模具技術(shù)概論課題課件3

1、課題3 彎曲工藝與彎曲模彎曲工藝及彎曲件的工藝性彎曲就是將板料、型材、管材或棒料等按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角度和一定的曲率，形成所需形狀零件的沖壓工序。課題3 彎曲工藝與彎曲模彎曲工藝及彎曲件的工藝性彎曲變形分析變形過程 彎曲變形過程：彈性變形塑性變形校正的過程。彎曲變形分析變形過程 變形特點(diǎn)變形區(qū)主要集中在彎曲件的圓角部分，遠(yuǎn)離圓角的兩端平直部分，幾乎沒有變形。在變形區(qū)內(nèi)，板料外區(qū)(靠凹模一側(cè))的金屬切向受拉而伸長，內(nèi)區(qū)(靠凸模一側(cè))的金屬切向受壓而縮短。 中性層：在內(nèi)區(qū)和外區(qū)兩個(gè)區(qū)之間，必有一層切向應(yīng)力為零或切向應(yīng)變?yōu)榱愕慕饘賹?。變形特點(diǎn)變形區(qū)主要集中在彎曲件的圓角部分，遠(yuǎn)離圓角的兩端平直當(dāng)彎

2、曲半徑與板厚之比r/t(稱為相對彎曲半徑)較小時(shí)，中性層位置將由板料中心向內(nèi)側(cè)移動(dòng)。彎曲變形區(qū)內(nèi)板料橫截面的變化有以下兩種情況。寬板(B3t)彎曲后橫截面無明顯變化，仍保持為矩形。窄板(B3)彎曲后原矩形斷面變成了扇形。當(dāng)彎曲半徑與板厚之比r/t(稱為相對彎曲半徑)較小時(shí)，中性層彎曲件的工藝性結(jié)構(gòu)與尺寸形狀：彎曲件的形狀最好對稱，且彎曲半徑左右一致。彎曲半徑：最小彎曲半徑rmin/t是彎曲變形的工藝極限。彎曲件的圓角半徑r/t應(yīng)大于板料許可的最小彎曲半徑rmin/t，否則就會(huì)產(chǎn)生彎裂。直邊高度：彎曲件的彎邊高度應(yīng)為hr+2t。彎曲件的工藝性結(jié)構(gòu)與尺寸孔邊距：為避免孔處彎曲后的變形，一般孔邊到彎

3、曲半徑r中心的距離要滿足以下關(guān)系： 當(dāng)t2mm時(shí)，Lt 當(dāng)t2mm時(shí)，L2t孔邊距：為避免孔處彎曲后的變形，一般孔邊到彎曲半徑r中心的距防止孔變形的措施：如果上述關(guān)系不滿足，在結(jié)構(gòu)許可的情況下，可變形區(qū)附近沖出形缺口或沖出工藝孔，以保證沖出的孔不產(chǎn)生變形防止孔變形的措施：如果上述關(guān)系不滿足，在結(jié)構(gòu)許可的情況下，可防止根部開裂的結(jié)構(gòu)防止根部開裂的結(jié)構(gòu)彎曲件的尺寸標(biāo)注：彎曲件尺寸標(biāo)注不同，會(huì)影響沖壓工序的安排。彎曲件的尺寸標(biāo)注：彎曲件尺寸標(biāo)注不同，會(huì)影響沖壓工序的安排。彎曲件的精度：彎曲件的精度受坯料定位、偏移、回彈等諸多因素的影響，一般彎曲件長度的尺寸公差等級(jí)在ITl3級(jí)以下，未注彎曲角度的極限

