第五章冲压工艺及模具设计课件PPT课件.ppt

第五章弯曲工艺及弯曲模具 可编辑 第五章弯曲工艺及弯曲模具 概述 弯曲 将板料 型材 管材或棒料等弯成一定的角度和曲率 形成一定形状零件的冲压方法 弯曲件的弯曲方式 模具弯曲 折弯 滚弯 拉弯 2 可编辑 常见的弯曲零件之一 3 可编辑 常见的弯曲零件之二 4 可编辑 第五章弯曲工艺及弯曲模具 弯曲件的弯曲方法 5 可编辑 5 1弯曲变形过程分析一 弯曲变形过程 1 过程 如图所示 随着凸模的下降 弯曲内侧半径逐渐减少 弯曲力臂也逐渐减少 直到凸模 坯料与凹模三者完全压合 坯料的内侧弯曲半径及弯曲力臂达到最小时 弯曲过程结束 2 自由弯曲和校正弯曲的区别校正弯曲是在自由弯曲的基础上继续施加压力 进一步弯曲 弯曲的过程 第五章弯曲工艺及弯曲模具 6 可编辑 采用网格法 如图5 4 进行分析的弯曲变形特点 二 弯曲变形特点 坯料弯曲前后的网格变化 第五章弯曲工艺及弯曲模具 7 可编辑 1 弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域弯曲角与弯曲带中心角的关系 互补 如图 2 弯曲变形区内的中性层既不伸长 也不缩短的金属层3 变形区材料厚度变薄的现象内层增厚 外层变薄 总厚度是变薄的 弯曲角与弯曲带中心角 第五章弯曲工艺及弯曲模具 8 可编辑 4变形区横断面的变形 如图 宽板基本不变 窄板变为扇形 坯料弯曲后的断面变化 第五章弯曲工艺及弯曲模具 9 可编辑 三 弯曲变形时的应力应变状态 弯曲变形时的应力应变状态 如表5 1所示 第五章弯曲工艺及弯曲模具 10 可编辑 5 1弯曲件质量分析一 最小相对弯曲半径rmin t1 最小相对弯曲半径概念1 最小弯曲半径 在保证弯曲变形区材料外表面不发生破坏的条件下 弯曲件内表面所能形成的最小圆角半径 2 常用最小相对弯曲半径rmin t表示弯曲时的成形极限 其值越小越有利于弯曲成形 第五章弯曲工艺及弯曲模具 11 可编辑 2 影响最小相对弯曲半径的因素 1 材料的厚度 2 板料的宽度 3 材料的塑性和热处理状态 4 坯料的边缘及表面状态 5 弯曲方向 垂直比平行好材料纤维方向对rmin t的影响 6 弯曲角 第五章弯曲工艺及弯曲模具 12 可编辑 3 最小弯曲半径的数值的确定表5 24 提高弯曲极限变形程度的方法 1 经冷变形硬化的材料 采用热处理方法恢复其塑性 2 清除冲裁毛刺 3 对于低塑性的材料或厚料 可采用加热弯曲 4 采取两次弯曲的工艺方法 5 对于较厚材料的弯曲 如结构允许 可以采取先在弯曲内侧开槽后再进行弯曲的工艺 第五章弯曲工艺及弯曲模具 13 可编辑 二 弯裂 1 弯裂的产生当外缘材料的伸长率达到并超过材料的延伸率厚 就会导致弯裂 2 防止弯裂的措施有退火 加热弯曲 消除冲裁毛刺 两次弯曲 先加大弯曲半径 退火后再按工件要求的小半径弯曲 校正弯曲以及对较厚材料的开槽弯曲 如图5 8 等 第五章弯曲工艺及弯曲模具 14 可编辑 图5 8开槽后进行弯曲 第五章弯曲工艺及弯曲模具 15 可编辑 三 弯曲时的回弹 回弹概念 在材料弯曲变形结束 零件不受外力作用时 由于弹性恢复 使弯曲件的角度 弯曲半径与模具的尺寸形状不一致 这种现象称为回弹 1 回弹的表现形式1 弯曲半径增大2 弯曲件角度增大 弯曲时回弹 第五章弯曲工艺及弯曲模具 16 可编辑 2 影响回弹的因素 1 材料的力学性能 屈服极限越大 弹性模量越小 回弹越大 力学性能对回弹值的影响 第五章弯曲工艺及弯曲模具 17 可编辑 2 相对弯曲半径 相对弯曲半径越小 回弹值越小 相对弯曲半径对回弹的影响 第五章弯曲工艺及弯曲模具 18 可编辑 3 弯曲件角度 越小 回弹角度也越大 4 弯曲方式 校正弯曲与自由弯曲比较 有较小的回弹 5 模具间隙 间隙大 回弹就大 6 零件形状 零件形状复杂 回弹就越小 7 非变形区的影响 校正弯曲时的回弹 第五章弯曲工艺及弯曲模具 19 可编辑 3 回弹值的大小 1 大变形程度 r t 10 自由弯曲时的回弹 