第3章弯曲工艺与弯曲模

二.典型弯曲件工序安排
图4-36 一次弯曲成形示例
二.典型弯曲件工序安排
图4-37 二次弯曲成形示例
二.典型弯曲件工序安排
图4-38 三次弯曲成形示例
第八节 弯曲模设计
一.弯曲模的典型结构 为了保证弯曲件的精度,在确定弯曲模结构型式时应考虑 以下几点: 1)弯曲毛坯的定位要准确、可靠,尽可能采用水平放置。 多次弯曲最好采用同一基准定位。 2)保证毛坯在弯曲过程中不产生滑动偏移。 3)毛坯的安放和工件的取出要方便、安全。 4) 应考虑凸模、凹模在制造及试模返修过程中可采取减小 回弹办法的可能性。
3.弯曲件上孔的位置
t ＜ 2mm, l ≥ t; t ≥ 2mm, l ≥ 2t.
图4-33 弯曲件上的孔边距离
4.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽
图4-34 防止尖角处撕裂的措施
5.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽
6.定位工艺孔
图4-35 定位工艺孔
第七节 弯曲件的工序安排
一.弯曲件工序安排原则 1)简单形状精度不高的弯曲件,如V形、U形、 Z形件,可以 一次弯曲成形。
2)复杂形状弯曲件,一般需采用两次或多次弯曲成形。 一 般先弯外角,后弯内角。 前次弯曲要给后次弯曲留出可 靠的定位,并保证后次弯曲不破坏前次已弯的形状。 3)批量大、尺寸较小的弯曲件,为了提高生产率,可采用多 工序的冲裁、弯曲、切断等连续工艺成形。(avi4-64) 4)单面不对称几何形状的弯曲件,若单个弯曲时毛坯容易 发生偏移,可采用成对弯曲成形,弯曲后再切开。
β—展宽系数, β=b1/b,当b/t＞3时, β=1;
b、b1—分别为弯曲前后毛坯的宽度和平均宽度; t、t1—分别为弯曲前后毛坯厚度.
• 一般生产中,板料的b/t＞3,β=1,可得:
r η 1 ρ =( + )ηt =(r+ ηt)η t 2 2
• ρ: r/t,η
• 弯曲时,随着凸模下行, r/t和η不断减少,所以 板料的应变中性层不断内移。
2.弯曲件的形状
• 弯曲件的形状应对称, 弯曲半径应左右一致,以 免板料与模具之间的摩 擦阻力不均而产生工件
侧移。
2.弯曲件的形状
• 弯曲件形状应力求简单。 有些带缺口的弯曲件,缺 口要安排在弯曲成形以 后切除。 否则,弯曲时切 口处发生张口现象,严重 时将难以成形。
图4-30 带缺口的弯曲件
• 3)在弯曲变形区中,板料 变形后产生厚度变薄现 象。 • (r/t )↘, t↘ • t(↘) →t1 • 变薄系数η=t1/t
2.弹-塑性弯曲与纯塑性弯曲概念
• 弯曲变形过程: • 1.弹性弯曲阶段; • 2.弹-塑性弯曲阶段:当r/t=1/2[(E/σs)-1]时,处 于临界阶段; r/t不断减少,使得塑性变形由内 外表面向中心逐步扩展。 • 3.纯塑性弯曲阶段: r/t进一步减少,材料内部 基本上全是塑性变形区,只有中间极薄的一 层弹性变形区,可以忽略不计。
2-2Ψ - η r= ηt 2(η+Ψ -1)
2-2Ψmax - η rmin = ηt 2(η+Ψmax -1)
1-2Ψmax 如不考虑材料变薄, 取η =1, 则 rmin = t 2Ψmax
2.最小弯曲半径的经验值确定
表3-2 最小弯曲半径rmin/t
正火或退火的
材料
与轧制方向垂直
硬化的
弯曲线方向
三.提高弯曲极限变形程度方法
• 1.弯曲件分两次弯曲。第一次采用较大的弯曲半径(大于 rmin),然后退火,第二次再按工件要求的弯曲半径进行弯曲。
• 2.采用先退火以增加材料塑性再进行弯曲,或热弯。 • 3.先在弯曲件弯曲圆角内侧开槽,再进行弯曲。
图4-12 开槽后弯曲 a)U形件 b)V形件
第三节 弯曲卸载后的回弹
1.V形件弯曲模
图4-39 无压料装置的V形件弯曲模 1—模柄 4 、7 —定位板 2 —上模座 5 —下模座 3 —导柱导套 6 —凹模 8 —凸模
1—顶杆 4 —凸模
有压料装置的V形件弯曲模(avi4-3) 2 —定位钉 3 —模柄 5 —凹模 6 —下模座
图4-40 防止毛坯偏移的措施
图4-41 带顶料及定料销的弯曲模 1—凹模 2 —顶板 3 —定料销 4 —凸凹模 5 —反侧压块
第五节 弯曲力计算
一.校正弯曲时弯曲力计算
F=qA
式中: F—校正弯曲力(N); A— 校正部分投影面积(mm2); q—单位面积上的校正力(MPa), 值可按表3-4选取。 图3-35 校正弯曲示意图
四.压力机公称压力的确定
• 对于自由弯曲
F压机≥ 1.3(F自+Q)
式中 F压机—选用的压力机公称压力(kN); F自—自由弯曲力(kN); Q—有压料或顶件装置的压力(kN).
式中:δ — 伸长率; r — 弯曲件内表面圆角半径(mm); η— 变薄系数; t — 材料厚度(mm); ρ—应变中性层曲率半径(mm) 。
则弯曲半径 r= ρ(1+δ)- ηt 若以断面收缩率Ψ表示变形程度,则Ψ与δ有如下关系: δ= Ψ/(1- Ψ) 根据式(4-15), ρ=(r/t+ η/2)ηβt,当板料宽度大于板料厚度3 倍时,则 ρ=(r/t+ η/2)ηt 将上式与式(4-19)代入式(4-18),化简后得:
第二节 最小弯曲半径
• 最小弯曲半径rmin:在保证弯曲件毛坯外表面 纤维不发生破坏的条件下,工件所能弯成的 内表面最小圆角半径。 • 一.影响最小弯曲半径的因素 1.材料的力学性能 塑性指标(δ、Ψ等)
2.板料的轧制方向与弯曲线夹角的关系 (1)弯曲件的弯曲线与板料轧制方向垂直时,最 小弯曲半径最小; (2)弯曲件的弯曲线与板料轧制方向平行时,最 小弯曲半径最大;
• 原理:根据弯曲件应变中性层在弯曲前后长 度不变的特点,先确定应变中性层位置,再计 算应变中性层长度,最后得出毛坯的长度。
第四节 弯曲件毛坯尺寸的计算
一、弯曲中性层位置的确定
据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。
中性层位置以曲率半径 表示（右图），通常用 下面经验公式确定：
r Kt
一.弯曲应变中性层位置的确定
• 经验公式: ρ=r+Kt 式中: K—应变中性层位移系数,其值可查表3-1 。
表4-3 应变中性层位移系数
r/t
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1
1.2
K
r/t K
0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 0.3
第三章 弯曲
第四节 弯曲件毛坯尺寸的计算
1.圆角半径r>0.5t的弯曲件(续)
按中性层展开的原理，坯料总 长度应等于弯曲件直线部分和圆弧 部分长度之和，即
Lz l1 l2

