连板冲压成形工艺和弯曲工艺及模具设计.doc

摘 要全文对直接连板冲压成形工艺和弯曲工艺做了分析确定，以及对模具设计进行了具体的论证。通过工艺分析确定制件共需三套模具，分别是弯曲模具两套、冲裁模复合模一套，考虑到经济性和实用性，对模具结构的设计进行了优化组合。冲压件材料的选择对成形的好坏有很大影响；材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。材料的冲压性能好，就是指其便于冲压加工，一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大，容易得到高质量的冲压件。板料的机械性能与冲压成形性能有很紧密的关系，可从不同角度反映板材的冲压成形性能。一般而言，板料的强度指标越高，产生相同变形量的力就越大；塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量就越大；刚度指标越高，成形时抵抗失稳起皱的能力就越大。冲裁模：沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模。弯曲模：使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件模具。 关键词： 工艺分析；模具结构；弯曲工艺；冲压成形工45Title Even the design of plate punchingAbstractThe full text of a direct link plate bending metal forming processes and technology to do the analysis, as well as mold design specific evaluation. Through process analysis to determine total of three sets of mold parts, namely, two sets of bending die, compound die Die set, taking into account the economy and practicality, the design of the mold structure is optimized portfolio.According to the design task allocation, the major part of drawing and piercing die mold done a detailed design and description .Which, due to component surface is parabolic shape drawing, the drawing die relatively complex design .Mold design right to use the press power, and installed high-bolts were used for the checking.Blanking Die: along the closed or open so that the contour of the mold material have separated. Such as blanking die, punching die. Bending mode: to make rough or other sheet metal blank along a straight line (curved line) have a bending deformation, and thus obtain a certain angle and shape of the workpiece die.Keywords: Process analysis; die structure; bending process; metal forming process.目 录1.引言12.冲压件工艺特点13.冲压件的工艺分析34.材料的力学性能45.确定工艺方案45.1冲压工序性质和工序次数的选择45.2工序组合及其方案比较45.3毛坯尺寸的计算45.4确定排样方式和计算材料利用率65.4.1排样方法65.4.2搭边设计65.4.3排样图65.4.4材料的经济利用86.