弯角冲压模具设计

1、 目录一冲压工艺性分析及结论3二工艺方案的分析比较和确认4三模具类型与结构分析4四排样图设计及材料利用率计算4五冲压力的计算与压力中心的确定5六凸、凹模工作部分尺寸与公差的确定6七模具主要零件材料的选取、技术要求及强度校核9八冲压设备的选择及校核10九弹性元件的选择计算11十紧固件11十一其他需要说明的问题11十二.弯角冲压工艺卡片13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3.2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

2、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=2.4mmR+0.5t=2mm，L4=1.5R+0.5t=2mm，因此4孔应在弯曲之后冲；三个孔的孔边距C3.2=1.42t=4mm,C4=0.72t=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

3、：方案一：落料与冲孔3.2复合模冲压弯曲单工序模冲压冲4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3.2孔级进模冲压弯曲单工序模冲压冲4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3.2落料弯曲冲4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4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4孔的平面放于工作台上一次成型，即提高了生产效率，

4、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3.2落料弯曲冲4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=35.44

5、mm步距S=22材料利用率=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b=400Mpa。1.1冲4个孔3.2和2个导正孔3.2F孔3.2=6Ltb=6×3.14×3.2×2×400=48230.4N1.2冲异形框F异=Ltb=122.56×2×400=98048N1.3切边F切边= Ltb=32×

6、2×400=25600N1.3弯曲两个直边自由弯曲力 F弯=2×0.6kbt×tb/(r+t)=3328N1.4冲两个孔4F孔4=2 Ltb=2×3.14×4×2×400=20096N1.5落料两个零件F落= 2Ltb=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=0.05Fz= F孔3.2孔2+ F异+ F切边+ F孔4=48230.4+98048+25600+20096=191974.4NFx=n

7、FzKx=3×191974.4×0.055=31675.8NFt=KtKx=0.05×191974.4=9598.7NF = Fz + Fx + Ft +F弯+F=191974.4+31675.8+9598.7+3328+25504=262 080.9N选用压力机J23-40型号公称压力（KN）滑块行程（mm）最大封闭高度(mm)最小封闭高度（mm）工作台尺寸（mm）模柄孔尺寸（mm）工作台垫板厚度（mm）左右前后J23-404008040020063042050×7080六凸、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Z

8、max=0.360,Zmin=0.246，凸凹模都采用配合加工法。刃口尺寸表工序工件尺寸(mm)X计算公式凹模尺寸（mm）凸模尺寸(mm)冲孔冲异形孔160-0.400.75B=(Bmax-x) 0+0.25与凸模实际尺寸配作，并保证双面间隙Zmax=0.360,Zmin=0.24615.7+0.1060+0.32A=(Bmin+x) 0-0.256.24-0.0802.320+0.322.56-0.08020.640+0.4020.94-0.1020+0.322.24-0.080不变刃尺寸4±0.16C=C±/84±0.04冲圆孔3.20+0.320.5A=(B

9、min+x) 0-0.253.360-0.0840+0.324.160-0.08落料R3-0.3200.5B=(Bmax-x) 0+0.25R2.84+0.080与凹模实际尺寸配作，保证双面间隙Zmax=0.360,Zmin=0.2468-0.3200.757.76+0.080孔心距10±0.1Ld=L±/810±0.1252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

10、+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（H15mm）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180mm3.2弯曲凸模：长×宽为18×14.64，凸凹模间隙取2mm，高度暂时取60mm

11、，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3.2：凸模：选用国家标准圆凸模A3.3×50-T10A, 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。 强度校核：压应力校核：d最小4t0/压=2，符合要求。弯曲应力校核：L最大270d2/=30.83mm，符合要求。4：凸模:选用国家标准圆凸模4.15×50- T10A, 压=1500Mp，0=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。

12、 强度校核: 压应力校核：d最小4t0/压=2，符合要求。弯曲应力校核：L最大270d2/=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强度校核：压应力校核：F最小P/压=65.36mm2(F最小为最小断面的面积)。其中：F=119.68mm2 >F最小，符合要求。弯曲应力校核：L最大1200 J=BH3- bh3/12L最大211mm，符合要求。凹模：与凸模配作，T10A钢，热处理硬度为60-64HRC。切断：长×宽为18×2.24，选用T10A钢，热处理硬度为58-62HRC，异形凸

