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1、教学提示 弯曲是使材料产生塑性变形 形成有一定角度或一定曲率形状零件的冲压工序 弯曲的材料可以是板料 型材 也可以是棒料 管材 弯曲工序除了使用模具在普通压力机上进行外 还可使用其他专门的弯曲设备进行 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 学习目的与要求 了解弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素 掌握弯曲工艺计算方法 掌握弯曲工艺性分析与工艺设计方法 认识弯曲模典型结构及特点 掌握弯曲模工作零件设计方法 掌握弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 重点 难点 弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素 影响回弹的因素与减少回弹的措施 弯曲工艺计算 弯曲模典型结构与弯曲模工作零件设计 弯曲变形
2、规律及弯曲件质量影响因素 弯曲工艺计算方法 弯曲工艺性分析与工艺方案制定 弯曲模典型结构与结构设计 弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 1弯曲变形分析 以最基本的弯曲模 即V形压弯模中板料受力变形的基本情况为例 来分析弯曲变形过程 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 1弯曲变形分析 3 1 2弯曲变形规律 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 1弯曲变形分析 3 1 2弯曲变形规律 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 弯曲工艺设计主要包括弯曲件工艺性分析和弯曲工序安排两方面的内容 3 2 1弯曲件工艺性分析弯曲件的工艺性 是
3、指弯曲件结构形状 尺寸 材料性能对弯曲工艺的适应性 1 弯曲件结构工艺性 1 弯曲半径 2 直边高度 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 1弯曲件工艺性分析 续 1 弯曲件结构工艺性 3 孔边距离 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 1弯曲件工艺性分析 续 1 弯曲件结构工艺性 4 部分边缘弯曲 a 冲工艺孔 b 切工艺槽 c 将弯曲线偏移一段距离 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 1弯曲件工艺性分析 续 1 弯曲件结构工艺性 5 弯曲线与板材轧制方向 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 1弯曲件工艺性分
4、析 续 1 弯曲件结构工艺性 6 对称弯曲件 左右弯曲半径应一致 以保证弯曲过程中受力平衡 防止滑动 7 工艺孔有利于弯曲件毛坯的精确定位 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 1弯曲件工艺性分析 续 2 弯曲件的精度3 2 2弯曲工序安排各类弯曲件弯曲工序安排方法及原则是 形状简单的弯曲件形状简单的弯曲件 如V形 U形 L形和形一般可以一次弯曲成形 2 形状复杂的弯曲件对于复杂形状的弯曲件 一般采用二次或多次压弯成形 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 2弯曲工序安排 续 2 形状复杂的弯曲件 1 第1次弯曲 2 第2次弯曲 3 第3次弯曲 第3章弯
5、曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 2弯曲工序安排3 单面不对称弯曲件非对称的制件应成对弯曲 弯曲后再剖切为单件 4 生产批量大 尺寸小的复杂弯曲件 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 2弯曲工序安排 例3 1 摩托车侧盖前支承零件的冲压工艺性分析 并确定其冲压工艺方案 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 2弯曲工序安排 例3 1 摩托车侧盖前支承零件的冲压工艺性分析 并确定其冲压工艺方案 1 冲压件工艺性分析2 侧盖前支承的工艺方案 1 弯曲变形的方法及比较 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 2弯曲工序安排 续
6、 例3 1 摩托车侧盖前支承零件的冲压工艺性分析 并确定其冲压工艺方案 2 侧盖前支承的工艺方案 2 工序组合方案及比较 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 2弯曲工序安排 续 例3 1 摩托车侧盖前支承零件的冲压工艺性分析 并确定其冲压工艺方案 2 侧盖前支承的工艺方案 3 确定各工序模具种类及形式 a b a 落料冲孔模具结构形式 b 一次弯形模具结构形式 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 2弯曲工艺设计 3 2 2弯曲工序安排 续 例3 1 摩托车侧盖前支承零件的冲压工艺性分析 并确定其冲压工艺方案 2 侧盖前支承的工艺方案 3 确定各工序模具种类及形式 c 二次弯
7、形模具结构形式 d 冲凸包模具结构形式 c d 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 在工艺分析基础上 对毛坯尺寸 弯曲力 回弹进行计算 从而选取合理的设备 确定正确的刃口尺寸 3 3 1确定最小相对弯曲半径1 最小相对弯曲半径 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 1确定最小相对弯曲半径 续 2 影响的因素 1 材料的力学性能 2 弯曲带中心角 3 板料的热处理状态 4 板料的边缘及表面状况 5 板料的弯曲方向 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 1确定最小相对弯曲半径 续 3 最小相对弯曲半径经验数值的确定影响板料最小相对弯曲半径的因素
8、较多 难以准确地建立最小相对弯曲半径与其影响因素的关系 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 2弯曲件的展开长度弯曲件坯料展开长度的计算又分有圆角半径弯曲和无圆角半径弯曲 1 弯曲半径的弯曲件 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 2弯曲件的展开长度 续 1 弯曲半径的弯曲件 式中 弯曲件展开后的长度 mm 弯曲件的直线部分 mm 弯曲部分的角度 弯曲部分的半径 mm 板料厚度 mm 中性层系数 见表 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 2弯曲件的展开长度 续 当零件的弯曲角为90 时 如图 b 所示 2 弯曲半径的弯曲件 3 铰链
