沖壓工藝學(xué)4-彎曲課件

1、第4章 彎曲第三節(jié) 彎曲卸載后的回彈第四節(jié) 彎曲件坯料尺寸的計(jì)算第五節(jié) 彎曲力的計(jì)算第六節(jié) 彎曲件的工藝性第七節(jié) 彎曲件的工序安排第八節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)第九節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述第二節(jié) 彎曲變形分析本章目錄第一節(jié) 概述彎曲：第四章 彎曲 將板料、型材、管材或棒料等按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角度和一定的曲率，形成所需形狀零件的沖壓工序。生活中的彎曲件第一節(jié) 概述第四章 彎曲彎曲方法：彎曲方法可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以及在專用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎、滾彎、拉彎等。 模具壓彎折彎滾彎拉彎第一節(jié) 概述第四章 彎曲彎曲模：彎曲與沖裁相比： 準(zhǔn)確工藝計(jì)算難，模具動(dòng)作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律性不強(qiáng)。 彎

2、曲所使用的模具。 用模具成形的彎曲件第二節(jié) 彎曲變形分析V形彎曲是最基本的彎曲變形。第四章 彎曲一、彎曲變形過程1.彎曲變形時(shí)板材變形區(qū)受力情況分析變形區(qū)主要在彎曲件的圓角部分，板料受力情況如圖所示。1-凸模 2-凹模 第二節(jié) 彎曲變形分析第四章 彎曲一、彎曲變形過程2.彎曲變形過程自由彎曲校正彎曲彈性彎曲塑性彎曲彎曲效果：表現(xiàn)為彎曲半徑和彎曲中心角的變化（減?。?。 坯料彎曲變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)力的分布 ）彈性彎曲）彈塑性彎曲）純塑性彎曲第四章 彎曲第二節(jié) 彎曲變形分析第四章 彎曲二、塑性彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變彎曲后坐標(biāo)網(wǎng)格變化。內(nèi)區(qū):變形區(qū)內(nèi)靠近曲率中心的一側(cè)。外區(qū)：變形區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)離曲率中心的一側(cè)。中

3、性層：是指數(shù)值不變的中間區(qū)域，分應(yīng)力中性層和應(yīng)變中性層，二者不一定相等，一般情況下彎曲后 彎曲前第二節(jié) 彎曲變形分析第四章 彎曲二、塑性彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變窄板（B/t3）：寬板（B/t3）：內(nèi)區(qū)寬度增加，外區(qū)寬度減小，原矩形截面變成了扇形 橫截面幾乎不變，仍為矩形，僅在兩端出現(xiàn)翹曲彎曲后毛坯端面的變化。窄板（B/t3） 寬板（B/t3） 第二節(jié) 彎曲變形分析第四章 彎曲二、塑性彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變（續(xù)）應(yīng)力狀態(tài) 寬板（B/t3） 窄板（B/t3）長(zhǎng)度方向1：內(nèi)區(qū)受壓，外區(qū)受拉厚度方向2：內(nèi)外均受壓應(yīng)力 寬度方向3：內(nèi)外側(cè)壓力均為零長(zhǎng)度方向1：內(nèi)區(qū)受壓，外區(qū)受拉厚度方向2：內(nèi)外均受壓應(yīng)力

