U形支板冲压模具设计说明书

设计任务书U形支板所用材料为Q235,料厚1.2mm,属于大批量生产。冲压工艺性分析 图1U形支板该制件结构简单，形状对称，无狭缝、窄槽，无尖锐角。制件上巾10孔与边缘的最小距离bi=(28-io)/2=9mm,大于1.5倍的料厚：孔与孔之间的最小距离b2=53-30-10=13mm,大于2倍料厚，满足冲裁结构工艺性要求。该制件成形需弯曲90°,弯曲直边长度h=53-3-l.2=48.8mm>2t。e10孔距离弯曲变形区的距离s=15-5-1.2=8.8mm,大于料厚与弯曲圆角半径之和(t+r=4.2mm),因此可以先冲孔后弯曲，弯曲时孔不会发生变形。该制件上所有尺寸均为未注公差，精度要求不高，视为IT14级，同时要求表面平整无毛刺。材料为普通碳素结构钢Q235,由于含碳适中，强度和塑性较好，综合性能较好，适宜冲压加工。二、弯曲工艺参数计算.弯曲次数分析该制件90°弯曲时，圆角半径r为3mm,大于Q235材料弯曲时允许的最小弯曲圆角半径(rmin=1.0t=1.2mm),因此可以一次弯曲成形。.弯曲件展开尺寸计算图2弯曲件展开尺寸分析图

该制件弯曲圆角半径r=3min>0.5t,根据图2分析并查二维码文件得知，其弯曲件展开尺寸可按rNO.5t时的双直角弯曲结构（如表1所示）计算。表1弯曲件rMO.5t时双直角弯曲形式展开尺寸计算弯曲形式简图计算公式双直角弯曲rr-J21L=/]+/,+/鼻+7T/*+该制件展开尺寸计算如下：r/t=3/l.2=2.5,查表3-9得k=O.458L=/,x2+/3+^(r+*：r)=(53-3-1.2)x2+(53-3x2-1.2x2)+3.14x(3+0.458x1.2)«153.34- 50.17二—一 153.34三、冲裁工艺方案制订.冲裁工艺方案初定该零件包括落料、冲孔、弯曲三道工序，可以采用以下三种工艺方案：1）采用单一工序的冲压方法：即先落料，再以外形定位冲孔，最后进行弯曲,如图2所示。a）落外形 b）冲孔 c）弯曲图2单一工序2）采用复合工序与单工序组合的冲压方法：即冲孔、落外形在同一副模具同

a）落外形与冲孔复合 b）弯曲单工序图3复合工序与单工序组合方式3）采用级进工序的冲压方法：即在同一副模具的不同工位上先后连续完成冲孔-切废-弯曲-切断，如图4所示。图4级进工序.冲裁工艺方案分析1）第一种方案的优点是模具设计、制造简单、周期短，模具结构简单，成本均低。但因采用3副模具分别进行落料、冲孔和弯曲，定位产生累积误差大，且其冲压生产率低，不能满足零件大批量生产的需求。2）第二种方案的优点是冲压的生产效率较高，且制件的平整度较高，仍需要2副模具，定位误差较大。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。3）第三种方案的优点是冲压生产过程易于实现机械化和自动化，生产效率较高。但模具结构较第一种方案复杂，因此设计制造周期较长，模具成本较高。综合以上分析，以满足制件质量和生产纲领为主要因素，第一种方案显然不能满足要求,第三种方案成本太高。因此，采用冲孔落料复合与弯曲单工序（I,形件一次弯曲成形）的组合方案四、排样设计1.排样方法选择

.搭边值确定U形支板料厚为1.2mm,由表2-1()可查得，工件间搭边值ai=l.5mm,沿边搭边值a=l.8mm,多工序连续冲压时，切断宽度尺寸C=1.5t=I.8mm,查表取Cmin=2.0mm。表2-15典型案例排样图排排冲孔-切度-切废•弯曲•切断级进.材料利用率计算

