U型弯曲件弯曲模设计
xxxx 学院
毕业设计
系
专
小 组
同 组
部： 业：模具设计与制造 号： 人： 日 期： 年指导老师：班 级：组 长：月 日
前言
模具设计毕业论文成形加工是现代工业生产中应用广泛的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术，或称成型工具、成型工装产品，是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。模具设计毕业论文由于模具生产技术的现代化，在现代工业生产中，模具已广泛应用于电动机和电器产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。模具技术水平的高低，模具设计毕业论文已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
目前，随着汽车及轻工业的迅速发展，模具设计制造日益受到人们的广泛关注，已成为一个行业。将高新技术应用于模具设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证：1）、CAD/DAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美，CAD/DAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD 的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D 设计已达到了70℅--89℅，PRO/E、UG 、CIMATRON 等软件的应用很普遍。2）、为了缩短制造周期，提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。3）、快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。有SLA 、SLS 、FDM 、LOM 等各种类型的快速成型设备。
目 录
绪论 .................................................................................................................................................. 4 第1章 工艺方案的确定 . .............................................................................................................. 5
1．1零件分析 . ......................................................................................................................... 5 1．2工艺方案的确定及模具结构形式的选择 ...................................................................... 5 1．3工序图尺寸分析 . ............................................................................................................. 5 1．4排样和材料利用率的计算 . ............................................................................................. 6 第2章 有关弯曲工艺计算 . .......................................................................................................... 8
2.1 毛坯尺寸的计算 . ............................................................................................................ 8 2.2 弯曲力的计算 . ................................................................................................................ 8 2.3 弯曲凸凹模的间隙 . ........................................................................................................ 8 2.4 凸、凹模宽度尺寸计算 . ................................................................................................ 9 2.5 凸模圆角半径 . ................................................................................................................ 9 2.6 凹模圆角半径 . .............................................................................................................. 10 2.7 弯曲凹模外形和尺寸的确定 . ...................................................................................... 