外壳弯曲模具设计毕业设计说明书-讲解

1、模具设计与制造专业 毕业设计 / 论文 设计/ 论文题目： 外壳弯曲模具设计 班级学号： 3331 班 -66 姓 名： 。 指导老师： 。 完成时间： 2010 年 12 月 23 日 目录 设计题目 1 1. 工艺性分析 2 1.1 材料分析 2 1.2 结构分析 2 1.3 精度分析 3 2. 工艺方案的确定及计算 3 3. 冲裁部分 5 3.1 中性层的确定 5 3.2 弯曲件坯料展开长度 5 3.3 排样图 6 4. 工艺性计算 8 4.1 计算冲裁力 8 4.2 压力中心的计算 8 4.3 凸凹模刃口尺寸的计算 10 5. 模具工作部件尺寸计算 11 5.1 凹模尺寸计算 11 5

2、.2 固定板 12 5.3 卸料版 12 5.4 垫板 13 5.5 弹性元件的选用 13 5.5.1. 确定橡胶垫的自由高度 H0 13 5.5.2 确定橡胶垫的横截面积 A 和尺寸 13 5.5.3 橡胶的效核 14 5.6 凸模 14 5.7 凸模强度校核 15 6. 模架选用 15 7. 模柄的选用 15 8. 冲压设备的选用 16 9. 装配图 17 10. 弯曲部分 18 10.1 弯曲卸载后的回弹 19 10.1.1 影响回弹的因素 19 10.1.2 回弹值的确定 19 10.1.3 控制回弹的措施 20 10.2 最小相对弯曲半径 21 10.3 弯曲力的计算 23 10.4

3、 “U”形件弯曲模结构设计 24 10.5 弯曲模主要工作零件的结构参数确定 25 10.5.1 弯曲凸模和凹模的圆角半径 25 10.5.2 凹模工作部分深度 26 10.5.3 弯曲凸、凹模之间的间隙 26 10.5.4 凸模和凹模工作尺寸及公差 27 11. 选择模架及其它零件 29 12. 卸料方式及卸料机构 30 13. 设备参数校核 31 总结 34 致谢 35 参考文献 36 前言 冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑 性变形，从而获得所需要零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力方法。因为它通 常是在压力机室温状态下进行加工，所以称为冷冲压。 冷冲压生产过

4、程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工，便于实现自 动化，生产率很高，操作简便。对于普通压力机，每台每分钟可生产几件到几十 件冲压件， 而高速冲床每分钟可生产数百件甚至几千件以上冲压件。 冷冲压所获 得的零件一般无需进行切削加工， 因而是一种节省能源、 节省原材料的无或少切 削加工方法。 由于冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料， 冲件的尺寸 公差由冲模来保证，所以尺寸稳定、互换性好。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚性 好，可以加工成形状复杂的零件，小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。 但由于冲模制造一般是单件小批量生产，精度高，技术要求高，是技术密 集型产品，制造成本高。 因而，冷冲压

5、生产只有在大批量的情况下才能获得较高 的经济效应。 综上所述，冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生 产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。 相当多的工业部门都越来越多采用冷 冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、 仪表及日用品等行业。 在这些工业部门中， 冲压件所占的比重都相当大， 不少过 去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件 所代替。通过冲压加工，大大提高了生产率，降低了成本。可以说，如果在生产 中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品 要提高生产率、提高质量、降低 成本，进行产品的更新换代是难以实现的。 随

6、着科学技术的进步和社会的发展，产品对模具的要求愈来愈高，传统的 模具设计与制造方法已经不能适应产品及时代更新的需要。 特别是 90 年代以来， 工业产品的品种和数量不断增加， 对产品质量、 样式和外观提出新的要求， 使模 具需求量增加， 对模具的质量要求也越来越高， 模具技术直接影响直接造业的发 展，产品更新换代和产品竞争力。 因此迅速提高模具的技术水平已成为当务之急。 随着近代工业的发展，冷冲压技术得到迅速发展。 1. 冷冲压工艺方面 研究和推广应用旨在提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应 用范围的各种冲压技术发展的重要趋势。 目前，国内外涌现并迅速用于生产的冲 压先进工艺有精密冲

7、压、柔性膜成形、超塑性成形、无模多点成形、爆炸和电磁 等高能成形、 高效精密冲压技术以及冷挤压技术等等。 这些冲压先进技术在实际 生产中已经取得良好的技术经济效果。 精密冲压既是提高冲压件精度的有效方法，又是扩大冲压加工范围的重要 途径。目前精密冲裁的精度可达 IT6IT7, 板料厚度可达 25mm。精冲方法不但可 以冲裁，还可以成形(精密弯曲、拉深、翻边、冷挤、压印和沉孔等) 。 2. 冲模设计和制造方面 冲模是实现冲模生产的基本条件。目前在冲模设计与制造上，有两种趋势 应给与足够的重视。 (1) 模具结构与精度正朝着两方面发展 一方面为了适应高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，