落料冲孔复合模具设计86.1压力中心的确定86.2凸凹模刃口尺寸的确定96.2.1落料刃口尺寸计算96.2.2冲孔的刃口尺寸116.3计算冲裁力和选择冲压设备136.3.1冲裁力的计算136.3.2选用冲压设备146.4模柄、模架、导柱、导套的选用146.4.1模柄的选用146.4.2模架的选用156.4.3导柱的选用166.4.4导套的选用166.5凸模、凹模、凸凹模的结构设计176.5.1凹模176.5.2凸模176.5.3凸凹模196.6模具总体设计及其他主要零部件设计196.6.1凸模垫板196.6.2凸凹模垫板206.6.3凸模固定板206.6.4凸凹模固定板216.6.5卸料板216.6.6推件块226.6.7橡胶的选用226.7落料冲孔复合模的具体结构形式237.第一道弯曲模具设计237.1计算弯曲力和选择压力机247.1.1弯曲力的计算247.1.2压力机的选择247.2弯曲模工作部分尺寸确定257.2.1凸模圆角半径257.2.2凹模圆角半径257.2.3凹模深度257.2.4凸、凹模的间隙257.2.5弯曲模工作部分尺寸及公差267.3模架的选择267.4主要零部件的结构设计287.4.1凸模287.4.2凹模287.4.3凸模固定板297.4.4凸模垫板298.计道弯曲模设计308.1计算弯曲力和选择压力机308.1.1弯曲力的计算308.1.2冲压设备的选择308.2弯曲模工作部分尺寸确定318.2.1凸模圆角半径318.2.2凹模圆角半径318.2.3凹模深度318.2.4凸、凹模的间隙318.2.5弯曲模工作部分尺寸及公差318.3模架的选择328.4主要零部件的结构设计338.4.1凸模338.4.2凹模338.4.3凸模固定板348.4.4凹模固定板358.4.5凸模垫板358.4.6凹模垫板369.第一道弯曲模的具体结构形式3710.第二道弯曲模的具体结构形式38附录A39附录B40毕业设计总结41参考文献42 1.引言 模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢或钢带为坏料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量高、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。目前，工业生产中普遍采用模具成型工艺方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可生产零件到几时件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品，有90%左右的零件是用模具加工出来的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具来进行。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。2.冲压件工艺特点冲压是金属塑性成形的基本方法之一， 它是利用冲模在压床上对金属（非金属）板料施加压力使其分离或变形，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求零件的加工方法。由于通常是在常温（冷态）下进行的，所以又称为冷冲压。又由于它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。1. 冲压加工的三要素：(1) 冲床 冲床供给变形所需的力。(2) 模具 冲压所用的工具是各种形式的冲模，冲模对板料塑性变形加以约束，并直接是板料变成所需的零件。(3) 原材料 所用的原料多为金属和非金属的板料。2. 冲压是一种先进的金属加工方法，与其它加工方法（比如切削）比较，在技术上、经济上有许多优点：它是无屑加工，材料利用率高，一般为70%85%。在压力机简单冲压下，能得到形状复杂的零件，而这些零件用其它的方法是不可能或者很难得到的，如薄壳件。制得的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，并具有一定精度和互换性。被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形，不产生切削，变形中金属产生加工硬化。在耗料不大的情况下，能得到强度高、足够刚性而重量轻的零件，由于加工过程中不损坏原材料的表面质量，制得的零件外表光滑美观。生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件，而冲床一分钟的行程少则几次，多则几百次、上千次。同时，毛坯和零件形状规则，便于实现机械化和自动化。冲压零件的质量主要靠冲模保证，所以操作简单，要求的工人技术等级不高，便于组织生产。在大量生产的条件下，产品的成本低。3. 冲压工艺分类：由于各种冲压零件的形状、尺寸、公差要求和批量等的不同，所以生产中所采用的冲压工序种类繁多。通常可按下述方法分类：1.按变形性质分类（1）分离工序被加工材料在外力下产生变形，但作用在变形部分的应力达到了材料的抗剪强度，材料便产生裂而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。