铰支板冲压模具设计

课程设计说明书

题目：铰支板弯曲模的设计

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课程设计任务书

目录

第1章铰支板的弯曲工艺性分析 (4)

1.1 设计任务 (4)

1.2 弯曲工序的分析 (4)

1.2.1 分析零件结构的工艺性 (4)

1.2.2 零件材料分析 (4)

第2章弯曲模的设计 (6)

2.1 弯曲力的计算 (6)

2.1.1 自由弯曲力的计算 (6)

2.1.2 校正弯曲力的计算 (7)

2.1.3 顶件力的计算 (7)

2.1.4 总弯曲力的计算 (7)

2.1.5 回弹的计算 (7)

2.2 凸凹模工作部分的尺寸计算 (7)

2.3 压力机及模架的选择 (8)

2.3.1 压力机的选择 (8)

2.3.2 模架的选择 (9)

2.4 弯曲模闭合高度的尺寸计算 (9)

2.5 模具结构的设计 (9)

2.5.1 斜楔和滑块 (9)

2.5.2 顶件器的设计 (10)

2.5.3 模柄的设计 (11)

2.5.4 固定零件及定位零件 (11)

2.5.5 弯曲凸模凹模材料的选择 (11)

2.5.6 定位方法 (11)

第3章模具的总装与校核 (12)

3.1 模具的总装 (12)

3.2 模具的校核 (13)

参考文献 (14)

第1章铰支板的弯曲工艺性分析

1.1设计任务

设计任务如图1-1所示。

图1-1 铰支板零件图

已知技术参数：

材料：10钢，料厚：1.2 mm

生产批量：中批量生产。

1.2弯曲工序的分析

1.2.1分析零件结构的工艺性

1．分析零件的结构工艺性

零件的弯曲圆角角半径。零件图上没有弯曲角半径的要求，可以根据弯曲工艺的要

求确定圆角半径。

2．弯曲线与板料纤维方向。零件共有四条弯曲线，两两互相垂直，根据零件使用中的受力情况分析，零件在长的方向受力较大，因此在排样图中应使工件长的方向与纤维方向一致。

3．最小弯曲高度及空到弯曲线的距离都符合弯曲工艺要求。

4．零件在设计过程中考虑了弯曲工艺性，在左端截面突变的两弯曲线处开有半径lmm 的工艺缺口，可以得到较好的弯曲成形。

通过上面的分析，该零件具有良好的工艺性。

1.2.2零件材料分析

该零件材料为10钢。10钢为优质碳素钢，材料经过退火或正火。通过查相关资料，了解钢的化学成分及力学性能。

(%)0.07~0.14

w

c

()%0.35~0.65Mn w =

335b Mpa σ=

()%31s δ= ()%55ϕ=

137HBS =

通过材料了解该零件适合弯曲。综上可知该零件适合弯曲且具有良好的工艺性。

第2章 弯曲模的设计

2.1 弯曲力的计算

分析零件的弯曲过程，弯曲力的变化经历了三个阶段，如下图2.1所示。①第一阶段，凸模开始下行，直到斜楔推动滑块移动以前。进行左部U 形自由弯曲和右部L 形自由弯曲，弯曲力主要是左部1个U 形自由弯曲力和右部1个L 形自由弯曲力。②第二阶段，随着凸模下行，由斜楔推动滑块移动开始，到校正弯曲以前的阶段。主要进行右部V 形自由弯曲和L 形进一步弯曲，这时左部U 形自由弯曲已基本形成，弯曲力很小，这一阶段弯曲力主要是右部1个V 形自由弯曲力和1个L 形自由弯曲力口③第三阶段，模具闭合后进行校正弯曲，此时弯曲力主要为校正力。

斜楔的角度045，在忽略传递效率情况下，则其垂直力和产生的水平力之比为1:1，就是说滑块水平方向的冲压力与它所受到的上模斜楔向下的作用力相等，详见下面斜楔受力分析。

（a ）第一阶段 （b ）第三阶段

1-凸模；2-工件；3-滑块 2.1弯曲成型过程图

2.1.1 自由弯曲力的计算

根据前面分析可知，左部是1个U 形弯曲，右部是1个V 形弯曲和上个L 形弯曲。查得材料强度极限400b MPa σ=。按下式计算左部U 形弯曲力，这里B1=19mm ，取K=1.3。

221110.70.7 1.319 1.240059280.48 1.2

b KB t F N R t σ⨯⨯⨯⨯===++

按下式计算右部V 形弯曲力，这.里B2=15 ，取K=1.3。

222220.60.6 1.315 1.240051051.2 1.2

b KB t F N R t σ⨯⨯⨯⨯===++

右部L 形弯曲的自由弯曲力按其U 形弯曲自由弯曲力的一半计算，按下式计算弯曲力。

222320.70.7 1.315 1.2400

0.50.529781.2 1.2

b KB t F N R t σ⨯⨯⨯⨯=⨯=⨯=++

总自由弯曲力应是上下自由弯曲力之和。

12359285105297814011F F F F N =++=++=自

2.1.2 校正弯曲力的计算

工件分为左、右两部分弯曲，校正弯曲总面积为

2122122191515121514675mm A B B B L B L =++=⨯+⨯+⨯= 查表单位面积校正力q=50MPa ，则校正力为

=q 4067533750F A N =⨯=校

2.1.3 顶件力的计算

顶件块通过弹顶器工作，在自由弯曲阶段，凸模与顶件块将工件夹住，起压料作用；在凸模回程时顶件块将工件顶出，起出件作用。左部U 形弯曲力对称，右部Z 形弯曲力将引起板料的移动。除在结构土采取可靠定位外，还要求顶件力能防止右部L 形弯曲引起板料的移动。出件时由于滑块回位，需要的出件力很小。因此顶件力应以右部L 形自由弯曲力为计算依据，按下式计算，即

3=0.3F 0.32978893F N =⨯=顶

2.1.4 总弯曲力的计算

校汇弯曲力远大于总自由弯曲力，因此只按校正弯曲力计算，则总弯曲力取校的正弯曲力。

=33750F F N =总校

2.1.5 回弹的计算

由于采用上述施加校正力的方法消除回弹，再加上弯曲圆角半径很小，因此回弹很小，能满足工件要求，不作回弹计算。

2.2 凸凹模工作部分的尺寸计算

由于零件图上，零件左部U 形弯曲圆角半补没有要求，右部Z 形弯曲圆角半径较小，为了减小回弹，已按弯曲工艺确定材料最小半径为其弯曲半径，确定凸模圆角半径与零件弯曲圆角半径相等，即左部U 形圆角半补R1=0.48mm ，右部Z 形圆角半径R2=0.12mm 。

弯曲凸模与凹模的单边间隙c ，查资料间隙系数n=0.05，t=1.2mm 。 有公式： c 1.20.05 1.21t n t =+=+⨯= 凹模圆角半径：由t=2，()=3~6t R 凹，选取=4mm R 凹

凹模深度：根据制件要求，查表得：0l =12.8mm

（1） 模具宽度方向上的计算

制件未标注尺寸公差，仅按外形尺寸标注，并取为双向偏差。

d

d 0=-B δ∆宽（B 0.5）

0.01

=-+⨯（150.50.43） =0.015

14.758mm + 0

p d -p =-2c B δ（B ）

-0.006

=-21.26⨯（14.785） 0-0.

006=12.265m m 上式中∆，d δ取IT7级，p δ取IT8级，查相关资料：∆=0.43mm ，d δ=+0.015，p δ= -