弯曲模具设计实例
模具设计与制造第6章弯曲工艺与模具设计
06
总结与展望
弯曲工艺与模具设计的现状与挑战
现状
随着制造业的快速发展，弯曲工艺与模具设计在产品制造中占据重要地位。目前，弯曲工艺与模具设 计已经取得了长足进步，能够满足多种复杂形状的加工需求。
挑战
然而，在弯曲工艺与模具设计过程中，仍存在一些挑战，如高精度控制、复杂曲面加工、高效自动化 等方面的问题。
未来发展方向与技术前沿
柔性制造技术
随着个性化需求的增加，柔性制造技术将成为未 来发展的重点。通过柔性制造技术，可以实现快 速、高效、个性化的产品制造，提高生产效率和 降低成本。
增材制造技术
增材制造技术是一种基于数字模型的快速成型技 术，能够实现复杂形状的高精度加工。未来，增 材制造技术有望在弯曲工艺与模具设计中发挥更 大的作用。
模具材料的选择蚀性等。
常用材料
碳素工具钢、合金工具钢、硬质合金、铸铁等。
材料处理
热处理、表面处理等。
模具设计的流程与方法
设计流程
明确设计任务→收集设计资料→设计 出图→审查→修改。
设计方法
经验设计法、解析设计法、计算机辅 助设计法等。
04
弯曲工艺与模具设计的关系
THANK YOU
模具设计对弯曲工艺的影响
模具结构
模具的结构对弯曲工艺的实施具 有重要影响，合理的模具结构可 以提高弯曲效率并降低不良品率。
模具材料
模具材料的选取直接影响弯曲工艺 的效果，选用高强度、耐磨和耐热 的材料可以提高模具的使用寿命和 弯曲质量。
冷却系统
模具中的冷却系统对于控制弯曲过 程中的温度至关重要，合理的冷却 系统设计可以减少热应力，提高产 品质量。
02
弯曲工艺的基本原理
弯曲变形的过程与特点
弯曲模案例2014-丁老师DOC
弯曲模设计与制造项目1. 项目要求图1所示支架为一带5孔的四角弯曲件，材料为08F，料厚t=1.5mm，年产量为2万件，要求表面无可见划痕，各孔均不得变形，未注公差等级IT14。
试设计该产品的冲压工艺及弯曲模。
图1 支架2. 工艺性分析此冲压件成形包括冲裁、弯曲两类工序，材料为08F，塑性良好，适合冲压加工。
（1）弯曲工艺【知识链接】4.4.1 弯曲件的工艺性。
弯曲件结构、尺寸简单而对称，相对弯曲半径为1，大于表3-3所列的最小值（r/t）；min弯曲长度尺寸IT14级，为经济精度，故弯曲工艺性较好，但由于对表面质量要求较高，在弯曲方式上应加以注意，另外，要控制好制件的回弹。
（2）冲裁工艺【知识链接】3.5.1 冲裁件的工艺性；4.4.1 弯曲件的工艺性。
弯曲件展开尺寸大致在110mm×30mm左右，尺寸中等偏小，轮廓尺寸精度IT14级，各孔直径均大于允许的最小冲孔孔径，很适合冲裁。
但4-Φ5孔距弯曲变形区太近，且弯曲后的回弹也会影响孔距尺寸36mm，故应安排在所有弯曲工序之后冲出；各孔的尺寸精度较高，应严格控制冲裁间隙。
据上分析，此托架零件的冲压工艺性良好，适于冲压成形。
3. 冲压工艺方案【知识链接】4.4.2弯曲件的工序安排；4.5弯曲模典型结构；3.5.3冲裁工艺方案。
初拟该零件的弯曲成形方式得出图2所示的三种形式，图（a）方式为一次弯曲，图（b）方式分先外角、后内角两次弯曲，图（c）所示也是先外角、后内角两次弯曲，但弯曲外角时对内角进行了预弯。
比较起来，图（a）方式不可取，因为弯曲行程较大，工件与凸模台肩、凹模表面的摩擦严重，制件表面质量差，回弹也较大，不能满足项目要求；图（b）、（c）的弯曲方式避免了图（a）的缺陷，均可取。
图2 弯曲方式冲裁工序的安排，冲4-Φ5mm孔安排在弯曲之后为必然，落料与冲Φ10mm孔两工序组合也自然合理，但考虑冲裁件结构简单，以复合模冲裁为好。
据此，可行的冲压工艺方案有四个，简述如下：方案一：四副模具，如图3所示。
模具毕业设计115塑料闸瓦钢背弯曲模设计
目录摘要 (2)前言 (3)1.弯曲工艺性分析 (4)1.1分析零件的冲压工艺性并确定工艺方案 (4)1.2弯曲件的工艺性 (4)1.3最小相对弯曲半径的确定 (5)2.弯曲件的结构工艺性分析 (7)2.1.最小弯曲半径 (7)2.2.弯曲件形状与尺寸的对称性 (7)3.改进零件的结构设计 (8)3.1采用热处理工艺 (8)3.2从模具结构采取措施 (8)4.弯曲工艺力的计算 (10)4.1.自由弯曲时的弯曲力的计算公式： (10)4.2.校正弯曲时的弯曲力 (10)4.3顶件和压料力 (11)4.4.压力机吨位的确定 (11)5.毛坯尺寸及回弹量的计算的计算 (12)5.1毛坯尺寸 (12)5.2确定毛坯的尺寸 (13)5.3回弹量的计算 (13)6.弯曲模主要工作零件结构参数的确定 (15)6.1弯曲凸模和凹模的圆角半径 (15)6.2凹模工作部分深度 (15)6.3弯曲凹、凸模的间隙 (16)7.弯曲件弯曲工序的安排 (17)7.1工序安排 (17)8.模具总体设计 (18)8.1模具主要零部件的设计 (18)8.2弯曲设备的选择 (21)8.3选定设备 (21)8.4绘制模具总图 (21)8.5绘制模具非标准零件图 (23)9.1模具类型的选择： (25)9.2定位方式的选择 (25)9.3卸料﹑出件方式的选择 (25)10.模具材料的选用及其他零部件的设计 (27)10.1模具材料的选用 (27)10.2模具零件加工工艺 (28)11、模具的装配和冲裁模具的试冲 (30)11.1模具的装配 (30)11.2弯曲模具的调试 (30)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1摘要我所设计的是塑料闸瓦钢背，这套模具是弯曲模，属于冲压模具的一种，但比起冲压模，本套模具突出了弯曲模的特点，而且包括冲压模，这里主要探讨的是根据工件批量大的特点，经过改进的一种高效率的模具，即采用能一次成形的转轴式压弯模。
