第3章弯曲工艺与模具设计.ppt
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1、弯曲工艺与模具设计,第3章,本章教学要求:,掌握: 弯曲变形的特点,弯曲常见的质量问题、产生原因及处理方法; 工艺计算:弯曲件展开计算,弯曲模工作部分尺寸计算,弯曲工艺力计算等; 弯曲件工艺性分析、工序安排及弯曲模典型结构; 了解: 常用弯曲方法; 弯曲变形过程; 学习本章后应达到的目标: 熟悉典型弯曲件的工序安排有弯曲模结构,学会使用设计资料并能设计中等复杂程度的弯曲模。,本章主要内容:,3.1 弯曲基本原理,3.1.1 弯曲变形的概念和分类,1 弯曲的概念,3.1 弯曲基本原理,弯曲将金属板料、棒料、管料或型材等弯成一定的角度和曲率,从而获得所需形状工件的冲压工艺。,概念,3.1.1 弯曲
2、变形的概念和分类,1 弯曲的概念,3.1 弯曲基本原理,弯曲件举例(1),3.1.1 弯曲变形的概念和分类,1 弯曲的概念,3.1 弯曲基本原理,弯曲件举例(2),3.1.1 弯曲变形的概念和分类,3.1 弯曲基本原理,根据弯曲方式的不同,弯曲方法可分为压弯、折弯、滚弯、拉弯等。 压弯:在普通压力机上用模具进行 折弯、滚弯或拉弯:在专用弯曲机上进行,2 弯曲的分类,3.1 弯曲基本原理,3.1.2 弯曲变形过程及特点,3.1 弯曲基本原理,自由弯曲板料未完全与模具贴合前的弯曲,板料与模具线接触 校正弯曲板料与模具完全贴合后继续施压的弯曲,板料与模具面接触,1 弯曲变形过程,3.1.2 弯曲变形
3、过程及特点,3.1 弯曲基本原理,2 弯曲变形的特点,特点1: 工件可分成直边和圆角两部分,圆角部分为主要变形区,3.1.2 弯曲变形过程及特点,3.1 弯曲基本原理,2 弯曲变形的特点,特点2: 主要变形区切向变形不均匀 内侧(凸模一侧)受压缩短 外侧(凹模一侧)受拉伸长 存在应变中性层,3.1.2 弯曲变形过程及特点,3.1 弯曲基本原理,2 弯曲变形的特点,特点3: 主要变形区板料厚度易产生厚度变薄,长度增加,3.1.2 弯曲变形过程及特点,3.1 弯曲基本原理,2 弯曲变形的特点,特点4: 变形区内板料横截面的变化与板料宽窄有关 b/t3:横截面基本保持不变,3.1 弯曲基本原理,3.
4、1.3 变形区的应力应变分析,3.1 弯曲基本原理,a) 弹性弯曲(r/t很大时) b) 弹-塑性弯曲(r/t200时) c) 纯塑性弯曲(200r/t5时),1 小变形弯曲,坯料弯曲变形区内切向应力的分布,3.1.3 变形区的应力应变分析,3.1 弯曲基本原理,当r/t35时板料进入立体塑性弯曲,2 立体塑性弯曲,板料在弯曲过程中的应力、应变状态 1-切向;2-厚度方向;3-宽度方向,结论 窄板弯曲:应力是平面的;应变是立体的 宽板弯曲:应力是立体的;应变是平面的,3.2 弯曲质量问题及控制,3.2.1 弯裂,3.2 弯曲质量问题及控制,1 弯裂的概念,概念 弯曲时板料外侧受拉,当外侧拉应力
5、超过材料抗拉强度后,在板料的外侧将产生裂纹,此种现象称为弯裂。,两点假设 厚度不变 应变中性层居中,结论 r/t越小,板料切向变形程度越大 rmin/t 表示弯曲成形极限,3.2.1 弯裂,3.2 弯曲质量问题及控制,2 影响rmin/t的因素,材料的力学性能及热处理状态 材料塑性越好, rmin/t 退火后板材塑性好, rmin/t;冷作硬化的板料塑性差, rmin/t 弯曲带中心角 弯曲中心角越小, rmin/t 板料的表面和侧边质量 弯曲方向 板料纤维方向与弯曲线: 垂直: rmin/t最小 平行: rmin/t最大 一般夹角不小于30,3.2.1 弯裂,3.2 弯曲质量问题及控制,3
6、rmin/t值的确定,3.2.1 弯裂,3.2 弯曲质量问题及控制,4 控制弯裂的措施,热处理 去除剪切面毛刺,降低表面粗糙度 将毛刺一边置于弯曲内区 加热弯曲 两次弯曲 开工艺槽或压工艺凸肩,3.2 弯曲质量问题及控制,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,1 弯曲回弹的概念,概念 弯曲件在模具中所形成的弯曲半径和弯曲角度在从模具中取出后发生改变的现象称为回弹。,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,1 弯曲回弹的概念,表示方法 回弹的大小通常用弯曲件的弯曲半径或弯曲角与凸模相应半径或角度的差值来表示。,r, 0 正回弹 r, 0 负回弹,3.2.2 弯曲回弹,3.2
7、 弯曲质量问题及控制,2 影响回弹的因素, 材料的力学性能 s/E 越大,回弹越大 相对弯曲半径r/t r/t越大,回弹越大 弯曲件的形状 弯曲件越复杂,回弹越小 凸、凹模间隙 凸、凹模间隙越大,回弹越大 弯曲方式 校正弯曲比自由弯曲的回弹小,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,3 回弹值的确定,弯曲半径的变化不大,可忽略不计,只考虑角度的回弹。,大变形自由弯曲(r/t5),3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,3 回弹值的确定,回弹量较大,故弯曲圆角半径及弯曲角均有较大变化。,小变形自由弯曲(r/t10),3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,3 回弹值
8、的确定,校正弯曲时的回弹角比自由弯曲时的回弹角要小。,校正弯曲,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,4 减小回弹的措施,尽量避免选用过大的r/t 必要时可在弯曲区压制加强筋 尽量选用性能合适的材料,改进弯曲件设计,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,4 减小回弹的措施,采用校正弯曲代替自由弯曲 对冷作硬化的材料须先退火,使其s降低 对回弹较大的材料,必要时可加热弯曲 采用拉弯工艺,采取适当的弯曲工艺,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,4 减小回弹的措施, 回弹补偿,合理设计弯曲模结构,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,4 减小回弹的措
9、施, 局部加压,合理设计弯曲模结构,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,4 减小回弹的措施, 端部加压,合理设计弯曲模结构,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,4 减小回弹的措施, 端部加压,合理设计弯曲模结构,3.2.2 弯曲回弹,3.2 弯曲质量问题及控制,4 减小回弹的措施, 软凹模弯曲,合理设计弯曲模结构,3.2 弯曲质量问题及控制,3.2.3 弯曲偏移,3.2 弯曲质量问题及控制,1 弯曲偏移的概念,概念 坯料在弯曲过程中沿制件的长度方向产生移动,使制件两边的高度不符合图样要求的现象。 产生的原因 不对称弯曲(制件形状、结构,弯曲模结构,间隙等),3.2.
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