第7章冲模结构设计 5.圆形件弯曲模 半圆形件成形可以采用U形件弯曲模结构。对于圆心角大于180°的圆形件,直径大 小不同,弯曲方法也不同,模具结构有很大差异。 (1)小圆形件弯曲模 直径小于5mm的圆形件一般称为小圆形弯曲件,成形工序为先弯成U形,再将U形 件推弯成圆形(如图7.24所示),若制件的精度要求高,在第2次弯曲时,可在制件中配以 芯轴,起到整形的效果 图7.24小圆形件二次弯曲示意图 1一凸模;2一凹模 图725(a是小圆形件一次弯曲模示意图,采用侧楔机构。凸模为圆轴形芯棒3,芯棒 与滑块6连接,沖压时上模下行,芯棒在弹压力作用下将坯料压成U形,上模继续下行 侧楔7推动活动凹模8向芯棒平行移动,将U形件弯成圆形。制件从垂直图面方向抽出 这种结构只适宜于薄而软的材料 图725(b)所示为将二次弯曲复合在一起的弯曲模。工作时,上模下行,压板2在弹性 元件的作用下先将滑块6压下,安装于滑块6上的芯棒3将坯料压成U形。上模继续下行, 凸模1将U形推弯成圆形。 A向 图7.25小圆形件一次弯曲模 1一凸模:2一压板:3一芯棒;4一坯料:5一凹模;6—滑块;7一侧楔;8—活动凹模 (2)大圆形件弯曲模 大圆形件弯曲可以采用3道单工序弯曲成形(如图726所示),这种方法生产率低,但 模具强度好,适合于板料厚度较大的制件
第 7 章 冲模结构设计 221 5. 圆形件弯曲模 半圆形件成形可以采用 U 形件弯曲模结构。对于圆心角大于 180°的圆形件，直径大 小不同，弯曲方法也不同，模具结构有很大差异。 (1) 小圆形件弯曲模 直径小于 5mm 的圆形件一般称为小圆形弯曲件，成形工序为先弯成 U 形，再将 U 形 件推弯成圆形(如图 7.24 所示)，若制件的精度要求高，在第 2 次弯曲时，可在制件中配以 芯轴，起到整形的效果。 图 7.24 小圆形件二次弯曲示意图 1—凸模；2—凹模 图 7.25(a)是小圆形件一次弯曲模示意图，采用侧楔机构。凸模为圆轴形芯棒 3，芯棒 与滑块 6 连接，冲压时上模下行，芯棒在弹压力作用下将坯料压成 U 形，上模继续下行， 侧楔 7 推动活动凹模 8 向芯棒平行移动，将 U 形件弯成圆形。制件从垂直图面方向抽出。 这种结构只适宜于薄而软的材料。 图 7.25(b)所示为将二次弯曲复合在一起的弯曲模。工作时，上模下行，压板 2 在弹性 元件的作用下先将滑块 6 压下，安装于滑块 6 上的芯棒 3 将坯料压成 U 形。上模继续下行， 凸模 1 将 U 形推弯成圆形。 图 7.25 小圆形件一次弯曲模 1—凸模；2—压板；3—芯棒；4—坯料；5—凹模；6—滑块；7—侧楔；8—活动凹模 (2) 大圆形件弯曲模 大圆形件弯曲可以采用 3 道单工序弯曲成形(如图 7.26 所示)，这种方法生产率低，但 模具强度好，适合于板料厚度较大的制件
中压工艺与模具设计 图7.26大圆形件三次弯曲模 如果第1道成形将材料预弯成3个圆心角为120°的波浪形,再用第2副模具弯成圆 形,那么只需两副模具即可(如图727所示)。但第2副模具中凸模为悬臂结构,刚性较差 因此只适用于大孔和相对壁厚较小的制件。 (a)首次弯曲 (b)二次弯曲 图7.27大圆形件两次弯曲模 图7.28所示也是大圆一次弯曲模。该模具设有摆动式凹模3,摆动式凹模的口部起第 次弯曲的凹模作用,凸模2下行先将坯料压成U形,凸模继续下行,坯料接触摆动式凹 模底部后,在压力作用下,摆动式凹模绕转轴4转动,将U形件弯成圆形。活动式支承1 能改善凸模的受力状况,也方便了制件的取出。这种结构生产效率较高,但由于材料的回 弹,在制件的合缝处会留有缝隙和少量直边,制件精度差,模具结构也较复杂。 图7.28摆动式凹模大圆一次弯曲模 1一活动式支承:2一凸模:3一摆动凹模:4-转轴:5—顶板
