弯曲工艺与模具设计-广东工业大学.ppt

第三章弯曲工艺与模具设计,材料与能源学院：肖小亭,冲压工艺与模具设计,基本概念：弯曲，弯曲力，弯曲工艺性，弯曲角，相对弯曲半径，弯曲回弹等；基本原理：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及影响因素，弯曲模工作部分的尺寸计算；重点内容：弯曲回弹，弯曲工艺设计，弯曲模具设计；关键难点：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及解决措施，弯曲工序的安排。,弯曲：在冲压力的作用下，将板料、管材或型材弯成一定曲率或角度，并得到一定形状零件的冲压工序。分类：压弯、折弯、扭弯、辊弯、滚弯和拉弯。,基本概念,第一节弯曲变形分析,变形区：弯曲圆角部位弯曲变形内区、外区弹性弯曲，弹塑性弯曲，塑性弯曲宽板弯曲，窄板弯曲弯曲变形程度：相对弯曲半径,宽板，窄板内区，外区应力，应变,一、板弯曲的应力应变特点,二、弯曲时的中性层,应力中性层，应变中性层中性层内移：应变中性层滞后于且小于应力中性层内移变形区板厚变薄，变薄量与相对弯曲半径有关弯曲90时变薄系数和x0的数值,第二节弯曲力的计算,一、自由弯曲力,弯曲力矩,弯曲力,实际弯曲力经验公式,二、校正弯曲力,凸模与凹模压靠(精压)校正弯曲，提高精度，减小回弹弯曲力,弯曲顶件力和压料力按弯曲力的30%-80%近似计算。,弯曲件的毛坯长度按应变中性层在弯曲前后长度不变（体积不变）的原则进行计算。中性层位置与弯曲半径r、板厚t、中性层位移系数决定实际计算按不同情况略有差别。r0.5tr0.5t的弯曲件,变形程度小，板厚变薄不严重，可按应变中性层长度等于毛坯长度的原则计算。,多角弯曲,90角弯曲,二、r2t,3、孔边距离：t2mm，L2t,4、形状与尺寸的对称性,不对称时，成对成形，或增加压料板、定位销等,5、局部边缘弯曲应力集中，预冲卸荷孔或切槽。,1、先弯外角，再弯内角，保证弯曲定位和不影响前次弯曲形状；2、非对称弯曲件尽可能采用成对弯曲；3、批量大、尺寸小的弯曲件采用级进模弯曲成形，以提高生产效率。,三、弯曲件的工序安排,复杂弯曲件多次弯曲弯曲件精度，弯曲模结构。弯曲模工序安排：材料属性、生产批量、精度要求、生产率等。基本规则：,成对弯曲,二工序弯曲,三工序弯曲,级进模弯曲,第五节提高弯曲件精度的工艺措施,弯曲工艺的主要质量问题：拉裂、截面畸变、翘曲、偏移、回弹,一、拉裂,拉裂的原因：弯曲变形过大，表面有缺陷、不光洁，有毛刺解决措施：增加圆角半径，多次成形（弯曲再整形）合理的弯曲方向表面质量和毛刺附加反压的弯曲方法,二、截面畸变,板弯曲时由于受力变形，使内区宽度增加外区宽度减小，导致出现截面畸变，窄板弯曲时更为明显。解决方案：工艺切口,三、翘曲变形,板弯曲时宽度方向内层受压应力，外层受拉应力，形成弯曲力矩，导致产生翘曲变形解决方案：带侧板的模具成形，或模具型面反变形处理。,四、偏移,不对称形状板弯曲时，由于金属流动阻力不对称，导致弯曲工件产生偏移。解决方案：带压料板或定位销的模具成形。,五、弯曲回弹,弯曲回弹：卸载后由于弹性回复引起弯曲角形状和尺寸发生变化的现象，是弯曲工艺的主要质量问题。,中性层曲率的变化弯曲角的变化,1、弯曲回弹及其影响因素,影响弯曲回弹因素：材料力学性能：s越大，弹性模量E越小，加工硬化越严重，回弹越大；相对弯曲半径：r/t小时，弹性变形比例减小，回弹量减小；弯曲角：弯曲脚越大，回弹也越大；弯曲方式和模具结构：自由弯曲和校正弯曲的回弹量不同；摩擦条件：摩擦对多个部位弯曲影响显著，一般产生拉应力，有利于工件贴近模具表面其次，弯曲件的形状尺寸，板料厚度偏差，模具间隙，模具圆角半径等对回弹也有影响。,合理设计产品,产品形状结构，零件的材料,2、减小弯曲回弹的措施,改变应力状态,校正弯曲,纵向加压法,拉弯法,利用回弹规律,回弹补偿软模弯曲,一、弯曲模工作部分的尺寸计算,第六节弯曲模具设计,凸模、凹模的圆角半径，凹模的深度；凸凹模之间的间隙和模具宽度。,凸模、凹模的圆角半径,凸模圆角半径取等于弯曲件内侧圆角半径，应大于最小弯曲半径。弯曲件圆角过小时，须先弯曲后校正；过大时，须考虑回弹。凹模圆角半径不能过小，且应两边一致。一般,V形弯曲的凹模底部可开槽或取圆角半径为,凹模深度,凸模、凹模之间的间隙,V形弯曲，凸模、凹模之间的间隙通过调整压力机闭合高度控制；U形弯曲，必须选择合理的模具间隙。,钢板：C=(1.051.15)t有色金属：C=(1.01.1)t,U形弯曲模具工作部分尺寸,U形弯曲宽度尺寸标注在外侧时，先确定凹模尺寸，凸模配作保证间隙。,U形弯曲宽度尺寸标注在内侧时，先确定凸模尺寸，凹模配作保证间隙。,二、弯曲模的典型结构,1、敞开式弯曲模,带压料装置弯曲模,活动式弯曲模,级进弯曲模,第七节辊弯和滚弯,辊弯（卷板）是在旋转辊轮摩擦力的带动下，使板料连续进入辊轮之间而弯曲成形的加工方法。滚弯（辊弯）是将带料通过带有型槽的数组辊轮，渐次进行多道弯曲成形，从而获得所需截面形状零件的加工方法。,一、辊弯,二、滚弯,小结,本章介绍板料冲压加工中