《{数控模具设计}03第三章弯曲工艺与弯曲模设计冷冲压工艺及模具设计)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{数控模具设计}03第三章弯曲工艺与弯曲模设计冷冲压工艺及模具设计)（143页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、冷冲压工艺及模具设计,总 目 录,第一章冲压(裁)加工基本理论,第二章冲裁工艺及模具设计,第三章弯曲工艺及弯曲模设计,第四章拉 深,第五章其他成形工艺及模具设计,第六章多工位精密自动级进模设计,第七章冲压工艺规程的编制,第八章典型冲压模具零件制造与装配,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,弯曲是冲压基本工序。 本章在分析弯曲变形过程及弯曲件质量影响因素的基础上，介绍弯曲工艺计算、工艺方案制定和弯曲模设计。涉及弯曲变形过程分析、弯曲半径及最小弯曲半径影响因素、弯曲卸载后的回弹及影响因素、减少回弹的措施、坯料尺寸计算、工艺性分析与工艺方案确定、弯曲模典型结构、弯曲模工作零件设计等。,内容简介：,第三章
2、弯曲工艺与弯曲模设计,学习目的与要求：,1了解弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素； 2掌握弯曲工艺计算方法。 3掌握弯曲工艺性分析与工艺设计方法； 4 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； 5 掌握弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤。,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,重点：,难点：,1 弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素； 2 弯曲工艺计算方法； 3 弯曲工艺性分析与工艺方案制定； 4 弯曲模典型结构与结构设计； 5 弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤。,1弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素； 2影响回弹的因素与减少回弹的措施 ； 3弯曲工艺计算； 4弯曲模典型结构与弯曲模工作零件设计。
3、,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,复习第二章的内容,1.冲裁件质量及影响因素。,2.冲裁模间隙确定、刃口尺寸计算、排样设计、冲裁力计算等设计计算方法。,3.级进模和复合模的结构特点。,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,第三节 弯曲卸载后的回弹,第四节 弯曲件坯料尺寸的计算,第五节 弯曲力的计算,第六节 弯曲件的工艺性,第七节 弯曲件的工序安排,第八节 弯曲模典型结构,第九节 弯曲模结构设计,第一节 概述,第二节 弯曲变形分析,本章目录,第一节 概述,弯曲：,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,弯曲方法：,弯曲模：,本章与第2章相比： 准确工艺计算难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。,将板料、型材、管材或
4、棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。,弯曲所使用的模具。,弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。,生活中的弯曲件,用模具成形的弯曲件之一、之二,第二节 弯曲变形分析,V形弯曲是最基本的弯曲变形。,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,一、弯曲变形过程,1.弯曲变形时板材变形区受力情况分析,变形区主要在弯曲件的圆角部分，板料受力情况如图所示。,2.弯曲变形过程,自由弯曲,校正弯曲,弹性弯曲,塑性弯曲,弯曲效果：,表现为弯曲半径和弯曲中心角的变化（减小）。,第二节 弯曲变形分析,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,二、塑性弯曲
5、变形区的应力、应变,窄板（B/t3）：,弯曲后坐标网格变化。,宽板（B/t3）：,内区宽度增加，外区宽度减小，原矩形截面变成了扇形,横截面几乎不变，仍为矩形,内区 中性层 外区,第二节 弯曲变形分析,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,二、塑性弯曲变形区的应力、应变（续）,应力状态,宽板 （B/t3）,窄板 （B/t3）,长度方向1：内区受压，外区受拉,厚度方向2：内外均受压应力,宽度方向3：内外侧压力均为零,长度方向1：内区受压，外区受拉,厚度方向2：内外均受压应力,宽度方向3：内区受压，外区受拉,两向应力,三向应力,第二节 弯曲变形分析,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,二、塑性弯曲变形区的应力、应
6、变（续）,应变状态,宽板 （B/t3）,窄板 （B/t3）,长度方向1：内区压应变，外区拉应变,厚度方向2：内区拉应变，外区压应变,宽度方向3：内区拉应变，外区压应变,长度方向1：内区压应变，外区拉应变,厚度方向2：内区拉应变，外区压应变,宽度方向3：内外区近似为零,三向应变,两向应变,第二节 弯曲变形分析,相对弯曲半径（ r/t）：,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,三、变形程度及其表示方法,弯曲中心角为,表示板料弯曲变形程度的大小。,第二节 弯曲变形分析,1中性层的内移,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,四、板料弯曲的变形特点,变形区板料厚度变薄和长度增加,细而长的板料弯曲后的纵向翘曲与窄板弯曲后
7、的剖面畸变,管材、型材弯曲后的剖面畸变,第二节 弯曲变形分析,最小弯曲半径rmin： 在板料不发生破坏的条件下，所能弯成零件内表面的最小圆角半径。 常用最小相对弯曲半径rmin/t表示弯曲时的成形极限。其值越小越有利于弯曲成形。,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,五、最小弯曲半径,1.影响最小弯曲半径的因素,（）材料的力学性能,（）材料表面和侧面的质量,（）弯曲线的方向,（）弯曲中心角：大于90度 （5）材料的热处理状态：弯曲前进行退火处理,第二节 弯曲变形分析,最小弯曲半径rmin的数值,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,五、最小弯曲半径（续）,参见表3-1,3提高弯曲极限变形程度的方法,（1）经冷
8、变形硬化的材料，可热处理后再弯曲。,（2）清除冲裁毛刺，或将有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘。,（3）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，中间加一次退火。,（5）对较厚材料的弯曲，如结构允许，可采取开槽后弯曲。,思考与练习题2,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,作业布置：,弯曲成形典型零件,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,弯曲件的弯曲方法,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,模具压弯,折弯,滚弯,拉弯,形件弯曲模,1下模板 2、5圆柱销 3弯曲凹模 4弯曲凸模 6模柄 7顶杆 8、9螺钉 10定位板,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,V形弯曲板材受力情况,1-凸模 2-凹模,
