弯曲工艺与弯曲模设计

弯曲工艺与弯曲模设计 概述3 1弯曲模设计程序3 2审图与弯曲工艺性分析3 3弯曲成形工艺方案制定3 4弯曲件展开尺寸计算3 5弯曲时回弹补偿量的确定3 6弯曲力的计算3 7弯曲凸 凹模成形尺寸计算3 8弯曲模结构设计3 9弯曲件成形模具总体结构设计3 10弯曲成形质量问题分析 返回目录 概述弯曲 在冲压力的作用下 把平板坯料弯折成一定角度和形状的一种塑性成型工艺 分类 压弯 折弯 扭弯 滚弯和拉弯 弯曲模 弯曲工艺使用的冲模 压弯的典型形状 典型压弯工件 弯曲过程及工作原理 3 1弯曲模设计程序 课后思考 1 说明弯曲模设计的程序 3 2审图与弯曲工艺性分析学习目标 理解最小相对弯曲半径 掌握弯曲件的结构工艺性要求 了解弯曲件在公差 材料上的要求 教学要求 能够根据弯曲件的工艺条件 查表确定最小相对弯曲半径 根据弯曲件的结构工艺性要求改善弯曲件的结构设计 3 2 1弯曲件结构工艺性要求 1 工件的弯曲圆角半径应不小于允许的最小弯曲半径 最小弯曲半径 导致材料开裂前的临界弯曲半径 相对弯曲半径 r t 表示弯曲变形程度的工艺参数 影响材料最小弯曲半径数值的因素 1 材料的力学性能 塑性 2 材料的热处理状态 退火 加工硬化 3 制件弯曲角大小 以90 为界 4 弯曲线方向 与材料纹向的关系 5 板料表面和冲裁断面质量 应力集中 实例分析 弹簧接触片 机芯自停杆 弯曲线方向 电位器接线片 2 弯曲件上的孔应远离弯曲变形区或安排在弯曲之后冲出 安全距离查表 分析 修改毛坯形状 3 弯曲直边应有足够的高度 4 移动在宽窄交界处的弯曲线或开工艺槽 孔 5 对于开口制件 可在弯曲变形后再冲切槽 6 弯曲件的形状和尺寸应尽可能对称 左右弯曲半径应一致 3 2 2弯曲件精度一般弯曲件的尺寸公差等级应在IT13级以下 角度公差应大于15 3 2 3弯曲件材料要求具有足够的塑性 较低的屈服极限和较高的弹性模数 测验题填空1 弯曲变形程度用表示 2 最小相对弯曲半径rmin t表示 判断1 在其它条件相同的情况下 弯曲线垂直于钢板轧制方向允许的弯曲半径较小 2 材料的机械性能对弯曲件影响较大 其中材料的塑性越差 其允许的最小相对弯曲半径越小 3 相对弯曲半径 r t 是表示零件结构工艺性好坏的指标之一 参考答案 课后思考 1 板料的弯曲变形有哪些特点 2 什么是最小弯曲半径 影响最小弯曲半径的因素有哪些 3 简述弯曲件的结构工艺性 3 3弯曲成形工艺方案制定学习目标 根据掌握弯曲工序的安排与制定原则 制定弯曲件成形工艺方案 教学要求 能对简单形状或非对称或批量大等条件的弯曲件进行工序安排 3 3 1弯曲工艺方案制定弯曲工艺 指成形制件各弯曲部位的先后顺序以及弯曲工序的分散与集中的程度 1 弯曲工序安排原则 1 先外部后内部弯曲成形 2 前道工序必须为后道工序准备定位 3 后次弯曲不破坏前次弯曲的形状 4 小型复杂件宜采用工序集中的工艺 大型件宜采用工序分散的工艺 5 精度要求高的部位的弯曲宜采用单独工序弯曲 以便模具的调整与修正 2 弯曲件的工序安排 1 简单弯曲件可一次弯曲成形 如V形件 U形件 Z形件 复杂弯曲件需二次或多次弯曲成形 但尺寸小 材料薄 形状较复杂的弹性接触件最好一次复合弯曲成形 2 非对称弯曲件应尽可能采用成对弯曲 3 批量大 尺寸小的弯曲件宜用连续模成型 实例分析 弹簧接触片 机芯自停杆 3 3 2弯曲件成形工艺方案的制定弯曲工艺制定原则 1 整体曲线弯曲件宜采用冲裁与弯曲分离的工艺方案 2 小型弯曲件宜采用冲裁与弯曲结合的级进工序模 大型弯曲件宜采用冲裁与弯曲分离的工艺方案 3 采用级进工艺方案时 