案例2弯由机 零件名称：托架（见图9） 生产批量：2万件/年 材料：08冷轧钢板 编制冲压工艺方案设计核具结构， 018 2 图8弯曲件 (一)确定工艺方案 制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲.其中冲孔和落料属于简单的分离工序， 弯曲成形的方式可以有图9所示的三种。 图9工艺方案 零件上的孔，尽量在毛坯上冲出，以简化模具结构，便于操作。该零件上的中10孔的 边与弯曲中心的距离为6m,大于1.01(1.5m),弯曲时不会引起孔变形，因此中10孔可 以在压弯前冲出，冲出的中10孔可以做后续工序定位孔用。而4一中5孔的边锋与弯曲中心 的距离为1.5m,等于1.51，压弯时易发生孔变形，故应在弯后冲出。 完成该零件的成形，可能的工艺方案有以下几种， 1
1 案例 2 弯曲模 零件名称：托架（见图 9） 生产批量：2 万件/年 材 料：08 冷轧钢板 编制冲压工艺方案设计模具结构。 图 8 弯曲件 (一) 确定工艺方案 制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲。其中冲孔和落料属于简单的分离工序， 弯曲成形的方式可以有图 9 所示的三种。 图 9 工艺方案 零件上的孔，尽量在毛坯上冲出，以简化模具结构，便于操作。该零件上的Ф10 孔的 边与弯曲中心的距离为 6mm，大于 1.0t（1.5mm），弯曲时不会引起孔变形，因此Ф10 孔可 以在压弯前冲出，冲出的Ф10 孔可以做后续工序定位孔用。而 4-Ф5 孔的边缘与弯曲中心 的距离为 1.5mm，等于 1.5t，压弯时易发生孔变形，故应在弯后冲出。 完成该零件的成形，可能的工艺方案有以下几种：
方案一：落料与冲@10孔复合，见图10〔)，压弯外部两角并使中间两角1预弯5， 见图10(b),压弯中间两角，见图10(c),冲4-中5孔，见图10(d). (0】 (e (d) 图10方案一 方案二：落料与冲中10孔复合，见图10(a),压弯外部两角，见图1】《a),压弯中间 两角，见11(b),冲4-中5孔，见图10(d) 方案三：落料与冲中10孔复合，见图10()，压弯四个角(12)，冲4-中5孔，见图 10(dD. 方案四：神Φ10孔，切断及弯曲外都再角（图13），压弯中间两角，见图11(b),冲 4-Φ5孔，见图10(d)。 a 图11方案二 2
2 方案一：落料与冲Ф10 孔复合，见图 10（a），压弯外部两角并使中间两角 l 预弯 45º， 见图 10（b）,压弯中间两角，见图 10（c）,冲 4-Ф5 孔，见图 10（d）. 图 10 方案一 方案二：落料与冲Ф10 孔复合，见图 10（a）,压弯外部两角，见图 11（a），压弯中间 两角，见图 11（b）,冲 4-Ф5 孔，见图 10（d）。 方案三：落料与冲Ф10 孔复合，见图 10（a），压弯四个角（12），冲 4-Ф5 孔，见图 10（d）。 方案四：冲Ф10 孔，切断及弯曲外部两角（图 13），压弯中间两角，见图 11（b）,冲 4-Ф5 孔，见图 10（d）。 图 11 方案二
图12压弯四个角 图13冲孔（中10）、切断及弯曲外部两角连续神压 方案五：冲中10孔，切断及压弯四个角连续冲压（图14，神4中5孔，见图10(d). 方案大：全部工序组合深用带料连续冲压，如图5所示的挂样图 在上述列举的方案中，方案一的优点是：①模具结构简单，模具寿命长，制造周期短， 投产快：②工件的回弹容号控制，尺寸和形状精确。表而质量高：③各工序（除第一道工序 外)都能利用中10孔和一个侧面定位，定位基准一致且与设计基准重合，操作也比较简单 方便。缺点是：工序分散，需用压床，核具及操作人员多，劳动量大。 方案二的优点是：模具结构简单，投产快寿命长，但目弹难以控制，尺寸和形状不精确， 且工序分散，劳动量大，占用设备多。 方案三的工序比较集中，占用设备和人员少，但模具寿命短，工件质量（精度与表面 相糙度)低。 方案四的优点是工序比较集中。从工件成形角度看，本质上与方案二相同，只榄具结构 较为复杂
