U型彎曲課程設計說明書
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1、沖壓模具綜合性設計 (典型沖裁件沖裁模設計) 設計說明書 設計題目:U型彎曲模設計 設計成績: 適用課程 沖壓模設計、沖壓工藝及沖模設計 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) 指導教師 孟凡瑩 學 生 躍博 學號 1014054122 班 級 材控1002班 部 門 材料學院 單 位 理工學院 完成日期 2013年6 月 典型沖壓件沖模設計任務書 設計 題目 U型彎曲模設計 設計者 專業(yè)及方向:2010級 材控1002班 學號: 1014054122 : 躍博 廠 O CU !
2、1 一 60-0,15 一 匕5 — 土 k— 設 計 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)學生 名細表上指定的數(shù)據(jù)進行填寫。 設 計 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. 設計計算說明書1份。 設計期限 指導教師 孟凡瑩 設計 成績 目錄 目錄 —3— 一 沖壓零件的工藝性
3、分析 —4— 二 毛坯展開長度的確定 —5— 三 彎曲力的計算 —6— 四 壓力機的選擇 —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計 —11— 七、模具各部分零件參數(shù) —16— 八、模具的保養(yǎng) —18-- 九、總結 —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)零件的結構形狀及批量要求 , 可采用 彎曲工序沖壓成型,因此設計考慮彎曲工 序。 2、零件工藝分析 由設計要求可知該零件材料為 15#鋼,材料 15#鋼為軟材料,在彎曲時有一定的凸凹模 間隙。工件尺寸 r / t 2 rmin / t
4、 0.5 全部為 自由公差,可看作 IT14 級,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,結構簡單對稱,對彎曲 成型較為有利故尺寸精度完全符合彎曲精 度等級要求。且零件的相對圓角半徑 r/t=3/1.5=2<5 ?8,因 不會彎裂, 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 即可達到要求。 毛坯展開長度的確定 毛坯長度按零件中性層計算。 兩段圓弧的 中性層位移系數(shù)根據(jù)r/t 2查《沖壓模具設計 手冊》(表3—14)得x=0.38 ,故中性層曲 率半徑為: p r xt 3
5、0.38 2 3.57(mm) L2 ?- L5日 F' -八 CO C—1 _1 1 k ! 丿” 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)過計算,展開長度初步確定為 LZ=93.2mm, 精度確定進行修正。 三 彎曲
6、力的計算 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《沖壓模具設計手冊》 (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 ?
7、31.88(KN) 對于校正彎曲,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》 F校,生活中為了安全取 F壓力機》1.8 x F 校 四壓力機的選擇 根據(jù)沖壓力的要求,取壓力機的公稱壓力 P=(1.1~1.3)(F 校+Fd)=69.1~81.6(KN),考慮模具的安 裝與操作,查《沖壓模具設計與制造》 (表1 — 7),可 選用 J23 — 10開式雙柱可傾式壓力機。 1 .二 r 攻3 125-1: a JEX? ^33? JE3?3 J^G L5-DG IS2? 油G力KN & J 換 233 SC ac
8、10? 12S 務 s& CD SJ 30C IOC JC IS :百 ;吾聞i加 ro a j} 刃 和 4} jS 英 3S 至P易車rxi IS) 13: 21 DC JOC 裁 JX 4SC 澆安愜沏 <■ 3? 笥 矗 ? 3C 3C ICC IWI 14J ;'谿占辛整M nm no J? IfiC 200 15 TV Ml JK 2S 31 戲 bO 0 21 JQ& iOC S3C 工"給對咖 JB JOG
9、 葢 ■cc 遼 7? 丸 廠 我 630 IBC SSI sr :宓 ISTR+ 110 16C 話 斗a _DV sa jj 30 5念 ■fnfn *3 7 2? 25C DC 取 2SJ 5? 453 E^-Tnm 30 4 刃 (50 30 9t X? ]{? ICO 嘆 血 A J0 C 40 曲
10、 50 S ffl K M 55 dD 5C X T .%. 3? ■加 SO 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,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,
11、為使彎曲件兩邊平直,取凹模深度大于 彎曲件的高度。查《簡明沖壓設計手冊》(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 t < 1.5 時 z=t 當t>1.5時 式中t為材料的厚度(mm) Z—單邊間隙(mm 又因為 t=1.5=1.5 所以 z=t=1.5 5、彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差 彎曲件標注形尺寸75,故應以凸模為基準 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。其計算 結果如下: 凹模尺寸(L為雙向?qū)ΨQ偏差,板厚度公差 取 - ' Ld (
12、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前外擴 35-45mm 六、彎曲模模架及零件設計 1、后側導柱模架的選用 。 模具的閉合高度和壓力機的閉合高度的關 系:Hmax-5m脣 H> Hmin+10mm 無墊板:33
