一个Z形件的弯曲模设计

题目：一个Z形件的弯曲模设计

一、 设计题目 要求：

1、将工件(b17)实体模型转为板金模型，并将Pro/E图转为工程图； 2、计算说明书一份；

3、模具主要零件（凸、凹模、上、下模板、固定板等）零件图各一份。 4、模具装配图一份（3号图纸以上）。

设计一副弯曲模： 1、材料：Q195； 2、中批量生产； 3、零件公差：IT13

二、弯曲工艺分析 1．对弯曲制件

由工件图可见，该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度2㎜。此工件可用一次单工序模弯曲，定位较为容易，且定位精度易保证。 2．对制件材料

材料为碳素结构钢，其抗剪强度为275-392MPa，抗拉强度为353-500MPa，屈服强度为245MPa，弹性模量为206×103MPa. 3．模具的工艺分析：

在压力机滑块一次行程弯曲制成工件。该模具属于单工序弯曲，操作安全、不易于自动化，包括自动送料、自动出件、自动叠片，工件和废料均往下漏，因而不易采用高速压力机生产，冲压精度高，生产效率一般。

三、 工艺计算

1、弯曲工件的毛坯尺寸计算

根据原始数据可得 t =2， r =5

所以r/t =5/2 = 2.5 >0.5 所以

L= l1 + l2 + l3 + л(r+kt) = 11+18+58+3.14(5+2k) = 99.56mm 式中

l1 l2 l3 —直边区长度 r—弯曲中心角

k— 中性层内移系数值。取0.4 t—弯曲件厚 2、压力中心

压力中心坐标x0 = 31 ，y0 = 16 作为设计模具的参数。 3、弯曲力计算

弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力。

F = （0.65～0.8）Bt2δb/rp +t = 0.7×32×2×2×400/（5+2） =5120 N

式中：B—弯曲线长度（mm） t—板料厚度（mm） δb—材料抗拉强度（MPa） rp—弯曲凸模圆角半径（mm）

四、排样与定距设计

弯曲件在板料、条料或带料上的布置为排样。排样是否合理，直接影响到材料的利用率、模具结构与寿命及生产操作方式与安全，既排样是设计模具的一个标准。分析工件外形，并为了节约材料，采用直排，条料的边缘作为工件的边缘，完全取搭边成为无废料排样，进行下料。

五 、弯曲模具工作部分尺寸 （一）、凸模与凹模的圆角半径

1、凸模圆角半径

弯曲件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模角半径rp可取弯曲件的内弯曲半径r，但不能小于允许的最小弯曲半径。如果r/t值小于最小相对弯曲半径，应先弯成较大的圆角半径，然后再用整形工序达到要求的圆角半径。当弯曲件的相对弯曲半径r/t较大且精度要求较高时凸模圆角半径应根据回弹值进行修正。

由于影响rmin/t的因素很多，rmin/t值的理论计算公式并不实用。所以在生产中主要参考经验数据来确定rmin/t值。查得：Q195最小相对弯曲半径rmin/t=3

2、凹模的圆角半径

rd 不能过小，以免增加弯曲力，擦伤工件表面。对称压弯时两边凹模圆角半径rd应一致，否则毛坯会产生偏移

rd值通常按材料厚度t来选取

t=2～4mm 时rd=（2～3）t 取rd=5 （二）、凹模深度

凹模的工件深度将决定板料的进模深度，对于常见的弯曲件，弯曲时不需全部直边进入凹模内。只有当直边长度较小且尺寸精度要求高时，才使直边全部进入凹模内，凹模深度过大，不仅增加模具的消耗，而且将增加压力机的工作进程，使最大弯曲力提前出现。中小型弯曲件通常都使用模具在机械压力机上进行加工，最大弯曲力提前出现，对压力机是很不利的。凹模深度过小，可能造成弯曲件直边不平直，降低其精度。因此，凹模深度要适当。

L1=30+25=55 L2=62 （三）、弯曲模凸凹模间隙

弯曲Z形时，必须选择适当的凸凹模间隙。间隙过大,会造成Z形件两边不相等,上宽下窄,降底工件的尺寸精度, 间隙过小,使弯曲力增大,直边壁厚变薄,容易擦伤工作表面,加速凹模的磨损,降低凹模使用寿命,弯曲凸、凹模间隙是指单边间隙。为了能顺利地进行弯曲，间隙值应梢大于板料的厚度。同时应考虑下列因素的影响，弯曲件宽度较大时，受模具制造与装配误差的影响，将加大间隙的不均匀程度，因此间隙值应取大些。宽度较小时间隙值可以取小些，硬材料则应取大些，弯曲件相对弯曲半径r/t较小时可以取大些。此外还应考虑弯曲件尺寸精度和板料厚度偏差的影响

综上所述，对于尺寸精度高要求一般的弯曲件板料为黑色金属时，单边Zb可按下式计算：

Zb= tmax +Ct=2 +0.05×2=2.1 取单边间隙为2.1mm