222 冲压工艺与模具设计 图 7.26 大圆形件三次弯曲模 如果第 1 道成形将材料预弯成 3 个圆心角为 120°的波浪形，再用第 2 副模具弯成圆 形，那么只需两副模具即可(如图 7.27 所示)。但第 2 副模具中凸模为悬臂结构，刚性较差， 因此只适用于大孔和相对壁厚较小的制件。 图 7.27 大圆形件两次弯曲模 1—凸模；2—凹模；3—定位板 图 7.28 所示也是大圆一次弯曲模。该模具设有摆动式凹模 3，摆动式凹模的口部起第 一次弯曲的凹模作用，凸模 2 下行先将坯料压成 U 形，凸模继续下行，坯料接触摆动式凹 模底部后，在压力作用下，摆动式凹模绕转轴 4 转动，将 U 形件弯成圆形。活动式支承 1 能改善凸模的受力状况，也方便了制件的取出。这种结构生产效率较高，但由于材料的回 弹，在制件的合缝处会留有缝隙和少量直边，制件精度差，模具结构也较复杂。 图 7.28 摆动式凹模大圆一次弯曲模 1—活动式支承；2—凸模；3—摆动凹模；4—转轴；5—顶板
第7章冲模结构设计 (3)推弯式卷圆模 推弯式卷圆模一般用于弯制较小直径的圆形件,如铰链的圆管等。图729(a所示为典 型的立式卷圆模结构。图7.29(b)所示为卧式卷圆模结构,设置了压料装置,凸模3不仅起 压料作用,还兼有凹模的作用。工作时,凸模先将坯料压紧,上模继续下行,在斜楔1的 作用下活动凹模2水平移动,将坯料头部推弯成圆形。这种模具操作方便但结构复杂 (a)立式卷圆模 (b)卧式卷圆模 图7.29立式卷圆模与卧式卷圆模 l一斜楔:2一活动凹模:3—凸模:4—-弹性元件 6.其他形式的弯曲模 弯曲件的形状种类繁多,不可能有一个统一不变的弯曲方法,只能针对不同的弯曲件, 从它的形状、精度、批量、材料性能等方面来统筹考虑设计不同的模具。对于一些复杂形 状的弯曲件,也可以利用凹模(或凸模)的摆动、转动和滑动,使坯料在压力机滑块下压时, 次弯曲成形。但这类弯曲模也存在一个弊病,这就是弯曲回弹较大,很难实现校正弯曲 图7.30所示为一种C形件的弯曲模。该模具的结构与图7.28相似。件6为摆动式凹 模,坯料靠导正销3和定位销4定位。工作时,凸模2下行,将坯料压紧并弯曲成U形, 凸模继续下行,顶件器5下沿压紧凹模,两凹模绕芯轴9旋转并将坯料再次压弯成形。回 程时,安装于凹模下的顶销10将凹模复位,制件从凸模上抽出。 图7.31为斜楔驱动活动凹模水平运动的弯曲模 材料:黄铜厚度16 t 图7.30c形件弯曲模 图 水平运动的弯曲模 1一模柄:2一凸模:3一导正销:4一定位销;5一顶件器:6—摆动式凹模: 7一模框:8—顶杆:9—芯轴:10—顶销:11—弹簧 下模座
第 7 章 冲模结构设计 223 (3) 推弯式卷圆模 推弯式卷圆模一般用于弯制较小直径的圆形件，如铰链的圆管等。图 7.29(a)所示为典 型的立式卷圆模结构。图 7.29(b)所示为卧式卷圆模结构，设置了压料装置，凸模 3 不仅起 压料作用，还兼有凹模的作用。工作时，凸模先将坯料压紧，上模继续下行，在斜楔 1 的 作用下活动凹模 2 水平移动，将坯料头部推弯成圆形。这种模具操作方便但结构复杂。 图 7.29 立式卷圆模与卧式卷圆模 1—斜楔；2—活动凹模；3—凸模；4—弹性元件 6. 