冲压基础（弯曲)12.ppt

弯曲模设计实例,零件名称：,托架,生产批量：,2万件/年,材料：,08?冷轧?钢板,试设计模具,(一)确定工艺方案,制成该零件所需的基本工序为冲孔、落料和弯曲,弯曲成形的方式可以有几种？,a-,一道工序弯成,b-,二道工序弯成,先弯成U形再弯成四角形,c-,二道工序弯成,先弯成W形再弯成四角形,确定工艺方案（续）,零件上的孔，尽量在毛坯上冲出,以简化模具结构,便于操作。该零件上的10孔的边与弯曲中心的距离为6,大于1.0t（1.5)弯曲时不会引起孔变形，因此10孔可以在压弯前冲出，冲出的10孔可以做后续工序定位孔用,而4-5孔的边缘与弯曲中心的距离较小且孔有位置要求，压弯时易发生孔变形，故应在弯后冲出,确定工艺方案,完成该零件的成形,可能的工艺方案有以下几种：,方案一,1)落料与冲10孔复合，见图（a）,确定工艺方案(方案一),2)压弯外部两角并使两角预弯45，见图（b）,3)压弯中间两角,见图（c）,确定工艺方案(方案一),4)冲4-5孔，见图(d),确定工艺方案方案一(四步),确定工艺方案(方案二),1)落料,冲10孔复合,2)压弯外部两角见图（a）,3)压弯中间两角见图（b）,4)冲4-5孔,确定工艺方案(方案三),落料与冲10孔复合,2)压弯四个角,3)冲4-5孔,确定工艺方案(方案四),1)冲10孔，切断及弯曲外部两角,确定工艺方案(方案四续),2)压弯中间两角，见图（b）3)冲4-5孔,1)冲10孔，切断及弯曲外部两角（使用带料，上图）,2)压弯中间两角,3)冲4-5孔,确定工艺方案(方案五),1冲10孔切断及压弯四个角连续冲压,2冲4-5孔,确定工艺方案(方案六),全部工序组合采用带料连续冲压如下图所示的排样图,各工艺方案的分析比较,方案一,1)落料与冲10孔复合，2)压弯外部两角并使两角预弯45，3)压弯中间两角,4)冲4-5孔,说明：该方案使用条料，四付模具,评价优点：,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,各工序（除第一道工序外）都能利用10孔和一个侧面定位,定位基准一致且与设计基准重合,操作也比较简单方便,缺点：,工序分散,需用压床,模具及操作人员多,劳动量大,各工艺方案的分析比较（续）,方案二,落料,冲10孔复合，2)压弯外部两角3)压弯中间两角，4)冲4-5孔,说明：该方案使用条料，四付模具？本方案与方案1有何不同,评价优点：,模具结构简单（比方案1）,投产快寿命长,缺点：,工序分散，劳动量大,占用设备多,各工艺方案的分析比较（续）,方案三,落料与冲10孔复合，2)压弯四个角3)冲4-5孔,说明：该方案使用条料，三付模具,评价优点：,工序比较集中，占用设备和人员少,缺点：,模具寿命短，工件质量（精度）低,各工艺方案的分析比较（续）,方案四,冲10孔，切断及弯曲外部两角2)压弯中间两角，3)冲4-5孔,说明：该方案使用条料，三付模具（其中一付级进模）,评价优点：,工序比较集中,缺点：,模具结构较为复杂,方案五,冲10孔切断及压弯四个角连续冲压2冲4-5孔,说明：该方案使用条料，二付模具,评价优点：,工序比较集中,缺点：,模具结构较为复杂,各工艺方案的分析比较（续）,方案六,只用一付模具完成工件的成形,优点:,是工序最集中,缺点:,是模具结构复杂，安装、调试、维修困难、制造周期长,综上所述,考虑到该零件的批量不大,为保证各项技术要求选用方案一,其工序如下：,落料和冲10孔；压弯端部两角；压弯中间两角；冲4-5孔,(二)工艺计算,1计算毛坯长度,解:因工件弯曲半径r0.5t,毛坯长度按图分段计算,故按中性层展开长度计算,毛坯总展开长度L0,L0=2（l1+l2+l3+l4）+l5,计算毛坯长度,由图得：l1=,22,7.5,l3=,25.5,l5=,l2=/2(R+kt),=3.14/2(1.5+0.141.5)=3.32,l4=l2,l0=2(7.5+3.32+25.5+3.32)+22=101.28(取101-00.5),(二)工艺计算（续）,2排样及材料利用率,由于毛坯尺寸较大,并考虑操作方便与模具尺寸,决定采用单排,取搭边