沖壓工藝與模具設計第三章

第3章彎曲模設計3.1彎曲模設計基礎3.2彎曲模的設計實例3.1彎曲模設計基礎3.1.1彎曲變形分析3.1.2彎曲質量分析3.1.3彎曲件展開長度的確定3.1.4彎曲力計算3.1.5彎曲模工作部分尺寸計算3.1.6彎曲件的工序安排3.1.1彎曲變形分析1.彎曲變形過程2.彎曲變形的特點研究材料的沖壓變形規(guī)律，常采用畫網(wǎng)格的方法進行輔助分析。如圖3.2所示，先在板料毛坯側面用機械刻線或照相腐蝕的方法畫出網(wǎng)格，觀察彎曲變形后網(wǎng)格的變形情況，就可分析出板料內部受力情況。3.彎曲變形時的應力、應變狀態(tài)分析由于板料的相對寬度b/t對板料寬度方向的應力、應變影響很大，因此，應力、應變值隨之變化較大。圖3.2材料彎曲前后的網(wǎng)格變化3.1.2彎曲質量分析1.彎曲裂紋與最小彎曲半徑2.影響最小相對彎曲半徑值的因素表3.2最小彎曲圓角半徑

3.彎曲件的回彈4.最小彎曲高度5.對彎曲形狀的要求6.孔與彎曲處的最小距離7.沖裁毛刺與彎曲方向表3.2最小彎曲圓角半徑材料退火正火狀態(tài)冷作硬化狀態(tài)彎曲線位置垂直碾壓紋向平行碾壓紋向垂直碾壓紋向平行碾壓紋向08、1015、2025、3035、4045、5055、6065Mn、T7Cr18Ni9軟杜拉鋁硬杜拉鋁磷銅半硬黃銅軟黃銅紫銅鋁0.1t0.1t0.2t0.3t0.5t0.7tttt2t0.1t0.1t0.1t0.1t0.4t0.5t0.6t0.8t1t1.3t2t2t1.5t3t0.35t0.35t0.35t0.35t0.4t0.5t0.6t0.8t1t1.3t2t3t1.5t3tt0.5t0.35tt0.5t0.8t1t1.2t1.5t1.7t2t3t4t2.5t4t3t1.2t0.8t2tt3.1.3彎曲件展開長度的確定1.概算法分為直邊部分與彎曲部分，以中性層的長度之和求得，如圖3.18所示，即2.外側尺寸加算法先將外側尺寸全部加算，從其和減去取決于板厚和彎曲半徑兩要素的伸長量，即3.內側尺寸加算法先將內側尺寸全部加算，再加補正伸長量，即圖3.18中性層長度之和3.1.4彎曲力計算1.自由彎曲的彎曲力計算V形彎曲件的計算見式(3.9)。U形彎曲件的計算見式(3.10)。2.校正彎曲的彎曲力計算表3.7單位校正力/MPa3.頂件力和壓料力4.彎曲時壓力機的壓力F≥

表3.7單位校正力/MPa材料材料厚度/mm≤1＞1~2＞2~5＞5~10鋼10~1515~2020~3030~40黃銅15~2020~3030~4040~6010、15、2020~3030~4040~6060~8025、30、3530~4040~5050~7070~1003.1.5彎彎曲模工工作部分尺寸寸計算1.彎曲時時凸模與凹模模之間的間隙隙U形工件彎曲曲的凸、凹模模間隙，根據(jù)據(jù)材料的種類類、厚度以及及彎曲件的高高度和寬度(即彎曲線的的長度)而定定。間隙值按按下式確定：：2.彎曲時時凸模與凹模模的寬度尺寸寸凸模與凹模的的寬度尺寸與與工件的尺寸寸相關，根據(jù)據(jù)工件尺寸的的標注方式不不同。3.彎曲曲時模具圓角角半徑與凹模模深度凹模的圓角半半徑與凹模的的深度l，可查表3.10。