毕业设计
课题：U形弯曲件
设计时间：2010.11.11～12.11
班级：*********************学号：12345678
姓名：***
指导教师：******
完成日期：2010 年12 月11 日
前言
一、弯曲的概念与应用
金属材料被弯成一定形状和角度的零件的成形方法称为弯曲。弯曲是冲压生产中应用广泛的一种工艺，可用于制造大型结构零件，，如飞机机翼、汽车大梁等，也可用于生产中小型机器及电子仪器仪表零件，如铰链、点子元器件等。根据弯曲件的不同要求和生产批量的大小，有各种不同的弯曲方法。最常用的是以弯曲模具在通用压力机上进行压弯，此外也有在折弯机、滚弯机、拉弯机上进行的折弯、滚弯、及拉弯。
目录
前言 (2)
设计任务书 (5)
U形件弯曲模
第一章工艺分析 (6)
1.1材料分析 (6)
1.2结构分析 (6)
第二章工艺方案拟定 (7)
2.1毛坯展开 (7)
2.2方案确定 (8)
第三章弯曲工艺计算 (8)
3.1冲压力计算 (8)
3.2模具工作部分尺寸计算 (9)
第四章模具总结构形式确定 (12)
第五章冲压设备的选择 (12)
第六章弯曲模模架及零件设计 (13)
6.1后侧导柱模架的选用 (13)
6.2其它零件结构 (13)
第七章模具制造工艺过程 (16)
7.1凹模制造工艺过程 (16)
7.1凸模制造工艺过程 (16)
第八章模具各部分零件参数 (16)
第九章橡胶垫的选用 (17)
第十章总工程图 (18)
总结 (19)
致谢信 (20)
参考文献 (22)
附录 (23)
毕业设计任务书
题目：根据下面的制件，设计冲压模具（为
大批量生产）
材料：10
t=5mm
B=40mm
设计工作量：1、模具装配图一张（A0或者
A1图纸）。
2、主要零件图1～3张（A3
或者A4图纸）。
3、模具各零件及模具总体装
配三维造型。
4、模具设计说明书一份。
5、PPT设计说明书一份。
U形件弯曲模具设计
如图所示的弯曲件，其材料为10钢，料厚5mm，板宽40mm。
U形弯曲件
图1
一、工艺性分析。
1、材料分析。
该工件所用材料10钢是常用的冲压材料，，塑性较好，
适合冲压加工。
2、结构分析。
该工件结构简单，形状对称，适合弯曲。
工件弯曲半径为6mm，查表 3.1（垂直于纤维），查表
r min=0.1t=0.6mm，即能一次弯曲成功。工件的弯曲直边高
度为36-5-6=25mm，远大于2t，因此可以弯曲成功。该工
件是一个弯曲角度为90o的弯曲件，所有尺寸精度均未标
注公差，而当r/t<5时，可以不考虑圆角半径的回弹，所以
该工件符合普通弯曲的经济精度要求。
3、结论。
该工件的弯曲工艺性良好，适合进行弯曲加工。
二、工艺方案的拟定。
1、毛坯展开。
如图所示：
毛坯展开
图2
毛坯总长度等于各直边长度加上各圆角展开长度，即：
L=2L1+2L2+L3
由图1可得
L1=（36－6－5）mm=25mm
L2=1.57（r＋xt）=1.57（6+0.33×5）mm=12.0105mm（x 查表1可得）
L3=（58－2×6－2×5）mm=36mm
于是可得
L=50+24.021+36=110.021≈110mm
表1
2、方案确定。
由图1分析看出，该产品需要的基本冲压工序为落料、弯曲。根据上述分析结果，生产该产品的工艺方案为先落料，再弯曲。
三、弯曲工艺计算。
1、冲压力的计算。
（1）弯曲力的计算。
弯曲力的大小不仅与毛坯尺寸、材料的力学性能、凹模支点间的间距、弯曲半径及凸凹模间隙等因素有关，而且与弯曲方法也有很大的关系。生产中常用经验公式进行计算。
1)弯曲力由式得
F Z=0.7Kbt2σb/r+t=0.7×1.3×40×5×5×400/6+5=33091N 式中：F Z——材料在冲压行程结束时的弯曲力，N；
b——弯曲件的宽度,mm；
t——弯曲材料的厚度，mm；
r——弯曲件的内弯曲半径，mm；
——材料强度极限，Mpa；
b