a=2a1=1.5,则进距h=30+1.5=31.5,条料宽度B=101.28+22=105.28（取105）,105,排样及材料利用率,板料规格选用1.59001800,采用纵裁时：,每板的条数：n1=900/105=8多余60,每条的工件数：,105,n2=1800/31.5=57件余4.5,每板的工件数：,n=n1n2,=8X57,=456个,材料的利用率：,=（F/AB）X100,=（456X30X101.28/900X1800）X100=88.,经计算横裁时板料利用率仅为86.5，故决定采用纵裁,(二)工艺计算（续）,3计算压力及初选冲床,(1)落料与冲孔复合工序,冲裁力P1=(L+l)bXt,L（落料件外轮廓）=2(101.28+30)=262.56,L（内孔周长）=d=3.14X10=31.4,已知t=1.5b=400MPa,故P1=(262.56+31.4)X400X1.5=176376(N),卸料力Pa=K0XP1,K0取0.04（书中）,则Pa=0.04X176376=7055(N),推件力,Pi=nXKtXP1,n=4(卡在凹模中料的个数）Kt=0.055,则Pi=4X0.055X176376=38802(N),总冲压力,P0=Pa+P1+Pi,=176376+7055+38802=222233(N),=22.22(t),选用25吨冲床,计算压力及初选冲床（续）,(2)第一次弯曲,为安全可靠，将端部两角的压弯力Pw、校正力Pa及压料力Pj合在一起计算,总冲压力,P0=Pw+Pa+Pj,Pw=0.7kbt2b/r+t,=0.7X1.3X30X1.52X400/（1.5+1.5）=8190(N),K安全系数取1.3b取400,Pj=0.5Pw=0.5X8190=4095(N),Pa=F.q,F=1670mm2（校正面积）,q=80MPa(单位校正力),=1670X80=133600(N),故P0=8190+4095+133600=145885(N)=14.6(t),选用16吨冲床,计算压力及初选冲床（续）,(3)第二次弯曲,二次弯曲时仍需压料力，故所需总的冲压力：,P0=Pw+Pj,Pw，Pj前面以算出，分别为：8190和4095,P0=8190+4095=12285（N),选用16吨冲床?,计算压力及初选冲床（续）,(4)冲4-5孔,4个5孔同时冲压，所需的总冲压力,P=P0+Pe,已知：n=4d=5t=1.5b=400,冲裁力P0=n.d.t.b,选用16吨冲床?,=4XX5X1.5X400=37680(N),卸料力Pe=K0XP0,K0取0.04（书中）,=0.04x37680=1510(N),故P=37680+1510=39190(N),托架工序过程,1落料与冲孔,复合模,冲床规格25T,排样图,冲件图(半成品),托架工序过程（续）,2第一次弯曲,弯曲模,冲床16T,第一次弯曲件(半成品),托架工序过程（续）,3第二次弯曲,弯曲模,冲床16T,弯曲件(半成品),托架工序过程（续）,4冲四个小孔,冲孔模,冲床16T,冲压件(成品),弯曲变形程度用（）表示弯曲变形的4个主要特点是：弯曲回弹表现为：,相对弯曲半径（r/t）,1)变形主要集中在圆角区,2)存在应变中性层,3)变形区的材料有变薄的现象,4)变形区横断面有变形,弯曲圆角的变化,弯曲中心角的变化,弯曲变形会使内区长度变（），外区变()中性层（），总长度（）。弯曲件的主要质量问题是（）、（）、（）和偏移等。弯曲顺序安排的一般原则是：先弯（），后弯（）前次弯曲为后次弯曲提供可靠的（）,短,长,不变,不变,回弹,开裂,表面檫伤,外角,内角,定位,凹模两边的圆角半径应（)否则弯曲时坯料会发生（）。弯曲变形区内（）的金属层称为应变中性层弯曲终了时，()弯曲中心角。弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为:(),均匀一致,偏移,应变等于零,变形区内圆弧部分所对的圆心角称为,最小弯曲半径,材料的塑性()，塑性变形的稳定性越强，许可的最小弯曲半径就()。为了提高弯曲极限变形程度，对于经冷变形硬化的材料，可采用()以恢复塑性。