彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)-肖小亭廣東工業(yè)大學(xué)

第三章彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)材料與能源學(xué)院：肖小亭

沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)基本概念：彎曲，彎曲力，彎曲工藝性，彎曲角，相對(duì)彎曲半徑，彎曲回彈等；基本原理：彎曲變形的應(yīng)力應(yīng)變分析，彎曲回彈及影響因素，彎曲模工作部分的尺寸計(jì)算；重點(diǎn)內(nèi)容：彎曲回彈，彎曲工藝設(shè)計(jì)，彎曲模具設(shè)計(jì)；關(guān)鍵難點(diǎn)：彎曲變形的應(yīng)力應(yīng)變分析，彎曲回彈及解決措施，彎曲工序的安排。彎曲：在沖壓力的作用下，將板料、管材或型材彎成一定曲率或角度，并得到一定形狀零件的沖壓工序。分類(lèi)：壓彎、折彎、扭彎、輥彎、滾彎和拉彎?；靖拍畹谝还?jié)彎曲變形分析變形區(qū)：彎曲圓角部位彎曲變形內(nèi)區(qū)、外區(qū)彈性彎曲，彈塑性彎曲，塑性彎曲寬板彎曲，窄板彎曲彎曲變形程度：相對(duì)彎曲半徑寬板，窄板內(nèi)區(qū)，外區(qū)應(yīng)力，應(yīng)變一、板彎曲的應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)二、彎曲時(shí)的中性層應(yīng)力中性層，應(yīng)變中性層中性層內(nèi)移：應(yīng)變中性層滯后于且小于應(yīng)力中性層內(nèi)移變形區(qū)板厚變薄，變薄量與相對(duì)彎曲半徑有關(guān)

彎曲90o時(shí)變薄系數(shù)和x0的數(shù)值r/t0.10.250.51.02.03.04.0>4.00.820.870.920.960.990.9920.9951.0x00.320.350.380.420.4450.470.4750.5第二節(jié)彎曲力的計(jì)算一、自由彎曲力彎曲力矩彎曲力實(shí)際彎曲力經(jīng)驗(yàn)公式二、校正彎曲力凸模與凹模壓靠(精壓)—校正彎曲，提高精度，減小回彈彎曲力彎曲頂件力和壓料力按彎曲力的30%-80%近似計(jì)算。彎曲件的毛坯長(zhǎng)度——按應(yīng)變中性層在彎曲前后長(zhǎng)度不變（體積不變）的原則進(jìn)行計(jì)算。中性層位置與彎曲半徑r、板厚t、中性層位移系數(shù)決定實(shí)際計(jì)算按不同情況略有差別。

