弯角冲压模具设计..

目录

一．冲压工艺性分析及结论 (2)

二．工艺方案的分析比较和确认 (3)

三．模具类型与结构分析 (3)

四．排样图设计及材料利用率计算 (3)

五．冲压力的计算与压力中心的确定 (4)

六．凸、凹模工作部分尺寸与公差的确定 (5)

七．模具主要零件材料的选取、技术要求及强度校核 (8)

八．冲压设备的选择及校核 (9)

九．弹性元件的选择计算 (10)

十．紧固件 (10)

十一．其他需要说明的问题 (11)

十二.弯角冲压工艺卡片 (12)

弯角冲压模具设计

一．冲压工艺性分析及结论

零件件图如图所示，零件名称：弯角，材料：Q235，料厚：2mm,生产批量：大批量

零件图

1.尺寸精度

其外形公差无要求，其中υ3.2的两个孔有位置公差要求，为10±0.1，孔径无公差要求，精度很容易达到。

2.材料方面

材料为Q235，普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成型性能。

3. 结构方面

结构对称，较为简单。其弯曲间内侧圆角半径为R1，相对弯曲半镜R/T=0.5，且弯曲角为90度，选取Q235退火或正火的钢板，沿垂直纤维方向上，可一次弯曲成形。三个孔的孔边与弯曲直边L3.2=2.4mm≥R+0.5t=2mm，L4=1.5≤R+0.5t=2mm，因此υ4

孔应在弯曲之后冲；三个孔的孔边距C3.2=1.4≤2t=4mm,C4=0.7≤2t=4mm,如果先冲孔的话，由于孔边距过小，工件易变形，工件质量不能保证。

二．工艺方案的分析比较和确认

经冲压工艺性分析，该工件所需的基本工序有落料、冲孔、弯曲等三个基本工序。安顺序组合有以下几种方案：

方案一：落料与冲孔υ3.2复合模冲压——弯曲单工序模冲压——冲υ4孔。

冲压件的尺寸精度高，且生产效率高。但由于落料与冲孔复合，使模壁较薄，模具易损坏。且由于孔边距较小，工件弯曲后，易变形，不能保证质量。

方案二：落料与冲υ3.2孔级进模冲压——弯曲单工序模冲压——冲υ4孔

模具结构复杂，但生产率高，克服了模壁厚度不足而引起模具强度不足的问题。精度没有方案一好，且也由于孔边距较小，工件易变形，质量不能保证方案三：冲υ3.2落料弯曲冲υ4孔级进模。

模具相较于上两种方案，较简单，生产率高，且易保证工件的尺寸和外形精度。且因为υ4孔必须在弯曲之后进行，所有相对比较麻烦，用级进模可以将υ4孔的平面放于工作台上一次成型，即提高了生产效率，又提高了工件的尺寸精度和定位精度。

综上所述，为保证各项技术要求，选用方案三：冲υ3.2落料弯曲冲υ4孔级进模

三．模具类型与结构分析

根据以上分析，该工件采用了冲孔、弯曲、落料的级进模。其中弯曲为L型。模架采用四角导柱模架，卸料方式为弹性卸料，橡胶为弹性元件，采用聚氨酯，用导料板进行导料，导正销进行精定位。废料直接从漏料孔里漏出即可。

四．排样图设计及材料利用率计算

根据毛坯长度等于应变中性层长度，弯曲圆弧的长度l=2.32。

因此毛坯展开长度：

L=7+(8.2-2-1)+2. 32=14.52mm。

搭边值：根据表2-9矩形件取a=2，b=2.2。

坯料展开图

排样图

条料宽度B=2Dmax+2+4.4=35.44mm

步距S=22

材料利用率η=A/BS×100%=2（16×7+8×3.2+2×3+3.14×3×3/2）/（35.44×22）×100%≈41%

五．冲压力的计算与压力中心的确定

1.冲压力的计算

查表1-3得，取Q235的抗拉强度δb=400Mpa。

1.1冲4个孔υ3.2和2个导正孔υ3.2

F孔3.2=6Ltδb=6×3.14×3.2×2×400=48230.4N

1.2冲异形框

F异=Ltδb=122.56×2×400=98048N

1.3切边

F切边= Ltδb=32×2×400=25600N

1.3弯曲两个直边

自由弯曲力 F弯=2×0.6kbt×tδb/(r+t)=3328N

1.4冲两个孔υ4

F孔4=2 Ltδb=2×3.14×4×2×400=20096N

1.5落料两个零件

F落= 2Ltδb=2×15.94×2×400=25504N

该模具采用弹性卸料和下出料的方式，凹模直壁高度为6mm,n=h/2=3，查表，Kx=0.055,Kt=0.05

Fz= F孔3.2孔2+ F异+ F切边+ F孔4=48230.4+98048+25600+20096=191974.4N Fx=nFzKx=3×191974.4×0.055=31675.8N

Ft=KtKx=0.05×191974.4=9598.7N

F = Fz + Fx + Ft +F弯+F

=191974.4+31675.8+9598.7+3328+25504=262 080.9N

选用压力机J23-40

六．凸、凹模工作部分尺寸与公差的确定

1.冲裁工作零件刃口尺寸的计算

冲裁初始双面间隙Zmax=0.360,Zmin=0.246，凸凹模都采用配合加工法。

刃口尺寸表

2．压力中心的确定

如图，分析可知，压力中心Yc=0。

Xc=(16076.8×77+32153.6*66+98048×44+25600×22-20096×22-25504×44)/（16076.8+32153.6+98048+25600+20096+25504)

=30.7

因此，压力中心坐标如图Xc处为（29.5,0）。

3．凸凹模外形尺寸

3.1凹模

采用整体式凹模，安装凹模时，依据计算的压力中心的数据，将压力中心与模柄中心线重合：

凹模厚度：H=kb（H≥15mm）b=31.04，查表k=0.42，H=13mm

凹模壁厚：c=（1.5-2）H=10-13.44mm

取H=18mm,c=27mm。

凹模宽度：B=b+2c=70mm

凹模长度:L=步距+工件长+c=22+128+27=177mm,取180mm

3.2弯曲

凸模：长×宽为18×14.64，凸凹模间隙取2mm，高度暂时取60mm，材料选T10A,热处理硬度为56-60HRC。

凹模：圆角为90度，半径R为1mm,材料选T10A,热处理硬度为56-60HRC。

3.3冲孔

υ3.2：凸模：选用国家标准圆凸模A3.3×50-T10A, [σ压]=1500Mpa，热处理硬度为58-62HRC，凹模与凸模相配作，热处理硬度为60-64HRC。

/[σ压]=2，符合要求。

强度校核：压应力校核：d最小≥4tτ

弯曲应力校核：L最大≤270d2/p=30.83mm，符合要求。

υ4：凸模:选用国家标准圆凸模4.15×50- T10A, [σ压]=1500Mp，τ0=373，热处理硬度为58-62HRC。凹模与凸模相配作,热处理硬度为60-64HRC。

/[σ压]=2，符合要求。

强度校核: 压应力校核：d最小≥4tτ

弯曲应力校核：L最大≤270d2/p=43.1mm符合要求。

3.4 冲异形孔

异型孔:

凸模：选用T10A钢，热处理硬度为58-62HRC，异形凸模高度均暂时取50mm