《弯曲模实例分析》PPT课件.ppt

3.2 弯曲模实例分析 多部位弯曲模,保持架零件图如下图所示,材料20，厚度0.5，中批量生产。,弯曲件名称为保持架，形状对称，尺寸精度无特殊要求，中批量生产，材料是20钢，属于塑性较好的软钢。采用单工序冲压，需要三道工序，如图所示。三道工序依次为落料、异向弯曲、末次弯曲。 每道工序各用一套模具。本节只介绍第二道工序的异向弯曲模。,3.2.1 弯曲零件工艺性分析,经分析零件图可知，此零件对圆角半径大小无要求。为减少回弹，保证质量，圆角半径应选小一些，可查表3-6中直接获得。弯曲线与纤维线的方向不同，其位置是不一样的。在b、c、d处为垂直状态，在e点位置为平行状态，材料为正火状态，所以表3-6中查的最小弯曲半径分别为0.1t和0.5t，最后确定在b、c、d处的圆角半,3.2.2 回弹量的计算,径取0.05mm,在e点处的圆角半径取0.25mm。,本例采用查表法确定各弯曲线处得回弹量。d点位置处得弯曲角为155，相对弯曲半径R/t=0.05/0.5=0.1，由表3-2查出回弹角小于030。c点位置的弯曲角是指R3圆弧在c点的切线与cd的夹角，其角度可用作图法求出，大约81，再查表3-2并用查补法求的回弹角的值为140。用同样的方法求的b点回弹角为145。而R3圆弧弯,3.2.2 回弹量的计算,曲后产生的回弹不但使圆弧曲率半径增大，而且还会影响两端直线的角度。,R/t=3/0.5=0.6，弯曲角是b、c两点圆弧切线夹角，其角度可用作图法求出，得为30，查表3-2可得回弹角的值为6。即圆弧产生的回弹将使ab与cd两条直线夹角产生6回弹值。 采用补偿法消除回弹。凸模和凹模各部位角度的补偿见下图。,3.2.2 回弹量的计算,中性层的确定,式中：中性层弯曲半径，mm； r弯曲半径，mm； t材料厚度，mm； x中性层位移系数。,3.2.3 展开长度的确定,毛坯展开长度计算与确定,弯曲半径r0.5t：,按中性层不变原理：坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧段长度之和，即：,3.2.3 展开长度的确定,3.2.3 展开长度的确定,弯曲半径r0.5t：,按体积不变原则进行计算。,3.2.3 展开长度的确定,3.2.3 展开长度的确定,保持架毛坯展开长度计算 ab=(23-15-3)/cos30mm 5.77mm bc=2R/2-1.6=(23/2-1.6)mm7.82 bc=(15-3-3)/cos30mm 10.39mm L=(ab+bc+cd+3)2mm+10mm =(5.77+7.82+10.39+3) 2mm+10mm 63.96mm,注意：,弯曲件展开长度公式为经验公式 或 中t的公差、r、x的微小误差,展开长度计算数据不准确,弯曲模的制作顺序： 先作弯曲模通过弯曲件实际尺寸调整展开长度数据确定展开毛坯准确落料刃口尺寸制作落料模。,3.2.3 展开长度的确定,自由弯曲力的计算,U形件：,V形件：,式中：F1自由弯曲力(N)；（冲压结束时的弯曲力） K 安全系数；（一般取k1.3） B 弯曲件宽度(mm)； t 弯曲件厚度(mm)； 材料的抗拉强度(MPa)； r 弯曲半径(mm).,3.2.4 弯曲力的计算,校正弯曲力的计算：,F2,式中：F2校正弯曲力(N)； 单位校正力(MPa)； 工件被校正部分的投影面积(mm2)。,3.2.4 弯曲力的计算,例：V型弯曲件，材料H68，厚t=3mm，宽b=100mm，抗拉强度Rm=400N/mm2，弯曲内侧圆角r=3mm，工件被校正部分在凹模上的投影面积为10000mm2 求：自由弯曲力及校正弯曲力,解：,Fj=3510000=350000=350kN,校正弯曲力远大于自由弯曲力,3.2.4 弯曲力的计算,对设置顶件装置或压料装置的弯曲模,其顶件力(或压料力)可以近似取自由弯曲力的3080,即,顶件力或压料力FQ的计算,FQ（0.30.8）F1（或F2 ）,3.2.4 弯曲力的计算,压力机公称压力的确定,F总F1+FQ,校正弯曲时,由于校正弯曲力远大于自由弯曲力、顶件力和压料力,因此F自和FQ可以忽略不计,即,F总F2,一般情况下,压力机的公称压力可取:,F总(1.11.3)F2,自由弯曲时,总的工艺压力为,保持架的弯曲力计算,3.2.4 弯曲力的计算,保持架共有八条弯曲线，均按自由弯曲计算。b、c、d各处弯曲按式(3-9)计算，当弯曲内半径r取0.1t时，则每处的弯曲力为,直线弯曲共有六处，六处总的弯曲力为： 1276.36N6=7658.16N,保持架的弯曲力计算,3.2.4 弯曲力的计算,e处弯曲与上述计算类同，只是弯曲件宽度为4mm，则e处单侧弯曲力为638.18N，而两侧的弯曲力应再乘以2，即1276.36N。 R3 圆弧的弯曲力：,两个R3 圆弧的弯曲力： 200.57N2=401.14N,F1总(7658.16+1276.36+401.14)N9335.66N,保持架的弯曲力计算,3.2.4 弯曲力的计算,校正弯曲力的计算 按式(3-11)为 F2qA 式中q查表3-9取值为30MPa; 面积A按水平面的投影面积计算。 