弯曲模具设计说明书

1、弯曲模具设计简要说明一、弯曲工艺的相关简介（一）、弯曲工艺的概念弯曲是将金属板料毛坯、型材、棒材或管材等按照设计要求的曲率或角度成形为所需形状零件的冲压工序。弯曲工序在生产中应用相当普遍。（三）、弯曲件的质量分析在实际生产中，弯曲件的质量主要受回弹、滑移、弯裂等因素的影响，重点介绍回弹因素，具体如下。1、弯曲件的回弹当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性变形则完全消失。弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致的现象。这种现象称为弯曲件的弹性回跳（简称回弹）。弯曲件的回弹现象通常表现为两种形式：一是弯曲半径的改变，由回弹

2、前弯曲半径r0变为回弹后的 r1。二是弯曲中心角变变，由回弹前弯曲中心角度0（凸模的中心角度）变为回弹后的工件实际中心角度1。2影响回弹的主要因素材料的力学性能、相对弯曲半径、弯曲中心角、弯曲方式及弯曲模、弯曲件形状、模具间隙。3、减少回弹的措施选用合适的弯曲材料在满足弯曲件使用要求的条件下，尽可能选用弹性模量E大、屈服极限s小、加工硬化指数n小、机械性能较稳定的材料，以减少回弹。对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬 。在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变

3、状态，以减少回弹量。通常，当弯曲变形区材料的校正压缩量为板厚的2%5% 时，就可以得到较好的效果。4、回弹值的确定1）小变形（r/t10）自由弯曲时的凸模弯曲角 和凸模圆角半径；式中：凸模圆角半径； r弯曲件圆角半径；弯曲件弯曲角； 凸模弯曲角；材料屈服点； E材料弹性模量； t板料厚度；2）大变形（r/t<5）时弯曲件圆角半径变化很小，而只修正弯曲角。表-1 单角90°校正弯曲回弹角材料r/t11223Q215、235Q11.5°02°1.52.5°纯铜、铝、黄铜01.5°03°24°对于弯曲件弯曲角不为90

4、6;时回弹角：式中：弯曲角为时的回弹角；弯曲件弯曲角；弯曲角为90°的回弹角；模具设计时，当弯曲件弯曲角时，取凸模角度；当时，取凸模角度，通过试模来进行修正。该弯曲件弯曲角都为90°，其回弹角查表-1得，则其他影响因素1、弯曲件的弯裂弯曲件变形区外边是拉伸区，当此区的拉应力超出材料的应力极限时（强度极限）就产生裂纹。弯曲件的相对弯曲半径r/t越小，则变形越大，越易拉裂。2、弯曲件的滑移由于毛坯与模具之间磨擦的存在，当磨擦力不平衡时造成毛坯的移位，称作滑移，使弯曲件的尺寸达不到要求。（四）、弯曲件的工艺性1、最小弯曲半径：在保证外层纤维不发生破坏的条件下，所能弯曲零件内表面的

5、最小圆角半径，称作弯曲件的最小弯曲半径，表示弯曲时的成形极限。最小弯曲半径的影响因素：材料的力学性能；弯曲线的方向：由于板料的扎制造成板料性能和各项异性，扎制方向塑性较好，使弯曲的切向变形方向与扎制方向一致；板料宽度：宽度加大，最小弯曲半径增大；板料的表面质量；弯曲角；板料的厚度。2、弯曲件直边高度弯曲件的弯曲边高度不宜太小，h>R+2t，如弯曲边高度太小，则难以形成足够的弯矩。（五）、最小相对弯曲半径 ； ；而弯曲件的相对弯曲半径为：，所以在弯曲工艺时不必采取特殊工艺措施。二、设计方案的确定（一）、弯曲件工艺分析该弯曲件名为压块，形状对称，尺寸无精度要求，材料是Q235A，普通碳素钢。

6、采用复合模冲压成形，其需要经过三道工序完成：落料、冲中间孔、复合弯曲、冲两侧孔。落料工序已经在上道工序中冲制完成。本模具是完成1个U形和2个V形弯曲的冲压工艺，弯曲角都是90°。（二）、弯曲件坯料展开尺寸的计算1、中性层的确定由于中性层的长度在弯曲变形前后不变，其长度就是弯曲件坯料展开尺寸的长度。而欲求中性层长度就必须找到其位置，用曲率半径表示。中性层位置与板料厚度t、弯曲半径r、变薄系数等因素有关，在实际生产中为了使用方便，通常采用下面的经验公式来确定中性层的位置： 式中：中性层半径；r弯曲件内弯半径；x为中性层位移系数，其值件下表：表-2r/t0.10.20.30.40.50.6

7、0.70.811.2x0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33r/t1.31.522.5345678x0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.5从弯曲件图可以看到：圆角半径都为r=2mm，板料厚度t=2mm，查表-2得x=0.32，则中性层半径为：2、毛坯展开尺寸的计算由于圆角半径r>0.5t，所以毛坯展开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，即。弯曲件有5段直线部分和4段弯曲部分，因此（三）、弯曲力的计算与压力机的选用1、弯曲力的计算弯曲力是指弯曲件在完成预定弯曲时所需要的压力机施加的压力，是设