8、冲 模正朝着高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展；另一方面，为适应市 场上产品更新换代迅速的要求， 各种快速成型方法和简易经济冲模的设计与制造 业得到迅速发展。 高效、精密、多功能、长寿命多工位级进模和汽车覆盖件冲模的设计制造 水平代表了现代冲模技术水平。 我国能够设计制造出机电一体化的， 达到国际先 进水平的高效、精密、长寿命、多工位级进模，工作零件精度达到25m,步距 精度达到 23m，总寿命达到 1 亿模次以上；我国汽车工业，已具备中档轿车成 套覆盖件冲模生产能力， 并在汽车试制和小批量生产中应用高强度树脂浇注成形 覆盖件冲模，缩短试制周期，降低成本，加速了新车型的开发。 (2)

9、模具设计与制造的现代化 计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用，是模具 技术设计制造水平 发 生了深 刻 的革命 性的变化。 目前最 为突出的是 模具 CAD/CAM/CA。E当今世界模具工业格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界 模具技术发展的领头羊， 占据了世界模具的半壁江山， 他们拥有现代化的设计方 法和先进的模具制造设备， 特别是最近几年这些国家把 CAD/CAM系统作为模具工 业发展的臂翼，发展的势头如日中天。 模具技术的飞速发展，模具 CAD/CAM因其技术先进以迅速发展和广泛应用， 它的技术经济效果是传统模具设计制造方法所不能比拟的，具体有以下特点： 1 缩短

10、了模具的生产周期。 2. 高模具质量。 3. 显著降低生产效率。 4. CAD/CAM技术将技术人员繁多的计算绘图和 NC编程中解放出来使其产生 更多的创造性劳动。 现代模具制造和模具工业与传统模具业比较起来有新的特点： 1. 生产率高 现代模具生产率比传统模具高的多，其主要原因是现代模具有多工位，多 腔模或多功能。例如，高生产率进级模有 50 多个 2 位，橡胶鞋模有 18 个 2 位。 一套多功能模具除了冲压成形外 ,还承担装配 ,铆接等组装任务，可直接生产组合 件。 2. 精度高 现代模具要求精度比传统模具高出一个数量级。工位级进模精冲模精密塑 料模精度已达 0.003mm甚至更高。 一

11、些高精度尤其是那些全拼嵌寿命长。 长寿命 模具是保证高冲压设备实现高生产效率的基本条件，现代冲模寿命一般在 500 万次以上。硬质合金模具寿命可达 2-6 千万次，注塑模 40-60 万件，压铸模 50-100 万件，而传统模具寿命只有现代模具的 1/5 或 1/10 。 3. 型腔形状和模具结构复杂 随着人们对产品形状，尺寸精度，及整体性生产率等要求的提高，以及许 多新材料新工艺的广泛应用，现代模具的型腔结构更复杂。 综合以上特征，我们可以发现现代模具工业，以成为一种独立的工业体系。 模具的标准化， 专业化水平高， 具备模具标准化和优质模具材料的生产与供应系 统。另外技术人才和资本密集。 模

12、具以从传统劳动密集型转变为技术密集型。 人 才密集型和资本密集型的产业。技术密集型体现在模具的 CAD/CAM，而先进的设 计手段和设备必然需要高素质的专业人才， 从而形成人才密集型。 同时产业高也 是现代模具的一个重要标志。但是要在模具生产中实现CIMS，还需经过一段时 间。但随着 CAD/CAM集成化技术的发展和广泛应用，以及相关高新技术的发展， 在不久的将来全盘化，自动化 CIMS必将在模具生产中实现。使模具技术，及至 整个人类模具技术实现新的飞越。 纵观整个现代模具技术的发展，我们可以看出模具制造技术总是向着高， 新方向发展， 并且伴随有人工转向自动化方向发展。 总而言之， 模具设计与

