彎曲模具設(shè)計說明書

1、彎曲模具設(shè)計計算說明書 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計說明書1份 模具裝配圖1張 凸模零件圖1張 凹模零件圖1張 班級： 學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)： 目錄 一、模具設(shè)計的內(nèi)容.3 二、設(shè)計要求.3 三、模具設(shè)計的意義3 四、彎曲工藝的相關(guān)簡介3 (-)、彎曲工藝的概念3 (二) 、彎曲的基本原理4 （三）、彎曲件的質(zhì)量分析 （四）、彎曲件的工藝性7 （五）、最小相對彎曲半徑7 五、設(shè)計方案的確定7 （一）、彎曲件工藝分析8 （二）、彎曲件坯料展開尺寸的計算8 （三）、彎曲力的計算與壓力機的選用9 （四）、彎曲模工作部分尺寸設(shè)計10 六、模具整體結(jié)構(gòu)16 七、模具的工作原理及生產(chǎn)注意事項18 八、總結(jié)19 九、參考

2、資料20 一、模具設(shè)計的內(nèi)容 設(shè)計一副如下圖所示彎曲件的成形模具：（補充圖紙） 二、設(shè)計要求 詳盡的設(shè)計計算說明書1份、主要零件圖、模具裝配圖1份。 三、模具設(shè)計的意義 沖壓成形/塑料成型工藝與模具設(shè)計是機制專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過模具的 課程設(shè)計使學(xué)生加強對課程知識的理解，在掌握材料特性的基礎(chǔ)上掌握金屬成形工 藝和塑件成型工藝，掌握一般模具的基本構(gòu)成和設(shè)計方法，為學(xué)生的進一步發(fā)展打 下堅實的理論、實踐基礎(chǔ)。 四、彎曲工藝的相關(guān)簡介 （-）、彎曲工藝的概念 彎曲是將金屬板料毛坯、型材、棒材或管材等按照設(shè)汁要求的曲率或角度成 形為所需形狀零件的沖壓工序。彎曲工序在生產(chǎn)中應(yīng)用相當普遍。零件的種類很

3、 多，如汽車上很多履蓋件，小汽車的柜架構(gòu)件，摩托車上把柄，腳支架，單車上的 支架構(gòu)件，把柄，門扣，鐵夾等。 （二）、彎曲的基本原理 以V形板料彎曲件的彎曲變形為例進行說明。其過程為： 1、凸模運動接觸板料（毛坯）由于凸，凹模不同的接觸點力作用而產(chǎn)生彎短 矩，在彎矩作用下發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生彎曲。 2、隨著凸模繼續(xù)下行，毛坯與凹模表面逐漸靠近接觸，使彎曲半徑及彎曲力 臂均隨之減少，毛坯與凹模接觸點由凹模兩肩移到凹模兩斜面上。（塑變開始階 段）。 3、隨著凸模的繼續(xù)下行，毛坯兩端接觸凸模斜面開始彎曲。（回彎曲階 4、壓平階段，隨著凸凹模間的間隙不斷變小，板料在凸凹模間被壓平。 5、校正階段，當行程終

4、了，對板料進行校正，使其圓角直邊與凸模全部貼合 而成所需形狀。 （三）、彎曲件的質(zhì)量分析 在實際生產(chǎn)中，彎曲件的質(zhì)量主要受回彈、滑移、彎裂等因素的影響，重點 介紹回彈因素，具體如下。 1、彎曲件的回彈 回彈一一常溫下的塑性彎曲和其它塑性變形一樣，在外力作用下產(chǎn)生的總變 形山塑性變形和彈性變形兩部分組成。當彎曲結(jié)束，外力去除后，塑性變形留存下 來，而彈性變形則完全消失。彎曲變形區(qū)外側(cè)因彈性恢復(fù)而縮短，內(nèi)側(cè)因彈性恢復(fù) 而伸長，產(chǎn)生了彎曲件的彎曲角度和彎曲半徑與模具相應(yīng)尺寸不一致的現(xiàn)象。這種 現(xiàn)象稱為彎曲件的彈性回跳（簡稱回彈）。 彎曲件的回彈現(xiàn)象通常表現(xiàn)為兩種形式：一是彎曲半徑的改變，山回彈前彎

