冲压模具设计-L型弯曲件
冲压工艺学弯曲工艺与模具设计
冲压工艺学弯曲工艺与模具设计引言冲压工艺是一种常用的金属板材成型方法，其中弯曲工艺是常见的冲压工艺之一。
通过弯曲工艺，可以将金属板材弯折成所需的形状，用于制造各种零部件和产品。
而在冲压弯曲过程中，模具的设计和选择对于成品质量和效率起着至关重要的作用。
本文探讨了冲压工艺学中的弯曲工艺以及与之相关的模具设计原则和要点。
冲压弯曲工艺冲压弯曲是通过施加压力使金属板材弯曲或折叠成所需形状的一种工艺。
其主要过程包括：切割、弯曲和折叠。
下面分别介绍这些过程的一些关键要点。
切割切割是冲压弯曲的第一步，它的目的是从金属板材中切割出所需的形状。
常用的切割方法有剪切、切割、切割和激光切割等。
选择合适的切割方法要考虑到金属板材的材料、厚度和形状等因素。
弯曲弯曲是冲压弯曲的核心过程，通过施加力使金属板材弯曲成所需的形状。
弯曲的关键要点包括：弯曲角度、弯曲半径和弯曲方向。
弯曲角度是指金属板材与原始平面之间的夹角；弯曲半径是指弯曲过程中模具与金属板材之间的半径；弯曲方向是指金属板材弯曲时所受到的外力相对于模具的位置。
合理选择这些参数，可以保证弯曲后的金属板材符合设计要求。
折叠折叠是将金属板材通过弯曲工艺折叠成所需形状的过程。
折叠通常需要搭配使用额外的模具来实现。
在折叠过程中，要注意保持金属板材的平整和对称性，以确保成品的质量。
模具设计原则模具是冲压工艺中不可或缺的一部分，其设计对于冲压弯曲工艺的成功与否起着决定性作用。
以下是一些模具设计的原则和要点。
弯曲角度和半径在设计模具时，要根据产品的要求确定弯曲角度和半径。
合理选择弯曲角度和半径可以避免金属板材在弯曲过程中的过度拉伸、裂纹和变形等问题。
模具结构模具的结构设计要简单、实用，并考虑到易于加工和维修。
模具应具备足够的刚度和强度，以抵抗弯曲过程中产生的冲击力和压力。
此外，模具的表面也应平整、光滑，以确保成品的表面质量。
润滑剂在冲压弯曲过程中，使用适量的润滑剂可以减少摩擦力和磨损，提高金属板材的表面质量和模具的使用寿命。
模具设计基础-第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
当t 2mm ，S t 当t 2mm ，S 2t
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
5．止裂孔、止裂槽 如图 3.12 所示， 当局部弯曲某一段边缘时， 为了防止 尖角处由于应力集中而产生裂纹，可增添工艺孔、 工艺槽或 将弯曲线移动一定距离， 以避开尺寸突变处， 并满足b≥t， h=t+r+b/2的条件。
弯曲件的结构工艺性对弯曲生产有很大的影响。弯曲件良 好的工艺性，不仅能简化弯曲工序和弯曲模的设计，而且还能 提高弯曲件的精度、节约材料、提高生产率。 （1）弯曲件的形状 弯曲件的形状一般应对称，弯曲半径应左右一致，如图 所示。图(b)所示形状左右不对称，弯曲时由于工件受力不平 衡将会产生滑动现象，影响工件精度。
3.7补偿法
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
2) 校正法 校正弯曲时，在模具结构上采取措施，让校正压力集 中施加在弯曲变形区，使其塑性变形成分增加，弹性变形 成分减小，从而使回弹量减小，如图 3.8 所示。
3.8 校正法示意
模具设计ห้องสมุดไป่ตู้础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
四、弯曲件的工艺性
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3．回弹 由于影响回弹的因素很多，各因素之间往往又互相影 响，因此很难实现对回弹量的精确计算和分析。在模具设 计时，对回弹量的确定大多按经验确定(也可查有关冲压资 料进行估算)，最后通过试模来修正。 在模具设计时，要尽可能消除或减小回弹的影响响(指 消除回弹对弯曲件的影响，但并不能消除弯曲件的回弹现 象)。
冲压工艺学之弯曲工艺与模具设计概述
弹。比如：在变形区设计加强肋或边翼(U型结构)，增加弯曲件 的刚性，使弯曲件回弹困难(如图3.2.3)。
3.2.3 改进零件的结构设计
❖ 3. 从工艺上采取措施
❖
❖
(1)采用热处理工艺
❖
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，
❖
弯曲变形过程：如图3.1.2所示V形件的弯曲，随着凸
模进
