2.3　U形彎曲模

2.3.1　普通U形彎曲模

如圖2-15所示為普通U形彎曲模之一，它在壓力機的一次行程可彎曲出兩個角度。該模具為敞開式，無模架的結構。在凹模內設置有壓料板10，在彈簧的作用下，彎曲前后坯料始終在壓緊狀態，只要左右凹模圓角半徑相等，坯料在彎曲過程不會發生滑移。

技巧

模具安裝時，先把上模固定在壓力機上臺面，在下模上放置坯料，再把下模與上模初步對準，由壓力機先下行接近與下模接觸時，再逐步用手動往下調行程，讓上模與下模自動找正后，再固定下模。

2.3.2　鐓壓U形彎曲模

如圖2-16所示為鐓壓U形彎曲模。該模具采用滑動導柱、導套導向的模座，很好地保證上、下模具的對準精度。工作時，將坯料放入凹模及壓料板上，由擋料銷8對坯料定位，上模下行，首先由滑動導柱導向，再進入彎曲成形。在彎曲成形時，彎曲凸模的鐓壓部分首先接觸坯料，并在壓料板的作用下，使彎曲凸模與坯料緊壓狀態下彎曲成形。彎曲結束，上模回程，用彈頂器12將制件頂出。

技巧

鐓壓法是鐓壓制件的彎曲帶，改變其應力、應變狀態達到控制彎曲回彈目的。

該制件板料為1.6mm，為防止彎曲時彎曲凹模的側向力及能很好保證彎曲時的合理間隙，該結構把彎曲凹模埋入下模座內8mm深。

經驗

采用鐓壓法來改變回彈，其壓料板通常采用Cr12MoV，熱處理為55～58HRC以上，否則壓料板的左右邊緣在凸模凸出部分的受力下容易出現凹痕，影響改變回彈的效果。

鐓壓法凸模的鐓壓部分結構如圖2-16A部放大圖所示，其寬度一般為0.5～2.0mm左右（薄料取小值，厚料取大值），鐓入深度一般為板料厚度的15％左右。該制件凸模鐓壓部分實際寬度取1.0mm，鐓入深度取0.2mm。

該結構比較適合較小的彎曲圓角半徑，不適合較大的圓角半徑。

2.3.3　帶R角凸模U形彎曲模

如圖2-17所示為帶R角凸模U形彎曲模。帶R角凸模結構是改變彎曲回彈的方法之一。在凸模上加工出R角，把制件上的R角經過壓制后小于板料厚度t。因該制件為U形彎曲，在彎曲時受力均勻，可以采用制件平面上4個ф5mm的圓孔作為定位孔。

技巧

該結構凸模上的R角在彎曲后模具即將閉合死時讓制件上的外R角變薄來改變彎曲回彈。必要時把彎曲凹模14的左右兩側面作相應的讓位，這樣改變回彈的效果會更好。

經驗

帶R角彎曲局部結構如圖2-18所示，它是利用凸模上的R把制件上的R角壓薄來改變其應力、應變狀態達到控制彎曲回彈目的。R角壓薄后t₀=（85％～90％）t。

2.3.4　大圓弧U形彎曲模

如圖2-19所示為某家用電器的后蓋，材料為08鋼，料厚1.0mm。屬大圓角U形彎曲件。從圖中可以看出，該制件外形由兩個R30mm組成的U形彎曲件，采用U形彎曲，如何控制R30mm的回彈是該模具的難點。

因該制件相對彎曲半徑較大，從相關資料查得，當r/t>10時，不僅彎曲件角度回彈大，而且彎曲半徑也有較大變化。這時，可按下列公式計算出回彈值，然后在試模中根據制件現狀的分析再進行修正。

①凸模圓角半徑可按如下公式計算

②彎曲凸模角度可按如下公式計算

那么得出回彈的角度=90°-81.5°=8.5°

式中　r_凸——凸模的圓角半徑，mm；

r——制件的圓角半徑，mm；

α——彎曲件的角度，（°）；

α_凸——彎曲凸模角度，（°）；

t——材料厚度，mm；

E——材料的彈性模量，從資料查得該材料的E=190000MPa；

σ_s——材料的屈服點，從資料查得該材料的σ_s=200MPa。

經分析，該制件采用三個圓弧相切連接的方式來補償回彈，分別為兩個R27.4mm及一個R367mm的圓弧相切連接而成（見圖2-20），從圖中可以看出，該U形彎曲的尺寸作相應的改變，待彎曲成形彈復后的寬度等于U形制件的寬度。

大圓角U形彎曲模具結構如圖2-21所示。該模具最大外形長為530mm，寬為500mm，閉合高度為436mm。為使制件能很好的定位，在彎曲成形中不會發生滑移，本結構采用4件擋料塊4、11安裝在模具的兩邊定位。該結構壓料板17上、下浮動行程較長，為確保上、下浮動的穩定性，在壓料板底面安裝小導柱22對下模座14導向，應注意的是小導柱22的一端安裝在壓料板17上不貫通，否則會在制件上容易壓出壓痕，從而影響制件的質量。

工作時，首先將前一工序的工序件（后稱坯料）放入彎曲凹模2、13上，由擋料塊4、11對坯料進行定位，上模下行，壓料板17在氮氣彈簧19的壓力下，首先成形出R367mm的部位，隨著上模繼續下行，再進行U形彎曲。彎曲結束，上模回程，已彎曲成（見圖2-20）R367mm的部位彈復為平面，其他部位經彈復后，符合圖2-19的尺寸公差要求。

