弯曲模设计模块

1、模块三模块三 弯曲模设计弯曲模设计中原工学院材料与化工学院中原工学院材料与化工学院本模块设计任务：本模块设计任务：完成图示弯曲件的模具设计完成图示弯曲件的模具设计 学生任务设计学生任务设计 学生在本章学习过程中，需完成上述学生在本章学习过程中，需完成上述U形弯形弯曲件展开坯料的工艺性分析、工艺方案制定以曲件展开坯料的工艺性分析、工艺方案制定以及相关工艺计算，并绘制制坯模简图。目的在及相关工艺计算，并绘制制坯模简图。目的在于强化冲裁模设计步骤和主要内容。于强化冲裁模设计步骤和主要内容。本模块学习重点本模块学习重点1弯曲件主要质量问题的产生原因与解决措施；弯曲件主要质量问题的产生原因与解决措施；

2、2弯曲工艺分析主要内容与工艺设计方法；弯曲工艺分析主要内容与工艺设计方法； 3弯曲工艺计算；弯曲工艺计算； 4认识弯曲模典型结构及特点；认识弯曲模典型结构及特点； 5. 弯曲模设计方法与步骤；弯曲模设计方法与步骤；学习项目一学习项目一 概述概述一、弯曲的概念与应用一、弯曲的概念与应用1.概念概念 金属材料被弯成一定金属材料被弯成一定形状形状和和角度角度的零件的成形方法称为弯的零件的成形方法称为弯 曲。曲。2.应用应用 二、常用弯曲方法二、常用弯曲方法 模具弯曲成形、折弯、滚弯、拉弯。a)模具弯曲模具弯曲 b)折弯折弯 c)滚弯滚弯 d)拉弯拉弯三、弯曲模简介三、弯曲模简介1-模柄 2-横销 3

3、-弯曲凸模 4-弯曲凹模 5-销钉 6-下模座 7-螺钉 8-弹簧 9-顶杆 10-定位钉学习项目二学习项目二 弯曲变形分析与弯曲件主要质量问弯曲变形分析与弯曲件主要质量问题题一、弯曲变形过程一、弯曲变形过程 弯曲半径逐渐减小弯曲半径逐渐减小 ，即，即 弯曲力臂逐渐减小，弯曲力臂逐渐减小， 即即rrrr210kllll210二、弯曲变形特点二、弯曲变形特点 坯料弯曲前后的网格变化坯料弯曲前后的网格变化1.变形区的位置变形区的位置 在弯曲带中心角范围内，中心角以外基本上不变形。在弯曲带中心角范围内，中心角以外基本上不变形。弯曲角弯曲角与弯曲中心角与弯曲中心角2.变形特点变形特点长度方向：内侧单元

4、格长度减小长度方向：内侧单元格长度减小 受压受压 外侧单元格长度增加外侧单元格长度增加 受拉受拉 弯曲中性层：长度既不减小也不增加的那层金属。弯曲中性层：长度既不减小也不增加的那层金属。厚度方向：内侧单元格长度减小，厚度增加厚度方向：内侧单元格长度减小，厚度增加 外侧单元格长度增加，厚度减小外侧单元格长度增加，厚度减小宽度方向：宽度方向： 窄板窄板a) 矩形截面矩形截面 内宽外窄的扇形截面内宽外窄的扇形截面 宽板宽板b) 矩形截面无变化矩形截面无变化总体厚度减小总体厚度减小三、弯曲件主要质量问题三、弯曲件主要质量问题1.弯裂与最小相对弯曲半径弯裂与最小相对弯曲半径（1）最小相对弯曲半径）最小相

5、对弯曲半径 概念：概念： 在自由弯曲保证坯料最外层纤维不发生破裂的前提下，在自由弯曲保证坯料最外层纤维不发生破裂的前提下，所能获得的弯曲件内表面最小圆角半径与弯曲材料厚度的所能获得的弯曲件内表面最小圆角半径与弯曲材料厚度的比值比值 ，称为最小相对弯曲半径。，称为最小相对弯曲半径。 意义：意义： tr/min1212/2/2/)2/()()(0011trtrttrtrtrrrooaa外（2）最小弯曲半径的影响因素）最小弯曲半径的影响因素 1）材料的塑性和热处理状态）材料的塑性和热处理状态 ：材料塑性越好，最小弯曲半材料塑性越好，最小弯曲半径可越小。径可越小。 2）坯料的边缘及表面状态）坯料的边缘