13、模高度均暂时取50mm。强度校核：压应力校核：F最小P/压=17.1mm2(F最小为最小断面的面积)。其中：F=36mm2 >F最小，符合要求。弯曲应力校核：L最大1200 ,J=hb3/12 L最大25.98mm，符合要求。凹模：与凸模配作，T10A钢，热处理硬度为60-64HRC七模具主要零件材料的选取、技术要求及强度校核1.定位零件1.1导料板导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的双面间隙取0.5mm，这样就可以确定导料板的宽度，导料板厚度取4mm。导料板采用45钢制作，热处理硬度为40-45HRC，用螺钉或销钉固定在凹模上。1.2导正销落料凸模下部设置两个导正

14、销，分别用3.2两个孔作导正孔。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑到料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面1mm,导正销采用H7/n6,安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/n6的配合。2.卸料装置选用弹压卸料装置：卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为8mm，与凸模的单边间隙为0.15mm，选用材料45钢，调质处理HRC24-28。3.模架该模具采用四角导柱模架，这种模具的导柱在模具的四个角上，对称分布，冲压时可防止用于偏心力矩而引起的模具外斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模具规格：导柱d×L分别为28×150，GB/T2861.1。导套d×

15、L×D分别为28×100×38，GB/T2861.6。选用材料20钢，热处理硬度58-62HRC（渗碳处理）。上模座取200×160×40mm，下模座取200×160×45mm，材料选用HT200，不做热处理。垫块选用45钢，热处理硬度43-48HRC。上模垫板厚度H垫 取10下模固定板厚度H固取20mm，那么该模具的闭合高度:H=H固+H下+H垫+H上+L+H-1=20+45+10+40+18+50-1=182mm。L为凸模长度H 为凹模厚度H小于压力机J23-40的最大封闭高度400mm,可以使用4.模柄模柄按照压力机规

16、格，模柄孔为50*70，选用GB2862.1-81,材料为A3，A50*95 ,GB2862.1-81。单位（mm）dDD1hh2h1bad1(H7)d250526195358318175.凸模固定板或垫板 由上面模架的选择得出:凸模固定板厚度为20mm,上模垫板厚度为10mm，选用材料Q235，不做热处理。八冲压设备的选择及校核1. 选用压力机J23-40型号公称压力（KN）滑块行程（mm）最大封闭高度(mm)最小封闭高度（mm）工作台尺寸（mm）模柄孔尺寸（mm）工作台垫板厚度（mm）左右前后J23-404008040020063042050×70802 校核：校核公式：Hmax

17、-H1-5mm>=H+h>=Hmin-H1+10mm。Hmax压力机最大封闭高度为400mmHmin是压力机最小封闭高度200mm。H1为垫板厚度为80mmh等高垫块厚度H模具闭合高度为205mm因此,400-70-5182+h200-70+10 325182+h140。所以，符合要求。九弹性元件的选择计算弹性元件选择聚氨酯：橡胶的自由行程：S自由=3+1+4=8mm橡胶的工作行程：H工作=（3.5-4）S自由=（3.5-4）8=28-32mm取H工作=29mm橡胶的装配高度：H装配=（0.85-0.9）×H工作=（0.85-0.9）×29=24.65-26.1

18、mm取H装配=25mm因此选用聚氨酯橡胶:H=25mm，d=10.5mm。橡胶的横截面积与凹模相配合。十紧固件圆柱头卸料螺钉GB2867.5-81 8*46圆柱销 GB 117-86 B8*65圆柱销 GB 117-86 B4*28圆柱头螺钉 GB/T70.1-200 4*25圆柱头内六角螺钉M10*45 GB7076圆柱头内六角螺钉M6*65 GB7076圆柱头内六角螺钉M6*5 GB7076圆柱销5*70 GB11976圆柱销 GB 119-76 B6*14十一其他需要说明的问题该模具上模部分主要由上模板，垫板，凸模，凸模固定板，及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模座部分有下模座，凹模板，导料板，等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销作为粗定位。在落料凸模上安装两个导正销，利用调料上孔3.2作导正销孔进行导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第一步冲孔后，把条料向前移动用落料孔套在活动挡料销上，向前推紧，冲压时凸模上的导正销再精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移0.2mm，冲压过程中粗定位完成以后，当用导正销作为精确定位时由导正销上圆锥形斜面再将调料，向后拉回约0.2mm，而完成精确定位，用这种方法定距精度可达到0.2mm。总装图 十二.弯角冲压工艺卡片厂名冷冲压工艺卡片产品型号零件