10 2.8 选择上、下模座及模柄 . .............................................................................................. 10 2.9 垫板、凸模固定板 . ...................................................................................................... 11 2.10 闭合高度 . ...................................................................................................................... 11 2.11 螺钉、销钉的选择 . .................................................................................................... 12 2．12绘制模具总图及零件图 . ............................................................................................. 12 第三章 小结 . ................................................................................................................................ 15 参考文献......................................................................................................................................... 16
绪论
自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。
目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。
在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的
约占三分之一。其中，冲压模具约占50℅（中国台湾：40℅），塑料模具约占33℅（中国台湾：48℅），压铸模具约占6℅（中国台湾：5℅），其他各类模具约占11（中国台湾：7℅）。
第1章 工艺方案的确定
1．1零件分析
由工件简图可知，该工件的加工涉及到落料、弯曲两种工序内容。
1．2工艺方案的确定及模具结构形式的选择
方案一：分别由两套单工序模具来进行生产； 方案二：由一套级进模来完成两个工序；
方案三：由一套复合模直接完成切断弯曲模来完成弯曲工艺。
由于是中批量生产，且单工序模具成本低，生产难度小，且能保证冲裁件的弯曲尺寸和平整性，生产效率高，故选择方案一。
工序简图：如图2-01所示。
图2-01
1．3工序图尺寸分析
计算毛坯展开长度L 总：如图2-03所示。 L 总=2[L1+L2+L3+2×∏/2（r+ X0t）]
由于r/t=3/1=3; 查表3-1得X0=0.47； ∴L 总=112.46≈112mm
展开图如下：
1．4排样和材料利用率的计算
采用直排有废料排样方式，如图2-02所示。
图2-02
计算冲裁件面积A ：毛坯图，如图2-04所示。
A=LB=26.4×112mm 2
=2956.8mm2
搭边a 和a1；查表2-13，工作间a=2，侧面a1=2 料宽B ： B
0-∆
=[D+2（a1+Δ）+b0] －Δ
查表2-14得：Δ取0.5；查表2-15得：b 0取0.5 故B
0-0. 5
=[112+2×2）+0.5] －0.5=116
0-0. 5
进距h ： h=26.4mm+2mm=28.4mm 一个进距的材料利用率η：
η=
1⨯2956. 8mm2nA
×100%=×100%=89.75% Bh 116⨯28. 4mm2
另一方法是采用剪板工艺，直接剪到尺寸，材料利用率为100%。然后弯曲。
第2章 有关弯曲工艺计算
2.1 毛坯尺寸的计算
由于本设计中，只需要设计弯曲模，所以不需要计算落料模的有关尺寸。 展开毛坯尺寸计算方法和结果见前面第二章。 所算得的弯曲工序坯料尺寸如上图所示。
2.2 弯曲力的计算
此工件U 形弯曲时力的计算，选计算公式为 F自=4×(kbttδb)/(r+t)
=4×(1.3×26.4×1×1×380)/(2.6+1) =14490.66N
=14.49KN
F 自—材料在冲压行程结束时的自由弯曲力 b —弯曲件的宽度
t—弯曲件厚度
r —弯曲件内弯角半径 k —安全系数
δb —材料的强度极限
δb 查表=294～432, 取380
由于两边缘在成形后会回弹，所以该部分在成形后须校正。 校正弯曲力： F 校=A*P 查手册 表3-17 P=100MP
校正面积: A=7×26.4×2=369.6 mm 校正力: F=369.6*100MP=36.96KN 综上所述，总的弯曲力F 总=14.49+36.96=51.45KN 初选400KN 开式压力机，压力机的技术参数见表9-3
2
2.3 弯曲凸凹模的间隙
由教材查得，对钢材 C=（1.05~1.15）t ，C=1.1t=1.1 mm
2.4 凸、凹模宽度尺寸计算
对于U 形弯曲件，必须选择适当的间隙值，因为凸凹模间隙小了，摩擦力和弯曲力就大, 当间隙过小时，还会使制件直边料厚减薄和出现话痕，同时还降低凹模寿命。若间隙过大，制件回弹量增大，误差增加，从而降低制件精度，所以弯曲模具间隙的大小对制件质量、弯曲力和模具寿命有较大的影响。
生产中是根据弯曲件材料的力学性能，材料厚度，制件精度和弯边长度来确定其凸凹模间隙。凸模及凹模尺寸计算是依据弯曲件的使用要求来确定的。起原则是弯曲件标注外形尺寸时，则以凹模为基准件，间隙放在凸模上。当弯曲件标注的是内尺寸时，是以凸模为基准件，间隙取在凹模上。同时应该注意弯曲件精度，回弹趋势和模具的磨损规律。