表2-17典型案例冲裁材料利用率计算案例工件面枳/mm)1个进距的材料面积/mm?材料利用率U形支板竖排复合S=3798.656(AutoCAD软件测量)5.F29.5X156.94=4629.7311=<3798.656-M629.73)X100V82.05%级进Su=30X156.94=4708.21-(3798.65677082)x100%-80.68%横持复合M29.8X154.84=461423232%级进0=29.8X155.34=4629.1327;(3798.6567629.132)X100P82.06%经上述分析，采用横排的冲孔-落料复合+弯曲单工序的冲压工艺方案的排样方式材料利用率最高，可达到82.32%。五、冲裁模结构类型确定.定位方式的确定典型案例定位方式确定.卸料及出件形式的确定典型案例卸料与出件形式确定案例| 图示一-冲压-落料性分析，采用弹性和料的方式。~复合工序 一—曲凸蟆内部用弹性顶杆推出防止卡在上模,弯曲凹校内部用2个弹性顶板顶出来出件批注［1J冲裁间除？六、模具工作部分尺寸计算批注［1J冲裁间除？批注［2］:批注［2］:配作法？153.34U形支板对冲裁断面质量要求不高，一般位IV类断面，套表2-18可用冲级间隙Z=<10.0%-12.5%)I,即Z=0.12~0.15rnm.根据制件冲压工艺性分析得.所有尺寸均按RftlTlI级。冲裁模刃口尺寸计

M由附录K,查得：AMt”为Imm.Am”为0.74mm,A、Aa和An为052mm.'ow冲裁模刃口尺寸计

MA为0.25mm。模具制造偏差按IT7级选取..由附录K杳得：M“为6如，为0.03nm,修、力和6al为0.021、60|为0.0150«1,品为0.01min,查表279,153.34.50.17,22、23、和28尺寸取x=0.75,e10和R3尺寸取x=l.Azw=(153.34-0.75xlVlo,=l52.5%,UM/nm=(30.17-0.75x0.74^"=49.61年"mm=22-(175x0.52广'21.6广'《»0、=28-0.75x0.52tMe'=27.6rm,mm4“=3Tx0.25V1*"=12.7铲mm4。,=10+1x0.36^,,-10.贯C„z=2310.125x0.52=23±0.065mn该制件只有一处U形弯曲,其弯曲圆角半径为弯曲角度为90°•制件料厚1=1.2mm.弯曲模工作部分尺

寸计辑.回弹补出量计算:R3的穹曲部位雷计算回弹,弯曲模工作部分尺

寸计辑.弯曲凸模ISI角卡径：门,.=3tnm.弯曲凹模［58角半径：r«=(3-6)1=3.67.2mm.取5mm..弯曲凹模深度：制件U形弯曲边长L=53-L2-3=48.8mm,查表3-20处.弯曲凹模深度L»=20mm.弯曲凸、凹模间隙：制件得弯曲宽度与高度之比B/H=28/48.8<2,查表3-22可得，有曲凸、凹模间隙系数，x=0.07.查附录E得工件材料厚度得正偏基AR.08mm,则凸、凹模单边间隙:为：K+A+m1.2+0.08+0.07x1.2=1364mm.弯曲凸、凹模工作部分尺寸与公装取制件精度等级为ITU级,由附录K伐得：取模具精度等级为IT7级，由附录K杏得：运“=0.03、凹模尺寸为：=53-0.75x0.，=5286,^凸模尺寸为：=52,86-2x1,364^,=5ai^(注：U形弯曲取双边间隙)七、冲压力的计算表2-24案例复合冲裁工序冲压力计算冲祓工序冲裁力卸料力推料力顶料力总冲乐力ii由附录B可我用Q235钢的加强强收=235MPH利用AuicCAD软件；《的该IM件冲几轮就长度为62.8318mm.由表2-17杳物K.=0.025-0.060取八-0.05F”=0.05x131325—566NIII«2-17壹柯Ki=0.050F*=0由表217查褥KnM).O6F^=O.O6xl3l325^7879N弹性卸料A=154359+€566+7879=i688(MN倒落杆轮廓长度为358.2251mm.FisKLl=L3x62.8318x1.2x235^23O34NF-=KL4I.3x358.2251x1,2x235*131325NF=KLttF*5x0.05x23034=57S8NF»=O弹性卸料F=154359*6566*5758=166683N弯曲工序自由穹曲力校正学曲力顶件力叫曲成影总冲压力U形件

