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第7讲 弯曲工艺与弯曲模.ppt

第7讲 弯曲工艺与弯曲模

song0422
2012-11-01 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第7讲 弯曲工艺与弯曲模ppt》,可适用于高等教育领域

第七讲弯曲工艺与弯曲模第七讲弯曲工艺与弯曲模◇弯曲工艺及弯曲件工艺性◇弯曲变形过程分析◇弯曲件展开长度◇弯曲力计算◇弯曲件的回弹◇弯曲模结构◇弯曲模工作部分尺寸计算一、弯曲工艺及弯曲件工艺性一、弯曲工艺及弯曲件工艺性⒈弯曲工艺概述()弯曲:在冲压生产中把金属坯料弯折成一定角度或形状的过程。()弯曲模:弯曲所使用的模具。()弯曲实例:电子仪器仪表零件中、小型机器壳体大型结构零件等。()弯曲的类型:压弯、折弯、扭弯、滚弯和拉弯等。讨论重点:压弯及模具⒉弯曲件结构工艺性⒉弯曲件结构工艺性弯曲半径越小毛坯外表变形程度就越大。如果弯曲半径过小毛坯外表面变形可能超过材料变形极限而产生裂纹。⑴最小弯曲半径:最小弯曲半经rmin影响rmin的因素:材料性能、板料厚度、弯曲方向等。①当弯曲°角时为保证弯曲件质量必须使其直边高度h大于厚度t的两倍以上(即h>t)⑵弯曲件直边高度:②当h<t时则应预先压槽弯曲或加大直边高度待弯曲后将直边高出部分切除③当弯曲边带有斜角时应使h=(~)t>mm。⑶弯曲件孔边距⑶弯曲件孔边距孔边到弯曲半径中心的距离为:当t<mms≥t当t≥mm时s≥t。当弯曲带孔的工件时如果孔位于弯曲区附近则弯曲后孔的形状会发生变形。②如工件结构允许可在弯曲处先冲出工艺孔再弯曲成型(工艺孔吸收弯曲变形应力防止孔在弯曲时变形)(如图)。注意:如果孔边至弯曲半径中心的距离过小而不能满足上述条件时则:①弯曲成形后再冲孔⑷止裂孔、止裂槽对于局部弯曲某一段边缘时为了防止尖角处由于应力集中而产生撕裂可增添工艺孔、工艺槽或将弯曲线移动一定距离以避开尺寸突变处并使s≥rb≥td≥th=trb。图(b)、(c)所示的尺寸标注方法冲孔只能在弯曲成形后进行增加了工序。⑸弯曲件尺寸标注图(a)所示的尺寸可以采用先落料冲孔然后弯曲成形工艺比较简单。当孔无装配要求时应采用图(a)的标注方法。⑹弯曲件精度若无特殊要求一般弯曲件的尺寸精度不高于IT级角度公差大于±′。弯曲件的精度与材料的力学性能、厚度、模具结构、毛坯定位方式、工序数量和工序顺序有关同时与弯曲件本身的形状、尺寸及工艺性有关。二、弯曲变形过程分析二、弯曲变形过程分析V形件的弯曲变形过程如图所示开始弯曲时毛坯的弯曲内侧半径大于凸模的圆角半径。随凸模的下压毛坯的直边与凹模V形表面逐渐靠近弯曲内侧半径逐渐减小即⒈弯曲变形过程当凸模、毛坯与凹模三者完全压合毛坯的内侧弯曲半径及弯曲力臂达到最小时弯曲过程结束。弯曲内侧半径减小的同时弯曲力臂也逐渐减小即⒉弯曲变形分析网格法弯曲变形区的弯曲带中心角α与弯曲后工件的成形角度为θ关系为:α=°-θ⑴弯曲变形主要发生在弯曲带中心角α范围内中心角以外基本上不变形。⑵在变形区内从网格变形情况看毛坯在长、宽、厚三个方向都产生了变形。网格由正方形变成了扇形靠近凹模的外侧长度伸长靠近凸模的内侧长度缩短。在缩短和伸长的两个变形区内必然有一层面其长度在变形前后没有变化这一层面成为中性层。①长度方向因此总体上材料厚度在弯曲变形区内会变薄使毛坯的中性层发生内移。②厚度方向内侧长度方向缩短因凸模压紧毛坯厚度增加较少外侧长度方向伸长厚度变薄。内层材料受压缩宽度应增加外层材料受拉伸宽度要减小。