U型彎曲課程設(shè)計(jì)說明書
沖壓模具綜合性設(shè)計(jì)
(典型沖裁件沖裁模設(shè)計(jì))
設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目:U型彎曲模設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)成績:
適用課程
沖壓模設(shè)計(jì)、沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)
適用專業(yè)
材料成型與控制工程(模具方向),
材料成型專業(yè)(塑性與塑膠方向)
指導(dǎo)教師
孟凡瑩
學(xué) 生
躍博
學(xué)號(hào)
1014054122
班 級(jí)
材控1002班
部 門
材料學(xué)院
單 位
理工學(xué)院
完成日期
2013年6 月
典型沖壓件沖模設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì) 題目
U型彎曲模設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)者
專業(yè)及方向:2010級(jí) 材控1002班 學(xué)號(hào): 1014054122
: 躍博
廠
O
CU
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一 60-0,15 一
匕5 — 土
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設(shè) 計(jì) 條 件
圖中:高度為A= 20 MM
圖中:B= 60 MM 材料為C: 15# 材料厚度為D= 1.5 MM 圖中圓角半徑:E- 3 MM U型彎寬度為 F= 10 MM
批量為批量
注:A, B, C, D, E,F(xiàn)值需根據(jù)學(xué)生 名細(xì)表上指定的數(shù)據(jù)進(jìn)行填寫。
設(shè)
計(jì)
容
1. 裝配圖1( A3圖幅);
2. 典型零件圖2-3( 凸模, 凹模,凸凹模各1);
3. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份。
設(shè)計(jì)期限
指導(dǎo)教師
孟凡瑩
設(shè)計(jì) 成績
目錄
目錄
—3—
一 沖壓零件的工藝性分析
—4—
二 毛坯展開長度的確定
—5—
三 彎曲力的計(jì)算
—6—
四 壓力機(jī)的選擇
—7—
五 彎曲模工作部分尺寸的確定
—8—
六、彎曲模模架及零件設(shè)計(jì)
—11—
七、模具各部分零件參數(shù)
—16—
八、模具的保養(yǎng)
—18--
九、總結(jié)
—20—
十、參考資料
—22—
一 沖壓零件的工藝性分析
1、工序類型 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀及批量要求 , 可采用 彎曲工序沖壓成型,因此設(shè)計(jì)考慮彎曲工 序。
2、零件工藝分析 由設(shè)計(jì)要求可知該零件材料為 15#鋼,材料 15#鋼為軟材料,在彎曲時(shí)有一定的凸凹模 間隙。工件尺寸 r / t 2 rmin / t 0.5 全部為 自由公差,可看作 IT14 級(jí),尺寸精度較低, 普通彎曲就能滿足要求。其彎曲性能良好。 所需零件為 U 形件,結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱,對(duì)彎曲 成型較為有利故尺寸精度完全符合彎曲精 度等級(jí)要求。且零件的相對(duì)圓角半徑 r/t=3/1.5=2<5 ?8,因
不會(huì)彎裂, 滿足彎曲變形程度的要求。 因此, 該零件滿足彎曲工藝性要求, 且一次成型彎 曲工藝性較好,采用簡單的直壁校正彎曲法 即可達(dá)到要求。
毛坯展開長度的確定
毛坯長度按零件中性層計(jì)算。 兩段圓弧的 中性層位移系數(shù)根據(jù)r/t 2查《沖壓模具設(shè)計(jì) 手冊》(表3—14)得x=0.38 ,故中性層曲 率半徑為:
p r xt
3 0.38 2
3.57(mm)
L2
?-
L5日
F'
-八
CO
C—1
_1
1
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1、需在試模后再圓弧部分長度:
1彎
180
3.57
180
5..89
2、 垂直部分的直線長度:
l1 20 3 1.5
15.5
3、 底部的直線長度為:
l2 60 2 3 2 1.5
51
4 、故毛坯展開長度為:
Lz 2(l1 l 彎 ) l2
2 (15.5 5.6) 51
93.2(mm)