弯曲模设计实例
图3.57 计算毛坯尺寸分析图
（2）弯曲力的计算
影响弯曲力的因素太多， 形件自由弯曲力近似公式： F1＝2.4Btσbαβ 式中 由表3.10，用插值法取α=0.65，延伸率在20%～25%之间；
由表3.12，用插值法取β=0.80。 所以 F1＝2.4Btσbαβ
（2）凹模部分 凹模是转轴式，左右两弯曲部分对称。如图
3.60所示。
图3.60 转轴凹模及镶块
6．选定设备
根据弯曲力、模具闭合高度及模具外形尺寸，选择 Jc23-63的开式压力机，
查附表，其主要技术规格为 公称压力 630kN; 滑块行程 120mm 最大闭合高度 360mm; 连杆调节量 80mm 工作台尺寸 480×710mm;模柄孔尺寸 φ50×70mm 工作台垫板厚度 90mm
冷冲模具设计
弯曲模设计实例
零件名称：塑料闸瓦 钢背
本工序简图如图3.56 所示，材料Q235 （A3），厚度t=3mm， 大批量生产。
图3.56 塑料闸瓦钢背
1．分析零件的工艺性 该零件的断面形状是燕尾形，由图3.54可知，零件左右对称，
弯曲要求达到的尺寸精度、弯曲半径等均符合弯曲工艺要求。
=2.4×265×3×450×0.65×0.8 ＝446.472kN 根据压弯力的大小，考虑顶料力和校正，初步 选定630kN的开式压力机。
4．模具总体设计 模具结构草图如图3.58所示，主要由上模板、凸模、顶出装
置、转轴式凹模、下模板、垫板等组成。
初步计算模具闭合高度H＝223mm。 凹模座的外形尺寸估计为140mm×360mm。
结论：该零件适合弯曲。
2．确定工艺方案
方案一：分两次弯曲成形 即先弯成四个直角的形件，再侧弯成燕尾形，这
4.8弯曲模设计实例分析
第四章:
富金精密工業 (深圳 )有限公司沖模二廠 THE 2ND TOOLING FACTORY OF FU JIN 第八節:
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彎曲
彎曲模設計實例分析
(一 ) 多 部 位 彎 曲 模
零 件 名 稱 :保 持 架 生 產 批 量 :中 批 量 材 料 :20 鋼 ,厚 0.5mm 零 件 簡 圖 :如 圖 4-19 所 示 1. 沖 壓 零 件 工 藝 分 析 ,保 持 架 采 用 單 工 序 模 沖 壓 ,城 要 三 道 工 序 ,如 圖 4-20 所 示 ,三 道 工 序 依 次 為 落 料 異 向 彎 曲 ,最 終 彎 曲 ,每 道 工 鄧 各 用 一 套 模 具 ,現 將 第 二 道 工 的 世 向 彎曲模介紹如下. 異 向 彎 曲 工 的 工 件 如 圖 4-21 所 示 ,工 件 左 右 對 稱 央 b,c,d 各 有 兩 處 彎 曲 .bc 段 的 半 徑 為 R3,其 餘 各 段 是 直 線 ,中 間 e 部 俠 為 對 稱 的 向 下 彎 曲 .通 過 上 述 分 析 可 知 ,其 共 有 8 條 彎 曲線. 2.模 具 架 構 丕 料 在 彎 曲 過 程 中 極 易 滑 勸 ,必 須 采 取 定 位 措 施 .本 工 件 中 部 有 兩 個 突 耳 , 凹 模 的 對 應 部 位 設 置 溝 槽 ,沖 壓 時 击 耳 始 終 處 於 溝 槽 內 ,用 這 種 方 法 實 現 丕 料 的 定 位 . 模 具 總 體 結 構 如 圖 4-22 所 示 ,上 模 座 ,采 用 帶 柄 矩 形 模 座 ,击 模 用 击 模 固 定 ;下 模 部 分 由 凹 模 固 定 板 墊 板 和 下 模 座 組 成 ,模 座 下 面 裝 的 彈 頂 器 .彈 頂 力 通 過 兩 個 推 杆 傳 遞 到 頂 件塊上, 模 具 工 作 過 程 :將 落 料 后 的 丕 料 放 在 凹 模 上 ,並 使 中 部 的 兩 個 突 耳 進 入 凹 模 固 定 板 的 槽 中 .當 模 具 下 行 時 击 模 中 部 和 ,頂 件 塊 壓 住 丕 料 的 突 耳 ,使 丕 料 准 確 定 位 在 槽 內 .模 具 繼 續 下 行 ,使 各 產 曲 逐 漸 成 形 .上 模 回 程 時 ,彈 頂 器 通 過 頂 件 塊 將 工 件 頂 出 , 3.主 要 計 算 (1) 彎 曲 力 的 計 算 8 條 彎 曲 線 均 按 自 由 彎 曲 計 算 .