冲压弯曲模设计VIP

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冲压模具课程设计姓名：

日期：2023.12.20

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1冲裁弯曲件的工艺分析

图2—1零

件图

如图2—1所示零件图。生产批量：大批量;材料：LY21-Y;

该材料，经退火及时效处理，具有较高的强度、硬度，适合做中等强度的零件。

尺寸精度：零件图上的尺寸除了四个孔的定位尺寸标有偏差外，其他的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安IT14级确定工件的公差。

经查公差表，各尺寸公差为：?3.50+0。30200-0.52250-0.52四个孔的位置公差为：17±0.1214±0.2

工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁

制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证磨具的繁杂程度和模具的寿命。

方案属于复合冲裁模，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模繁杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为适合。

根据分析采用方案复合冲裁。

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2模具总体结构设计

1模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。2定位方式的选择

由于该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。3卸料方式的选择

由于工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。

4导向方式的选择

为了提高模具寿命和工件质量，便利安装调整，该复合模采用对角导柱的导向方式。

3模具设计工艺计算

1计算毛坯尺寸

相对弯曲半径为：R/t=3.8/1.2=2.17>0.5

式中：R——弯曲半径（mm）t——材料厚度（mm）

由于相对弯曲半径大于0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应率先求变形区中性层曲率半径β（mm）。

β=r0+kt式中：r0——内弯曲半径t——材料厚度k——中性层系数查表，K=0.45根据公式5—1β=r0+kt=0.38+0.45X1.2=4.34（mm）

图5—1计算展开尺寸示意图

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根据零件图上得知，圆角半径较大（R>0.5t），弯曲件毛坯的长度公式为：

LO=∑L直+∑L弯公式（5—2）式中：LO——弯曲件毛坯张开长度（mm）∑L直——弯曲件各直线部分的长度（mm）∑L弯——弯曲件各弯曲部分中性层长度之和（mm）

在图5—1中：A=2B(RA?RC)?B2公式（5—3）

COS∠P=(RA+RC-B)/(RA+RC)公式（5—4）

RA=3.8+0.6=4.4（mm）RC=1.2+0.6=1.8（mm）B=3.8（mm）根据公式5—3A=2B(RA?RC)?B2=2×3.8(4.4+1.8)-3.82≈5.6（mm）根据公式5—4COS∠P=(RA+RC-B)/(RA+RC)=(4.4+1.6-3.8)/(4.4+1.6)=0.367则∠P=carCOS0.367=68.47。

2∠P=2×68.47。=136.94。

根据公式5—2∑L直=L总长-2A=20-2×5.6=8.8（mm）

∑L弯=2πβ（∠P180+∠P180）=2×3.14×4.34×(68.47/180+68.47/180)=20.74（mm）LO=∑L直+∑L弯=8.8+20.74=31.54（mm）取LO=32（mm）

根据计算得：工件的展开尺寸为25×32（mm）,如图4—2所示。

图5—2尺寸展开图

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4冲裁力的计算

1计算冲裁力的公式

计算冲裁力是为了选择适合的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力

机的吨位必需大于所计算的冲裁力，以适合冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp一般可以按下式计算：

Fp=KptLτ

式中τ——材料抗剪强度，见附表（MPa）；L——冲裁周边总长（mm）；

t——材料厚度（mm）;

系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑状况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1~3。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度σb代替τ，而取Kp=1的近似计算法计算。

根据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21—Y的抗剪强度为280～310(MPa)，取τ=300(MPa)

2总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力

由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括

F——总冲压力。Fp——总冲裁力。FQ——卸料力FQ1——推料力。FQ2——顶件力FC——弯曲力

根据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21—Y的抗剪强度为280～310(MPa)2.1总冲裁力：

Fp=F1+F2F1——落料时的冲裁力。F2——冲孔时的冲裁力.

落料时的周边长度为：L1=2×（25+32）=114（mm）根据公式5—1F1=KptLτ=1×1.2×114×300=41.040(KN)冲孔时的周边长度为：L2=