1、江蘇城市職業學院畢業論文LED道路照明路燈燈桿托板彎曲模設計 作 者： 4 班 級：10模具 指導教師： 江蘇城市職業學院二一三年四月江蘇城市職業學院高職畢業論文LED道路照明路燈燈桿托板 作 者 陳傳峰 指導教師 王 玲 學科級別 高職?？?培養院系 機電工程系 學科專業 模具設計與制造 學科類別 工 學 答辯委員會主席 評閱人 二一三年四月 摘 要冷沖模是廣泛運用的模具之一，種類包括沖孔模，落料模，彎曲模，拉伸模等，近年來冷沖模的應用越來越廣泛。冷沖壓具有成本低，產品質量穩定，能加工多種性能，狀態的零件。本次設計為LED道路照明路燈燈桿托板彎曲模設計。根據設計裝配圖 目 錄01102一工藝

2、過程的制定031.1 制件的工藝性分析03031.3沖壓件的精度與斷面粗糙度031.4材料的沖壓性能分析031.5沖壓工藝方案的分析與制定04二.設計工藝計算052.1彎曲件展開尺寸計算052.2沖壓力的計算062.3初選沖壓設備062.4彎曲回彈值的計算07三.模具工作零件設計083.1凸模與凹模的圓角半徑083.2彎曲模凸模和凹模的間隙083.3凸凹模刃口尺寸的計算093.4凹模的外形尺寸計算103.5凸模長度計算10四、模具其他零件的設計114.1凸模固定板外形尺寸確定114.2內托板外形尺寸確定114.3定位銷釘114.4模柄114.5緊固螺釘114.6彈料釘114.7卸料螺釘124.

3、8螺栓124.9防轉銷釘124.10導柱124.11導套124.12橡膠板124.13上下模座的設計12五、壓力機相關尺寸的校核13六、模具結構設計146.1凹模板146.2凸模固定板156.3內托板166.4凸模16七、工藝過程卡的編制177.11773凸模固定板197.4內托板20八裝配圖21九、小結23參考文獻24作者簡介25緒 論 模具做為高效率生產工具的一種，是工業生產中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產制品和零件，具有生產效率高，可實現高速大批量的生產；節約原材料，實現無切屑加工；產品質量穩定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術要求；利用模具批量生產的零件

4、加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復雜的零件制品；容易實現生產的自動化的特點。設計出正確合理的模具不僅能夠提高產品質量、生產率、模具使用壽命，還可以提高產品經濟效益。充分了解模具各部件作用是設計者進行模具設計的前提，新的設計思路必然帶來新的模具結構。本次設計了一套彎曲模具。經過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析，經過工藝分析和對比，通過沖壓力、頂件力、卸料力和彎曲力等計算，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設計的模具。得出將設計模具類型后將模具的各工作零部件設計過程表達出來。在設計說明書的第一部分，說

5、明了沖壓模具的重要性與本次設計的意義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對零件排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行彎曲工藝力的計算和彎曲模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據。最后為主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次設計模具零件圖的繪制和模具的成形提供依據，以及為裝配圖各尺寸提供依據。1設計課題 設計模具名稱：彎曲模設計工件名稱：LED道路照明路燈燈桿托板材料：Q235 材厚3mm零件圖：一.工藝過程的制定1.1 制件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應性。一般情況下對彎曲件的工藝性影響最大的是制件的結構形狀，精度要求，形位公差及技術要

6、求。良好的結構工藝性應保證材料消耗少，工藝數目少，模具結構簡單而壽命高，產品質量穩定，操作簡單。通常對工件的工藝影響最大的是幾何形狀尺寸和工藝要求。1.2沖壓件的形狀和尺寸應滿足的要求3該制件未注尺寸公差按GB/T1804-M級、未注形位公差按GB/T1184-K級計算。由于要求產品表面平整無刮痕，可取粗糙度值1.4材料的沖壓性能分析 材料為Q235，為普通碳素鋼，其主要性能為：s=235MPa,b=400Mpa，=360MPa，延伸率為30%，強度不高，塑性良好，沖壓工藝性好，適合進行沖壓加工。1.5沖壓工藝方案的分析與制定該產品包括，落料、沖孔、彎曲三個工序，可有以下三種工藝方案：方案一:

7、先落料，后沖孔，再彎曲，采用單工序模生產。方案二:落料-沖孔復合沖壓，再彎曲，采用復合模生產。方案三：連續模。分析:方案一模具結構簡單，需三道工序三副模具，難以滿足大批量生產，但適合小批量生產，制造簡單。方案二只需兩副模具，沖壓件的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高，但結構復雜成本高。盡管模具數量較方案二多，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，成本低模具制造并不困難，又小批量生產。方案三模具制造比較麻煩，產品精度不易保證，模具加工成本較高，維修不便。通過對上述兩種方案的分析比較，故采用單工序模生產。本人設計彎曲模。二.設計工藝計算2.1彎曲件展開尺寸計算根據文獻，按零件的內彎曲半徑r=0.5m