4、寬度方向3：內(nèi)區(qū)受壓，外區(qū)受拉兩向應(yīng)力三向應(yīng)力第二節(jié) 彎曲變形分析第四章 彎曲二、塑性彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變（續(xù)）應(yīng)變狀態(tài) 寬板（B/t3） 窄板（B/t3）長(zhǎng)度方向1：內(nèi)區(qū)壓應(yīng)變，外區(qū)拉應(yīng)變厚度方向2：內(nèi)區(qū)拉應(yīng)變，外區(qū)壓應(yīng)變 寬度方向3：內(nèi)區(qū)拉應(yīng)變，外區(qū)壓應(yīng)變長(zhǎng)度方向1：內(nèi)區(qū)壓應(yīng)變，外區(qū)拉應(yīng)變厚度方向2：內(nèi)區(qū)拉應(yīng)變，外區(qū)壓應(yīng)變 寬度方向3：內(nèi)外區(qū)近似為零三向應(yīng)變兩向應(yīng)變第二節(jié) 彎曲變形分析1中性層的內(nèi)移第四章 彎曲三、板料彎曲的變形特點(diǎn)變形區(qū)板料厚度變薄和長(zhǎng)度增加第二節(jié) 彎曲變形分析第四章 彎曲三、板料彎曲的變形特點(diǎn)細(xì)而長(zhǎng)的板料彎曲后的縱向翹曲與窄板彎曲后的剖面畸變管材、型材彎曲后的剖面畸變

5、4變形區(qū)主要在圓角部分。型材、管材彎曲后的剖面畸變彎曲后的翹曲第二節(jié) 彎曲變形分析相對(duì)彎曲半徑（ r/t）：彎曲系數(shù)K=r/t第四章 彎曲四、變形程度及其表示方法彎曲中心角為 表示板料彎曲變形程度的大小。 彎曲最外側(cè)的拉伸應(yīng)變 第三節(jié) 最小彎曲半徑最小彎曲半徑rmin： 在板料不發(fā)生破壞的條件下，所能彎成零件內(nèi)表面的最小圓角半徑。 常用最小相對(duì)彎曲半徑rmin/t表示彎曲時(shí)的成形極限。其值越小越有利于彎曲成形。 第四章 彎曲第四章 彎曲最小彎曲半徑的近似計(jì)算：斷面收縮率可表示為：第三節(jié) 最小彎曲半徑彎曲最外側(cè)的拉伸應(yīng)變 第四章 彎曲1.影響最小彎曲半徑的因素（）材料的力學(xué)性能:塑性越好，最小彎

6、曲半徑越小。（）材料表面和側(cè)面的質(zhì)量：表面質(zhì)量越好，越容易彎曲。第三節(jié) 最小彎曲半徑第四章 彎曲1.影響最小彎曲半徑的因素（）彎曲線的方向：彎曲件的彎曲線盡可能的和板料的纖維方向垂直（）彎曲中心角：理論上彎曲件的變形程度和彎曲中心角無關(guān)，實(shí)際彎曲過程 靠近圓角的直邊也參與了變形，所以彎曲角小，彎曲系數(shù)Kmin可以取得小些。第三節(jié) 最小彎曲半徑第四章 彎曲2提高彎曲極限變形程度的方法 （1）經(jīng)冷變形硬化的材料，可熱處理后再?gòu)澢?（2）清除沖裁毛刺，或?qū)⒂忻痰囊幻嫣幱趶澢軌旱膬?nèi)緣。 （3）對(duì)于低塑性的材料或厚料，可采用加熱彎曲。 （4）采取兩次彎曲的工藝方法，中間加一次退火。 （5）對(duì)較厚材

7、料的彎曲，如結(jié)構(gòu)允許，可采取開槽后彎曲。第三節(jié) 最小彎曲半徑第四節(jié) 彎曲卸載后的回彈 塑性彎曲時(shí)伴隨有彈性變形，當(dāng)外載荷去除后，塑性變形保留下來，而彈性變形會(huì)完全消失，使彎曲件的形狀和尺寸發(fā)生變化而與模具尺寸不一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。第四章 彎曲一、回彈現(xiàn)象彎曲回彈的表現(xiàn)形式： 曲率半徑增大彎曲中心角減小 一、回彈現(xiàn)象原因：彎曲件的回彈是由其內(nèi)部產(chǎn)生的彈性恢復(fù)力矩形成的。彎曲時(shí)變形區(qū)斷面上作用的切應(yīng)力抵抗彎曲時(shí)變形區(qū)斷面上切應(yīng)力的彈性變形應(yīng)力卸載回彈后，彈性變形應(yīng)力和新的塑性應(yīng)力形成新的平衡回彈現(xiàn)象產(chǎn)生的原因第四節(jié) 彎曲卸載后的回彈方法: 先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值和簡(jiǎn)單的計(jì)算來初步確定模具工作部分尺寸，

