L形汽车零件弯曲模设计
L形汽车零件弯曲模设计[20200123183902]
【摘要】
本课题为L形汽车零件弯曲模设计。首先进行了板件的回弹分析和弯曲力计算，选定了用于弯曲成型的压力机。然后按照弯曲成型模的设计步骤完成了相应的模具结构设计。通过本次设计对模具结构设计流程有了较深入的了解，对专业课程学习有了进一步的提高。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】弯曲模具；定位；回弹
引言 2
一、L形薄板的工艺分析 3
二、弯曲件的工艺分析 4
（一）弯曲变形过程分析 4
（二）弯曲件的回弹 4
三、弯曲模设计相关计算 6
（一）弯曲件展开尺寸计算 6
（二）弯曲力计算 7
（三）压力机确定 7
四、弯曲模工作部分尺寸的确定 8
（一）凸、凹模圆角半径确定 8
（二）凹模深度确定 8
（三）L形件凸、凹模工作尺寸的确定 9
五、成型零部件的结构分析与选用 11
（一）凸模组件及其选用 11
（二）凹模组件及其选用 11
六、其他零件 14
（一）连接零件 14
（二）橡皮的选用 14
（三）压料板选择 15
（四）顶杆的选用 15
（五）模柄的选用 15
（六）挡料销 15
七、模具的总装图 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
模具作为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。
本次设计的是L形汽车零件弯曲模。弯曲模作为复合模的一种，它是将金属板料、型材或管材等弯成一定的曲率和角度，从而得到一定形状和尺寸的冲压工序。可以在压力机上进行弯曲，也可在专用弯曲机上进行折弯、滚弯或拉弯等。设计的主要内容有：对弯曲的工艺分析、模具方案确定、弯曲模具的结构设计、弯曲模具的相关的尺寸计算、压力机的选择及其他零部件的选用。
一、L形薄板的工艺分析
图1-1 零件图
本课题分析成型工序为L形汽车零件弯曲模设计，该零件可采用落料、冲孔、弯曲三个工序，其中冲孔工序已完成，在本次设计中只需完成落料及弯曲工序。零件厚度为2mm，具体结构如图1-1零件图所示。由图弯板零件图可知，尺寸基本公差要求不高，由图可知，两边的公差都为0.6。该弯曲件要求表面有孔，但都不在变形区。
零件材料为Q235，通过参考部分碳素钢抗剪性能表1-1，可知弯曲件强度不高，塑性良好，易于进行弯曲成型。
表1-1 部分碳素钢抗剪性能
材料名称 牌号 材料状态 抗剪强度（mp） 抗拉强度（mp） 伸长率（%） 屈服强度（mp）
普通碳素钢 Q195 未退火 260~320 320~400 28~33 200
Q235 未退火 310~380 380~470 21~25 240
Q275 未退火 400~500 500~620 15~19 280
二、弯曲件的工艺分析
（一）弯曲变形过程分析
弯曲开始后，首先经过弹性弯曲，然后进入塑性弯曲。随着凸模的下压，塑性弯曲由坯料的表面向内部逐渐增多，坯料的直边与凹模工作表面逐渐靠紧，使弯曲力壁与弯曲半径逐渐减小。凸模继续下压，坯料弯曲去（弯曲部分）逐渐减小，在弯曲区的横截面上，塑性弯曲的区域增多，到板料与凸模三点接触时，弯曲半径变小。此后，坯料的直边部分向外弯曲，到行程终了时，凸、凹模对板料进行校正，坯料与凸模紧靠，得到所需要的弯曲件。
为了分析弯曲变形特点，可采用网格法。通过观察板料弯曲变形后位于弯曲件侧壁的坐标网格的变化情况，可以看出：
1．弯曲变形区主要集中在圆角部分，此处的正方形网格变成了扇形。圆角以外除靠近圆角的直边处有少量变形外，其余部分不发生变形。
2．变形区内，板料的外区（靠凹模一侧）切向受拉而伸长，内区（靠凸模一侧）切向受压而缩短。由内、外表面至板料中心，其缩短和伸长到内层的缩短，其间必有一层金属长度在变形前后保持不变，称为中性层。
3．由实验知，当弯曲半径与板厚之比r/t（称为相对弯曲半径）较小时，中性层的位置将从板料中心向内移动。内移结果，外层拉伸变薄的区域范围增大，内层受压增厚的区域范围减小，从而使弯曲变形区板料厚度变薄，变薄的厚度为：