K——安全系数，一般取K＝1.3。
（2）顶件力的计算。
对于设置顶件装置或压料装置的弯曲模，其顶件力（或压料力）D F (或Y F )可近似取自由弯曲力的30~80%，即
F D =（0.3～0.8）F Z 1）顶件力由式得
F D =0.6F Z =0.6×33091N ≈19855N
（3）压力机公称压力的确定。
对于有弹性顶件装置的自由弯曲压力机吨位可按下式计算： F 设=（1.1～1.2）（F z ＋F d ）
F 设——压力机公称压力，N
1） 公称压力由式得
F 设=（1.1～1.2）×（33091＋19855）N=（1.1～1.2）52946N,即F 设=63000N=63KN,该工件不需要考虑圆角的回弹，故不需要用校正弯曲来控制回弹，所以选用63KN 的开式压力机。 2、模具工作部分尺寸计算。 （1）凸、凹模间隙计算。
由式由c=（1.05～1.15）t 可取c=1.1t=5.5mm 。
（2）凸凹模宽度尺寸。
弯曲工序中，凸、凹模的宽度尺寸根据弯曲工件的标注方式不同，可根据下列情况分别计算。
1）标注外形尺寸的弯曲件 应以凹模为基准，首先设计凹模的宽度尺寸。
①当工件标注成双向偏差时： 凹模宽度 d
L L d δ+?-=0
)5.0(
②当工件标注成单向偏差时：
凹模宽度
d
L L d δ+?-=0
)75.0(
在工件标注外形尺寸的情况下，凸模宽度应按凹模宽度尺寸配制，并保证单边间隙为c ，即
)2(p
c L L
d p δ--=
2）标注内形尺寸的弯曲件 应以凸模为基准，首先设计
凸模的宽度尺寸。
①当工件标注成对称偏差时 凸模宽度 0
)5.0(p
L L p δ-?+=
②当工件标注成单向偏差时 凸模宽度 0
)75.0(p
L L p
δ-?+=
在工件标注内形尺寸的情况下，凹模宽度应按凸模宽度尺寸 行配制，并保证单边间隙为c ，即 d
c L L p
d δ++=0
)2(
在式中，
d p L L 、——弯曲凸、凹模宽度尺寸，mm ；
L
——弯曲件外形或内形基本尺寸，mm ；
C ——弯曲模单边间隙，mm ； ?
——弯曲件尺寸公差，mm ；
d p δδ、——凸、凹模制造公差，一般取（1/3～1/4）Δ
由于工件标注在外形上，因此以凹模为基准，先计算凹模宽度尺寸，由GB/T15055-2007查得：
基本尺寸为58mm ，板厚5mm 的弯曲件未注公差为±0.8mm ，则由
式： 凹模宽度：d L L
d
δ+?-=0
)
5.0(=d 4.00
)
6.15.058(+?-mm=4
.002.57+mm
凸模宽度：0
)2(p c L L d p
δ--==0
4.0)
5.522.57(-?-mm=0
4
.02.46-mm
（3）凸、凹模圆角半径的确定。 1）凸模圆角半径。
在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半
径t r /较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即mm
6p
==r r 。
2）凹模圆角半径。
凹模圆角半径的大小影响弯曲力、弯曲件质量与弯曲模寿命，凹模两边的圆角半径应一致且合适，过小，弯曲力会增加，会刮伤弯曲件表面，模具的磨损加大；过大，支撑不利，其值一般根据板厚取或直接查表。
t ≤2mm 时， r d =（3～6）t t=2～4mm 时， r d =（2～3）t t=≥4mm 时， r d =2t r d 由表查得为8mm 。
（4）凹模工作部分深度。
过小的凹模深度会使毛坯两边自由部分过大，造成弯曲件回弹量大，工作不平直；过大的凹模深度增加了凹模尺寸，浪费模具材料，并且需要大行程的压力机，因此模具设计中，要保持适当的凹模深度。该产品零件为弯边高度不大且两边要求平直的U 形弯曲件，则凹模深度应大于零件的高度，且高出值h 0=5mm 。查表得凹模工作部分深
度为20mm如下图所示：
四、模具总体结构形式确定。