8、然后在試模時(shí)進(jìn)行修正。 回彈值的大小依彎曲變形程度及自由彎曲或校正彎曲而不同。 第四章 彎曲二、回彈值的確定第四節(jié) 彎曲卸載后的回彈大半徑自由彎曲（ ）時(shí)的回彈值 第四章 彎曲二、回彈值的確定（續(xù)） 凸模工作部分的圓角半徑可按下式進(jìn)行計(jì)算：卸載前彎曲半徑,即凸模圓角半徑卸載后彎曲半徑K10時(shí)，彎曲半徑較大，彎曲變形程度較小，彈性變形的影響較大，回彈明顯。第四節(jié) 彎曲卸載后的回彈第四章 彎曲二、回彈值的確定（續(xù)） 凸模工作部分的角度可按下式進(jìn)行計(jì)算：卸載前彎曲角卸載后彎曲角大半徑自由彎曲（ ）時(shí)的回彈值 回彈角：第四節(jié) 彎曲卸載后的回彈 2小半徑自由彎曲（ ）時(shí)的回彈值 第四章 彎曲二、回彈值的

9、確定（續(xù)） 卸載后彎曲件圓角半徑的變化是很小的，可以不予考慮，而僅考慮彎曲中心角的回彈變化。第四節(jié) 彎曲卸載后的回彈第四章 彎曲彎曲中心角為90時(shí)部分材料的平均回彈角見表4-2。當(dāng)彎曲件彎曲中心角不為90時(shí)，其回彈角可用下式計(jì)算：第四節(jié) 彎曲卸載后的回彈 校正彎曲時(shí)的回彈值第四章 彎曲二、回彈值的確定（續(xù)） 校正彎曲時(shí)，板料變形區(qū)的大部受壓應(yīng)力，回彈量比自由彎曲時(shí)小。V形件校正彎曲的回彈 V型件校正彎曲時(shí)，當(dāng)K0.5t的彎曲件 按中性層展開的原理，坯料總長(zhǎng)度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長(zhǎng)度之和，即 第四節(jié) 彎曲件坯料尺寸的計(jì)算第四章 彎曲二、彎曲件坯料尺寸的計(jì)算（續(xù)）2.圓角半徑r0.5t的

10、彎曲件 按變形前后體積不變條件確定坯料長(zhǎng)度。通常采用表4-6所列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。圓角半徑rr+2t第四章 彎曲三、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）斜線不應(yīng)到達(dá)變形區(qū)第八節(jié) 彎曲件的工藝性4防止彎曲根部裂紋的工件結(jié)構(gòu) 在局部彎曲某一段邊緣時(shí)，為避免彎曲根部撕裂，應(yīng)減小不彎曲部分的長(zhǎng)度B，使其退出彎曲線之外，即br（如上頁(yè)圖a），或在彎曲部分與不彎曲部分之間切槽，或在彎曲前沖出工藝孔。 第四章 彎曲三、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）第八節(jié) 彎曲件的工藝性5彎曲件孔邊距離第四章 彎曲三、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）當(dāng)t2mm時(shí)，當(dāng)t2mm時(shí)， 第八節(jié) 彎曲件的工藝性第四章 彎曲三、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）6增添連接帶和定位工藝孔增添連接帶和定

