弯曲模设计实例共33页文档
弯曲模案例2014-丁老师DOC
弯曲模设计与制造项目1. 项目要求图1所示支架为一带5孔的四角弯曲件，材料为08F，料厚t=1.5mm，年产量为2万件，要求表面无可见划痕，各孔均不得变形，未注公差等级IT14。
试设计该产品的冲压工艺及弯曲模。
图1 支架2. 工艺性分析此冲压件成形包括冲裁、弯曲两类工序，材料为08F，塑性良好，适合冲压加工。
（1）弯曲工艺【知识链接】4.4.1 弯曲件的工艺性。
弯曲件结构、尺寸简单而对称，相对弯曲半径为1，大于表3-3所列的最小值（r/t）；min弯曲长度尺寸IT14级，为经济精度，故弯曲工艺性较好，但由于对表面质量要求较高，在弯曲方式上应加以注意，另外，要控制好制件的回弹。
（2）冲裁工艺【知识链接】3.5.1 冲裁件的工艺性；4.4.1 弯曲件的工艺性。
弯曲件展开尺寸大致在110mm×30mm左右，尺寸中等偏小，轮廓尺寸精度IT14级，各孔直径均大于允许的最小冲孔孔径，很适合冲裁。
但4-Φ5孔距弯曲变形区太近，且弯曲后的回弹也会影响孔距尺寸36mm，故应安排在所有弯曲工序之后冲出；各孔的尺寸精度较高，应严格控制冲裁间隙。
据上分析，此托架零件的冲压工艺性良好，适于冲压成形。
3. 冲压工艺方案【知识链接】4.4.2弯曲件的工序安排；4.5弯曲模典型结构；3.5.3冲裁工艺方案。
初拟该零件的弯曲成形方式得出图2所示的三种形式，图（a）方式为一次弯曲，图（b）方式分先外角、后内角两次弯曲，图（c）所示也是先外角、后内角两次弯曲，但弯曲外角时对内角进行了预弯。
比较起来，图（a）方式不可取，因为弯曲行程较大，工件与凸模台肩、凹模表面的摩擦严重，制件表面质量差，回弹也较大，不能满足项目要求；图（b）、（c）的弯曲方式避免了图（a）的缺陷，均可取。
图2 弯曲方式冲裁工序的安排，冲4-Φ5mm孔安排在弯曲之后为必然，落料与冲Φ10mm孔两工序组合也自然合理，但考虑冲裁件结构简单，以复合模冲裁为好。
据此，可行的冲压工艺方案有四个，简述如下：方案一：四副模具，如图3所示。
弯曲模设计实例
图3.57 计算毛坯尺寸分析图
（2）弯曲力的计算
影响弯曲力的因素太多， 形件自由弯曲力近似公式： F1＝2.4Btσbαβ 式中 由表3.10，用插值法取α=0.65，延伸率在20%～25%之间；
由表3.12，用插值法取β=0.80。 所以 F1＝2.4Btσbαβ
（2）凹模部分 凹模是转轴式，左右两弯曲部分对称。如图
3.60所示。
图3.60 转轴凹模及镶块
6．选定设备
根据弯曲力、模具闭合高度及模具外形尺寸，选择 Jc23-63的开式压力机，
查附表，其主要技术规格为 公称压力 630kN; 滑块行程 120mm 最大闭合高度 360mm; 连杆调节量 80mm 工作台尺寸 480×710mm;模柄孔尺寸 φ50×70mm 工作台垫板厚度 90mm
冷冲模具设计
弯曲模设计实例
零件名称：塑料闸瓦 钢背
本工序简图如图3.56 所示，材料Q235 （A3），厚度t=3mm， 大批量生产。
图3.56 塑料闸瓦钢背
1．分析零件的工艺性 该零件的断面形状是燕尾形，由图3.54可知，零件左右对称，
弯曲要求达到的尺寸精度、弯曲半径等均符合弯曲工艺要求。
=2.4×265×3×450×0.65×0.8 ＝446.472kN 根据压弯力的大小，考虑顶料力和校正，初步 选定630kN的开式压力机。
4．模具总体设计 模具结构草图如图3.58所示，主要由上模板、凸模、顶出装
置、转轴式凹模、下模板、垫板等组成。
初步计算模具闭合高度H＝223mm。 凹模座的外形尺寸估计为140mm×360mm。
结论：该零件适合弯曲。
2．确定工艺方案
方案一：分两次弯曲成形 即先弯成四个直角的形件，再侧弯成燕尾形，这