先用切废方式冲裁出需弯曲部分 后由外至内进行弯曲 4 级进工艺方案按切废 冲孔 弯曲 切除载体 落料 顺序安排 播放动画 实例分析 弹簧接触片 机芯自停杆 测验题计算1 安排如图所示弯曲件的冲压工序 参考答案 课后思考 1 弯曲件工序安排的一般原则是什么 3 4弯曲件展开尺寸计算学习目标 了解中性层的概念及计算公式 掌握弯曲毛坯展开尺寸的计算 教学要求 能够利用公式计算弯曲半径r t 0 5的弯曲件的展开尺寸 能够查表确定无圆角弯曲或弯曲半径r 0 5t的弯曲件的展开尺寸 3 4 1中性层位置的确定中性层 指金属在塑性变形过程中既没有伸长 亦没有缩短 其变形量为零的层面 中性层位置计算公式 式中 弯曲中性层的曲率半径 r 弯曲件内层的弯曲半径 t 材料厚度 k 中性层位置系数 实例分析 3 4 2弯曲件展开尺寸计算1 弯曲半径r t 0 5的弯曲件计算步骤 1 将标注尺寸转换成计算尺寸 即将直线部分与圆弧部分分开标注 实例分析 2 计算圆弧部分中性层曲率半径及弧长 式中 圆弧对应的中心角以弧度表示 弯曲角 与圆弧对应的中心角 实例分析 3 计算总展开长度 即各相关的弧长及直线相加 实例分析 2 无圆角弯曲或弯曲半径r 0 5t的弯曲件毛坯尺寸可用下表所列经验公式 形状复杂或精度要求高的弯曲件 需反复试验弯曲 才能确定弯曲件毛坯尺寸 测验题填空1 弯曲件展开长度的计算依据是 判断1 弯曲件的中性层一定位于工件1 2料厚位置 计算1 计算如图所示弯曲件的坯料长度 参考答案 课后思考 1 如何计算弯曲件的展开尺寸 3 5弯曲时回弹补偿量的确定学习目标 了解回弹的概念 能够计算简单形状的弯曲件的回弹量 教学要求 能够查表确定相对弯曲半径r t5 8时的回弹角和回弹半径 回弹 弯曲件在去掉外力后 因弹性回复而使弯曲半径和弯曲角变化 表现 回弹主要使得弯曲半径和弯曲角度变大 其差值称为回弹量 播放动画 1 相对弯曲半径r t 5 8时 弯曲半径的变化可忽略不计 V形件可按自由弯曲和校正弯曲进行查表确定回弹角 U形件的回弹角与凹模凸模之间的间隙c成正比 2 相对弯曲半径r t 5 8时 弯曲变形后的回弹角和弯曲半径变化都较大 凸模圆角半径和中心角可按下式计算 式中rp 凸模的圆角半径 r 制件的圆角内层半径 s 弯曲材料的屈服极限 E 弯曲材料的弹性模数 t 毛坯厚度 p 凸模的圆角半径所对弧长的中心角 工件的圆角半径所对弧长的中心角 实例分析 展开图 测验题判断1 在弯曲工序中 冲压用材料过厚可能造成制件回弹加大 2 在其他条件相同的情况下仅凸模圆角不同 弯曲后凸模圆角半径的回弹较小 参考答案 课后思考 1 影响弯曲回弹的因素是什么 减小弯曲回弹的措施有哪些 2 确定弯曲回弹值大小的方法有哪几种 3 6弯曲力的计算学习目标 能够区别自由弯曲与校正弯曲 理解顶件和压料力对弯曲的作用 教学要求 能根据弯曲模的结构计算所需的弯曲力 确定相应的冲床吨位 自由弯曲与校正弯曲自由弯曲1 V形弯曲2 U形弯曲校正弯曲1 V形弯曲2 U形弯曲 1 自由弯曲力V形件U形件F自 冲压行程结束时的自由弯曲力k 安全系数 取1 0 1 3b 弯曲材料的宽度t 弯曲材料的厚度r 弯曲件的内弯曲半径 b 材料的强度极限 2 校正弯曲力F校 qAF校 校正弯曲时的弯曲力A 校正部分垂直投影面积q 单位面积上的校正力 3 顶件力或压料力FQFQ 0 3 0 8 F自4 压力机吨位的确定有压料的自由弯曲F公称压力 F自 FQ 0 75 0 8 校正弯曲F公称压力 1 5 2 F校 测验题填空1 弯曲校正力的计算公式是 其中表示单位校正力 参考答案 课后思考 1 