6、及表面状态 ：应将毛刺和其他缺陷置于弯应将毛刺和其他缺陷置于弯曲内区。曲内区。 3）弯曲方向）弯曲方向 ：弯曲方向与纤弯曲方向与纤 维方向垂直时，对弯曲有利。维方向垂直时，对弯曲有利。 4）弯曲角）弯曲角a ：弯曲角弯曲角a越大，越大， 最小弯曲半径越小。最小弯曲半径越小。 （3）防止弯裂的措施）防止弯裂的措施v 退火、加热弯曲退火、加热弯曲v 消除冲裁毛刺消除冲裁毛刺v 两次弯曲（先加大弯曲半径，退火后再按工件要两次弯曲（先加大弯曲半径，退火后再按工件要 求的小半径弯曲）求的小半径弯曲）v 校正弯曲校正弯曲v 对较厚材料的开槽弯曲对较厚材料的开槽弯曲 2. 弯曲件的回弹弯曲件的回弹 回弹：回

7、弹：在材料弯曲变形结束，零件不受外力作用时，在材料弯曲变形结束，零件不受外力作用时，由于弹性恢复，使弯曲件的角度，弯曲半与模具的尺寸形由于弹性恢复，使弯曲件的角度，弯曲半与模具的尺寸形状不一致的现象称为回弹。状不一致的现象称为回弹。 （1）回弹的表现形式）回弹的表现形式 1）弯曲半径增大）弯曲半径增大 2）弯曲角增大）弯曲角增大 （2）影响回弹的因素）影响回弹的因素 1）材料的力学性能：材料的屈服点越大，弹性模量越小，）材料的力学性能：材料的屈服点越大，弹性模量越小， 弯曲回弹越大。弯曲回弹越大。 2）相对弯曲半径：相对弯曲半径越小，回弹值越小。）相对弯曲半径：相对弯曲半径越小，回弹值越小。

8、3）弯曲件角度）弯曲件角度a：弯曲件角度越小，表示弯曲变形区域越：弯曲件角度越小，表示弯曲变形区域越 大，回弹越大。大，回弹越大。 4）弯曲方式：校正弯曲回弹小。）弯曲方式：校正弯曲回弹小。 5）模具间隙：间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；反）模具间隙：间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；反 之，回弹就小。之，回弹就小。 6）零件形状：）零件形状： 零件形状复杂，一次弯曲成形角的数量越零件形状复杂，一次弯曲成形角的数量越 多，各部分的回弹相互牵制作用越大，回弹多，各部分的回弹相互牵制作用越大，回弹 就越小。就越小。（3）回弹值的确定）回弹值的确定 1）大变形程度）大变形程度( 5)自由弯曲时

9、的回弹自由弯曲时的回弹 回弹值较小，只修正角度。回弹值较小，只修正角度。 2）小变形程度）小变形程度( 10)自由弯曲时的回弹自由弯曲时的回弹 回弹值较大需修正弯曲半径和弯曲角度。回弹值较大需修正弯曲半径和弯曲角度。 tr /tr /EtrrtrErrssp3131) 1)(180(pprr弯曲角度的修正：弯曲角度的修正：弯曲半径的修正：弯曲半径的修正：（4）控制回弹的措施）控制回弹的措施 1）改进零件的设计）改进零件的设计 2）从弯曲工艺上采取措施）从弯曲工艺上采取措施 如采用校正弯曲、拉弯等工艺以减小回弹值。如采用校正弯曲、拉弯等工艺以减小回弹值。拉弯工艺拉弯工艺3）从模具结构上采取措施）

10、从模具结构上采取措施 补偿回弹的方法补偿回弹的方法 改变凸模形状减小回弹改变凸模形状减小回弹 增加拉应变减小回弹增加拉应变减小回弹 端部加压减小回弹端部加压减小回弹3. 弯曲时的偏移弯曲时的偏移 偏移偏移：当坯料各边所受的摩擦阻力不等时，有可能使坯料：当坯料各边所受的摩擦阻力不等时，有可能使坯料在弯曲过程中沿零件的长度方向产生移动，使零件两直边在弯曲过程中沿零件的长度方向产生移动，使零件两直边的高度不符合图样的要求，这种现象称为偏移。的高度不符合图样的要求，这种现象称为偏移。 （1）偏移现象的产生 a.b-坯料形状不对称坯料形状不对称C-零件结构不对称零件结构不对称d.e-模具结构不合理模具结