4、偏差見表1-19。通常經(jīng)整形工序提高彎曲件的精度。表1-19 未注彎曲角度的極限偏差（摘自GBT13915-2013）彎曲件的精度：彎曲件的精度受坯料定位、偏移、回彈等諸多因素的彎曲件的材料：彎曲件的材料要求具有足夠的塑性和小的屈強(qiáng)比Re/Rm。足夠的塑性和較小的屈強(qiáng)比能保證彎曲時(shí)不開裂，小的屈彈比Re/E能使彎曲件的形狀和尺寸準(zhǔn)確。脆性較大的材料，如磷青銅、鈹青銅、彈簧鋼等，要求彎曲時(shí)有較大的相對彎曲半徑，否則容易發(fā)生裂紋。對于非金屬材料，只有塑性較大的紙板、有機(jī)玻璃才能進(jìn)行彎曲，而且在彎曲前材料要進(jìn)行預(yù)熱，一般要求r/t大于35。彎曲件的材料：彎曲件的主要質(zhì)量問題及控制彎裂及其控制板料是否

5、會(huì)產(chǎn)生彎裂，取決于相對彎曲半徑r/t，當(dāng) r/trmin/t時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生彎裂。最小相對彎曲半徑rmin/t：彎曲時(shí)板料最外層纖維瀕于拉裂時(shí)的曲率半徑rmin/t稱之為最小相對彎曲半徑。影響最小相對彎曲半徑的因素主要有材料性能及狀態(tài)、板料的表面和剪切斷面質(zhì)量、彎曲方向影響等。各種材料在不同狀態(tài)下的最小相對彎曲半徑的數(shù)值可參見表1-20。彎曲件的主要質(zhì)量問題及控制彎裂及其控制防止彎裂的措施當(dāng)零件的相對彎曲半徑小于最小相對彎曲半徑rmin/t時(shí)，常一些措施防止彎裂，諸如：退火或去除硬化層后彎曲；加熱彎曲；消除沖裁毛刺或?qū)⒚讨糜趦?nèi)側(cè)彎曲；兩次彎曲(先加大彎曲半徑，退火后再按工件要求的小彎曲半徑彎曲)

6、；對較厚材料的開槽彎曲(如圖1-64所示)等。防止彎裂的措施當(dāng)零件的相對彎曲半徑小于最小相對彎曲半徑rmi回彈及其控制回彈現(xiàn)象：彎曲變形結(jié)束后，工件從模具中取出，發(fā)現(xiàn)工件的角度與內(nèi)側(cè)半徑與模具的角度和圓角半徑不一致，這種現(xiàn)象叫回彈?；貜椉捌淇刂苹貜棳F(xiàn)象：彎曲變形結(jié)束后，工件從模具中取出，發(fā)現(xiàn)影響回彈的因素材料的力學(xué)性能：回彈角的大小與材料的屈服強(qiáng)度Re成正比，與彈性模量E成反比。相對彎曲半徑r/t ：r/t愈小，則變形程度就愈大，板料中性層的純彈性變形占總變形中的比重減小，回彈角就相對愈小。彎曲方式：校正彎曲由于可增加圓角處的塑性變形程度，因而與自由彎曲相比，回彈較小。模具間隙：在彎曲U形件時(shí)

7、，凸、凹模之間間隙越小，則回彈量就越小。彎曲件的形狀：一次彎曲成形件的數(shù)量越多，由于各部分的相互牽制作用大，所以回彈量就越小。影響回彈的因素材料的力學(xué)性能：回彈角的大小與材料的屈服強(qiáng)回彈量的確定回彈量的確定減小回彈的措施設(shè)計(jì)方面：改進(jìn)彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在彎曲變形區(qū)壓制加強(qiáng)筋；當(dāng)r/t12時(shí)回彈角最小，可供產(chǎn)品設(shè)計(jì)選用；在不影響產(chǎn)品使用性能的條件下，選用彈性模量大、屈服極限低、力學(xué)性能較穩(wěn)定的材料。減小回彈的措施設(shè)計(jì)方面：改進(jìn)彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。工藝方面對硬材料彎曲前進(jìn)行退火處理，降低它的屈服極限以減少回彈；采用校正彎曲代替自由彎曲，達(dá)到減少回彈量；對于相對彎曲半徑很大的彎曲件，宜采用拉彎工藝進(jìn)行

