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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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

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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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