13、制造 将会彻底的摆脱主要依靠人工的生产方法， 这样才能使模具制造更合理化， 结构 更简化，精度更高，为将来各行业的发展提供新的活力。 设计题目 1、材料： 08F 钢 2、材料厚度： 1.5mm 3、生产批量： 5 万件 4、设备情况：一般工业制造常见设备 5、产品图：如下所示 1.工艺性分析 1.1 材料分析 工件材料为 08F 钢 08F钢为优质碳素结构钢，具有良好的冲裁弯曲性能 特性：强度低和硬度、塑性、韧性好，易于拉深、拉延、弯曲等 抗拉强度： b295-300Mpa 屈服强度： a175Mpa 1.2 结构分析 (1) 零件结构较为简单上下、左右对称，有利于材料的合理分布 (2) 最

14、小孔径 工件中心有： 10 00.15 、 8 00.15 的孔。 08F 钢的最小冲裁孔径为： d 0.818 1.5 1.227mm 10 dmin 1.23 、 8 dmin 1.23 满足最小孔径要求 (3) 孔边距： bmin 1.5t 1.5 1.5 2.25mm 6b min 2.25mm 满足最小孔边距要求，可采用复合模 4)最小弯曲半径： 垂直于纤维： r 0.1t 1.5 0.1 0.15mm 3mm 平行于纤维： r 0.4t 1.5 0.4 0.6mm 3mm 满足最小弯曲半径要求， 故弯曲时不会产生弯裂， 另外零件上的空位于弯曲 成型区域外，所以可先冲孔落料后弯曲成型

15、。 （5）弯曲件直边高度 当弯曲角度为 90o为保证工件的弯曲质量， 必须满足弯曲件的直边高度要求。 h 2t 2 1.5 3 h 20 2t 3 1.3 精度分析 图中未注公差按 IT14 级进行计算 已注公差： 10 00.15 、 8 00.15 未注公差： R5 0.3 、R3.5 0.3 、 R4.5 0.3、R5 0.3、20 0.26 0、 80 00.74 、120 0.87 2.工艺方案的确定及计算 工艺方案 根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序。 本课题零件电器外壳包括了两种成形工序，既有分离，也有成形。在 此强调一下两种变形方式的力学特点： 成形工序要求在成形时， 变

16、形材料内部应 力超过屈服极限 s 但未达到强度极限 b ，材料只产生塑形变形；而分离工序 要求材料内部应力超过强度极限以使材料发生断裂分离，从而成形零件。 很显然，本课题包括冲孔、落料、弯曲三种冲压成形方式。 冲压模具形式多种多样，按工序组合程度分为一下三类： 1. 单工序模， 即在一副模具中只完成一种工序， 如落料，冲孔， 切边等。单工序模一般由一个凸模和一个凹模洞口组成，也可以是多 个凸模和多个凹模洞口组成。 2. 复合模，即在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置 上完成多道冲压工序，如冲孔落料、落料弯曲等复合方式，压力 机一次行程一般得到一个冲压件。 3. 级进模（俗称连续模） ，即

17、在压力机的一次行程中，在模具 的不同位置上同时完成数道冲压工序，级进模所完成的同一零件的不 同冲压工序是按照一定顺序、相隔一定进距排列在模具的送料方向上 的，压力机的一次行程得到一个或者数个冲压件。 针对“外壳”这个冲压件的结构外形及变形特点，该零件包含了落料、 冲孔、弯曲三个基本工序，可选变形方案如下： 方案一：落料冲孔弯曲，采用三套单工序模生产。 方案二：落料冲孔复合弯曲，采用两套复合模生产。 方案三：冲孔落料弯曲复合模生产。 方案四：落料 - 冲孔-弯曲连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单， 装配和生产操作都比较容易， 但是过程过于繁琐， 程 序太多，费时费力，生产效率太低，只

18、适用与很小批量的生产； 方案二采用落料冲孔复合，然后对板料进行弯曲，落料冲孔复合比较简单， 易于操作实现生产， 形状的弯曲件可以一次弯曲成形，此件左右对称，定位 以及压力中心易于确定，故此方案比较合适； 方案三一次复合成形， 模具设计比较复杂， 由于此零件产量不大， 模具开发 费用不易太大， 方案四采用级进模生产， 模具设计比较复杂， 而且冲孔位置精度 不如复合模。 综合以上分析，最终选择方案二，即先落料冲孔，然后进行弯曲。 3. 冲裁部分 3.1 中性层的确定 P0 r xt 书（ P131）查表得： x=0.36 P0 3 0.36 1.5 3.54 L0 3.54 2 5.56 4 3.