5、曲半徑rO變?yōu)榛貜椇蟮膔lo二是彎曲中心角變變，由回彈詢彎曲中心角度0 （凸模的中心角度）變?yōu)榛貜椇蟮墓ぜ嶋H中心角度al。 2、影響回彈的主要因素 1）材料的力學(xué)性能 金屬材料的變形特點與材料的屈服強度成正比，與彈性模數(shù)E成反比，即材 料的屈服強度os越高，彈性模量E越小，彎曲彈性回跳越大。 2）相對彎曲半徑r/t 相對彎曲半徑r/t越大，板料的彎曲變形程度越小，在板料中性層兩側(cè)的純 彈性變形區(qū)增加越多，塑性變形區(qū)中的彈性變形所占的比例同時也增大。故相對彎 曲半徑r/t越小，則回彈也越小。 3）彎曲中心角 4）彎曲方式及彎曲模 板料彎曲方式有自山彎曲和校正彎曲。在無底的凹模中自山彎曲時，回彈

6、 大；在有底的凹模內(nèi)作校正彎曲時，回彈值小。原因是：校正彎曲力較大，可改變 彎曲件變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，增加圓角處的塑性變形程度。 5）彎曲件形狀 工件的形狀越復(fù)雜，一次彎曲所成形的角度數(shù)量越多，各部分的回彈值相互 牽制以及彎曲件表面與模具表面之間的摩擦影響，改變了彎曲件各部分的應(yīng)力狀態(tài) （一般可以增大彎曲變形區(qū)的拉應(yīng)力），使回彈困難，因而回彈角減小。如口形 件的回彈值比U形件小，U形件又比V形件小。 6）模具間隙 在壓彎U形件時，間隙大，材料處于松動狀態(tài)，回彈就大；間隙小，材料被 擠壓，回彈就小。 3、減少回彈的措施 1）選用合適的彎曲材料 在滿足彎曲件使用要求的條件下，盡可能選用彈性模量E大、

7、屈服極限os 小、加工硬化指數(shù)n小、機械性能較穩(wěn)定的材料，以減少回彈。 2）改進彎曲工藝 (1) 采用熱處理工藝 對一些硬材料和已經(jīng)冷作硬化的材料，彎曲前先進行退火處理，降低其硬度 以減少彎曲時的回彈，待彎曲后再淬硬。在條件允許的情況下，其至可使用加熱 彎曲。 (2) 增加校正工序 運用校正彎曲工序，對彎曲件施加較大的校正壓力，可以改變其變形區(qū)的應(yīng) 力應(yīng)變狀態(tài)，以減少回彈量。通常，當彎曲變形區(qū)材料的校正壓縮量為板厚的2% 5%時，就可以得到較好的效果。 (3) 采用拉彎工藝 3) 改進零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在變形區(qū)壓加強肋或壓成形邊翼，增加彎曲件的剛性，使彎曲件回彈困難。 4) 改進模具結(jié)構(gòu) (1)

8、 補償法 利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點，按預(yù)先佔算或試驗所得的回彈 量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和兒何形狀，以相反方向的回彈來補償工件的 回彈量。 (2) 校正法 當材料厚度在0.8mm以上，塑性比較好，而且彎曲圓角半徑不大時，可以改 變凸模結(jié)構(gòu)，使校正力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的改變程度 （迫使材料內(nèi)外側(cè)同為切向壓應(yīng)力、切向拉應(yīng)變），從而使內(nèi)外側(cè)回彈趨勢相互 抵消。 （3）采用聚氨酯彎曲模 利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進行彎曲，彎曲時金屬板料隨著凸模逐漸 進入聚氨酯凹模，激增的彎曲力將會改變圓角變形區(qū)材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，達到類 似校正彎曲的效果，從而減少回彈。

