L形弯曲件设计说明书

模具设计与制造专业

冲压模具设计与制造课程弯曲模设计

班级：模具143 姓名： xxxxx 学号： xxxxxxxxx16 指导教师： xxxx 成绩：

目录

零件分析： (1)

零件工艺性能 (1)

分析比较和确定工艺方案 (2)

毛坯尺寸计算 (2)

回弹补偿量的确定 (4)

冲压力计算及冲压中心的确定 (4)

冲压设备的选择 (6)

凸凹模结构设计 (7)

凸凹模结构设计 (10)

总体结构设计 (12)

零件分析：

零件材料Q235，简图如图1所示

图1

零件工艺性能

冲压工艺分析

1、材料：Q235，是常见的冲裁材料。零件用的是厚1mm的Q235板。

力学性能：抗拉强度σb (MPa)：440～470；

抗剪强度τ(MPa)：310～380；

伸长率δ10 (％)：21～25；

屈服点σs (MPa)：240；

Q235为普通碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评适合冲裁加工。

2、工件结构：工件形状简单、对称，无悬臂、窄槽及锐的清角，孔边距大于1.5倍工件厚

度，孔边距大于凸凹模允许的最小壁厚，最小孔径φ7.3大于过小孔径，满足冲裁要求。 3、尺寸精度：零件图上未注公差，属于自由公差，按IT14级确定工件尺寸的公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。

综上所述，制件具有较好的冲裁性能，适宜采用冲裁加工。

弯曲工艺分析

该工件材料为Q235为普通素结构钢，较利于弯曲。工件为L 形，形状简单、对称，孔边（弯曲线）距S min =11.75≥3、弯曲直边高度、最小弯曲半径均大于弯曲工艺要求，弯曲坯料上的孔还可以防止弯曲时坯料产生的偏移，弯曲边缘无缺口，尺寸为自由尺寸和表面粗糙度要求一般。因此，其弯曲工艺良好。

分析比较和确定工艺方案

从零件的结构特点以及冲压变形特点来看，该零件冲压工序性质有冲孔、落料、弯曲三种。工件弯曲部分简单。根据工序性质可能的组合情况，该零件可能的冲压方案有：

方案一：先落料，后冲孔，再进行弯曲。采用单工序模生产 方案二：冲孔、弯曲、落料，采用复合模生产。

方案三：冲孔、切废+弯曲连续冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。

方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，模具强度较差，制造难度大。模具各部分的强度、刚度难保证。冲裁与弯曲在一起，模具结构复杂。复合模的维修保养用高。 方案三也只需一副模具，生产效率高，将零件结构的内外形分解为简单形状的凸模或凹模，在不同工位上分步逐次冲压，提高了模具强度和模具寿命，操作方便，工件精度也能满足要求。由于工件和孔废料都可由压力机台下排出，操作方便安全，生产效率高，同时连续模上可以利用已冲的孔进行导正销定位，从而保证了工件的精度。

通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。

毛坯尺寸计算

弯曲件展开尺寸计算

毛坯长度按零件中性层计算。圆弧的中性层位移系数根据2/=t r 查《冷冲压工艺与模具制造》（表3—9）得k=0.449,故中5性层曲率半径为：

2.449(mm)

1449.02 =⨯+=+=kt

r ρ

式中

ρ——弯曲件中性层曲率半径；

r ——弯曲件内层弯曲半径； t ——材料厚度； k ——中性层位移系数； 圆弧部分长度s =ρα=2.499×2

π

=3.85

垂直部分的直线长度：l 1=3 底部的直线长度为：l 2=25 故弯曲件展开长度为：

)

(85.31 25

85.33 2

弯1mm l l l L z =++=++=

排样：

本工件采用直排方案，排样图如下：

排样图

为节约材料，应合理确定搭边值.查表取搭边a=2mm ，为了保证送料时工件间连接强度工件

间搭边值a1=3mm 。

计算冲压件一个进距的材料利用率：

100%100%110S S

=

=S AB

η⨯⨯ 式中：1S ——一个布局内零件冲裁件面积，2mm ； 0S ——一个布局内所需毛坯面积，2mm ； B ——条料宽度，mm ； A ——送料进距，mm ；

此工件的材料利用率为

η=S

S 0100％=

520.8377825.7

×100％≈63.7％

回弹补偿量的确定

r/t=3<5～8时，弯曲半径的回弹值不大，因此只考虑角度的回弹。查表-1可得α=2.5° 大变形（r/t<5）时弯曲件圆角半径变化很小，而只修正弯曲角。

表-1 单角90°校正弯曲回弹角

冲压力计算及冲压中心的确定

冲裁力

F=KLt τ

式中 F ——冲裁力（N ）；

L ——冲裁件

K ——系数，取K=1.3 t ——材料厚度

τ——材料抗剪强度（MPa ）

外轮廓周边长度L = 205.74mm ，材料抗剪强度350 MPa ，材料厚度 1mm

则 F=KLt τ=205.74×1.3×1×350=93611N 卸料力

式中F——冲裁力，单位为N；

K 卸——卸料力系数，其值为0.025～0.060；则F卸=93611×0.06=5616.66 N

推料力

F推= nK推F

式中F——冲裁力，单位为N；

K推——推料力系数，其值为0.050；

n——废料叠加数量，其值为5；

则F推=93611×5×0.050=23402.75 N

顶件力

F顶= K顶F

式中F——冲裁力，单位为N；

K顶——顶件力系数，其值为0.14；

则F顶=93611×0.14=13105.54 N

弯曲力的计算

自由弯曲力

F Z=0.7KBt2σb

r+t

式中：F Z——冲压行程结束时的自由弯曲力；

K——安全系数，一般去K=1.3；

B——弯曲件的宽度（mm）；

t——弯曲材料的厚度（mm）；

r——弯曲件的内弯曲半径（mm）；

b

σ——材料的抗拉强度（Mpa）。

有零件图可知b=20mm

t=1mm

r=3mm

查表可知

b

σ=450Mpa

故F Z=0.7KBt2σb

r+t

=0.7×1.3×20×1×450

1+3

=2047.5N

由于L形弯曲，其自由弯曲力为U形弯曲的一半，所以自由弯曲力为1023.75N。顶件力和卸料力

F d或F y值可近似去自由弯曲力的30%～80%，

即F d=（0.3—0.8）F Z=0.3×1023.75=307.125N