U形弯曲件模具设计.docx

U形弯曲件模具设计
1零件工艺性分析
工件图为图15所示活接叉弯曲件，材料45钢，料厚3mm。其工艺性分析内容如下：

图15弯曲工件图

1.1材料分析
45钢为优质碳素结构钢，具有良好的弯曲成形性能。
1.2结构分析
零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。可查得此材料所允许的最小弯曲半径，而零件弯曲半径，故不会弯裂。另外，零件上的孔位于弯曲变形区之外，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，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。
1.3.精度分析
零件上只有1个尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求属于IT14，其余未注公差尺寸也均按IT14选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。
4.结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯曲。
2工艺方案的确定
零件为U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，可有以下三种工艺方案：
方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工序模生产。
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形位精度和尺寸精度易保证，生产效率较高。但由于该零件的孔边距为4.75mm，小于凸凹模允许的最小壁厚6.7mm，故不宜采用复合冲压工序。
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。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，故其模具制造、安装较复合模略复杂。
通过对上述三种方案的综合分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。
3零件工艺计算
3.1.弯曲工艺计算
毛坯尺寸计算
对于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，所以坯料展开长度为

图16坯料展开图

由于零件宽度尺寸为18mm，故毛坯尺寸应为64mm×18mm。弯曲件平面展开图见图16，两孔中心距为46mm。
弯曲力计算
弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。该零件是校正弯曲，校正弯曲时的弯曲力和顶件力为

对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故一般可以忽略，即
≥
生产中为安全，取≥，根据压弯力大小，初选设备为JH23—25。
3.2.冲孔落料连续模工艺计算
刃口尺寸计算
由图3-2可知，该零件属于一般冲孔、落料件。根据零件形状特点，冲裁模的凸、凹模采用分开加工方法制造。尺寸18mm、R9mm由落料获得，2×φ8.5mm和46±0.31mm由冲孔同时获得。查得凸、凹模最小间隙，最大间隙，所以。
按照模具制造精度高于冲裁件精度3～4级的原则，设凸、凹模按IT8制造，落料尺寸，凸、凹模制造公差，磨损系数取0.75。冲孔尺寸，凸、凹模制造公差，磨损系数取0.5。根据冲裁凸、凹模刃口尺寸计算公式进行如下计算：
落料尺寸，
校核不等式≤，代入数据得。说明所取的与合适，考虑零件要求和模具制造情况，可适当放大制造公差为：，。
将已知和查表的数据代入公式得

故落料凸模和凹模最终刃口尺寸为：，。
落料R9mm，属于半边磨损尺寸。由于是圆弧曲线，应该与落料尺寸18mm相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取为

冲孔：
校核，代入数据得：。说明所取的与合适，考虑零件要求和模具制造情况，可适当放大制造公差为：，。
将已知和查表的数据代入公式得

故冲孔凸模和凹模最终刃口尺寸为：，。
孔心距46±0.31mm
因为两个孔同时冲出，所以凹模型孔中心距为

排样计算
分析零件形状应采用单直排的排样方式，零件可能的排样方式有如图17所示两种。
图17可能的排样方式
比较方案a和方案b，方案a是少废料排样，显然材料利用率高，但因条料本身的剪板公差以及条料的定位误差影响，工件精度不易保证，且模具寿命低，操作不便，排样不适合连续模，所以选择方案b。同时，考虑凹模刃口强度，其中间还需留一空工位。现选用规格为3mm×1000mm×1500mm的钢板，则需计算采用不同的裁剪方式时，每张板料能出的零件总个数。
经查得零件之间的搭边值，零件与条料侧边之间的搭边值，条料与导料板之间的间隙值，则条料宽度为

步距
由于弯曲件裁板时应考虑纤维方向，所以只能采用横裁。即裁成宽71.5mm、长1000mm的条料，则一张板材能出的零件总个数为

计算每个零件的面积，则材料利用率为。排样图如图18所示。
图18零件的排样图
3.3.冲裁力计算
此例中零件的落料周长为148.52mm，冲孔周长为26.69mm，材料厚度3mm，45钢的抗剪