11、构不合理（2）克服偏移的措施）克服偏移的措施 1）压料；）压料； 2）孔定位；）孔定位； 3）不对称零件成对）不对称零件成对生产；生产； 4）合理设计模具。）合理设计模具。 a.b-压料压料 c-孔定位孔定位不对称零件成对生产不对称零件成对生产4. 弯曲后的翘曲与剖面畸变弯曲后的翘曲与剖面畸变 弯曲后的翘曲弯曲后的翘曲 管材弯曲后的剖面畸变管材弯曲后的剖面畸变作业：作业：1.简述弯曲变形特点。简述弯曲变形特点。 2.弯曲件的主要质量问题有哪些？弯曲件的主要质量问题有哪些？ 试述其产生原因和解决措施。试述其产生原因和解决措施。学习项目三学习项目三 弯曲模具结构介绍弯曲模具结构介绍 一、单工序弯曲

12、模一、单工序弯曲模 1. V形件弯曲模形件弯曲模 形弯曲模的一般结构形式形弯曲模的一般结构形式1 1凸模凸模2 2定位板定位板3 3凹模凹模4 4定位尖定位尖5 5顶杆顶杆6 6形顶板形顶板7 7顶板顶板8 8定料销定料销9 9反侧压块反侧压块 V形件精弯模形件精弯模1-1-凸模凸模 2 2支架支架 3 3定位板（或定位销）定位板（或定位销）4 4活动凹模活动凹模 5 5转轴转轴 6 6支承板支承板 7 7顶杆顶杆 2. U形件弯曲模形件弯曲模U形弯曲模形弯曲模1-凸模凸模 2-凹模凹模 3-弹簧弹簧 4-凸模活动镶块凸模活动镶块 5、9-凹模活动镶块凹模活动镶块 6-定位销定位销 7-转轴转

13、轴 8-顶板顶板弯曲角小于弯曲角小于90的的U形件弯曲模形件弯曲模 1-凸模凸模 2-转动凹模转动凹模 3-弹簧弹簧3. 形件弯曲模形件弯曲模（1）一次弯曲成形）一次弯曲成形形件一次弯曲成形模形件一次弯曲成形模（2） 形件两次弯曲成形模形件两次弯曲成形模a）首次弯曲）首次弯曲 b）二次弯曲）二次弯曲1-凸模凸模 2-定位板定位板3-凹模凹模 4-顶板顶板 5-下模座下模座（3） 形件两次弯曲复合的弯曲模形件两次弯曲复合的弯曲模 形件两次弯曲复合的弯曲模形件两次弯曲复合的弯曲模1-凸凹模凸凹模 2-凹模凹模 3-活动凸模活动凸模 4-顶杆顶杆（4）带摆块的）带摆块的 形件弯曲模形件弯曲模 1-凹

14、模凹模 2-活动凸模活动凸模 3-摆块摆块 4-垫板垫板 5-推板推板4. Z形件弯曲模形件弯曲模 1-顶板顶板 2-定位销定位销 3-反侧压块反侧压块 4-凸模凸模 5-凹模凹模 6-上模座上模座 7-压块压块 8-橡皮橡皮 9-凸模托板凸模托板10-活动凸模活动凸模 11-下模座下模座5. 圆形件弯曲模圆形件弯曲模 （1）直径）直径d5mm 的小圆形件的小圆形件 1 1凸模凸模 2 2压板压板 3 3芯棒芯棒 4 4坯料坯料 5 5凹模凹模 6 6滑块滑块 7 7楔模楔模 8 8活动凹模活动凹模 （2）直径）直径d20mm大圆形件大圆形件 三道工序弯曲大圆三道工序弯曲大圆两道工序弯曲大圆两

15、道工序弯曲大圆带摆动凹模的一次弯曲成形模带摆动凹模的一次弯曲成形模1支撑 2凸模 3摆动凹模 4顶板5上模座 6芯棒 7反侧压块 8下模座6. 铰链件弯曲模铰链件弯曲模 预弯模预弯模+ +立式卷圆模立式卷圆模卧式卷圆模卧式卷圆模7. 其他形状弯曲件的弯曲模其他形状弯曲件的弯曲模 滚轴式弯曲模滚轴式弯曲模1凸模2定位板 3凹模4滚轴5挡板 带摆动凸模弯曲模带摆动凸模弯曲模带摆动凹模的弯曲模带摆动凹模的弯曲模二、级进模二、级进模1-挡块挡块 2-顶件销顶件销 3-凸凹模凸凹模 4-冲孔凸模冲孔凸模 5-冲孔凹模冲孔凹模 6-弯曲凸模弯曲凸模冲孔、切断、弯曲级进模冲孔、切断、弯曲级进模三、复合模三、