力 4-21 中 的 b,c,d 各 處 彎 曲 按 式 (4-2)計 算 ,當 彎 曲 內 半 徑 R 取 0.1t 時 則 每 處 的 彎 曲 力 為 : F=0.6KBt 2 σ b /R+T=0.6*1.3*8*0.5*450/0.1*0.5+0.5=1273.36N 1273.36*6=7658.16N 工 件 共 的 6 處 彎 曲 ,6 處 總 彎 曲 力 為 : 圖 4-21 中 的 e 處 彎 曲 與 上 述 計 算 類 同 ,只 是 彎 曲 件 寬 度 為 4mm,則 e 處 彎 曲 力 為 638.18N.而 兩 側 的 彎 曲 力 應 再 乖 2,即 1276.36N,總 計 彎 曲 力 為 F2=7658.16N+1276.36N=8934.52N (2) 校 正 彎 曲 力 的 計 算 按 式 (4-4)為 : F 2 =Qa 式 中 q 查 表 4-3 取 值 為 30Mpa,式 中 面 積 A 按 水 平 面 的 投 影 面 積 計 算 (如 圖 3-圖 ) A=56mm*8mm*+4mm*(14 -8)mm=472mm 2 F2=30Mpa*472 mm 2 14160N ※※ 本文件之著作權及營業秘密內容屬於富金公司沖模二廠,非經准許不得翻印 ※※
弯曲模具设计及计算
3.4 弯曲模具设计及计算
3.4.4 弯曲力的计算 一、自由弯曲时弯曲力的计算
弯曲件自由弯曲时弯曲力的经验计算公式见表3-10。 自由弯曲时，除了弯曲力以外，有时还有压料力、顶件力 等其它工艺力，弯曲的工艺总力应为：
PS = P + P1 + P2 + …… (3 –14)
式中 PS ——弯曲工艺总力（kN）； P —— 弯曲力（kN）； P1 —— 压料力（kN），常取P1 =（0.3~0.8）P； P2 —— 顶件力（kN），常取P2 =（0.3~0.8）P；
一、凸模工作尺寸
当弯曲件的相对圆角半径 r / t > 5时，r p、a p或 j p由回 弹计算决定。
当5 > r / t > r min / t时，一般取r p = r ， a p = a + Da或j p = j - Dj。
当 r / t < r min / t时，取r p≥ r min ，弯曲后通过整形工序 使r达到要求。
L min —— 弯曲件的最小极限尺寸（mm)；
D ——弯曲件的尺寸公差(mm)；
δ确定p 、，δ或取d —（—1/3凸-1、/4）凹D模；的制造公差（mm），按IT7-9级
Z —— 凸、凹模双面间隙（mm）。
8
弯曲件尺寸标注双向对称偏差时，取
L
p
=（
L
min
+
0.25Δ）
0 p
弯曲件标注单向正偏差时，取
(3 –24)
L
p
=（
L
min
+
0.75Δ）
0 p
L
d
=（
L
p
+
弯曲模具设计实例
2. 凹模圆角半径rd： a. 当t<=2mm时，rd=（3~6）t； b. 当t=2~4mm时，rd=（2~3）t； c . 当t>4mm时，rd=2t。
对于V形弯曲件，凹模底部圆角半径rdˊ： rdˊ=（）（rp+t）
第三十页，共45页。
3. 弯曲凹模深度：过小，弯曲件自由部分太长，工 件回弹大且不平直；过深，耗费模具材料。
第二页，共45页。
2.1.1 弯曲变形过程分析 弯曲变形过程：弯曲变形的含义、变形过程三阶段
、弯曲回弹、自由弯曲、矫正弯曲。 弯曲变性特点：网格法、中性层 2.1.2 弯曲件质量(zhìliàng)分析 弯裂、回弹、偏移等
第三页，共45页。
2.1.3 弯曲件的工艺性：指弯曲件的结构形状、尺寸 、精度、材料及技术要求是否符合弯曲加工的工艺要
弯曲前后应变中性层长度不变；（r>t/2）
因此，弯曲件坯料长度应等于弯曲件中性层的展 开长度。
第十五页，共45页。
弯曲中性层位置(wèi zhi)的确定
ρ。= r + xt
L = ρп α/180
ρ。— 中性层曲率半径，r—弯曲内侧半径，
t—料厚，L—弯曲部分展开长度。
a=90 时̊ ，L总=L1+L2+ 1.57(r+xt)
第五页，共45页。
第六页，共45页。
2. 弯曲件直边高度：弯曲件直边高度不宜过小，否 则影响工件的弯曲质量，不能保证零件的形状 (xíngzhuàn)精度。根据经验:
直边高度（经验值）
不满足要求时，可预先开槽，或增加直边高度 (gāodù)成 形后再切除多余部分。
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第八页，共45页。
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4.39所示。
1 弯曲零件工艺分析保持架采用单工序冲压，需要三道工序，如图4.40所示。
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。
图保持架零件图异向弯曲工序的工件，如图4.41所示。
工件左右对称，在b、c、d各有两处弯曲。
bc弧段的半径为R3，其余各段是直线。
中间部位为对称的向下弯曲。
通过上述分析可知，其共有八条弯曲线。
2 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。
模具总体结构如图4.42所示。
