弯曲模具设计实例
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弯曲模设计与制造项目1. 项目要求图1所示支架为一带5孔的四角弯曲件,材料为08F,料厚t=1.5mm,年产量为2万件,要求表面无可见划痕,各孔均不得变形,未注公差等级IT14。
试设计该产品的冲压工艺及弯曲模。
图1 支架2. 工艺性分析此冲压件成形包括冲裁、弯曲两类工序,材料为08F,塑性良好,适合冲压加工。
(1)弯曲工艺【知识链接】4.4.1 弯曲件的工艺性。
弯曲件结构、尺寸简单而对称,相对弯曲半径为1,大于表3-3所列的最小值(r/t);min弯曲长度尺寸IT14级,为经济精度,故弯曲工艺性较好,但由于对表面质量要求较高,在弯曲方式上应加以注意,另外,要控制好制件的回弹。
(2)冲裁工艺【知识链接】3.5.1 冲裁件的工艺性;4.4.1 弯曲件的工艺性。
弯曲件展开尺寸大致在110mm×30mm左右,尺寸中等偏小,轮廓尺寸精度IT14级,各孔直径均大于允许的最小冲孔孔径,很适合冲裁。
但4-Φ5孔距弯曲变形区太近,且弯曲后的回弹也会影响孔距尺寸36mm,故应安排在所有弯曲工序之后冲出;各孔的尺寸精度较高,应严格控制冲裁间隙。
据上分析,此托架零件的冲压工艺性良好,适于冲压成形。
3. 冲压工艺方案【知识链接】4.4.2弯曲件的工序安排;4.5弯曲模典型结构;3.5.3冲裁工艺方案。
初拟该零件的弯曲成形方式得出图2所示的三种形式,图(a)方式为一次弯曲,图(b)方式分先外角、后内角两次弯曲,图(c)所示也是先外角、后内角两次弯曲,但弯曲外角时对内角进行了预弯。
比较起来,图(a)方式不可取,因为弯曲行程较大,工件与凸模台肩、凹模表面的摩擦严重,制件表面质量差,回弹也较大,不能满足项目要求;图(b)、(c)的弯曲方式避免了图(a)的缺陷,均可取。
图2 弯曲方式冲裁工序的安排,冲4-Φ5mm孔安排在弯曲之后为必然,落料与冲Φ10mm孔两工序组合也自然合理,但考虑冲裁件结构简单,以复合模冲裁为好。
据此,可行的冲压工艺方案有四个,简述如下:方案一:四副模具,如图3所示。
目录摘要 (2)前言 (3)1.弯曲工艺性分析 (4)1.1分析零件的冲压工艺性并确定工艺方案 (4)1.2弯曲件的工艺性 (4)1.3最小相对弯曲半径的确定 (5)2.弯曲件的结构工艺性分析 (7)2.1.最小弯曲半径 (7)2.2.弯曲件形状与尺寸的对称性 (7)3.改进零件的结构设计 (8)3.1采用热处理工艺 (8)3.2从模具结构采取措施 (8)4.弯曲工艺力的计算 (10)4.1.自由弯曲时的弯曲力的计算公式: (10)4.2.校正弯曲时的弯曲力 (10)4.3顶件和压料力 (11)4.4.压力机吨位的确定 (11)5.毛坯尺寸及回弹量的计算的计算 (12)5.1毛坯尺寸 (12)5.2确定毛坯的尺寸 (13)5.3回弹量的计算 (13)6.弯曲模主要工作零件结构参数的确定 (15)6.1弯曲凸模和凹模的圆角半径 (15)6.2凹模工作部分深度 (15)6.3弯曲凹、凸模的间隙 (16)7.弯曲件弯曲工序的安排 (17)7.1工序安排 (17)8.模具总体设计 (18)8.1模具主要零部件的设计 (18)8.2弯曲设备的选择 (21)8.3选定设备 (21)8.4绘制模具总图 (21)8.5绘制模具非标准零件图 (23)9.1模具类型的选择: (25)9.2定位方式的选择 (25)9.3卸料﹑出件方式的选择 (25)10.模具材料的选用及其他零部件的设计 (27)10.1模具材料的选用 (27)10.2模具零件加工工艺 (28)11、模具的装配和冲裁模具的试冲 (30)11.1模具的装配 (30)11.2弯曲模具的调试 (30)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1摘要我所设计的是塑料闸瓦钢背,这套模具是弯曲模,属于冲压模具的一种,但比起冲压模,本套模具突出了弯曲模的特点,而且包括冲压模,这里主要探讨的是根据工件批量大的特点,经过改进的一种高效率的模具,即采用能一次成形的转轴式压弯模。
零件名称:保持架生产批量:中批量;材料:20钢,板厚0.5mm;零件简图:如图4.39所示。
1 弯曲零件工艺分析保持架采用单工序冲压,需要三道工序,如图4.40所示。
三道工序依次为落料、异向弯曲、最终弯曲。
每道工序各用一套模具。