16、复合模四、通用弯曲模四、通用弯曲模多次多次V形弯曲制造复杂零件举例形弯曲制造复杂零件举例 折弯机用弯曲模的端面形状折弯机用弯曲模的端面形状 通用通用V形弯曲模形弯曲模a）通用凹模）通用凹模 b）直臂式凸模）直臂式凸模 c）曲臂式凸模）曲臂式凸模学习项目四学习项目四 弯曲件模具设计步骤与实例弯曲件模具设计步骤与实例 一、弯曲件工艺性分析一、弯曲件工艺性分析1. 材料分析材料分析 如果弯曲件的材料具有足够的塑性，屈强比小，屈服点和如果弯曲件的材料具有足够的塑性，屈强比小，屈服点和弹性模量的比值小，则有利于弯曲成形和工件质量的提弹性模量的比值小，则有利于弯曲成形和工件质量的提高高 。2. 结构分析结

17、构分析（1）最小弯曲半径和弯曲件的弯边高度）最小弯曲半径和弯曲件的弯边高度 1）弯曲半径）弯曲半径minrr 2)弯边高度弯边高度 弯曲件的弯边高度不宜过小，其值应为弯曲件的弯边高度不宜过小，其值应为 。 trh2 弯边高度过小的解决方法弯边高度过小的解决方法（2）预冲工艺孔或切槽）预冲工艺孔或切槽 防止根部弯裂的方法：改变弯曲线的位置防止根部弯裂的方法：改变弯曲线的位置 预冲工艺槽孔预冲工艺槽孔（3）弯曲件孔边距离）弯曲件孔边距离 一般孔边至弯曲半径一般孔边至弯曲半径r中心的安全距离按料厚确定：中心的安全距离按料厚确定： 时，时， 时，时，mmt2tL mmt2tL2 弯曲件孔边距离弯曲件孔

18、边距离 防止弯曲时孔变形的措施防止弯曲时孔变形的措施（4）弯曲样的几何形状）弯曲样的几何形状 弯曲件应尽量设计成对称状，弯曲半径左右一致，以防弯曲弯曲件应尽量设计成对称状，弯曲半径左右一致，以防弯曲变形时坯料受力不均而产生偏移。变形时坯料受力不均而产生偏移。 增添连接带和定位工艺孔的弯曲件增添连接带和定位工艺孔的弯曲件（5）弯曲件的尺寸标注）弯曲件的尺寸标注 尺寸标注对弯曲工艺的影响尺寸标注对弯曲工艺的影响3. 精度分析精度分析一般弯曲件长度的尺寸公差等级在一般弯曲件长度的尺寸公差等级在IT13级以下，角度级以下，角度公差大于公差大于15。 4. 本章设计任务工艺性分析本章设计任务工艺性分析

19、材料：材料：45钢，料厚：钢，料厚：3mm （1）材料分析）材料分析 45钢为优质碳素结构钢，具有良好的弯曲成形性能。钢为优质碳素结构钢，具有良好的弯曲成形性能。（2）结构分析）结构分析v零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。v查得此材料所允许的最小弯曲半径查得此材料所允许的最小弯曲半径1.5mm，而零，而零件弯曲半径为件弯曲半径为2mm，故不会弯裂。，故不会弯裂。v零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。不会变形，可以先冲孔后弯曲。v计算零件相对弯曲半径计算零件相对弯曲半

20、径 ，卸载后弯曲，卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角发生的变化，可以采用校正弯曲来控制。发生的变化，可以采用校正弯曲来控制。567. 0/tr（3）精度分析）精度分析 零件上只有零件上只有1个尺寸有公差要求，由公差表查得个尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求属于其公差要求属于IT14，其余未注公差尺寸也均按，其余未注公差尺寸也均按IT14选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。度要求。 结论：结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯

21、曲可以冲裁和弯曲。 5. 本章设计任务工艺方案的制定本章设计任务工艺方案的制定 零件为零件为U形弯曲件，该零件的生产包括落料、冲孔形弯曲件，该零件的生产包括落料、冲孔和弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案：和弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案：v方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工 序模生产。序模生产。v方案二：落料方案二：落料冲孔复合冲压，再弯曲。采用复合冲孔复合冲压，再弯曲。采用复合 模和单工序弯曲模生产。模和单工序弯曲模生产。v方案三：冲孔方案三：冲孔落料连续冲压，再弯曲。采用连续落料连续冲压，再弯曲。采用连续 模和单工序弯曲模生

22、产。模和单工序弯曲模生产。v方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，生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。产效率较低。v方案二需两副模具，精度高、生产效率较高。但由方案二需两副模具，精度高、生产效率较高。但由于该零件的孔边距为于该零件的孔边距为4.75mm，小于凸凹模允许的，小于凸凹模允许的最小壁厚最小壁厚6.7mm，故不能采用复合冲压工序。，故不能采用复合冲压工序。v方案三也需两副模具，生产效率也很高，但零件的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。欲保证冲压件的形位精度，需在模冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，故其模具制

23、造、安装较复合具上设置导正销导正，故其模具制造、安装较复合模略复杂。模略复杂。 结论：结论：采用方案三为佳。采用方案三为佳。 作业：作业： 1.自学书中第自学书中第6节内容节内容弯曲件的工序安排。弯曲件的工序安排。 2.完成弯曲件制坯模具的总体结构设计（只要完成弯曲件制坯模具的总体结构设计（只要 求考虑结构组成，不要求具体尺寸）。求考虑结构组成，不要求具体尺寸）。 三、弯曲工艺计算三、弯曲工艺计算（一）弯曲件坯料展开长度计算（一）弯曲件坯料展开长度计算 1. 中性层和中性层位置的确定中性层和中性层位置的确定 弯曲件的坯料长度应等于中弯曲件的坯料长度应等于中 性层的展开长度。由于弯曲时坯性层的展

24、开长度。由于弯曲时坯 料的厚度减薄，所以中性层的位料的厚度减薄，所以中性层的位置发生内移，其内移量随变形成度的增加而增加。置发生内移，其内移量随变形成度的增加而增加。 中性层位置以曲率半径中性层位置以曲率半径表示（见上图），通常用下列表示（见上图），通常用下列经验公式确定，其中经验公式确定，其中x为中性层位移系数。为中性层位移系数。 xtr 2. 各类弯曲件展开尺寸的计算各类弯曲件展开尺寸的计算（1）有圆角半径的弯曲（）有圆角半径的弯曲（ ）tr5 . 0180)(1802121xtrllllLZ（2）圆角半径很小（）圆角半径很小（ ）的弯曲）的弯曲 由于变形程度大，一般变形前后由于变形程度大

25、，一般变形前后体积不变体积不变的原则由的原则由经验公式计算。经验公式计算。（3）铰链式弯曲件）铰链式弯曲件 铰链件一般采用推圆的方法生产，其中性层会发生铰链件一般采用推圆的方法生产，其中性层会发生外移，外移系数用外移，外移系数用 表示。表示。tr5 . 0txrlrtxrlLZ117 . 47 . 5)(5 . 11x 3. 本章设计任务坯料展开尺寸计算本章设计任务坯料展开尺寸计算 该例属于有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，按该例属于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

26、性层位移系数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，所以坯料展开长度为 由于零件宽度尺寸由于零件宽度尺寸为为18mm，故毛坯尺寸，故毛坯尺寸应为应为64mm18mm。64mm63.9)328. 02(180902)1025(2)5916(ZL（二）弯曲力的计算（二）弯曲力的计算 1. 自由弯曲的弯曲力自由弯曲的弯曲力trKBtFb26 . 0自trKBtFb27 . 0自V形件弯曲力形件弯曲力U形件弯曲力形件弯曲力自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；弯曲件的宽度；弯曲件的宽度；弯曲材料的厚度；弯曲材料的厚度；弯曲件的内弯曲半径

27、弯曲件的内弯曲半径材料的抗拉强度；材料的抗拉强度；安全系数，一般取安全系数，一般取1.3。自FBtrbK2. 校正弯曲时的弯曲力校正弯曲时的弯曲力ApF校校正弯曲应力；校正弯曲应力；校正部分投影面积；校正部分投影面积；单位面积校正力单位面积校正力。3. 顶件力或压料力顶件力或压料力若弯曲模设有顶件装置或压料装置，其顶件力若弯曲模设有顶件装置或压料装置，其顶件力 （或（或压料力压料力 ）可近似取自由弯曲力的）可近似取自由弯曲力的3080%，即即DF校FAp自FFD)8 . 03 . 0(YF4. 压力机公称压力的确定压力机公称压力的确定（1）对于有压料装置的自由弯曲）对于有压料装置的自由弯曲）（

