弯曲模案例2014-丁老师.docVIP

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（rmin/t）；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。 10）落料、冲孔复合（冲Φ10mm孔）。 20）弯曲（外角弯曲、内角预弯45°）。 30）弯曲（内角弯曲）。 40）冲孔（冲4-Φ5mm孔）。 图3 方案一模具简图 方案二：四副模具。 10）落料、冲孔复合（同方案一）。 20）弯曲（弯两外角）。如图4（a）所示。 30）弯曲（弯两内角）。如图4（b）所示。 40）冲孔（同方案一）。 图4 方案二20）、30）工序模具简图 方案三：三副模具。 10）冲孔、切断、弯曲级进冲压（见图5）。 20）弯曲（弯两内角，同方案二）。 30）冲孔（同方案一）。 图5 方案三10）工序模具简图 方案四：一副模具。所有工序组合，采用多工位级进模连续冲压，图6为其排样图。 图6 方案四多工位级进模冲压排样图 比较以上四套方案，分析如下： 方案四效率最高，但模具结构复杂，制造周期长、成本高，安装、调试、维修困难，适于大批大量生产，与本产品生产批量不合，不予采纳。 方案二的优点是模具结构简单，制造周期短，模具寿命长，弯曲时定位可靠、基准统一，操作也方便。缺点是需要四副模具，工序较分散，占用设备和人员较多。 方案三与方案二在弯曲工艺上没有区别，只是采用了结构较复杂的级进、复合模，比方案二少用一副模具，但模具制造成本并不更低；由于没有落料搭边，材料利用率稍高，但是，剪裁条料时，料宽精度需严格控制。对于本项目要求，方案三应不如方案二合理。 方案一与方案二比较，模具数量相同，并且第10）、40）工序的模具结构也完全相同，仅在第20）、30）工序，方案一的模具比方案二的稍复杂，除此，方案一具有方案二所有的优点，并且由于外角弯曲时预弯内角，使得本来四处直角弯曲的两直边均得到校正，制件的回弹比方案二好，且容易控制。 综上分析，考虑本项目质量要求，选择方案一最为合理。 4. 主要工艺计算 （1）工序件尺寸计算 1）第10工序件 先计算弯曲件展开料长度。 【知识链接】4.3.1弯曲件坯料尺寸计算。 由于制件相对弯曲半径为r/t= 1＞0.5，按中性层展开长度计算。查表4-6，得四个圆角的中性层内移系数为x=0.32，根据图1和式（4-13），可计算展开料长度为： L＝+ ＝[49－4×1.5－2×1.5＋2×（30－1.5－2×1.5）] ＋[4×（1.5＋0.32×1.5）×3.14×90÷180] ＝91＋12.44 ≈103.5mm。 易得第10工序件平面尺寸如图7所示。 图7 第10工序件 进而确定板材规格、裁剪方案及材料利用率 【知识链接】3.5.2冲裁件的排样。 弯曲坯料形状为103.5mm×30mm的矩形，采用直排为必然。查表3-19，取搭边值为a