8、彎曲。工藝方面對硬材料彎曲前進(jìn)行退火處理，降低它的屈服極限以減少在模具結(jié)構(gòu)上采取措施補(bǔ)償法：在凸模和凹模工作部分減去回彈量以修正其尺寸和形狀；或利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點(diǎn)，以相反方向的回彈來補(bǔ)償工件的回彈量。在模具結(jié)構(gòu)上采取措施補(bǔ)償法：校正法：改變凸模的結(jié)構(gòu)，使校正壓力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)的變形程度以減小回彈校正法：改變凸模的結(jié)構(gòu)，使校正壓力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形端部加壓：在彎曲件直邊的端部加壓，使彎曲變形區(qū)的內(nèi)、外區(qū)都處于壓應(yīng)力狀態(tài)而減少回彈，并能得到較精確的彎邊高度端部加壓：在彎曲件直邊的端部加壓，使彎曲變形區(qū)的內(nèi)、外區(qū)都處軟凹模：利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn)行彎

9、曲，如圖1-70所示。彎曲時(shí)金屬板料內(nèi)、外側(cè)不僅會(huì)受到聚氨酯凹模強(qiáng)大的的壓力作用，而且變形區(qū)僅在圓角局部，因而回彈很小。軟凹模：利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn)行彎曲，如圖1-70偏移及其控制偏移現(xiàn)象：彎曲坯料在彎曲過程中沿凹模圓角滑移時(shí)，會(huì)因摩擦阻力不等造成其在彎曲過程中沿長度方向產(chǎn)生移動(dòng)，造成彎曲件在彎曲后兩直邊的高度不符合圖樣要求，這種現(xiàn)象稱為偏移。偏移及其控制偏移現(xiàn)象：彎曲坯料在彎曲過程中沿凹模圓角滑移時(shí)，控制偏移的措施控制偏移可采用壓料或頂料裝置，使板料在壓緊的狀態(tài)下逐漸彎曲成形；或利用毛坯上的孔或先沖出工藝孔，將定位銷插入孔內(nèi)再彎曲；而對于將形狀不對稱的彎曲件先按對稱形狀進(jìn)行彎曲，

10、然后再切斷，克服偏移。控制偏移的措施控制偏移可采用壓料或頂料裝置，使板料在壓緊的狀彎曲工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算坯料尺寸的計(jì)算計(jì)算原理：彎曲件坯料尺寸應(yīng)等于彎曲變形區(qū)中性層的長度。中性層位置的確定rxt 彎曲工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算坯料尺寸的計(jì)算彎曲件展開尺寸計(jì)算彎曲件展開尺寸計(jì)算 r0.5t的彎曲件 這類彎曲件屬于無圓角半徑彎曲，彎曲中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重變薄，其坯料尺寸是根據(jù)彎曲前后材料體積不變的原則進(jìn)行計(jì)算的。 r0.5t的彎曲件 這類彎曲件屬于無彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算校正彎曲 F校Aq表1-23 單位面積校正力校正彎曲 F校Aq頂件力、壓料力對于設(shè)有頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，其頂件力FY(或壓料力FY)可以近似按

11、下式計(jì)算 FD(FY)(0.30.8) F自彎曲時(shí)壓力機(jī)壓力的確定對于有壓料的自由彎曲，壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)為 P(1.61.8)( F自FY)對于校正彎曲，壓力機(jī)公稱壓力可取 P(1.11.3) F校 頂件力、壓料力對于設(shè)有頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，其頂件力F彎曲模典型結(jié)構(gòu)單工序彎曲模V形件彎曲模V形件彎曲模結(jié)構(gòu)簡單，但彎曲時(shí)毛坯容易產(chǎn)生偏移。彎曲模典型結(jié)構(gòu)單工序彎曲模為了保證彎曲后零件表面光滑和無劃痕結(jié)構(gòu)的彎曲模。帶折頁凹模的彎曲模該模具克服了一般彎曲模不能精確保證兩直邊的孔同軸的缺陷。為了保證彎曲后零件表面光滑和無劃痕結(jié)構(gòu)的彎曲模。帶折頁凹模U形件彎曲模U形件彎曲模U形件帶折頁凹模的彎曲模