这些冲压工序统称为分离工序，如剪裁、冲压、落料、切口等。（2）成形工序被加工材料在外力作用下，作用在变形部分的相当于应力处于材料的屈服强度与抗拉强度之间，材料仅仅产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件，这种冲压工序统称为称为成形工序，如弯曲、拉伸、成形等。2.按基本变形方式分类冲裁：是材料沿封闭或不封闭的轮廓裁减而分离的冲压工序成为冲裁，如冲孔、落料。弯曲：将材料完成一定角度或形状的冲压工序称为弯曲,如压弯、卷边、扭曲等。拉伸：将平板毛坯拉成空心件，或将空心件的形状和尺寸用拉伸模进一步改变的冲压工序称为拉伸，分为变薄和不变薄拉伸。成形：使材料产生局部变形，以改变零件或毛坯形状的冲压工序称为成形，如：翻边、缩口等。3.按工序组合形式分（1）简单工序 批量不大、形状简单、要求不高、尺寸较大时，在工艺上采用工序分散的方案，即在一副模具内只完成零件的一个工序，此工序称为简单工序。（2）组合工序 当零件较大、尺寸较小、公差要求严时，用若干个分散的简单工序来冲压零件是不经济的或难于达到要求的。这时，在工艺上多采用工序集中的方案，即将两种或两种以上的简单工序集中在一套模具中完成，称为组合工序。按组合方法又可分为三类：1）复合冲压 在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上同时完成两种或两种以上简单工序的冲压方法。2）连续冲压 在压力机的一次行程中在一副模具的不同位置上同时完成两种或两种以上简单工序的冲压方法。连续冲压所完成的冲压工序一次分部在条料的送料方向上，压力机在一次行程中，条料送进一个步距同时冲压相应工序。除最初几次冲压行程外，以后每次冲压行程都可以完成一个零件。3）连续复合冲压 在一副模具内包括连续冲压和复合冲压的组合工序。连续冲压和连续复合冲压是高效率的组合工序，可以使复杂零件在一副模具内冲压成形。在大批量生产中广泛应用。3.冲压件的工艺分析此冲压件为直接连板，是中型零件，大批量生产。结构为对称形式；材料为08钢，为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。 厚度为3；成型工艺包括拉深、整形和冲孔三个部分，如下图所示。此制件要求精度高，需较高的公差等级，属于中等冲裁压型精度。模具为普通冲裁压型模具即可达到之生产要求。4.材料的力学性能抗拉强度 b (MPa)：325(33) 屈服强度 s (MPa)：195(20) 伸长率 5 ()：33 断面收缩率 ()：60 硬度 ：未热处理,131HB5.确定工艺方案5.1冲压工序性质和工序次数的选择由于冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，其冲压方法多种多样。但概括起来可分为分离工序和变形工序两大类。分离工序是将冲压件和毛胚沿一定的轮廓相互分离；变形工序是在材料不产生破坏的前提下使毛胚发生塑性变形，成为所需要的形状和尺寸的制件。冷冲压可分为五个基本工序：（1）冲裁 包括：落料、冲孔、切边、剖切和切舌。（2）压型 包括：压弯和卷边。（3）拉伸 （4）成形 包括：翻边、缩口、胀形、起伏成形和校形。（5）立体压制（体积冲压） 以满足各种冲压加工的要求。 5.2工序组合及其方案比较（1）先冲5个孔，之后进行边缘弯曲，最后弯曲工件中间部分。（2）先冲5个孔，之后弯曲工件中间部分，最后弯曲边缘。（3）先对工件进行边缘弯曲，之后冲5个孔，最后弯曲工件中间部分。经分析，方案（1）可行性最好，工序最合理，既方便实施，又可保证工件的工艺性。5.3毛坯尺寸的计算根据分析，工件共有2道弯曲工序，故要想知道工件的毛坯尺寸需要展开计算工件的展开尺寸。（1）弯曲中性层位置的确定由于应变中性层（简称中性层）的长度弯曲变形前后不变，因此其长度就是所要求的弯曲件坯料展开尺寸的长度。而要想求得中性层的长度，必须先找到中性层的确切位置。（2）弯曲件毛坯展开尺寸的计算中性层确定后，按照弯曲件的形状，弯曲半径大小以及弯曲方法等不同情况，其坯料展开尺寸的计算方法也不同。经分析，本工件需要计算2次弯曲的长度。因为圆角半径r0.5t，且弯曲件变薄不严重，其坯料展开长度可以根据弯曲前后中性层长度不变的原则进行计算，毛坯的长度等于弯曲件直线部分长度与弯曲部分中性层展开长度的总和。长度方向： =204.26mm宽度方向： 如图5-1图5-1孔边距 满足冲裁要求孔间距 满足冲裁要求 5.4确定排样方式和计算材料利用率5.4.1排样方法 根据材料的合理利用程度，条料的排样方法可分为三种： 1) 有废料排样 2）少废料排样 3）无废料排样5.4.2搭边设计排样时冲裁件之间以及冲裁与条料侧边之间留下的工艺废料成为搭边。