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1、第4章 彎曲工藝與彎曲模,,彎曲概念,將板料、型材、管材或棒料等按設(shè)計要求彎成一定的角度和一定的曲率,形成所需形狀零件的沖壓工序。,,,,彎曲分類,模具彎曲,折彎,滾彎,,,專用設(shè)備進(jìn)行彎曲,4.1 彎曲變形過程分析,彎曲變形過程:以簡單V形件為例,彎曲內(nèi)側(cè)半徑逐漸減小 彎曲力臂也逐漸減小,(變形程度增加) (相對滑移),,(a)彈性彎曲階段 (b)彈-塑性彎曲階段 (c)純塑性彎曲階段,4.2 最小相對彎曲半徑,,當(dāng)r/t減小到 超過材料的許可應(yīng)變時,會產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象。,外層纖維不拉裂的極限彎曲半徑稱為最小相對彎曲半徑rmin/t 。,,影響最小相對彎曲半徑的因素:,材料的力學(xué)性能( 塑性越
2、好,r min / t 越?。?彎曲件角度 (彎曲角越大, r min / t越小) 板材寬度的影響(窄板彎曲時, r min / t較小) 板材的熱處理狀態(tài)(退火后, r min / t較?。?板料的邊緣及表面狀態(tài)(板料邊緣有缺陷時, r min / t較大) 彎折方向(沿纖維方向, r min / t較小;垂直纖維向,相反),,板料的最小相對彎曲半徑(試驗法),4.3 彎曲件展開長度的計算,彎曲件展開長度----指彎曲件在彎曲之前的展平尺寸,按中性層不變原理,可通過計算中性層展開長度,來確定彎曲件毛坯的長度。對于形狀比較簡單、尺寸精度不高的彎曲件,可直接采用下面公式直接計算圓弧部分長度。,
3、,,坯料總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧段長度之和,即:,4.4 彎曲力計算,彎曲力受材料性能、形狀,彎曲方法、模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響,因此很難用理論分析的方法進(jìn)行準(zhǔn)確的計算。在生產(chǎn)中常采用表4-3中的經(jīng)驗公式進(jìn)行彎曲力的概略計算。,,,自由(接觸)彎曲,校正彎曲,彎曲結(jié)束時,凸模、凹模、毛坯三者相吻合,凸模不再下壓。,當(dāng)彎曲中,凸模、凹模、毛坯三者相吻合后,凸模繼續(xù)下壓,使毛坯產(chǎn)生進(jìn)一步的塑性變形。,自由彎曲和校正彎曲的區(qū)別:,回彈的大小。,,1、回彈的表現(xiàn)形式,彎曲角增大 =0 彎曲半徑增大 r = r 0 r,4.5 彎曲件的回彈,其中: 、r--模具在閉合狀態(tài)時工件彎曲角; 0
4、 、r0--彎曲后工件的實際角度,,,材料的力學(xué)性能,材料的相對彎曲半徑r/t,,r/t角度回彈量 ,曲率回彈量,屈服強(qiáng)度 ,則彈性變形,回彈;彈性模量E,則抵抗彈性變形的能力,回彈。,,2、影響回彈的因素,,,,,,彎曲校正力,凸、凹模之間的間隙,Z塑性變形,回彈量,Fj回彈量,彎曲件的形狀,因材料的相互牽制,形狀復(fù)雜的彎曲件回彈小,如:U形件比V形件的回彈小,,3、回彈值的大小,當(dāng)r/t<5時,彎曲半徑回彈不大,只考慮角度回彈,其值查表后修正;,當(dāng)r/t10時,彎曲半徑和彎曲角度都有回彈,凸模的圓角半徑和角度 可按下式計算,然后根據(jù)試模進(jìn)行修正。,,,從選材上采取措施,從工藝上
5、采取措施,采取熱處理措施:先退火,彎曲后再淬火; 條件許可時,可加熱后彎曲,選用屈服強(qiáng)度小,彈性模量E大的材料。,,4、控制回彈的措施,采用拉彎工藝,,,從模具結(jié)構(gòu)上采取措施,校正法,,凸模上的作用力力集中作用在彎曲變形區(qū),加大變形區(qū)的變形程度。,,,補償法,,從彎曲件結(jié)構(gòu)設(shè)計上考慮,在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)筋,以提高零件的剛度,抑制回彈。,,4.6 彎曲模結(jié)構(gòu),V形件彎曲模,,,結(jié)構(gòu)簡單,在壓力機(jī)上安裝調(diào)整方便。 對材料厚度公差要求不嚴(yán)。(因凸、凹模之間的 間隙是靠調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度來控制的) 可實現(xiàn)校正彎曲,彎曲件的回彈小,平面度好。,優(yōu)點,適用場合:,適用于兩直邊相差不大的V形彎曲
