冷冲压工艺与模具设计之U形件弯曲模.pptx
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1、模块模块(m kui)(m kui)三三 U U形件弯曲模形件弯曲模本模块内容本模块内容 弯曲是冷冲压基本工序之一。本模块以弯曲是冷冲压基本工序之一。本模块以U形件弯曲工艺和弯曲模结构设计形件弯曲工艺和弯曲模结构设计(shj)为学为学习任务,包含的弯曲工序基本知识有:弯曲变习任务,包含的弯曲工序基本知识有:弯曲变形过程及弯曲件质量影响因素,弯曲工艺计算、形过程及弯曲件质量影响因素,弯曲工艺计算、工艺方案制定和弯曲模设计工艺方案制定和弯曲模设计(shj)。涉及弯。涉及弯曲变形过程分析、弯曲半径及最小弯曲半径影曲变形过程分析、弯曲半径及最小弯曲半径影响因素、弯曲卸载后的回弹及影响因素、减少响因素、
2、弯曲卸载后的回弹及影响因素、减少回弹的措施、坯料尺寸计算、工艺性分析与工回弹的措施、坯料尺寸计算、工艺性分析与工艺方案确定、弯曲模典型结构、弯曲模工作零艺方案确定、弯曲模典型结构、弯曲模工作零件设计件设计(shj)等。等。第一页,共89页。本模块重点本模块重点1 1 弯曲弯曲(wnq)(wnq)变形规律及弯曲变形规律及弯曲(wnq)(wnq)件质量影件质量影响因素;响因素;2 2 弯曲弯曲(wnq)(wnq)工艺计算方法;工艺计算方法;3 3 弯曲弯曲(wnq)(wnq)工艺性分析与工艺方案制定;工艺性分析与工艺方案制定;4 4 弯曲弯曲(wnq)(wnq)模典型结构与结构设计;模典型结构与结
3、构设计;5 5 弯曲弯曲(wnq)(wnq)工艺与弯曲工艺与弯曲(wnq)(wnq)模设计的方法模设计的方法和步骤。和步骤。难点难点1 1弯曲弯曲(wnq)(wnq)变形规律及弯曲变形规律及弯曲(wnq)(wnq)件质量影响因件质量影响因素;素;2 2影响回弹的因素与减少回弹的措施影响回弹的因素与减少回弹的措施 ;3 3弯曲弯曲(wnq)(wnq)工艺计算;工艺计算;4 4弯曲弯曲(wnq)(wnq)模典型结构与弯曲模典型结构与弯曲(wnq)(wnq)模工作零件模工作零件设计。设计。第二页,共89页。弯曲:将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率,形成所需形状(xngzh
4、un)零件的冲压工序。弯曲弯曲(wnq)方法:方法:弯曲方法可分为(fn wi)在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。弯曲模:弯曲模:弯曲所使用的模具。课题一课题一 弯曲概述弯曲概述 第三页,共89页。典型典型(dinxng)弯曲件及实物弯曲件及实物第四页,共89页。弯曲弯曲(wnq)方法方法第五页,共89页。1模柄;2圆柱销;3凸模;4凹模;5定位销;6下模座;7螺钉(ludng);8弹簧;9顶杆;10挡料销 V形件弯曲形件弯曲(wnq)模模第六页,共89页。弯曲分类:自由弯曲分类:自由(zyu)弯曲和校正弯曲。弯曲和校正弯曲。校正弯曲校正弯曲(wnq)过
5、过程程课题二课题二 弯曲弯曲(wnq)变形过程及变形特点变形过程及变形特点一一 弯曲弯曲(wnq)变形过程变形过程 第七页,共89页。1.弯曲变形主要发生在弯曲带中心角范围内,中心角以外基本不变形。2.坯料(p lio)在长、宽、厚三个方向都发生了变形。弯曲弯曲(wnq)(wnq)前后网格变前后网格变化化二二 弯曲变形弯曲变形(bin(bin xng)xng)特点特点 第八页,共89页。弯弯 曲曲(wnq)角角 与与 弯弯 曲曲(wnq)带中心角带中心角弯曲变形弯曲变形(bin xng)(bin xng)区的区的横截面变化横截面变化 二二 弯曲变形弯曲变形(bin(bin xng)xng)特点
6、特点 第九页,共89页。应力(yngl)状态 宽板(B/t3)窄板(B/t3)长度(chngd)方向1:内区受压,外区受拉厚度(hud)方向2:内外均受压应力 宽度方向3:内外侧压力均为零长度方向1:内区受压,外区受拉厚度方向2:内外均受压应力 宽度方向3:内区受压,外区受拉两向应力三向应力三三 弯曲变形时的应力与应变状态弯曲变形时的应力与应变状态 第十页,共89页。应变(yngbin)状态 宽板(B/t3)窄板(B/t3)长度(chngd)方向1:内区压应变,外区拉应变厚度方向2:内区拉应变(yngbin),外区压应变(yngbin)宽度方向3:内区拉应变,外区压应变长度方向1:内区压应变,
7、外区拉应变厚度方向2:内区拉应变,外区压应变 宽度方向3:内外区近似为零三向应变两向应变三三 弯曲变形时的应力与应变状态弯曲变形时的应力与应变状态 第十一页,共89页。1.1.弯曲变形程度弯曲变形程度(chngd)(chngd):常用板料的相对弯:常用板料的相对弯曲半径曲半径r/tr/t来表示板料弯曲变形程度来表示板料弯曲变形程度(chngd)(chngd)的的大小大小 。2.2.最小弯曲半径最小弯曲半径(bnjng)(bnjng):通常将不致使材料弯曲时:通常将不致使材料弯曲时发生开裂的最小弯曲半径发生开裂的最小弯曲半径(bnjng)(bnjng)的极限值,称为该的极限值,称为该材料的最小弯