❖ 入凹模深度的增大，凹模与板料的接触处位置发生变化，支 点
❖ B沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂l 逐渐减小，接近行程终 了时弯曲半径r继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形， 直至板料与凸、凹模完全贴合。
❖ 3.1.2板料弯曲变形特点
❖ 通过网格试验观察弯曲变形特点（如图3.1.3）。
采用校正弯曲时，工件的回弹小。
❖ 5.弯曲件形状
❖
工件的形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量
越多，
❖ 使回弹困难，因而回弹角减小。
❖ 6.模具间隙
❖
在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回
弹就
❖
❖ 7.非变形区的影响
3.2.4减少回弹的措施
1.材料选择 应尽可能选用弹性模量较大，屈服极限小，机械性能比较稳 定的材料。
❖ ❖
越大材。料的屈服s 点 越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳
❖
❖ 2.相对弯曲r半/ t径
❖
相对弯曲r变/ t径
越大，则回弹也越大。
❖ 3.弯曲中 心角
❖
弯曲中心角 越大，表明变形区的长度越长，故回弹的
❖ 积累值越大，其回弹角越大。但对弯曲半径的回弹影响不大。
第三章：弯曲工艺与弯曲模具设计
校正弯曲时，回弹角修正量： K90
不是90°的角按下式修正： x ( / 90)90
➢ 当r/t ＜ 8~10时，要分别计算弯曲半径和弯曲角的回弹值，再修正。
弯曲板料时
凸模的圆角半径： rp 1/(1/ r) (3 s / Et)
凸模圆弧所对中心角： p
(r
/ rp )
弯曲件的滑移
6. 最小弯曲半径 rmin
❖ r/t 小 —— 变形程度大 —— 弯曲破坏。 影响最小弯曲半径的因素：
❖ 材料的机械性能：好塑性（塑稳）、退火处理、热弯、开槽减薄 ❖ 方向性：折弯线垂直纤维方向：伸长变形能力强
❖ 板宽：B/t 小（< 3） ❖ 弯曲角：小, 直边有切向形变。 ❖ 板料表面质量和断面质量：差处易应力集中发生破坏。 ❖ 板料厚度：t小 —— 切向应变小 —— 开裂小。
弯曲件的工序安排
1. 工序安排的一般原则 ➢ 先弯外角后弯内角，后次弯曲不能影响前一次弯曲变形，前次弯曲应考 虑后次弯曲有合适的定位基准。 ➢ 当有多种方案时，要进行比较，进行优化。
2. 工序安排的一般方法 ➢ 形状简单的弯曲件可一次弯曲成形。如V形、U形、Z形。 ➢ 形状复杂的弯曲件可用两次或多次压弯成形。
➢ r/t值
小r/t： 加厚筋边或 减小 r； 其值大时拉弯
（在同条件下，r/t越小，则总变形量就越大，回弹就越小。） 工艺处理
➢ 弯曲中心角
（α越大，变形区长度越长，参与变形的区域越大，回弹越多。）
小
➢ 弯曲方式与校正力大小
（自由弯曲回弹大，校正弯曲回弹小，校正力越大回弹越小。）
➢ 工件形状
（工件形状越复杂，回弹就越少。）
弹－塑性变形： 塑性变形：
L1－L2 ，r1－r2 超过屈服极限，
简述冲压弯曲成形的工艺过程及基本特点
1. 设计模具：冲压弯曲成形的第一步是设计模具。
模具根据产品的形状和尺寸要求进行设计，通常包括冲头、模座、导向柱、顶针等部件。
模具的设计要考虑产品的材料特性、成形工艺和使用要求。
2. 材料准备：冲压弯曲成形需要使用金属材料，常见的包括钢板、铝板、铜板等。
在成形之前需要对材料进行切割、整形和表面处理，以保证成形后产品的质量和外观要求。
3. 冲裁：冲裁是冲压成形的第一步，通过模具的冲头和模座对材料进行切割，得到所需的基本形状。
4. 弯曲：在冲裁完成后，需要对材料进行弯曲成形，通过模具的顶针和模具座将材料弯曲成产品需要的形状。
5. 尾料处理：在冲压弯曲成形之后，通常会有一些尾料产生，需要对这些尾料进行处理，包括回收利用和废弃处理等。
6. 检验和调整：需要对冲压弯曲成形的产品进行检验，确保产品的质量和尺寸达到要求。
同时也需要对模具和成形工艺进行调整，以满足产品的生产要求。
1. 高效率：冲压弯曲成形是一种批量生产的工艺，可以快速地完成产品的成形，提高生产效率。
2. 精度高：冲压弯曲成形可以保证产品的尺寸和形状精度，有利于产品的装配和使用。
3. 适用范围广：冲压弯曲成形可以适用于各种金属材料，成形的产品形状也可以多样化，适用范围广泛。