6、件。,,,U形件彎曲模,特點,有回彈現(xiàn)象,工件不會包在凸模上,無需卸料裝置。 兩豎邊無法得到校正,回彈較大。,,方法一:采用兩套單工序模進(jìn)行彎曲,先彎成U形,再彎成帽形。,帽形件彎曲模,,方法二:使用復(fù)合彎曲模一次成形。,Z形件彎曲,,一、凸、凹模圓角半徑計算,凸模圓角半徑rT:,當(dāng)rrmin時:rminrTr,當(dāng)rrmin: 先取rTrmin彎曲成形; 再增加一套整形工序,使制件的圓角達(dá)到r,,4.7彎曲模工作部分參數(shù)的設(shè)計,,凸模圓角半徑rT應(yīng)根據(jù)回彈值做相應(yīng)修正。,,式中: r 彎曲件內(nèi)側(cè)彎曲半徑,mm; s 材料的屈服強(qiáng)度,MPa; E 材料的彈性模量,MPa; t 彎曲件厚
7、度,mm。,當(dāng)r精度要求較高時:,,,凹模圓角半徑rA:,,,當(dāng)t2mm時:rA (36)t 當(dāng)t24mm時:rA(24)t 當(dāng)t4mm時:rA 2t,凹模入口處圓角半徑rA:,注意:凹模入口處兩側(cè)的圓角半徑rA應(yīng)相等,二、彎曲凹模的圓角半徑及工作部分的深度,,,, V形彎曲時:,底部開成空刀槽,凹模底部圓角半徑rA:, U形彎曲時:,底部自然形成,無凹模底部圓角,不開槽時,rA=(0.60.8)(rT+t),,,凹模深度:,,,指彎曲件的彎曲邊在凹模內(nèi)的非變形區(qū)的直線段長度,凹模深度過小,兩邊自由部分過大,造成彎曲件回彈量大,工件不平直; 凹模深度過大,則增大了凹模尺寸,浪費模具材料,且需要
8、大行程的壓力機(jī)。,經(jīng)驗取值:按表4-5,,L0 L 彎曲邊平直,較短。m= L0 L(表4-6),L0
9、形尺寸時,以凸模為基準(zhǔn)件,2C),2C),4.8 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性,彎曲件的直邊高度,彎曲直邊高度,直邊高度的要求,指彎曲件非變形區(qū)的直邊的長度,用H表示。,H2t,當(dāng)直邊高度H2t時:,加工藝余料,在彎曲內(nèi)R處壓凹坑,4.8 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性,彎曲件的孔邊距,使孔處于彎曲變形區(qū)之外: 先沖孔后彎曲,不滿足上述要求時:必須先彎曲,再沖孔。,要求:當(dāng)t2mm時,st; 當(dāng)t2mm時,s2t。,4.8 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性,彎曲線位置,彎曲線不應(yīng)位于彎曲件寬度的突變處,以免發(fā)生撕裂現(xiàn)象。,4.8 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性,糾正措施,將彎曲線移動一定距離,避開寬度突變處 。,4.8 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性,,事先沖出止裂孔或止裂槽,4.8 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性,定位工藝孔,采用孔定位能有效防止毛坯在彎曲中產(chǎn)生偏移,有利于保證制件質(zhì)量。如果毛坯上沒有適合于定位的孔,最好能增添定位用的工藝孔。,4.8 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性,彎曲件尺寸標(biāo)注,彎曲件精度,一般不高于IT13級,角度公差大于15。,考慮沖壓工序。,4.8 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性,思考題:,