《挡板落料模设计》-第三章

任务3.1支架工艺分析及工艺方案的确定一、对弯曲件形状的要求(1)为防止弯曲时材料滑移，要求弯曲件的形状尽量对称。(2)当弯曲件的弯曲处于宽窄交界处时，为使弯曲时易于变形，防止交界处开裂，弯曲线的位置应满足l≥r，如图3-2(a)所示，或在宽窄交界处开槽，如图3-2(b)、(c)所示。(3)边缘有缺口的弯曲件，若在坯料上将缺口冲出，弯曲时会出现叉口现象，严重时无法弯曲成形。这时可在缺口处留出连接带，待弯曲成形后，再把它切除。下-页

返回任务3.1支架工艺分析及工艺方案的确定二、对弯曲件尺寸的要求1．弯曲件孔到弯边的距离弯曲有孔的坯件时，为防止孔发生变形，使孔的边缘与弯曲线有一定距离a或a1，如图3-4所示。

2．弯曲件的直边高度在弯曲角为90°时，为使弯边有一定的变形稳定性，须使弯边高度h≥2t。若h<2t，则须压槽，或增加弯边高度，弯曲后再将其切掉。三、弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排应根据工件形状的复杂程度、精度要求、生产批量及材料机械性能等因素综合考虑。合理安排弯曲上-页

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返回任务3.1支架工艺分析及工艺方案的确定工序，既可减少工序，又能简化模具结构，提高制件的质量和产量。1．形状简单的弯曲件在图3-6中，V形、U形、Z形等制件，可一次弯曲成形。2．形状复杂的弯曲件如图3-8所示的弯曲件，需要采用二次或多次弯曲成形。但对于某些尺寸小、材料厚度薄、形状较复杂的弹性接触件，应采用一次复合弯曲成形，使之定位准确，操作方便。3．非对称弯曲件图3-9所示弯曲件，应采用对称弯曲成形，弯曲后再切开。上-页

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返回任务3.1支架工艺分析及工艺方案的确定4．批量大、尺寸较小的弯曲件为提高生产率，应采用冲裁、弯曲、切断等连续工艺成形。任务结论(1)支架的形状对称符合工艺要求。(2)支架的直边高度51，弯曲角为90°，弯边高度h≥2t，能够保证弯边有一定的变形稳定性。(3)尺寸精度符合工艺要求。(4)支架所需工序：落料、冲孔、弯曲。落料、冲孔工序可以采用复合模完成，弯曲形状为U形，所以弯曲可一次完成。上-页

返回任务3.2支架毛坯展开尺寸计算一、弯曲件中性层位置的确定在计算弯曲件的毛坯尺寸时，必须首先确定中性层的位置，中性层位置可用其弯曲半径表示，如图3-11所示。弯曲半径可按以下经验公式计算：二、弯曲件毛坯尺寸计算中性层位置确定后，对于形状简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采用下面的方法计算毛坯长度。而对于形状比较复杂或精度要求较高的弯曲件，在利用下面公式计算毛坯长度后，还需反复试弯不断修正，才能最后确定毛坯的形状及尺寸。下-页

返回任务3.2支架毛坯展开尺寸计算1．r>0.5t的弯曲件r>0.5t的弯曲件由于变薄不严重，按中性层展开的原理，毛坯总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和。2．r<0.5t的弯曲件对于r<0.5t的弯曲件，由于弯曲变形时不仅制件的圆角变形区产生严重变薄，而且与其相邻的直边部分也产生变薄，故应按变形前后体积不变条件确定坯料长度。通常采用表3-2所列经验公式计算。上-页

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返回任务3.2支架毛坯展开尺寸计算3．铰链式弯曲件对于r=(0.6～3.5)t的铰链件，如图3-13所示。通常采用推圆的方法成形，在卷圆过程中板料增厚，中性层外移，其坯料长度，可按下式近似计算：上-页

返回任务3.3支架弯曲力计算弯曲力是选择压力机和设计模具的重要依据之一。由于弯曲力受材料性能、零件形状、弯曲方法、模具结构等多种因素的影响，很难用理论分析的方法进行准确计算，所以在生产中常采用经验公式来计算。一、自由弯曲的弯曲力V形件弯曲力

U形件弯曲力下-页

返回任务3.3支架弯曲力计算二、校正弯曲的弯曲力三、顶件力和压料力如果弯曲模没有顶件装置或压料装置，其顶件力（或压料力）FD（或FY）可近似取自由弯曲力的30%～80%。四、弯曲时压力机吨位的确定自由弯曲时：上-页

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返回任务3.3支架弯曲力计算校正弯曲时，由于校正力比压料力或顶件力大得多，所以FD可以忽略。即上-页

返回任务3.4支架弯曲模工作部分设计一、凸、凹模间隙弯曲模凸、凹模之间的间隙指单边间隙，用Z/2表示，如图3-15所示。对于V形弯曲件，凸、凹模之间的间隙是靠调节压力机的装模高度来控制的。对于U形弯曲件，凸、凹模之间的间隙值对弯曲件回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响，间隙越大，回弹越大，工件的精度也越低；间隙越小，会使零件壁部厚度减薄，降低模具寿命。下-页