上模座采用带柄矩形模座，凸模用凸模固定板固定；下模部分由凹模、凹模固定板、垫板和下模座组成。
模座下面装有弹顶器，弹顶力通过两细杆传递到顶件块上。
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。
3 主要计算1.弯曲力计算八条弯曲线均按自由弯曲计算。
图4.41中的b、c、d各处弯曲按式(4—10)计算，当弯曲内半径r取0.1t时，则每处的弯曲力为工件共有六处弯曲，六处总的弯曲力为：1276.36×6=7658.16(N)图异向弯曲工序图图异向弯曲件图4.41中的e处弯曲与上述计算类同，只是弯曲件宽度为4mm，则e处单侧弯曲力为638.18N，而两侧的弯曲力应再乘以2，即1276.36N。
总的弯曲力为F总＝7658.16＝1276.36＝8934.52（N）2.校正弯曲力的计算按式(4—12)为F校＝Sp式中p查表3.4取值为30MPa，面积S按水平面的投影面积计算(见图4.41俯视图)。
S＝56×8＋4×(14－8)＝472（mm2），所以F校＝30×106×472＝14160（N）自由弯曲力和校正弯曲力的和为F＝8934.52＋14160＝23094.2（N）2.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。
V形弯曲件模具设计
V形弯曲件模具设计（一）零件工艺分析工件图为图1所示V形件，材料为Q235，料厚1.5mm。
大批量生产其工艺分析如下：图1弯曲工件图1.材料分析Q235为普通钢，属于软钢，具有良好的弯曲成形性能。
2.结构分析零件结构简单，弯曲成90度，对弯曲成形较为有利，可查得此材料允许的最小弯曲半径rmin =0.5t=0.75mm,而零件弯曲半径r=1mm>0.75mm，故不会弯裂。
另外零件上的孔位于弯曲变形之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。
计算零件相对弯曲半径r/t=0.67<5，卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角发生了变化，采用校正弯曲来控制角度回弹。
3.精度分析零件上尺寸无公差要求，从公差表选取IT14，可满足普通弯曲和冲裁。
4.结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺良好，可以冲裁和弯曲。
（二）工艺方案的确定零件为V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，可有以下四种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。
采用三套工序模生产。
方案二：落料—冲孔复合冲压，再弯曲。
采用复合模和单工序弯曲模生产。
方案三：冲孔—落料连续冲压，再弯曲。
采用连续模和单工序弯曲模生产。
方案四：冲孔落料弯曲，采用多工位级进模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。
方案二需两副模具，且用复合模生产的冲压件行位精度和尺寸精度保证，生产效率较高。
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。
方案四需一副模具，可以冲裁和弯曲，同时采用了自动送料、自动检测、自动出件等自动化装置，操作安全，具有较高的劳动生产率。
通过对上述四种方案的综合分析比较，该件的冲压生产采用方案四为佳。
图2坯料展开图1.弯曲工艺计算（1）毛坯尺寸计算，对于r>0.5t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Lz=48×2+270π（1+0.28）÷180=102.288≈102mm 由于零件宽度尺寸为40mm，故毛坯尺寸应为102mm×40mm。
弯曲模具设计
模具设计计算 计算毛坯尺寸 排样及材料利用率计算 弯曲力计算 凸凹模计算
弯曲工艺及弯曲模具的设计
弯曲工艺及弯曲模具的设计
案例2
弯曲模设计
如图所示：U形件 生产批量：大批量 材料：Q235 t=6mm
要求：设计该零件的弯曲工艺与模具
弯曲工艺及弯曲模具的设计
1. 2. 3. 4.
5.
弯曲件工艺分析 确定工艺方案及模具结构形式 模具设计计算 绘制模具总装图与非标图 模具主要零件的加工工艺
弯曲工艺及弯曲模具的设计
弯曲工艺分析 材料 • Q235钢板是普通碳素结构钢 综合性能较好，用途最广泛
1. •
•
•
பைடு நூலகம்
工件结构 最小相对弯曲半径（是否符合要求） 弯曲件形状对称 弯曲件孔边距离足够
弯曲工艺及弯曲模具的设计
•
尺寸精度 零件图上所有尺寸均未标注公差，属自 由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公 差 φ 13mm的两个孔是螺钉过孔，与螺 钉有单边0.5mm间隙，弯曲后两空中心 一致，以保证螺钉的顺利通过。
弯曲工艺及弯曲模具的设计
结论：
弯曲工艺及弯曲模具的设计
2.