搭边的作用一是补偿定位误差和剪板误差；二是增加条料的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边是只冲裁时工件与工件之间，工件与条料边缘之间的余料尺寸，搭边虽然是废料，但在冲压工艺上起着很大作用。首先，搭边能补偿定位误差，保证冲出合格的工件；其次，搭边能保持条料具有一定的刚性，便于送料；最后，搭边能起到保护模具的作用，以免模具过早的磨损而报废。搭边值的大小决定于工件的形状、材料、料厚以及板料的下料方法。搭边值小，材料利用率高，但给定位和送料造成很大困难，同时工件精度也不容易保证，而且过小的搭边值容易挤进凹模。增加刃口部磨损，影响模具寿命：搭边值过大，则材料利用率降低。因此，正确选择搭边值是模具设计中不可忽略的重要问题，在实际生产过程中应尽量减小搭边值。在书冲压成形工艺与模具设计中见表3-9可得最小的搭边值 5.4.3排样图如图5-2 图5-2设计此排样为5个件一组，则材料利用率可用公式n为一张板料上冲裁见的个数为一个冲裁件的实际面积 L为板料的长度 B为板料的宽度 =70.91%5.4.4材料的经济利用在冲压生产中，冲压大工件一般采用单个的块料作为毛坯；冲压较小的工件时为了便于操作和提高生产率，通常采用板料裁成的条料作为毛坯。冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。6.落料冲孔复合模具设计6.1压力中心的确定冲压力合力的作用点成为模具的压力中心。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线重合。否则，会使冲压和压力机滑块产生偏心载荷，导致滑块和导轨间和模具导向零件之间非常正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。根据本制件的特点，利用CAD绘图软件的质心查询功能确定冲裁模压力中心为（0，90.34）mm。如图6-1 图6-1 6.2凸凹模刃口尺寸的确定冲裁件的尺寸精度是影响冲裁件模具刃口的尺寸精度，模具合理间隙的数值也必须靠模具刃口尺寸及其公差来保证，因此，正确确定模具刃口尺寸及公差，是设计冲裁的主要任务之一。模具结构本身不复杂，但由于材料比较厚，冲裁力较大，故需注意凸凹模的结构，合理采用线切割和电火花加工，确保刃口加工精度和强度。由于凸、凹模之间存在着间隙，所以冲裁件断面一般都是带有锥度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲空件的小端尺寸等于凸模尺寸。在测量与使用中，落料是以大端尺寸为基准，冲孔件是以小端尺寸为基准。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果间隙越用越大。因此，在确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循以下原则:落料制件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时候孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔的尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍然能冲出合格的零件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙。确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。如果对刃口精度要求过高（既制造公差过小），会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果刃口精度要求过低（既制造公差过大），则生产出来的零件可能不合格，或使模具的寿命降低。零件精度与模具制造精度的关系，若零件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14精度来处理，冲模则可以按IT11精度制造；对于圆形件，一般可按IT6IT7精度制造模具。6.2.1落料刃口尺寸计算制件为IT12级，凸模为IT7，凹模为IT8。如图6-2： 图6-2应以凹模为基准，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。 落料凹模或冲孔凸模磨损后将会增大的尺寸，相当于简单形状的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方式用下公式计算： 因为工件公差等级为IT12级，所以取X=0.75。 凸模的刃口尺寸按凹模的实际尺寸配制。为了保证双面间隙值0.460至0.640mm查模具设计与加工手册其中69页落料、冲孔模具刃口始用间隙表得Zmin=0.21mm Zmax=0.46mm6.2.2冲孔的刃口尺寸制件共有5个孔，且是对称结构，故可计算三个孔的人口尺寸即可。