模具设计与制造(弯曲模)
2.3弯曲模设计将坯料弯成具有一定角度和形状的零件的成形方法称为弯曲。
弯曲所使用的冲压模具称为弯曲模。
2.3.1 弯曲工艺及设计计算1．弯曲过程分析在压力机上压弯模具对板料进行压弯是弯曲工艺中运用最多的方法。
弯曲变形的过程一般经历弹性弯曲变形、弹-塑性弯曲变形、塑性弯曲变形三个阶段。
现以常见的V 形件弯曲为例。
弯曲开始时，模具的凸、凹模分别与板料在接触，使板料产生弯曲。
在弯曲的开始阶段，弯曲圆角半径r0很大，弯曲力矩很小，仅引起材料的弹性弯曲变形。
随着凸模进入凹模深度的增大，弯曲圆角半径 r亦逐渐减小，即r3 <r2<r1< r0 ，板料的弯曲变形程度进一步加大，如图2-75所示。
（a）（b）（c）（d）图2-75 弯曲变形过程弯曲变形程度可以用相对弯曲半径r/t表示，t为板料的厚度。
r/t越小，表明弯曲变形程度越大。
一般认为当相对弯曲半径r/t>200时，弯曲区材料即开始进入弹-塑性弯曲阶段，坯料变形区内（弯曲半径发生变化的部分）料厚的内外表面首先开始出现塑性变形，随后塑性变形向坯料内部扩展。
凸模继续下行，变形由弹-塑性弯曲逐渐过渡到塑性变形。
最终，凸模的V形斜面接触后被反向弯曲，再与凹模斜面逐渐靠紧，直至板料与凸、凹模完全贴紧。
若弯曲终了时，凸模与板料、凹模三者贴合后凸模不再下压，称为自由弯曲。
若凸模再下压，对板料再增加一定的压力，则称为校正弯曲。
校正弯曲与自由弯曲的凸模下止点位置是不同的，校正弯曲使弯曲件在下止点受到刚性镦压，减小了工件的回弹。
2．弯曲件的回弹和弯曲时的偏移弯曲成形过程中出现的主要工艺问题是回弹和偏移。
（1）弯曲件的回弹弯曲结束后，凸模与凹模分开，工件不受外力作用时，由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后发生变化的现象称回弹。
减小回弹的措施：1）改进零件设计在变形区设计加强筋或成形边翼，增加弯曲件的刚性和成形边翼的²2² 2.3弯曲模设计变形程度，如图2-76所示。
4.8弯曲模设计实例分析
第四章:
富金精密工業 (深圳 )有限公司沖模二廠 THE 2ND TOOLING FACTORY OF FU JIN 第八節:
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彎曲
彎曲模設計實例分析
(一 ) 多 部 位 彎 曲 模
零 件 名 稱 :保 持 架 生 產 批 量 :中 批 量 材 料 :20 鋼 ,厚 0.5mm 零 件 簡 圖 :如 圖 4-19 所 示 1. 沖 壓 零 件 工 藝 分 析 ,保 持 架 采 用 單 工 序 模 沖 壓 ,城 要 三 道 工 序 ,如 圖 4-20 所 示 ,三 道 工 序 依 次 為 落 料 異 向 彎 曲 ,最 終 彎 曲 ,每 道 工 鄧 各 用 一 套 模 具 ,現 將 第 二 道 工 的 世 向 彎曲模介紹如下. 異 向 彎 曲 工 的 工 件 如 圖 4-21 所 示 ,工 件 左 右 對 稱 央 b,c,d 各 有 兩 處 彎 曲 .bc 段 的 半 徑 為 R3,其 餘 各 段 是 直 線 ,中 間 e 部 俠 為 對 稱 的 向 下 彎 曲 .通 過 上 述 分 析 可 知 ,其 共 有 8 條 彎 曲線. 2.模 具 架 構 丕 料 在 彎 曲 過 程 中 極 易 滑 勸 ,必 須 采 取 定 位 措 施 .本 工 件 中 部 有 兩 個 突 耳 , 凹 模 的 對 應 部 位 設 置 溝 槽 ,沖 壓 時 击 耳 始 終 處 於 溝 槽 內 ,用 這 種 方 法 實 現 丕 料 的 定 位 . 