A5684(148)472（mm2） 所以 F23047214160（N） 自由弯曲力和校正弯曲力的和为 F F1总+ F2 =9335.661416023495.66N,弹顶器的确定,3.2.4 弯曲力的计算,弹顶器的作用是将弯曲后的工件顶出凹模，由于所需的顶出力很小，在突耳的弯曲过程中，弹顶器的力不宜太大，应当小于单边的弯曲力，否则弹顶器将压弯工件使工件在直边部位出现变形。 选用圆柱螺旋压缩弹簧，从冲压设计资料中选取弹簧，其中径D2l4mm，钢丝直径d1.2mm，最大工作负荷FN41.3N，最大单圈变形量fn5.575mm，节距t7.44mm。,3.2.4 弯曲力的计算,弹簧的弹性系数K可按下式估算,弹簧有效圈数n=3圈，最大变形量为： f1nfn35.57516.73(mm) 弹簧预先压缩量选为： f0=8mm。,顶件块位于上止点时应和b、c点等高，上模压下时与f点等高，弹顶器的工作行程:,fx4.2610.2(mm),3.2.4 弯曲力的计算,则弹簧预紧力为： F0Kf02.47819.76(N) 下止点时弹簧弹顶力为： F1Kfx2.4710.225.2 (N) 此值远小于e处的弯曲力，故符合要求。,模具圆角半径的确定,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凸模圆角半径rp：,当rrmin时：rminrpr,当rrmin： 先取rprmin弯曲成形； 再增加一套整形工序，使rp=r,凸模圆角半径rp应根据回弹值做相应修正。,式中： r 弯曲件内侧弯曲半径，mm； s 材料的屈服强度，MPa； E 材料的弹性模量，MPa； t 弯曲件厚度，mm。,当r精度要求较高时：,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凹模圆角半径R凹：,R凹根据板料厚度t取值（或按表3-10查取）：,当t2mm时：R凹 （36）t 当t24mm时：R凹 （24）t 当t4mm时：R凹 2t,凹模入口处圆角半径R凹：,注意：凹模入口处两侧的圆角半径R凹应相等,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定, V形弯曲时：,底部开成空刀槽,凹模底部圆角半径R凹：,依据厚度变薄特点： R凹=（0.60.8）（R凸+t）,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凹模底部圆角半径R凹：, U形弯曲时：,底部自然形成，无凹模底部圆角,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凹模深度：,指弯曲件的弯曲边在凹模内的非变形区的直线段长度,凹模深度过小，两边自由部分过大，造成弯曲件回弹量大，工件不平直； 凹模深度过大，则增大了凹模尺寸，浪费模具材料，且需要大行程的压力机。,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凹模深度：,经验取值：按表3-10,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凸、凹模间隙,凸、凹模间隙： 指弯曲模中凸、凹模之间的单边间隙，用Z表示。,弯曲V形件时：凸、凹模间隙名义上是以板厚为准，依靠压力机闭合高度来调节控制，无须模具结构保证。,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凸、凹模间隙,有色金属: Z/2tmin+nt。 黑色金属：Z/2（1+n）t；,弯曲U形件时，凸、凹模间隙由模具保证。,弯曲模凸、凹模间隙根据材料种类、厚度及弯曲件高度和宽度而定，如右图所示。其公式为：,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凸、凹模工作部位计算,工件标注外形尺寸时：,确定凹模为基准件。,凹模宽度计算：,工件标注双向偏差（B）时，,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凹取IT7IT9,凸、凹模工作部位计算,工件标注单向偏差 时，,凸模宽度计算：,按凹模实际尺寸配制，保证单边间隙Z/2。,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凹取IT7IT9,工件标注内形尺寸时：,确定基准：以凸模为基准件。,凸模宽度计算：,工件标注双向对称偏差（B1）时,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,工件标注内形尺寸时：,工件标注单向偏差（ )时，,凹模宽度计算：,按凸模实际尺寸配制，保证单边间隙Z/2。,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,d取IT7IT9,保持架凸、凹模尺寸确定,3.2.5 弯曲模工作部分尺寸确定,凸模是由两部分组成的镶拼结构，如图所示。这样的结构便于线切割机床加工。图中凸模B部位的尺寸按回弹补偿角度设计。A部位在弯曲工件的两突耳时起凹模作用。