该制件属于无特殊要求的一般冲孔落料件。查冲压成形工艺与模具设计45页，表3-5知：Zmin=0.460mm Zmax=0.180mm. Zmax- Zmin=0.180mm。制件精度为IT12级，凸模为IT7级，凹模为IT8级。孔一：如图6-3 图6-3孔二：如图6-4图6-4孔三：如图6-5图6-5校核：经检验，满足。6.3计算冲裁力和选择冲压设备6.3.1冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和模具的重要依据之一。按下式计算：式中：F为冲裁力，N; L为冲裁周边长度，mm； 为材料的抗拉强度。的取值范围为260350mp.取的值为300mp.落料的冲裁力:F=(140.05+148.262+46.662+232+206.05) 3300=703.75KN冲孔1：F=75.73300=68.13KN冲孔2：F=3.14403300=113.04KN 冲孔3：F=38.8473300=34.97KN则总冲裁力：=703.75+268.13+234.97+113.04=1022.96KN卸料力推件力 顶件力式中：F为冲裁力，KN为卸料力，推件力，顶件力，KNn同时卡在凹模内的冲裁件数6.3.2选用冲压设备压力机的公称压力必须大于或等于各中冲压工艺力的总和。由于模具结构的不同, 的计算根据实际的情况具体分析.采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时 采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时 采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时 故选用开式固定台压力机,JA21-160.主要的参数如下:公称压力 1600KN滑块行程 160mm滑块行程次数 40/min最大封闭高度 450mm封闭高度调节量 130mm滑块中心线至床身距离 380mm工作台尺寸（前后） 710mm工作台尺寸（左右） 1120mm模柄孔直径尺寸 70mm模柄孔深度尺寸 80mm6.4模柄、模架、导柱、导套的选用6.4.1模柄的选用中、小型模具一般是通过模柄上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一要与压力机滑块上的模孔正确配合，安全可靠；二要与上模正确而可靠连接。根据模具标准应用手册及压力机选择模柄为材料Q235的A型凸缘模柄。GB/2863.3-81基本尺寸为70mm。结构如图6-6所示图6-66.4.2模架的选用模架是上模座、下模座、导柱，导套的组合体，它是模具的基础，模具的工艺结构件通过紧固件安装到模架上形成完整的冲模。模架及其组成零件已经标准化，可查取选用。根据模具标准应用手册选取模架。上模座为GB/T2855.9,材料为HT200。具体结构如图6-7 图6-7下模座为GB/T2855.10,材料为HT200.具体结构如下图6-8图6-86.4.3导柱的选用导柱标准结构有四类，既普通导柱，小导柱，可卸导柱和压圈固定导柱。最常用的为B型普通导柱，它的特点是在长度方向上，用以固定和导向部分直径的基本尺寸相同，只是极限偏差不同，这样，既便于装配又便于加工。根据模具标准应用手册选取导柱为B型导柱。材料20钢，GB/T2861.2,具体结构如图6-9 图6-96.4.4导套的选用导套标准结构形式有三套，即普通导套，小导套和压圈固定导套。其中A型普通导套最常用。根据模具标准应用手册选取导套为A型导套。材料为20钢，GB/T2861.6.具体结构如图6-10 图6-106.5凸模、凹模、凸凹模的结构设计6.5.1凹模材料为45钢，具体结构如图6-11 图6-116.5.2凸模材料为45钢，具体结构如图6-12图6-126.5.3凸凹模材料为45钢，具体结构如图6-13图6-136.6模具总体设计及其他主要零部件设计6.6.1凸模垫板垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响凸模的正常工作。材料为45钢，具体结构如图6-14 图6-146.6.2凸凹模垫板材料为45钢，具体结构如图6-15图6-156.6.3凸模固定板将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体来安装在上模座或下模座上。模具中最常见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模和凹模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6到0.