180
l1 l2

180
(r Kt )
二.弯曲件毛坯尺寸计算
• 2. r ＜0.5t的弯曲件 根据弯曲前后体积相等原则可得: L=l1+l2+0.785t 修正: L=l1+l2+(0.4～0.6)t
第四章 弯曲
第八节 弯曲模典型结构
折板式弯曲模 (精度要求高,avi4-44)
1-凸模 2－支架 3－定位板（或定位销） 4－活动凹模 5－转轴 6－支承板 7－顶杆
2.U形件弯曲模
图4-42 U形件弯曲模 1—模柄 2 —上模座 3 —凸模 5 —凹模 6 —下模座 7 —顶料装置 8 —顶板
二.影响回弹的因素
1.材料的力学性能 σs↗,回弹↗; E↘,回弹↗ 2.相对弯曲半径r/t r/t ↘,回弹↘ 3.弯曲中心角α α↗, Δα↗ 4.弯曲方式及校正力大小 自由弯曲时的回弹角 ＞ 校正弯曲时的回弹角 校正力↗,回弹值↘
二.影响回弹的因素
5.工件形状 U形件的回弹 ＜ V形件的回弹 形状复杂程度↗ ,回弹角↘ 6.模具间隙 间隙↘, 回弹↘
第3章 弯曲
本章目录
第一节 弯曲变形过程及变形特点 第二节 最小弯曲半径 第三节 弯曲卸载后的回弹 第四节 弯曲件毛坯尺寸计算 第五节 弯曲力的计算 第六节 弯曲件的工艺性 第七节 弯曲件的工序安排 第八节 弯曲模设计
弯曲是将板料、棒料、型材或管料等弯成一定 形状和角度的零件的一种冲压成形工序。
弯 曲 成 形 典 型 零 件
三.回弹值的确定
• 1.理论计算
ασ sp r α΄σ sp r΄ Δα = (2 +1)= (2 +1) E t E t
• 2.经验值选用
四.提高弯曲件精度的措施
正确设计弯曲模 (1)作补偿角。
图 模具补偿克服回弹
(2)对于U形件弯曲,可采用背压,也可将工件底 部压出反向凸起弧面。
第四节 弯曲件毛坯尺寸计算
用 模 具 成 形 弯 曲 件 二
• 1)弯曲变形区主要在 弯曲件的圆角部分。 • 2)弯曲变形区内,在板 料的外层切向纤维受 拉而伸长,在内层切向 纤维受压缩而缩短。 • 应变中性层:在缩短和 伸长两变形区域之间, 必有一层金属纤维变 形前后长度保持不变。 • 随着弯曲逐渐进行,应 变中性层逐渐内移。
五.板料塑性弯曲的变形特点
• 1.应变中性层位置的内移
• 根据变形前后金属体积不变条件:
α tlb ( R r ) b o 1 360
2 2
• 塑性弯曲后,其应变中性层长度不变:
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
l=αρ R=r+ηt ρ=(r/t+ η/2)ηβt
• 塑性弯曲后,其应变中性层位置:
式中: η—变薄系数, η=t1/t＜1,其值由表4-1查得;