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弯曲件说明书
一.零件设计任务
零件简图
材料:
Q235
材料厚度:
6mm
(->材料分析
Q235是一种普通碳素。
Q代表的是这种材质的屈服度,后面的235,就是指这种材质的屈服值,在235MP左右。
并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。
由于含碳适中,综合性能较好,竝、塑性和焊接等性能得到较好配合,用途最广泛。
(二人工件结构形状
弯曲是将金屈板料毛坯、吃材、棒材或管材等按照设计要求的曲率或角度成形为所需形状零件的冲压工序。
弯曲工序在生产中应用相当普遍。
寥件的种类很多.如汽车上很多履盖件,小汽车的柜架构件,摩托车上
把柄,脚支架.肌车上的支架构件,把柄,门抓.铁夹等。
(三人弯曲的基本原理
以v形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明.苴过程为:
1、凸模运动接触板料(毛坯)由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯短矩,在弯矩作用下发生弹性变
形,产生弯曲。
2、随着凸模继续下行,毛坯与凹模表iHi逐渐靠近接触.使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少,毛坯与凹模接
翘点山凹模两启移到凹模两斜面上。
(塑变开始阶段)。
3、随肴凸模的继续下行,毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。
(回芳曲阶段)・
4、圧平阶段,随着凸凹模间的间隙不断变小,板料在凸凹模间被压平。
5、校正阶段,当行程终了,对板料进行校正,使其圆角辽边与凸模全部贴合而成所需形状。
(四)、弯曲件的质童分析
1、弯曲件的弯裂
弯曲件变形区外边足拉伸区,此区的拉应力超出材料的应力极限时(强度极限)狀产生裂纹。
弯曲件的相对弯曲半径r/t越小,则变形越大,越易拉裂。
2、弯曲件的滑移
由于毛坯与模具之间坯擦的存在,半髀擦力不平衡时造成毛坯的移位.称作淸移,使弯曲件的尺寸达不到
要求:
1)产生淸移的原W:
di?
两边瞄擦力不等。
工作不对称,毛坯两边与凹模接触而不相等:
凹模两边的边缘圆角半径不相等,半径小,脾擦力更大;两边折弯的个数不一样:
v形弯曲中凹模不足中心对称,角度小的一边正压力大.醪擦兴:
凹模两边的间隙和润淸惜况不一样.
2)防止滑移的措施
尽可能采用对称凹模,边缘圆角相等,间隙均匀:
采用弹性顶件装置的模具结构:
采用定位俏的模H结构。
(四)、弯曲件的工艺性
1、鼓小弯曲半径:
在保证外层纤维不发生破坏的条件下,所能弯曲寥件内表而的最小圆角半径,称作弯曲件的最小弯曲半径,表示弯曲时的成形极限。
啟小弯曲半径的影响阴索:
材料的力学性能:
弯曲线的方向:
由于板料的扎制造成板料性能和*项异性,扎制方向刻性较好,使弯曲的切向变形方向与扎制方向一致:
板料宽度:
宽度加大,最小弯曲半径增大:
板料的表面质虽:
弯曲角:
械料的厚度.
2、弯曲件rt边高度
弯曲件的弯曲边高度不宜太小,h>R+2t,如弯曲边高度太小,则难以形成足够的弯矩。
(五)、最小相对弯曲半径
而弯曲件的柑对弯曲半径为:
,所以在弯曲工艺时不必采取特殊工艺描施。
五、设计方案的确定
(->.弯曲件工艺分析
该穹曲件名为斥块,形状对称,尺寸无持度嬰求,材料Q235A,普通碳素钢。
采用疑合模冲斥成形,其需要经过三逍工序完成:
落料、冲中间孔、复合弯曲、冲两侧孔.落料工序已经在上道工序中冲制完成.
木模具定完成1个U形和2个V形弯曲的冲压工艺,弯曲角祁忌90°・
(二人弯曲件坯料展开尺寸的计算(补充图纸)
1、中性层的确定
由于中性层的长度在弯曲变形前后不变•其长度就足弯曲件坯料展开尺寸的长度•而欲求中性层长度就必
须找到瓦位置.用曲率半径Po表示.中件层位誉与板料庁度t.弯曲半径「变薄系数?