技巧

為減輕上模的重量及減少模具的制作成本，本模具在凸模上面安裝有3件上墊腳8，上墊腳8的上表面與上模座7連接，下表面與凸模連接，其定位方式用圓柱銷連接，螺釘緊固。

為保證預成形有足夠力及其穩定性，該結構在壓料板17的底面安裝5個氮氣彈簧19彈壓。

為方便彎曲凸模的調整，在彎曲凸模采用鑲拼式結構，分別由一件彎曲凸模9和兩件彎曲凸模鑲件5、12組成。

經驗

為防止彎曲時彎曲凹模2、13的側向力及很好地保證彎曲時的合理間隙，該結構把彎曲凹模2、13埋入下模座14（埋入深度為10mm）。

2.3.5　厚料帶滾針U形彎曲模

如圖2-22所示為厚料帶滾針U形彎曲模。該結構通常用于表面要求較高及板料較厚的制件。其工作原理及相關的要求與第2.2.2節“帶滾針L形支架彎曲模”的工作原理相同。該制件為U形彎曲件，彎曲成形的工藝比第2.2.2節穩定。

在彎曲時，壓料板始終在壓緊的狀態下進行，兩邊的凸模同時下行彎曲，使坯料在彎曲時不會發生滑移。

2.3.6　長側邊U形搖桿模

如圖2-23所示為長側邊U形搖桿模。工作時，將坯料放入凹模，用擋塊3定位，上模下行，擺動凸模5進入擺動凹模10，在彎曲的同時，凸模、凹模均向左邊方向擺動。上模回程，在彈簧6的彈力下將擺動凸模復位，同時擺動凸模開始脫離擺動凹模時，將擺動凹模向右復位。

技巧

該結構搖桿的一端連接在凸模上并用側面的螺釘固定，而另一端固定在轉軸上也是用螺釘連接，模具開啟時，在彈簧6的作用下凸模始終往右邊擺動。

2.3.7　可旋轉凹模大圓角U形彎曲模

如圖2-24所示為可旋轉凹模大圓角U形彎曲模。模具開啟時，頂桿9將壓料板兼頂板10與凹模6頂平，同時將工序件用定位銷8定位并放置好。上模下行，先依靠凹模6將工序件預彎、當凸模3與轉動凹模6接觸時，轉動凹模7以軸為軸心轉動。壓力機滑塊至下死點時，制件壓制完畢。當壓力機滑塊上行時，在頂桿9的作用下，壓料板兼頂板10將制件頂起。制件靠回彈回到90°直角。頂桿4在彈簧的作用下將制件頂出，使制件留在下模上，同時轉動凹模7在彈簧11和頂銷12的作用下復位到圖示的雙點畫線位置。墊塊14起限位和承受側壓作用。

技巧

為消除大圓角彎曲時的回彈，先采用凹模6進行U形預彎，接著再用轉動凹模7擺動彎曲，將制件彎曲為負角，制件脫離凸模及凹模后，靠回彈回到90°直角。

經驗

凸模3、凹模6及轉動凹模7是本結構的工作部分，材料采用Cr12MoV或SKD11，熱處理硬度為58～60HRC。

墊塊14起限位和承受側壓作用，材料采用Cr12，熱處理硬度為53～55HRC。

2.3.8　雙向U形彎曲模

如圖2-25所示為雙向U形彎曲模。工作時，將坯料置于凹模2的上平面并定位，上模下行，凸模8將坯料彎曲成U形。上模繼續下行，彈簧9被壓縮，橫向凸模4沿著凸輪3的工作面運動而橫向位移，先彎曲c角和b角（見框形彎曲制件圖），接著，壓塊6壓下擺塊7，彎曲a角，至此，框形彎曲件彎曲完畢，行程到下死點時，對彎曲件有校正作用。上模回程，各成形環節，由后向前，相繼復位，直至上模回到上死點。

技巧

對于框形彎曲件，由于其彎角較多，需作多次彎曲；若采用一次彎曲，其傳統模具結構如圖2-25所示，在彎曲a、b、c圓角時，上部分材料與橫向凸模制件會產生不必要的塑性變形，導致彎曲后的制件形狀不準確。本模具力求克服這種不足。

經驗

凸模8的作用是將坯料從縱向彎曲成U形，彈簧9的彈力稍大于將坯料彎曲成U形的彎曲力。調整塊5通過導軌與橫向凸模4連接。橫向凸模4由凸輪3的工作面（即以cb長為半徑的1/4圓弧面）推動其橫向移動，從而使坯料彎曲c、b角。由于這段坯料在彎曲過程中的運動軌跡與橫向凸模相同，因此，兩者之間相對滑動。a角由壓塊6驅動擺塊7使坯料成形。壓塊6與橫向凸模4之間的距離可通過改變調整塊5的高度來調整，以保證先彎c、b角，后彎a角。

2.3.9　棒料U形彎曲模

如圖2-26所示為棒料U形彎曲模。該結構將ф10mm圓形的棒料（后稱坯料）彎曲成U形件。為防止彎曲時的側向力，本結構將彎曲凹模座1埋入到下模座8里，其埋入深度為6mm。工作時，將坯料放入凹模3及壓料板7的圓弧凹槽內，左右方向由定位板2定位。上模下行，坯料在壓料板7的緊壓下彎曲成形。

技巧

該結構將凹模3做成滾輪，可減少坯料與凹模的摩擦力，便于彎曲成形。

為使坯料在彎曲過程中保持正確位置，將凸模6、壓料板7與坯料接觸的部位制作成半圓弧狀。

經驗

該制件圓棒的直徑為ф10mm，那么凹模3、凸模6及壓料板7的圓弧為R5.1mm，其彎曲凸模與凹模的間隙可參考板料彎曲的間隙。