4. 成本低：相比其他成形工艺，冲压弯曲成形的模具制造成本低，适合批量生产和大规模生产。
5. 自动化程度高：冲压弯曲成形可以实现自动化生产，降低劳动强度，提高生产效率和一致性。
6. 适应性强：冲压弯曲成形可以适应各种复杂的产品形状和结构要求，满足不同行业的生产需求。
通过以上内容的介绍，我们可以了解到冲压弯曲成形工艺的基本过程和特点。
这种成形工艺在工业生产中有着广泛的应用，能够满足各种产品的生产需求，并且具有高效率、高精度、低成本和高自动化程度的特点。
随着科技的不断发展，冲压弯曲成形工艺将会在未来的生产中发挥越来越重要的作用。
冲压弯曲成形是金属加工中常用的一种技术，在各行业都有着广泛的应用。
冲压工艺与模具设计第3章 弯曲工艺与弯曲模
3.1.2 弯曲变形的特点
1．弯曲变形区主要在弯曲件的圆角部分。 2.弯曲变形区的中性层长度保持不变。 3.弯曲变形区材料厚度变薄。 4.弯曲变形区内横断面的形状变化
3.2 弯曲变形程度及其表示法
3.2.1 最小弯曲半径
对于厚度一定的板料，弯曲半径越小，板料外 表面变形程度越大，当弯曲半径减小到一定值以后， 板料外表面变形将超过最大许可变形程度而产生弯 曲裂纹。在保证板料外层不产生裂纹的前提下，所 能达到的工件内表面最小圆角半径，称为最小弯曲 半径rmin 。生产中用它来表示材料弯曲时的变形程 度极限。 最小弯曲半径rmin的数值参见表3－1。
3.1.1 弯曲变形过程
V形工件的弯曲是最基本的弯曲变形，其弯曲 过程如图3－2所示。板料的弯曲变形过程是围绕着 弯曲圆角区域展开的，该区域为弯曲主要变形区。 当弯曲圆角半径减小到一定值时，板料的内外 表面首先开始出现塑性变形，并逐渐向板料内部扩 展。当凸模、板料和凹模三者完全压紧，板料的弯 曲内侧半径和弯曲力臂达到最小时，弯曲过程结束。
第3章 弯曲工艺与弯曲模
3.1
弯曲变形过程分析
弯曲变形程度及其表示法 弯曲件的工艺性分析 弯曲件卸载后的回弹
3.2
3.3
3.4
3.5
弯曲件坯料尺寸的计算
3.6
弯曲力的计算
3.7
弯曲模的典型结构 弯曲模工作部分的尺寸设计 弯曲工艺中常见问题及解决措施
3.8
3.9
3.10
弯曲工艺与模具设计实训
3.1 弯曲变Байду номын сангаас过程分析
3．校正弯曲时的回弹值
V形件校正弯曲的回弹如图3－16所示。 回弹量一般用弯曲角的增大量△β表示，可 用试验所得的公式计算，公式如表3－5所 示。
冲压模具课程设计弯曲计算
冲压模具课程设计弯曲计算在冲压模具设计中，弯曲计算是非常重要的一项任务。
弯曲是常见的冲压形式之一，它不仅在金属加工行业中广泛应用，也在其他领域中得到广泛运用。
本文将介绍冲压模具课程设计中弯曲计算的基本步骤和注意事项。
一、弯曲计算的基本步骤在进行冲压模具课程设计时，弯曲计算可以按照以下基本步骤进行：1. 确定材料的弯曲性能参数：材料的弯曲性能参数包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。
这些参数可以通过实验测量或参考相关资料获得。
2. 计算弯曲力：根据所设计的工件的尺寸和要求，利用弯曲计算公式进行弯曲力的计算。
弯曲力的计算涉及到材料的弯曲性能参数，以及工件的尺寸和几何形状等因素。
3. 选择适当的冲压机：根据计算得到的弯曲力，选择适当的冲压机进行加工。
选择冲压机时要考虑其最大弯曲力以及工作台的尺寸等因素。
4. 进行弯曲模具设计：根据工件的几何形状和尺寸要求，设计合适的弯曲模具。
弯曲模具通常由拍板、上模、下模和导向装置等组成，设计时要考虑到模具的刚度和稳定性等因素。
5. 进行弯曲试验：在实际加工之前，进行弯曲试验来验证所设计的弯曲模具的合理性和准确性。
通过试验可以判断模具设计是否满足要求，如有必要可以对模具进行进一步的优化和改进。
二、弯曲计算的注意事项在冲压模具课程设计中进行弯曲计算时，需要注意以下事项：1. 材料的选择：材料的弯曲性能对弯曲计算结果有着重要影响，应选择与工件要求相匹配的材料。
不同材料的弯曲性能参数会有所不同，需要根据实际情况进行选择。
2. 弯曲力计算：在进行弯曲力计算时，需要准确的工件尺寸和几何形状等参数。
这些参数的测量和输入应尽量精确，以避免计算结果的误差。
3. 冲压机选择：冲压机的选择应根据加工要求和计算得到的弯曲力进行。
如果弯曲力过大，选择不当的冲压机可能导致工件加工不合格或损坏。
4. 弯曲模具设计：弯曲模具的设计需要考虑到模具刚度和稳定性等因素。
模具设计应合理，以保证工件能够被正确加工和成形。
模具设计第3章弯曲工艺与弯曲模课件