r>0.5t

r<0.5t鉸鏈?zhǔn)降诙?jié)彎曲件的毛坯長(zhǎng)度計(jì)算一、r>0.5t的彎曲件變形程度小，板厚變薄不嚴(yán)重，可按應(yīng)變中性層長(zhǎng)度等于毛坯長(zhǎng)度的原則計(jì)算。多角彎曲90o角彎曲二、r<0.5t的彎曲曲件變形程程度較較大，，按體體積不不變條條件的的原則則計(jì)算算。1彎一個(gè)角L=l1+l2+0.4t2彎一個(gè)角L=l1+l2-0.43t3同時(shí)彎二個(gè)角L=l1+l2+l3-0.6t三、鉸鉸鏈?zhǔn)绞绞綇潖澢鷕=(0.6~3.5)t的鉸鏈鏈件，，采用用推彎彎成形形，受受擠壓壓和彎彎曲作作用厚厚度變變厚，，中性性層外外移。。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第四節(jié)節(jié)彎彎曲工工藝設(shè)設(shè)計(jì)彎曲件件的工工藝性性指彎彎曲件件的形形狀、、尺寸寸、材材料及及技術(shù)術(shù)要求求等是是否適適合于于彎曲曲成形形的工工藝要要求。。一、最最小相相對(duì)彎彎曲半半徑最大伸伸長(zhǎng)率率最大端端面收收縮率率除外δ和φ，還有有其它它影響響因素素。實(shí)實(shí)際生生產(chǎn)中中使用用的最最小相相對(duì)彎彎曲半半徑可可更小小些。。最小相相對(duì)彎彎曲半半徑的的其它它影響響因素素彎曲角角α板料的的方向向性板料表表面質(zhì)質(zhì)量和和剪切切斷面面質(zhì)量量板料的的厚度度和寬寬度二、彎彎曲件件的工工藝性性1、彎彎曲半半徑：：過(guò)大大—回回彈，，精度度難保保證，，過(guò)小小—拉拉裂。。最小彎彎曲半半徑rmin/t2、直直邊高高度：：H>2t3、孔孔邊距距離：：t<2mm，，L≥t；t>2mm，，L≥2t4、形形狀與與尺寸寸的對(duì)對(duì)稱(chēng)性性不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)時(shí)，，成對(duì)對(duì)成形形，或或增加加壓料料板、、定位位銷(xiāo)等等5、局局部邊邊緣彎彎曲應(yīng)力集集中，，預(yù)沖沖卸荷荷孔或或切槽槽。1、先先彎外外角，，再?gòu)潖潈?nèi)角角，保保證彎彎曲定定位和和不影影響前前次彎彎曲形形狀；；2、非非對(duì)稱(chēng)稱(chēng)彎曲曲件盡盡可能能采用用成對(duì)對(duì)彎曲曲；3、批批量大大、尺尺寸小小的彎彎曲件件采用用級(jí)進(jìn)進(jìn)模彎彎曲成成形，，以提提高生生產(chǎn)效效率。。三、彎彎曲件件的工工序安安排復(fù)雜彎彎曲件件——多多次彎彎曲——彎彎曲曲件精精度，，彎曲曲模結(jié)結(jié)構(gòu)。。彎曲模模工序序安排排：材材料屬屬性、、生產(chǎn)產(chǎn)批量量、精精度要要求、、生產(chǎn)產(chǎn)率等等?；疽?guī)規(guī)則：：成對(duì)彎彎曲二工序序彎曲曲三工序序彎曲曲級(jí)進(jìn)模模彎曲曲第五節(jié)節(jié)提提高彎彎曲件件精度度的工工藝措措施彎曲工工藝的的主要要質(zhì)量量問(wèn)題題：拉裂、、截面面畸變變、翹翹曲、、偏移移、回回彈一、拉拉裂拉裂的的原因因：彎彎曲變變形過(guò)過(guò)大，，表面面有缺缺陷、、不光光潔，，有毛毛刺解決措措施：：增加圓圓角半半徑，，多次次成形形（彎彎曲再再整形形）合理的的彎曲曲方向向表面質(zhì)質(zhì)量和和毛刺刺附加反反壓的的彎曲曲方法法二、截截面畸畸變板彎曲曲時(shí)由由于受受力變變形，，使內(nèi)內(nèi)區(qū)寬寬度增增加外外區(qū)寬寬度減減小，，導(dǎo)致致出現(xiàn)現(xiàn)截面面畸變變，窄窄板彎彎曲時(shí)時(shí)更為為明顯顯。解決方方案：：工藝藝切口口三、翹翹曲變變形板彎曲曲時(shí)寬寬度方方向內(nèi)內(nèi)層受受壓應(yīng)應(yīng)力，，外層層受拉拉應(yīng)力力，形形成彎彎曲力力矩，，導(dǎo)致致產(chǎn)生生翹曲曲變形形解決方方案：：帶側(cè)側(cè)板的的模具具成形形，或或模具具型面面反變變形處處理。。