弯曲杳附录B得Q235的抗技.强度。产375MiOMPa.取ISOMPa.. Q7KBsa7x13x28xl.2,x450tl,wr." ,,’ *4KNr+/ 3+L2包衣3f补.顶件力系数(=0.1-0.2.取K=0.2F.uKF10.2M=0.8KNFi=F.*F<=4.8KN八、冲压设备的选用表2-24典型案例冲压设备的选用案例总冲压力压力机所需公称压力冲压设招塔木参数压力机型号公称压力/KN25040公林Hi力/KN25040u形支板Ml+冲/L止装更合弹性卸料A=I6«»(MN«169KNF*>1.1x109I86(KN)查附录N选用公称乐力为250KN的开式压力机.清块行程Anm8040左右260130行程次如次min'1()0200工作台孔尺寸/mm前后130M)封闭高度喟节■/mm7035180100倒装员合萍性卸料F=166683N*I67KNF^l.|x|66=I«3(KN)G火灯闭冏定台或可W式250160立柱间距陶/mm260130活动台位置360送到公称质力时滑块即下死点距离，‘mm63180话动白压力机滑块中心到床身厩网工作台干面中葡nun180弯曲单工序自由每函F=F"E.8KNF.=13x4.8/.24(KN)置附录N选用公林乐力为期）KN的开式压力机.滑块中心到床身即离i'mm190100除柄比尺寸百低/minx深度/mm>050x70330x50工作台尺寸/mm左右5602«0I作台板厚度/mm7035蔺后360180帧科用（可假式r.作台压力机）3QP九、模具压力中心的计算.冲裁复合工序（冲孔与落料复合）：图2冲裁复合模具压力中心示意图取制件形心为坐标原点（0,0）o从图中可以看出，该制件形状相对于坐标原点对称,所以复合冲裁时，模具压力中心就是图2中所示0点的坐标原点，也就是形心位置。.弯曲单工序： 1~（J）p（t）—i-T 1-..L.1_ii 图3弯曲单工序模具压力中心示意图取制件形心为坐标原点（0,0）,从图中可以看出，该制件形状相对于坐标原点对称,所以单工序弯曲时，模具压力中心就是图3中所示0点的坐标原点，也就是形心位置。十、 冲裁复合模总体结构设计.落料凹模结构设计：根据查表得：系数k=0.2落料凹模厚度： H=kb=0.2X153.34=30.668mm,落料凹壁壁厚： C=（1.5〜2）H=（1.5-2）X30.668=46〜61.336mm,取C=60mm落料凹模的外形尺寸：L=2C+153.34=2X60+153.34=273.34mmB=2C+28=2X60+28=148mm

根据GB2873.1-1冷冲模复合模典型组合（矩形厚凹模典型组合），确定落料凹模尺寸:315X250X45o选用后侧导柱模架，其具体参数如下表所示。表滑动导向后侧导柱模架尺寸规格凹模周界外影尺寸闭合高度H零件件号、名称及标准编号1234上模座GB/T23566.1下模座GB/T23S62.I导柱GBH2M61.I导套数量LBLiBi量小大i122规格315250400335195240315x250x40315x250x5032x19032x100x38.其它模板参数及标准件选用根据GB2873.1-I冷冲模复合模典型组合（矩形厚凹模典型组合），确定落料凹模周界为315X250X45。相关的模具零件规格如下表所示。GB2873.I-I冷冲模复合模典型组合（矩形厚凹模典型组合）节选同模射界L315B250凸凹模 长度75配用模架闭合高度H最 小275最 大S20孔距尺寸S279S|175S?214S1130零件件?名方及标1里 板GB2858.3—81救量1现格315x250x102固定板GB2858.2—81315x250*253凹 模GB2858.1—81316x250x454卸料板GB2858.2—81315x250x225冏定板GB2858.2—81315x250»286事 板GB2858.3—81-315x250x107«nGB70—764—6M12x908圆柱销GB119—76212x909闻料理打GB2867.5-814612«6510篝 ,GB2089—8046设计选用.亦可以用・皮，聚胺曲,碟形弹债11« VGB70—7646MI2x11012圆柱情GB119-76212x10013圆柱例GB119—7612*70注।括号内的尺寸尽可能不采用.技术条件।按GB2875—81的规定。

冲裁复合模零件件号与孔距尺寸位置如下图所示。.冲孔凸模结构设计：弹性卸料时，冲孔凸模长度按下式计算：L=h凸向+h«i«i+t=25+45+1.2=71.2mm610孔设计为直杆式，查标准(JB/T5825-2008)选用长度80mm得标准凸模，然后加工至其长度为72mm。其他凸模长度据此设计。凸模材料选用T10A钢制造，热处理进行淬硬，HRC58.62,其许用抗压强度[6]=1300MPa,其结构选用直通凸模。.凸凹模结构设计：弹性卸料时，凸凹模长度按下式计算：L=h月+h却+1+h心=22+28+1.2+(4〜6)=55.2〜57.2mm,取长度为57mm。材料选用T10A钢制造，热处理进行淬硬，HRC58-62,其许用抗压强度[6]=13(X)MPa,其结构选用直通式。3.模具材质及热处理：凸模、凹模与凸凹模材料为Cr12MoV,热处理58〜60HRC,其他模板材料均为45钢。

十一、弯曲单工序模总体结构设计.顶料板结构设计顶料板位于弯曲凹模中，同时要保证能够上下自由移动，经分析其对应得制件