弯曲工艺与模具设计方案分析.ppt

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1、第三章弯曲工艺与模具设计材料与能源学院：肖小亭冲压工艺与模具设计基本概念：弯曲，弯曲力，弯曲工艺性，弯曲角，相对弯曲半径，弯曲回弹等；基本原理：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及影响因素，弯曲模工作部分的尺寸计算；重点内容：弯曲回弹，弯曲工艺设计，弯曲模具设计；关键难点：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及解决措施，弯曲工序的安排。弯曲：在冲压力的作用下，将板料、管材或型材弯成一定曲率或角度，并得到一定形状零件的冲压工序。分类：压弯、折弯、扭弯、辊弯、滚弯和拉弯。基本概念第一节弯曲变形分析变形区：弯曲圆角部位弯曲变形内区、外区弹性弯曲，弹塑性弯曲，塑性弯曲宽板弯曲，窄板弯曲弯曲变形程度：相

2、对弯曲半径宽板，窄板内区，外区应力，应变一、板弯曲的应力应变特点二、弯曲时的中性层应力中性层，应变中性层中性层内移：应变中性层滞后于且小于应力中性层内移变形区板厚变薄，变薄量与相对弯曲半径有关弯曲90º时变薄系数和x0的数值r/t0.10.250.51.02.03.04.0>4.00.820.870.920.960.990.9920.9951.0x00.320.350.380.420.4450.470.4750.5第二节弯曲力的计算一、自由弯曲力弯曲力矩弯曲力实际弯曲力经验公式二、校正弯曲力凸模与凹模压靠(精压)—校正弯曲，提高精度，减小回弹弯曲力弯曲顶件力和压料力按弯曲力的30%-

3、80%近似计算。弯曲件的毛坯长度——按应变中性层在弯曲前后长度不变（体积不变）的原则进行计算。中性层位置与弯曲半径r、板厚t、中性层位移系数决定实际计算按不同情况略有差别。r>0.5tr<0.5t铰链式第二节弯曲件的毛坯长度计算一、r>0.5t的弯曲件变形程度小，板厚变薄不严重，可按应变中性层长度等于毛坯长度的原则计算。多角弯曲90º角弯曲二、r<0.5t的弯曲件变形程度较大，按体积不变条件的原则计算。1弯一个角L=l1+l2+0.4t2弯一个角L=l1+l2-0.43t3同时弯二个角L=l1+l2+l3-0.6t三、铰链式式弯曲r=(0.6~3.5)t的铰链件，采用推弯成形，受挤压和弯

4、曲作用厚度变厚，中性层外移。r/t>0.5~0.6>0.6~0.8>0.8~1.0>1.0~1.2x10.70.670.630.59r/t>1.2~1.5>1.5~1.8>1.8x10.560.520.5第四节弯曲工艺设计弯曲件的工艺性指弯曲件的形状、尺寸、材料及技术要求等是否适合于弯曲成形的工艺要求。一、最小相对弯曲半径最大伸长率最大端面收缩率除外δ和φ，还有其它影响因素。实际生产中使用的最小相对弯曲半径可更小些。最小相对弯曲半径的其它影响因素弯曲角α板料的方向性板料表面质量和剪切断面质量板料的厚度和宽度二、弯曲件的工艺性1、弯曲半径：过大—回弹，精度难保证，过小—拉裂。最小弯曲半径r

5、min/t2、直边高度：H>2t3、孔边距离：t<2mm，L≥t；t>2mm，L≥2t4、形状与尺寸的对称性不对称时，成对成形，或增加压料板、定位销等5、局部边缘弯曲应力集中，预冲卸荷孔或切槽。1、先弯外角，再弯内角，保证弯曲定位和不影响前次弯曲形状；2、非对称弯曲件尽可能采用成对弯曲；3、批量大、尺寸小的弯曲件采用级进模弯曲成形，以提高生产效率。三、弯曲件的工序安排复杂弯曲件—多次弯曲—弯曲件精度，弯曲模结构。弯曲模工序安排：材料属性、生产批量、精度要求、生产率等。基本规则：成对弯曲二工序弯曲三工序弯曲级进模弯曲第五节提高弯曲件精度的工艺措施弯曲工艺的主要质量问题：拉裂、截面畸变、翘曲

6、、偏移、回弹一、拉裂拉裂的原因：弯曲变形过大，表面有缺陷、不光洁，有毛刺解决措施：增加圆角半径，多次成形（弯曲再整形）合理的弯曲方向表面质量和毛刺附加反压的弯曲方法二、截面畸变板弯曲时由于受力变形，使内区宽度增加外区宽度减小，导致出现截面畸变，窄板弯曲时更为明显。解决方案：工艺切口三、翘曲变形板弯曲时宽度方向内层受压应力，外层受拉应力，形成弯曲力矩，导致产生翘曲变形解决方案：带侧板的模具成形，或模具型面反变形处理。四、偏移不对称形状板弯曲时，由于金属流动阻力不对称，导致弯曲工件产生偏移。解决方案：带压料板或定位销的模具成形。五、弯曲回弹弯曲回弹：卸载后由于弹性回复引起弯曲角形状和尺寸发生

7、变化的现象，是弯曲工艺的主要质量问题。中性层曲率的变化弯曲角的变化1、弯曲回弹及其影响因素影响弯曲回弹因素：材料力学性能：s越大，弹性模量E越小，加工硬化越严重，回弹越大；相对弯曲半径：r/t小时，弹性变形比例减小，回弹量减小；弯曲角：弯曲脚越大，回弹也越大；弯曲方式和模具结构：自由弯曲和校正弯曲的回弹量不同；摩擦条件：摩擦对多个部位弯曲影响显著，一般产生拉应力，有利于工件贴近模具表面其次，弯曲件的形状尺寸，板料厚度偏差，模具间隙