一 款钣金 U形件通用折弯成形模具的设计

0 引言

       钣金件加工生产中， 板件模具作为加工产品的手段不可或 缺。对于钣金件种类繁多， 但所需数量又少的企业 ， 因模具数 量多而造成制造费用昂贵，其钣金模具的设计制造一直是一 个结构性难题。如何既能设计制造出产品所需的生产模具 ， 同 时又能大幅降低模具的相关设计制造和管理费用 ，是这些企 业一直期待解决的问题。因此 ， 开发一些通用型模具是极为现 实的需求。

1 设计背景

        广州市环境卫生机械设备厂是专业环卫设备生产厂家， 有 钣金件种类繁多、 数量少等特点， 一直以来尽量采取其他工艺替 代、 尽量避免用模具生产的方法。例如： 一些折弯件采取型钢铣 削加工的工艺，一些成形液压管夹件采用极其简易的模具来满 足生产等。 这些办法虽然可以减少模具投入， 但也带来了加工效 率大幅下降、 加工费用成倍增加、 管理难度增加等问题。在此情 况下， 设计出一款钣金 U形件通用折弯成形模具， 以较好满足 部分产品的生产。

2 U形件通用折弯成形模具设计的思路

        U形件弯曲模的设计思路已较为成熟 ，主要特点是在 凹 模 内设置一顶板 ，反顶力来 自装在下模板底部的弹力装置， 弯曲时始终能对工件底部施加较大反顶力 ， 工件底部能保持 平整。在设计新的 U形件通用折弯成形模具时， 应考虑 4个问题 。

         (1) 不同 U形件的折弯宽度尺寸不一样 ， 通用模具应具有 宽度调整功能。

         ( 2) 不同 U形件的底部形状不一样 ， 通用模具应具备不同 形状底部的成形功能。

         ( 3) 不同 U形件成形前的定位尺寸不一样 ， 设计通用模具 时必须考虑不同位置安装限位装置的功能。

         ( 4) 四角形件( 图 1) 的折弯成形与 U形件有诸多相同之处， 设计时要兼四角形零件的成形功能。

3 U形件通用折弯成形模具 的设计思路

        上述问题能否解决， 是模具能否通用的关键。为此， 将凸模 和顶板确定为更换件， 其他零件确定为非更换件， 更换对应的更 换件以保证不同产品的生产需要。

        ( 1) 通过调节凹模和改变凸模、 顶板宽度， 解决不同U形件折弯宽度不一样的问题。

        ( 2) 通过改变凸模和反顶板轮廓形状， 解决不同 U形件底 部形状不一样的问题。

        ( 3) 通过在凹模上钻备用螺纹孔， 解决不同 U形件的限位 板安装问题。

         ( 4) 通过改变凸模高度 ， 解决四角形件上部直角边的折弯成形问题 。

4 U形件通用折弯成形模具的设计

         在传统设计思路的基础上， 结合上述 4个问题， 设计出新型 u形件通用折弯成型模具( 图 2)。

         4.1 上模部分

         上模 部分 主要包括模柄 (针对不 同吨位设 备增减模柄 套)、 上垫板、 凸模等 ， 其中凸模为更换件 。生产时， 根据不同产 品需要，上模部分只需依据产品的内腔尺寸更换对应尺寸的 凸模即可。

         4.2 下模部分

         下模部分主要包括( 带滑槽的) 底板、凹模( 与底板滑槽间隙 配合 ) 、 顶板、 支撑块、 调节螺钉、 下垫板、 挡板、 弹性体、 顶杆 、 限 位板等， 其中顶板为更换件， 与上模部分的凸模配套使用。生产 时， 根据不同的生产需要 ， 调节左右凹模的间隙， 更换对应的顶 板、同时在凹模上合适的备用螺钉孔位安装好限位板即可。 具体 的生产前安装调试步骤：①根据待生产件宽度 ，松开螺钉和螺 母，调节调节螺钉，将左右凹模分别沿滑槽滑动至所需的宽度 后， 拧紧螺钉 、 调节螺钉和螺母； ②根据待生产件的形状 ， 选择合 适的凸模和顶板， 替换如图 1中所示对应的零件并安装完毕； ③ 计算待生产件的展开毛坯尺寸，调整限位板的位置并将其安装 在 凹模上 。

         4.3 折弯成形模具工作部分尺寸的确定

         4.3.1 凸模、 凹模、 顶板工作部分尺寸( 图 3， 表 1)

         图3中， ， L口是弯曲凸模 、凹模宽度尺寸， r顶板， r 是 项板、凸模 的圆角半径 ， z是弯 曲凸凹模单边间隙， 是弯曲 件基本尺寸 ， r是弯 曲件 内角半径 ， t是材料厚度 ， △是弯曲件 尺寸偏差 ， 6 ， 占口， 顶板是凸模 、凹模 、 顶板 制造公差 ，采用 I r I 7一 I 级

         4.3.2 凸模与凹模之间的间隙

          当 ≤1 ． 5时 ， z_￡ ；当t >1 ． 5时， z_ + 6 。其中6 为料厚上偏 差 。

          4.3.3 凸模和凹模的圆角半径

          rpra为凸模是凹模圆角半径 ， r 为材料允许的最小弯曲半径。

          当 较小时 ， r D =r≥ ( 如因结构需要 r < ‰ 时， 取 r p ≥ ， 弯曲后增加一道整形工序 ， 使整形凸模的 r p = r) ；当r l t >l O时， r 口 须考虑回弹引起的 r变化， 预先须将 r D 缩小 △， 。

          当 t <2 mm时 ， r a =(3 ～6) ￡ ； 当 t =2～ 4 mi l l时 ， r d =( 2— 3) f ； 当 t >4mm时 ， r d = 2t

          因为凹模为非更换件， 因此可以根据常用产品的板厚， 依据 上述凹模圆角半径选取原则选择合适的凹模圆角半径。

5 结束语

          根据部分企业钣金折弯件品种繁多、 数量较少、 不适合制作 专用模具的特点，介绍了一款 U形件通用折弯成形模的设计 。实际应用证明， 该款模具既能满足生产需要， 又能降低模具制造 成本、 方便模具的管理。