弯曲模具设计说明书

弯曲模具设计计算说明书

设计内容

设计说明书1份

模具装配图1张

凸模零件图1张

凹模零件图1张

班级：

学号：

姓名：

指导：

目录

一、模具设计的内容 (3)

二、设计要求 (3)

三、模具设计的意义 (3)

四、弯曲工艺的相关简介 (3)

（一）、弯曲工艺的概念 (3)

（二）、弯曲的基本原理 (4)

（三）、弯曲件的质量分析 (4)

（四）、弯曲件的工艺

性 (7)

（五）、最小相对弯曲半径 (7)

五、设计方案的确定 (7)

（一）、弯曲件工艺分析 (8)

（二）、弯曲件坯料展开尺寸的计算 (8)

（三）、弯曲力的计算及压力机的选用 (9)

（四）、弯曲模工作部分尺寸设计 (10)

六、模具整体结构 (16)

七、模具的工作原理及生产注意事项 (18)

八、总结 (19)

九、参考资料 (20)

一、模具设计的内容

设计一副如下图所示弯曲件的成形模具：（补充图纸）

二、设计要求

详尽的设计计算说明书1份、主要零件图、模具装配图1份。

三、模具设计的意义

冲压成形/塑料成型工艺及模具设计是机制专业的专业基础课程。通过模具的课程设计使学生加强对课程知识的理解，在掌握材料特性的基础上掌握金属成形工艺和塑件成型工艺，掌握一般模具的基本构成和设计方法，为学生的进一步发展打下坚实的理论、实践基础。

四、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。零件的种类很多，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，门扣，铁夹等。

（二）、弯曲的基本原理

以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为：

1、凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力作用而产

生弯短矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。

2、随着凸模继续下行，毛坯及凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯及凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。（塑变开始阶段）。

3、随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。（回弯曲阶段）。

4、压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。

5、校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边及凸模全部贴合而成所需形状。

（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

回弹——常温下的塑性弯曲和其它塑性变形一样，在外力作用下产生的总变形由塑性变形和弹性变形两部分组成。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及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α0（凸模的中心角度）变为回弹后的工件实际中心角度α1。

2、影响回弹的主要因素

1）材料的力学性能

金属材料的变形特点及材料的屈服强度成正比，及弹性模数E成反比，即材料的屈服强度σs越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳越大。

2）相对弯曲半径r／t

相对弯曲半径r／t越大，板料的弯曲变形程度越小，在板料中性层两侧的纯弹性变形区增加越多，塑性变形区中的弹性变形所占的比例同时也增大。故相对弯曲半径r／t越小，则回弹也越小。

3）弯曲中心角α

4）弯曲方式及弯曲模

板料弯曲方式有自由弯曲和校正弯曲。在无底的凹模中自由弯曲时，回弹大；在有底的凹模内作校正弯曲时，回弹值小。原因是：校正弯曲力较大，可改变弯曲件变形区的应力状态，增加圆角处的塑性变形程度。

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，各部分的回弹值相互牵制以及弯曲件表面及模具表面之间的摩擦影响，改变了弯曲件各部分的应力状态（一般可以增大弯曲变形区的拉应力），使回弹困难，因而回弹角减小。如Π形件的回弹值比U形件小，U形件又比V形件小。

6）模具间隙

在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；间隙小，材料被挤压，回弹就小。

3、减少回弹的措施

1）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σs小、加工硬化指数n小、机械性能较稳定的材料，以减少回弹。

2）改进弯曲工艺

（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，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。

（2）增加校正工序

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。

（3）采用拉弯工艺

3）改进零件的结构设计

在变形区压加强肋或压成形边翼，增加弯曲件的刚性，使弯曲件回弹困难。

4）改进模具结构

（1）补偿法

利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量。

（2）校正法

当材料厚度在0.8mm 以上，塑性比较好，而且弯曲圆角半径不大时，可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变形区应力应变状态的改变程度（迫使材料内外侧同为切向压应力、切向拉应变），从而使内外侧回弹趋势相互抵消。

（3）采用聚氨酯弯曲模

利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲，弯曲时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的效果，从而减少回弹。

4、回弹值的确定

1）小变形（r/t≥10）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。