为操作方便，选用后侧滑动导柱模架，毛坯利用凹模上的定位板定位，刚性推件装置推件，顶件装置顶件，并同时提供顶件力，防止毛坯窜动。
五、冲压设备的选择。
因为此工件需大批量生产，精度要求不高，因压力机公称压力算得为63KN，故选用63KN的压力机，为JA23－63A。
其参数如下：
公称压力 63KN
滑块行程 50mm
行程次数 160/min
最大闭合高度 170mm
六、弯曲模模架及零件设计。
1、后侧导柱模架的选用。
标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以因首先计算凹模周界的大小。查表的凹模周界大小为200mm×160mm。
模具采用后侧导柱模架，查的模架的规格为，上模座：210m m×195mm×45mm；
下模座210mm×195mm×55mm；
导柱28mm×200mm；
导套28mm×110mm×43mm。
2、其它零件结构。
垫板：此模具中需采用垫板，垫板厚度h=10。材料选用45钢，热处理43～48HRC。
凸模固定板：凸模固定板与凸模采用过渡配合关系，平面尺寸与凹模外形尺寸相同。固定板的厚度为16mm。材料选用Q235钢。
定位板：定位板尺寸与毛坯的长度尺寸有关，其外形尺寸与凹模尺寸相同。材料选用45钢，热处理43～48HRC。
顶件板：顶件板尺寸与凹模孔相配合，平面尺寸与凹模内形尺寸相同。材料选用45钢，热处理43～48HRC。
模柄：模具采用材料为A3的压入式模柄GB/T2862.1—81根据设备的模孔尺寸，应选用规格为A32×95的模柄。
销钉：模具的销钉选用圆柱销GB/T 119.1，根据设备尺寸
分别为：销?6×20，销?10×50，销?12×60。材料选用35钢，热处理28～38HRC。不经表面处理的圆柱销。
镙钉：模具采用圆柱头内六角螺钉GB/T 70.1，根据尺寸分别为：螺钉M12×85,螺钉M10×71,螺钉M8×38,螺钉M12×64, 螺钉M10×122,材料为35钢，热处理：硬度28～38HRC表面氧化。
导柱：模具导柱选用直径d=28mm,长度h=200mm的A型导柱。材料为20钢，热处理：渗碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC。导柱 A28×200 GB2861.1—90。
导套：模具导套选用内径d=28mm,长度L=100mm,外径D=43mm 的A型导套。材料为20钢，热处理：渗碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC。导套 28×110×43 GB2861.6。
上模座：模具上模座选用后侧导柱上模座，根据凹模边界L=200mm，B=160mm，查表可得，材料为HT200的后侧导柱上模座：上模座210×195×45 GB/T 2855.5·HT200。
下模座：模具下模座选用后侧导柱下模座，凹模边界L=200mm，B=160mm，查表可得，材料为HT200的后侧导柱下模座：下模座210×195×55 GB2855.6·HT200。
凸模：模具凸模的结构形式及尺寸如下图所示。材料选用Cr12，热处理56～60HRC。
凸模
凹模：模具凹模的结构形式及尺寸如下图所示，材料选用Cr12，热处理56～60HRC。
凹模
七、模具制造工艺过程。
1、凹模制造工艺过程。
下料——锻造——正火——机加工（粗）——调质——机加工（精）——淬硬58HRC——磨削
2、凸模制造工艺过程。
下料——锻造——正火——机加工（粗）——调质——机加工（精）——淬硬60HR C——磨削
正火：作为预先热处理，目的是消除锻件内应力，细化晶粒，改善切削加工性。
调质：获得回火索氏体，具有较好的综合力学性能，为表面淬火做好组织准备。
淬硬：作为最终热处理，使工作表面得到高的硬度、耐磨性和疲劳强度，使零件消除应力，防止磨削和产生裂痕，并保持高硬度和耐磨性。