經(jīng)過計(jì)算,展開長度初步確定為 LZ=93.2mm, 精度確定進(jìn)行修正。
三 彎曲力的計(jì)算
為了保證彎曲件在一次彎曲過程中即可 得到彎曲件形尺寸精度 , 故采用校正彎曲。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)手冊》 (表 7— 1),取 q=40MPa則校正彎曲力為:
F校 Aq
60 10 40
24(KN)
F—校正力(KN
p—單位校正力(MPa
A—彎曲件上被校正部分在垂直于彎曲力方 向上的平面上投影面積(mm2
Fd (0.3 ?0.8)F自
2
0.3際住七b r t
… 0.7 1.3 10 1.52 380
0.3 -
3 1.5
0.52(KN)
P (1.1~1.3)(Fd F校)
(1.1 ~ 1.3) (0.52 24)
26.97 ?31.88(KN)
對(duì)于校正彎曲,由于校正彎曲力比頂件力大 得多,故一般F頂可以忽略,即F壓力機(jī)》 F校,生活中為了安全取 F壓力機(jī)》1.8 x F
校
四壓力機(jī)的選擇
根據(jù)沖壓力的要求,取壓力機(jī)的公稱壓力 P=(1.1~1.3)(F 校+Fd)=69.1~81.6(KN),考慮模具的安 裝與操作,查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 (表1 — 7),可
選用 J23 — 10開式雙柱可傾式壓力機(jī)。
1 .二
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五.彎曲模工作部分尺寸的確定
1、凸模圓角半徑r t
因 r/t=3/1 ?5=2<5?8
故 r T=r=3mm
2、凹模圓角半徑rA
因凹模圓角半徑的大小對(duì)彎曲變形力、 模
具壽命、彎曲件質(zhì)量均有影響,且根據(jù)材料 的厚度,有 t < 2mm時(shí),rA= (3~6) t 故,
「A 3t
3 1.5
4.5mm
3、 凹模深度h。
因只是單純U形件彎曲模,且彎邊高度不 大,為使彎曲件兩邊平直,取凹模深度大于 彎曲件的高度。查《簡明沖壓設(shè)計(jì)手冊》(表 6—15),取 m=4mm
故:取凹模深度為 L=4.5+4+20=28.5
4、 凸、凹模間隙Z
凸,凹模間隙的確定:
當(dāng) t < 1.5 時(shí) z=t
當(dāng)t>1.5時(shí)
式中t為材料的厚度(mm)
Z—單邊間隙(mm
又因?yàn)?t=1.5=1.5 所以 z=t=1.5
5、彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差
彎曲件標(biāo)注形尺寸75,故應(yīng)以凸模為基準(zhǔn) 件,間隙取在凹模上。凸模的制造精度按IT8 確定,凹模的制造精度按IT9確定。其計(jì)算 結(jié)果如下:
凹模尺寸(L為雙向?qū)ΨQ偏差,板厚度公差 取 - '
Ld (L 0.75 ) od
(60 0.75 0.15)罟
59.88 ;15(mm)
凸模尺寸
Lp (Ld 2Z) p (59.89 2 1.73)-00.15 56.43-00.15 (mm)
6. 壓力中心 由于零件對(duì)稱,所以壓力中心就是沖裁輪 廓中心
7. 凹模周界的確定 查課本 P88 表 3-33 凸模壁厚的確定和 P86 頁表 3-31 螺釘孔與銷釘孔及刃壁之間的最 小距離得知凹模壁厚應(yīng)前外擴(kuò) 35-45mm
六、彎曲模模架及零件設(shè)計(jì)
1、后側(cè)導(dǎo)柱模架的選用 。
模具的閉合高度和壓力機(jī)的閉合高度的關(guān)
系:Hmax-5m脣 H> Hmin+10mm
無墊板:330-5 > H> 265+10
有墊板:235-5 > H> 170+10
根據(jù)壓力機(jī)的最大裝模高度和凹模周界的 圍及模具的工作穩(wěn)定性, 剛度等各方面的因 素綜合考慮選取,200 X 125的滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè) 導(dǎo)柱模架。
2 卸料方式的選擇 由于開模式零件大多數(shù)會(huì)留在凹模, 所以必 須采用頂件裝置
3 其他零部件的選用 模具選用選用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu), 可承 受較大的沖壓力。 為了提高模具的壽命和工 件的質(zhì)量。方便安裝調(diào)試,該復(fù)合模采用后 側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸, 所以因首先計(jì)算凹模具周界的大小。 查表的 凹模周界大小為 250mmX 125mm。
閉合高度 H=180mm 模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架, 查的模架的規(guī)格 為。