自由弯曲与校正弯曲存在什么关系 3 7弯曲凸 凹模成形尺寸计算学习目标 能够确定弯曲模凸 凹模的结构参数 理解凸 凹模的各部分尺寸大小对弯曲模工作或弯曲件质量的影响 教学要求 根据弯曲相对半径 设计凸模的圆角半径和圆弧中心角 根据弯曲件的尺寸及厚度确定凸 凹模的各部分尺寸 3 7 1凸模凸模设计主要是圆角半径和圆弧中心角 圆角半径应始终大于材料最小相对弯曲半径 凸模圆角半径的确定方法 1 当工件r t rmin t 时 2 当工件r t rmin t 时 rp r 3 当工件r t rmin t 时 rp r取rp略大于 rmin 并加整形工序 实例分析 凸模圆弧中心角 1 当工件r t rmin t 时 2 当工件r t rmin t 时 实例分析 3 7 2凹模凹模圆角半径各方向应一致 通常根据材料的厚度t选取 当t 2mm时Rd 3 6 tt 2 4mm时Rd 2 3 tt 4mm时Rd 2t凹模圆角半径不得小于3mm 3 7 3凸 凹模间隙V形件弯曲 间隙由调整冲床的闭合高度获得 U形件弯曲 式中Z 弯曲模凸 凹模间隙 t 材料厚度 材料厚度偏差 c 间隙系数 实例分析 3 7 4凸 凹模工作部分尺寸U形件凸 凹模横向尺寸 1 工件标注外形尺寸时 以凹模为基准 间隙取在凸模上 工件取单向公差 2 工件标注内形尺寸时 以凸模为基准 间隙取在凹模上 工件取单向公差 lmax lmin 工件的最大 最小极限尺寸 Z 凸 凹模单边间隙 工件公差 d p 凹 凸模制造公差 一般按IT9级选用 也可按 d p 4选取 测验题计算1 计算如图所示弯曲制件的模具工作部分尺寸 参考答案 课后思考 1 如何确定弯曲模凸 凹模的尺寸 3 8弯曲模结构设计学习目标 掌握V形 L形 U形 Z形件 四角形件 圆形件等典型弯曲件的弯曲模结构及工作原理 教学要求 拆装上述几种模具 并观察其工作过程 3 8 1V形件的弯曲 1 V形件弯曲简单弯曲模结构简单 制造加工容易 但生产效率 加工精度低 只适用于小批量弯曲件生产 a 有压料装置b 无压料装置V形件弯曲 折板式弯曲模 播放动画 适用于精度要求较高 不对称 窄而长的V形弯曲件 1 凸模2 支柱3 折板活动凹模4 靠板5 铰链6 定位板7 顶杆 a 竖边无校正b 竖边可校正L形件弯曲 2 L形件弯曲适用于两直边长度相差不大的情况 1 凸模2 挡块3 凹模4 定位销钉5 反顶板 垂直于一条直边的方向弯曲 多用于级进模之中 适用于两直边长度相差较大的情况 3 8 2U形件弯曲顺出件形件弯曲模适于高度较小 尺寸精度要求低 底部不要求平整的小型 形件 顺出件U形件弯曲模 逆出件U形件弯曲模可以对侧壁和底部进行校正 逆出件U形件弯曲模 活动凸模式结构 活动凹模式结构 活动式结构 形件弯曲模凸模或凹模为活动结构 在冲压过程中对侧壁和底部可以进行校正 转轴式凹模弯曲模适用于弯曲角小于90o的U形件 播放动画 转轴式凹模弯曲模 斜楔式凹模弯曲模 斜楔式凹模弯曲模 3 8 3形件弯曲一次弯曲成形a适用于尺寸精度不高 H 8 10 t t 1mm的弯曲件b适用于弯曲半径 较小 尺寸精度较高的弯曲件 一次弯曲成形复合模 播放动画 播放动画 摆块式复合弯曲模 复合弯曲模 二次弯曲成形适用于 12 15 t 弯曲半径 较小 尺寸精度要求较高的弯曲件 3 8 4Z形件弯曲简单 形件弯曲模1 定位板2 凸模3 凹模4 顶板 播放动画 形件复合弯曲模 3 8 5圆筒形件弯曲一般分两次成形第一次成形第二次成形 大圆形件弯曲模适用于圆筒直径d 20mm的大圆 一次成形 播放动画 转动凹模弯曲模 复合弯曲模 播放动画 小圆形件弯曲模适合d mm的小圆形件 