3.2_弯曲模实例分析

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两个R3 圆弧的弯曲力: 200.57N×2=401.14N
F1总=(7658.16+1276.36+401.14)N=9335.66N
3.2.4 弯曲力的计算

保持架的弯曲力计算
校正弯曲力的计算 按式(3-11)为 F2=qA 式中q查表3-9取值为30MPa; 面积A按水平面的投影面积计算。 A=56×8+4×(14-8)=472(mm2) 所以 F2=30×472=14160(N) 自由弯曲力和校正弯曲力的和为 F= F1总+ F2 =9335.66+14160=23495.66N
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

当r精度要求较高时:
凸模圆角半径rp应根据回弹值做相应修正。
1 rp 1 3 s r Et
式中: r ——弯曲件内侧弯曲半径,mm; ςs ——材料的屈服强度,MPa; E ——材料的弹性模量,MPa; t ——弯曲件厚度,mm。
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凸、凹模间隙

弯曲U形件时,凸、凹模间隙由模具保证。
弯曲模凸、凹模间隙根据 材料种类、厚度及弯曲件 高度和宽度而定,如右图 所示。其公式为:
有色金属: Z/2=tmin+nt。 黑色金属:Z/2=(1+n)t;
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凸、凹模工作部位计算

工件标注外形尺寸时:
①确定凹模为基准件。 ②凹模宽度计算:

工件标注内形尺寸时:
工件标注单向偏差(B10 )时,
3 0 B凸 ( B1 ) 凸 4
δd取IT7~IT9
③凹模宽度计算:B凹 ( B凸 Z ) 0

按凸模实际尺寸配制,保证单边间隙Z/2。
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定
保持架凸、凹模尺寸确定
凸模是由两部分组成的 镶拼结构,如图所示。这样 的结构便于线切割机床加工。 图中凸模B部位的尺寸按回弹 补偿角度设计。A部位在弯曲 工件的两突耳时起凹模作用。 凸模用凸模固定板和螺钉固 定。 由表3-11查得系数 n=0.05 单边间隙:Z/2=(1+n)t=0.5×(1+0.05)=0.525mm
L l1 l 2 l3
π α1 180
(r1 xt )
πα2 180
(r2 xt )
πα3 180
(r3 xt )
3.2.3 展开长度的确定

弯曲半径r<0.5t: 按体积不变原则进行计算。
3.2.3 展开长度的确定
保持架毛坯展开长度计算
ab=(23-15-3)/cos30°mm ≈ 5.77mm bc=2πR/2-1.6=(2π×3/2-1.6)mm≈7.82 bc=(15-3-3)/cos30°mm ≈ 10.39mm L=(ab+bc+cd+3)×2mm+10mm
=(5.77+7.82+10.39+3) ×2mm+10mm
≈63.96mm
3.2.3 展开长度的确定
注意:
∵弯曲件展开长度公式为经验公式 或 中t的公差、r、α、x的微小误差 ∴展开长度计算数据不准确 ∴弯曲模的制作顺序: 先作弯曲模→通过弯曲件实际尺寸调整展 开长度数据→确定展开毛坯准确落料刃口尺寸 →制作落料模。
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定
保持架凸、凹模尺寸确定
凹模采用镶拼结构,与 凸模结构类同,如图所示。 凹模下部设计有凸台,用于 凹模的固定。凹模工作部位 的几何形状,可对照凸模的 几何形状并考虑工件厚度进 行设计。凸模和凹模均采用 Crl2制造,热处理硬度为 62HRC~64HRC。
3.2.2 回弹量的计算
本例采用查表法确定各弯 曲线处得回弹量。d点位置处得 弯曲角为155°,相对弯曲半径 R/t=0.05/0.5=0.1,由表3-2查 出回弹角小于0°30‘。c点位置 的弯曲角是指R3圆弧在c点的切 线与cd的夹角,其角度可用作 图法求出,大约81°,再查表 3-2并用查补法求的回弹角的值 为1°40‘。用同样的方法求的b 点回弹角为1°45‘。而R3圆弧弯 曲后产生的回弹不但使圆弧曲率半径增大,而且还会影响两 端直线的角度。
3.2.4 弯曲力的计算