28、自压机YFFF)3 . 12 . 1 (校压机FF)3 . 12 . 1 (（2）对于校正弯曲，由于校正弯曲弯曲力比压料）对于校正弯曲，由于校正弯曲弯曲力比压料力或顶件力大得多，故压料力和顶件力一般可以忽力或顶件力大得多，故压料力和顶件力一般可以忽略，即略，即 5. 本章设计任务弯曲力计算本章设计任务弯曲力计算 弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。该零件是校正弯曲，故顶件力可以忽略，其校正弯该零件是校正弯曲，故顶件力可以忽略，其校正弯曲时的弯曲力为曲时的弯曲力为kN541201825 ApF校生产中为安全，取生产中为安全，取 ，根，根据压弯力大小

29、，初选设备为据压弯力大小，初选设备为JH2325。kN2 .97548 . 18 . 1校F压力机F作业：作业：完成弯曲件制坯模具的工艺计算完成弯曲件制坯模具的工艺计算（包括刃口尺寸、排样、压力中心和工作力的计算）。（包括刃口尺寸、排样、压力中心和工作力的计算）。（三）弯曲模工作零件设计与计算（三）弯曲模工作零件设计与计算 1. 弯曲模工作部分结构参数的确定弯曲模工作部分结构参数的确定 （1）凸模圆角半径）凸模圆角半径 当零件的相对弯曲半径较小时，当零件的相对弯曲半径较小时， ，但不应小于最小弯，但不应小于最小弯曲半径曲半径 。 当当 ，精度要求较高时则应考虑回弹，将凸模圆角半，精度要求较高时

30、则应考虑回弹，将凸模圆角半径加以修改。径加以修改。 （2）凹模圆角半径）凹模圆角半径 10/ trrrpminrtrmmtd)63(2，trmmtd)32(42，trmmtd24，prdr（3）凹模深度）凹模深度 凹模深度过小，坯料未受压部分太多，零件回弹大且不平凹模深度过小，坯料未受压部分太多，零件回弹大且不平直，影响其质量；深度若过大，则浪费模具钢材，且需压力机直，影响其质量；深度若过大，则浪费模具钢材，且需压力机有较大的工作行程。有较大的工作行程。 等参数可查表。等参数可查表。00hhl、（4）凸、凹模间隙）凸、凹模间隙 间隙过小，会使零件弯边厚度变薄，降低凹模的寿命，增间隙过小，会使零

31、件弯边厚度变薄，降低凹模的寿命，增大弯曲力。间隙过大，则回弹大，降低零件的精度。大弯曲力。间隙过大，则回弹大，降低零件的精度。 对于对于V形件：间隙是靠调整压力机的装模高度来控制形件：间隙是靠调整压力机的装模高度来控制 ，模，模具设计时可不考虑。具设计时可不考虑。 对于对于U形件：单边间隙为形件：单边间隙为cttcttZmax Z弯曲模凸、凹模单边间隙；弯曲模凸、凹模单边间隙； t零件材料厚度（基本尺寸）；零件材料厚度（基本尺寸）； 材料厚度的上偏差；材料厚度的上偏差； C间隙系数，查书中表间隙系数，查书中表4-12。（5）U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差 间隙的

32、取向原则间隙的取向原则： 工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上。模上。 工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。模上。当零件标注外形尺寸时，则当零件标注外形尺寸时，则 当零件标注内形尺寸时，则当零件标注内形尺寸时，则 dLLd0max)75. 0(0)2(pZLLdp0min)75. 0(pLLpdZLLpd0)2( 凸、凹模横向尺寸；凸、凹模横向尺寸； 弯曲件横向的最大极限尺寸；弯曲件横向的最大极限尺寸； 弯曲件横向的最小极限尺寸；弯曲件横向的最小极限尺寸； 弯曲件横

33、向尺寸公差；弯曲件横向尺寸公差； 凸、凹模制造公差，可采用凸、凹模制造公差，可采用IT7IT9级精度，一般级精度，一般可取凸模的精度比凹模的精度高一级。可取凸模的精度比凹模的精度高一级。dpLL 、maxLminLdp、 2.本章设计任务工作零件设计与计算本章设计任务工作零件设计与计算 （1）凸模圆角半径）凸模圆角半径 在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径角半径 较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即即 。 （2）凹模圆角半径）凹模圆角半径 凹模圆角半径不应过小，以免擦伤零件表