8、曲半径材料的最小弯曲半径(bnjng)(bnjng)。课题三 弯曲(wnq)件质量分析 一 弯曲(wnq)变形程度与最小弯曲(wnq)半径 第十二页,共89页。1.1.最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径(bnjng)rmin/t(bnjng)rmin/t2.2.最小弯曲半径最小弯曲半径(bnjng)(bnjng)影影响因素响因素 ()材料的力学性能;(2)弯曲方向;(3)弯曲件角度;(4)板料的热处理状态;(5)板料的边缘(binyun)以及表面状态:(6)板宽的影响。二二 弯裂与最小相对弯曲半径弯裂与最小相对弯曲半径(bnjng)的控制的控制 第十三页,共89页。3 3最小弯曲半径最小弯曲半径
9、(bnjng)rmin(bnjng)rmin的数的数值值参见(cnjin)表3-14.4.防止弯裂的措施防止弯裂的措施 不宜采用最小弯曲半径。当零件的弯曲半径小于表不宜采用最小弯曲半径。当零件的弯曲半径小于表3-13-1所所列数值时,为了提高极限弯曲变形程度,防止弯裂,常列数值时,为了提高极限弯曲变形程度,防止弯裂,常采用的措施有退火、加热弯曲、消除冲裁毛刺、两次弯采用的措施有退火、加热弯曲、消除冲裁毛刺、两次弯曲曲 (先加大弯曲半径,退火后再按工件要求小弯曲半(先加大弯曲半径,退火后再按工件要求小弯曲半径弯曲)、校正弯曲以及径弯曲)、校正弯曲以及(yj)(yj)对较厚的材料开槽后弯对较厚的材
10、料开槽后弯曲。曲。第十四页,共89页。塑性弯曲时伴随有弹性变形,当外载荷去除后,塑性变形保留下来,而弹性变形会完全(wnqun)消失,使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致,这种现象叫回弹。1.回弹回弹(hu dn)现象现象2.2.弯曲弯曲(wnq)(wnq)回弹的表现回弹的表现形式形式 ()曲率减小()弯曲中心角减小 三三 弯曲卸载后的回弹弯曲卸载后的回弹第十五页,共89页。()材料(cilio)的力学性能3.影响回弹影响回弹(hu dn)的因素的因素越大,回弹(hu dn)越大。材料的力学性能对回弹值的影响1、3退火软钢;2-软锰黄铜;4-经冷变形硬化的软钢 第十六页,共89页。3
11、.影响影响(yngxing)回弹的因素(续)回弹的因素(续)()相对弯曲半径越大,回弹越大。变形程度对弹性恢复(huf)值的影响()弯曲中心角 越大,变形区的长度(chngd)越长,回弹积累值也越大,故回弹角越大。第十七页,共89页。()弯曲(wnq)方式及弯曲(wnq)模 在无底(w d)凹模内作自由弯曲时回弹最大。在有底凹模内作校正弯曲(wnq)时,回弹较小。校正弯曲校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小。校正弯曲时圆角部分的较小正回弹与直边部分负回弹的抵销,回弹可能出现正正、零零或是负负三种情况。(5)在弯曲U形件时,凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影响。间隙越大,回弹角也就越大。3
12、.影响回弹的因素(续)影响回弹的因素(续)(6)工件的形状 一般而言,弯曲件越复杂,一次弯曲成形角的数量越多,回弹量就越小。第十八页,共89页。方法:先根据经验数值和简单的计算来初步确定模具工作部分尺寸,然后在试模时进行(jnxng)修正。三三 弯曲弯曲(wnq)(wnq)卸载后的回卸载后的回弹弹4.4.回弹回弹回弹回弹(hu dn)(hu dn)值的确定值的确定值的确定值的确定(1)大变形程度(5)自由弯曲时的回弹值 卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的,可以不予考虑,而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲中心角为90时部分材料的平均回弹角见表3-3。当弯曲件弯曲中心角不为90时,其回弹角可用下式
13、计算:第十九页,共89页。校正弯曲的回弹可用试验所得的公式(见表3-3)计算(j sun),符号如右图所示。V形件校正弯曲(wnq)的回弹(2)校正(jiozhng)弯曲时的回弹值第二十页,共89页。(3)小变形程度(10)自由(zyu)弯曲时的回弹值 凸模工作部分(b fen)的圆角半径和角度可按下式进行计算:第二十一页,共89页。【例3-1】回弹值计算(j sun)示例 图3-20(b)为根据回弹值确定的凸模工作(gngzu)部分尺寸。第二十二页,共89页。(1)改进(gijn)弯曲件的结构设计尽量避免选用过大的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(yzh)回弹。尽