3 图 12 压弯四个角 图 13 冲孔（Ф10）、切断及弯曲外部两角连续冲压 方案五：冲Ф10 孔，切断及压弯四个角连续冲压（图 14），冲 4-Ф5 孔，见图 10（d）。 方案六：全部工序组合采用带料连续冲压，如图 15 所示的排样图。 在上述列举的方案中，方案一的优点是：①模具结构简单，模具寿命长，制造周期短， 投产快；②工件的回弹容易控制，尺寸和形状精确，表面质量高；③各工序（除第一道工序 外）都能利用Ф10 孔和一个侧面定位，定位基准一致且与设计基准重合，操作也比较简单 方便。缺点是：工序分散，需用压床，模具及操作人员多，劳动量大。 方案二的优点是：模具结构简单，投产快寿命长，但回弹难以控制，尺寸和形状不精确， 且工序分散，劳动量大，占用设备多。 方案三的工序比较集中，占用设备和人员少，但模具寿命短，工件质量 （精度与表面 粗糙度）低。 方案四的优点是工序比较集中，从工件成形角度看，本质上与方案二相同，只模具结构 较为复杂
方案五本质上与方案三相同，只是采用了结构复桑的领进模。 图14神孔（Φ10）以、初断及压弯四个角连续神压 图15级进冲压排样图 方案六的优点是工序最集中，只用一别模具完成全部工序，由于它实质上是把方案一的 各工序分别布置到连续棱的各工位上，所以它还具有方案一的各项优点，缺点是模具结构复 杂，安装、调试、雄修困难、制造周期长。 综上所述，考必到该零件的批量不大，为保证各项技术要求，选用方案一：其工序如下： ①落料和冲中10孔：②压弯端部两角：@压弯中间两角：④冲4中5孔 (二)工艺计算 (们)计算毛坏长度 毛坯长度按图6-17分段计算. 毛还总展开长度0 4
4 方案五本质上与方案三相同，只是采用了结构复杂的级进模。 图 14 冲孔（Ф10）、切断及压弯四个角连续冲压 图 15 级进冲压排样图 方案六的优点是工序最集中，只用一副模具完成全部工序，由于它实质上是把方案一的 各工序分别布置到连续模的各工位上，所以它还具有方案一的各项优点。缺点是模具结构复 杂，安装、调试、维修困难、制造周期长。 综上所述，考虑到该零件的批量不大，为保证各项技术要求，选用方案一。其工序如下： ①落料和冲Ф10 孔；②压弯端部两角；③压弯中间两角；④冲 4-Ф5 孔。 (二) 工艺计算 (1)计算毛坯长度 毛坯长度按图 6-17 分段计算。 毛坯总展开长度 L0
L0-2(1,+1+1+1,)+1 由图6-17：1，-=9a=125.5m:1-22m 12/n假+kt) =311/2(1.5+0.14×1.5 =332国 1-l 1-2(9+a.32+25.5+3.32)+22 =104.28(取104m 图617弯曲件毛坯长度计算图 面16弯曲件毛还长度计算图 2.排样及材料利用率 由于毛坯尺寸较大，并考虑操作方便与模具尺寸，决定采用单排。 取折边=2a=.5 则进距h=30+1.5=31.5m 条料宽度B-10L.28+2×2-108.28(取108m) 板料规格选用1.5×900×1800(m) 采用纵规到：每板的条数：=900/108=8多余3就m■ 每条的工件数：n-8001.5/31.5-57件余3m 每板的工件数：n1-857-456个 利用率：n=456体30*104,28/900体1800*100%=88.1% 经计算情裁时板料利用率仅为86.5%，故决定采用纵战， 3.计算压力及初选冲床 (1》落料与冲孔复合工序。见图10(a)。 冲栽力F1=+1)act L=2(104.28+300=268.56m 5
5 L0=2（l1+l2+l3+l4）+l5 由图 6-17：l1=9mm；l3=25.5mm；l5=22mm l2=2/π(R+kt) =3.14/2(1.5+0.14×1.5) =3.32mm l4=l2 l0=2(9+3.32+25.5+3.32)+22 =104.28(取 104- 0 0.5mm) 图 6-17 弯曲件毛坯长度计算图 图 16 弯曲件毛坯长度计算图 2．排样及材料利用率 由于毛坯尺寸较大，并考虑操作方便与模具尺寸，决定采用单排。 取搭边 a=2 a1=1.5 则进距 h=30+1.5=31.5mm 条料宽度 B=104.28+2×2=108.28（取 108mm） 板料规格选用 1.5×900×1800(mm) 采用纵裁时：每板的条数：n1=900/108=8 多余 36mm 每条的工件数：n2=18001.5/31.5=57 件余 3mm 每板的工件数：n=n1n2=8*57=456 个 利用率：η=456*30*104.28/900*1800*100℅=88.1℅ 经计算横裁时板料利用率仅为 86.5％，故决定采用纵裁。 3．计算压力及初选冲床 (1)落料与冲孔复合工序，见图 10（a）。 冲裁力 F1=(L+l)σc*t L=2(104.28+30)=268.56mm