模 具 總 體 結 構 如 圖 4-22 所 示 ,上 模 座 ,采 用 帶 柄 矩 形 模 座 ,击 模 用 击 模 固 定 ;下 模 部 分 由 凹 模 固 定 板 墊 板 和 下 模 座 組 成 ,模 座 下 面 裝 的 彈 頂 器 .彈 頂 力 通 過 兩 個 推 杆 傳 遞 到 頂 件塊上, 模 具 工 作 過 程 :將 落 料 后 的 丕 料 放 在 凹 模 上 ,並 使 中 部 的 兩 個 突 耳 進 入 凹 模 固 定 板 的 槽 中 .當 模 具 下 行 時 击 模 中 部 和 ,頂 件 塊 壓 住 丕 料 的 突 耳 ,使 丕 料 准 確 定 位 在 槽 內 .模 具 繼 續 下 行 ,使 各 產 曲 逐 漸 成 形 .上 模 回 程 時 ,彈 頂 器 通 過 頂 件 塊 將 工 件 頂 出 , 3.主 要 計 算 (1) 彎 曲 力 的 計 算 8 條 彎 曲 線 均 按 自 由 彎 曲 計 算 .力 4-21 中 的 b,c,d 各 處 彎 曲 按 式 (4-2)計 算 ,當 彎 曲 內 半 徑 R 取 0.1t 時 則 每 處 的 彎 曲 力 為 : F=0.6KBt 2 σ b /R+T=0.6*1.3*8*0.5*450/0.1*0.5+0.5=1273.36N 1273.36*6=7658.16N 工 件 共 的 6 處 彎 曲 ,6 處 總 彎 曲 力 為 : 圖 4-21 中 的 e 處 彎 曲 與 上 述 計 算 類 同 ,只 是 彎 曲 件 寬 度 為 4mm,則 e 處 彎 曲 力 為 638.18N.而 兩 側 的 彎 曲 力 應 再 乖 2,即 1276.36N,總 計 彎 曲 力 為 F2=7658.16N+1276.36N=8934.52N (2) 校 正 彎 曲 力 的 計 算 按 式 (4-4)為 : F 2 =Qa 式 中 q 查 表 4-3 取 值 為 30Mpa,式 中 面 積 A 按 水 平 面 的 投 影 面 積 計 算 (如 圖 3-圖 ) A=56mm*8mm*+4mm*(14 -8)mm=472mm 2 F2=30Mpa*472 mm 2 14160N ※※ 本文件之著作權及營業秘密內容屬於富金公司沖模二廠,非經准許不得翻印 ※※
弯曲模具设计实例
2. 凹模圆角半径rd： a. 当t<=2mm时，rd=（3~6）t； b. 当t=2~4mm时，rd=（2~3）t； c . 当t>4mm时，rd=2t。
对于V形弯曲件，凹模底部圆角半径rdˊ： rdˊ=（）（rp+t）
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3. 弯曲凹模深度：过小，弯曲件自由部分太长，工 件回弹大且不平直；过深，耗费模具材料。
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2.1.1 弯曲变形过程分析 弯曲变形过程：弯曲变形的含义、变形过程三阶段
、弯曲回弹、自由弯曲、矫正弯曲。 弯曲变性特点：网格法、中性层 2.1.2 弯曲件质量(zhìliàng)分析 弯裂、回弹、偏移等
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2.1.3 弯曲件的工艺性：指弯曲件的结构形状、尺寸 、精度、材料及技术要求是否符合弯曲加工的工艺要
弯曲前后应变中性层长度不变；（r>t/2）
因此，弯曲件坯料长度应等于弯曲件中性层的展 开长度。
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弯曲中性层位置(wèi zhi)的确定
ρ。= r + xt
L = ρп α/180
ρ。— 中性层曲率半径，r—弯曲内侧半径，
t—料厚，L—弯曲部分展开长度。
a=90 时̊ ，L总=L1+L2+ 1.57(r+xt)