校正弯曲力的计算: F2=qA
式中:F2——校正弯曲力(N); q——单位校正力(MPa); A——工件被校正部分的投影面积(mm2)。
3.2.4 弯曲力的计算
例:V型弯曲件,材料H68,厚t=3mm,宽b=100mm,抗拉强度 Rm=400N/mm2,弯曲内侧圆角r=3mm,工件被校正部分在 凹模上的投影面积为10000mm2 求:自由弯曲力及校正弯曲力
解:
0.6kbt2 Rm 0.6 1.3 100 32 400 Fz 46800 N 46.8kN r t 33
Fj=qA=35×10000=350000=350kN
∴校正弯曲力远大于自由弯曲力
3.2.4 弯曲力的计算

顶件力或压料力FQ的计算
对设置顶件装置或压料装置的弯曲模,其顶件力(或压料
3.2.2 回弹量的计算
经分析零件图可知,此零 件对圆角半径大小无要求。为 减少回弹,保证质量,圆角半 径应选小一些,可查表3-6中直 接获得。弯曲线与纤维线的方 向不同,其位置是不一样的。 在b、c、d处为垂直状态,在e 点位置为平行状态,材料为正 火状态,所以表3-6中查的最小 弯曲半径分别为0.1t和0.5t, 最后确定在b、c、d处的圆角半 径取0.05mm,在e点处的圆角半径取0.25mm。
3.2.4 弯曲力的计算

自由弯曲力的计算 0.6 KBt 2 b F1 V形件: Rt

U形件:
0.7 KBt 2 b F1 Rt
式中:F1———自由弯曲力(N);(冲压结束时的弯曲力) K ———安全系数;(一般取k=1.3) B ———弯曲件宽度(mm); t ———弯曲件厚度(mm); b ——材料的抗拉强度(MPa); r ———弯曲半径(mm).
B凹 ( B x)
凹 0
工件标注双向偏差(B±Δ)时,
1 凹 B凹 (B ) 0 2
δ凹取IT7~IT9
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凸、凹模工作部位计算
0 工件标注单向偏差 B时,
3 凹 B凹 (B ) 0 4
δ凹取IT7~IT9 ③凸模宽度计算: B凸 ( B凹 Z) 0
3.2.2 回弹量的计算
R/t=3/0.5=0.6,弯曲角是b、c两点圆弧切线夹角,其角 度可用作图法求出,得为30°,查表3-2可得回弹角的值为6°。 即圆弧产生的回弹将使ab与cd两条直线夹角产生6°回弹值。 采用补偿法消除回弹。凸模和凹模各部位角度的补偿见下 图。
3.2.3 展开长度的确定

按凹模实际尺寸配制,保证单边间隙Z/2。
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

工件标注内形尺寸时: ①确定基准:以凸模为基准件。 ②凸模宽度计算:
B凸 ( B1 x ) 0 凸
工件标注双向对称偏差(B1±Δ)时
1 0 B凸 ( B1 ) 凸 2
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定
⑴ V形弯曲时:
①依据厚度变薄特点:
R凹=(0.6~Fra Baidu bibliotek.8)(R凸+t)
②底部开成空刀槽
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凹模底部圆角半径R凹:
⑵ U形弯曲时:
底部自然形成,无凹模底部圆角
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凹模深度:
指弯曲件的弯曲边在凹模内的非变形区的直线段长度 凹模深度过小,两边 自由部分过大,造成弯曲 件回弹量大,工件不平直; 凹模深度过大,则增 大了凹模尺寸,浪费模具 材料,且需要大行程的压 力机。
3.2.4 弯曲力的计算

保持架的弯曲力计算
保持架共有八条弯曲线,均按自由弯曲计算。b、c、 d各处弯曲按式(3-9)计算,当弯曲内半径r取0.1t时,则 每处的弯曲力为
0.6 KBt 2 b 0.6 1.3 8 0.52 450 F1 1276 .36 N Rt 0.1 0.5 0.5
直线弯曲共有六处,六处总的弯曲力为: 1276.36N×6=7658.16N
3.2.4 弯曲力的计算