19、2 弯曲件坯料展开长度 此工件有一部分有 90直角弯曲，如图 3-1 所示，为便于冲裁部分设计及 计算，在此先计算坯料展开尺寸。 一般将 r0.5t 的弯曲称为有圆角半径的弯曲， r 0.5t 的弯曲称为无圆角半径的弯曲。 本题 r=3mm，t=1.5mm，r 0.5t, 属于有 圆角半径的弯曲，毛坯展开尺寸等于弯曲件直线部分长度和圆弧部分长度的总 和。 L= lii（ri xi）=l1 +l 2 + （r xt） 180 2 式中 L 弯曲件毛坯总长度（ mm） li 各段直线部分长度（ mm） i 各段弯曲部分弯曲中心角（） ri 各段圆弧部分弯曲半径（ mm） L a b ( r xt

20、) 2 B 80 (40 18.5) 2 (r xt) 4 219.23mm L 120 40 2 (r xt) 2 211.12mm 3.3 排样图 排样 1： 6 查表得： a1=2.8mm a=3mm 利用率： 22 nf 80 211.12 120 219.23 202 52 BS(219.23 3 2)(211.12 2.8) 排样 2： 22 利用率： nf 80 211.12 120 219.23 202 52 BS(211.12 3 2)(219.23 2.8) 经：排样 1 和排样 2 比较，选用排样 2 为最终排样方案 7 4. 工艺性计算 4.1 计算冲裁力 工件材料为

21、08F 料厚为： 1.5mm 查表（书 P248）得 08F： Tb 255 330Mpa 取： Tb 300Mpa F kLtTb 则： F落料KL 1tT b L1 120 2 80 2 40 8 5.558 12 10 L1 818.10mm F落料 1.3 818.1 1.5 300 F落料 478588.5N 478.59KN F冲孔 KL2tTb F冲孔 1.3 1607.2 1.5 300 F冲孔 940212 N 940.21KN 卸料力： F X KF 落 FX 0.04 478.59 19.14KN F推 nKtF 0.05 940.21 3 141.03KN F总 F冲

22、F落 F卸 F推 总的冲压力： F总 478.59 940.21 19.14 141.03 F总 1578.94KN 总 4.2 压力中心的计算 模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置， 为了确保压力机和模具正常工 作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。 否则， 会使冲模和压力机 滑块产生偏心载荷， 使滑块和导轨间产生过大磨损， 模具导向零件加速磨损， 降 低了模具和压力机的使用寿命。 模具的压力中心，可安以下原则来确定： 1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。 2、工件形状 相同且分布对称时， 冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 3、各分力对某坐标轴的力矩

23、之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出 合力作用点的坐标位置 0，0（x=0,y=0 ），即为所求模具的压力中心。 Xo=L1X1+L2X2+ LnXn/L1+L2+Ln Yo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln 4.3 凸凹模刃口尺寸的计算 尺寸归类： 变大尺寸： 211.12 10.15 、 80 00.74 、120 00.87 、 10 00.36 、 219.23 10.15 变小尺寸： 10 00.15 、 8 00.15 不变尺寸： 20 0.26 、80 0.37 尺寸计算： AJ （ Amax X ）04 1.15 A211.12 (211.12 0.5 1.1

24、5)04 A211.12 210.55 00.29 0.74 A80 (80 0.5 0.74)04 A80 79.63 00.18 0.87 A120 (120 0.5 0.87) 04 0.87 4 0 A120 119.57 00.22 A219.23 (219.23 0.5 0.87) A219.23 218.80 00.22 0.36 A 10 (10 0.5 0.36)0 4 A 10 9.82 00.09 变小尺寸： 0 Bj （Bmin X ）01 4 10 B 10 （10 0.75 0.15）0.15 4 0 B 10 10.11 0.04 B 8 （8 0.75 0.15

25、）00.15 4 0 B 8 8.11 0.04 不变尺寸： 11 Cj （Cmin 2 ） 8 11 C20 （200.52） 0.52 28 C20 20.26 0.07 11 C80 （800.74） 0.74 80 2 8 C80 80.37 0.09 5. 模具工作部件尺寸计算 5.1 凹模尺寸计算 1）凹模厚度 H Kb 查表（书 P2-22）得： K 0.12 0.18 ，K取 0.14 H 219.23 0.14 H 30.6mm 取值： 40mm 2）凹模壁厚： C （1.5 2）H C 1.5 30 C 45mm 11 3）凹模长度 A b 2c A 211.12 2 45

26、 A 301.12 凹模长度取值： 310mm 4）凹模宽度 B a 2c B 219.23 2 45 309.23mm 凹模宽度取 310mm 5.2 固定板 厚度： H固 （0.3 0.7）H 凸 H 固 0.5 45 22.5mm 取值： 30mm 长度： A固 A凹 310mm 宽度： B固 B 凹 310mm 5.3 卸料版 H卸 （0.5 1）H 凹 厚度： H 卸 0.5 45 22.5mm 取值： 25mm 长度： A卸 A凹 310mm 宽度： B卸 B凹 310mm 12 5.4 垫板 厚度： H 垫 因为模具结构； 凹模垫板取值： 40mm 凸凹模垫板取值： 30mm 长