上模座: 250mmX 125mmX 40mm;
下模座 : 250mmX 125mmX 45mm;
導(dǎo)柱 :25mmX 110mm
導(dǎo)套: 38mmX 90mmX 25mm 可見該模具的閉合高度小于所選壓力機(jī)
J23-10 的最大裝模高度,可以使用 開式曲柄壓力機(jī) J23-40 的相關(guān)技術(shù)參數(shù) 公稱壓力: 100KN
滑塊行程:長度 45mm速度145次/mm
閉合高度:最大 180mn最小145mm
模柄孔:直徑30mm深度55mm
打桿:打桿直徑<16,孔深度70mm打桿行程
40mm
滑塊中心至機(jī)身距離 130mm
工作臺(tái)尺寸前后240mm左右370mm
2、其它零件結(jié)構(gòu)。
頂板: 頂件板尺寸與凹??紫?配合,平面尺寸與凹模形尺寸相同。材料選 用 45 鋼,熱處理 43~48HRC。
模柄 :模具采用材料為 Q235
銷釘: 模具的銷釘選用柱銷
GB/T 119.1 ,根據(jù)設(shè)備尺寸分為:10X 80, 10X 50。材料選用35鋼,熱處理28~38HRC 不經(jīng)表面處理的圓柱銷。
螺釘 :模具采用圓柱頭六角螺
釘GB/T 70.1 ,根據(jù)尺寸分為:M10K 70, M10 x 30, 材料為35鋼,熱處理 28~38HRC表 面氧化。
推 料 桿 : 材 料 為 CrWMn.?8x 60.JB/T7650.3-2008
擋 料 銷 : 選 用 45# 鋼 。 A8.GB/T7649.10-2008
導(dǎo) 料 銷 : 選 用 45# 鋼 。 A8.GB/T7647.1-2008.
上模座: 模具上模座選用后側(cè)導(dǎo) 柱上模座,根據(jù)凹模邊界 L=250mm, B=160mm, 查表可得,材料為HT200的后側(cè)導(dǎo)柱上模座:
上 模 座 250 x 125 x 40
GB/T28855.5-1990 HT200
下模座: 模具下模座選用后側(cè)導(dǎo) 柱下模座,凹模邊界L=250, B=160,查表得, 材料為HT200的后側(cè)導(dǎo)柱下模座:
下模座 250 x 125x 45
GB/T28855.6-1990 HT200
凸模: 凸模的結(jié)構(gòu)形式及尺寸 如下圖所示,材料用 T10A。
/
凹模:凹模的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如下 圖所示,材料用T10A。
3強(qiáng)度校核
矩形凹模校核公式:
H = 琨
下模板的強(qiáng)度計(jì)算:
=二 2F% 二叫
_ 2 _ (B-b遼屮人 _ 8(B-b)H2
模板厚度:H2屆二
經(jīng)過以上公式驗(yàn)證^模具的強(qiáng)度均符合要求。
七、模具各部分零件參數(shù)
1-複柄 A上權(quán)座 A凸檯 4凹復(fù)
P曜可 亠下櫃座 卩麗桿 4帀極 4盅位涓
上模座
HT200
長 200mm,寬 125mm,厚 40mm
下模座
HT200
長 200mm,寬 125mm,厚 45mm
導(dǎo)柱:
25mm X
110
導(dǎo)套:
38mm X
90 X 25
凸模
T10A
長 115mm,寬 50mm,厚 30mm
長 150mm , 寬 50mm , 厚 37.5mm
頂板 45 鋼 長 74?80mm,寬 26mm,厚 10mm
? H=220mm
八.模具維護(hù)保養(yǎng)
一、模具上機(jī)前檢查及保養(yǎng) : 1.按模具沖 剪力的大小 ,正確使用足夠噸位的沖床 .(一般 機(jī)床的噸位必須大于模具的沖剪力 ) 2.在模 具上機(jī)前 ,必須檢查調(diào)整模具沖箭刃口的間 隙 ,以防運(yùn)輸途中裝卸模具時(shí)刃口間隙走樣 ,
調(diào)整均可后再上機(jī)臺(tái) 3.架模前要對(duì)模具的上下表面進(jìn)行清潔 ,保 證模具安裝面和沖床的工作臺(tái)面壓傷及模 具在生產(chǎn)中上下安裝面的平行度 . 4 沖床的
工作臺(tái)面與滑塊底面必須平行 ,平行度的偏 差應(yīng)小于 0.03 5.模具架好后將模具打開 ,將 模具各部分清檫干凈 ,特別是導(dǎo)向機(jī)構(gòu) ,對(duì)于
表面件 (外觀件 )的模具其型面清檫干凈 ,以 保證制件的質(zhì)量 .對(duì)模具各滑動(dòng)部位進(jìn)行潤 滑和模具各部位的檢查 ,特別是安全件 (如沖 孔廢料孔等 ). 6.沖出樣品后 ,須當(dāng)即確認(rèn)是 否與產(chǎn)品規(guī)格相符 . 二、生產(chǎn)中的保養(yǎng) : 1. 模具使用時(shí) , 導(dǎo)柱和導(dǎo)套要定時(shí)加潤滑油 .