其他形式的弯曲模 弯曲件的形状种类繁多，不可能有一个统一不变的弯曲方法，只能针对不同的弯曲件， 从它的形状、精度、批量、材料性能等方面来统筹考虑设计不同的模具。对于一些复杂形 状的弯曲件，也可以利用凹模(或凸模)的摆动、转动和滑动，使坯料在压力机滑块下压时， 一次弯曲成形。但这类弯曲模也存在一个弊病，这就是弯曲回弹较大，很难实现校正弯曲。 图 7.30 所示为一种 C 形件的弯曲模。该模具的结构与图 7.28 相似。件 6 为摆动式凹 模，坯料靠导正销 3 和定位销 4 定位。工作时，凸模 2 下行，将坯料压紧并弯曲成 U 形， 凸模继续下行，顶件器 5 下沿压紧凹模，两凹模绕芯轴 9 旋转并将坯料再次压弯成形。回 程时，安装于凹模下的顶销 10 将凹模复位，制件从凸模上抽出。 图 7.31 为斜楔驱动活动凹模水平运动的弯曲模。 图 7.30 C 形件弯曲模 图 7.31 斜楔驱动活动凹模 水平运动的弯曲模 1—模柄；2—凸模；3—导正销；4—定位销；5—顶件器；6—摆动式凹模； 7—模框；8—顶杆；9—芯轴；10—顶销；11—弹簧；12—下模座
中压工艺与模具设计 图732所示为带摆动凸模的弯曲模,利用摆动式凸模的复合运动实现成形,上模下行 先将坯料弯成∩形(在这里凸模实际起凹模的作用),上模继续下行,凹模斜面推动摆动式 凸模向中心运动压弯坯料成形 图7.33所示为带摆动凹模的弯曲模。凸模下行将坯料先压成U形,凸模继续下行,摆 动式凹模转动将坯料最终成形 图7.32带摆动凸模的弯曲模 图7.33带摆动凹模的弯曲模 摆动凸模;2一压料装置:3—凹模 l—凸模:2一定位板:3一摆动凹模 7222级进弯曲模 图7.34是一副级进弯曲模,除了二次弯曲外,它还完成了切断和冲孔工序。工作时 上模下行,坯料切断并弯成第一个φ0°角,带料继续进给,以挡料销3定位将第一件制件 切断并弯曲第2个90°角,同时完成第2件制件的第1次弯曲,上模继续下行冲小孔,回 程时弹性顶件板将制件顶出 制件 图7.34级进弯曲模 1、8一凸模:2一冲孔凹模:3—挡料销:4、7一凹模:5—顶料板:6—冲孔凸模 7.2.3拉深模 拉深模根据工序组合情况不同可分为单工序拉深模、复合工序拉深模和级进拉深模
224 冲压工艺与模具设计 图 7.32 所示为带摆动凸模的弯曲模，利用摆动式凸模的复合运动实现成形，上模下行 先将坯料弯成∩形(在这里凸模实际起凹模的作用)，上模继续下行，凹模斜面推动摆动式 凸模向中心运动压弯坯料成形。 图 7.33 所示为带摆动凹模的弯曲模。凸模下行将坯料先压成∪形，凸模继续下行，摆 动式凹模转动将坯料最终成形。 图 7.32 带摆动凸模的弯曲模 图 7.33 带摆动凹模的弯曲模 1—摆动凸模；2—压料装置；3—凹模 1—凸模；2—定位板；3—摆动凹模 7.2.2.2 级进弯曲模 图 7.34 是一副级进弯曲模，除了二次弯曲外，它还完成了切断和冲孔工序。工作时， 上模下行，坯料切断并弯成第一个 90°角，带料继续进给，以挡料销 3 定位将第一件制件 切断并弯曲第 2 个 90°角，同时完成第 2 件制件的第 1 次弯曲，上模继续下行冲小孔，回 程时弹性顶件板将制件顶出。 图 7.34 级进弯曲模 1、8—凸模；2—冲孔凹模；3—挡料销；4、7—凹模；5—顶料板；6—冲孔凸模 7.2.3 拉深模 拉深模根据工序组合情况不同可分为单工序拉深模、复合工序拉深模和级进拉深模
