弯曲工艺与模具设计-肖小亭广东工业大学PPT课件

1 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 2 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 3 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 4 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 5 宽板 窄板内区 外区应力 应变 一 板弯曲的应力应变特点 6 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 7 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 8 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 9 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 r 0 5tr 0 5t铰链式 第二节弯曲件的毛坯长度计算 10 一 r 0 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 11 二 r 0 5t的弯曲件 变形程度较大 按体积不变条件的原则计算 12 三 铰链式式弯曲 r 0 6 3 5 t的铰链件 采用推弯成形 受挤压和弯曲作用厚度变厚 中性层外移 13 第四节弯曲工艺设计 弯曲件的工艺性指弯曲件的形状 尺寸 材料及技术要求等是否适合于弯曲成形的工艺要求 一 最小相对弯曲半径 最大伸长率 最大端面收缩率 除外 和 还有其它影响因素 实际生产中使用的最小相对弯曲半径可更小些 14 最小相对弯曲半径的其它影响因素弯曲角 板料的方向性板料表面质量和剪切断面质量板料的厚度和宽度 15 二 弯曲件的工艺性 1 弯曲半径 过大 回弹 精度难保证 过小 拉裂 最小弯曲半径rmin t 16 2 直边高度 H 2t 17 3 孔边距离 t2mm L 2t 18 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 19 5 局部边缘弯曲应力集中 预冲卸荷孔或切槽 20 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 21 成对弯曲 二工序弯曲 三工序弯曲 级进模弯曲 22 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 23 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 24 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 25 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 26 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 27 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 28 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 29 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 30 改变应力状态 校正弯曲 纵向加压法 拉弯法 31 利用回弹规律 回弹补偿软模弯曲 32 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 33 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 34 凹模深度 35 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 05 1 15 t有色金属 C 1 0 1 1 t 36 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 37 二 弯曲模的典型结构 1 敞开式弯曲模 38 带压料装置弯曲模 39 活动式弯曲模 40 41 级进弯曲模 42 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 43 一 辊弯 44 二