第二章第3節(jié) 沖壓模具設(shè)計(jì)——彎曲模

1、第二章第第二章第3節(jié)節(jié) 沖壓模具設(shè)計(jì)沖壓模具設(shè)計(jì)彎曲模彎曲模本節(jié)主要內(nèi)容：本節(jié)主要內(nèi)容：一.彎曲加工原理彎曲加工原理二二.彎曲模具設(shè)計(jì)程序彎曲模具設(shè)計(jì)程序一一.彎曲加工原理彎曲加工原理彎曲：在沖壓力的作用下，把平板坯料彎折成一定角度和形狀的一種塑性成型工藝。 分類：壓彎、折彎、扭彎、滾彎和拉彎。 彎曲模：彎曲工藝使用的沖模。壓彎的典型形狀：典型壓彎工件：彎曲過程及工作原理二二.彎曲模具設(shè)計(jì)程序彎曲模具設(shè)計(jì)程序?qū)張D審圖彎曲工藝性分析彎曲工藝性分析沖壓工藝方案制定沖壓工藝方案制定毛坯尺寸計(jì)算毛坯尺寸計(jì)算回彈補(bǔ)償量確定回彈補(bǔ)償量確定沖壓力及壓力中心計(jì)算沖壓力及壓力中心計(jì)算凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸、凹模結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖壓設(shè)備選擇沖壓設(shè)備選擇沖壓模裝配圖繪制沖壓模裝配圖繪制非標(biāo)零件圖繪制非標(biāo)零件圖繪制1.審圖 收集并分析沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)條收集并分析沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)條件；原材料的尺寸規(guī)格、性能；產(chǎn)品件；原材料的尺寸規(guī)格、性能；產(chǎn)品的生產(chǎn)批量；的生產(chǎn)批量； 此外，工廠現(xiàn)有的沖壓設(shè)備條件；工此外，工廠現(xiàn)有的沖壓設(shè)備條件；工廠現(xiàn)有的模具制造條件及技術(shù)水平；廠現(xiàn)有的模具制造條件及技術(shù)水平；其他技術(shù)資料等也應(yīng)作為設(shè)計(jì)的資料。其他技術(shù)資料等也應(yīng)作為設(shè)計(jì)的資料。注：此程序同上述沖裁模具設(shè)計(jì)。注：此程序同上述沖裁模具設(shè)計(jì)。2.彎曲工藝性分析 2.1 彎曲件結(jié)構(gòu)工藝性要求（1）工件的彎曲圓角

3、半徑應(yīng)不小于允許的最小彎曲半徑；最小彎曲半徑：導(dǎo)致材料開裂前的臨界彎曲半徑。相對彎曲半徑（r/t）：表示彎曲變形程度的工藝參數(shù)。影響材料最小彎曲半徑數(shù)值的因素：影響材料最小彎曲半徑數(shù)值的因素：1.材料的力學(xué)性能（塑性）2.材料的熱處理狀態(tài)(退火、加工硬化)3.制件彎曲角大小(以90為界)4.彎曲線方向(與材料紋向的關(guān)系)5.板料表面和沖裁斷面質(zhì)量（應(yīng)力集中）2.2 彎曲件精度 一般彎曲件的尺寸公差等級應(yīng)在IT13級以下，角度公差應(yīng)大于15。2.3 彎曲件材料 要求具有足夠的塑性、較低的屈服極限和較高的彈性模數(shù)。3.彎曲成形工藝方案制定3.1 3.1 彎曲工藝方案制定彎曲工藝方案制定 彎曲工藝彎

4、曲工藝：指成形制件各彎曲部位的先后順序以及彎曲工序的分散與集中的程度。1.1.彎曲工序安排原則：彎曲工序安排原則：（1）先外部后內(nèi)部彎曲成形；（2）前道工序必須為后道工序準(zhǔn)備定位；（3）后次彎曲不破壞前次彎曲的形狀；（4）小型復(fù)雜件宜采用工序集中的工藝，大型件宜采用工序分散的工藝；（5）精度要求高的部位的彎曲宜采用單獨(dú)工序彎曲，以便模具的調(diào)整與修正。2.彎曲件的工序安排（1）簡單彎曲件可一次彎曲成形，如V形件、U形件、Z形件；復(fù)雜彎曲件需二次或多次彎曲成形，但尺寸小、材料薄、形狀較復(fù)雜的彈性接觸件最好一次復(fù)合彎曲成形。（2）非對稱彎曲件應(yīng)盡可能采用成對彎曲；（3）批量大，尺寸小的彎曲件宜用連續(xù)

5、模成型。3.2 3.2 彎曲件成形工藝方案的制定彎曲件成形工藝方案的制定彎曲工藝制定原則：（1）整體曲線彎曲件宜采用沖裁與彎曲分離的 工藝方案。（2）小型彎曲件宜采用沖裁與彎曲結(jié)合的級進(jìn) 工序模，大型彎曲件宜采用沖裁與彎曲分 離的工藝方案。（3）采用級進(jìn)工藝方案時，先用切廢方式?jīng)_裁 出需彎曲部分，后由外至內(nèi)進(jìn)行彎曲。（4）級進(jìn)工藝方案按切廢、沖孔、彎曲、切除 載體（落料）順序安排。實(shí)例分析：彈簧接觸片材料：4 彎曲件展開尺寸計(jì)算4.1 中性層位置的確定中性層：指金屬在塑性變形過程中既沒有伸長， 亦沒有縮短，其變形量為零的層面。中性層位置計(jì)算公式：式中 彎曲中性層的曲率半徑； r彎曲件內(nèi)層的彎曲