第7章冲模结构设计 拉深模的主要构件为凸模、凹模和压边圈。最适合拉深的设备为带顶出缸的油压机和双动 压力机。一般工厂使用的压力机多为单动压力机用拉深模。 72.3.1单动压力机用拉深模 1.首次拉深模 图7.35所示为最简单、最典型的无压边首次拉深模。该模具没有压边圈,只适用于板 料相对厚度较大、拉深系数较大的拉深件。凸模上钻有排气孔,避免了脱模时制件内腔中 负压的影响。为了使制件从凹模下面直接落下,设置了弹性卸料器。弹性卸料器由被分割 成2件或3件的环状体构成,内孔与凸模紧贴,便于将制件卸下。一般的拉深件口部都会 有不同程度的回弹,口部的外径略大于凹模内孔。利用这一条件可以将拉深凹模内孔设计 一锐角出口,可以很方便地将制件卸下。 这种凸模在上、凹模在下的拉深模称正装式拉深模。 图7.36所示为带压边装置的正装式拉深模,可以方便地拉深带凸缘的制件,厚板、薄 板材料均可使用,脱料很方便。由于弹性元件的高度受到模具闭合高度的限制,因而这种 结构形式的拉深模只适用于拉深深度不大的制件。 图7 压边首次拉深模 一凸模:2一定位板:3一凹模:4—卸料器:5一弹簧 图737所示为带锥形压边装置的倒装式拉深模,压边装置的弹性元件安装于模具下面 不受设备空间高度的限制,工作行程可以较大,因而可以拉深深度较大的制件,锥形压边 装置可以减小极限拉深系数。此模具结构放置坯料不方便,如拉深系数能满足要求,压边 圈可采用平面结构。此类模具应用相当广泛。 2.后续各次拉深模 后续各次拉深模在基本结构上与首次拉深模相同,不同之处在于坯料的定位。 图7.38所示为有压边装置的倒装式后续拉深模。压边圈为带凸缘的管状,外径比待拉 深的工序件内孔略小,作为定位面。这种结构可以拉深深度较大的制件,特别是较长的薄 壁制件
第 7 章 冲模结构设计 225 拉深模的主要构件为凸模、凹模和压边圈。最适合拉深的设备为带顶出缸的油压机和双动 压力机。一般工厂使用的压力机多为单动压力机用拉深模。 7.2.3.1 单动压力机用拉深模 1. 首次拉深模 图 7.35 所示为最简单、最典型的无压边首次拉深模。该模具没有压边圈，只适用于板 料相对厚度较大、拉深系数较大的拉深件。凸模上钻有排气孔，避免了脱模时制件内腔中 负压的影响。为了使制件从凹模下面直接落下，设置了弹性卸料器。弹性卸料器由被分割 成 2 件或 3 件的环状体构成，内孔与凸模紧贴，便于将制件卸下。一般的拉深件口部都会 有不同程度的回弹，口部的外径略大于凹模内孔。利用这一条件可以将拉深凹模内孔设计 一锐角出口，可以很方便地将制件卸下。 这种凸模在上、凹模在下的拉深模称正装式拉深模。 图 7.36 所示为带压边装置的正装式拉深模，可以方便地拉深带凸缘的制件，厚板、薄 板材料均可使用，脱料很方便。由于弹性元件的高度受到模具闭合高度的限制，因而这种 结构形式的拉深模只适用于拉深深度不大的制件。 图 7.35 无压边首次拉深模 1—凸模；2—定位板；3—凹模；4—卸料器；5—弹簧 图 7.37 所示为带锥形压边装置的倒装式拉深模，压边装置的弹性元件安装于模具下面， 不受设备空间高度的限制，工作行程可以较大，因而可以拉深深度较大的制件，锥形压边 装置可以减小极限拉深系数。此模具结构放置坯料不方便，如拉深系数能满足要求，压边 圈可采用平面结构。此类模具应用相当广泛。 2. 后续各次拉深模 后续各次拉深模在基本结构上与首次拉深模相同，不同之处在于坯料的定位。 图 7.38 所示为有压边装置的倒装式后续拉深模。压边圈为带凸缘的管状，外径比待拉 深的工序件内孔略小，作为定位面。这种结构可以拉深深度较大的制件，特别是较长的薄 壁制件