8、m<0.5t=1.5mm的彎曲件計算方法進行計算。將彎曲件分為如圖3段將工件尺寸分為如上圖的尺寸，a，b, c,確定各個尺寸的大小a=294mm b=29.87 c=54mm t=3則由計算公式可計算出彎曲件的展開尺寸。 彎曲件的展開尺寸：L= a+2 b+2c+t L=294+2*29.87+2*54+3=464.74mm式中：L為坯料展開總長度；t為材料厚度；零件名稱材料 材料厚度 生產批量LED道路照明燈燈桿托板Q2353mm小批量2.2沖壓力的計算 由于彎曲力受到材料的力學性能，零件形狀與尺寸，板料厚度，彎曲方式，模具結構形狀與尺寸，模具間隙和模具工件表面質量等多種因素的影響，很

9、難用理論分析方法進行準確計算。因此，在生產中均采用經驗公式估算彎曲力。由于設計的工件是四角彎曲零件且彎曲直邊為90度，工件的彎曲半徑也較小，故采用校正彎曲力的計算公式：即 F校 = A * P = 359.73 * 45 * 60 = 971.271KN式中：A為校正部分投影面積； P為單位面積校正力,查表3-1 得P=60最終彎曲力的值為：F校= 971.271KN對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力FD大得多，故頂件力FD可以忽略，即： F壓力機(1.21.3) F校2.3初選沖壓設備缺定壓力機的額定壓力不僅要考慮能完成彎曲加工，而且要注意防止壓力機過載。由于前述計算所得的彎曲力均為彎曲過

10、程中可能出現的最大彎曲力數值，即短時間內出現的峰值，如果壓力機的額定壓力等于或略大于該計算值，并不能保證在整個彎曲過程中壓力機不過載。因此，在確定壓力機的壓力時，應預留出較大的安全范圍。對于校正彎曲時，由上述計算可知，總的沖壓工藝壓力F總為： F總=971.271KN一般情況下，壓力機的公稱壓力應大于或等于校正彎曲力的(1.21.3)倍，可以取壓力機的壓力位F壓機1.3 F校代入數據得： F壓機1263KN查表9-3初選壓力機J23-160，其主要技術參數為： 公稱壓力：1600KN 滑塊行程：160mm 滑塊行程次數：40/min 最大閉合高度：450mm閉合高度調節量：130mm工作臺尺寸

11、：1120mm 710mm模柄孔尺寸：床身最大傾角：2.4彎曲回彈值的計算 由于相對彎曲半徑r=0.17mm，屬于極小變形程度，圓角回彈值小，不必計算，且制件精度要求不高，制件卸載后可以符合精度要求。三.模具工作零件設計 3.1凸模與凹模的圓角半徑 1、凸模圓角半徑 彎曲件的相對彎曲半徑r/t較小時，凸模角半徑r p可取彎曲件的內彎曲半徑r，但不能小于允許的最小彎曲半徑。如果r/t值小于最小相對彎曲半徑，應先彎成較大的圓角半徑，然后再用整形工序達到要求的圓角半徑。當彎曲件的相對彎曲半徑r/t較大且精度要求較高時凸模圓角半徑應根據回彈值進行修正。 由于該制件的相對彎曲半徑r/t較小，故凸模圓角半

12、徑rp可取彎曲件的內彎曲半徑r=0.5mm。 2、凹模圓角半徑 凹模圓角半徑rd的大小直接影響坯料的彎曲成形。凹模的圓角半徑rd不能過小，否則彎曲時坯料拉人凹模的阻力大，厚度易拉薄，擦傷工件表面，同時年增加彎曲力進而影響模具的使用壽命。rd太大，會影響毛坯定位的準確性。由于該制件的相對彎曲半徑r/t較小，并且該彎曲件是四角彎曲，故凹模圓角半徑rd可取彎曲件的內彎曲半徑r=0.5mm。3.2彎曲模凸模和凹模的間隙 彎曲四角形時，必須選擇適當的凸、凹模間隙。間隙過大則回彈量大，工件的形狀和尺寸誤差增大。間隙過小，使彎曲力增大，直邊壁厚變薄，增大摩擦，容易擦傷工件表面，加速凹模的磨損，降低凹模的使用

