不同尺寸U形件弯曲模设计

陈建华

摘 要：介绍了一种弯曲模具，该模具即可以实现模具零件的快速更换，还可以成形不同尺寸的U形件，节省了时间，降低了成本，又能快速更换和多用的效果。

关键词：U形件；弯曲模；快换；多用

1 引 言

如图1所示，材料为10钢，厚度为1mm的U形件。U形件在板料成形中虽然很简单，但它的应用范围较广，图1所示U形件，它的高度H，长度T，端口D及料厚t在一定范围内变化，若零件尺寸发生变化就需要另外制造1副模具，这显然增加了零件的制造成本，费时、费力且劳动强度大，生产效率低。为了解决这个问题，根据这类零件的形状特征和工艺特点，综合各类弯曲模的结构特征，设计了一种快换多用弯曲模具。该模具结构简单，操作方便，U形件的高度H、长度T及端口宽度D、料厚t可在较大范围内自由调整。

图1

2 U形件的弯曲工艺

弯曲出合格的U形件要从以下几个方面考虑：

2.1 弯曲件的工艺性

弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料的选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求，良好的冲压工艺性的弯曲件不仅能提高工件质量，减少废品，而且能简化工艺和模具的结构，降低材料消耗。

2.2 板料质量

板料的表面有划伤、裂纹或剪切断面有毛刺、裂口和冷作硬化等缺陷。弯曲时易造成应力集中，使弯曲件过早地破坏，在着情况下，要选用较大的弯曲半径，将有毛刺的表面朝向弯曲凸模，以提高弯曲件的表面质量。

2.3 板料的方向性

弯曲的板料是冷扎钢板，经多次扎制板面内的力学性能呈现出很强的方向性，如下图所示。

材料平行纤维方向的塑性指标优于纤维相垂直的方向，材料具有较大的拉伸强度，不易拉裂。最小相对弯曲半径rmin/t的数值最小，而平行时则最小相对弯曲半径数值最大。而弯曲半径是表示弯曲变形程度的重要工艺参数。最小相对弯曲半径是指在保证毛坯弯曲时外表面不发生开裂的条件下，弯曲件内表面能够变成最小圆角半径与坯料厚度的比值，用rmin/t表示，该值越小，板料弯曲性能也越好。

3 模具的结构特征及工作原理

3.1 模具的特点

如图2所示的弯曲模的特点是换模快，而且能弯曲多种尺寸的U形件，在不换模具的情况下，仅调整上模长方体垫铁7和下模长方体垫铁15，上模可调整垫铁9和下模可调垫铁13就可以生产不同高度的U形件，该模具结构能在很快时间内完成模具零件的调换。如果调换凸模（采用镶拼式结构）和压料块，该模具还可用于生产不同端口宽度D及料厚t的U形件，若不更换凸模和压料块，该模具亦可生产零件长度尺寸T小于凸模和压料块长度的任何一个零件，即用1副模具在一定范围可以生产不同尺寸的U形件。

长方体垫铁（图3）

3.2 工作原理

如图（2）所示弯曲模根据零件成形时所需的弯曲力可使用于不同规格和吨位的压力机上，工作前先选用适当的凸模好压料块（依长度T、端口宽度D、料厚t而定），使之紧固，并把螺钉10和螺钉12放松，使上模可调垫块9和下模可调垫块14可以上下滑动，然后根据工件需要的高度，选择不同尺寸的上模长方形垫铁7和下模六角垫铁16，从而得到所需要的弯曲高度。

4 举 例

为了弯曲如图（1）所示的U形件，尺寸见表1-1是系列零件，设计4种长方体垫铁，每一种长方体垫铁都有2个不同的高度，如图（3）所示。

其中第1、第2种用在上模上，第3、第4种用在下模上。第1种和第3种一起用时可调出9mm、8mm2种高度，第2种和第4种一起时可调出6mm、5mm2种高度。

长方体垫铁搭配的效果： （mm）

把每种长方体垫铁的4個面都刻上不同的弯曲高度，并把长方体垫铁的种类也刻在上面，这样便于查找，同时在侧面端部刻上“上”、“下”字样，这样可分清哪个在上面，哪个在下面。长方体垫铁的高度调整好后，只需把螺钉11、10拧紧即可（螺钉11不要拧的过紧，待开始工作时再拧紧）。例如U形件的弯曲高度为4mm，由于长方体垫铁的4个面上刻有U形件的弯曲高度，所以把长方体垫铁旋转到上面刻有“4”的面，把刻有“上”字样的放在上模，把刻有“下”字样的放在下模即可。

若要生产端口宽度D不同的零件，只需更换凸模和压料块即可，其余同上。

5 结束语

通过实际应用，该模具具有以下优点：

（1） 模具只需调整更换几个零件就可以生产不同的U形零件，实现了其多用的特点。

（2） 使用该模具不必将整个模具从设备上卸下，省去了许多调整工作，减轻了工人的劳动强度，节约了工时，提高了生产效率。

（3） 使用该模具生产同一类不同尺寸零件无需重新制造整副模具，仅需调整几个零件，降低了单位零件的制造成本。

参考文献

[1] 杨玉英，实用冲压工艺及模具设计手册，机械工业出版社。

[2] 薛启翔，冲压模具设计制造难点与窍门，机械工业出版社。

[3] 郑家贤，冲压模具设计实用手册，机械工业出版社。

[4] 王孝培，冲压设计资料，机械工业出版社。