34、面，影响冲模的凹模圆角半径不应过小，以免擦伤零件表面，影响冲模的寿命，凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生寿命，凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。根据材料厚度取偏移。根据材料厚度取 。 tr /mm2p rrmm8mm35 . 2) 32(dtr （3）凹模深度）凹模深度 由于该零件为弯边高度不大由于该零件为弯边高度不大且两边要求平直的且两边要求平直的U形弯曲件，形弯曲件，所以凹模深度应大于零件的高度，所以凹模深度应大于零件的高度，且高出值且高出值 。 （4）凸、凹模间隙）凸、凹模间隙 根据根据U形件弯曲模凸、凹模单边间隙的计算公式得形件弯曲模凸、凹模单边间隙的

35、计算公式得 mm50hmm3 . 3mm)304. 018. 03(maxCttCttZ （5）U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差 零件标注内形尺寸时，应以凸模为基准，间隙取在凹模零件标注内形尺寸时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上。而凸、凹模的横向尺寸及公差则应根据零件的尺寸、公上。而凸、凹模的横向尺寸及公差则应根据零件的尺寸、公差、回弹情况以及模具磨损规律而定。因此，凸、凹模的横向差、回弹情况以及模具磨损规律而定。因此，凸、凹模的横向尺寸分别为尺寸分别为mm875.18mm)5 . 075. 05 .18()75. 0(0033. 00033. 00minpTLL

36、mm475.25mm)3 . 32875.18()2(052. 00052. 000TdAZLL3. 斜楔、滑块的设计斜楔、滑块的设计（1）斜楔、滑块之间的行程关系）斜楔、滑块之间的行程关系 斜楔角斜楔角一般取一般取40，为了增大滑块行程，为了增大滑块行程s，也可取，也可取45、50等。一般要求斜楔的有效行程等。一般要求斜楔的有效行程s1应大于滑应大于滑块的行程块的行程s。（2）斜楔、滑块的结构）斜楔、滑块的结构斜楔滑块结构示意图斜楔滑块结构示意图1-斜楔斜楔 2-挡块挡块 3-键键 4、5防磨板防磨板 6-导销导销 7-弹簧弹簧 8、9-镶块镶块 10-滑块滑块 习题课习题课 制坯模工艺计算

37、与模具设计制坯模工艺计算与模具设计 一、冲孔落料级进模工艺计算一、冲孔落料级进模工艺计算 由以上计算可知，弯曲件的坯料形状及尺寸如下图所示，由以上计算可知，弯曲件的坯料形状及尺寸如下图所示，材料为材料为45钢，料厚钢，料厚3mm。零件的生产方案在工艺性分析中明。零件的生产方案在工艺性分析中明确为冲孔落料级进模，其工艺计算主要内容包括：刃口尺寸计确为冲孔落料级进模，其工艺计算主要内容包括：刃口尺寸计算、排样计算、冲压力与压力中心计算。算、排样计算、冲压力与压力中心计算。1.刃口尺寸计算刃口尺寸计算 根据零件形状、厚度与精度要求，决定采用分开制造法计根据零件形状、厚度与精度要求，决定采用分开制造法

38、计算凸、凹模的刃口尺寸。算凸、凹模的刃口尺寸。 落料尺寸：落料尺寸：18mm、R9mm；冲孔尺寸：；冲孔尺寸：28.5mm、460.31mm 。查得凸、凹模最小间隙。查得凸、凹模最小间隙 ，最大间，最大间隙隙 。取凸、凹模的制造公差为。取凸、凹模的制造公差为IT8，则，则 落料尺寸落料尺寸 ，凸、凹模制造公为，凸、凹模制造公为 ，磨损系数磨损系数X=0.75。 冲孔尺寸冲孔尺寸 ，凸、凹模制造从为，凸、凹模制造从为 ，磨损系数磨损系数X=0.5。 经校验，以上两尺寸均满足不等式经校验，以上两尺寸均满足不等式 ，且由，且由于数值相差较大，所以调整凸模的制造公差为于数值相差较大，所以调整凸模的制造