12、與精彎模U形件帶折頁凹模的彎曲模與精彎模彎曲角小于90的閉角U形件彎曲模的兩種結(jié)構(gòu)彎曲角小于90的閉角U形件彎曲模的兩種結(jié)構(gòu)平板料一次彎成異形U形件的彎曲模平板料一次彎成異形U形件的彎曲模帽罩形彎曲件兩次成形工藝與模具帽罩形彎曲件兩次成形工藝與模具帽罩形彎曲件一次成形的模具結(jié)構(gòu)a)b)帽罩形彎曲件一次成形的模具結(jié)構(gòu)a)b)L形件彎曲模對于兩直邊不相等的L形件，必須用壓料板將坯料壓住或利用定位銷定位（利用孔或沖出工藝孔。由于彎曲時(shí)凸模1承受較大水平側(cè)壓力，因此需設(shè)置反側(cè)壓塊2，以平衡側(cè)壓力。反側(cè)壓塊應(yīng)高出凹模3的上平面。L形件彎曲模對于兩直邊不相等的L形件，必須用壓料板將坯料壓住Z形件彎曲模Z形

13、件彎曲?；顒?dòng)凸模Z型件彎曲模1凸模 2凹模 3頂板 4上模座 5壓板 6橡皮 7支撐板 8活動(dòng)凸模活動(dòng)凸模Z型件彎曲模1凸模 2凹模 3頂板 4其他形件彎曲模鉸鏈件彎曲模其他形件彎曲模鉸鏈件彎曲模對于直徑d5mm的小圓形件，一般先彎成U形，再將U形彎成圓形1一凸模 2壓板 3芯棒 4一坯料 5一凹模 6滑塊 7側(cè)楔 8活動(dòng)凹模對于直徑d5mm的小圓形件，一般先彎成U形，再將U形彎成圓大圓形件，根據(jù)圓形件的精度和料厚等要求不同，可以采用一次成形、二次成形甚至三次成形方法。大圓的二次成形彎曲模大圓的一次成形彎曲模大圓形件，根據(jù)圓形件的精度和料厚等要求不同，可以采用一次成形異形件的模具結(jié)構(gòu)1凸模 2

14、斜楔 3凹模 4彈簧 5下模座 6工件異形件的模具結(jié)構(gòu)1凸模 2斜楔 3凹模 4彈簧級(jí)進(jìn)彎曲模對于批量大、尺寸小不便拿取和定位的彎曲件，為了提高生產(chǎn)率和安全性，保證零件質(zhì)量，多采用級(jí)進(jìn)彎曲模進(jìn)行多工位的沖裁、彎曲、切斷等工藝。1凸凹模 2推桿 3卸料板 4沖孔凸模 5反側(cè)壓塊 6彎曲凸模 7下剪刃 8沖孔凹模級(jí)進(jìn)彎曲模對于批量大、尺寸小不便拿取和定位的彎曲件，為了提高復(fù)合彎曲模 c)復(fù)合彎曲模 c)彎曲模工作部分設(shè)計(jì)彎曲模工作部分的設(shè)計(jì)主要是指凸、凹模的圓角半徑和凹模的深度。對于U形件彎曲模則還有凸、凹模之間的間隙及模具橫向尺寸。彎曲模工作部分設(shè)計(jì)彎曲模工作部分的設(shè)計(jì)主要是指凸、凹模的圓角凸模圓角半徑當(dāng)彎曲件的變形程度r/t5，且rrmin時(shí)，圓角回彈很小，則取rpr。如果rrmin，則應(yīng)以rprmin先彎曲，然后經(jīng)整形工序達(dá)到零件的rrmin要求，而整形模的rpr。當(dāng)彎曲件的變形程度r/t10，圓角回彈較大，根據(jù)回彈值進(jìn)行修正。凹模圓角半徑凹模的圓角半徑不能選得太小，以免彎曲時(shí)材料表面擦傷或出現(xiàn)壓痕，且凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致。 凹?？趫A角半徑通常根據(jù)材料的厚度選取或見表1-24。凸模圓角半徑凹模深度凹模的深度指彎曲件在凹模內(nèi)的直邊長度。