(mm)t——材料厚度(mm)由于相对弯曲半径大于0.5可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求形变区中性层曲率半径β(mm)。β=r0+kt其中：r0——内弯曲半径板料弯曲中性层系数查上表可得k=0.42根据β=r0+ktβ=3+0.4*4=4.6(mm)I1=I2=21.45mm所以由公式得：L=I1+I2+kt=21.45+21.45+0.4*4=44.5(mm)I1、I2——零件直边区长度t——弯曲件厚k——中性层系数零件图52、压力中心压力中心所以压力中心坐标X0=18Y0=9作为设计模具的参考3、弯曲力的计算弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力，以便作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。Fc=0.7*2*4*4*400/(3+4)=1280N其中2是弯曲线长度4是板料厚度400为材料抗拉强度3是弯曲凸模圆角半径4、压弯时的顶件力和卸料力FQ值近似取弯曲力的百分之三十到百分之八十即：FQ=0.3—0.8Fc所以：FQ=0.8Fc=0.8*1280=1024N5、弯曲时压力机吨位的确定自由弯曲时，压力机吨位F为F≧Fc+FQ≧1280+1024=2304N6四、排样与定距设计1、排样图弯曲件在板料、条料或带料上的布置为排样。排样是否合理，直接影响到材料的利用率、模具结构与寿命及生产操作方式与安全，既排样是设计模具的一个标准。排样图中只有一个工位，落料。分析工件外形，并为了节约材料，采用直排，条料的边缘作为工件的边缘，完全取搭边成为无废料排样，进行下料。排样图五、弯曲模具工作部分尺寸1、凸模与凹模的圆角半径弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模角半径r0可取弯曲件的内弯曲半径r，但不能小于准许的最小弯曲半径。如果r/t值小于最小相对弯曲半径，应先弯成较大的圆角半径，然后再用整形工序达到要求的圆角半径。当弯曲件的相对弯曲半径r/t较大且精度要求较高时凸模圆角半径应根据回弹值进行修正。由于影响rmin/t的因素很多，rmin/t值的理论计算公式并不实用，所以在生产中主要参考经验数据来确定rmin/t值。由《压工艺与模具设计》查到Q235最小相对弯曲半径rmin/t=2.5凹模的圆角半径rd不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工作表面。对称压力时两边凹模圆角半径rd应一致，否则毛坯会产生偏移rd值通常按材料厚度t来选取t=4mm时rd=2—3t取rd=82、凹模深度凹模的工件深度将决定板料的进模深度，对于常见的弯曲件，弯曲时不需全7部直边进入凹模内，只有当直边长度较小且尺寸精度要求高时，才使直边全部进入凹模内，凹模深度过大，不仅增加模具的消耗，而且将增加压力机的工作进程，使最大弯曲力提前出线。中小型弯曲件通常都使用模具在机械压力机上进行加工，最大弯曲力提起出线，对压力机是很不利的。凹模深度过小，可能造成弯曲件直边不平直，降低其精度。因此，凹模深度要适当。由《模具结构型式与应用手册》得到L0=15mmh=22mm3、弯曲模凹、凸模间隙对于V型件，凹模与凸模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制的，所以Z=t=4(mm)4、凸、凹模刃口尺寸及公差弯曲凸、凹模工作尺寸的计算与工件尺寸的标注形式有关。一般原则是：当工作标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上，当工件标注内行尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上，并来用配作法制模。综上所诉Ld=(L-0.75Δ25.00)=(36-0.75*0.1)25.00=35.92525.00其中Ld凸模宽度基本尺寸L工件横向基本尺寸Δ工件横向尺寸公差凸模制造偏差，一般取IT7-9级，或取工件公差的1/3、1/4。六、主要部件的设计与选择1、工作零件的结构设计落料凹模由L0+=15mm、h=22mm可得H=L0/根号2+h=33mm次工件比较简单，条料尺寸较狭长，所以落料凹模尺寸为L*B*H=50mm*25mm*33mm定位板定位板的内侧与条料接触，外侧与凹模平齐，这样就确定了定位板的宽度。条料的宽度为2mm，凹模的宽度是25mm，则定位板内侧的宽度为B=2.2mm，定位板厚度由表查得为：5mm,导料板用螺钉固定在凹模上，采用45钢制作，热处理硬度为40—45HRC该导尺如下图所示定位板82、凸模的固定方法凸模在上模的正确固定应该是既保证凸模工作可靠和良好的稳定性，还要使凸模在更换和修理时，拆装方便，该凸模的固定方式如下图所示的固定方法圆柱销固定凸模七、冲压设备的选择因工件的大批量生产，精度要求不高冲财力较小则选用通用压力机，通用机身又分开式和闭式两种，开式机身的钢性较弱，使用中小型冲压加工，而闭式机身适用于大中型冲压加工，所以选用开式压力机参数如下：公称压力：630KN外形尺寸：1335*1112*2120滑块行程：120mm行程次数：70/min最大闭合高度：360mm最大装模高度：220mm连杆调节长度：55mm工作台尺寸：480*710mm垫板厚度：90mm电动机功率：2.20KW模柄孔尺寸：¢50*70机床总重量：1780kg9八、绘制装配图及零件图装配图10凸模凹模导柱导套模架11上模架下模架九、设计体会本次课程设计让我系统地学习了如何设计整套模具，在设计中学会了如何查表得到标准件及非标准件的计算，初步掌握了利用cad作图。在本次课程设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，让我认识到自己还有很多的不足之处。同时对模具有了更深刻的认识模具在当今社会生活中运用的非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着非常重要的意义。通过这次模具设计及说明书的编辑，增加了不少专业知识方面的学习，提高了动脑动手的能力。同时知道了只有理论与实践像结合才能达到规定的各项性能指标。