9、式弯曲件坯料展开长度可按下式近似计算 式中 推弯时应变中性层外移系数 见表 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 2弯曲件的展开长度 续 例3 2 弯曲件毛坯尺寸计算1 如图所示零件 尺寸如图 试计算下料毛坯长度 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 2弯曲件的展开长度 续 例3 2 弯曲件毛坯尺寸计算2 如图所示零件 材料厚度3mm 其余尺寸见图 求下料毛坯长度 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 2弯曲件的展开长度 续 例3 2 弯曲件毛坯尺寸计算3 如图所示折叠件 尺寸如图 试计算下料毛坯长度 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3
10、 3弯曲工艺计算 3 3 2弯曲件的展开长度 续 例3 2 弯曲件毛坯尺寸计算4 如图所示 a型铰链 弯曲材料厚度2mm 内弯曲半径10mm 直线部分长度40mm 求该零件展开长度 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 3弯曲力计算弯曲力是指弯曲工件完成预定形状时需要压力机所施加的压力 是设计冲压工艺和选择设备的依据之一 1 自由弯曲力计算V形自由弯曲力为 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 3弯曲力计算 续 1 自由弯曲力计算U形自由弯曲力为 式中 F1 自由弯曲力 冲压行程结束 尚未进行校正弯曲时的压力 N b 弯曲件宽度 mm t 弯曲件材料厚度
11、 mm r 弯曲件的弯曲内半径 mm 材料抗拉强度 MPa K 安全因数 一般取K 1 3 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 3弯曲力计算 续 2 校正弯曲力计算校正弯曲力远远大于自由弯曲力 其近似计算如下 式中 F2 校正力 N q 单位校正力 MPa 见表 A 工件被校正部分在垂直于凸模运动方向上的投影面积 mm2 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 3弯曲力计算 续 3 顶件力和压料力对于有顶料装置和压料装置的弯曲模而言 其顶件力或压料力Q可近似取4 弯曲时压力机的压力确定弯曲时压力机的压力可用下式计算式中 F 压力机的公称压力 N 第3章弯
12、曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 3弯曲力计算 续 例3 3 弯曲力计算如图所示为托架零件示意图 材料08F钢 厚度1 5mm 年生产量5万件 采用一次成形方案 如图所示 计算压力及初选冲床 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 4弯曲件的回弹在板料弯曲变形结束 制件不受外力作用时 由于弹性恢复 使得弯曲件的角度 弯曲半径与凸模的形状尺寸不一致 这种现象称为回弹 1 圆角回弹 2 直边回弹 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 4弯曲件的回弹 续 1 影响回弹量的因素材料的力学性能相对弯曲半径弯曲工件的形状模具间隙弯曲力 第3章弯曲工艺与
13、弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 4弯曲件的回弹 续 大变形自由弯曲时 由于弯曲半径的变化不大 可忽略不计 只考虑角度的回弹 小变形自由弯曲时 由于弯曲半径较大 回弹量较大 故弯曲圆角半径及弯曲角均有较大变化 校正弯曲时的回弹角比自由弯曲时的回弹角要小 可用实验所得公式计算见表 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 3弯曲工艺计算 3 3 4弯曲件的回弹 续 例3 4 弯曲件回弹计算有一弯曲件 弯曲角 弯曲内侧半径mm 板料厚度mm 材料为08 试确定凸模的圆角半径和角度 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 1弯曲模设计的基本原则3 4 2V形件弯曲模V形件即为单角
14、弯曲件 这类形状的弯曲件可用两种方法弯曲 一种是沿着工件弯曲角的角平分线方向弯曲 称为V形弯曲 另一种是垂直于工件一条边的方向弯曲 称为L形弯曲 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 2V形件弯曲模 续 1 无压料装置的V形件弯曲模 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 2V形件弯曲模 续 2 有压料装置的V形件弯曲模 1 模柄 2 圆柱销 3 凸模 4 挡料销 5 定位销 6 弹簧 7 下模座 8 凹模 9 顶杆 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 2V形件弯曲模 续 3 L形弯曲模 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲
15、模结构设计 3 4 2V形件弯曲模 续 4 折板式弯曲模 1 凸模 2 支架 3 定位板 4 活动凹模 5 铰链 6 靠板模柄 7 弹性顶杆 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 3U形件弯曲模U形弯曲模在一次弯曲过程中可以形成两个弯曲角 1 一般U形件弯曲模 如图所示 1 凸模 2 定位板 3 凹模 4 顶料板 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 3U形件弯曲模 续 2 夹角小于90 的U形件弯曲模 1 凸模 2 定位板 3 弹簧 4 回转凹模 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 3U形件弯曲模 续 3 斜楔结构的U形件弯
16、曲模 1 凸模 2 斜楔 3 活动凹模 4 弹簧 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 4Z形件弯曲模 1 Z形件弯曲模 1 1 顶板 2 定位销 3 反侧压块 4 凸模 5 上模座 6 压块 7 橡皮 8 凸模托板 9 活动凸模 10 凹模 11 下模座 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 4Z形件 续 弯曲模 2 Z形件弯曲模 2 1 橡胶 2 支承板 3 固定板 4 9 凸模 5 顶板 6 定位板 7 凹模 8 防侧板 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 5形件弯曲模形件为四角形件 这种弯曲件的成形方法有两种 一种为两次弯曲成形 另一种为一次弯曲成形 1 形件两次弯曲模 1 a 弯曲外部两角 b 压弯中间两角 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 5形件弯曲模 续 2 形件两次弯曲模 2 a 弯曲外部两角 同时中间两角预弯45 b 压弯中间两角 第3章弯曲工艺与弯曲模具设计 3 4弯曲模结构设计 3 4 5形件弯曲模 续 3 形件一次弯曲模 1 凸凹模 2 凹模 3 凸模 4 顶杆 5 顶