8、计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一。弯曲力的大小与毛坯尺寸、零件形状、材料的机械性能、弯曲方法和模具结构等多种因素有关，理论分析方法很难精确计算，在实际生产中常按经验公式进行计算。1）自由弯曲时的弯曲力公式V形弯曲件： ； U形弯曲件：；式中：、自由弯曲力；B弯曲件的宽度；t弯曲件厚度；r内圆弯曲半径；弯曲材料的抗拉强度；K安全系数，一般取1.3。2）、校正弯曲力公式式中：校正力；单位面积上的校正力，Mpa，A弯曲件被校正部分的投影面积，mm2。3）计算本弯曲件弯曲部分，其中两处V形弯曲，一处U形弯曲。Q235A的V形弯曲力：U形弯曲力：总弯曲力：校正弯曲力：查表4-9得；弯曲件被校正部分

9、的投影面积自由弯曲力与校正弯曲力之和：（四）、弯曲模工作部分尺寸设计1、凸模圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，取凸模圆角半径等于或略小于工件内侧的圆角半径r，但不能小于材料所允许的最小弯曲半径rmin。由前面所述，该工件的相对弯曲半径等于最小相对弯曲半径，那么，凸模的圆角半径应等于工件内侧圆角半径，即。2、凹模圆角半径凹模圆角半径的大小不会直接影响到弯曲件的圆角半径，但是过小的凹模圆角半径会使弯矩的弯曲力臂减小，毛坯如凹模困难，会擦伤毛坯表面。另外，凹模两侧的圆角半径必须相等，否则会引起板料偏移。在实际生产中通常根据材料厚度选取凹模圆角半径：当 ； ； 。由于采取复合模弯曲，凹模还要

10、实现两处V型弯曲工艺，且，因此，取。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，工作回弹大，不平直；若深度过大则凹模过高，浪费模具材料并需要较大的压力机工作行程。4、凸、凹模的间隙V形件弯曲时，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，必须考虑到要使模具闭合时，模具的工作部分与工件能紧密贴合，以保证弯曲质量。U形件弯曲时必须合理确定凸、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，使工件厚度减薄，增擦，擦伤工件并降低模具的寿命。U形件凸、凹模的单面间隙值一般可按下式计算：；加摩式中：Z/2凸、凹模的单面间隙；t板料厚度的

11、基本尺寸；板料厚度的正偏差；C根据弯曲件的高度和宽度而决定的间隙系数当工件精度要求较高时，间隙值应适当减小，可以取Z/2=t。查有关资料板料厚度的正偏差为 由公式可得：5、U形弯曲处的凸、凹模工作部分尺寸及公差凸、凹模工作部分尺寸主要是指弯曲件的凸、凹模的横向尺寸。当工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上；当工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。而凸、凹模的尺寸和公差应根据工件尺寸、公差、回弹情况以及模具的磨损规律而定。1）弯曲件标注外形尺寸凹模尺寸为 凸模尺寸为 （或凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保重单面间隙Z/2）2) 弯曲件标注内形尺寸凸模尺寸为 凹模尺寸为

12、（或凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保重单面间隙Z/2）式中：LU形弯曲件基本尺寸，mm；、凸、凹模工作部分尺寸，mm；弯曲件公差，mm；、凸、凹模制造公差，选用IT7IT9级精度，mm；Z/2凸、凹模单面间隙。由弯曲件图可以看出弯曲件标注外形尺寸，且弯曲件未标注尺寸公差，则按未按公差IT14级来处理，查表得弯曲件公差，凹模制造公差，选用IT9级精度，凸模制造公差，选用IT8级精度。凹模尺寸为凸模尺寸为由于顶件板与凹模的配合为：0.10.5mm（单边），所以顶件板尺寸为6、模具零件材料的选取模具材料的选取一般原则为：要有足够的使用性能；良好的工艺性好的淬透性、耐回火性高、热处理变形小；合理的经济性

13、能。应考虑到的因素：模具的工作条件受力状态、工作温度、腐蚀等；模具工作性质及其加工手段；模具热处理要求等。7、模具零件形式的选取1）模架的选取初步选取滑动导向模架中的后侧导柱模架，其特点是导向装置在后侧，横向、纵向送料比较方便，但由于偏心载荷的作用将加剧导向装置和凸、凹模之间的磨损，从而影响了模具寿命，一般用于较小的冲模。选取凹模边界L=200mm，B=100mm，闭合高度h=160190mm，上模座200*100*35，下模座200*100*40，导柱25*150，采用B型普通导柱，导套25*85*33，采用A型普通导套。导套(导柱)与上、下模座采用H7/r6配合精度。2）模柄的选择模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常见的模