U形件弯曲成型模具的设计小技巧 学会可以少走很多弯路

一、零件的结构工艺性分析

零件为U形弯曲成型件，结构简单，左右呈对称状态，具体结构如图1所示。材质为Q235-A，板材厚度t＝4mm，图中两处公差要求，采用模具成型制造可以满足精度要求。根据零件弯曲成型的工艺性要求，允许的最小弯曲半径rmin＝0.5t＝2mm，而零件实际的弯曲半径为r＝5mm＞2mm，所以弯曲时根部圆角处不会拉裂，普通碳素结构钢具有较好的弯曲成型性能，零件的成型相对容易实现。

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图1 U形件结构

U形件成型后的三维结构效果如图2所示。

图2 U形件三维结构效果图

二、U形件弯曲成型模具设计

1、零件展开尺寸的确定

根据U形件结构图要求及中性层展开的原理，画出U形件展开结构图，如图3所示。U形件展开料片需采用单工位一次落料模具预先制成，为弯曲成型工序做好准备。

图3 U形件展开结构

2、压力机公称压力的确定

零件弯曲成型前，应先计算出弯曲力的大小，弯曲力的大小与毛坯尺寸、原材料的力学性能、模具结构和弯曲半径等因素有关，按照以下经验公式进行计算：

F弯＝0.7Kbt2бb／r＋t＝0.7×1.3×22.5×42×343／5＋4＝22477.36（N）。

式中，F弯为材料在冲压行程结束时的弯曲力（N）；K为安全系数，一般取K＝1.3；b为弯曲件的宽度（mm）；t为弯曲材料的厚度（mm）；бb为材料的强度极限（MPa）；r为弯曲件的内弯曲半径（mm）。

对于设置弹性顶出装置的弯曲成型模具，顶件力按下式计算：

F顶＝0.6F弯＝0.6×22477.36＝13486.416（N）。

压力机公称压力可按下式计算：

F设＝（1.1～1.2）×（F弯＋F顶）＝（1.1～1.2）×（22 477.36＋13 486.416）＝39560.153 6～43156.531 2（N）。

选择63t开式压力机（型号JC21-63）完全可以满足要求。

3、U形件弯曲成型模具的设计

按照零件结构及展开尺寸要求，设计出U形件弯曲成型模具结构如图4所示。模具安装时，应调整好上、下模的相互位置并紧固在设备的工作台面。工作时，将落料后的料片放置在凹模9的定位卡槽内，起动冲床使模具下行，将料片一次冲压成型，上模回程后，在退料装置的作用下，通过退料板11将成型后的零件退出模腔。

图4 U形件弯曲成型模具结构

1.M12六角螺母 2.M16六角螺母 3.螺杆 4.退料橡胶垫 5.垫圈 6.8×70圆柱销 7.M10×80内六角头螺栓 8.下模座 9.凹模 10.M8×70内六角头螺栓 11.退料板 12.冲头 13.上模座 14.M10×35内六角头螺栓 15.8×50圆柱销 16.模柄

模具没有设置导柱、导套定位装置，虽然简化了模具结构，但给安装找正带来了困难，另外，料片上料时采用人工操作，费工费时，同时也存在安全隐患，为此需要对模具结构进行优化改造。

三、U形件弯曲成型模具结构的优化设计

针对模具存在的不足之处，增设了导柱、导套导向定位装置及自动送料机构，通过对模具进行优化结构设计，进一步提升了模具的使用功能，方便了现场操作者的使用，U形件弯曲成型模具优化结构设计方案如图5所示。

图5 U形件弯曲成型模具优化设计方案图

1.导柱 2.推杆 3.导套 4.冲头 5.冲头固定板 6.模柄 7.上模板 8.料斗 9.料片 10.自动送料机构 11.凹模 12.下模板 13.顶料装置

工作时，上模下行，冲头4将料片冲入凹模11的模腔内使零件成型，与此同时，固定在上模板7底部的两件推杆2通过斜面与自动送料机构10中前端安装的滚动轴承相接触，迫使该机构向右滑移。U形件弯曲成型模具自动送料机构的具体结构如图6所示。上模回程后，在顶料装置13的作用下，压制成型的零件从凹模模腔中退出，同时，推杆2脱离与自动送料机构滚动轴承的接触，自动送料机构在拉力弹簧的作用下将料片推入凹模的待压制位置，为下一次压制做好准备。

图6 U形件弯曲成型模具自动送料机构

1.料斗 2.推料板 3.横臂 4.销轴 5.凹模 6.导向套 7.拉力弹簧 8.滑动杆 9.滚动轴承

从图6可以看出，自动送料机构依靠两端导向套6及凹模中间的凹槽与滑动杆8及推料板2进行精确导向，确保料片在定位导槽内准确送到凹模待压制位置。模具下行，自动送料机构向右滑移时，推料板2退出料斗1位置，料片依靠自重下落以便再次送料，操作者应及时向料斗添放料片，以满足连续生产之要求。需要模具设计资料和软件安装包的可以关注小编，或私信回复我:“领取”二字，

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来源：草莓奶茶味