确定工艺方案及模具结构形式 冲压、弯曲工序性质和工序冲数的确定 方案一 1.落料 2.冲两个φ 13孔 3.弯曲 方案二 1.落料 2.弯曲 3.冲两个φ 13孔 方案三 1.落料冲φ 13孔复合 2.弯曲 ……
弯曲工艺及弯曲模具的设计
案例2弯曲模设计
案例2弯曲模零件名称：托架（见图9）生产批量：2万件/年材料：08冷轧钢板编制冲压工艺方案设计模具结构。
图8 弯曲件(一) 确定工艺方案制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲。
其中冲孔和落料属于简单的分离工序，弯曲成形的方式可以有图9所示的三种。
图9工艺方案零件上的孔，尽量在毛坯上冲出，以简化模具结构，便于操作。
该零件上的Ф10孔的边与弯曲中心的距离为6mm，大于1.0t（1.5mm），弯曲时不会引起孔变形，因此Ф10孔可以在压弯前冲出，冲出的Ф10孔可以做后续工序定位孔用。
而4-Ф5孔的边缘与弯曲中心的距离为1.5mm，等于1.5t，压弯时易发生孔变形，故应在弯后冲出。
完成该零件的成形，可能的工艺方案有以下几种：方案一：落料与冲Ф10孔复合，见图10（a），压弯外部两角并使中间两角l预弯45º，见图10（b）,压弯中间两角，见图10（c）,冲4-Ф5孔，见图10（d）.图10方案一方案二：落料与冲Ф10孔复合，见图10（a）,压弯外部两角，见图11（a），压弯中间两角，见图11（b）,冲4-Ф5孔，见图10（d）。
方案三：落料与冲Ф10孔复合，见图10（a），压弯四个角（12），冲4-Ф5孔，见图10（d）。
方案四：冲Ф10孔，切断及弯曲外部两角（图13），压弯中间两角，见图11（b）,冲4-Ф5孔，见图10（d）。
图11方案二图12压弯四个角图13冲孔（Ф10）、切断及弯曲外部两角连续冲压案五：冲Ф10孔，切断及压弯四个角连续冲压（图14），冲4-Ф5孔，见图10（d）。
方案六：全部工序组合采用带料连续冲压，如图15所示的排样图。
在上述列举的方案中，方案一的优点是：①模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快；②工件的回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高；③各工序（除第一道工序外）都能利用Ф10孔和一个侧面定位，定位基准一致且与设计基准重合，操作也比较简单方便。
缺点是：工序分散，需用压床，模具及操作人员多，劳动量大。
弯曲模具设计(带全套cad图).
模具课程设计说明书——弯曲模课程设计学校：学院：专业：姓名：学号：指导教师：一、零件图二、工艺设计1.弯曲工序安排原则工序安排的原则应有利于坯件在模具中的定位；工人操作安全、方便；生产率高和废品率最低等。
弯曲工艺顺序应遵循的原则为：①先弯曲外角，后弯曲内角。
②前道工序弯曲变形必须有利于后续工序的可靠定位；并为后续工序的定位做好准备。
③后续工序的弯曲变形不能影响前面工序已成形形状和尺寸精度。
④小型复杂件宜采用工序集中的工艺，大型件宜采用工序分散的工艺。
⑤精度要求高的部位的弯曲宜采用单独工序弯曲，以便模具的调整与修正。
制订工艺方案时应进行多方案比较。
2.形状简单的弯曲件如V形、U形、Z形件等，可采用一次弯曲成形。
3.弯曲件展开尺寸计算。
（1）中性层位置的确定弯曲中性层位置并不是在材料厚度的中间位置，其位置与弯曲变形量大小有关，应按下式确定：P=r+kt式中 P----弯曲中性层的曲率半径；r----弯曲件内层的弯曲半径；t----材料厚度；k----中性层位移系数，板料可有表3-9查得，圆棒料由表3-10查得。
（2）弯曲件展开尺寸计算计算步骤：1）将标注尺寸转换成计算尺寸即将工件直线部分与圆弧部分分开标注，2）计算圆弧部分中性层曲率半径及弧长中性层曲率半径为P=r+kt，则圆弧部分弧长为： s=Pa式中 a----圆弧对应的中心角，以弧度表示。
3）计算总展开长度L=L1+L2+SL=∑L直+∑S弧4.回弹弯曲成形是一种塑性变形工艺。
回弹的表现形式：1）弯曲回弹会使工件的圆角半径增大，即r2＞rp,则回弹量可表示为△r=r2-rp2) 弯曲回弹会使弯曲件的弯曲中心角增大，即a＞ap.则回弹量可表示为△a=a-ap影响弯曲回弹的因素：1．材料的力学性能。
2. 材料的相对弯曲半径r/t。
3. 弯曲制件的形状。
4. 模具间隙。
5. 校正程度。
弯曲板件时，凸模圆角半径和中心角可按下式计算:Rp=r/(1+3Asr/Et)ap=ra/rp式中 r----工件的圆角半径；Rp----凸模的圆角半径；a----工件的圆角半径r对弧长的中心角；ap----凸模的圆角半径rp所对弧长的中心角；t----毛坯的厚度；E----弯曲材料的弹性模量；A----弯曲材料的屈服点减小回弹的措施：1）在弯曲件的产品设计时①弯曲件结构设计时考虑减少回弹，在弯曲部位增加压筋连接带等结构。
弯曲模的设计实例(课程设计)(毕业设计)
弯曲模的设计实例（课程设计）（毕业设计）设计实例：如图3.8.1所示为某厂生产的压板。
材料10钢，厚度1mm，中批量生产。
试进行弯曲工艺与模具设计。
图3.8.1 压板零件图1．制件的工艺性分析该制件形状较为简单，除了高度8±0.2有精度要求外，其余尺寸没有精度要求。
材料为10钢，冲压性能较好。
根据其形状和尺寸要求，可采用的冲压工艺方案有：第一种方案是采用单工序模，即落料→弯曲→冲孔；第二种方案是将落料、冲孔工序合并为复合模，即落料、冲孔→弯曲成形。
分析弯曲工艺性要求，该制件的相对弯曲半径r/t=3.5＜5，变形程度较大，因此回弹量不大，但该制件形状不对称，弯曲时应重点解决坯料的偏移问题。
应采用先冲出的孔定位，以防止偏移。
同时，考虑制件为中批量生产，因此，采用方案二较好，精度、结构、尺寸和材料能满足工艺要求。
2．模具结构方案的确定该类制件的模具结构考虑。
第一种方案如图3.8.2所示，弯曲模结构简单，但用于本制件时，定位困难，且弯曲时左、右摩擦力不相等，会产生偏移，零件尺寸难以保证；第二种方案如图3.8.3所示滚轴式弯曲模，其滚轴凹模的旋转角度最好小于90°，而本制件的弯头部位接近半圆，采用此方案，圆弧部分回弹较大，所以也不宜采用这种方案。