27、度： A垫 A凹 310mm 宽度： B垫 B凹 310mm 5.5 弹性元件的选用 由于该零件的材料厚度为 1.5mm，材料较薄，所以模具采用弹性卸料装置。 弹性元件选用橡胶。一般冲裁卸料用较硬的橡胶，其尺寸计算如下： 5.5.1.确定橡胶垫的自由高度 H0 使用橡皮时，不应使最大压缩量超过橡皮自由高度 H的 3545%，否则橡皮 会很快损坏，而失去弹性。所以，橡皮的自由高度应为 H工作 t 1 (5 10) 1.5 1 (50 10) H 橡胶24 54mm 橡胶 0.25 0.35 0.25 0.350.25 0.35 取 H 橡胶 50mm H预 (0.1 0.2)H自由 0.2 50

28、 10mm H 工作 H 总 H 预 50 10 40mm 5.5.2 确定橡胶垫的横截面积 A 和尺寸 13 查得矩形橡皮在预压量为 30%时的单位压力为 2Mpa，所以 FX P 194140 N 2 2 9570 mm 2 2 2 310 310 80 211.12 120 219.23 120 80 202 52 =19140mm2 22 A=9570m2m19140mm2 根据零件的外形尺寸，橡皮垫应为矩形，中间开孔以避让凸模，外形与凹 B导 B料 310mm L 导 L 凹 310mm 5.5.3橡胶的效核 D p 50 FXY 19140 97.82 2 H自由 97.82 0.

29、51 0.5 H自由 D 1.5 即 0.5 0.51 1.5 即：所选用橡胶符合要求，橡胶规格： 310 310 40 安装尺寸： 310 31040 5.6 凸模 H凸H固 H卸 H 橡胶安装 95mm 14 5.7 凸模强度校核 当凸模断面小而冲裁力相当大时，必须对凸模进行校核 dmin 4T 压 8mm 4 1.5 300 940210N /52 8mm 0.098 所以凸模强度合理 6. 模架选用 综合考虑： H 235mm 、 B 310mm 、 A 310mm 。 模具采用对角导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为： L 315mm B 315mm 最大闭合高度 215 最

30、小闭合高度 250 上模座 31531550(GB/T2855.1-1990) 下模座 31531560(GB/T2855.2-1990) 导柱 45(50)260(GB/T2861.1-1990) 导套 45(50)14058(GB/T2861.1-1990) 7. 模柄的选用 模柄的作用是将上模与压力机的滑块相连接。 在安装模具时应注意模柄直径 15 与压力机模柄孔直径要一致 因为此模具需要打料杆，所以选用凸缘模柄结构 选用材料为 Q235型， B 型凸缘模柄。 因为没有选到与压力机同配的模柄所以需要自制如图： 8. 冲压设备的选用 根据以上计算，同时考虑拉深件的高度选取封闭式式压力机 J

31、31-250 ，主要 参数如下： 公称压力 2500kN 滑块行程 315mm 16 行程次数 20 / min 最大封闭高度 490mm 封闭高度调节量 200mm 工作台尺寸 前 950mm 后 1000mm 模柄尺寸 直径 75mm 压力机的校核 , 选取型号为 J31-25 的压力机，最大冲压力为 2500KN,而模具 所需压力为 1578.97KN所以压合理，工作台尺寸为 1000mm 950mm，大小为 550mm 550mm所以压力机选取合理。 9.装配图 17 1. 打料杆 2. 模柄 3. 内六角螺钉 4. 上模板 5. 内六角螺钉 6. 推板 7. 垃圾 钉 8. 垫板 9

32、. 推杆 10. 凸模固定板 11. 冲孔凸模 12. 推块 13. 凸凹模 14. 内六 角螺 15. 定位销 16. 垫板 17. 下模座板 18. 卸料螺钉 19. 凸凹模固定板 20. 橡 胶 21. 挡料销 2.22. 推板 23. 落料凹模 24. 导柱 25. 导套 27. 定位销 28. 挡料销 10. 弯曲部分 经冲裁得到的工件需通过弯曲工序， 才能得到最终所需的产品， 最终产品图 在第二章已有展示， 现不作赘述， 下面主要分析工件的弯曲工艺及模具的相关设 18 计。 10.1 弯曲卸载后的回弹 回弹包括角度回弹及曲率回弹两个方面，此是弯曲变形区与不变形区两 部分回弹综合效应