这种变形情况根据毛坯的宽度不同分为两种情况:③宽度方向一种是宽板(毛坯宽度与厚度之比bt>)弯曲材料在宽度方向的变形会受到相邻金属的限制横断面几乎不变基本保持为矩形另一种是窄板(bt≤)弯曲宽度方向变形不受约束断面变成了内宽外窄的扇形。⒊弯曲件中性层位置在计算弯曲件的毛坯尺寸时必须首先确定中性层的位置中性层位置可用其弯曲半径ρ确定ρ可按以下经验公式计算:x中性层位移系数查表。式中:ρ中性层弯曲半径mmr内弯曲半径mmt材料厚度mm三、弯曲件展开长度三、弯曲件展开长度定义:弯曲件在弯曲之前的展平尺寸。作用:是零件毛坯下料的依据是加工出合格零件的基本保证。计算:只需计算中性层展开尺寸即可。根据弯曲前后中性层尺寸不变的原则计算即其展开长度等于所有直线段及弯曲部分中性层展开长度之和。()对于圆角半径r>t的弯曲件展开长度例如:(i=,,)根据弯曲前后材料体积不变的原则进行计算的。()对于圆角半径r<t弯曲件展开长度四、弯曲力计算四、弯曲力计算自由弯曲的弯曲力计算自由弯曲V形件自由弯曲U形件自由弯曲弯曲力定义:压力机完成预定的弯曲工序所需施加的压力。计算弯曲力目的和方法:选择合适的压力机用经验公式计算。影响弯曲力的因素:材料性能、毛坯尺寸、凹模支点间距、弯曲半经、凸凹模间隙等。式中:FZ材料在冲压行程结束时的弯曲力Nb弯曲件宽度mmr弯曲件内弯曲半径mmt弯曲件厚度mmK安全系数一般可取K=V形件自由弯曲:U形件自由弯曲:校正弯曲的弯曲力计算校正弯曲的弯曲力计算当弯曲件在冲压结束时受模具的校正时弯曲校正力计算式为:式中:Fj弯曲校正力Nq单位校正力MPa其数值查表五、弯曲件的回弹五、弯曲件的回弹弯曲力消失后由于弹性变形的恢复弯曲零件形状与模具形状并不完全一致的现象。回弹的定义回弹的表示角度回弹量和曲率回弹量()角度回弹量∆θ模具处于闭合状态时工件弯曲角θ与弯曲后工件的实际角度θ之差即∆θ=θθ模具处于闭合状态时弯曲工件曲率半径ρ与弯曲后工件的实际曲率半径ρ之差即∆ρ=ρρ()曲率回弹量∆ρ影响回弹的主要因素当其他条件相同时rt值越小则∆θθ和∆ρρ也越小。回弹角的大小与材料的屈服应力σs成正比与弹性模量E成反比。⑴材料的力学性能⑵材料相对弯曲半径rt一般U形工件比V形工件回弹要小。增加弯曲校正力可减小回弹量。U形弯曲模的凸、凹模单边间隙Z越大则回弹越大Z<t时可能产生负回弹。⑶弯曲工件的形状⑷模具间隙⑸弯曲校正力减小回弹量的措施()补偿法预先估算或试验出工件弯曲后的回弹量在设计模具时使弯曲工件的变形超过原设计的变形工件回弹后得到所需要的形状。一般情况下按经验确定回弹量通过实际试模修正。()校正法在模具结构上采取措施让校正压力集中在弯角处使其产生一定塑性变形克服回弹。图示弯曲校正力集中作用于弯曲圆角处。六、弯曲模结构六、弯曲模结构V形件弯曲模(含L形弯曲)U形件弯曲模帽罩形件弯曲模(四角弯曲模)Z形件弯曲模圆形件弯曲模弯曲模结构主要取决于弯曲件的形状及弯曲工序的安排。典型结构V形件弯曲模V形件弯曲模顶杆既有顶料作用又有压料作用可防止材料偏移。顶杆定位钉模柄凸模凹模下模板结构简单在压力机上安装及调整方便对材料厚度的公差要求不严工件在冲裁终了时得到不同程度校正回弹小工件平面度较好。特点:L形件弯曲模:L形件弯曲模:(b)倾角的存在对直边有校正作用倾角α一般取~度。凹模凸模定位钉压(顶)料板靠板用于弯曲两直边长度相差较大的单角弯曲件。(a)为基本形式因直边没有得到校正回弹较大。为防止压料力不够导致坯料偏移设置工艺孔。U形件弯曲模()U形件弯曲模()凸模定位板凹模顶料板材料沿凹模圆角滑动进入凸、凹模的间隙并弯曲成形凸模回升时顶料板将工件顶出。由于回弹工件一般不会包在凸模上。工作过程:可调U形件弯曲模可调U形件弯曲模(a)用于外侧尺寸要求较高的工件。(b)用于内侧尺寸要求较高的工件。