第五章冲压工艺及模具设计课件.ppt
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第五章冲压工艺及模具设计课件.ppt
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第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具v概述弯曲:
将板料、型材、管材或棒料等弯成一定的角将板料、型材、管材或棒料等弯成一定的角度和曲率,形成一定形状零件的冲压方法。
度和曲率,形成一定形状零件的冲压方法。
弯曲件的弯曲方式:
弯曲件的弯曲方式:
模具弯曲模具弯曲、折弯、滚弯、拉、折弯、滚弯、拉弯。
弯。
冲压工艺及模具设计常见的弯曲零件之一常见的弯曲零件之一冲压工艺及模具设计常见的弯曲零件之二常见的弯曲零件之二冲压工艺及模具设计第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具弯曲件的弯曲方法弯曲件的弯曲方法冲压工艺及模具设计5.1弯曲变形过程分析弯曲变形过程分析一、弯曲变形过程一、弯曲变形过程1、过程:
如图如图所示,随着凸模的下降,弯曲内侧半径逐渐减少,所示,随着凸模的下降,弯曲内侧半径逐渐减少,弯曲力臂也逐渐减少,直到凸模、坯料与凹模三者完全压合,坯料的内弯曲力臂也逐渐减少,直到凸模、坯料与凹模三者完全压合,坯料的内侧弯曲半径及弯曲力臂达到侧弯曲半径及弯曲力臂达到最小时,弯曲过程结束。
最小时,弯曲过程结束。
2、自由弯曲和校正弯曲的区别校正弯曲是在自由弯校正弯曲是在自由弯曲的基础上继续施加压力曲的基础上继续施加压力,进一步弯曲。
,进一步弯曲。
弯曲的过程弯曲的过程第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计采用网格法(如图5-4)进行分析的弯曲变形特点:
二、弯曲变形特点二、弯曲变形特点坯料弯曲前后的网格变化坯料弯曲前后的网格变化第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计1、弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域、弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域弯曲角与弯曲带中心角的关系:
互补(如图)2、弯曲变形区内的中性层、弯曲变形区内的中性层既不伸长,也不缩短的金属层3、变形区材料厚度变薄的现象变形区材料厚度变薄的现象内层增厚,外层变薄。
总厚度是变薄的。
弯弯曲曲角角与与弯弯曲曲带带中中心心角角第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计4变形区横断面的变形(如变形区横断面的变形(如图图)宽板基本不变,窄板变为扇形。
坯料弯曲后的断面变化坯料弯曲后的断面变化第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计三、弯曲变形时的应力应变状态三、弯曲变形时的应力应变状态弯曲变形时的应力应变状态:
如表5-1所示第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具名称窄板弯曲(b3t)图形内侧应力应变状态外侧应力应变状态冲压工艺及模具设计5.15.1弯曲件质量分析弯曲件质量分析一、最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径rmin/t1、最小相对弯曲半径概念1)最小弯曲半径:
最小弯曲半径:
在保证弯曲变形区材料外表面不发生破坏的条件下,弯曲件内表面所能形成的最小圆角半径。
2)常用常用最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径rmin/t表示弯曲时的成形极限表示弯曲时的成形极限。
其值越小越有利于弯曲成形。
其值越小越有利于弯曲成形。
第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计2、影响最小相对弯曲半径的因素
(1)材料的厚度
(2)板料的宽度(3)材料的塑性和热处理状态(4)坯料的边缘及表面状态(5)弯曲方向:
垂直比平行好材料纤维方向对rmin/t的影响(6)弯曲角第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计3、最小弯曲半径的数值的确定v表524、提高弯曲极限变形程度的方法
(1)经冷变形硬化的材料,采用热处理方法恢复其塑性。
)经冷变形硬化的材料,采用热处理方法恢复其塑性。
(2)清除冲裁毛刺。
)清除冲裁毛刺。
(3)对于低塑性的材料或厚料,可采用加热弯曲。
)对于低塑性的材料或厚料,可采用加热弯曲。
(4)采取两次弯曲的工艺方法。
)采取两次弯曲的工艺方法。
(5)对于较厚材料的弯曲,如结构允许,可以采取先在弯曲内侧开槽)对于较厚材料的弯曲,如结构允许,可以采取先在弯曲内侧开槽后再进行弯曲的工艺。
后再进行弯曲的工艺。
第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计二、弯裂二、弯裂1.弯裂的产生当外缘材料的伸长率达到并超过材料的延伸率厚,就会导致弯裂。
当外缘材料的伸长率达到并超过材料的延伸率厚,就会导致弯裂。
2.防止弯裂的措施有退火、加热弯曲、消除冲裁毛刺、两次弯曲有退火、加热弯曲、消除冲裁毛刺、两次弯曲(先加大弯曲半径,先加大弯曲半径,退火后再按工件要求的小半径弯曲退火后再按工件要求的小半径弯曲)、校正弯曲以及对较厚材料的开槽、校正弯曲以及对较厚材料的开槽弯曲(弯曲(如图如图5-85-8)等。
)等。
第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计图5-8开槽后进行弯曲第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计三、弯曲时的回弹三、弯曲时的回弹回弹概念回弹概念:
在材料弯曲变形结束,零件不受外力作用时,由于在材料弯曲变形结束,零件不受外力作用时,由于弹性恢复,使弯曲件的角度,弯曲半径与模具的尺寸形状不一致,这弹性恢复,使弯曲件的角度,弯曲半径与模具的尺寸形状不一致,这种现象称为回弹。
种现象称为回弹。
1、回弹的表现形式1)弯曲半径增大)弯曲半径增大2)弯曲件角度增大)弯曲件角度增大弯曲时回弹第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计2、影响回弹的因素1)材料的力学性能:
屈服极限越大,弹性模量越小,回弹越大。
力学性能对回弹值的影响第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计2)相对弯曲半径:
相对弯曲半径越小,回弹值越小。
相对弯曲半径对回弹的影响第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计3)弯曲件角度:
越小,回弹角度也越大。
4)弯曲方式:
校正弯曲与自由弯曲比较,有较小的回弹。
5)模具间隙:
间隙大,回弹就大;6)零件形状:
零件形状复杂,回弹就越小。
7)非变形区的影响:
校正弯曲时的回弹第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计3、回弹值的大小
(1)大变形程度(r/t=10)自由弯曲时的回弹:
公式法第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计4、控制回弹的措施
(1)改进零件的设计:
)改进零件的设计:
设置加强筋改选材料控制最小弯曲半径(r/t=12)第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计
(2)从工艺上采取措施)从工艺上采取措施:
采用校正弯曲进行退火处理拉弯拉弯时断面内切向应变的分布第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计(3)从模具结构上采取措施:
)从模具结构上采取措施:
按回弹值修正凸模的角度和半径;补偿回弹方法第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计板厚大于0.8mm改变凸模形状减小回弹第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计U形件使工作底边成弧形抵消回弹第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计一般材料,减小间隙,增加压料力第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计端部加压减小回弹第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计采用橡皮弯曲第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计四四弯曲时的偏移弯曲时的偏移1、偏移现象的产生当坯料各边所受的摩擦阻力不等时,有可能使坯料在弯曲过程中当坯料各边所受的摩擦阻力不等时,有可能使坯料在弯曲过程中沿零件的长度方向产生移动,使零件两直边的高度不符合图样的要求,沿零件的长度方向产生移动,使零件两直边的高度不符合图样的要求,这种现象称为这种现象称为偏移偏移。
第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计弯曲时的偏移现象第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计2、克服偏移的措施1)采用压料装置:
2)利用坯料上的孔和先冲出工艺孔克服偏移的措施
(一)第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计3)将不对称的弯曲件组合成对称弯曲件弯曲:
图5-234)模具制造准确,保证间隙均匀。
克服偏移的措施
(二)第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计5.3弯曲件工艺分析及工序安排弯曲件工艺分析及工序安排一一弯曲件的工艺分析弯曲件的工艺分析1、最小弯曲半径和弯曲件的弯边高度1)弯曲半径:
不小于最小弯曲半径。
2)弯边高度:
弯曲件的弯边高度第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计2、预冲工艺孔或切槽:
改变弯曲线的位置及预冲工艺槽孔第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计3、弯曲件孔边距离:
弯曲件孔边距离防止弯曲时孔变形的措施第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计4、弯曲件的几何形状:
形状应尽量对称。
增添连接带的弯曲件第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计5、弯曲件的尺寸标注:
标注方式不同,加工方式和精度不同。
图529尺寸标注对弯曲工艺的影响第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计6、定位工艺孔的设置:
图530定位工艺孔的设置应用:
防止偏移,用于形状复杂和多次弯曲第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计1、弯曲件的工序安排原则、弯曲件的工序安排原则1)对于形状简单的弯曲件,可以采用一次弯曲成形;2)对于批量大而尺寸较小的弯曲件,应尽可能采用连续模和复合模;3)需多次弯曲时,弯曲次序一般是先弯两端先弯两端,后弯后弯中间部分中间部分;4)对称弯曲原则:
当弯曲件形状不对称时,应尽量采用成对弯曲;二、二、弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计2、典型弯曲件的工序安排、典型弯曲件的工序安排图531一道工序弯曲成形第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计图532两道工序弯曲成形第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计图533三道工序弯曲成形第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计图534四道工序弯曲成形第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计3、连续模弯曲工序的设计连续模弯曲工序的设计先落料后弯曲工序安排第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计5.4弯曲件毛坯展开尺寸一、中性层和中性层位置的确定一、中性层和中性层位置的确定1、弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度;2、坯料在塑性弯曲时,中性层发生了内移,相对弯曲半径越小,中性层内移量越大。
3、中性层的计算公式:
中性层位置第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计二、各类弯曲件展开尺寸的计算二、各类弯曲件展开尺寸的计算1、有圆角半径的弯曲:
r0.5t,按中性层展开的原理进行计算,见公式5-42、圆角半径很小的弯曲(r4mm,rd=2t3、凹模深度凹模深度:
其值必须取合适的值。
V形件表56;U形件表57,58;第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计4、凸、凹模间隙、凸、凹模间隙:
V形件设计时不予考虑,U形件应当取合适的值。
5、U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差
(1)当零件标注外形尺寸时
(2)当零件标注内形尺寸时第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺及弯曲模具冲压工艺及模具设计5.6弯曲力的计算1、自由弯曲的弯曲力1)V形件弯曲力:
2)U形件弯曲力:
2、校正弯曲时的弯曲力:
F校AP第五章第五章弯曲工艺及弯曲模具弯曲工艺
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