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2. 弯曲件直边高度：弯曲件直边高度不宜过小，否 则影响工件的弯曲质量，不能保证零件的形状 (xíngzhuàn)精度。根据经验:
直边高度（经验值）
不满足要求时，可预先开槽，或增加直边高度 (gāodù)成 形后再切除多余部分。
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支撑板弯曲模设计实例
实例三:支撑板弯曲模设计实例1 弯曲模设计的前期准备图1-1 U型零件图确定工件类型是弯曲件后,要根据零件图及生产批量要求,分析弯曲件的工艺性.根据所确定的弯曲模结构形式，把弯曲工件结构部分画出，这时画出的结构图是工件示意图，其目的是为了分析所确定的结构是否合理，毛坯弯曲后能否满足产品的技术要求，根据分析结果对模具简图进行修正，为最后确定弯曲模结构做准备。
1.1 模具的组成支承板弯曲模的上模主要由上模固定座，凸模等零件组成；下模主要由凹模，凹模固定板，顶板，顶杆，和下模座等零件组成。
1.2 阅读弯曲件产品图阅读弯曲件产品图（图1-1）的主要目的是了解产品图上弯曲件的尺寸要求,材料要求是否满足弯曲件的工艺要求，若工件某个尺寸不能满足弯曲工艺要求时，要及时与产品设计者沟通，在不影响整体产品质量的前提下，要尽可能使工件最终满足弯曲工艺的要求。
1.3 分析弯曲件工艺如支承板工件是典型的U型件，零件图中的尺寸公差为未注公差，在外理这类公差等级时均按IT14级要求。
弯曲圆角半径R为2mm,大最小弯曲半径（rmin=0.6t=0.6*2=1.2mm）故此件形状，尺寸，精度均满足弯曲工艺的要求，可用弯曲工序加工。
2 弯曲模整体方案的确定2.1弯曲模类型的确定根据工件的形状，尺寸要求来选择弯曲模的类型。
此工件属于典型的U型件，故采用U型件弯曲模结构。
2.2弯曲模结构形式及工作过程U型件弯曲模在结构上分顺出件和逆出件两大类型。
此工件采用逆出件弯曲模结构。
图2-1模具结构图模具工作过程:开启模具后,将落料件放置于挡料块4与凹模3间,当弯曲模具的上模向下运行时,凸模7和顶件块6压住弯曲毛坯,使弯曲毛坯准确地、可靠地定位,凸模7、凹模3将弯曲毛坯逐渐夹紧下压而弯曲;当模具的上模继续向下行进,R2圆弧很快成形。
当行程终了时,凸模7回程,弹顶器通过推杆5、顶件块6将弯曲件顶出。
从而完成一个工作过程。
2.3弯曲工艺计算2.3.1 弯曲件展开长度计算图2-2预弯零件尺寸图（1）无圆角半径（较小）的弯曲件（r〈0.5t）根据毛坯与制件等体积法计算。
V形弯曲件模具设计
V形弯曲件模具设计（一）零件工艺分析工件图为图1所示V形件，材料为Q235，料厚1.5mm。
大批量生产其工艺分析如下：图1弯曲工件图1.材料分析Q235为普通钢，属于软钢，具有良好的弯曲成形性能。
2.结构分析零件结构简单，弯曲成90度，对弯曲成形较为有利，可查得此材料允许的最小弯曲半径rmin =0.5t=0.75mm,而零件弯曲半径r=1mm>0.75mm，故不会弯裂。
另外零件上的孔位于弯曲变形之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。
计算零件相对弯曲半径r/t=0.67<5，卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角发生了变化，采用校正弯曲来控制角度回弹。
3.精度分析零件上尺寸无公差要求，从公差表选取IT14，可满足普通弯曲和冲裁。
4.结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺良好，可以冲裁和弯曲。