b/t<3窄板弯曲，断面产生了 畸变 ,外窄内宽
3.1.4 弯曲件的结构工艺性
弯曲件的结构工艺性是指弯曲零件的形状、 尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯 曲加工的工艺要求。具有良好工艺性的弯曲件， 能简化弯曲的工艺过程及模具结构，提高工件 的质量。
1. 弯曲件的形状 弯曲件形状对称，对应r 相等
播放动画
1-顶杆 2-定位钉 3-模柄 4-凸模 5-凹模 6-下模座
3. L形件弯曲 适用于两直边长度相差较大的单角弯曲件
a）竖边无校正
b）竖边可校正
L形件弯曲
4.复杂零件 多次V形弯曲制造复杂零件举例
3.2.2 U形件弯曲模
1.U形件弯曲模的一般结构形式
Ｕ 形 件 弯 曲 模
1.凸模 2.凹模 3.弹簧 4.凸模活动镶块 5.凹模活动镶块 6.定位销 7.转轴 8.顶板 9.凹模活动镶块
弯曲半径r＞0.5t： 按中性层不变原理，坯料总长度应等于弯曲 件直线部分和圆弧段长度之和，即：
提问：下面的弯曲件展开长度如何计算？
L
l1
l2
l3
π α1 180
(r1
xt
)
π α2 180
S / E 越大，回弹越大。
E1>E2
1 2
.
1 2
图a)
E3=E4
3 4
3 4
图b)
材料的力学性能对回弹值的影响 1、3－退火软钢 2-软锰黄铜 4-经冷变形硬化的软钢
应尽量选择屈服极限小、n值小的材料以获得 形状规则、尺寸精确的弯曲件。
(2)相对弯曲半径r/t r/t越小，变形程度越大，回弹量减小。
例：1mm厚铝板、65Mn板，弯曲时易裂，退火后 再弯，则弯曲正常。
《冷冲模工艺与设计》课件——课题三十一：弯曲件常见的质量问题及解决方法
图3-51 防止制件偏移的措施
4．弯曲件表面擦伤 （1）产生原因 ① 金属的微粒附在工作部分的表面上； ②凹模的圆角半径过小； ③凸、凹模的间隙过小。 （2）防止措施 ①适当增大凹模圆角半径； ②提高凸、凹模表面光洁度； ③ 采用合理凸、凹模间隙值； ④清除工作部分表面脏物。
5．其他缺陷及防止措施 弯曲工艺其他缺陷及防止措施见表3-3。
回弹现象如图3-42 。 影响因素：材料的力学性能、变形程度（r/t）、弯曲中心 角的大小、弯曲方式、模具形式和工件形状。
图3-42 回弹现象
减小回弹措施： （1）改进弯曲件的设计 （2）采取适当的弯曲工艺 （3）改进模具结构
① 补偿法（图3-45、图3-46） ③ 端部加压法 （图3-48）
② 校正法（图3-47） ④ 软凹模法（图3-49）
冲压工艺与模具结构
课题三十一：弯曲件常见的质量问题及解决方 法
知识目标：
1、掌握弯曲件常见的回弹、偏移、弯裂、擦伤等缺陷 的解决办法。
能力目标：
1、提高分析弯曲件质量问题的能力。
弯曲件常见的缺陷：回弹、偏移、弯裂、擦伤等。 影响：制件的尺寸精度和表面质量。 1．回弹45 补偿法1
图3-46 补偿法2
图3-47 校正法
图3-48 端部加压弯曲
图3-49 软凹模弯曲
2．偏移
产生原因： ①受的摩擦力不等 ②制件不对称
预防措施：用压料装置和在模具上装定位销（图3-51 ）
3．弯裂
产生原因：①材料塑性差。
②内弯半径太小
③材料轧制方向与弯曲线平行
④坯料上的毛刺朝向凹模
冲压模具设计与制造-弯曲工艺与模具设计
应用场景
广泛应用于手机、汽车、电视机、 计算机等产品的制造中
弯曲工艺的应用场景
个人消费品
行李车、儿童座椅、自行车座等
建筑领域
门窗、钢结构等
工业制造
吊车臂、桥架、挖掘机臂等
汽车领域
汽车车身、排气管、离合器等
弯曲工艺的优缺点
优点
• 工艺简单 • 生产效率高 • 生产成本低 • 形状可变
缺点
• 成型重量限制 • 无法实现非线性弯曲 • 弯曲角度存在最小值 • 弯曲半径限制较大
3 材料
应选择强度和韧性都较高的材料，同时应考 虑在操作过程中的磨耗性和修复性
4 可维修性
模具设计应考虑寿命和易损件，易于维修和 更换
弯曲模具的分类
按形式分类
• 单工位模 • 连续模 • 中空模 • 异形模
按应用分类
• 汽车工业专用模 • 造船业用弯管模 • 机床上安装的弯管模 • 家电制造业弯头型号模
Hale Waihona Puke 弯曲模具的设计方法常见方法
手工模拟、数值模拟、经验规律法、模拟仿真
设计步骤
1. 确定工件的几何形状 2. 计算弯曲力矩和弯曲角度 3. 准备模具的设计图纸 4. 优化模具的几何尺寸
弯曲模具对模具的要求
1 强度
模具应具有足够的强度来承受弯曲力矩和弯 曲压力的作用
2 精度
模具必须保证成型精度的要求，例如加工定 位孔及精度要求达到零误差