保持架的弯曲力计算
e处弯曲与上述计算类同,只是弯曲件宽度为4mm, 则e处单侧弯曲力为638.18N,而两侧的弯曲力应再乘以 2,即1276.36N。 R3 圆弧的弯曲力:
0.6 KBt 2 b 0.6 1.3 8 0.52 450 F1 200 .57 N Rt 3 0.5
中性层的确定
r xt
式中:ρ——中性层弯曲半径,mm; r——弯曲半径,mm; t——材料厚度,mm; x——中性层位移系数。
3.2.3 展开长度的确定
毛坯展开长度计算与确定

弯曲半径r>0.5t:
按中性层不变原理:坯料总长度应等于弯曲件直 线部分和圆弧段长度之和,即:
3.2.3 展开长度的确定
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凹模深度:
经验取值:按表3-10
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凸、凹模间隙

凸、凹模间隙: 指弯曲模中凸、凹模之间的单边间隙,用Z表示。

弯曲V形件时:凸、凹模间隙 名义上是以板厚为准,依靠压 力机闭合高度来调节控制,无 须模具结构保证。
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凹模圆角半径R凹:

凹模入口处圆角半径R凹:
R凹根据板料厚度t取值
(或按表3-10查取): 当t<2mm时:R凹 =(3~6)t 当t=2~4mm时:R凹 =(2~4)t 当t>4mm时:R凹 =2t 注意:凹模入口处两侧的圆角半径R凹应相等
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

凹模底部圆角半径R凹:
3.2.4 弯曲力的计算

弹顶器的确定
弹顶器的作用是将弯曲后的工件顶出凹模,由于 所需的顶出力很小,在突耳的弯曲过程中,弹顶器的 力不宜太大,应当小于单边的弯曲力,否则弹顶器将 压弯工件使工件在直边部位出现变形。 选用圆柱螺旋压缩弹簧,从冲压设计资料中选取 弹簧,其中径D2=l4mm,钢丝直径d=1.2mm,最大工 作负荷FN=41.3N,最大单圈变形量fn=5.575mm,节 距t=7.44mm。
力)可以近似取自由弯曲力的30%~80%,即 FQ=(0.3~0.8)F1(或F2 )
压力机公称压力的确定
自由弯曲时,总的工艺压力为
F总≥F1+FQ
校正弯曲时,由于校正弯曲力远大于自由弯曲力、顶件力 和压料力,因此F自和FQ可以忽略不计,即
F总≥F2
一般情况下,压力机的公称压力可取:
F总≥(1.1~1.3)F2
3.2.4 弯曲力的计算
则弹簧预紧力为: F0=Kf0=2.47×8=19.76(N) 下止点时弹簧弹顶力为: F1=Kfx=2.47×10.2=25.2 (N) 此值远小于e处的弯曲力,故符合要求。
3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定

模具圆角半径的确定

凸模圆角半径rp:

当r≥rmin时:rmin≤rp≤r 当r<rmin: ①先取rp≥rmin弯曲成形; ②再增加一套整形工序,使rp=r
3.2 弯曲模实例分析 ——多部位弯曲模
南阳理工学院
保持架零件图如下图所示
材料20,厚度0.5㎜,中批量生产。
3.2.1 弯曲零件工艺性分析
弯曲件名称为保持架, 形状对称,尺寸精度无特 殊要求,中批量生产,材 料是20钢,属于塑性较好 的软钢。采用单工序冲压, 需要三道工序,如图所示。 三道工序依次为落料、异 向弯曲、末次弯曲。 每道工序各用一套模 具。本节只介绍第二道工 序的异向弯曲模。
3.2.4 弯曲力的计算
顶件块位于上止点时应和b、c点等高,上模压下时与 f点等高,弹顶器的工作行程: fx=4.2+6=10.2(mm) 弹簧有效圈数n=3圈,最大变形量为: f1=n×fn=3×5.575=16.73(mm) 弹簧预先压缩量选为: f0=8mm。 弹簧的弹性系数K可按下式估算
Fn 41.3 K 2.47 ( N ) nf 3 5.575
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