（二）工艺方案的确定零件为V形弯曲件，该零件的生产包括落料、冲孔和弯曲。
三个基本工序，可有以下四种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。
采用三套工序模生产。
方案二：落料—冲孔复合冲压，再弯曲。
采用复合模和单工序弯曲模生产。
方案三：冲孔—落料连续冲压，再弯曲。
采用连续模和单工序弯曲模生产。
方案四：冲孔落料弯曲，采用多工位级进模方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，生产效率较低。
方案二需两副模具，且用复合模生产的冲压件行位精度和尺寸精度保证，生产效率较高。
方案三也需两副模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度稍差。
方案四需一副模具，可以冲裁和弯曲，同时采用了自动送料、自动检测、自动出件等自动化装置，操作安全，具有较高的劳动生产率。
通过对上述四种方案的综合分析比较，该件的冲压生产采用方案四为佳。
图2坯料展开图1.弯曲工艺计算（1）毛坯尺寸计算，对于r>0.5t有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，可查得中性层位移系数x=0.28,所以坯料展开长度为Lz=48×2+270π（1+0.28）÷180=102.288≈102mm 由于零件宽度尺寸为40mm，故毛坯尺寸应为102mm×40mm。
典型弯曲模具图库
典型弯曲模具图库[1]Z 形件弯曲模模具图形工作原理：Z形件弯曲模，在冲压前活动凸模10在橡皮8的作用下与凸模4端面齐平。
冲压时活动凸模与顶板1将胚料夹紧，并由于橡皮的弹力较大，推动顶板下移使胚料左端弯曲。
当顶板接触下模座11后，橡皮8压缩，则凸模4相对与活动凸模10下移将胚料右端弯曲成形。
当压块7与上模座6想碰时，整个工件得到校正。
要紧结果构成分析:零件名称1 带柄矩形上模座2 凸模支架3 销钉4 弹簧片5 支撑块6 轴形凸模7 定位架8 垫块10 销轴11 顶件块12 弹顶器13 凹模支架工件图[2]圆形件弯曲模模具图形工作原理：直径d小于等于5mm的小圆形件弯小圆的方法是先弯成U形，再将U形弯成原形。
用两套简单模弯圆的方法见图a。
由于工件小，分两次弯曲操作不便，故可将两道工序合并。
图b为有侧楔的一次弯圆模，上模下行，芯棒将坯料弯成U形，上模继续下行，侧楔推动活动凹模将U形弯成圆形。
图c所示的也是一次弯圆模。
上模下行时，压板将滑块往下压，滑块带动芯棒将坯料弯成U形。
上模继续下行，凸模再将U行弯成圆形。
假如工件精度要求高，能够旋转工件连冲几次，以获得较好的圆度。
工件由垂直图面方向从芯棒上取下。
要紧结果构成分析:零件名称1 凸模2 压板3 芯棒4 坯料5 凹模6 滑块7侧楔8 活动凹模工件图[3]带摆块的U 形件弯曲模模具图形工作原理：此图所示为两次弯曲复合的另一种结构形式，凹模下行，利用活动凸模的弹性力先将坯料弯成U形。
凹模继续下行，当推板与凹模底面接触时，便强迫凸模向下运动，在摆快作用下最后压弯成U形，缺点是模具结构复杂。
要紧结果构成分析:零件名称1 凹模2 活动凸模3 摆块4 垫板5 推板工件图[4]铰链件模具图形工作原理：预弯模如图a所示。
卷圆的原理通常是使用推圆弯曲模法。
图b是立式卷圆模，结构简单。
图c是卧式卷圆模，有压料装置，工件质量较好，操作方便。
要紧结果构成分析:零件名称1 斜楔2 凹模3 凸模4 弹簧工件图[5]带摆动凹模的弯曲模模具图形工作原理：图形状弯曲件的弯曲模关于其它形状的弯曲件，由于品种繁多，其工序安排与模具设计只能根据弯曲件的形状，尺寸，精度要求，材料的性能与生产批量等来考虑，不可能有一个统一不变的弯曲方法。