图3.8.2 弯曲模结构方案一图3.8.3 弯曲模结构方案二第三种方案如图3.8.4所示，采用斜楔滑块式弯曲模。
弯曲前，顶件块7与滑块8（兼作凹模）的上表面平齐，坯料以φ8.5的孔套在定位销上定位。
上模下行时，凸模4与顶件块将坯料压紧下行。
当凸模在弹簧2的作用下到达下止点时，完成圆弧的预弯曲。
此时，上模继续下行，滑块在斜楔5的作用下向左运动，使零件弯曲成形，并产生校正力。
上模回程时，凸模受弹簧2的作用先不动，滑块在弹簧9的作用下复位，继而凸模上升，顶件块将零件顶出。
该模具将凸模作成活动式，滑块完成预弯和弯曲的先后动作，并避免了凸模回程时与滑块产生的干涉。
弯曲模具设计实例
弯曲模具设计实例《弯曲模具设计实例》一、模具基本结构及设计要领1.模具结构：弯曲模具是由上、下模、位模、形成座、导向座和台车组成的辊圆模具。
弯曲模具的上模和下模是由侧辊、芯辊、护辊和台座组成，位模由位模座和台车组成。
导向座由导向轴和支撑座组成。
2. 设计要领：（1）根据工件的材料和尺寸，选择合适的材料和形状，并确定模具各部分的装配尺寸，确定各部分的定位方式。
（2）确定模具结构，设计模具上、下模、位模、形成座、导向座等部分的结构。
（3）根据总体尺寸，制作模具制作图，确定模具各部件的尺寸及加工方式。
（4）确定模具的运行系统，确定模具的运行参数。
（5）确定工序的装配方式，以及模具的拆装方式。
二、模具设计实例1.模具简要参数模具简要参数如下：模具类型：弯曲模具模具材料：铸钢工件材料：铸钢工件尺寸：300mm*300mm*50mm2.模具设计（1）上、下模设计：模具上、下模由侧辊、芯辊、护辊和台座组成。
侧辊采用4个双面槽，台座采用金属冲夹紧的方式。
侧辊上安装有2个芯辊，芯辊上设有两个弹性护芯，形成座可根据工件的形状进行绘制，形成座上安放1根导向轴，导向座上可安装2个弹性支撑座，保证工件精确地弯曲形状。
（2）位模设计：位模由位模座、台车及导向轴等组成，台车内根据模具的尺寸，合理安放工件，并在位模座上设有专用的定位接口，保证工件的定位准确。
（3）模具运行系统设计：模具的运行系统由上、下模侧辊驱动、位模导向座驱动以及台车滑动驱动组成。
其中，上、下模侧辊驱动采用球形万向节及滚珠丝杠驱动的方式；位模台车采用滑块、滑轮及细导轨驱动的方式；台车滑动驱动采用伺服电机及滑动轴承的方式。
弯曲模设计综合实例
弯曲模设计
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 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，可查得中性层位移系数 x=0.28，所以坯料展开长度为
LZ (16 9 5) 2 (25 10) 2 [ 63.9 64mm
L凹 (LT 2Z )0凹 (18.875 2 3.3)00.052 mm 25.47500.052 mm
弯曲模设计
制坯模工艺计算与模具设计
一、冲孔落料级进模工艺计算 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45钢，料厚3mm。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 算、排样计算、冲压力与压力中心计算。
弯曲模设计
完成图示弯曲件的模具设计
材料：45钢，料厚：3mm
（1）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。
弯曲模设计
（2）结构分析 零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。 查得此材料所允许的最小弯曲半径1.5mm，而零 件弯曲半径为2mm，故不会弯裂。 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。 计算零件相对弯曲半径 r / t 0.67 5 ，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 发生的变化，可以采用校正弯曲来控制。
F总 F1 F2 FT (289.6 104.1 53)kN 446.7kN
初选设备JC23—63。
弯曲模设计
4.压力中心计算
零件采用级进模生产， 所以需计算模具的压力中心。 如图建立坐标系，则有：
弯曲模具设计实例
弯曲模具设计实例弯曲模具设计实例一、模具结构及组成1、整体模具结构根据弯曲件型腔的实际尺寸，简略设计出模具的工作台（底板）、加工模具型腔、各模具型面、润滑部件、定位部件、支撑部件和压力部件等的模具结构，并给出其尺寸。
2、模具组件模具采用水平式整体结构，其组件包括：（1）模具底板，用于支撑型腔和各模具型面；（2）加工型腔，用于容纳钢件；（3）各模具型面，用于形成弯曲件的末端面形；（4）润滑部件，用于钢件、模具的润滑；（5）定位部件，用于钢件的定位；（6）支撑部件，用于钢件的支撑；（7）压力部件，用于加工弯曲件的压力。
二、模具制作原则1、模具结构应选择合适的材料，选用极用软铸铁和耐磨铸钢制作模具；2、模具尺寸应有理想的设计，确保模具结构强度和精度；3、模具表面应做好光洁度的要求；4、模具上的型腔及槽位应有合理的深度要求，防止钢件的压痕；5、模具应安装良好，型腔中心应位于模具中心；6、支撑部件应具有柔性，防止钢件的破坏；7、润滑部件应选择合适的润滑油，并分类使用；8、压力部件应有正确的设计，防止钢件在加工过程中变形。
三、模具加工工艺1、底板的加工底板的加工采用数控仿形机进行光洁度的加工，保证型腔中心位置的精度，并保证底板的表面不含有毛刺和异物。
2、各模具型面的加工对于各模具型面，采用铣削机进行外形光洁度的加工，保证型腔的精度要求。
3、支撑部件的加工支撑部件的加工采用数控车床，可以根据设计尺寸进行变形加工，保证支撑部件的柔性。
4、定位部件的加工定位部件采用数控仿形机进行加工，保证定位部件的精度，确保钢件的定位精度。