t1=ηt （2-1）
4．弯曲变形区板料横截面的变化分两种情况：窄板(板宽B与料厚t之比<3)弯曲时，内区因厚度受压而使宽度增加，外区因厚度受拉而使宽度减小，因而原矩形截面变成了扇形；宽板（B/t>3）弯曲时，因板料在宽度方向的变形受到相邻材料彼此间的制约作用不能自由变形，所以横截面几乎不变，仍为矩形。
（二）弯曲件的回弹
1．弯曲件回弹现象的理论分析
弯曲是一种塑性变形工序，塑性变形时总包含弹性变形，当弯曲载荷卸除以后，塑性变形保留下来，而弹性变形将完全消失，使得弯曲件在模具中所形成的弯曲半径的弯曲角度在出模后发生改变，这种现象称为回弹。由于弯曲时内、外区切向应力方向不一致，因而弹性回复方向也相反，即外区弹性缩短而内区弹性伸长，这种反向的回弹就大大加剧了弯曲件圆角半径和角度的改变。
而且回弹受材料的力学性能、相对弯曲半径r/t、弯曲角度、弯曲方式、凸凹模间隙、弯曲件形状这些因素的影响。所以与其他变形工序相比，弯曲过程的回弹现象是一个不能忽视的重要的问题，它直接影响弯曲件的精度。
2．回弹值的确定
由于影响回弹的因素有很多，用理论方式计算回弹值很复杂，而且也不准确。因此，在设计与制造模具时，往往先根据查表初步确定模具工作部分尺寸，然后再试模时修正。
在本课题中通过查表2-1的回弹角为2°。
表2-1 单角自由弯曲90°时的平均回弹角
材料 r/t 材料厚度t/mm
<0.8 0.8-2 >2
软钢 =350MP 黄铜 =350MP 铝和锌 <1 1-5 >5 4° 5° 6° 2° 3° 4° 0° 1° 2°
中硬钢 =400-500MP 硬黄铜 =350-400MP 硬青铜 <1 1-5 >5 5° 6° 8° 2° 3° 5° 0° 1° 3°
硬钢 >550MP <1 1-5 >5 7° 9° 12° 4° 5° 7° 2° 3° 6°
硬铝2A12 <2 2-5 >5 2° 4° 10° 3° 6° 10° 4°30′ 8°30′ 14°
【摘要】
本课题为L形汽车零件弯曲模设计。首先进行了板件的回弹分析和弯曲力计算，选定了用于弯曲成型的压力机。然后按照弯曲成型模的设计步骤完成了相应的模具结构设计。通过本次设计对模具结构设计流程有了较深入的了解，对专业课程学习有了进一步的提高。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】弯曲模具；定位；回弹
引言 2
一、L形薄板的工艺分析 3
二、弯曲件的工艺分析 4
（一）弯曲变形过程分析 4
（二）弯曲件的回弹 4
三、弯曲模设计相关计算 6
（一）弯曲件展开尺寸计算 6
（二）弯曲力计算 7
（三）压力机确定 7
四、弯曲模工作部分尺寸的确定 8
（一）凸、凹模圆角半径确定 8
（二）凹模深度确定 8
（三）L形件凸、凹模工作尺寸的确定 9
五、成型零部件的结构分析与选用 11
（一）凸模组件及其选用 11
（二）凹模组件及其选用 11
六、其他零件 14
（一）连接零件 14
（二）橡皮的选用 14
（三）压料板选择 15
（四）顶杆的选用 15
（五）模柄的选用 15
（六）挡料销 15
七、模具的总装图 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
模具作为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。
本次设计的是L形汽车零件弯曲模。弯曲模作为复合模的一种，它是将金属板料、型材或管材等弯成一定的曲率和角度，从而得到一定形状和尺寸的冲压工序。可以在压力机上进行弯曲，也可在专用弯曲机上进行折弯、滚弯或拉弯等。设计的主要内容有：对弯曲的工艺分析、模具方案确定、弯曲模具的结构设计、弯曲模具的相关的尺寸计算、压力机的选择及其他零部件的选用。
一、L形薄板的工艺分析
图1-1 零件图