9、第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,弯曲过程,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,弯曲前坐标网格的变化,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,弯曲后,弯曲前,弯曲变形区的横截面变化情况,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,窄板（B/t3） 宽板（B/t3）,坯料弯曲变形区内切向应为的分布,）弹性弯曲）弹塑性弯曲）纯塑性弯曲,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,弯曲后的翘曲,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,型材、管材弯曲后的剖面畸变,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,纤维方向对的影响,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,rmin/t,开槽后进行弯曲,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,生活中的弯曲零件,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,第三章 弯曲
10、工艺与弯曲模设计,用模具成形弯曲件一,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,用模具成形弯曲件二,复习上次课内容,1.板料弯曲的变形特点？最小弯曲半径,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,2.表示弯曲变形程度的参数是什么？表示弯曲时成形极限的参数是什么？,3.提高弯曲极限变形程度的方法？,第三节 弯曲卸载后的回弹,塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致，这种现象叫回弹。,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,一、回弹现象,弯曲回弹的表现形式：,曲率减小,弯曲中心角减小,第三节 弯曲卸载后的回弹,材料的力学性能,第三章 弯曲工艺与
11、弯曲模设计,二、影响回弹的因素,越大，回弹越大。,材料的力学性能对回弹值的影响 1、3退火软钢2-软锰黄铜4-经冷变形硬化的软钢,第三节 弯曲卸载后的回弹,相对弯曲半径,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,二、影响回弹的因素（续）,越大，回弹越大。,变形程度对弹性恢复值的影响,第三节 弯曲卸载后的回弹,弯曲中心角,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,二、影响回弹的因素（续）,越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹角,越大,第三节 弯曲卸载后的回弹,弯曲方式及弯曲模,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,二、影响回弹的因素（续）,（1）在无底凹模内作自由弯曲时（图3.3.4），回弹最大。,（2）在有底凹模
12、内作校正弯曲时（图3.1.3），回弹较小。,校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小。,校正弯曲时圆角部分的较小正回弹与直边部分负回弹的抵销 ，回弹可能出现正、零或是负三种情况。,（3）在弯曲U形件时，凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影响。间隙越大，回弹角也就越大，如图3.3.5所示。,第三节 弯曲卸载后的回弹,工件的形状,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,二、影响回弹的因素（续）,一般而言，弯曲件越复杂，一次弯曲成形角的数量越多，回弹量就越小。,第三节 弯曲卸载后的回弹,方法: 先根据经验数值和简单的计算来初步确定模具工作部分尺寸，然后在试模时进行修正。,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,三、回弹
13、值的确定,第三节 弯曲卸载后的回弹,小变形程度（ 10）自由弯曲时的回弹值,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,三、回弹值的确定（续）,凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式进行计算：,第三节 弯曲卸载后的回弹,2大变形程度（ 5）自由弯曲时的回弹值,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,三、回弹值的确定（续）,卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的，可以不予考虑，而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。 弯曲中心角为90时部分材料的平均回弹角见表3-3。 当弯曲件弯曲中心角不为90时，其回弹角可用下式计算：,第三节 弯曲卸载后的回弹,校正弯曲时的回弹值,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,三、回弹值的确定（续）,校正弯曲的回弹
14、可用试验所得的公式（见表3.3.2）计算，符号如右图所示。,V形件校正弯曲的回弹,第三节 弯曲卸载后的回弹,1.改进弯曲件的设计,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,四、减少回弹的措施,（1）尽量避免选用过大的r/t 。如有可能，在弯曲区压制加强筋，以提高零件的刚度，抑制回弹。,（2）尽量选用,小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。,第三节 弯曲卸载后的回弹,2.采取适当的弯曲工艺,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,四、减少回弹的措施（续）,（1）采用校正弯曲代替自由弯曲。 （2）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点s降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。 （3）采用拉弯工艺。,工件在拉弯中沿
15、截面高度的应变分布,第三节 弯曲卸载后的回弹,3.合理设计弯曲模,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,四、减少回弹的措施（续）,（1）对于较硬材料，可根据回弹值对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。 （2）对于软材料，其回弹角小于5时，可在模具上作出补偿角并取较小的凸、凹模间隙（图3.3.11）。 （3）对于厚度在0.8mm以上的软材料， r/t又不大时，可采取如图3.3.12所示结构。,第三节 弯曲卸载后的回弹,3.合理设计弯曲模(续）,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,四、减少回弹的措施（续）,（4）对于U形件弯曲 当r/t较小时,可采取增加背压的方法 (如图3.3.12b)；,当r/t较大时，可采取
16、将凸模端面和顶板表面作成一定曲率的弧形（如图3.3.13）； 另一种克服回弹的有效方法：采用摆动式凹模，而凸模侧壁应有补偿回弹角,（图3.3.13b）；当材料厚度负偏差较大时，可设计成凸、凹模间隙可调的弯曲模（图3.3.13c）。,第三节 弯曲卸载后的回弹,3.合理设计弯曲模(续）,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,四、减少回弹的措施（续）,（5）在弯曲件直边端部纵向加压（图3.3.14）。 （6）用橡胶或聚氨酯代替刚性金属凹模能减小回弹。（图3.3.15）。,第四节 弯曲件坯料尺寸的计算,据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,一、弯曲中性层位置的确定,中性层位置以曲率半径,中性层位移系数，见表3.4.1。,式中：,表示（右图），通常用下面经验公式确定：,第四节 弯曲件坯料尺寸的