返回任务3.4支架弯曲模工作部分设计1．工件标注外形尺寸工件标注外形尺寸时，根据工件宽度偏差的分布又可分为对称偏差和单向偏差两种情况。(1)工件标注外形尺寸L±△，即对称偏差时，如图3-16(a)所示。凹模宽度工件标注外形尺寸，即单向偏差时，如图3-16(b)所示。凹模宽度上-页

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返回任务3.4支架弯曲模工作部分设计在工件标注外形尺寸的情况下，凸模应按凹模宽度尺寸配制，并保证单面间隙为Z/2，即

2．工件标注内形尺寸工件标注内形尺寸时，根据工件宽度偏差的分布也可分为对称偏差和单向偏差两种情况。(1)工件标注内形尺寸L±△，即对称偏差，如图3-16(c)所示。凸模宽度上-页

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返回任务3.4支架弯曲模工作部分设计(2)工件标注内形尺寸，即单向偏差，如图3-16(d)所示。凸模宽度在工件标注内形尺寸的情况下，凹模应按凸模宽度尺寸配制，并保证单面间隙为Z/2，即三、凸、凹模圆角半径和凹模深度1．凸模圆角半径上-页

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返回任务3.4支架弯曲模工作部分设计当弯曲件的内侧弯曲半径为r时，凸模圆角半径应等于弯曲件的弯曲半径，即rp=r，但必须使r大于允许的最小弯曲圆角半径。若弯曲件的相对弯曲半径r/t较大、精度要求较高时，凸模圆角半径应根据回弹值作相应的修正。2．弯曲凹模的圆角半径及其工作部分的深度弯曲凹模的圆角半径一般不应小于3mm，以免弯曲时毛坯表面出现裂痕。凹模两侧圆角半径应保持一致，否则弯曲过程中毛坯会发生偏移。上-页

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返回任务3.4支架弯曲模工作部分设计过小的凹模深度会使毛坯两边自由部分过大，造成弯曲件回弹量大，工件不平直；过大的凹模深度增大了凹模尺寸，浪费模具材料，并且需要大行程的压力机，因此模具设计中要保持适当的凹模深度。上-页

返回任务3.5支架模具结构设计由于弯曲工序安排不同，弯曲模具的结构也有很大的区别。针对弯曲工艺的特点，在设计弯曲模具结构时，应考虑以下要点：(1)毛坯放置在模具上的定位要准确可靠。(2)毛坯在弯曲过程中要防止偏移。(3)毛坯与弯曲成形件应取放方便、安全。(4)校正弯曲时，要考虑好校正的部位，使之在模具中得到校正。(5)模具要便于调整、修理、装配。(6)回弹较大的材料弯曲时，模具结构在调试和维修后，能修正和弥补回弹。下-页

返回任务3.5支架模具结构设计一、V形件弯曲模如图3-17(a)所示，为简单的V形件弯曲模，其特点是结构简单、通用性好。但弯曲时坯料容易偏移，影响工件精度。如图3-17(b)～(d)所示分别为带有定位尖、顶杆、V形顶板的模具结构，可以防止坯料滑动，提高工件精度。如图3-17(e)所示的V形弯凸模，由于有顶板及定料销，可以有效防止弯曲时坯料的偏移，得到边长偏差为±0.1mm的工件。上-页

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返回任务3.5支架模具结构设计二、U形件弯曲模根据弯曲件的要求，常用的U形弯曲模，如图3-18所示。3-18(a)所示为开底凹模，用于底部不要求平整的弯曲件。图3-18(b)用于底部要求平整的弯曲件。图3-18(c)用于料厚公差较大而外侧尺寸要求较高的弯曲件，其凸模为活动结构，可随料厚自动调整凸模横向尺寸。图3-18(e)为U形精弯模，两侧的凹模活动镶块用转轴分别与顶板铰接。弯曲前顶杆将顶板顶出凹模面，同时顶板与凹模活动镶块成一平面，镶块上有定位销供工件定位之用。三、Z形件弯曲模Z形件一次弯曲即可成形，图3-19(a)结构简单，但由于没有压料装置，压弯时坯料容易滑动，只适用于精度要求不高的零件。上-页

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返回任务3.5支架模具结构设计图3-19(b)为有顶板和定位销的Z形件弯曲模，能有效防止坯料的偏移。反侧压块的作用是克服上、下模之间水平方向的错移力，同时也为顶板导向，防止其窜动。图3-19(c)所示的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将坯料夹紧，并由于橡皮的弹力较大，推动顶板下移使坯料左端弯曲。当顶板接触下模座11后，橡皮8压缩，则凸模4相对于活动凸模10下移将坯料右端弯曲成形。四、圆形件弯曲模圆形件的尺寸大小不同，其弯曲方法也不同，一般按直径分为小圆和大圆两种。上-页