表3.10凹凹模的圓圓角半徑與凹凹模的深度展開長度L料厚t～0.50.5～2.02.0～2.44.0～7.0lR凹lR凹lR凹lR凹10203550751001502006812152033456101215202530354534568101215101520253035405545681012152020253035405065881012152025單位：mm3.1.6彎彎曲件的的工序安排(1)對于于形狀簡單的的彎曲件，如如V形、U形形、Z形等件件，可以采用用一次壓彎成成形.(2)對于于形狀較復雜雜的彎曲件，，一般需要采采用二次或多多次壓彎成形形(3)對于于批量大尺寸寸較小的彎曲曲件，為了提提高生產率，，可以采用多多工序的沖裁裁、壓彎、切切斷連續(xù)工藝藝成形(4)彎曲曲件本身帶有有單面幾何形形狀時，若單單件壓彎毛坯坯容易發(fā)生偏偏移，故可以以采用含有對對稱排列的彎彎曲件的毛坯坯彎曲成形，，如圖3.24所示。圖3.24成成對彎曲曲成形3.2彎彎曲模的設計計實例3.2.1V形件彎彎曲模3.2.2U形件彎彎曲模3.2.3彎彎制夾角角小于90°°的U形件彎彎曲模3.2.4多多用彎曲曲模3.2.5帶斜斜楔的U形形折邊彎曲曲模3.2.6C形形彎曲模3.2.7滑板板式彎曲模模3.2.8圓形形件彎曲模模3.2.1V形形件彎曲模模V形件彎曲曲模的結構構形式如圖3.25所示。該模模具的特點點是結構簡簡單，在壓壓力機上安安裝及調整整方便，對對材料厚度度的公差要要求不高，，工件在沖沖壓終了時時可得到一一定程度的的校正，因因而回彈較較小，工件件的平面度度較好。頂頂桿既起頂頂料作用，，又起到壓壓料作用，，可防止毛毛坯偏移。。適用于一一般V形件件的彎曲。。圖3.25V形形件彎曲模模的結構3.2.2U形形件彎曲模模一種較為簡簡單的U形形件的彎曲曲模，結構構形式如圖3.28所示。壓彎彎時加壓板板將毛坯頂頂著施加壓壓力，防止止毛坯側移移，彎曲后后將工件頂頂起。圖3.28U形形件的彎曲曲模3.2.3彎制制夾角小于于90°的的U形件彎彎曲模彎制夾角小小于90°°的U形件件彎曲模，，結構形式式如圖3.29所示。壓彎彎時凸?？靠繌椈傻膲簤毫κ紫葘⒚鲝澢蒛形，，當上模繼繼續(xù)下降時時，活動凸凸模的兩塊塊體在凹模模底部停止止下降，轉轉而由斜楔楔驅動向兩兩側推動，，對U形件件的兩臂施施加橫向側側壓，使其其與凹模斜斜邊配合將將工件壓制制成形。圖3.29彎制制夾角小于于90°的的U形件彎彎曲模3.2.4多用用彎曲模多用彎曲模模，如圖3.30所示。凹模模被緊固在在凹模座中中，由相同同形狀的兩兩體組成，，上面有4種形狀的的凹模輪廓廓。調整凹凹模塊不同同方位，可可得到圓弧弧形、U形形、V形和和梯形4種種沖壓工件件所對應的的凹模形狀狀。圖3.30多用用彎曲模3.2.5帶斜斜楔的U形形折邊彎曲曲模帶斜楔的U形折邊彎彎曲模結構構形式，如如圖3.31所示。板料料首先靠上上模彈簧被被壓縮所產產生的彈力力推動凸模模將板料壓壓彎。隨著著上模座繼繼續(xù)向下移移動，凸模模到底后停停止下行，，板料形成成直邊U形形。