弯曲工艺的材料选择
常见材料
铝合金、钢材、不锈钢、镁合金 等
制造工艺
冷拔可广泛应用，热轧用于钢材 弯曲时的复合成型
板厚选择
在保证预算的前提下，尽量选择 薄板
弯曲模具的构造和原理
1
冲压模具设计与制造-弯曲工艺与模具设计
二.截面翘曲
1.现象
当弯曲相对宽度很大的V形件时 ，会产生明显的翘曲现象。
2.原因
由于宽板弯曲时，沿宽度方向上的变形区外侧为拉应力， 内侧为压应力，
在弯曲件宽度方向会形成力矩 MB 。
弯曲结束后 ，外加力去除 ，在宽度方向将引起与力矩 MB 方向相反的弯曲 形变 ， 即弓形翘曲。
(2) 先加长直边弯曲 ， 再切边
第15页 ，共38页。
2.预制孔的位置
弯曲有孔的工序件时 ，如果孔位于弯曲变形区内 ，则弯曲时孔要发 生变形 ，为此必须使孔处于变形区之外。
(1)加工工艺孔 、工艺槽 (2) 先弯曲 ， 再冲孔 (3)冲凸缘缺口和月牙形槽
第16页 ，共38页。
3.弯曲件形状
(1) 一般要求弯曲件形状对称 弯曲件形状应尽量对称 ， 以免板料与模具之间的摩擦阻力不均匀而产生工
第22页 ，共38页。
(3) 当弯曲件几何形状不对称时 ，为避免压弯时坯料偏移 ，应尽量 采用成对弯曲 ，然后再切成两件的工艺。
第23页 ，共38页。
第三节 提高弯曲件质量的工艺措施
一.弯曲外层拉裂
1.现象 2.原因
弯曲外层的拉伸应变量超过了材料应变极限，
3.解决方法
弯曲半径满足最小相对弯曲半径要求。
(4) 避免尺寸突变部分的弯曲 a. 使尺寸突变处远离弯曲变形区
b. 预先冲裁工艺孔、工艺槽 ， 防止弯曲部分
受力不均而产生变形和裂纹，
第19页 ，共38页。
4. 尺寸标注
尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响 。孔的位置精度不受坯 料展开长度和回弹的影响 ，将大大简化工艺设计。
第20页 ，共38页。
四.弯曲件的工序安排原则
弯曲冲压模课程设计
2设计工艺计算2.1弯曲件展开尺寸的计算根据文献（2）125页, 按圆角半径r=3mm>0.5t=1.5mm的弯曲件计算方法进行计算。
将弯曲件制件分为如图3段图 1-1（1）直边段为L1, L3L1=30-3-3=24mmL3=80-3-3=74mm（2）圆角边段为L2由于R/t=3/3=1>0.5,则该圆角属于有圆角弯曲, 根据中性层长度不变原理计算。
查文献（2）表4-6查得, x=0.32L2=πρ/2=π（r+xt）/2=3.14*(3+0.32*3)/2=6.22mm(3)弯曲毛坯展开总长度:L=L1+L2+L3=24+74+6.22=104.22mm查文献（1）表9-13, 该尺寸采用IT14级, 公差为0.87m2.2冲压力的计算及冲压设备的选择2.1.1冲压力的计算由于弯曲力受到材料的力学性能, 零件形状与尺寸, 板料厚度, 弯曲方式, 模具结构形状与尺寸, 模具间隙和模具工件表面质量等多种因素的影响, 很难用理论分析方法进行准确计算。
因此, 在生产中均采用经验公式估算弯曲力。
查文献（2）130页, L 形弯曲件是在自由弯曲阶段相当于弯曲U 形件的一半, 而且应设置压料装置, 所以可近似地取弯曲力为F L =（F UZ+F Q ）/2 （1-1） 其中: FUZ 为弯曲力F Q 为压料力查文献（2）129页, U 形件弯曲时的自由弯曲力tr t 7.0F b 2UZ += σKB （1-2） K 为安全系数, 取1.3b σ=420Mpa,为弯曲材料的抗拉强度t 为弯曲件的厚度, t=3mmB 为弯曲件的宽度, B=30mmr 为内圆弯曲半径（等于凸模圆角半径）, r=3mm将数据代入式1-2, 计算, 可得：F UZ =17199N对设置压料装置的弯曲模, 其压料力也要由压力机滑块承担, FQ 可近似取自由弯曲力的30%～60%,即FQ=（0.3～0.6）FUZ 。
, 这里取FQ=0.5FUZ 。
冲压课程设计-弯角件
家电制造：应用于家电外壳、内部结构件的生产
航空航天：应用于飞机、火箭等航空航天设备的生产
弯角件冲压技术发展趋势和展望
PART SEVEN
弯角件冲压技术发展趋势
自动化：提高生产效率，降低人工成本
智能化：实现冲压设备的智能化控制和监测
环保化：采用环保材料和工艺，降低对环境的影响
精密化：提高冲压件的精度和质量，满足高端市场需求
尺寸控制：采取措施控制弯角件的尺寸精度
尺寸检测：选择合适的检测方法，确保弯角件的尺寸精度
弯角件冲压实验研究
PART FIVE
实验目的和实验条件
