课程方案任务书,及说明书

中北大学课程设计说明书

学生姓名：高生梅学号：0903054211

学院：材料科学与工程学院

专业：材料成型及控制工程

题目：无缝弯头弯曲模设计

指导教师：涉国恩职称:教授

于建民职称:副教授

2018年01 月20 日

中北大学

课程设计任务书

2018〜2018学年第丄学期

学院：材料科学与工程学院

专业：材料成型及控制工程

学生姓名：高生梅学号：0903054211

课程设计题目：无缝弯头弯曲模设计

起迄日期：2018年12月20日〜2018年1月20日课程设计地点：中北大学材料科学与工程学院

指导教师：涉国恩职称：教授

于建民职称：副

教授

系主任：

下达任务书日期:2018年12月20日

课程设计任务书

1.设计目的：

通过挤＜冲）压模具课程设计，强化学生课堂上学习到的成形模具的知识，加深学生对金属塑性成形原理的理解，培养学生独立设计挤＜冲）压模具的能力，使学生熟练掌握Auto CAD等绘图软件的应用，为学生以后的毕业设计和从事相关工作打下良好的基础。

2.设计内容和要求＜包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：

自行设计一套符合要求挤＜冲）压成型零件的装配模具及其中的两个非标零件。

1）根据指导教师提供的零件图纸，进行挤＜冲）压工艺分析、编制；

2）进行冲压零件图的绘制＜零件图转化为挤压件图或锻件图）；

3）根据挤＜冲）压件图，进行工艺计算、确定工艺方案，选择合适的挤压设备；

4）设计挤＜冲）压模，绘出装配图、主要工作零件图；

5）写出设计说明书。

所设计的模具能够高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品，模具结构合理，动

作灵活，能够满足在使用时连续生产、高效率、自动化、操作简便的要求。

3 .设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文＞、图

纸、实物样品等〕：

本次课程设计的工作内容包括以下几个部分：

①挤＜冲）压零件图纸一张，要求标注尺寸公差、粗糙度、技术要求以及所用原材料；

②挤＜冲）压模具装配图＜三号图纸）一张；

③挤＜冲）压模具零件图至少两张，凹模零件图、凸模零件图；

④模具结构设计计算说明书一本。

注：以上各项内容均要求打印。

第一章冲压工艺分析

无缝弯头，材料Q235管厚4mm 90°弯曲角

1.1材料分析:

Q235为碳素结构钢，有良好的弯曲成形性能。

1.2结构分析：

1-2-2管U形件

结构简单，用U型管代替两个90°弯头，左右对称，对弯曲成形有利

管材的截面形状及厚度的变化：当用无填料的自由弯曲时，剖面形状近似为椭圆，变形区材料外侧受拉，内侧受压，使外侧管壁变薄，内侧变厚，变形量大时，内侧起皱，外侧有破裂可能，因此后续工序采用整形工序，将滚动轴

承用钢球VGBT30—2008）从管料一端放入管中，将变形部位进行整形。

1.2.1弯曲变形的特点及方法：

a.管材弯曲变形时，主要依靠中性层内外纤维的缩短和伸长，当弯曲变形程度大

时，外侧过薄导致破裂，内管壁增厚，失稳起皱，断面会产生畸

变，呈椭圆形。

b.管的质量控制：为保证管材的成型质量，控制弯曲变形程度在一定范围内，保

证最大伸长应变不超过材料所引起的极限值。

管材常用弯曲方法按弯曲方式分为绕弯，推弯，压弯及滚弯。用压弯法对管材进行弯曲，利用模具压制带直段的管件，优点是生产效率高，装置简单，次方法压制弯头的直径为25-406mm壁厚为2.5-40mm=

1.2.2最小弯曲半径的确定

管子的最小弯曲为Rmin=144mm.

1.3弯曲件精度及提高弯曲件精度的措施：

精度分析：由于未注公差尺寸，按IT14级选取。

a.因弯曲件回弹影响弯曲件精度，减小回弹的措施有，①提高材料塑性，在管坯前

进行软化退火处理。②由于U形件弯曲，若背压力不足，在底部

产生反向鼓起，变形结束便措产生负回弹，通过成形卸料器，使背压达到最佳值，抵消回弹。③克服偏移的措施：利用定位销定位，减少偏移。④由于90 弯头弯曲时利用形状对称的U形件，弯曲后再切开，有效防止偏移。

1.4下料方法：

管材剪切下料，与机械加工方法相比，其具有加工速度快，生产效率高，材料利用率高等特点，有管壁的厚度，可分为薄壁管剪切和厚壁管剪切，薄壁管剪切时管壁易被压扁，后壁管剪切时断面质量较差。

钢管的下料设计

下料采用管坯切断模，由于采用48X 4的无缝钢管制成，为提高材料利用率，须制成一定角度。

1.5管坯的形状与尺寸:

管坯下料尺寸是影响弯头质量的一个重要因素，在弯曲变形过程中外侧受拉伸，内侧受压缩，其两者的变形程度也不同，因此管坯下料尺寸不仅与弯头的设计尺寸有关，考虑到弯头压制成后其端面还要加工，应预留出加工余量。

1.6弯曲件的直边高度：为保直边的平直，直边应留一定的高度。

第二章冲压工艺计算

2.1管材厚度减薄率：

管材厚度减薄率的变化主要取决于管材的相对弯曲半径R/ D和相对厚度T / D,外侧的最小壁厚和内侧的最大壁厚

T—管材的原始壁厚vmm D —管材外径R —中性层弯曲半径

由于厚度减薄，降低了管材的机械强度和使用性能。

Tmin=t{1-<1-t/D ) /<2R/D) }

=4X{1-0.083/2.5}=3.87mm

Tmax=4.13mm

减薄率=

减小厚度变薄的措施：采用电阻局部加热法，降低中性层内侧的金属的变形抗力，使变形更多集中在受压部分，降低拉应力。

2.2弯曲件的展开尺寸的计算：

R=60 D=48 T=4

压制90。弯头管坯尺寸