33、的结果。 10.1.1 影响回弹的因素 影响回弹的因素很多，主要有：坯料的机械性能 s，E。 s 愈高、E 值愈小，弯曲回弹愈大；变形程度 r/t 。在其相同的条件下，角度回弹量 随 r/t 值增大而增大；曲率回弹量则随 r/t 值增大而减少；弯曲中心角 o 弯曲中心角 大，回弹角大；模具间隙 Z。凸、凹模间隙大，回弹量大； 弯曲方式。自由弯曲回弹量大，较正弯曲回弹量小，全形镦校弯曲回弹量 最小；工件形状及材料组织状态。形状复杂，相互牵扯多回弹量小，冷作 硬化后回弹量大； 模具结构及压边力大小。 压边力大， 工件弯后回弹量小。 10.1.2回弹值的确定 确定工件的回弹值， 是为了采取相应的措施

34、来克服回弹， 以使弯曲工件达到 图纸要求的精度。 确定回弹值的方法有查图法、 查表法和计算法， 一般来说都是 近似的。目前，不论国内还是国外，对回弹的研究仍在继续。由于回弹涉及的因 素多，较为复杂， 目前还没有一个精确的计算公式。 故对于回弹值的控制一般均 是用不同结构的模具来修正，主要是在试模中予以修正的。 弯曲件的相对弯曲半径 r/t （ 58）时，弯曲半径的变化小，可以不予考 19 虑，仅考虑弯曲角度的回弹变化。由 r/t=2 ，查表可确定回弹值为 1302 30。 10.1.3 控制回弹的措施 1. 选择弯曲性能好的材料 用屈服极限小、弹性模量大的材料作为弯曲 件，可获得较高的弯曲质量

35、。此外，坯料的厚度公差大小，表面质量的优劣和平 面度的好坏， 都对弯曲回弹有较大的影响。 对弯曲精度要求高的工件， 也要对坯 料此方面的质量加以筛选。 2. 选择较小的相对弯曲半径 r/t 值小，表明变形程度大。一般在 r/t 3-5 时，认为板料的弯曲区已全部进入塑料状态。较小的弯曲半径对减烛回弹有利， 但过小的弯曲半径会使弯曲区破裂。 目前资料上给出的材料最小弯曲半径主要是 绝对经验数据，可作为板金设计者设计工件弯曲半径的参考依据。 3. 选择需要的模具间隙 V 型弯曲，其间隙值是靠高速机床来实现的，与模 具本身无关。对 U型弯曲来说，其回弹随凹模开口深度增大而减少， 随模具间隙 减小而回

36、弹量减小。若弯曲精度高的工作，可以取弯曲单边间隙值为 Z=t ；若需 要更高的弯曲精度， 采用带有稍许变薄的弯曲， 对减少回弹会更有用。 因为零间 隙或负间隙弯曲， 可以改变板料的应力状态， 使其由普通的弯曲转化为具有拉弯 性质的弯曲， 使坏料的中性层内侧压应力状态， 从而坯料整个截面在切向均处于 拉应力状态，卸载后内外侧纤维回弹相互抵消， 可减小回弹。 所以采用拉弯工艺 及可调间隙的模具，对控制回弹是很有好处的。 4. 设计合理的工件形状 U 型弯曲件比 V型件回弹量小。工件形状复杂， 各部分间相互牵扯多， 回弹困难。所以 V型回弹量比 U型小。若在弯曲处压制出 20 适宜的加强筋， 则回弹

37、量更小 因此对弯曲件进行翻边或叠边处理， 既可以提高 刚度，又能减小回弹。 5. 采用合适的组织状态 冷作硬化后的材料，弯曲回弹量大。对精度要求 高的弯曲件其坯料有冷作硬化， 应对其进行退火处理， 再弯曲。 在需要且又允许 的情况下，应对较厚坯料的工件采用加热弯曲消除回弹。 6. 采用校正弯曲正式 校正弯曲回弹角明显小于自由弯曲，且校正力愈 大，回弹愈小。 这是因为校正弯曲力将使冲压力集中在弯曲变形区， 迫使金属内 层金属受挤压，则板材被校正后，内外层纤维都被伸长，卸载后都要缩短。由于 内外层的回弹趋势相反， 回弹量将减小， 从而达到克服或减少回弹的目的。 故校 正弯曲，是与拉弯性质相似的一种

