支撑板弯曲模设计实例

支撑板弯曲模设计实例

1弯曲模设计的前期准备

图1-1 U型零件图

确定工件类型是弯曲件后,要根据零件图及生产批量要求,分析弯曲件的工艺性.根据所确定的弯曲模结构形式，把弯曲工件结构部分画出，这时画出的结构图是工件示意图，其目的是为了分析所确定的结构是否合理，毛坯弯曲后能否满足产品的技术要求，根据分析结果对模具简图进行修正，为最后确定弯曲模结构做准备。

1.1 模具的组成

支承板弯曲模的上模主要由上模固定座，凸模等零件组成；下模主要由凹模，凹模固定板，顶板，顶杆，和下模座等零件组成。

1.2 阅读弯曲件产品图

阅读弯曲件产品图（图1-1）的主要目的是了解产品图上弯曲件的尺寸要求,材料要求是否满足弯曲件的工艺要求，若工件某个尺寸不能满足弯曲工艺要求时，要及时与产品设计者沟通，在不影响整体产品质量的前提下，要尽可能使工件最终满足弯曲工艺的要求。

1.3 分析弯曲件工艺

如支承板工件是典型的U型件，零件图中的尺寸公差为未注公差，在外理这类公差等级时均按IT14级要求。弯曲圆角半径R为2mm,大最小弯曲半径

（rmin=0.6t=0.6*2=1.2mm）故此件形状，尺寸，精度均满足弯曲工艺的要求，可用弯曲工序加工。

2 弯曲模整体方案的确定

2.1弯曲模类型的确定

根据工件的形状，尺寸要求来选择弯曲模的类型。此工件属于典型的U型件，故采用U型件弯曲模结构。

2.2弯曲模结构形式及工作过程

U型件弯曲模在结构上分顺出件和逆出件两大类型。此工件采用逆出件弯曲模结构。

图2-1模具结构图

模具工作过程:开启模具后,将落料件放置于挡料块4与凹模3间,当弯曲模具的上模向下运行时,凸模7和顶件块6压住弯曲毛坯,使弯曲毛坯准确地、可靠地定位,凸模7、凹模3将弯曲毛坯逐渐夹紧下压而弯曲;当模具的上模继续向下行进,R2圆弧很快成形。当行程终了时,凸模7回程,弹顶器通过推杆5、顶件块6将弯曲件顶出。从而完成一个工作过程。

2.3弯曲工艺计算

2.3.1 弯曲件展开长度计算

图2-2预弯零件尺寸图

（1）无圆角半径（较小）的弯曲件（r〈0.5t）根据毛坯与制件等体积法计算。（2）有圆角半径（较大）的弯曲件（r>0.5t）根据中性层长度不变原理计算。因为r=2>0.5t=0.5*2=1mm,属于有圆角半径(较大)的弯曲件.所以弯曲件的展开长度按直边区与圆角区分段进行计算.视直边区在弯曲前后长度不变,圆角区展开长度按弯曲前后中性层长度不变条件进行计算.

①变形区中性层曲率半径p

P=r+kt=2+0.38*2=2.76(mm)

LZ=∑l+∑A

其中 A=(180°-β)∏/180°*ρ(中性层圆角部分的长度)

A=∏а/180°*p=3.14*90°/180°*2.76≈4.3332(mm)

该零件的展开长度为

Lz=26*2+42+4.3332*2≈102.67(mm)

以上格式中 P---中性层曲率半径,mm;

k---中性层位系数,查表得k=0.38

r---弯曲内弯曲半径,mm

t---弯曲件材料厚度,mm

LZ----弯曲件的展开长度,mm

a-----弯曲中心角

β---弯角

2.3.2弯曲件回弹值的计算

(1)小变形程度(r/t≥10)时的回弹值小变形程度,回弹大,先计算凹模圆角半径,再计

算凸模角度.

①凸模工作部分的圆角半径.

Rt=r/1+3*(σsr/Et)(mm)

②凸模角度.

at=r/rt*a=r/rt*(180°-β) (°)

(2)大变形程度(r/t<5)时的回弹值大变形程度,圆角半径回弹小,不必计算,只计算

凸模角度.

①a为９０°时．

a.查表得到△a90的值．

b.计算凸模中心角．

at=a-△a

③a不为９０°时．

a. 查表得到△a90的值．

b.计算回弹角．

△a＝a/90°*△a90

c. 计算凸模中心角

at=a-△a

以上各式中，Ｅ―――弯曲件材料的弹性模量,MPa;

σs---弯曲件材料的屈服极限, MPa;

rt-----凸模的圆角半径,mm;

r----弯曲件的圆角半径,mm;

t----弯曲件材料的厚度,mm;

at----凸模的圆角部分的中心角, (°);

a----弯曲件的中心角, (°);

β---弯曲件的弯角, (°).

2.3.3 校正弯曲时的回弹值

a. 查表得到△a90的值.

b. 计算回弹角

△a＝a/90°*△a90

c.将回弹角进行修正△aj=K△a

d. 计算凸模中心角at=a-△aj

式中△aj----校正弯曲时的回弹角;

K-----修正系数,可查表得到.

2.3.4弯曲力的计算

(1)U形件自由弯曲的弯曲力 P自=KBtσb

(2)U形件接触弯曲的弯曲力 P触=0.7KBt²σb/r+t

(3)校正弯曲的弯曲力 P校=AP (无论工件形状如何)

(4)顶件力及压料力 P顶=P压=(0.3～0.8)P自=(0.3～0.8) P触

以上各式中 K----系数,一般取K=1.3

B----弯曲线长度,mm

t----板料厚度, mm

σb----材料抗拉强度, MPa;

A-----校正部分投影面积,mm2;

P------单位面积上的校正力，ＭＰa,查《冲压工艺与模具设计》得Ｐ＝１００ＭＰa.

2.3.5 冲压力的总和

（１）无压料时的弯曲Ｐ总＝Ｐ自＝Ｐ触

（２）有压料时的弯曲Ｐ总＝Ｐ触＋Ｐ压

（３）校正弯曲时Ｐ总＝Ｐ校

校正弯曲力最大是在压力机工作到下死点的位置，且校正力远远大于自由弯曲力．（或接触弯曲力），而在弯曲工作过程中，二者又不是

同时存在，因此，只计算校正力．

即Ｐ总＝Ｐ校＝４０＊５０＊１００（Ｎ）＝２００（ＫＮ）。

2.3.6 凸凹模尺寸计算