11、位工藝孔的彎曲件 第八節(jié) 彎曲件的工藝性7尺寸標(biāo)注 尺寸標(biāo)注對(duì)彎曲件的工藝性有很大的影響。第四章 彎曲三、彎曲件的結(jié)構(gòu)（續(xù)）第九節(jié) 彎曲件的工序安排和模具結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單的彎曲件：采用一次彎曲成形； 形狀復(fù)雜的彎曲件：采用二次或多次彎曲成形。批量大而尺寸較小的彎曲件： 盡可能采用級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模。需多次彎曲時(shí)： 先彎兩端，后彎中間部分，前次彎曲應(yīng)考慮后次彎曲有可靠的定位，后次彎曲不能影響前次已成形的形狀。彎曲件形狀不對(duì)稱時(shí)： 盡量成對(duì)彎曲，然后再剖切（圖3.7.1） 第四章 彎曲一、彎曲件的工序安排原則第四章 彎曲二、典型彎曲件的工序安排一次彎曲零件二次彎曲零件第一次彎曲第二次彎曲第九節(jié) 彎曲件的工

12、序安排和模具結(jié)構(gòu)第四章 彎曲二、典型彎曲件的工序安排（續(xù)）三次彎曲零件第一次彎曲第二次彎曲第三次彎曲第九節(jié) 彎曲件的工序安排和模具結(jié)構(gòu)第四章 彎曲二、典型彎曲件的工序安排（續(xù)）四次彎曲第一次彎曲第二次彎曲第三次彎曲第四次彎曲第九節(jié) 彎曲件的工序安排和模具結(jié)構(gòu)第四章 彎曲成對(duì)彎曲成形單面不對(duì)稱零件二、典型彎曲件的工序安排（續(xù)）防止彎曲時(shí)滑移偏斜。第四章 彎曲二、典型彎曲件的工序安排（續(xù)）級(jí)進(jìn)模用于制造批量大尺寸小的零件沖裁、彎曲、切斷多工序連續(xù)成形第九節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)彎曲模設(shè)計(jì)時(shí)的注意要點(diǎn)：第四章 彎曲有合適的定位裝置，保證定位準(zhǔn)確可靠。模具結(jié)構(gòu)保證彎曲時(shí)毛坯不產(chǎn)生滑動(dòng)和偏移。制造、維修和使用

13、簡(jiǎn)單、方便。在大批量生產(chǎn)中，對(duì)于一些小型工件，將彎曲工藝和模具結(jié)構(gòu)的其它工序，如沖孔、落料、剪切等符合在一套模具里。采用符合模+自動(dòng)上料裝置，可以極大地提高生產(chǎn)效率。第九節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)V形件彎曲模第四章 彎曲形彎曲模的一般結(jié)構(gòu)形式第九節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)V形件彎曲模第四章 彎曲第九節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)V形件彎曲模第四章 彎曲防止彎曲過程發(fā)生滑動(dòng)的措施定位尖頂桿壓料V型頂桿壓料第九節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)U形件彎曲模第四章 彎曲第四章 彎曲1凸模2轉(zhuǎn)動(dòng)凹模3彈簧 2.彎曲角小于90的U形彎曲模第九節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)第四章 彎曲 四角形件一次彎曲模四角形零件兩次成形彎曲模 四角形件復(fù)合彎曲模帶擺塊的四角

14、形件彎曲模四角形件彎曲模第八節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)第四章 彎曲4圓形件彎曲模 （1）（2）直徑d20mm的大圓形件帶擺動(dòng)凹模的一次彎曲成形模 兩道工序彎曲大圓三道工序彎曲大圓小圓一次壓彎模自動(dòng)推件圓形件一次彎曲模第八節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu)第四章 彎曲5鉸鏈件彎曲模6其它形狀彎曲件的彎曲模滾軸式彎曲模 帶擺動(dòng)凸模彎曲模 帶擺動(dòng)凹模的彎曲模卷圓的原理：通常是采用推圓法 鉸支板彎曲模 第八節(jié) 彎曲模典型結(jié)構(gòu) 對(duì)于小批生產(chǎn)或試制生產(chǎn)的零件，一般采用通用彎曲模。 圖3.8.20是經(jīng)多次V形彎曲制造復(fù)雜零件的例子。 圖3.8.21是折彎?rùn)C(jī)上用的通用彎曲模。 圖3.8.22為通用V形彎曲模。第四章 彎曲四、通用彎曲