5、润滑部件的加工润滑部件采用数控仿形机进行加工，保证润滑部件的精度，并可以配置滑脂加工润滑油。
6、压力部件的加工压力部件采用数控仿形机进行加工，保证型腔的精度，同时安装合适的压力调节控制装置，满足加工过程的压力要求。
四、模具试制试验1、模具尺寸的测量试验检测加工件的尺寸，检查型腔和各模具型面的尺寸，确保其符合设计尺寸要求。
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2.1.1 弯曲变形过程分析 1.弯曲变形过程：弯曲变形的含义、变形过程三阶段
、弯曲回弹、自由弯曲、矫正弯曲。 2.弯曲变性特点：网格法、中性层
2.1.2 弯曲件质量分析 弯裂、回弹、偏移等
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弯曲模具设计实例
2.1.3 弯曲件的工艺性：指弯曲件的结构形状、尺
弯曲模具设计实例
1. 凸模圆角半径rp： a. rmin/t<r/t<5~8时，取rp=r; b. rmin/t>r/t, 先弯成较大圆角，然后整形
； c. r/t>=10时，应根据回弹值修正圆角半径
。
2. 凹模圆角半径rd： a. 当t<=2mm时，rd=（3~6）t； b. 当t=2~4mm时，rd=（2~3）t； c . 当t>4mm时，rd=2t。
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弯曲模具设计实例
弯曲中性层位置的确定 ρ。= r + xt L = ρп α/180
ρ。— 中性层曲率半径，r—弯曲内侧半径， t—料厚，L—弯曲部分展开长度。 a=90 ̊时，L总=L1+L2+ 1.57(r+xt)
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弯曲模具设计实例
2.1.5 弯曲力的计算：为选择弯曲压力机和进行
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弯曲模具设计实例
3. 弯曲模具设计
1）模具总装图该：零件大批量生产，为调整模具方便
，上下模采用导柱导套。工作时，条料以导料板导向并
从刚卸料板下面运动至挡块5右侧定位，上模下行时，条
料•被凸凹模3切断并随其
继续下行成形，同时冲孔
凸模2在条料上冲出孔，
上模回程时卸料板卸下条
料，顶件销4在弹簧的作
寸、精度、材料及技术要求是否符合弯曲加工的工艺
要求。
1. 最小弯曲半径r：对于给定材料，r越小，板料的
外侧表面变形程度就越大，r超过某一临界值后，外
侧拉应力就超过材料的最大许可拉应力而产生裂纹。
r= η t（2-2Φ-η）/2（ Φ+η-1）
Φ—断面收缩率； η—变薄系数；
查表。
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t—板料厚度。 常见材料的最小弯曲半径，可
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模具方案确定：根据U形弯曲件零件图结构特点， 可制定两种方案进形：
方案一：弯曲件底板上的孔可以冲孔成形，两侧 壁通过弯曲工序成形，所以整个工件有冲孔、弯曲 两套模具两道工序分别完成；
方案二：采用连续模加工，底板上的孔和侧壁的 弯曲可同时在一套模具中完成，这样可节约成本、 提高生产效率、提高工件精度。
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弯曲模具设计实例
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3. 复合弯曲模：尺寸不大的弯曲件。
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2.2.2 弯曲模工作零件设计： 1. 凸、凹模工作部分的圆角半径 2. 凹模深度 3. 凸、凹模间隙 4. 横向尺寸及公差
弯曲模工作部分的结构简图如下：
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弯曲凸模、凹模零件图
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弯曲模具设计实例
b. 冲孔凸模的直径：
dp=（dmin+x∆）
•0 =（5+0.5x0.3)
•-σp
•0 •-0.02
=5••.0-σ1p 5 mm
冲孔凹模的直径：
Dd=（dp+Zmin） ••+0σd=（5.15+0.246）
弯曲模具设计实例
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2020/11/14
弯曲模具设计实例
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本节内容
2.1 弯曲工艺 2.1.1 弯曲变形过程分析 2.1.2 弯曲件质量分析 2.1.3 弯曲件的工艺性 2.1.4 弯曲件毛坯展开尺寸的计算 2.1.5 弯曲力的计算 2.1.6 弯曲件的工序安排
2.2 弯曲模具典型结构及工作零件的设计 2.2.1 弯曲模的分类与设计要点 2.2.2 弯曲模典型结构 2.2.3 弯曲模工作零件的设计
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6. 弯曲 件的尺寸标 注：三种标 注方法。
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6. 弯曲件的精度：弯曲件精度受偏移、回弹以及 模具结构、模具精度和工序顺序的影响（弯曲工序 越多，精度也随之降低），对弯曲件的精度应合理 选择，一般弯曲件的长度公差选在IT13级以下，角 度公差大于15ˊ. 弯曲件直线尺寸的精度等级和角度公差查表。
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弯曲模具设计实例