等因素有关,在
实际生产中为了使用方便.通常采用下面的经验公式來确定中性层的位捏:
Po=r+xt
式中:
Po——中性层半径:
r——弯曲件内弯半径:
x为中性层位移系数•英値件下表:
表・2
r/t
0.1
0.2
03
04
05
06
07
08
1
1.2
X
021
022
023
024
025
026
0.28
03
032
033
r/t
13
15
2
2.5
3
4
5
6
7
M8
X
034
036
03S
039
04
042
044
046
048
0.5
从弯曲件图町以看到:
圆角半径都为r=2mm.板料厚度資表・2得x=032.则中性层半径为:
p=5+0.32s6=6.92mm
2.毛坯展开尺寸的计算
由于圆角半径r>05t.所以毛坯展开长度等于弯曲件]'[线部分长度与弯曲部分中性层展开长度的总和•即
L=Z1X+Z
叫
180°
弯曲件有5段r〔线部分和4段弯曲部分.因此
Lf2*31+8+ic/2(5+032拿6)性918
(三人弯曲力的计算与压力机的选用
K弯曲力的计算
弯曲力处指弯曲件在完成预定弯曲时所需要的压力机施加的斥力.是设计冲圧工艺过程和选择设
备的垂要依据之一。
弯曲力的大小与毛坯尺寸.零件形状、材料的机械性能、弯曲方法和按几结
构等多种因素有关.理论分析方法很难精确计算.在实际生产中常按经验公式进行计算.
1)门山弯曲时的弯曲力公式
U形弯曲件:
式中:
:
B—穹曲件的宽度;t一一穹曲件厚度:
I——内圆穹曲半
径:
q,一一弯曲材料的抗拉强度:
k——安全系数,一般iui3
2、压力机的选用
压力机的选取总原则:
圧力机的公称压力必须大丁•弯曲时的所有工艺力之和。
山丁•本模具采用门山弯曲和校正弯曲,所以压力机的公称压力必须大丁【'I山弯曲力与校正弯曲力之和,即Fm>F=72230No压
力机逸用还决定丁•压力机的调整与板料号度误墨的人小。
由上述可知,该弯曲件弯曲所需的压力72230N.賁収模具设计手册,可选収具有以下规格的压力机,具
体如卜•:
公称压力
滑块行程
行程次数
量大闭合
高度
闭合高度调节■
工作台尺寸
模柄孔尺寸
1OOKN
60mm
135次/min
50mm
前后240mm.
左右
360mm
直径
30mm.深
度50mm
(四>、弯曲模工作部分尺寸设计
1、凸模圆角半径
当穹曲件的柑对彎曲半径r/t较小时,取凸楔圆角半径等于或略小于工件内侧的圆角半径r,但不能小于材料所允许的最小弯曲半径心.山前而所述,该工件的相对弯由半径等丁愎小相对弯曲半径,那么,凸模的圆角半径应等于工件内侧圆角半径,即r=5mm
2、凹模OS角半径
凹模岡角半径的大小不会fl接形响到弯曲件的圆角半径,但圧过小的模圆角半径会使弯矩的弯曲力晋喊小,毛坯如凹模困难,会擦伤毛坯表面.另外,凹模两侧的例角半径必须郴等,否则会引起板料偏移。
在实际生产中通常根据材料厚度选取凹模圆角半径:
当t<2mm,&=(3~6)t:
t=2~4mm,&=(2~3)t:
t>4iimi,R=2t.
所以Ra=12mm
3、凹模深度
凹模深度要适当,若过小则弯曲件两端自由部分太长,工作回弹大,不平n:
若深度过大则凹模过高,浪费模具材料并需要较大的尿力机匸作行程.