八、模具各部分零件参数。
上模座 HT200 长210mm，宽195mm，厚45mm
凸模垫板 45刚长160mm，宽80mm，厚10mm
凸模固定板 Q235钢长160mm，宽80mm，厚16mm 定位板 45钢长180mm，宽80mm，厚10mm
凹模 Cr12 长 180mm，宽80mm，厚55mm
顶件板 45钢长57.2mm，宽46mm，厚10mm
上垫板 45钢直径170mm，厚15mm
下垫板45钢直径200mm，厚20mm
模具闭合高度H=199mm
九、橡胶垫的选用。
1.为保证橡胶垫不过早失去弹性而损坏，其允许的最大压缩量不得超过自由高度的45%，一般取H总=（0.35～0.45）H自由。橡胶垫的预压缩量一般取自由高度的10%～15%。
H工作=H总—H预
故工作行程： H工作=H总-（0.1～0.15）H自由
由工作行程可计算出橡胶垫高度：
H自由=H工作÷（0.25～0.30）
式中 H自由———橡胶垫自由状态下多的高度
H工作———所需工作行程
2.橡胶垫产生的力
F=Ap
式中 F——压力
A——橡胶垫横截面积
P——与橡胶垫压缩量有关的单位压力
十、总工程图
1、上模座
2、11、15、18、21、螺钉
3、模柄4止动销
5、14、销钉
6、导套
7、垫板
8、导柱
9、凸模固定板
10、定位板12、凹模13、下模座16、上垫板17、橡胶
19、下垫板20.、顶杆22、凸模23、顶件板
总结
本次设计是在校唯一一次设计，也是毕业设计，各项要求都比较严格，为了能够很好的完成最后一次功课，交给老师一份满意的答卷，我从图书馆借来的书籍中和网上查阅了大量的关于冲压模具的设计资料，这位我在后来的毕业设计实施过程中减去了不少麻烦。也更通过这次毕业设计我系统的翻阅了两年半时间以来所学的专业知识，重现的学习和掌握，让自己发现到更多的不足之处。
在这次的毕业设计中，我综合了两年多来所学的所有专业知识，使我受益匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理论知识的巩固。
在做毕业设计的过程中，在设计和绘图都遇到方面遇到了一些实际问题，经过老师和同学的指导帮助，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业设计使我对冷冲压模具设计有了一定的认识，在模具设计过程中，不仅把大学所学到知识加深了，还学会了查阅有关书籍和资料，能够把各科灵活的运用到设计中去。更是锻炼了自己的查阅资料的能力。
这次的毕业设计不仅是对自己大学三年的考核，也是在工作之前对自身的一次全面、综合型的测试。这为今后的工作做好了铺垫和奠定了一定的基础。
致谢
经过一个多月的努力，毕业设计基本完成了。在毕业设计的的实践中，学到很多有用的知识，也积累了不少宝贵的模具设计有关知识。在这里我特别要感谢我的老师张**，由于自身能力有限，总会在设计过程中遇到诸多的问题不能得以很好的解决，多次打扰到张**的工作、生活和休息时间，但张**每次总能很好的为我细心解答。张**时刻关注我们的设计课程。及时给我们提供一切关于毕业设计方面要注意的资料，他对工作的积极热情，认真负责，给我留下深刻印象，使我受益匪浅。在此我向张教授表示衷心的感谢和深深的敬意。
这次设计的是一个U形弯曲件的简易冲压模具。毕业设计历时一个多月。在设计过程中，有些尺寸，数据是一点都马虎不得的，只要一个数据有误，就得全部改动，使设计难度大大增加。在这次设计中，我感觉要完成这次设计不仅要有扎实的专业知识，还要有过硬的计算机基础知识做保障，才能很好的完成这次设计任务。
这次毕业设计虽说简单，但收益良多。是对三年所学知识一次系统综合运用，在软件应用方面，使我对AutoCAD的应用更加熟练，更加认识到在机械制图上AutoCAD的极大重要性。同时这次设计涉及到机械制图，机械设计，模具设计，互换性以及CAD等各方面内容。
即将走上工作岗位了，能有这样一次设计，有这样一个总结，