实验步骤：设计实验方案，进行冲压实验，记录实验数据
实验结果：分析实验数据，得出结论，提出改进措施
实验目的：研究弯角件冲压实验，了解其工艺参数和性能指标
实验条件：选择合适的冲压设备、模具和材料
弯曲变形影响因素：材料性质、弯曲角度、弯曲速度等
弯曲变形控制：通过控制弯曲变形过程和影响因素来保证产品质量
弯曲变形原理：材料在弯曲过程中产生的塑性变形
弯曲变形过程：材料在弯曲过程中经历的变形阶段
回弹现象分析
回弹现象：冲压过程中，材料在受到压力后产生弹性变形，压力消失后材料恢复原状
影响因素：材料性质、冲压速度、模具设计等
实验方法和实验步骤
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。
a. 准备弯角件和模具b. 调整冲压机参数c. 进行冲压实验d. 记录实验数据e. 分析实验结果
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。
设计要点：弯角件的设计需要考虑材料的选择、工艺参数的设定、模具的设计等因素，以保证产品的质量和性能。
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目录第一章绪论 3 第二章冲压工艺分析2.1冲压件简介 52.2冲压工艺性分析 62.3冲压工艺方案的确定 6 第三章落料冲孔弯曲复合模设计3.1模具结构83.2确定其搭边值83.3确定排样图93.4材料利用率计算103.5凸凹模刃口尺寸计算103.6冲压力计算133.7压力机选用163.8压力中心计算173.9落料冲孔弯曲复合模主要零部件设计173.10模具闭合高度、压力机校验24 第四章结论25第一章绪论1.1 课题研究的目的和意义目的：为了更好的了解模具设计的一些步骤，和一些设计模具时所需要注意的地方，为以后的工作打好基础。
意义：此次设计让我知道了自己的理论知识要运用到实际工作中去并不是那么容易的需要经过多次练习及长时间积累的。
1.2 课题国外研究概况1.1.1 国外模具发展概况目前，欧洲模具业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力，预计到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。
”德国亚琛工业大学的亚力山大教授日前在宁海考察该地模具制造业基地时发出这样的感叹。
亚力山大表示，据相关研究部门调查得知，欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快44％和61％左右。
1.1.2国模具发展概况近年来，中国模具市场对精密、大型、复杂型、长寿命模具的需求量有所增长，预计到2010年，国模具市场需求量将在1，200亿元人民币左右。
综合媒体6月4日报道，中国模具协会企业年报显示：近年来，中国模具市场对精密、大型、复杂型、长寿命模具的需求量有所增长，预计到2010年，国模具市场需求量将在1，200亿元人民币左右。
专家分析，从1997年开始，随着汽车、装备制造业、家用电器的高速增长，中国国模具市场的需求开始显著增长。
虽然到2006年中国模具工业总产值已达516亿元，但属“大路货”的冲压模具、压铸模具等约占总量的80％。
已经进入中国的少量外资模具企业开始生产各种高精大多功能模具，但目前仍供不应求。
据介绍，目前中国汽车模具潜在市场十分巨大。
质量好的冲压模具在汽车整车等行业供不应求；压铸模具在汽车零部件、装备制造业等行业需求激增；注塑模具在家用电器等行业发展潜力也很大。
另外，特种模具也有较大的发展前景。
1.3 课题研究的主要容冲压模具的设计在其生产、加工以及使用过程中尤为重要。
特别是它的结构设计，对加工、装配、工期、成本乃至冲压产品的质量及生产效率产生极大的影响。
所以，此课题主要考虑以下几个方面的容：1.分析冲压件的图样及技术条件。
2.对冲压件进行工艺分析，确定排样方案。
3.计算冲裁、拉深力，确定压力机参数，选择合理的冲压设备。
4.确定模具的具体结构，绘制草图。
5.绘制模具的装配图及主要零件图。
6.零件图标注尺寸、公差及技术条件，并进行必要的强度校核。
7.根据开题的研究过程撰写设计说明书。
第二章冲压工艺设计2.1 冲压件简介形状和尺寸如下图所示。
材料为Q235，板材厚度3mm。
零件图如下：图 2.1 零件图展开图2.2 冲压的工艺性分析冲压工艺分析主要考虑产品的冲压成形工艺，最主要的是包括技术和经济两方面容。