3 8 6铰链件弯曲一般分两次成形 播放动画 测验题设计1 弯曲制件如图所示 画出模具结构草图 参考答案 课后思考 1 弯曲模结构设计时应注意些什么 3 9弯曲件成形模具总体结构设计学习目标 通过连续弯曲模的总体结构设计 掌握弯曲件排样在材料纹理 特殊结构及切废等方面的处理 教学要求 根据实例分析 掌握弯曲模的设计方案 总体结构设计 3 9 1排样与材料纹向实例分析 弹簧接触片 机芯自停杆 3 9 2切废形式处理实例分析 3 9 3连续弯曲模 1 凸凹模2 推杆3 卸料板4 冲孔凸模5 挡块6 弯曲凸模7 凹模座8 冲孔凹模 实例分析一 折弯切断连续模注 按 Esc 键 退出动画的全屏状态实例分析二 连续弯曲模实例分析三 切断弯曲连续模 播放动画 播放动画 播放动画 实例分析四 综合实例分析材料为08钢板 年产量5万件 要求无严重划伤 无冲压毛刺 不允许孔产生变形 工艺分析 10 0 0364 5 0 0308钢R1 5基本工序 冲孔 落料 弯曲 工艺方案及模具结构形式弯曲工序冲孔工序 10 4 5 工艺方案1 工艺方案2 工艺方案3 工艺方案4 工艺方案5 工艺方案6 比较上述几种方案 方案1优点 模具结构简单 模具寿命长 制造周期短 投产快 工件的回弹容易控制 尺寸和形状精确 表面质量高 除第一工序外 各工序皆能用中10孔和一个侧面定位 定位基准一致且与设计基准重合 操作也比较方便 缺点 工序分散 需用模具 压力机和操作人员多 劳动量大 方案2优点 模具结构简单 投产快 寿命长 缺点 回弹难于控制 尺寸和形状不精确而且工序分散 劳动量大 占用设备多 方案3优点 工序比较集中 占用设备和人员小 缺点 模具寿命短 工件表面有刮伤 厚度有变薄 回弹不能控制 尺寸和形状不够准确 方案4工序比较集中 本质上与方案二相同 模具为连续模 结构较为复杂 方案5本质上与方案三相同 只是采用了结构较为复杂的连续模 方案6优点 工序最集中 只用一副模具完成全部工序 具有方案1的各项优点 缺点是模具结构复杂 安装 调试 维修困难 制造周期长 综合上述 考虑到该零件精度要求较高 批量不大 故生产中选择了第1种方案 课后思考 1 排样与材料纹向存在什么关系 3 10弯曲成形质量问题分析学习目标 理解回弹 偏移 弯裂的现象及其分析其产生原因 找出相对应的解决措施 教学要求 掌握从弯曲件设计 工艺措施 模具设计三方面减少回弹 偏移和弯裂对弯曲件的影响 3 10 1回弹 播放动画 减少回弹的措施1 改进弯曲件的设计 1 在弯曲变形区压制加强筋或成形折边 2 选用 s E小 机械性能稳定和板料厚度波动小的材料 2 采取适当的工艺措施 1 用校正弯曲代替自由弯曲 2 采用拉弯工艺弯曲r t大的弯曲件 3 模具结构设计 1 弯曲一般材料 在凸模和凹模上做等于回弹角的斜度 2 弹幅较大的材料 可将凸模和顶板做成圆弧曲面 3 合理选择模具间隙和凹模直壁的深度 4 弯曲厚度在0 8mm以上的塑性材料 可在凸模上做突起处集中压力 对圆角处校正 5 使用弹性凹模弯曲成形 6 采用强力顶件器 3 10 2偏移 播放动画 解决措施 1 采用压料装置 2 设计合理的定位板 外形定位 或定位销 内形定位 3 10 3弯裂弯裂 外层纤维受拉变形而断裂开裂原因 1 弯曲线方向 2 板料表面和冲裁断面的质量剪切表面有缺陷 不光洁 有毛刺 采取措施 1 采用表面质量好无缺陷的材料 2 工件弯曲半径小于最小弯曲半径 3 弯曲线与材料的纤维方向垂直 4 毛坯中有毛刺的一面作为弯曲内侧 测验题填空1 弯曲件最容易出现影响工件质量的问题有 和等 参考答案 课后思考 1 弯曲过程中坯料可能产生回弹的原