当U形件的外侧尺寸或内侧尺寸要求较高时将弯曲凸模或凹模做成活动结构在冲程终了时对侧壁和底部进行校正。U形件弯曲模()闭角弯曲模()闭角弯曲模()弯曲角小于度的U形件弯曲模用于弯曲较厚的材料。两侧的活动凹模镶块可在圆圈内回转当凸模上升后弹簧使活动凹模镶块复位工件从侧向取出。闭角弯曲模()闭角弯曲模()带斜楔的U形闭角弯曲模适用于弯曲薄料。滚柱斜锲、弹簧上模座、活动凹模凸模注意:回程初期弹簧的变形保证活动凹模向两侧移动为凸模上行腾出足够空间。帽罩形弯曲模(四角弯曲模)帽罩形弯曲模(四角弯曲模)()帽罩形件一次弯曲模特点及应用:外角C处的弯曲线的位置在弯曲过程中是变化的因此材料在弯曲时有拉长现象零件脱模后外角形状不准确竖直边有变薄现象。用于工件弯曲高度不大的场合。凸凹模凹模活动凸模顶杆工作过程:先弯成图(a)的U形再弯成图(b)的工件。第一次将毛坯弯成U形然后将毛坯倒置在右图所示弯曲模中弯曲成零件。()帽罩形件两次弯曲模Z形件弯曲模Z形件弯曲模①开始时和的下端平齐②的弹力大于上弹顶装置的弹力③左端先弯曲右端后弯曲④与相碰时工件得到校正。圆形件弯曲模圆形件弯曲模()圆筒直径d≥mm的大圆弯曲方法凸模凹模定位板凹模框摆动凹模支撑凸模弯曲件上部得不到校正回弹较大。特点:()圆筒直径d≤mm的小圆弯曲方法特点:工件小弯曲操作不便。凹模固定板下凹模压料板上凹模芯轴凸模注意:上模弹簧的的压力必须大于开始时毛坯弯成U形的弯曲力。七、弯曲模工作部分尺寸计算七、弯曲模工作部分尺寸计算凸、凹模宽度尺寸凸、凹模圆角半径和凹模深度凸、凹模间隙凸、凹模间隙凸、凹模间隙指单边间隙用Z表示。①含义:()V形件弯曲模间隙的控制靠调节压力机的装模高度即调整凸模下死点来控制与模具设计无关。()U形件弯曲模间隙②间隙过大U形件两直边不平行上宽下窄间隙过小弯曲力增大直边厚度变薄易擦伤工件表面加速凹模磨损③在间隙值稍大于板料厚度的前提下若板料较宽间隙不均匀程度加大间隙应取大些反之反然。弯曲软板变薄容易间隙应取小些反之反然。弯曲件相对弯曲半径rt大时回弹大间隙应取小些反之反然。④凸、凹模单边间隙Z一般根据工件料厚t计算:钢板:Z=(~)t有色金属:Z=(~)tU形件凸、凹模宽度尺寸U形件凸、凹模宽度尺寸根据弯曲工件的标注方式不同有不同的计算方法。一般原则是:工件标注外形尺寸时以凹模为基准件间隙取在凸模上工件标注内形尺寸时以凸模为基准件间隙取在凹模上模具加工均采用配作法即先加工基准件再配做另一件保证单边间隙。确定原则:()工件标注外形尺寸凹模宽度:凸模宽度:模具制造公差δp、δd采用IT~IT或者取工件公差的~。()工件标注内形尺寸凹模宽度:凸模宽度:模具制造公差δp、δd采用IT~IT或者取工件公差的~。⒊凸、凹模圆角半径和凹模深度⒊凸、凹模圆角半径和凹模深度若弯曲件的相对弯曲半径rt较大、精度要求较高时凸模圆角半径应根据回弹值作相应的修正。⑴凸模圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径rt较小时凸模圆角半径rp应等于弯曲件的弯曲半径r即rp=r但必须使r大于允许的最小弯曲半径。若因结构需要必须使r小于最小弯曲半径时则可先弯成较大的圆角半径然后再采用整形工序进行整形。过小的凹模深度会使毛坯两边自由部分过大造成弯曲件回弹量大工件不平直过大的凹模深度增大了凹模尺寸浪费模具材料并且需要大行程压力机因此模具设计中要保持适当的凹模深度。⑵凹模圆角半径及其工作部分的深度弯曲凹模的圆角半径一般不应小于mm以免弯曲时毛坯表面出现裂痕。凹模两侧圆角半径应保持一致否则弯曲过程中毛坯会发生偏移。

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