13、0-5 > H> 265+10 有墊板:235-5 > H> 170+10 根據(jù)壓力機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的滑動導向后側 導柱模架。 2 卸料方式的選擇 由于開模式零件大多數(shù)會留在凹模, 所以必 須采用頂件裝置 3 其他零部件的選用 模具選用選用滑動導向后側導柱結構, 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,該復合模采用后 側導柱的導向方式。 標準模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸, 所以因首先計算凹模具周界的大小。 查表的 凹模周界大小為 250mmX 125mm。 閉
14、合高度 H=180mm 模具采用后側導柱模架, 查的模架的規(guī)格 為。 上模座: 250mmX 125mmX 40mm; 下模座 : 250mmX 125mmX 45mm; 導柱 :25mmX 110mm 導套: 38mmX 90mmX 25mm 可見該模具的閉合高度小于所選壓力機 J23-10 的最大裝模高度,可以使用 開式曲柄壓力機 J23-40 的相關技術參數(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
15、機身距離 130mm 工作臺尺寸前后240mm左右370mm 2、其它零件結構。 頂板: 頂件板尺寸與凹模孔相 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 Cr
16、WMn.?8x 60.JB/T7650.3-2008 擋 料 銷 : 選 用 45# 鋼 。 A8.GB/T7649.10-2008 導 料 銷 : 選 用 45# 鋼 。 A8.GB/T7647.1-2008. 上模座: 模具上模座選用后側導 柱上模座,根據(jù)凹模邊界 L=250mm, B=160mm, 查表可得,材料為HT200的后側導柱上模座: 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導 柱下模座,凹模邊界L=250, B=160,查表得, 材料為HT200的后側導柱下模座: 下模座 250 x 12
17、5x 45 GB/T28855.6-1990 HT200 凸模: 凸模的結構形式及尺寸 如下圖所示,材料用 T10A。 / 凹模:凹模的結構形式及尺寸如下 圖所示,材料用T10A。 3強度校核 矩形凹模校核公式: H = 琨 下模板的強度計算: =二 2F% 二叫 _ 2 _ (B-b遼屮人 _ 8(B-b)H2 模板厚度:H2屆二 經(jīng)過以上公式驗證^模具的強度均符合要求。 七、模具各部分零件參數(shù) 1-複柄 A上權座 A凸檯 4凹復 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
18、,厚 40mm 下模座 HT200 長 200mm,寬 125mm,厚 45mm 導柱: 25mm X 110 導套: 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.模具維護保養(yǎng) 一、模具上機前檢查及保養(yǎng) : 1.按模具沖 剪力的大小 ,正確使用足夠噸位的沖床 .(一般 機床的噸位必須大于模具的沖剪力 ) 2.在模 具上機前 ,必須檢查調(diào)整模具沖箭刃口
19、的間 隙 ,以防運輸途中裝卸模具時刃口間隙走樣 , 調(diào)整均可后再上機臺 3.架模前要對模具的上下表面進行清潔 ,保 證模具安裝面和沖床的工作臺面壓傷及模 具在生產(chǎn)中上下安裝面的平行度 . 4 沖床的 工作臺面與滑塊底面必須平行 ,平行度的偏 差應小于 0.03 5.模具架好后將模具打開 ,將 模具各部分清檫干凈 ,特別是導向機構 ,對于 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 .對模具各滑動部位進行潤 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 ,須當即確認是 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 , 導
20、柱和導套要定時加潤滑油 . 2. 在生產(chǎn)中定期對模具的相應部位和刃口 上應多次加潤滑油或沖壓油 3. 嚴禁雙料沖 剪,除沖壓材料、 潤滑油外其它物品應遠離作 業(yè)區(qū)域。 4. 刃口鐵粉狀物不能滯溜太多, 應及時出處理滯留物和定期清理廢料, 生產(chǎn) 結束后要對模具進行全面檢查、全面的清 檫,保證模具的清潔度。 三、使用后模具 保養(yǎng): 1. 模具長時間使用后必須磨刃口, 研磨后刃口面必須進行退磁,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, 彈簧 的規(guī)格和型號通過顏色、外徑
21、和長度三項 來確認, 只有在三項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、 損壞現(xiàn)象, 采取的辦法是找相同規(guī)格的零件進行更換。 5. 壓料零件如壓料板、 優(yōu)力膠等, 卸料零件 如脫料板、氣動頂料等。保養(yǎng)時檢查各部位 的配件關系及有無損壞, 對損壞的部分進行 修復,氣動頂料檢查有無漏氣現(xiàn)象,并對具 體的情況采取措施。如氣管損壞進行更換 九、總 結 老師叫我們做課程設計的時候大家
22、都不 明白,大家都在說明明下一學期要做課程設 計為什么想在還要做一個課程設計。 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計的過 程。課程設計雖然沒畢業(yè)設計要求高但是設 計的步驟方法基本雷同, 通過這幾周的設計 過程我才真正知道原來我們學的知識還不 足以做好設計,要查看很多的專業(yè)資料我們 的制圖水平遠遠沒達到做設計的要求還需 磨煉。課程設計為我們做課程設計做好了鋪 墊和奠定了基礎, 同時在設計的過程中我們 也鞏固了所學知識練習了制圖收獲了很多 明白了很多,其中包括:設計時要要個按照 相關設計要求,要以最簡單的方法,最少的 投入設計出符合要求的模具。 在這次設計中 感孟老師對我們的嚴格要求, 感同學為我解 答疑問,我們要以嚴謹?shù)膽B(tài)度對待設計。 十、參考文獻 [1] 翁其金、徐新成主編 . 沖壓工藝及沖模 設計 . :機械工業(yè), 2011 年 6 月. [2] 鄧明主編 . 實用模具設計簡明手冊 .: 理 工大學 ,2010 年 1 月. [3] 王立人,輝主編 . 沖壓模設計指導 .: 理 工大學 ,2009 年 8 月. [4] :塑性成形工藝與模具設計。高錦主編, 第二版 機械工業(yè)。 2007.7 [5] :沖壓模具設計手冊。馬朝興主編 化 學工業(yè)出版 [6] 模具結構圖解。浦學西主編 中國勞動 社會保障
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