对于U型弯曲件,如果弯曲件直边较长,凹模深度可以小于工件高度,凹模深度10值见下农:
表4弯曲U型件的凹模深度1。
(mm)
弯曲件边长:
f
<1
>1-2
>2-4
>4*6
>6-10
<50
15
30
25
30
55
50-75
20
25
30
35
40
75-100
25
»
35
40
40
100■150
30
35
40
50
50
150-200
-»
45
55
65
65
但山丁本模具原理如下图形式:
凹模的具体尺寸见凹模零件1*1。
4、凸、凹模的间隙
V形件彎曲时.凸、凹模的间隙址靠调整压力机的闭A高度来控制的。
但任模具设计中,必须考电到要使模具闭介时,狀具的工作部分与工件能紧密贴仟,以保证弯曲质虽。
U形件弯曲时必须合理确定凸、凹模之间的间隙,间隙过大则回弹大,工件的形状和尺寸
误统大•间隙过小会加大弯曲力,使工件母度减薄.增加摩擦,擦伤工件并降低模具的存命。
U形件凸、卩1模的单而间隙值一般可按下式计算:
%=t+4+Ct:
式中:
Z/2——凸、凹模的单而间隙:
t——板料用度的基木尺寸:
△一一板料厚度的正偏基:
C—一根据弯曲件的高度和宽度而决定的间隙系数,其值按表卜】6选取。
表-5间隙系数C值(单位u)
b/hQ
6/A>2
弯曲件卷处
扳料序嗖
1
<0.5
0.6・2
2.1-4
4.1-5
<0.5
0.6*2
2.1・4
4.2-7.6
7.6-12
10
O.Q5
0.05
0.04
—
0.10
0.10
0.08
——
——
20
0.05
0.05
O.g
0.08
0.10
0.10
0.08
0.06
0.06
35
0.07
0.05
0.04
0.03
0.15
0.10
0.08
0.06
0.06
50
0.10
0.07
0.05
0.04
0.20
0.15
0.10
0.06
0.06
70
0.10
0.07
0.05
0.05
0J0
0.15
0.10
0.10
O.OR
100
—
0.07
0.05
0.05
—
0.15
0.10
0.10
O.OR
150
——
0.10
0.07
0.05
—
0.20
0.15
0.10
0.10
200
—
0.10
0.07
0.07
—
0.20
0.15
0.15
0.10
注询为专出件寛度・
当工件特度耍求较高时•间隙值应适当减小,可以取Z/2=t.
茂有关资料板料厚度的负偏《为△=0.12mi
由公式可得:
Z/2=t+A+kt=6+0+006X6=636
5、U形弯曲处的凸、凹模工作部分尺寸及公差
凸、凹模工作部分尺寸主要足指弯曲件的凸、問模的横向尺寸。
当工件标注外形尺寸时,应以凹模为基准件,间隙取在凸模上:
当工件标注内形尺寸时.应以凸模为基准件,间隙取在凹棋上。
而凸、凹模的尺寸和公益丙根据工件尺寸、公羞、冋弹惜况以及模具的辭损规律而定.
1)弯曲件标注外形尺寸
凹模尺寸为Ld=(L--A)^
4
凸模尺寸为Lp=(Ld-Z)^(或凸模尺寸按M模实际尺寸配制.保甫敢而间隙Z/2)
2)弯曲件标注内形尺寸
凸模尺寸为Lp=(L+-A)?
Jy
为A=(Lp+Z):
、S(或M模尺、门加汁;内、也上J■P-iiijh]■bfz;:
'
式中:
L一一U形弯曲件基本尺寸,mni:
Lp、Ld一一凸、凹模工作部分尺寸,mm:
△——弯曲件公蔓,mm:
q,、习——凸、凹模制造公卑选用1T7-IT9级楮度,mm;
Z/2―凸、凹模单面间隙。
由弯曲件图可以看出弯曲件标注外形尺寸.且弯曲件未标注尺寸公塾.则按未按公IT14级來处理,查表得弯曲件公22A=043nmi・凹模制造公差戈,选用ITS级精度习=0033mm,凸模制造公蔓久・选用IT7
级持度%=0.018mm:
凹模尺寸为
凸模尺寸为
由于顶件板与凹模的配合为:
0l—05mm(单边),所以
顶件板尺寸为
6、模具零件材料的选取
模具材料的选取一般原则为:
嬰令足
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