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返回任务3.5支架模具结构设计(1)直径d≤5mm的小圆形件弯小圆的方法是先弯成U形，再将U形弯成圆形。用两套简单模弯圆的方法，如图3-20(a)所示。由于工件小，分两次弯曲操作不便，故可将两道工序合并。图3-20(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3-20(c)所示的也是一次弯圆模。(2)直径d≥20mm的大圆形件如图3-21(a)所示是带摆动凹模的一次弯曲成形模，凸模下行先将坯料压成U形，凸模继续下行，摆动凹模将U形弯成圆形，工件顺凸模轴线方向推开支撑取下。上-页

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返回任务3.5支架模具结构设计五、链件弯曲模铰链弯曲，一般先预弯头部，然后卷圆成形。预弯模结构如图3-22所示。卷圆的原理通常采用推圆法，其过程如图3-23所示。卷圆模分为立式和卧式两种，如图3-24所示。图3-24(a)为立式卷圆模，结构简单，适用于工件短或材料厚的铰链。图3-24(b)为卧式卷圆模，有压料装置，工件质量好。上-页

返回任务3.6支架弯曲模主要零部件的加工弯曲模制造过程与冲裁模是类似的，差别主要体现在凸、凹模上，而其他零件（如板类零件）与冲裁模相似。一、弯曲模凸、凹模技术要求及加工特点弯曲模不同于冲裁模，凸、凹模不带有锋利刃口，而带有圆角半径和型面，表面质量要求更加高，凸、凹模之间的间隙也要大些（单边间隙略大于坯料厚度）。弯曲模凸、凹模技术要求及加工特点如表3-7所示。二、凸、凹模加工弯曲模凸、凹模加工与冲裁模凸、凹模加工不同之处主要在于前者有圆角半径和型面的加工，而且表面质量要求高。下-页

返回任务3.6支架弯曲模主要零部件的加工弯曲模凸、凹模工作面一般是敞开面，其加工一般属于外形加工。对于圆形凸、凹模加工一般采用车削和磨削即可，比较简单。非圆形凸、凹模加工则有多种方法，如表3-8所示。完成任务图3-26为弯曲模凸模的零件图，根据该零件图制定出凸模的加工工艺过程。上-页

返回拓展知识：弯曲模的装配、调试与设计实例一、弯曲模的装配与调试弯曲模的装配与调试过程和冲裁模基本类似。只是由于塑性成形工序比分离工序复杂，难以准确控制的因素多，所以其调试过程要复杂些，试模、修模反复次数多。弯曲模在试冲过程中常见问题及调整方法，见表3-9。二、弯曲模设计实例零件名称：保持架；生产批量：中批量；材料：20钢，板厚0.5mm；零件简图：如图3-27所示。下-页

返回拓展知识：弯曲模的装配、调试与设计实例

（一）弯曲零件工艺分析保持架采用单工序冲压，需要三道工序。三道工序依次为落料、异向弯曲、最终弯曲。每道工序各用一套模具。现将第二道工序的异向弯曲模介绍如下。异向弯曲工序的工件，如图3-29所示。（二）模具结构坯料在弯曲过程中极易滑动，必须采取定位措施。本工件中部有两个突耳，在凹模的对应部位设置沟槽，冲压时突耳始终处于沟槽内，用这种方法实现坯料的定位。上-页

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返回拓展知识：弯曲模的装配、调试与设计实例

模具工作过程：将落料后的坯料放在凹模上，并使中部的两个突耳进入凹模固定板的槽中。当模具下行时，凸模中部和顶件块压住坯料的突耳，使坯料准确定位在槽内。模具继续下行，使各部弯曲逐渐成形。上模回程时，弹顶器通过顶件块将工件顶出。（三）主要计算

1．弯曲力计算八条弯曲线均按自由弯曲计算。图3-29中的b、c、d各处弯曲按式(3-4)计算，当弯曲内半径r取0.1t时，则每处的弯曲力为上-页

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返回拓展知识：弯曲模的装配、调试与设计实例2．校正弯曲力的计算3．弹顶力的计算弹顶器的作用是将弯曲后的工件顶出凹模，由于所需的顶出力很小，在突耳的弯曲过程中，弹顶器的力不宜太大，应当小于单边的弯曲力，否则弹顶器将压弯工件使工件在直边部位出现变形。如图3-27主视图所示，顶件块位于上止点时应和6、c点等高，上模压下时与f点等高，最大变形量为上-页

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返回拓展知识：弯曲模的装配、调试与设计实例弹簧的弹性系数K可按下式估算则弹簧预紧力为下止点时弹簧弹顶力为上-页

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返回拓展知识：弯曲模的装配、调试与设计实例4．回弹量的计算影响回弹值的因素很多，各因素又互相影响，理论计算出来的数值往往不准确，所以在实际中，是根据经验来初定回弹角，然后在试模修正。本例题采用补偿法来消除回弹。（四）主要零部件设计1．凸模凸模是由两部分组成的镶拼结构，如图3-31所示。这样的结构便于线切割机床加工。图中凸模B部位的尺寸按回弹补偿角度设计。A部位在弯曲工件的两突耳时起凹模作用。凸模用凸模固定板和螺钉固定。

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返回拓展知识：弯曲模的装配、调试与设计实例它与该部位的凸模间隙由式(3-10)。