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。材料为45钢，具体结构如图6-16 图6-166.6.4凸凹模固定板材料为45钢，具体结构如图6-17 图6-186.6.5卸料板材料为45钢，具体结构如图6-19图6-196.6.6推件块材料为45钢，具体结构如图6-20图6-206.6.7橡胶的选用选用橡胶卸料或顶件时，与弹簧选用方法相似，也应根据卸料力和要求的压缩量校核橡胶的工作压力和许可的压缩量，看能否满足冲裁工艺的需要。橡胶受压后所产生的弹压力为 式中：p为橡胶受压时产生的弹压力，N q为橡胶单位压力，见书冲压成形工艺与模具设计100页，表3-29. A为橡胶的实际承压面积，。由于橡胶的压缩为非线性，故压缩量不能过大，为使橡胶耐久地工作，最大压缩量时不能超过其厚度的35%，预压缩时为其厚度的10%15%。橡胶高度H可按下式计算：式中： 所需的工作行程（压缩量）。计算过程如下：6.7落料冲孔复合模的具体结构形式图6-217.第一道弯曲模具设计孔边距：当t2mm时， L=6mm 2t=6mm 满足弯曲条件弯曲指将板料弯成一定形状和角度的零件的成型方法，是板料冲压中常见的加工工序之一。在生产中，弯曲件的种类繁多，结构形状各异，主要有V形弯曲和U形弯曲。弯曲成型主要问题是回弹和弯曲半径。因此，要解决这两个问题，就要充分考虑弯曲成型的工艺特点，使零件具有尽可能好的工艺性。这样不仅可以简化弯曲成型工艺和模具设计，而且可以提高零件的成型质量。 弯曲分自由弯曲和校正弯曲。所谓自由弯曲是指当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者吻合后凸模不再下压。而校正弯曲是指在自由弯曲的基础上凸模再往下压，对弯曲件起校正作用，从而使工件产生更准确的塑性变形。7.1计算弯曲力和选择压力机7.1.1弯曲力的计算弯曲力是工艺计算和压力机选择以及模具设计的重要依据。但由于受到材料性能、工件形状尺寸、板料厚度、弯曲方式、模具结构、模具间隙和模具工作表面质量等因素的影响，理论分析的方法很难精确计算。在生产实际中，通常根据板料的机械性能以及厚度、宽度，按照经验公式进行计算。计算得到的弯曲力均为弯曲过程中可能出现的最大弯曲力数值，一边于压力机的选择。校正弯曲是在自由弯曲阶段后进一步对于贴合于凸、凹模表面的弯曲件进行挤压，其弯曲力比自由弯曲力大的多，而且两个力并非同时存在。因此，校正弯曲只需计算校正弯曲力。一般按照各种材料单位面积所需校正弯曲力进行估算，即式中 校正弯曲力， A 校正部分在垂直于凸模运动方向上的投影面积， 单位面积的校正力7.1.2压力机的选择校正弯曲时，由于校正弯曲力远大于自由弯曲力、顶件力、和压料力，因此，和可以忽略不计，主要考虑校正弯曲力。值得注意的是，在一般机械压力机上，校正弯曲力对压力机滑块下止点的位置非常敏感，下止点位置的微小变化将引起校正弯曲力的急剧变化。同时，板料厚度的波动和校正力也有很大的关系，所以，为保险起见，可取压力机的压力为故选用开式固定台压力机,JA21-160.主要的参数如下:公称压力 1600KN滑块行程 160mm滑块行程次数 40/min最大封闭高度 450mm封闭高度调节量 130mm滑块中心线至床身距离 380mm工作台尺寸（前后） 710mm工作台尺寸（左右） 1120mm模柄孔直径尺寸 70mm模柄孔深度尺寸 80mm7.2弯曲模工作部分尺寸确定7.2.1凸模圆角半径可选凸模圆角半径为2mm。公式见书冲压成形工艺与模具设计150页。7.2.2凹模圆角半径t=3mm，在2到4mm之间。可取凹模圆角半径为6mm。公式见书冲压成形工艺与模具设计149页。7.2.3凹模深度凹模深度要适当，若过小则弯曲件两端自由部分太长，工件回弹大，不平直；若深度过大则凹模增高，浪费模具材料并需要较大工作行程的压力机。查冲压成形工艺与模具设计，150页表4-14，可知凹模深度为5mm。7.2.4凸、凹模的间隙对于u形弯曲，必须合理确定凸、凹模之间的间隙，间隙过大则回弹大，工件的形状和尺寸误差增大。间隙过小会加大弯曲力，使工件厚度变薄，增加摩擦，擦伤工件并降低模具寿命。U形件凸、凹模的单面间隙一般可按下式计算：式中：为弯曲模凸、凹模单边间隙。 t为工件材料厚度 为材料厚度的正偏差 C为间隙系数间隙系数查书冲压成形工艺与模具设计一书，151页，表4-16。7.2.5弯曲模工作部分尺寸及公差确定u形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差的原则是，工件标注外形尺寸时应以凹模为基准件，间隙取在凸模上。弯曲件标注外形尺寸凹模尺寸为 凸模尺寸为式中：L为弯曲件的基本尺寸，mm； 、为凸模、凹模工作部分尺寸，mm； 为弯曲件公差，mm； 、为凸模、凹模制造公差，选用IT7到IT9级精度，mm； 一般取凸模制造精度高于凹模制造精度一级。 