为了提高弯曲极限变形程度，对于厚料，如果结构允许，可以采用()的工艺，如果结构不允许，则采用()的工艺。,越好,越小,热处理,先在弯角内侧开槽后，再弯曲,加热弯曲或拉弯,在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是()当弯曲件的弯曲半径r0.5t时，坯料总长度应按()原理计算弯曲件的工艺性是指弯曲件的()以及技术要求等是否符合()的工艺要求。当弯曲件几何形状不对称时，为了避免压弯时坯料偏移，应尽量()的工艺。,采用校正弯曲,中性层展开,形状、尺寸、精度、材料,弯曲加工,成对弯曲,对于批量大而尺寸小的弯曲件,为了使操作方便,定位准确可靠和提高生产率,应尽量采用()弯曲时，为了防止出现偏移，可采用()和()两种方法解决。对于弯曲高度不大或要求两边平直的形件，设计弯曲模时，其凹模深度应()。,级进模或复合模,压料,定位,大于零件的高度,对于形件弯曲模，应当选择合适的间隙，间隙过小，会使工件()降低()，增大()间隙过大,则回弹()，降低(),弯边厚度变薄,凹模寿命,弯曲力,大,工件的精度,影响弯曲变形回弹的因素是什么？采取什么措施能减小回弹？,答：1材料的力学性能；2相对弯曲半径r/t；3弯曲中心角；4弯曲方式及弯曲模；5工件的形状。,答1改进弯曲件的设计尽量避免选用过大的相对弯曲半径r/t。如有可能，在弯曲区压制加强筋，以提高零件的刚度，抑制回弹；尽量选用小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。2采取适当的弯曲工艺：采用校正弯曲代替自由弯曲；对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。弯曲相对弯曲半径很大的弯曲件时，由于变形程度很小，变形区横截面大部分或全部处于弹性变形状态,回弹很大，甚至根本无法成形，这时可采用拉弯工艺。3合理设计弯曲模。,什么是板厚方向性系数？,答由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素，板料的塑性会因为方向不同而出现差异，这种现象称为板料的塑性各项异性。各向异性包括厚度方向的和板平面的各向异性。厚度方向的各向异性用板厚方向性系数r表示。,板厚方向性系数对冲压工艺有何影响？,答:r值越大，板料在变形过程中愈不易变薄。如在拉深工序中，加大r值，毛坯宽度方向易于变形，而厚度方向不易变形，这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。,什么是板平面各向异性指数r？,答:板料经轧制后，在板平面内会出现各向异性，即沿不同方向，其力学性能和物理性能均不相同，用板平面各向异性指数r来表示。,板平面各向异性指数对冲压工艺有何影响？,答:比如，拉深后工件口部不平齐，出现“凸耳”现象。板平面各向异性制数r愈大，“凸耳”现象愈严重，拉深后的切边高度愈大。由于r会增加冲压工序（切边工序）和材料的消耗、影响冲件质量.,弯曲模的设计要点是什么？,答在设计弯曲模时，一般应该注意以下几点：1）弯曲模的凹模圆角半径的大小应该一致,否则在弯曲时容易使坯料产生滑动,从而影响工件的尺寸精度。2）凹模的圆角半径不能太小，否则会引起弯曲件的局部变形和变薄，影响工件的表面质量。3）注意防止弯曲过程中坯料的偏移，为此可以采取以下措施：（1）弯曲前坯料应有一部分处于弹性压紧状态，然后再弯曲。（2）尽量采用毛坯上的孔定位。4)注意防止弯曲过程中工件变形（1）多角弯曲时，模具设计要尽量使各个弯角的变形不在同时进行。（2）模具设计十，应能保证模具弯曲到下死点时，能对坯料有校正的作用，即实现校正弯曲。（3）模具结构设计应充分考虑到消除回弹的影响,什么是最小相对弯曲半径？,板料在弯曲时，弯曲半径越小，板料外表面的变形程度越大。如果板料的弯曲半径过小，则板料的外表面将超过材料的变形极限而出现裂纹。所以，板料的最小弯曲半径是在保证变形区材料外表面不发生破坏的前提下，弯曲件的内表面所能弯成的最小圆角半径，用rmin表示。最小弯曲半径与板料厚度的比值rmin/t称