39、公差为 ，凹模的制造公差为凹模的制造公差为 。mm48. 0minZmm66. 0maxZmm18043. 0mm027. 0pdmm5 . 836. 00mm022. 0dpATdp minmaxZZmm072. 0dmm108. 0p落料尺寸具体计算：落料尺寸具体计算：mm18043. 0mm678.17mm0.43)0.75-18()(108. 000.10800maxDdXLLmm198.17mm0.48)-678.17()(0072. 000.072-0minAPpZLL R9mm，属于半边磨损尺寸。由于是圆弧曲线，应该与，属于半边磨损尺寸。由于是圆弧曲线，应该与落料尺寸落料尺寸18

40、mm相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取为相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取为mm8.839mm678.17210.05402/108. 00DRmm599. 8mm198.17210036. 002/072. 0PR冲孔尺寸计算：冲孔尺寸计算：mm5 . 836. 00mm68. 8mm)36. 05 . 05 . 8()(0072. 00072. 00minppXddmm16. 9mm)48. 068. 8()(108. 00108. 000minTddZdd孔心距孔心距460.31mm mm078. 0468/62. 0468/d LL2.排样计算排样计算可能的排样方案：可能的排样方案：方案方案a

41、：少废料排样，材料利用率高，但工件精度不易保证，且模具寿：少废料排样，材料利用率高，但工件精度不易保证，且模具寿命低，操作不便。命低，操作不便。方案方案b：材料利用率较：材料利用率较a）低，但生产零件精度高，便于操作。同时，）低，但生产零件精度高，便于操作。同时，考虑凹模刃口强度，其中间需留一空工位。考虑凹模刃口强度，其中间需留一空工位。 排样尺寸确定：排样尺寸确定： 选用规格为选用规格为3mm1000mm1500mm的钢板的钢板 ，查得零，查得零件之间的搭边值件之间的搭边值 ， 零件与条料侧边之间的搭边值零件与条料侧边之间的搭边值 ，条料与导料板之间的间隙值，条料与导料板之间的间隙值 ，则条

42、料宽，则条料宽度为度为 mm2 . 31amm5 . 3amm5 . 0Cmm5 .71mm)5 . 05 . 3264()2(08 . 008 . 00maxCaDB步距为步距为mm2 .212 . 3181aDS 由于弯曲件裁板时应考虑纤维方向，所以只能采由于弯曲件裁板时应考虑纤维方向，所以只能采用横裁。即裁成宽用横裁。即裁成宽71.5mm、长、长1000mm的条料，则的条料，则排样图应为排样图应为 3.冲压力计算冲压力计算 零件的落料周长为零件的落料周长为148.52mm，冲孔周长为，冲孔周长为26.69mm，材，材料厚度料厚度3mm，45钢的抗剪强度取钢的抗剪强度取500MPa，则，则

43、 kN6 .289N289614500352.1483 . 11F落料力落料力冲孔力冲孔力kN1 .104N104091500369.263 . 122F推件力推件力kN53kN) 1 .1046 .289(045. 039)(21TTFFNKF冲压力冲压力kN7 .446kN)531 .1046 .289(T21FFFF总初选设备初选设备JC2363。 4.压力中心计算压力中心计算 零件采用级进模生产，零件采用级进模生产，所以需计算模具的压力中心。所以需计算模具的压力中心。如图建立坐标系，则有：如图建立坐标系，则有：0201)4 .42(xFxF001 .104)4 .42(6 .289xx

44、mm2 .310 x模具压力中心坐标点为（模具压力中心坐标点为（-31.2 , 0）。）。 二、冲孔落料级进模零部件设计二、冲孔落料级进模零部件设计 （1）标准模架的选用）标准模架的选用 标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。根据凹模高度和壁厚的计算公式得凹模周界的大小。根据凹模高度和壁厚的计算公式得凹模高度凹模高度mm25mm6435. 0 KbH凹模壁厚凹模壁厚mm46mm258 . 1)25 . 1 (HCmm14846256L凹模宽度凹模宽度，为了保证凹模结构，为了保证凹模结构对称并有足够的强度，将其长度增大到对称并有足够的强度，将其长度增大到163mm。 mm15646264B凹模总长凹模总长 模具采用后侧导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规模具采用后侧导柱模架，根据以上计算结果，查得模架规格为：上模座格为：上模座 200mm200mm45mm； 下模座下模座 200mm200mm50mm； 导导 柱柱 32mm160mm； 导导 套套 32mm105mm43mm。 （2）其它零部件结构）其它零部件结构 凸模固定板与凸模采用过渡配合关系，厚度取