在技术方面，根据产品图纸，主要分析零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。
因此工艺分析，主要是讨论在不影响零件使用的前提下，能否以最简单最经济的方法冲压出来。
⑴影响冲压件工艺性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素：①工件的外形为平板形状，外形简单，适宜冲裁。
②工件无细长的旋臂与窄槽，模具结构不复杂，适合冲压。
③材料为Q235，是常见的冲压材料。
④工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按IT14级处理。
⑤生产批量，一般来说，大批量生产时，可选用连续和高效冲压设备，以提高生产效率；中小批量生产时，常采用简单模或复合模，以降低模具制造费用。
⑥成型件的尺寸要求不高，表面粗糙度要求不高。
综上所述，此工件适宜冲裁。
⑵本冲压件工艺分析如下：1．图形分析形状较简单，主要是落料、冲孔形状。
2．尺寸分析尺寸公差要求不高，未注公差尺寸均取IT14级。
3．材料Q235，是常见的冲裁材料。
零件用的是厚1.5mm的Q235板。
力学性能：抗拉强度σb (MPa)：440~470（查参考文献[2]P411页，表7-1）抗剪强度τ(MPa)：310~380伸长率δ10 (％)：21~25屈服点σs (MPa)：240由于零件是一个平面形状，部有两个小孔，外部是直线组成。
关键是冲孔、落料弯曲能否同时进行？4．批量批量生产。
5．冲压工序落料、冲孔、弯曲。
6．冲裁间隙根据料厚t=1.5，再查参考文献[3]P30页，得单面间隙C＝0.21～0.3mm2.3 冲压工艺方案的确定经过对冲压件的工艺分析后，结合产品进行必要的工艺计算，并在分析冲压工艺、冲压次数，工艺顺序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压分析方案。
方案一：单工序模。
适当整合各冲压工序，需要两副模具，即落料模和冲孔模，这些模具制造方便、经济，但需要零件二次定位，产品上孔定位精度不高，生产周长一些，占用冲压设备多。
方案二：复合模。
根据参考文献[2]P257页，表5-17得到t=3时，最小壁厚a=6.7，由于本产品的最小壁厚为4mm，故可以采用复合模。
复合模具结构相对要复杂一些，制造难度也高一些，但因为只需一副模具制造成本并不高多，同时冲压生产周期短，产品质量高，占用设备少，能起到节能、节省劳动力作用。
因此综合考虑产品质量，制造周期，生产周期，节省成本等因素，采用方案二。
第三章落料冲孔复合模设计3.1 模具结构由于料厚适中，可以保证平整度，故模具结构可采用倒装复合模，即落料凹模装在上模部分，落料凸模（确切说是凸凹模，包括落料凸模和冲孔凹孔模）装在下模部份，冲孔凸模装在上模部份。
卸料采用弹性卸料结构，由于结构复杂，冲孔较多建议弹性材料采用聚氨酸脂或矩形弹簧。
产品件采用推件块弹性推出，由上而下推出。
冲孔废料从下模直接落下。
条料采用手动前后送料装置，采用定位销定位方式。
如图所示。
图3.1 模具结构图3.2 确定其搭边值考虑到成型围，应考虑以下因素：⑴材料的机械性能软件、脆件搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。
⑵冲件的形状尺寸冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值大一些。
⑶材料的厚度厚材料的搭边值要大一些。
⑷材料及挡料方式用手工送料，手动侧压。
⑸卸料方式弹性卸料比刚性卸料大搭边值小一些。
⑹材料为：Q235，落料部有带大圆角的形状。
综上所述，根据参考文献[2]P51页，表2-4，两工件间的搭边值：a1=2.5mm工件侧面搭边值：a=3.0mm3.3 确定排样图在冲压零件中，材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是决定产品成本的重要因素，必须认真计算，确保排样相对合理，以达到较好的材料利用率。
排样方法可分为三种：1．有废料排样2．少废料样3．无废料排样少废料排样的材料利用率也可达70%－90%。
但采用少、无废料排样时也存在一些缺点，就是由于条料本身的公差以及条料导向与定们所产生的误差，使工作的质量和精度较低。
另外，由于采用单边剪切，可影响断面质量和模具寿命。
根据本工件的形状和批量，对模寿命有一定要求，固采用有废料排样方法。
排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。