15、模第九節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證坯料在彎曲時(shí)不發(fā)生偏移: 用定料銷定位（圖3.8.3b），定料銷裝在頂板上時(shí)應(yīng)注意防止頂板與凹模之間產(chǎn)生竄動(dòng)（3.8.1e）、（圖3.8.9b）; 工件無孔時(shí)可采用定位尖（圖3.8.1b）、頂桿（圖3.8.7）、頂板（圖3.8.1d、圖3.8.6）等措施防止坯料偏移。第四章 彎曲六、彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題第九節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.模具結(jié)構(gòu)不應(yīng)妨礙坯料在合模過程中應(yīng)有的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng) （圖3.8.7、3.8.20）。3.模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證彎曲時(shí)產(chǎn)生的水平方向的錯(cuò)移力得到平衡（圖3.8.1e、圖3.8.9b、圖3.8.13）。第四章 彎曲六、彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)

16、計(jì)應(yīng)注意的問題（續(xù)）第十節(jié) 彎曲模工作部分尺寸確定1.凸模圓角半徑第四章 彎曲一、彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)當(dāng)工件的相對(duì)彎曲半徑/較小時(shí)，凸模圓角半徑取等于工件的彎曲半徑，但不應(yīng)小于材料允許的最小彎曲半徑值rmin。 當(dāng)/10時(shí)，則應(yīng)考慮回彈，將凸模圓角半徑rp根據(jù)回彈角的大小加以修正。第十節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四章 彎曲二、彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)（續(xù)） 2.凹模圓角半徑 凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)坯料會(huì)發(fā)生偏移。t2mm時(shí)，（36）24時(shí)，（23）4時(shí)，2V形彎曲凹模的底部可開退刀槽或取圓角半徑 凹模圓角半徑一般不應(yīng)小于3mm，否則彎曲時(shí)材料表面容易出現(xiàn)劃痕甚至壓痕。直邊部分較長(zhǎng)或

17、凹模較深時(shí)取大值第十節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.凹模深度第四章 彎曲二、彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)（續(xù)） V形件彎曲模：U形件彎曲模：第十節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四章 彎曲二、彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)（續(xù)） 4.凸、凹模間隙 V形彎曲模的凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓機(jī)的閉合高度來控制的，設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮。 U形件彎曲模的間隙越大，回彈越大，工件精度越低；間隙越小，彎曲力越大，材料厚度減薄，摩擦增大，模具壽命降低。第十節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四章 彎曲二、彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)（續(xù)） 4.凸、凹模間隙U形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙一般可按下式計(jì)算： 式中 k間隙系數(shù)，可查表4-10。 板料厚度的正偏差。當(dāng)工件精度要

18、求較高時(shí)，其間隙應(yīng)適當(dāng)縮小，取Z/2t。 第十節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.U形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差第四章 彎曲二、彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)（續(xù)） 決定原則： 工件標(biāo)注外形尺寸時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上。 工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。 工件標(biāo)注外形尺寸 工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸第十節(jié) 彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四章 彎曲二、彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)（續(xù)） 第四章 彎曲形件彎曲模凸模凹模彈簧凸?；顒?dòng)鑲塊凹?；顒?dòng)鑲塊凹?；顒?dòng)鑲塊定位銷轉(zhuǎn)軸頂板第四章 彎曲形件一次成形彎曲模第四章 彎曲）首次彎曲）二次彎曲1凸模2定位板3凹模4頂板5下模形 形件兩次成形彎曲模第四章 彎曲1凸凹模2凹模 3活動(dòng)凸模4頂桿 形件復(fù)合彎曲模第四章 彎曲帶擺塊的 形件彎曲模 1凹模 2活動(dòng)凸模 3擺塊 4墊板 5推板 第四章 彎曲1頂板 2定位銷 3反側(cè)壓塊 4凸模 5凹模