83弯曲模具设计实例
弯曲模工作部分的结构简图如下:
1. 凸模圆角半径rp: a. rmin/t<r/t<5~8时,取rp=r; b. rmin/t>r/t, 先弯成较大圆角,然后整形; c. r/t>=10时,应根据回弹值修正圆角半径。
2. 凹模圆角半径rd: a. 当t<=2mm时,rd=(3~6)t; b. 当t=2~4mm时,rd=(2~3)t; c . 当t>4mm时,rd=2t。
当t<2mm时,L>=t 当t>=2mm时,L>=2t
b. 若L过小而不能满足上述条件时,则必须先弯曲 后进行冲孔;或在靠变形区一侧预先冲出缺口或牙 槽,也可在变形线上冲出工艺孔,以改变变形范围 ,利用工艺变形来保证所需孔不产生变形。
5. 增加工艺缺口、槽和工艺孔 a. 为提高精度,对于弯曲时圆角变形区侧面可以产 生畸变的弯曲件,可以预先在折弯线的两端切出工艺 缺口或槽,以避免畸变对弯曲件宽度尺寸的影响。
其中:b-弯曲件宽度;t-弯曲件厚度;r-内圆角弯曲半径; σb-弯曲材料的抗拉强度(Mpa);K-安全系数,一般取1.3
b. 校正弯曲时的弯曲力 F校=p A
A-弯曲件被校正部分的投影面积(mm²) p-单位面积校正力(M pa)
不同材料的单位面积校正力可以查表得出。
c. 顶件力和压Байду номын сангаас力 FQ=(0.3~0.8)F自
2.3 设计实例
2.1.1 弯曲变形过程分析 1. 弯曲变形过程:弯曲变形的含义、变形过程三阶
段、弯曲回弹、自由弯曲、矫正弯曲。 2. 弯曲变性特点:网格法、中性层 2.1.2 弯曲件质量分析
弯裂、回弹、偏移等
2.1.3 弯曲件的工艺性:指弯曲件的结构形状、尺寸 、精度、材料及技术要求是否符合弯曲加工的工艺要 求。
2.1 弯曲工艺 2.1.1 弯曲变形过程分析 2.1.2 弯曲件质量分析 2.1.3 弯曲件的工艺性 2.1.4 弯曲件毛坯展开尺寸的计算 2.1.5 弯曲力的计算 2.1.6 弯曲件的工序安排
2.2 弯曲模具典型结构及工作零件的设计 2.2.1 弯曲模的分类与设计要点 2.2.2 弯曲模典型结构 2.2.3 弯曲模工作零件的设计
弯曲中性层位置的确定 ρ。= r + xt L = ρп α/180
ρ。— 中性层曲率半径,r—弯曲内侧半径, t—料厚,L—弯曲部分展开长度。 a=90 时̊ ,L总=L1+L2+ 1.57(r+xt)
2.1.5 弯曲力的计算:为选择弯曲压力机和进行模 具设计,尤其在弯曲坯料较厚、弯曲线较强、相对 弯曲半径较小、材料强度较大的弯曲件时,必须对 弯曲力进行计算。 a. 自由弯曲时的弯曲力 V形弯曲件 F自=0.6Kbt²σb/(r+t) U形弯曲件 F自=0.7Kbt²σb/(r+t)
2. 弯曲件直边高度:弯曲件直边高度不宜过小,否 则影响工件的弯曲质量,不能保证零件的形状精度 。根据经验:
直边高度: H>2.5t(经验值)
不满足要求时,可预先开槽,或增加直边高度成 形 后再切除多余部分。
3. 弯曲件孔边距离: a. 弯曲区域有孔时,为避免弯曲过程中孔的形状 会发生变形,则必须将孔移到变形区外,孔边到弯 曲半径r的中心距应满足下列条件:
弯曲件直线尺寸的精度等级和角度公差查表。
2.1.4 弯曲件毛坯展开尺寸的计算 模具设计和弯曲工艺确定时,需计算出弯曲件毛坯
的展开尺寸。计算方法根据弯曲件的结构、弯曲半 径、弯曲方法的不同而不同,但均需遵循以下计算 原则:
弯曲前后应变中性层长度不变;(r>t/2) 因此,弯曲件坯料长度应等于弯曲件中性层的展开 长度。
1. 最小弯曲半径r:对于给定材料,r越小,板料的外 侧表面变形程度就越大,r超过某一临界值后,外侧拉 应力就超过材料的最大许可拉应力而产生裂纹。 r= η t(2-2Φ-η)/2( Φ+η-1) Φ—断面收缩率; η—变薄系数; t—板料厚度。 常见材料的最小弯曲半径,可查表。
当弯曲件有特殊要求r<rmin时,可以: a. 设法提高材料的塑性:如将材料退火、加热状 态下弯曲等; b. 冲压工艺合理安排:如在板厚的弯曲半径较小 时,可以预先开槽或压槽使弯曲部位的板料变薄; c. 两次弯曲的工艺法:先弯曲较大的圆角半径, 经中间退火后再按要求进行第二次弯曲。
1、单工序模:工作中模具只有竖直方向运动。 a) V、L形弯曲件模具。
靠块h>=2t+r1+r2 r1=r2=(2~5)t
b)U形弯曲件模具
c) Z形弯曲件模具
2. 有弯曲工序的连续模:批量大、尺寸小。
3. 复合弯曲模:尺寸不大的弯曲件。
2.2.2 弯曲模工作零件设计: 1. 凸、凹模工作部分的圆角半径 2. 凹模深度 3. 凸、凹模间隙 4. 横向尺寸及公差
b. 当工件局部边缘部分弯曲时,为防止弯曲部分受力 不均匀而产生变形和裂纹,应于线切槽或冲工艺孔。
6. 弯曲 件的尺寸标 注:三种标 注方法。
6. 弯曲件的精度:弯曲件精度受偏移、回弹以及 模具结构、模具精度和工序顺序的影响(弯曲工序 越多,精度也随之降低),对弯曲件的精度应合理 选择,一般弯曲件的长度公差选在IT13级以下,角 度公差大于15ˊ.
d. 自由弯曲: F总>= F自+ FQ 校正弯曲: F总>= F校
e. 一般压力机公称压力:F压机>=(1~1.3)F校
2.1.6 弯曲件的工序安排 1)弯曲工艺分析-计算-弯曲工序安排,综合考虑 因素: a. 零件的形状;b. 尺寸;c. 尺精度等级 ;d. 批量要求;e. 材料力学性能等。 2)弯曲工序安排的原则: a. 形状简单如V、U形件要一次弯曲成形; b. 批量大、尺寸小的弯曲件,为操作方便、等为 准确和提高生产率,应采用冲裁、压弯、切断的连 续弯曲模;
c. 多次弯曲时,先两端后中间;前次弯曲考虑后次 弯曲定位,后次弯曲不能影响前次弯曲后的形状;
d. 不对称弯曲件,应对称弯曲后再切断。
2.2.1 弯曲模典型结构 模具设计注意事项:a. 准确、可靠的定位,防止弯
曲中偏移;b. 弯曲结束时能得到校正力;c. 成形 后能方便、安全地取出;d. 考虑磨损,模具留有 修模余量。 弯曲模具分类:单工序模、连续弯曲模、复合弯曲模 和通用弯曲模。