38、弯曲方式，其应用范围显得更大一些。 10.2 最小相对弯曲半径 弯曲时弯曲半径越小， 板料外表面的变形程度越大， 若弯曲半径过小， 则板 料的外表面将超过材料的变形极限， 而出现裂纹或拉裂。 在保证弯曲变形区材料 外表面不发生裂纹的条件下， 弯曲件列表面所能行成的最小圆角半径称为最小弯 曲半径。 最小弯曲半径与弯曲件厚度的比值 r min/t 称为最小相对弯曲半径， 又称为最 小弯曲系数，是衡量弯曲变形的一个重要指标。 影响最小弯曲半径的因素有： 1. 材料的力学性能 材料的塑性越好，其塑性指标就越高，材 料许可的最小相对弯曲半径也越小。 21 2. 零件的弯曲中心角 理论上讲，变形区外表面的

39、变形程度只 与 r/t 有关，而与弯曲中心角无关。实际上，当弯曲中心角较小时， 由于变形区不大，接近弯曲中心角的直边部分（不变形区）可能参与 变形，产生一定的伸长， 从而使弯曲中心角处的变形得到一定的减轻， 可使最小相对弯曲半径减小。 3. 板料的表面质量与剪切断面质量 板料表面有划痕，裂纹， 毛刺等缺陷时，弯曲易造成应力集中，使弯曲件过早的破坏。在这些 情况下要选用较大的弯曲半径。 4. 板料宽度的影响 窄板弯曲时，在板料的宽度方向的应力为 零，宽度方向的材料可以自由流动，可使最小相对弯曲半径减小。宽 板弯曲时，材料沿宽度方向流动的阻力大，选用的相对弯曲半径要大 一些。 5. 材料的方向性

40、弯曲材料采用的冷轧钢板，沿纤维方向的塑 性指标要优于垂直方向。故当弯曲线与纤维方向垂直时，材料具有较 大的抗拉强度， 不易被拉裂， 最小相对弯曲半径数值就小， 反之则大。 最小相对弯曲半径的确定： 由于影响板材最小相对弯曲半径的因素很多， 故 在实际应用中考虑了部分工艺因素的影响，其数值一般由实验方法确定。表 4-1 为实验得到的最小相对弯曲半径的实验数值，可直接选取。 4-1 最小相对弯曲半径的实验值 材料 正火或退火 硬化 弯曲线方向 与轧纹垂 与轧纹平 与轧纹垂 与轧纹平 22 直 行 直 行 铝 0 0.3 0.3 0.8 05、 0 0.3 0.2 0.5 08F 15,20 0.1

41、 0.5 0.5 1.0 ,Q235 45,50 0.5 1.0 1.0 1.7 注：本表用于板材厚度 t 10mm弯, 曲角 90，剪切断面良好的情况。 本题材料 08F钢，可选最小相对弯曲半径 rmin /t =0.5 。前面初定尺寸时，弯 曲半径定的是 r=3mm，r/t=3/1.5=2, 大于最小相对弯曲半径值，可以成形 10.3 弯曲力的计算 弯曲力是设计弯曲模和和选择压力机吨位的重要依据。 由于弯曲力的因素较 多，如材料的性能，零件的形状，弯曲方法，摸具结构，模具间隙和磨具工作表 面质量等。 因此，用理论分析的方法很难准别计算弯曲力， 生产中常用经验公式 概略的计算弯曲力，作为设计

42、弯曲工艺过程和选择冲压设备的依据。 本零件属于“ U”形件的自由弯曲，采用以下经验公式计算弯曲力， 0.7kbt2 b F自= rt 本零件有两个不同尺寸的弯曲边， b=200d 的边所需弯曲力是： 22 0.7kbt2 b 0.7 1.3 120 1.52 300 F自=b = 14.742kN. 自 r t 3 1.5 23 b=80 的边所需的弯曲力是： 22 0.7 kbt 2 b 0.7 1.3 80 1.52 300 F自 =b = =9.828kN. 自 r t 3 1.5 式中 F自 冲压行程结束时的弯曲自由力（ N）； k 安全系数，一般取 1.3 ； b 弯曲件的宽度（ m

43、m）； t 弯曲件的厚度（ mm）； r 弯曲件的内弯曲半径（ mm）； b 材料的抗拉强度（ MPa） 08F 钢的 b =275383，取 300MPa. F=4F自+2F自 =414.742+2 9.828=78.64kN. 初选设备 J23-10 型号的开式双柱可倾压力机，其主要技术参数如下： 公称压力 /t ：10 最大闭合高度 /mm：180 最大装模高度 /mm：145 连杆调节长度 /mm：35 工作台尺寸 /mm： 前后 240 左右 370 模柄孔尺寸 /mm： 30 55 10.4 “ U”形件弯曲模结构设计 本题的零件形状为 , 这类零件可以分两次分别成形，也可以一次弯