公式法 第五章弯曲工艺及弯曲模具 20 可编辑 4 控制回弹的措施 1 改进零件的设计 设置加强筋改选材料控制最小弯曲半径 r t 1 2 第五章弯曲工艺及弯曲模具 21 可编辑 2 从工艺上采取措施 采用校正弯曲进行退火处理拉弯 拉弯时断面内切向应变的分布 第五章弯曲工艺及弯曲模具 22 可编辑 3 从模具结构上采取措施 按回弹值修正凸模的角度和半径 补偿回弹方法 第五章弯曲工艺及弯曲模具 23 可编辑 板厚大于0 8mm改变凸模形状减小回弹 第五章弯曲工艺及弯曲模具 24 可编辑 U形件 使工作底边成弧形抵消回弹 第五章弯曲工艺及弯曲模具 25 可编辑 一般材料 减小间隙 增加压料力 第五章弯曲工艺及弯曲模具 26 可编辑 端部加压减小回弹 第五章弯曲工艺及弯曲模具 27 可编辑 采用橡皮弯曲 第五章弯曲工艺及弯曲模具 28 可编辑 四弯曲时的偏移1 偏移现象的产生当坯料各边所受的摩擦阻力不等时 有可能使坯料在弯曲过程中沿零件的长度方向产生移动 使零件两直边的高度不符合图样的要求 这种现象称为偏移 第五章弯曲工艺及弯曲模具 29 可编辑 弯曲时的偏移现象 第五章弯曲工艺及弯曲模具 30 可编辑 2 克服偏移的措施1 采用压料装置 2 利用坯料上的孔和先冲出工艺孔 克服偏移的措施 一 第五章弯曲工艺及弯曲模具 31 可编辑 3 将不对称的弯曲件组合成对称弯曲件弯曲 图5 234 模具制造准确 保证间隙均匀 克服偏移的措施 二 第五章弯曲工艺及弯曲模具 32 可编辑 5 3弯曲件工艺分析及工序安排一弯曲件的工艺分析1 最小弯曲半径和弯曲件的弯边高度1 弯曲半径 不小于最小弯曲半径 2 弯边高度 弯曲件的弯边高度 第五章弯曲工艺及弯曲模具 33 可编辑 2 预冲工艺孔或切槽 改变弯曲线的位置及预冲工艺槽孔 第五章弯曲工艺及弯曲模具 34 可编辑 3 弯曲件孔边距离 弯曲件孔边距离 防止弯曲时孔变形的措施 第五章弯曲工艺及弯曲模具 35 可编辑 4 弯曲件的几何形状 形状应尽量对称 增添连接带的弯曲件 第五章弯曲工艺及弯曲模具 36 可编辑 5 弯曲件的尺寸标注 标注方式不同 加工方式和精度不同 图5 29尺寸标注对弯曲工艺的影响 第五章弯曲工艺及弯曲模具 37 可编辑 6 定位工艺孔的设置 图5 30定位工艺孔的设置 应用 防止偏移 用于形状复杂和多次弯曲 第五章弯曲工艺及弯曲模具 38 可编辑 1 弯曲件的工序安排原则1 对于形状简单的弯曲件 可以采用一次弯曲成形 2 对于批量大而尺寸较小的弯曲件 应尽可能采用连续模和复合模 3 需多次弯曲时 弯曲次序一般是先弯两端 后弯中间部分 4 对称弯曲原则 当弯曲件形状不对称时 应尽量采用成对弯曲 二 弯曲件的工序安排 第五章弯曲工艺及弯曲模具 39 可编辑 2 典型弯曲件的工序安排 图5 31一道工序弯曲成形 第五章弯曲工艺及弯曲模具 40 可编辑 图5 32两道工序弯曲成形 第五章弯曲工艺及弯曲模具 41 可编辑 图5 33三道工序弯曲成形 第五章弯曲工艺及弯曲模具 42 可编辑 图5 34四道工序弯曲成形 第五章弯曲工艺及弯曲模具 43 可编辑 3 连续模弯曲工序的设计 连续模弯曲工序的设计 先落料后弯曲工序安排 第五章弯曲工艺及弯曲模具 44 可编辑 5 4弯曲件毛坯展开尺寸一 中性层和中性层位置的确定1 弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度 2 坯料在塑性弯曲时 中性层发生了内移 相对弯曲半径越小 中性层内移量越大 3 中性层的计算公式 中性层位置 第五章弯曲工艺及弯曲模具 45 可编辑 二 各类弯曲件展开尺寸的计算1 有圆角半径的弯曲 r 0 5t 按中性层展开的原理进行计算 见公式5 42 圆角半径很小的弯曲 r 0 5t 按体积不变的原理计算的 见表5 4的公式 3 铰链式弯曲件 采用推圆法加工 中性层外移 第五章弯曲工艺及弯曲模具 46 可编辑 5 5弯曲模具工作部分参数确定1 凸模圆角半径 凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径 但不应小于最小弯曲半径 2 凹模圆角半径 根据材料的厚度而定 当t 2mm rd 3 6 tt 2 4mm rd 2 3 tt 4mm rd 2t3 凹模深度 其值必须取合适的值 V形件表5 6 U形件表5 7 5 8 第五章弯曲工艺及弯曲模具 47 可编辑 4 凸 凹模间隙 V形件设计时不予考虑 U形件应当取合适的值 5 U形件弯曲凸 凹模横向尺寸及公差 1 当零件标注外形尺寸时 2 当零件标注内形尺寸时 第五章弯曲工艺及弯曲模具 48 可编辑 5 6弯曲力的计算1 自由弯曲的弯曲力1 V形件弯曲力 2 U形件弯曲力 2 校正弯曲时的弯曲力 F校 AP 第五章弯曲工艺及弯曲模具 49 可编辑 3 顶件力或压料力 其值是自由弯曲力的30 80 4 压力机公称压力的确定 应大于或等于总弯曲力 F压机 F自一般情况下 压力机的公称压力应大于或等于弯曲总工艺力的1 3倍 第五章弯曲工艺及弯曲模具 50 可编辑 5 7弯曲模的典型结构 1 V形件弯曲模V形件弯曲方法通常有沿弯曲件角平分线方向的V形弯曲法和垂直于一边方向上的L形弯曲法 V形件弯曲模的一般结构形式1 凸模2 定位板3 凹模4 定位尖5 顶杆6 V形顶板7 顶板8 顶料销9 反侧压块 第五章弯曲工艺及弯曲模具 51 可编辑 V型精弯模 第五章弯曲工艺及弯曲模具 52 可编辑 2 U形件弯曲模常用的U形件弯曲模如下图所示 图5 44U形弯曲模1 凸模2 凹模3 弹簧4 凸模活动镶块5 9 凹模活动镶块6 定位销7 转轴8 顶板 第五章弯曲工艺及弯曲模具 53 可编辑 图5 45弯曲角小于90 的U形弯曲模1 凸模2 转动凹模3 弹簧 第五章弯曲工艺及弯曲模具 54 可编辑 凹模摆动一次弯曲模 第五章弯曲工艺及弯曲模具 55 可编辑 3 形件弯曲模形弯曲可以一次弯曲成形 也可以二次弯曲成形 图5 46为一次成形弯曲模 第五章弯曲工艺及弯曲模具 56 可编辑 为了保证弯曲过程中仅在零件确定的弯曲位置上进行弯曲 提高弯曲件质量 可用所示的弯曲模 图5 47形件两次成形弯曲模1 凸模2 定位板3 凹模4 顶板5 下模座 第五章弯曲工艺及弯曲模具 57 可编辑 图5 48两次弯曲复合的形件弯曲模 第五章弯曲工艺及弯曲模具 58 可编辑 图5 49带摆块的形件弯曲模1 凹模2 活动凸模3 摆块4 垫块5 推板 第五章弯曲工艺及弯曲模具 59 可编辑 第五章弯曲工艺及弯曲模具 60 可编辑 4 Z形件弯曲模 图5 50Z形弯曲模1 顶板2 定位销3 反侧压块4 凸模5 凹模6 上模座7 压块8 橡皮9 凸模托板10 活动凸模11 下模座 第五章弯曲工艺及弯曲模具 61 可编辑 Z形件弯曲模 第五章弯曲工艺及弯曲模具 62 可编辑 5 圆形件弯曲模1 直径d 5mm的小圆形件用两副简单模弯圆的方法见图5 51 第五章弯曲工艺及弯曲模具 图5 51小圆两次弯曲模 63 可编辑 图5 52小圆一次压弯模1 凸模固定板2 下凹模3 压料板4 上凹模5 芯轴凸模 第五章弯曲工艺及弯曲模具 图5 52所示的一次压弯模 适用于软材料和中小直径圆形件的弯曲 64 可编辑 2 直径d 20mm大圆形件图5 53是用三道工序弯曲大圆的方法 图5 54是用两道工序弯曲大圆的方法 图5 55是带摆动凹模的一次弯曲成形模 动画 图5 53大圆三次弯曲模a 首次弯曲b 二次弯曲c 三次弯曲 第五章弯曲工艺及弯曲模具 65 可编辑 图5 54大圆两次弯曲模a 首次弯曲b 二次弯曲1 凸模2 凹模3 定位板 第五章弯曲工艺及弯曲模具 66 可编辑 图5 55大圆一次弯曲成形1 支撑2 凸模3 摆动凹模4 顶板 第五章弯曲工艺及弯曲模具 67 可编辑 第五章弯曲工艺及弯曲模具 68 可编辑 6 铰链件弯曲1 弯曲工序的安排 图5 56铰链件弯曲工序的安排 第一道工序 第二道工序 第五章弯曲工艺及弯曲模具 69 可编辑 2 弯曲模 第五章弯曲工艺及弯曲模具 图5 57铰链