14、量尽量(jnling)选用选用 小、力学性能稳定和板料厚度波动小小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。的材料。5.5.减小回弹的措施减小回弹的措施 (2)从工艺上采取措施采用校正弯曲校正弯曲代替自由弯曲;采用拉弯工艺拉弯工艺。第二十三页,共89页。(3)从模具(mj)结构上采取措施 对于较硬材料(cilio),可根据回弹值对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。对于软材料(cilio),其回弹角小于5时,可在模具上作出补偿角并取较小的凸、凹模间隙(图3-24)。对于厚度在以上的软材料(cilio),r/t又不大时,可采取如图3-25所示结构。对于(duy)U形件弯曲,当r/t较小时,可采取增加背
15、压的方法(如图3-25(b);当r/t较大时,可采取将凸模端面和顶板表面作成一定曲率的弧弧形形(如图3-26(a));另一种克服回弹的有效方法:采用摆摆动动式式凹凹模模,而凸模侧壁应有补偿回弹角(图3-26(b)。当材料厚度负偏差较大时,可设计成凸、凹模间间隙隙可可调调的弯曲模(图3-26(c)。第二十四页,共89页。1.1.偏移偏移(pin(pin y)y)现象现象四 弯曲(wnq)时的偏移 第二十五页,共89页。2.2.消除偏移消除偏移(pin y)(pin y)的措施的措施 对称对称(duchn)(duchn)弯曲弯曲第二十六页,共89页。弯曲弯曲(wnq)(wnq)后的后的翘曲翘曲 五
16、五 弯曲后的翘曲弯曲后的翘曲(qio q)(qio q)与剖面与剖面畸变畸变 型材、管材型材、管材(un ci)(un ci)弯曲后的剖弯曲后的剖面畸变面畸变 第二十七页,共89页。弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性:指弯曲件的形状、尺寸、精度、指弯曲件的形状、尺寸、精度、材料以及材料以及(yj)(yj)技术要求等是否符合弯曲加工的工技术要求等是否符合弯曲加工的工艺要求。艺要求。尺寸公差按GB/T 13914-92,角度公差按GB/T 13915-92,形状和位置未注公差 按GB/T 13916-92,未注公差尺寸的极限偏差按GB/T 5055-94。对于弯曲件的精度(jn d)要求要合理。
17、弯曲件长度的未注公差尺寸的极限偏差和弯曲件角度的自由公差也可以按表3-4和表3-5确定。一一 弯曲弯曲(wnq)件的精度件的精度课题四课题四 弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性 第二十八页,共89页。具有(jyu)足够的塑性,屈强比(脆较大的材料(cilio),则最小相对弯曲半径 大,回弹大,不利于成形。屈服点与弹性模量(tn xn m lin)的比值(则有利于弯曲成形和工件质量的提高。)小,)小,二二 弯曲件的材料弯曲件的材料第二十九页,共89页。弯曲件的弯曲半径不宜小于最小弯曲半径,否则,要多次弯曲,增加工序数;也不宜过大,因为过大时,受到回弹(hu dn)的影响,弯曲角度与弯曲半径的精
18、度都不易保证。三三三三 弯曲件的结构弯曲件的结构弯曲件的结构弯曲件的结构(jigu)(jigu)1.1.弯曲半径弯曲半径弯曲半径弯曲半径 第三十页,共89页。一般要求弯曲件形状对称,弯曲半径左右一致(yzh),则弯曲时坯料受力平衡而无滑动。三三三三 弯曲弯曲弯曲弯曲(wnq)(wnq)件的结构件的结构件的结构件的结构 2.2.弯曲弯曲弯曲弯曲(wnq)(wnq)件的形状件的形状件的形状件的形状 第三十一页,共89页。弯曲件的直边高度(god)不宜过小,其值应为 hr+2t三三三三 弯曲弯曲弯曲弯曲(wnq)(wnq)件的结构件的结构件的结构件的结构 3.3.弯曲弯曲弯曲弯曲(wnq)(wnq)
19、件高度件高度件高度件高度第三十二页,共89页。在局部(jb)弯曲某一段边缘时,为避免弯曲根部撕裂,应减小不弯曲部分的长度B,使其退出弯曲线之外,即br(如上页图(a)),或在弯曲部分与不弯曲部分之间切槽,或在弯曲前冲出工艺孔。三三三三 弯曲弯曲弯曲弯曲(wnq)(wnq)件的结构件的结构件的结构件的结构 4 4防止弯曲防止弯曲防止弯曲防止弯曲(wnq)(wnq)根部裂纹的工件结构根部裂纹的工件结构根部裂纹的工件结构根部裂纹的工件结构第三十三页,共89页。当t2mm时,当t2mm时,三三三三 弯曲件的结构弯曲件的结构弯曲件的结构弯曲件的结构(jigu)(jigu)5 5弯曲件孔边距离弯曲件孔边距
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- 冲压 工艺 模具设计 弯曲
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