搭边的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的工件。
还可以使条料有一定的刚度，便于送进。
本产品外形是带大圆弧形，因此排样主要由外形决定，为了提高材料利用率可考虑对排，对排方式可以是直排，具体由下面计算决定。
方案一：送料步距A＝95.3+2.5=97.8mm。
条料宽度B＝(D+2a)其中：Ｄ＝40，a＝3，B＝（40+2×3）=46mm由于在剪板时也有公差，查参考文献[4]P49页，得条料宽度公差Δ＝0.7mm所以,剪板宽度B ＝（40+2×3+0.7）=07.07.46- 排样图如图3.2所示。
图3.2 排样图3.4 材料利用率计算在冲压零件中，材料利用率是一个非常重要的因素，提高利用率是企业降低成本的途径之一。
由于本产品采用复合工序的单副模具生产，送料采用手动送料，因此可以假设原材料为板料，再经剪板后成为条料。
板料尺寸为定制，厚3mm 。
材料利用率计算公式：%1000⨯=S Sη 其中：S 0————板材总面积 S ————实际产品面积 故 S 0=46.7×97.8=4567.26 mm 2 S=S 落-S 孔由于图特征多，外形复杂，故采用CAD 软件进行辅助分析计算，要CAD 软件中测得S 落=3250.1 mm 2，S 孔=282.743 mm 2，所以S=3250.1-282.743=2967.357mm 2故材料总利用率%87.68%10026.4567357.3967%1000=⨯=⨯=S S η 可见材料利用率大于80%，因此材料利用还是可以接受的。
3.5 凸、凹模刃口尺寸的确定本模具有2种工序组成，落料和冲孔，外形是落料，部各孔是冲孔，下面分二部份分别计算。
3.5.1落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定 （1）计算原则本产品外形属于落料工序，因此计算原则以凹模为基准，配做凸模。
由于外形复杂，故采用凸、凹模配合加工法来制造，并进行设计计算。
（2）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸计算。
工件尺寸有：，052.026-, 062.040-, 074.03.95-, 26.037±，31.03.51±。
凸、凹模制造公差取对应尺寸公差的1/4。
查参考文献[3]P30页，冲裁双面间隙Z min =0.42，Z max =0.60， 所以：Z max -Z min ＝0.18（3）落料凸、凹模刃口尺寸计算由于以凹模为基准，所以查参考文献[1]P64-P65页，得公式凹模磨损后尺寸变大的：dA A d ∆+∆-=25.00)(χ凹模磨损后尺寸变小的：0)(d B B d δχ-∆+= 凹模磨损后尺寸不变小：2/d d C C δ±=052.026-, 062.040-, 074.03.95-,062.03.51-属于磨损后尺寸变大的尺寸，26.037±属于磨损后尺寸不变的尺寸。
1．052.026-计算 A=26，Δ=0.52凹模偏差δd =Δ/4=0.13mmt=3，查参考文献[4]P39页，表2.3.1，得χ=0.5所以 mm A A d d 13.0013.00074.25)52.05.026()(+++=⨯-=∆-=δχ 2．尺寸062.040-计算 A=40，Δ=0.62凹模偏差δd =Δ/4=015mmt=1，查参考文献[4]P39页，得χ=0. 5所以 mm A A d d 15.0015.00069.39)62.05.040()(+++=⨯-=∆-=δχ3．尺寸074.03.95-计算 A=95.3，Δ=0.74凹模偏差δd =Δ/4=0.18mmt=1，查参考文献[4]P39页，得χ=0. 5所以 mm A A d d 18.0018.00093.94)74.05.03.95()(+++=⨯-=∆-=δχ 4．尺寸062.03.51-计算 A=51.3，Δ=0.62凹模偏差δd =Δ/4=0.15mmt=1，查参考文献[4]P39页，得χ=0. 5所以 mm A A d d 15.0015.00099.50)62.05.03.51()(+++=⨯-=∆-=δχ 5. 尺寸26.037±计算 C=37，Δ=0.52凹模偏差δd =Δ/4=0.15mmt=1，查参考文献[4]P39页，得χ=0. 5 所以 0.07372/±=±=d d C C δ凸模与凹模为基准配做，保证双面间隙为：0.42～0.60mm 。