而彈簧簧被近一步步壓縮，裝裝在上模座座上的兩塊塊斜楔分別別驅動在下下模上的兩兩滾柱，使使其帶動各各自的活動動凹模塊同同時向中間間滑動，將將U形件兩兩側邊彎成成折邊形。。然后，上上模返回，，裝在下模模板內的彈彈簧推動凹凹模塊復位位。此種結結構形式的的模具由于于上模彈簧簧剛度不宜宜太大，所所以只適用用于彎曲比比較薄的板板料工件。。圖3.31帶斜斜楔的U形形折邊彎曲曲模結構形形式3.2.6C形形彎曲模彎曲C形制制件的彎曲曲模，如圖3.32所示。制件件先被彎成成U形，再再將端部向向內彎曲成成形。整個個操作過程程為：將板板料放置就就位，凸模模下降，與與擺動凹模模和頂件器器配合將板板料初步壓壓彎，隨著著凸模繼續(xù)續(xù)下降，彎彎曲程度變變大。當凸凸模降到接接近下極限限位置時，，頂件器的的兩翼壓到到擺動凹模模的下端鉤鉤形，驅使使擺動凹模模上端鉤形形繞芯軸向向內擺動，，與凸模的的矩形上邊邊二棱配合合將制件壓壓成C形。。當制件彎彎曲成形后后，凸模上上行，由于于下邊彈簧簧力的作用用，使得擺擺動凹模的的下端鉤形形緊隨凸模模向上擺動動，使擺動動凹模上端端鉤形及時時向外擺動動，為凸模模上行讓開開了通道。。凸模上行行的同時還還帶出了制制件。?？蚩蛴脕硐拗浦茢[動凹模模向外擺動動的范圍，，同時支撐撐擺動凹模模。對該模模具必須注注意的一點點是，當凸凸模降到下下極限位置置時，頂件件器底部必必須已經接接觸到了下下模座。即即彎曲沖壓壓力不能由由芯軸承擔擔，而必須須由頂件器器直接傳給給下模座。。圖3.32C形形彎曲模(a)C形形制件彎曲曲模結構3.2.7滑板板式彎曲模模彎制帶有耳耳翅的環(huán)類類工件的滑滑板式彎曲曲模，如圖3.33所示。沖壓壓時，先將將板料毛坯坯放置在成成形滑塊的的凹槽內。。當芯軸凸凸模下行壓壓到板料時時，與成形形滑塊配合合將板料彎彎成U形。。上模繼續(xù)續(xù)下行，芯芯軸凸模通通過毛坯壓壓凹模座架架下行，迫迫使擺塊作作出相應的的擺動，帶帶動成形滑滑塊向內移移動，將板板料壓成環(huán)環(huán)形件。上上模返回后后，環(huán)形件件留在芯軸軸凸模上，，拔出芯軸軸凸模，工工件即可取取出。下模模部分在橡橡皮及彈簧簧的作用下下復位。這這種類型的的模具也適適用于彎制制直徑為5mm~20mm的的圓筒形件件。圖3.33滑板板式彎曲模模(c)滑板板式彎曲模模爆炸視圖圖3.2.8圓形形件彎曲模模圓形件自動動卸料彎曲曲模，如圖3.34所示。板料料毛坯放置置在定位擺擺塊上進行行安裝定位位。沖壓時時，上凹模模壓到毛坯坯，與芯軸軸凸模的共共同作用使使板料向下下彎曲，迫迫使擺塊作作相應的讓讓開擺動，，毛坯便脫脫離擺塊的的支撐。隨隨著彎曲過過程的繼續(xù)續(xù)進行，毛毛坯形狀變變成倒U形形。接著，，施壓螺釘釘觸到升降降架，迫使使其和在其其上的芯軸軸凸模一起起向下移動動。在下移移終了位置置，由上凹凹模、芯軸軸凸模和下下凹模的共共同作用，，使倒U形形件兩邊向向內彎曲，，最終彎成成圓形。在上模返回回過程中，，由于頂桿桿的限制，，當施壓螺螺釘與升降降架脫離接接觸時，升升降架便停停止上行。。緊接著，，裝在上模模的卸料推推塊的斜面面推動滑輪輪，帶動卸卸料滑套將將滯留在芯芯軸凸模上上的工件向向外推出。。然后，推推塊隨同上上模離開滑滑輪繼續(xù)上上行。卸料