为凸模与凹模的单面间隙，mm。经计算的凹模尺寸为 如图经计算凸模尺寸为 如图7.3模架的选择模架是上模座、下模座、导柱，导套的组合体，它是模具的基础，模具的工艺结构件通过紧固件安装到模架上形成完整的冲模。模架及其组成零件已经标准化，可查取选用。根据模具标准应用手册选取模架。上模座为GB/T2855.9,材料为HT200。具体结构如图7-1图7-1下模座为GB/T2855.10,材料为HT200.具体结构如下图7-2图7-27.4主要零部件的结构设计7.4.1凸模材料为45号钢，具体结构如图7-3所示图7-37.4.2凹模材料为45号钢，具体结构如图7-4所示图7-47.4.3凸模固定板材料为45号钢，具体结构如图7-5所示图7-57.4.4凸模垫板材料为45号钢，具体结构如图7-6所示图7-68.计道弯曲模设计8.1计算弯曲力和选择压力机8.1.1弯曲力的计算弯曲力是工艺计算和压力机选择以及模具设计的重要依据。但由于受到材料性能、工件形状尺寸、板料厚度、弯曲方式、模具结构、模具间隙和模具工作表面质量等因素的影响，理论分析的方法很难精确计算。在生产实际中，通常根据板料的机械性能以及厚度、宽度，按照经验公式进行计算。计算得到的弯曲力均为弯曲过程中可能出现的最大弯曲力数值，一边于压力机的选择。校正弯曲是在自由弯曲阶段后进一步对于贴合于凸、凹模表面的弯曲件进行挤压，其弯曲力比自由弯曲力大的多，而且两个力并非同时存在。因此，校正弯曲只需计算校正弯曲力。一般按照各种材料单位面积所需校正弯曲力进行估算，即式中 校正弯曲力， A 校正部分在垂直于凸模运动方向上的投影面积， 单位面积的校正力根据以上公式，可计算出校正弯曲力=979.8KN8.1.2冲压设备的选择校正弯曲时，由于校正弯曲力远大于自由弯曲力、顶件力、和压料力，因此，和可以忽略不计，主要考虑校正弯曲力。值得注意的是，在一般机械压力机上，校正弯曲力对压力机滑块下止点的位置非常敏感，下止点位置的微小变化将引起校正弯曲力的急剧变化。同时，板料厚度的波动和校正力也有很大的关系，所以，为保险起见，可取压力机的压力为故选用开式固定台压力机,JA21-160.主要的参数如下:公称压力 1600KN滑块行程 160mm滑块行程次数 40/min最大封闭高度 450mm封闭高度调节量 130mm滑块中心线至床身距离 380mm工作台尺寸（前后） 710mm工作台尺寸（左右） 1120mm模柄孔直径尺寸 70mm模柄孔深度尺寸 80mm8.2弯曲模工作部分尺寸确定8.2.1凸模圆角半径 所以可取凸模圆角半径为6mm。公式见书冲压成形工艺与模具设计150页。8.2.2凹模圆角半径所以可取凹模圆角半径为6mm。公式见书冲压成形工艺与模具设计149页。8.2.3凹模深度凹模深度要适当，若过小则弯曲件两端自由部分太长，工件回弹大，不平直；若深度过大则凹模增高，浪费模具材料并需要较大工作行程的压力机。查冲压成形工艺与模具设计，150页表4-13，可知h=42mm，=40mm。8.2.4凸、凹模的间隙V形弯曲时，凸、凹模的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控制的。但在模具设计中必须考虑到模具闭合时使模具工作部分与工件能紧密贴合，以保证弯曲质量。8.2.5弯曲模工作部分尺寸及公差因为是v形弯曲，可以根据制件来确定弯曲模工作部分尺寸。8.3模架的选择模架是上模座、下模座、导柱，导套的组合体，它是模具的基础，模具的工艺结构件通过紧固件安装到模架上形成完整的冲模。模架及其组成零件已经标准化，可查取选用。根据模具标准应用手册选取模架。上模座为GB/T2855.9,材料为HT200。具体结构如图8-1图8-1下模座为GB/T2855.10,材料为HT200.具体结构如下图图8-28.4主要零部件的结构设计8.4.1凸模材料为45号钢，具体结构如图8-3所示 图8-38.4.2凹模材料为45号钢，具体结构如图8-4图8-5所示图8-4图8-58.4.3凸模固定板材料为45号钢，具体结构如图8-6所示图8-68.4.4凹模固定板材料为45号钢，具体结构如图8-7所示图8-78.4.5凸模垫板材料为45号钢，具体结构如图8-8所示图8-88.4.6凹模垫板材料为45号钢，具体结构如图8-9所示图8-99.第一道弯曲模的具体结构形式10.第二道弯曲模的具体结构形式附录A冲裁模零件的材料及其热处理硬度零件名称选用材料热处理硬度HRC牌号标准号工作零件冲件情况及对模具工作零件的要求凸模凹模形状简单、精度较低、冲裁材料厚度3mm批量中等T10A9Mn2VGB1298GV129956-6460-64带凸肩的、快换式的凸模和形状简单的镶块材料厚度3mm，形状复杂材料厚度3mm，形状复杂的镶块9CrSiCrWMnCr12Cr12MoVGB129958-6260-64要求耐磨、高寿