9、4、回彈值的確定 1）小變形（r/t$10）自山彎曲時的凸模彎曲角和凸模圓角半徑 式中： 凸模圓角半徑；r彎曲件圓角半徑； 彎曲件彎曲角； 凸模彎曲角； 材料屈服點；E材料彈性模量；t板料厚度； 2）大變形（r/t5）時彎曲件圓角半徑變化很小，而只修正彎曲角。 表-1單角90校正彎曲回彈角 材料 r/t W1 2 23 Q215、 235Q 廣 1.5 02 1. 52. 5 純銅、鋁、黃銅 03 24。 對于彎曲件彎曲角不為90時回彈角: 式中： 彎曲角為 時的回彈角： 彎曲件彎曲角； 彎曲角為90的回彈角； 模具設(shè)計時，當彎曲件彎曲角 時，取凸模角度 ;當 時，取凸模角度 ,通過試模來進行

10、修正。 該彎曲件彎曲角都為90 ,其回彈角查表-1得 ,貝9 其他影響因素 1、彎曲件的彎裂 彎曲件變形區(qū)外邊是拉伸區(qū)，當此區(qū)的拉應(yīng)力超出材料的應(yīng)力極限時（強度 極限）就產(chǎn)生裂紋。彎曲件的相對彎曲半徑r/t越小，則變形越大，越易拉裂。 2、彎曲件的滑移 山于毛坯與模具之間磨擦的存在，當磨擦力不平衡時造成毛坯的移位，稱作 滑移，使彎曲件的尺寸達不到要求： 1）產(chǎn)生滑移的原因：由于兩邊磨擦力不等。 工作不對稱，毛坯兩邊與凹模接觸面不相等；凹模兩邊的邊緣圓角半徑不相 等，半徑小，磨擦力更大；兩邊折彎的個數(shù)不一樣；V形彎曲中凹模不是中心對 稱，角度小的一邊正壓力大，磨擦大；凹模兩邊的間隙和潤滑情況不一

11、樣。 2）防止滑移的措施 盡可能采用對稱凹模，邊緣圓角相等，間隙均勻；采用彈性頂件裝置的模具 結(jié)構(gòu)；采用定位銷的模具結(jié)構(gòu)。 （四）、彎曲件的工藝性 1、最小彎曲半徑： 在保證外層纖維不發(fā)生破壞的條件下，所能彎曲零件內(nèi)表面的最小圓角半 徑，稱作彎曲件的最小彎曲半徑，表示彎曲時的成形極限。 最小彎曲半徑的影響因素: 材料的力學(xué)性能；彎曲線的方向：山于板料的扎制造成板料性能和各項異 性，扎制方向塑性較好，使彎曲的切向變形方向與扎制方向一致；板料寬度：寬度 加大，最小彎曲半徑增大；板料的表面質(zhì)量；彎曲角；板料的厚度。 2、彎曲件直邊高度 彎曲件的彎曲邊高度不宜太小，hR+2t,如彎曲邊高度太小，則難以

12、形成足 夠的彎矩。 （五）、最小相對彎曲半徑 ;而彎曲件的相對彎曲半徑為： ,所以 在彎曲工藝時不必采取特殊工藝措施。 五、設(shè)計方案的確定 （一）、彎曲件工藝分析 該彎曲件名為壓塊，形狀對稱，尺寸無精度要求，材料是Q235A,普通碳素 鋼。采用復(fù)合模沖壓成形，其需要經(jīng)過三道工序完成：落料、沖中間孔、復(fù)合彎 曲、沖兩側(cè)孔。落料工序已經(jīng)在上道工序中沖制完成。本模具是完成1個U形和2 個V形彎曲的沖壓工藝，彎曲角都是90 o （二）、彎曲件坯料展開尺寸的訃算（補充圖紙） 1、中性層的確定 山于中性層的長度在彎曲變形前后不變，其長度就是彎曲件坯料展開尺寸的 長度。而欲求中性層長度就必須找到其位置，用曲率半徑 表示。中性層位置與板料厚度t、彎曲半徑r、變薄系數(shù) 等因素有關(guān)，在實際生產(chǎn)中為了使用方便，通常采用下面的經(jīng)驗公式來確定中性層 的位置： 式中: 中性層半徑；r彎曲件內(nèi)彎半徑； x為中性層位移系數(shù)，其值件下表：表-2 r/t 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.2 X 0.