1=n*10=32.3m t=1.5m 0.=40pa 故P=(28856+32.3)*400*1,5=179970(0 卸料力P.=kP。-0.04*179970-7198.8N0 挂件力P.=n城1f=0.055体179970 -39593.40 总冲压力 P=Pt+P+Pt -179970+7198.8+39593.1-226762.2(0 -22.68(t) 选用2妈吨冲床。 2)第一次弯由，见图10(b) 首次压弯时的冲压力包括：预弯中间两角、弯曲和校正璃部两角及压料力等。这些力并 非同时发生或达到最大值，开始只有压弯曲力和预弯力，滑块至一定位置时开始压弯端部两 角，最后进行嫩压。为安全可靠，将端部两角的压弯力化、校正力Pa及压料力Pj合在一 起计算。 总冲压力 P-P.+P.+P P.=6t2ob/r+1=30*1.5*40/1.5+1.5=900() P,-0.5.-05*900-45000 Pf向 F-1670m(校正面积) g90a(单位校正力) 故P.-1670*8-133600(M 得P-9000+4500+133600-147100W0)-14.7(t) 选用16跑冲床 3》第二次弯曲，见图10(c) 二次弯由时仍需压料力，故所需总的冲压力： P=P.+P
6 l=π*10=32.3mm t=1.5mm σb=400Mpa 故 P1=(268.56+32.3)*400*1.5=179970(N) 卸料力 Pa=K0*P0=0.04*179970=7198.8(N) 推件力 Pi=n*Kt*P2=4*0.055*179970 =39593.4(N) 总冲压力 P0=Pt+P0+Pt =179970+7198.8+39593.4=226762.2(N) =22.68(t) 选用 25 吨冲床。 (2)第一次弯曲，见图 10（b） 首次压弯时的冲压力包括：预弯中间两角、弯曲和校正端部两角及压料力等。这些力并 非同时发生或达到最大值，开始只有压弯曲力和预弯力，滑块至一定位置时开始压弯端部两 角，最后进行镦压。为安全可靠，将端部两角的压弯力 Pw、校正力 Pa 及压料力 Pj 合在一 起计算。 总冲压力 P0=Pw+Pa+Pj Pw=Bt 2σb/r+t=30*1.52 *40/1.5+1.5=900(N) Pj=0.5Pw=0.5*900=4500(N) Pa=F*q F=1670mm2（校正面积） q=80MPa(单位校正力) 故 Pa=1670*8=133600(N) 得 P0=9000+4500+133600=147100(N)=14.7(t) 选用 16 吨冲床 (3)第二次弯曲，见图 10（c） 二次弯曲时仍需压料力，故所需总的冲压力： P0=Pw+Pj
式中 Pw=Bt2ab/r+t=30*1.52*40/1.5+1.5=90000N) Pj-0.5P-4500(N 放0-9000+4500=13500(0 透用16吃冲床 4冲4中5孔，见图10(d) 4个5孔同时冲压，所需的总压力 PO=P+Pe Pem里dto,-4钟算◆5eL.5*1.-37680 P=K*.=0,04*37680=1510(N0 故P-37680+1510-391900N0 透用16电压力机 表5托架工序表 冲床规格 工序 工序跳明 工序草面 慎具型式 (t) 落料与 落料冲孔 25 冲孔 复合慎 7
7 式中 Pw=Bt2σb/r+t=30*1.52*40/1.5+1.5=9000(N) Pj=0.5Pw=4500(N) 故 P0=9000+4500=13500(N) 选用 16 吨冲床 4.冲 4-φ5 孔，见图 10（d） 4 个 5 孔同时冲压，所需的总压力 P0=Pw+Pe Pe=nπd*t*σb=4*π*5*1.5*4.=37680(N) P0=K0*Ph=0.04*37680=1510(N) 故 P0=37680+1510=39190(N) 选用 16 吨压力机 表 5 托架工序表 工序 工序说明 工序草图 冲床规格 （t ） 模具型式 1 落料与 冲孔 25 落料冲孔 复合模
一次弯 2 曲（带 16 弯由模 顶弯) 二次弯 16 宫自棋 曲 Φ日 冲四个 4 16 冲孔慎 小孔 8。阁 8
8 2 一次弯 曲（带 顶弯） 16 弯曲模 3 二次弯 曲 16 弯曲模 4 冲四个 小孔 16 冲孔模