2. 在生產(chǎn)中定期對(duì)模具的相應(yīng)部位和刃口 上應(yīng)多次加潤滑油或沖壓油 3. 嚴(yán)禁雙料沖 剪,除沖壓材料、 潤滑油外其它物品應(yīng)遠(yuǎn)離作 業(yè)區(qū)域。 4. 刃口鐵粉狀物不能滯溜太多, 應(yīng)及時(shí)出處理滯留物和定期清理廢料, 生產(chǎn) 結(jié)束后要對(duì)模具進(jìn)行全面檢查、全面的清 檫,保證模具的清潔度。 三、使用后模具 保養(yǎng): 1. 模具長時(shí)間使用后必須磨刃口, 研磨后刃口面必須進(jìn)行退磁,不能帶有磁 性,否則易發(fā)生堵料。 2. 彈簧等彈性零件 在使用過程中彈簧最易損壞, 通常出現(xiàn)斷裂 和變形現(xiàn)象。采取的辦法就是更換,在更換 過程中一定要注意彈簧的規(guī)格和型號(hào), 彈簧 的規(guī)格和型號(hào)通過顏色、外徑和長度三項(xiàng) 來確認(rèn), 只有在三項(xiàng)都相同的情況下才可以 更換。 3. 模具使用過程中沖頭易出現(xiàn)折 斷、彎曲和啃壞的現(xiàn)象,沖套一般都是啃壞 的。沖頭和沖套的損壞一般都用相同規(guī)格的 零件進(jìn)行更換。沖頭的參數(shù)主要有工作部分 尺寸、安裝部分尺寸、長度尺寸等。 4. 緊 固零件,檢查緊固零件是否松動(dòng)、 損壞現(xiàn)象, 采取的辦法是找相同規(guī)格的零件進(jìn)行更換。
5. 壓料零件如壓料板、 優(yōu)力膠等, 卸料零件 如脫料板、氣動(dòng)頂料等。保養(yǎng)時(shí)檢查各部位 的配件關(guān)系及有無損壞, 對(duì)損壞的部分進(jìn)行 修復(fù),氣動(dòng)頂料檢查有無漏氣現(xiàn)象,并對(duì)具 體的情況采取措施。如氣管損壞進(jìn)行更換
九、總 結(jié)
老師叫我們做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候大家都不 明白,大家都在說明明下一學(xué)期要做課程設(shè) 計(jì)為什么想在還要做一個(gè)課程設(shè)計(jì)。 真正去 做了之后才明白, 原來老師的目的是讓我們 練練手讓我們提前感受一下課程設(shè)計(jì)的過 程。課程設(shè)計(jì)雖然沒畢業(yè)設(shè)計(jì)要求高但是設(shè) 計(jì)的步驟方法基本雷同, 通過這幾周的設(shè)計(jì) 過程我才真正知道原來我們學(xué)的知識(shí)還不 足以做好設(shè)計(jì),要查看很多的專業(yè)資料我們 的制圖水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到做設(shè)計(jì)的要求還需 磨煉。課程設(shè)計(jì)為我們做課程設(shè)計(jì)做好了鋪 墊和奠定了基礎(chǔ), 同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中我們 也鞏固了所學(xué)知識(shí)練習(xí)了制圖收獲了很多 明白了很多,其中包括:設(shè)計(jì)時(shí)要要個(gè)按照 相關(guān)設(shè)計(jì)要求,要以最簡單的方法,最少的 投入設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 在這次設(shè)計(jì)中 感孟老師對(duì)我們的嚴(yán)格要求, 感同學(xué)為我解 答疑問,我們要以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待設(shè)計(jì)。
十、參考文獻(xiàn)
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[2] 鄧明主編 . 實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊 .: 理 工大學(xué) ,2010 年 1 月.
[3] 王立人,輝主編 . 沖壓模設(shè)計(jì)指導(dǎo) .: 理 工大學(xué) ,2009 年 8 月.
[4] :塑性成形工藝與模具設(shè)計(jì)。高錦主編, 第二版 機(jī)械工業(yè)。 2007.7
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[6] 模具結(jié)構(gòu)圖解。浦學(xué)西主編 中國勞動(dòng) 社會(huì)保障