6、半徑； t材料厚度； k中性層位置系數(shù)。 ktr 4.2 彎曲件展開尺寸計(jì)算1.彎曲半徑r/t0.5的彎曲件計(jì)算步驟：（1）將標(biāo)注尺寸轉(zhuǎn)換成計(jì)算尺寸，即將直線部分與圓弧部分分開標(biāo)注。（2）計(jì)算圓弧部分中性層曲率半徑及弧長。式中 圓弧對應(yīng)的中心角以弧度表示。S彎曲角彎曲角與與圓弧對應(yīng)的中心角圓弧對應(yīng)的中心角（3）計(jì)算總展開長度，即各相關(guān)的弧長及直線 相加。 弧直SLL2.無圓角彎曲或彎曲半徑r0.5t的彎曲件 毛坯尺寸可用下表所列經(jīng)驗(yàn)公式。 形狀復(fù)雜或精度要求高的彎曲件，需反復(fù)試驗(yàn)彎曲，才能確定彎曲件毛坯尺寸。5.彎曲時回彈補(bǔ)償量的確定回彈：彎曲件在去掉外力后，因彈性回復(fù)而使彎曲半徑和彎曲角變化

7、。表現(xiàn)：回彈主要使得彎曲半徑和彎曲角度變大，其差值稱為回彈量。 6.彎曲力的計(jì)算自由彎曲與校正彎曲自由彎曲1）V形彎曲 2）U形彎曲校正彎曲1）V形彎曲 2）U形彎曲7.彎曲凸、凹模成形尺寸7.1 凸模 凸模設(shè)計(jì)主要是圓角半徑和圓弧中心角。圓角半徑應(yīng)始終大于材料最小相對彎曲半徑。7.2 凹模 凹模圓角半徑各方向應(yīng)一致，通常根據(jù)材料的厚度t選取。7.3 凸、凹模間隙 V形件彎曲：間隙由調(diào)整沖床的閉合高度獲得。8.彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1 V形件的彎曲（1）V形件彎曲 簡單彎曲模結(jié)構(gòu)簡單、制造加工容易，但生產(chǎn)效率、加工精度低，只適用于小批量彎曲件生產(chǎn)。a）有壓料裝置）有壓料裝置 b）無壓料裝置）無壓料

8、裝置V形件彎曲形件彎曲 折板式彎曲模折板式彎曲模 適用于精度要求較高，不對稱、窄而長的適用于精度要求較高，不對稱、窄而長的V形彎曲件。形彎曲件。1-凸模2-支柱3-折板活動凹模4-靠板5-鉸鏈6-定位板7-頂桿a）豎邊無校正）豎邊無校正 b）豎邊可校正）豎邊可校正L形件彎曲形件彎曲（2）L形件彎曲形件彎曲適用于兩直邊長度相差不大的情況適用于兩直邊長度相差不大的情況 1-凸模2-擋塊3-凹模 4-定位銷釘5-反頂板 垂直于一條直邊的方向彎曲，多用于級進(jìn)垂直于一條直邊的方向彎曲，多用于級進(jìn)模之中，適用于兩直邊長度相差較大的情況。模之中，適用于兩直邊長度相差較大的情況。8.2 U形件彎曲形件彎曲順出

9、件順出件形件形件彎曲模彎曲模適于高度較小、尺寸精度要求低、底部不要求平整的小型形件。適于高度較小、尺寸精度要求低、底部不要求平整的小型形件。順出件順出件U U形件彎曲模形件彎曲模逆出件U形件彎曲?？梢詫?cè)壁和底部進(jìn)行校正逆出件逆出件U U形件彎曲模形件彎曲?；顒油鼓Ｊ浇Y(jié)構(gòu)活動凸模式結(jié)構(gòu)活動凹模式結(jié)構(gòu)活動凹模式結(jié)構(gòu)活動式結(jié)構(gòu)形件彎曲?；顒邮浇Y(jié)構(gòu)形件彎曲模凸模或凹模為活動結(jié)構(gòu)，在沖壓過程中對凸模或凹模為活動結(jié)構(gòu)，在沖壓過程中對側(cè)壁和底部可以進(jìn)行校正。側(cè)壁和底部可以進(jìn)行校正。轉(zhuǎn)軸式凹模彎曲模適用于彎曲角小于90o的U形件轉(zhuǎn)軸式轉(zhuǎn)軸式凹模凹模彎曲模彎曲模斜楔式凹模彎曲模斜楔式凹模彎曲模斜楔式凹模彎曲模

10、8.3 形件彎曲一次彎曲成形a適用于尺寸精度不高， H(810)t、t 1mm的彎曲件b適用于彎曲半徑較小，尺寸精度較高的彎曲件一次彎曲成形復(fù)合模擺塊式復(fù)合彎曲模擺塊式復(fù)合彎曲模復(fù)合彎曲模復(fù)合彎曲模二次彎曲成形適用于（1215)t，彎曲半徑較小，尺寸精度要求較高的彎曲件。8.4 Z形件彎曲簡單形件彎曲模1-定位板2-凸模3-凹模4-頂板形件復(fù)合彎曲模形件復(fù)合彎曲模8.5 圓筒形件彎曲一般分兩次成形第一次成形第二次成形大圓形件彎曲模適用于圓筒直徑d20mm的大圓一次成形轉(zhuǎn)動凹模彎曲模轉(zhuǎn)動凹模彎曲模小圓形件彎曲模小圓形件彎曲模適合適合dmm的小圓形件的小圓形件8.6 鉸鏈件彎曲一般分兩次成形9 彎曲件成形模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彎曲件成形模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.1 排樣與材料紋向?qū)嵗治觯簭椈山佑|片實(shí)例分