锻造：V型件弯曲模具设计课程设计

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

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。

2、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。

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=0.75>0.5 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+kt β=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

2、压力中心

压力中心

所以压力中心坐标X0=18 Y0=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。

F c=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—0.8 F c 所以：FQ=0.8 F c=0.8*1280=1024 N

5、弯曲时压力机吨位的确定

自由弯曲时，压力机吨位F为F≧F c+FQ≧1280+1024=2304 N

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r

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r

min /t的因素很多，r

min

/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r

min

/t值。由《压工艺与模具设计》查到Q235最

小相对弯曲半径r

min

/t=2.5

凹模的圆角半径r

d

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r

d

应一致，否则毛坯会产生偏移

r d 值通常按材料厚度t来选取 t=4mm时 r

d

=2—3t 取r

d

=8

2、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

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 L 0=15mm h=22mm 3、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+=35.925

25

.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L 0+=15mm 、h=22mm 可得 H= L 0/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