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U形件弯曲模具设计 　　【摘要】弯曲模具，是用于将金属材料弯成一定形状和角度的零件的冲压模具。由于U形件的回弹大，且不易控制，成形难度大。通过对U形件的工艺分析，设计了可控制U形件回弹的弯曲模。 　　【关键词】U形件;模具设计;弯曲工艺;工艺分析;弯曲模 　　 　　 　　图1弯曲工件图 　　一、零件工艺性分析 　　工件图为图1所示活接叉弯曲件，材料45钢，料厚3mm。其工艺性分析内容如下： 　　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。 　　2.结构分析 　　零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。另外，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。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 　　零件上只有1个尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求属于IT14，其余未注公差尺寸也均按IT14选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。 　　4.结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯曲。 　　二、工艺方案的确定 　　零件为U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，可有以下三种工艺方案： 　　方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工序模生产。 　　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。 　　通过对上述三种方案的综合分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。本文重点介绍弯曲模具的设计方法 　　三、零件工艺计算 　　1.弯曲工艺计算 　　 　　图2坯料展开图 　　（1）毛坯尺寸计算 　　对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，所以坯料展开长度为 　　 　　由于零件宽度尺寸为18mm，故毛坯尺寸应为64mm×18mm。弯曲件平面展开图见图2，两孔中心距为46mm。 　　（2）弯曲力计算 　　弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。该零件是校正弯曲，校正弯曲时的弯曲力=54kN和顶件力=5kN 　　对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故一般可以忽略，即 　　生产中为安全，取≥97.2kN，根据压弯力大小，初选设备为JH23―25。 　　2.弯曲模主要零部件设计 　　根据工件的材料、形状和精度要求等，弯曲模采用非标准模架。下模座的轮廓尺寸为255mm×110mm。 　　（1）工作部分结构尺寸设计 　　1）凸模圆角半径 　　在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即。 　　2）凹模圆角半径 　　 　　图3 凹模结构图 　　凹模圆角半径不应过小，以免擦伤零件表面，影响冲模的寿命，凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。根据材料厚度取。 　　 　　图4 弯曲模装配图 　　1、2-螺钉 3-弯曲凹模 4-顶板 5-销钉 6-模柄 7-凸模 8-销钉 9-定位板 　　10-下模座 11-顶料螺钉 12-拉杆 13-托板 14-橡胶 15-螺母 　　3）凹模深度 　　凹模深度过小，则坯料两端未受压部分太多，零件回弹大且不平直，影响其质量;深度过大，则浪费模具钢材，且需压力机有较大的工作行程。该零件为弯边高度不大且两边要求平直的U形弯曲件，凹模深度应大于零件的高度，且高出值h=5mm，如图3所示。 　　4）凸、凹模间隙 　　根据U形件弯曲模凸、凹模单边间隙的计算公式得 Z=3.3mm 　　5）U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差 　　零件标注内形尺寸时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上。而凸、凹模的横向尺寸及公差则应根据零件的尺寸、公差、回弹情况以及模具磨损规律而定。因此，凸、凹模的横向尺寸分别为 　　 　　（2）弹顶装置中弹性元件的计算 　　由于该零件在成型过程中需压料和顶件，所以模具采用弹性顶件装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下 　　1）确定橡胶垫的自由高度 　　认为自由状态时，顶件板与凹模平齐，所以取=140mm。 　　2）确定橡胶垫的横截面积 　　查得圆筒形橡胶垫在预压量为10%～15%时的单位压力为0.5MPa，所以 　　 　　3）确定橡胶垫的平面尺寸 　　根据零件的形状特点，橡胶垫应为圆筒形，中间开有圆孔以避让螺杆。结合零件的具体尺寸，橡胶垫中间的避让孔尺寸为φ17mm，则其直径D为113mm 　　4）校核橡胶垫的自由高度 　　橡胶垫的高径比在0.5～1.5之间，所以选用的橡胶垫规格合理