弯曲模具设计

模具课程设计说明书

——弯曲模课程设计

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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+S

L=∑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-rp

2) 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。

②在选材时考虑回弹问题，尽量选择弹性模量E较大的材料。

2）在设计弯曲工艺时

①在弯曲前安排退火工序。

②用校正弯曲代替自由弯曲。

③采用拉弯工艺。

2）在模具结构设计时

①在模具结构设计中作出相应的回弹补偿值。

②集中压力，加大变形压应力成分。

③合理选择模具间隙和凹模直壁的才深度。

④使用弹性凹模或凸模弯曲成形。

5．弯曲模工件部分尺寸计算

（1）凸模圆角半径rp

rp=r≥rmin

（2）凹模圆角半径rd

当t＜2时 rd=(3～6)t

当t=2～4时 rd=(2～3)t

当t＞4时 rd=2t

6.凹模深度

弯曲U形件凹模的m值

弯曲U形件凹模深度L0值

7．凸、凹模间隙

弯曲U形件时凸、凹模单边间隙z一般可按下式计算： Z=tmax+xt=t+△+xt

式中z----弯曲模凸、凹模单边间隙

t----工件材料厚度

△----工件材料厚度的正偏差，可查附录F得到；

x----间隙系数，可查3-22选取

8．凸、凹模工作部分尺寸与公差

外形尺寸标注的弯曲件：

1）当工件为双向偏差时，凹模尺寸为Ld=(L-0.5△)+δd

2)当工件为单向偏差时，凹模尺寸为Ld=(L-0.75△)+δd

凸模尺寸均为：Lp=(Ld-2z)0

-δp

9.弯曲压力的计算

1）自由弯曲的弯曲力计算

U形件弯曲力的计算公式

Fz=0.7KBt2 ab/（r+t）

式中 Fz----自由弯曲力；

B-----弯曲件的宽度；

t-----弯曲件材料厚度；

r-----弯曲件的圆角半径；

ab-----材料的抗拉强度；

K-----安全系数，一般去K=1.3

2）校正弯曲的弯曲力计算

Fj=qA

式中 Fj----校正弯曲力；

q-----单位面积上的校正力，按表3-25选取；

A-----工件被校正部分的投影面积。

弯曲时总的弯曲力为自由弯曲力与校正弯曲力之和，即

F=Fz+Fj

式中 F----总弯曲力

校正弯曲时，由于校正弯曲力比自由弯曲力打很多，故Fz可以忽略，而Fj的大小取决于压力机的调整。

3）顶件力或压料力

对于设有顶件装置或压料装置的弯曲模，其顶件力Fd或压料力Fy可近似取自由

弯曲力Fz的30%～80%，即

Fd（或Fy）=KFz

式中 Fd----顶件力；

Fy----压料力