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b. 校正弯曲时的弯曲力 F校=p A
A-弯曲件被校正部分的投影面积（mm²） p-单位面积校正力（M pa）
不同材料的单位面积校正力可以查表得出。
c. 顶件力和压料力 FQ=（0.3~0.8)F自
d. 自由弯曲： F总>= F自+ FQ 校正弯曲： F总>= F校
对于V形弯曲件，凹模底部圆角半径rdˊ：
PPT文档演（模板 rp+t）（0.8~0.6）=ˊrd
弯曲模具设计实例
3. 弯曲凹模深度：过小，弯曲件自由部分太长， 工件回弹大且不平直；过深，耗费模具材料。
对于V形凹模：凹模的深度L0及底部最小厚度h可 查表。但必须保证凹模开口宽度Ld<=0.8L展。
对于U形凹模：直边高度不大或要求两边平直的U 形件，凹模深度要大于工件的深度；直边较长且对 平直度要求高的U形件，凹模深度可小于工件高度 。
•
Ld=（Lmax-0.75
∆） •+σd •0
•
LP=(Ld-2Z）••0-σp
• 2）弯曲件标注内形尺寸时：
•
•
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∆） LP=(Lmin+ 0.75
•+σp •0
L = d =(Lp+2Z••0-）σd
弯曲模具设计实例
2.3 设计实例
U形弯曲件的尺寸如下图所示，材料为10钢，料厚 t=2mm，大批量生产，试设计弯曲模。
=（32-0.•075x0.62) •-0.04
LP=(Ld-2Z） =(31.54-2x2） =27.54
•0.06 •0
••0-0.0=4 31.54
mm
•0.0 6 •0
mm
制件精度取IT14级，凸模圆角半径Rp=2.5mm，与弯曲件圆 角半径相等，Rd=（2~3）t=5mm
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弯曲模具设计实例
e. 一般压力机公称压力：F压机>=（1~1.3）F校
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2.1.6 弯曲件的工序安排
1）弯曲工艺分析-计算-弯曲工序安排，综合考虑 因素: a. 零件的形状；b. 尺寸；c. 尺精度 等级；d. 批量要求；e. 材料力学性能等。
2）弯曲工序安排的原则：
a. 形状简单如V、U形件要一次弯曲成形；
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靠块h>=2t+r1+r2 r1=r2=（2~5）t
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弯曲模具设计实例
b）U形弯曲件模具
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弯曲模具设计实例
c） Z形弯曲件模具
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弯曲模具设计实例
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2. 有弯曲工序的连续模：批量大、尺寸小。
F自=0.7x1.3x20x2x2x400/(2.5+2)=6471N F校=q A=20x20x28=11200 N F冲=Kp t L τ=1x2x400x15.7=12560N
Kp-安全系数，t-板厚，L-冲压周边长， τ-剪切强度
3） 设备的选择 满足条件：F压>F校及F压>F冲
查冲压模具手册选公称压力为40KN的开式压力机。
b. 批量大、尺寸小的弯曲件，为操作方便、等为 准确和提高生产率，应采用冲裁、压弯、切断的连 续弯曲模；
c. 多次弯曲时，先两端后中间；前次弯曲考虑后 次弯曲定位，后次弯曲不能影响前次弯曲后的形状 ；
d. 不对称弯曲件，应对称弯曲后再切断。
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2.2弯曲模具典型结构及工作零件的设计
弯曲模具设计实例
3. 弯曲件孔边距离： a. 弯曲区域有孔时，为避免弯曲过程中孔的形
状会发生变形，则必须将孔移到变形区外，孔边到 弯曲半径r的中心距应满足下列条件：
当t<2mm时，L>=t 当t>=2mm时，L>=2t
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弯曲模具设计实例
b. 若L过小而不能满足上述条件时，则必须先弯曲 后进行冲孔；或在靠变形区一侧预先冲出缺口或牙 槽，也可在变形线上冲出工艺孔，以改变变形范围 ，利用工艺变形来保证所需孔不产生变形。
通过比较，方案二有制造周期短、生产率高、精 度高、成本低等优点，因此选用此方案。
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弯曲模具设计实例
1. 弯曲件工艺分析 U形弯曲件使用10号钢制造，10号钢的最小弯曲半
径R=2.5mm>rmin，所以板料在弯曲时不会产生裂纹。 底板孔到弯曲中心线的距离a=16-2.5-4.5=
9mm>2t，故弯曲时孔不会发生变形，采用连续模 具加工较合理。
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弯曲模具设计实例
2. 工艺计算 1） 毛坯尺寸计算 直侧边长度：L1=20-2.5-2=15.5mm 弯曲部分展开：L2= 1.57(r+xt) =5.0mm 底部直边长度：L3=32-2x2-2x5=18.0mm
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弯曲模具设计实例
2） 工艺力的计算 根据公式可计算：
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5. 增加工艺缺口、槽和工艺孔 a. 为提高精度，对于弯曲时圆角变形区侧面可以