不同尺寸U形件彎曲模設計

陳建華

摘 要：介紹了一種彎曲模具，該模具即可以實現模具零件的快速更換，還可以成形不同尺寸的U形件，節省了時間，降低了成本，又能快速更換和多用的效果。

關鍵詞：U形件；彎曲模；快換；多用

1 引 言

如圖1所示，材料為10鋼，厚度為1mm的U形件。U形件在板料成形中雖然很簡單，但它的應用范圍較廣，圖1所示U形件，它的高度H，長度T，端口D及料厚t在一定范圍內變化，若零件尺寸發生變化就需要另外制造1副模具，這顯然增加了零件的制造成本，費時、費力且勞動強度大，生產效率低。為了解決這個問題，根據這類零件的形狀特征和工藝特點，綜合各類彎曲模的結構特征，設計了一種快換多用彎曲模具。該模具結構簡單，操作方便，U形件的高度H、長度T及端口寬度D、料厚t可在較大范圍內自由調整。

圖1

2 U形件的彎曲工藝

彎曲出合格的U形件要從以下幾個方面考慮：

2.1 彎曲件的工藝性

彎曲件的工藝性是指彎曲件的形狀、尺寸、材料的選用及技術要求等是否滿足彎曲加工的工藝要求，良好的沖壓工藝性的彎曲件不僅能提高工件質量，減少廢品，而且能簡化工藝和模具的結構，降低材料消耗。

2.2 板料質量

板料的表面有劃傷、裂紋或剪切斷面有毛刺、裂口和冷作硬化等缺陷。彎曲時易造成應力集中，使彎曲件過早地破壞，在著情況下，要選用較大的彎曲半徑，將有毛刺的表面朝向彎曲凸模，以提高彎曲件的表面質量。

2.3 板料的方向性

彎曲的板料是冷扎鋼板，經多次扎制板面內的力學性能呈現出很強的方向性，如下圖所示。

材料平行纖維方向的塑性指標優于纖維相垂直的方向，材料具有較大的拉伸強度，不易拉裂。最小相對彎曲半徑rmin/t的數值最小，而平行時則最小相對彎曲半徑數值最大。而彎曲半徑是表示彎曲變形程度的重要工藝參數。最小相對彎曲半徑是指在保證毛坯彎曲時外表面不發生開裂的條件下，彎曲件內表面能夠變成最小圓角半徑與坯料厚度的比值，用rmin/t表示，該值越小，板料彎曲性能也越好。

3 模具的結構特征及工作原理

3.1 模具的特點

如圖2所示的彎曲模的特點是換模快，而且能彎曲多種尺寸的U形件，在不換模具的情況下，僅調整上模長方體墊鐵7和下模長方體墊鐵15，上模可調整墊鐵9和下模可調墊鐵13就可以生產不同高度的U形件，該模具結構能在很快時間內完成模具零件的調換。如果調換凸模（采用鑲拼式結構）和壓料塊，該模具還可用于生產不同端口寬度D及料厚t的U形件，若不更換凸模和壓料塊，該模具亦可生產零件長度尺寸T小于凸模和壓料塊長度的任何一個零件，即用1副模具在一定范圍可以生產不同尺寸的U形件。

長方體墊鐵（圖3）

3.2 工作原理

如圖（2）所示彎曲模根據零件成形時所需的彎曲力可使用于不同規格和噸位的壓力機上，工作前先選用適當的凸模好壓料塊（依長度T、端口寬度D、料厚t而定），使之緊固，并把螺釘10和螺釘12放松，使上模可調墊塊9和下模可調墊塊14可以上下滑動，然后根據工件需要的高度，選擇不同尺寸的上模長方形墊鐵7和下模六角墊鐵16，從而得到所需要的彎曲高度。

4 舉 例

為了彎曲如圖（1）所示的U形件，尺寸見表1-1是系列零件，設計4種長方體墊鐵，每一種長方體墊鐵都有2個不同的高度，如圖（3）所示。

其中第1、第2種用在上模上，第3、第4種用在下模上。第1種和第3種一起用時可調出9mm、8mm2種高度，第2種和第4種一起時可調出6mm、5mm2種高度。

長方體墊鐵搭配的效果： （mm）

把每種長方體墊鐵的4個面都刻上不同的彎曲高度，并把長方體墊鐵的種類也刻在上面，這樣便于查找，同時在側面端部刻上“上”、“下”字樣，這樣可分清哪個在上面，哪個在下面。長方體墊鐵的高度調整好后，只需把螺釘11、10擰緊即可（螺釘11不要擰的過緊，待開始工作時再擰緊）。例如U形件的彎曲高度為4mm，由于長方體墊鐵的4個面上刻有U形件的彎曲高度，所以把長方體墊鐵旋轉到上面刻有“4”的面，把刻有“上”字樣的放在上模，把刻有“下”字樣的放在下模即可。

若要生產端口寬度D不同的零件，只需更換凸模和壓料塊即可，其余同上。

5 結束語

通過實際應用，該模具具有以下優點：

（1） 模具只需調整更換幾個零件就可以生產不同的U形零件，實現了其多用的特點。

（2） 使用該模具不必將整個模具從設備上卸下，省去了許多調整工作，減輕了工人的勞動強度，節約了工時，提高了生產效率。

（3） 使用該模具生產同一類不同尺寸零件無需重新制造整副模具，僅需調整幾個零件，降低了單位零件的制造成本。

參考文獻

[1] 楊玉英，實用沖壓工藝及模具設計手冊，機械工業出版社。

[2] 薛啟翔，沖壓模具設計制造難點與竅門，機械工業出版社。

[3] 鄭家賢，沖壓模具設計實用手冊，機械工業出版社。

[4] 王孝培，沖壓設計資料，機械工業出版社。