现将第二道工序的异向弯曲模介绍如下。
图保持架零件图异向弯曲工序的工件,如图4.41所示。
工件左右对称,在b、c、d各有两处弯曲。
bc弧段的半径为R3,其余各段是直线。
中间部位为对称的向下弯曲。
通过上述分析可知,其共有八条弯曲线。
2 模具结构坯料在弯曲过程中极易滑动,必须采取定位措施。
本工件中部有两个突耳,在凹模的对应部位设置沟槽,冲压时突耳始终处于沟槽内,用这种方法实现坯料的定位。
模具总体结构如图4.42所示。
上模座采用带柄矩形模座,凸模用凸模固定板固定;下模部分由凹模、凹模固定板、垫板和下模座组成。
模座下面装有弹顶器,弹顶力通过两细杆传递到顶件块上。
模具工作过程:将落料后的坯料放在凹模上,并使中部的两个突耳进入凹模固定板的槽中。
当模具下行时,凸模中部和顶件块压住坯料的突耳,使坯料准确定位在槽内。
模具继续下行,使各部弯曲逐渐成形。
上模回程时,弹顶器通过顶件块将工件顶出。
3 主要计算1.弯曲力计算八条弯曲线均按自由弯曲计算。
图4.41中的b、c、d各处弯曲按式(4—10)计算,当弯曲内半径r取0.1t时,则每处的弯曲力为工件共有六处弯曲,六处总的弯曲力为:1276.36×6=7658.16(N)图异向弯曲工序图图异向弯曲件图4.41中的e处弯曲与上述计算类同,只是弯曲件宽度为4mm,则e处单侧弯曲力为638.18N,而两侧的弯曲力应再乘以2,即1276.36N。
总的弯曲力为F总=7658.16=1276.36=8934.52(N)2.校正弯曲力的计算按式(4—12)为F校=Sp式中p查表3.4取值为30MPa,面积S按水平面的投影面积计算(见图4.41俯视图)。
S=56×8+4×(14-8)=472(mm2),所以F校=30×106×472=14160(N)自由弯曲力和校正弯曲力的和为F=8934.52+14160=23094.2(N)2.弹顶力的计算弹顶器的作用是将弯曲后的工件顶出凹模,由于所需的顶出力很小,在突耳的弯曲过程中,弹顶器的力不宜太大,应当小于单边的弯曲力,否则弹顶器将压弯工件使工件在直边部位出现变形。
V形弯曲件模具设计(一)零件工艺分析工件图为图1所示V形件,材料为Q235,料厚1.5mm。
大批量生产其工艺分析如下:图1弯曲工件图1.材料分析Q235为普通钢,属于软钢,具有良好的弯曲成形性能。
2.结构分析零件结构简单,弯曲成90度,对弯曲成形较为有利,可查得此材料允许的最小弯曲半径rmin =0.5t=0.75mm,而零件弯曲半径r=1mm>0.75mm,故不会弯裂。
另外零件上的孔位于弯曲变形之外,所以弯曲时孔不会变形,可以先冲孔后弯曲。
计算零件相对弯曲半径r/t=0.67<5,卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑,而弯曲中心角发生了变化,采用校正弯曲来控制角度回弹。
3.精度分析零件上尺寸无公差要求,从公差表选取IT14,可满足普通弯曲和冲裁。
4.结论:由以上分析可知,该零件冲压工艺良好,可以冲裁和弯曲。
(二)工艺方案的确定零件为V形弯曲件,该零件的生产包括落料、冲孔和弯曲。
三个基本工序,可有以下四种工艺方案:方案一:先落料,后冲孔,再弯曲。
采用三套工序模生产。
方案二:落料—冲孔复合冲压,再弯曲。
采用复合模和单工序弯曲模生产。
方案三:冲孔—落料连续冲压,再弯曲。
采用连续模和单工序弯曲模生产。
方案四:冲孔落料弯曲,采用多工位级进模方案一模具结构简单,但需三道工序三副模具,生产效率较低。
方案二需两副模具,且用复合模生产的冲压件行位精度和尺寸精度保证,生产效率较高。
方案三也需两副模具,生产效率也很高,但零件的冲压精度稍差。
方案四需一副模具,可以冲裁和弯曲,同时采用了自动送料、自动检测、自动出件等自动化装置,操作安全,具有较高的劳动生产率。
通过对上述四种方案的综合分析比较,该件的冲压生产采用方案四为佳。
图2坯料展开图1.弯曲工艺计算(1)毛坯尺寸计算,对于r>0.5t有圆角半径的弯曲件,由于变薄不严重,按中性层展开的原理,坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和,可查得中性层位移系数x=0.28,所以坯料展开长度为Lz=48×2+270π(1+0.28)÷180=102.288≈102mm 由于零件宽度尺寸为40mm,故毛坯尺寸应为102mm×40mm。