本课题分析成型工序为L形汽车零件弯曲模设计，该零件可采用落料、冲孔、弯曲三个工序，其中冲孔工序已完成，在本次设计中只需完成落料及弯曲工序。零件厚度为2mm，具体结构如图1-1零件图所示。由图弯板零件图可知，尺寸基本公差要求不高，由图可知，两边的公差都为0.6。该弯曲件要求表面有孔，但都不在变形区。
零件材料为Q235，通过参考部分碳素钢抗剪性能表1-1，可知弯曲件强度不高，塑性良好，易于进行弯曲成型。
表1-1 部分碳素钢抗剪性能
材料名称 牌号 材料状态 抗剪强度（mp） 抗拉强度（mp） 伸长率（%） 屈服强度（mp）
普通碳素钢 Q195 未退火 260~320 320~400 28~33 200
Q235 未退火 310~380 380~470 21~25 240
Q275 未退火 400~500 500~620 15~19 280
二、弯曲件的工艺分析
（一）弯曲变形过程分析
弯曲开始后，首先经过弹性弯曲，然后进入塑性弯曲。随着凸模的下压，塑性弯曲由坯料的表面向内部逐渐增多，坯料的直边与凹模工作表面逐渐靠紧，使弯曲力壁与弯曲半径逐渐减小。凸模继续下压，坯料弯曲去（弯曲部分）逐渐减小，在弯曲区的横截面上，塑性弯曲的区域增多，到板料与凸模三点接触时，弯曲半径变小。此后，坯料的直边部分向外弯曲，到行程终了时，凸、凹模对板料进行校正，坯料与凸模紧靠，得到所需要的弯曲件。
为了分析弯曲变形特点，可采用网格法。通过观察板料弯曲变形后位于弯曲件侧壁的坐标网格的变化情况，可以看出：
1．弯曲变形区主要集中在圆角部分，此处的正方形网格变成了扇形。圆角以外除靠近圆角的直边处有少量变形外，其余部分不发生变形。
2．变形区内，板料的外区（靠凹模一侧）切向受拉而伸长，内区（靠凸模一侧）切向受压而缩短。由内、外表面至板料中心，其缩短和伸长到内层的缩短，其间必有一层金属长度在变形前后保持不变，称为中性层。
3．由实验知，当弯曲半径与板厚之比r/t（称为相对弯曲半径）较小时，中性层的位置将从板料中心向内移动。内移结果，外层拉伸变薄的区域范围增大，内层受压增厚的区域范围减小，从而使弯曲变形区板料厚度变薄，变薄的厚度为：
t1=ηt （2-1）
4．弯曲变形区板料横截面的变化分两种情况：窄板(板宽B与料厚t之比<3)弯曲时，内区因厚度受压而使宽度增加，外区因厚度受拉而使宽度减小，因而原矩形截面变成了扇形；宽板（B/t>3）弯曲时，因板料在宽度方向的变形受到相邻材料彼此间的制约作用不能自由变形，所以横截面几乎不变，仍为矩形。
（二）弯曲件的回弹
1．弯曲件回弹现象的理论分析
弯曲是一种塑性变形工序，塑性变形时总包含弹性变形，当弯曲载荷卸除以后，塑性变形保留下来，而弹性变形将完全消失，使得弯曲件在模具中所形成的弯曲半径的弯曲角度在出模后发生改变，这种现象称为回弹。由于弯曲时内、外区切向应力方向不一致，因而弹性回复方向也相反，即外区弹性缩短而内区弹性伸长，这种反向的回弹就大大加剧了弯曲件圆角半径和角度的改变。
而且回弹受材料的力学性能、相对弯曲半径r/t、弯曲角度、弯曲方式、凸凹模间隙、弯曲件形状这些因素的影响。所以与其他变形工序相比，弯曲过程的回弹现象是一个不能忽视的重要的问题，它直接影响弯曲件的精度。
2．回弹值的确定
由于影响回弹的因素有很多，用理论方式计算回弹值很复杂，而且也不准确。因此，在设计与制造模具时，往往先根据查表初步确定模具工作部分尺寸，然后再试模时修正。
在本课题中通过查表2-1的回弹角为2°。
表2-1 单角自由弯曲90°时的平均回弹角
材料 r/t 材料厚度t/mm
<0.8 0.8-2 >2
软钢 =350MP 黄铜 =350MP 铝和锌 <1 1-5 >5 4° 5° 6° 2° 3° 4° 0° 1° 2°
中硬钢 =400-500MP 硬黄铜 =350-400MP 硬青铜 <1 1-5 >5 5° 6° 8° 2° 3° 5° 0° 1° 3°
硬钢 >550MP <1 1-5 >5 7° 9° 12° 4° 5° 7° 2° 3° 6°
硬铝2A12 <2 2-5 >5 2° 4° 10° 3° 6° 10° 4°30′ 8°30′ 14°
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