13、壽命。同時考慮到下列因素的影響：彎曲件寬度較大時，受模具制造和裝配誤差的影響，將加大間隙的不均勻程度，因此間隙應取大些。寬度較小時間隙值可以取小些，硬材料則應取大些，彎曲件相對彎曲半徑r/t較小時可以取大些。此外還應考慮彎曲尺寸精度和板料厚度偏差的影響。綜上所述，查閱文獻，對于尺寸精度要求一般的彎曲件，板料為黑色金屬時，單邊間隙Z可按下式計算： Z=tmax+ct 式中 Z為彎曲凹、凸模的單面間隙，mm； tmax為材料最大厚度，3mm； C為間隙系數。查閱文獻，取間隙系數C=0.05將各個數據代入式中，得： Z=3+0.053=3.15 mm3.3凸凹模刃口尺寸的計算 由于本次設計的彎曲模具

14、采用的是單工序模具，其中要確定的主要尺寸有凸模尺寸，凹模的尺寸。 該彎曲件凸、凹模橫向尺寸的決定；該彎曲件的300是標注為外形尺寸的；所以凹模為基準件，先確定凹模尺寸，然后再決定凸模尺寸。由上計算可知凸凹模的單邊間隙值為3.15mm所以： Ld=300mm Lp=300-3.152=293.7mm3.4凹模的外形尺寸計算(1)材料Cr12MoV 淬硬性HRC60-64(2)凹模厚度H:H= kb (h15mm) 查表226得 k=0.18( 其中 b為凹模刃口的最大尺寸；K為系數，考慮板料厚度影響)取H=85mm(2)凹模壁厚C：C=(1.52)H (3040)=1.585=128mm(3)凹

15、模寬度B: B=45+2×128=301mm 即圓整取B=300mm(4)凹模長度A:A=300+2×128=556mm 即圓整取A=600mm凹模的外形尺寸600mm300mm85mm3.5凸模長度計算材料Cr12MoV 淬硬性HRC60-64凸模長度計算: =57+30=87mmH內內托板的厚度18mm ;凸模固定板的厚度50mm ;H橡膠橡膠長度選取100mm ;凸模凹模結構形式及固定形式: 凸模:整體式，銷釘定位，螺釘緊固。凹模:整體式，銷釘定位，螺釘緊固。四、模具其他零件的設計4.1凸模固定板外形尺寸確定 材料：45鋼 ， =(0.6-0.8) =0.685=51

16、 mm圓整后得，=50 mm尺寸為：600mm300mm50mm（凸模固定板與凸模通過銷釘定位螺絲緊固來固定）4.2內托板外形尺寸確定材料：45鋼，根據凹模的尺寸得出H內的厚度為18mm 尺寸為：300mm45mm18mm4.3固定銷釘材料：45鋼 6-mm外形尺寸: dL=6mm100mm4.4模柄 凸緣模柄mm-90mm 加防轉銷4.5緊固螺釘 14-M10 dL=10mm55mm4.6彈料釘 2- dL=6mm13mm4.7卸料螺釘 4-M10 dL=10mm90mm4.8螺栓 M10170mm4.9防轉銷釘 1-mm4.10導柱 20mm130mm 材料20鋼的C型導柱 淬硬性HRC5

17、8-62導柱與導套采用間隙配合H7/h6導柱與導套一般采用過盈配合H7/r6分別壓入上下模中4.11導套孔20mm85mm 直接在凹模上線切割成型4.12橡膠 厚度取100mm4.13上下模座的設計由于工件較大不好選用標準模架，因此采用內導柱形式模架，由凹模尺寸600mm300mm85mm，可知上下模座的尺寸為：680mm300mm40mm 五、壓力機相關尺寸的校核沖壓模的總體結構尺寸必須與所用的壓力機相適合，模具的總體平面尺寸應該與壓力機工作臺尺寸相適應，模具的封閉高度與壓力機的裝模高度相適應。模具閉合高度為：H=40+50+30+85+40=245mm 壓力機的最大閉合高度：Hmax=45

18、0mm ；最小閉合高度：Hmin=160mm 即 170mm <245mm<445mm模具的閉合高度在壓力機的最大與最小裝模高度之間,所以該壓力機滿足沖壓要求。六、模具結構設計6.1凹模板 材質：Cr12Mov 規格:600mm300mm85mmA: 4-20導套孔直單+0.005 B：6-M10 螺紋孔, 鉆、攻C：6-6 定位孔直單+0.005 D：2-10 固定銷孔直單+0.005E：1-6 穿絲孔、鉆F : 凹?？?，正寸直割6.2凸模固定板 材質：45 規格:600mm300mm50mmA: 4-20 導柱孔直單+0.005 B：6-M10 螺紋孔 ,鉆、攻 C：4-10 固定銷孔直單+0.005D : 2-10 螺絲過孔、沉頭孔,鉆 6.3 內托板材質：45 規格:300mm45mm18mmA:4-M10 螺紋孔， 鉆、攻 6.4凸模 材質：Cr12Mov 固定方式：銷釘