44、曲成 形。为了提高生产效率， 节约时间成本， 采用一次弯曲成形的方式来生产该零件 24 根据对产品质量的要求不同，又可以分为不同的模具结构来一次成形： 结构 1. 如图所示，这种结构弯曲零件时，在初始弯曲中，凸模肩部阻 碍了材料的转动， 加大了材料通过凹模圆角的摩擦力， 使弯曲件侧壁易擦伤， 拉 薄。成形后零件两肩部与地面不易平行。 结构 2. 采用带摆块的弯曲模，这种模具不但四角可以在一副模具中弯 曲，而且弯曲件的精度较高。弯曲时坯料放在凸模端面上，由定位挡板定位。上 模继续下降， 凹模和凸模利用弹顶器的弹力弯曲出工件的两个角， 使毛坯成“U” X形，上模继续下降，推板迫使凸模压缩弹顶器而向

45、下运动，这时铰接在活动凸 模两侧面的一对摆块向外摆动，完成两外侧的弯曲。 分析比较这两种模具结构，第一种比较简单，模具设计制造安装定位都 比较容易， 但形状精度略差， 第二种模具结构比较复杂， 而且需要额外制造安装 弹顶器，摆块等，但尺寸精度比较高。由于本产品为电器外壳，对尺寸的精度要 求不高，材料为 08F 钢，塑性比较好，易于成形，故采用第一种模具结构能够满 足产品的质量要求。 10.5 弯曲模主要工作零件的结构参数确定 10.5.1 弯曲凸模和凹模的圆角半径 当弯曲件的相对弯曲半径 r/t 4 时， ra =2t. 10.5.2 凹模工作部分深度 凹模工作部分深度 l0 要适当。过小时，

46、坯料弯曲变形的两直边自由部分 长，弯曲件成形后回弹大，而且直边不平行。若过大，则模具材料消耗多，而且 要求压力机有较大的行程。弯曲 U 形件时，若弯边高度不大，或要求两边平直， 则凹模深度应大于零件高度，如果，弯曲件边长较长，而对平直度要求不高时， 凹模深度可以小于工件弯边尺寸。 本题弯边高度不大，而且要求两边平直，故而凹模深度应大于零件高度。 10.5.3 弯曲凸、凹模之间的间隙 26 V 形件弯曲模，凸模与凹模制件的间隙是由调节压力机的装模高度来控制 的。对于 U 形件，则必须选择适当的间隙值。凸、凹模之间的间隙值对弯曲件的 回弹、表面质量和弯曲力均有较大的影响。若间隙过大，弯曲件回弹增大

47、，误差 增大，从而降低了制件的精度。 当间隙过小时， 会使制件直边料厚减薄和出现划 痕，同时降低凹模的寿命，生产中凸模和凹模间的间隙值可由下式决定： 弯曲有色金属： c=tmin +nt 弯曲黑色金属： c=t+nt 式中 c 弯曲凸模和凹模的单边间隙( mm) t 、 tmin 材料厚度的尺寸和最小尺寸( mm) n 间隙系数，查表得 n=0.1 则 c=1.5+0.1 1.5=1.65mm. 10.5.4 凸模和凹模工作尺寸及公差 用内形尺寸标注弯曲件，且工件为双向对称偏差，工件基本尺寸 L1 =12600.4 , L2=8600.35。则凸模尺寸为： 1 L凸1=(1260.4)00.0

48、3 =126.200.03 2 1 L凸2=(860.35)00.025 =86.200.025 2 凹模尺寸按凸模实际尺寸配作加工，保证单面间隙 c. 凹模壁厚 C=50mm. 则凹模周界： L=50 2+126.2+21.65=229.5mm B=50 2+86.2+21.56=188.3 凹模采用上下相通的形式， 一边在弯曲件卡在凹模里面时可以利用安装在凹 27 模下面的顶件块将零件顶出。 凹模以内六角螺纹固定， 最终凹模形式及尺寸如下 图所示： 弯曲凹模 28 弯曲凸模 11.选择模架及其它零件 由凹模周界， 根据 GB2851.3-81 选取后侧导柱模架 250250190230 上模座 250 25045 下模座 250250 55 导柱 35 180 导套 35 115 50 29 12. 卸料方式及卸料机构 由于弯曲件在弯曲成形后和凸、凹模都是紧密接触，工件既有可能随凸 模向上，也有可能卡在凹模里面。 则在上下模都需要设置卸料机构。 本题将凸模 和凹模都制造成带通孔的结构，一边安装推