由于弯曲件是内形尺寸标注，应以凸模为基准进行计算。凹模尺寸按凸模配制，保证单边间隙C, 即b d = bp +2C
b p = （b+0.25△）- 0δp
弯曲件尺寸公差未标注，按IT14计算。
查《互换性与技术测量》表1-8 Δ=0.15 mm
δp 按IT8计算 δp =0.046 mm b P=（52.8+0.25*0.15) 0-0.046
=52.83 0-0.046 mm
b d = bp +2C 所以配做凹模b d =52.83+2*1.0=54.83mm
由于产品尺寸很小，凹模可以做成整体形式，模芯与凹模配合为间隙配合，间隙为0.03-0.05
为保证产品的台阶高度，12.3 mm ，在不计算材料厚度在内的情况下，台阶高度应该是12.3，在设计模具时也要保证凸模的台阶高度12.3，设计凹模和模芯的台阶高度时，也要保证该尺寸，这样，冲出的产品，12.3的尺寸才能保证。
2.5 凸模圆角半径
凸模的圆角半径应等于弯曲件内侧的圆角半径r, 但不能小于材料允许的最小弯曲半径r min 。
由教材表3-20查得 rmin /t=0.5， rmin =0.5 mm
r= 1> rmin 所以取 rP =2.6 mm
2.6 凹模圆角半径
凹模的圆角半径r d 可根据板材的厚度来选取: t≤2mm , rd =(0.5～1)t 所以取 rd =2.6 mm
2.7 弯曲凹模外形和尺寸的确定
凹模高度 H=k*b=0.18*112=20.16 取H=20mm （选模具后可根据闭合高度调整）
凹模壁厚 C=（1.5~2.5）H H=30-50 mm 取C=50 mm 所以凹模总长为 152.8 mm ,总宽为
110 mm
2.8 选择上、下模座及模柄
由于产品年产量不是很大，所以为节省模具成本，可以考虑使用敞开模具。
2.9 垫板、凸模固定板
由于产品尺寸比较小，卸料力也很小，模具设计十可以采用弹簧顶料，如此要考虑到下模需要加个垫板，否则弹簧没有压宿，无法调试模具，这样也可以减缓对模板的压应力， 采用垫板加固。
2.10 闭合高度
模具闭合高度应为上模板、下模板、凹模、凸模等厚度的总和，即
H 0=（30+25+30+40+40-16）mm=149 mm
10#模架闭合高度H max =129 mm，H min =149 mm
模架满足要求。
压力机闭合高度H max =225 mm，H min =169 mm
满足H max -5 mm≥H 0≥H min +10 mm
2.11 螺钉、销钉的选择
凸模与上模座的固定所用螺钉均为GB 70-75内六角螺钉。由于是中小型模具则采用M8mm,M10mm 的. 销钉采用GB 119-76 的圆柱销，规格为d=6、8、10等。
2．12绘制模具总图及零件图
弯曲模具装配图如图2-1：
图2-1 底座弯曲模装配图
1-下模座 2-弹簧 3-定位板 4-顶柱 5-模柄
6-凸模 7-摆动凹模8-轴销 9-凹模支架 10-弹簧座
2.13. 模具制造装配要点
凹模、凸模均是需淬硬的零件, 凹模加工后, 在线切割和淬硬以
前, 在模架的下模板上进行装配。在凹模上划出各个形孔和圆孔的线,
并根据计算数据划出压力中心, 使压力中心线与下模座的中心线对
正。钻、攻螺孔, 将下模板、下模垫板、凹模 装配, 校正导尺间距
后, 钻铰销钉孔和攻螺孔, 将上述四板固定。 钻孔并安装承料板。
然后将下模全部拆开, 将凹模板热处理淬硬后进行线切割加工, 用
平面磨床磨平后重新装配。固定在上模板的上模部分, 凸模都应淬硬,
装配前将凸模淬硬并完成全部加工。
装配时, 将凸模装配上模，凸模与凹模间隙为1.0mm 1.055mm,
在凹模型孔中垫约1.0mm 的硬纸片, 以确定间隙。将已组装为一体
的凸模，凹模，凹模垫板一同, 并使凸模芯插入凹模孔中, 将上模板
通过导柱、导套与下模板装在一起。透过上模板钻、攻螺孔, 使上模
板、小导柱、垫 板、垫板上的小导套、凸模固定检查无误后, 钻、
铰销钉孔, 打入销钉, 再钻、攻螺孔、安装卸料螺钉和弹簧。上模
全部拆开, 将垫板淬硬磨平, 再次装配上模, 装入打料杆，完成模具
装配。
第3章 小结
本课程设计主要针对U 型弯曲件弯曲模设计。本文详细地阐述了U 型连接板弯曲模设计的过程。在对零件进行工艺分析的基础上，明确地提出了采用弯曲模生产该零件的设计方案。其中主要包括
①排样图设计；
②搭边值和步距确定等。
对模具的具体结构形式进行了设计主要包括：
①工作零件（凸模、凹模）；
②定位零件；
③卸料、紧固装臵和安全装臵的设计。
在老师的精心指导下，对弯曲模具有了较为深刻的认识，懂得了它的优越性和不足之处。也了解了弯曲模的设计过程，掌握了它的结构特点，可以利用工具书准确地查出所需要的数据。
同时也发现了自己的很多不足之处，专业知识不够，基础不扎实，有些常识性的问题都没有搞懂。以后会加强基础和专业的学习。由于时间仓促，加之自己知识水平有限，文中的不足之处再所难免，望老师不吝赐教，希望能在以后的学习和工作中不断的完善和创新。
参考文献
[1] 李天佑主编 《冲模图册》北京：机械工业出版社，1988
[2] 姜奎华主编 《冲压工艺与模具设计》北京：机械工业出版社，1998
[3]王同海、孙胜编著《实用冲压设计技术》. 北京：机械工业出版社，1995
[4]《冷冲模GB2851 -2857- 81》北京:技术标准出版社，1984
[5]李澄、吴天生、闻百桥主编 《机械制图》高等教育出版社
[6]郑家贤主编 《冲压工艺与模具设计》机械工业出版社
[7]许发樾主编 《冲模设计应用实例》高等教育出版社
[8]《冲模设计手册》编写组编 《冲模设计手册》北京：机械工业出版社1988
[9] 骆志斌主编. 模具工实用技术书册[M].北京：机械工业出版社，1999
[10] 丁松聚主编. 冷冲模设计[M].北京：机械工业出版社，1994
[11] 李发致编著. 模具先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2003
[12] 周雄辉等. 现代模具设计制造理论[M].上海:上海交通大学出版社,2000
[13] 张韵主编. 冷冲压模具设计和制造[M].西安：西北工业大学出版社，1995
[14] 肖祥芷 王孝培主编. 中国模具设计大典[M].江西：科学技术出版社。