四、偏偏移不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)形狀狀板彎彎曲時(shí)時(shí)，由由于金金屬流流動(dòng)阻阻力不不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)，導(dǎo)導(dǎo)致彎彎曲工工件產(chǎn)產(chǎn)生偏偏移。。解決方方案：：帶壓壓料板板或定定位銷(xiāo)銷(xiāo)的模模具成成形。。五、彎彎曲回回彈彎曲回回彈：：卸載載后由由于彈彈性回回復(fù)引引起彎彎曲角角形狀狀和尺尺寸發(fā)發(fā)生變變化的的現(xiàn)象象，是是彎曲曲工藝藝的主主要質(zhì)質(zhì)量問(wèn)問(wèn)題。。中性層層曲率率的變變化彎彎曲角角的變變化1、彎彎曲回回彈及及其影影響因因素影響彎彎曲回回彈因因素：：材料力力學(xué)性性能：：s越大，，彈性性模量量E越小，，加工工硬化化越嚴(yán)嚴(yán)重，，回彈彈越大大；相對(duì)彎彎曲半半徑：：r/t小時(shí)，，彈性性變形形比例例減小小，回回彈量量減小?。粡澢墙牵簭潖澢_腳越大大，回回彈也也越大大；彎曲方方式和和模具具結(jié)構(gòu)構(gòu)：自自由彎彎曲和和校正正彎曲曲的回回彈量量不同同；摩擦條條件：：摩擦擦對(duì)多多個(gè)部部位彎彎曲影影響顯顯著，，一般般產(chǎn)生生拉應(yīng)應(yīng)力，，有利利于工工件貼近模模具表面面其次，彎彎曲件的的形狀尺尺寸，板板料厚度度偏差，，模具間間隙，模模具圓角角半徑等等對(duì)回彈彈也有影影響。合理設(shè)計(jì)計(jì)產(chǎn)品產(chǎn)品形狀狀結(jié)構(gòu)，，零件的的材料2、減小小彎曲回回彈的措措施改變應(yīng)力力狀態(tài)校正彎曲曲縱向加壓壓法拉彎法利用回彈彈規(guī)律回彈補(bǔ)償償軟模彎曲曲一、彎曲曲模工作作部分的的尺寸計(jì)計(jì)算第六節(jié)彎彎曲模模具設(shè)計(jì)計(jì)凸模、凹凹模的圓圓角半徑徑，凹模模的深度度；凸凹模之之間的間間隙和模模具寬度度。凸模、凹凹模的圓圓角半徑徑凸模圓角角半徑取取等于彎彎曲件內(nèi)內(nèi)側(cè)圓角角半徑，，應(yīng)大于于最小彎彎曲半徑徑。彎曲件圓圓角過(guò)小小時(shí)，須須先彎曲曲后校正正；過(guò)大大時(shí)，須須考慮回回彈。凹模圓角角半徑不不能過(guò)小小，且應(yīng)應(yīng)兩邊一一致。一一般V形彎曲曲的凹模模底部可可開(kāi)槽或或取圓角角半徑為為凹模深度度凸模、凹凹模之間間的間隙隙V形彎曲曲，凸模模、凹模模之間的的間隙通通過(guò)調(diào)整整壓力機(jī)機(jī)閉合高高度控制制；U形形彎曲，，必須選選擇合理理的模具具間隙。。鋼板：C=(1.05~1.15)t有色金屬屬：C=(1.0~1.1)tU形彎曲曲模具工工作部分分尺寸U形彎曲曲寬度尺尺寸標(biāo)注注在外側(cè)側(cè)時(shí)，先先確定凹凹模尺寸寸，凸模模配作保保證間隙隙。U形彎曲曲寬度尺尺寸標(biāo)注注在內(nèi)側(cè)側(cè)時(shí)，先先確定凸凸模尺寸寸，凹模模配作保保證間隙隙。二、彎曲曲模的典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)1、敞開(kāi)開(kāi)式彎曲曲模帶壓料裝裝置彎曲曲?；顒?dòng)式彎彎曲模級(jí)進(jìn)彎曲曲模第七節(jié)輥輥彎和和滾彎輥彎（卷卷板）是在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輥輪摩摩擦力的的帶動(dòng)下下，使板板料連續(xù)續(xù)進(jìn)入輥輥輪之間間而彎曲曲成形的的加工方方法。滾彎（輥輥彎）是將帶料料通過(guò)帶帶有型槽槽的數(shù)組組輥輪，，漸次進(jìn)進(jìn)行多道道彎曲成成形，從從而獲得得所需截截面形狀狀零件的的加工方方法。一、輥彎彎二、滾彎彎小結(jié)本章介紹紹板料沖沖壓加工工中彎曲曲成形工工藝的相相關(guān)內(nèi)容容，重點(diǎn)點(diǎn)在彎曲曲件的工工藝分析析、彎曲曲回彈、、彎曲工工藝設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算以以及彎曲曲模的結(jié)結(jié)構(gòu)形式式等方面