彎曲工藝與模具設(shè)計

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1、彎曲工藝與模具設(shè)計第 3章 3.1 彎曲基本原理3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制3.3 彎曲工藝計算3.4 彎曲件的工藝性及工序安排3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)本章教學要求： 掌 握 ：彎 曲 變 形 的 特 點 ， 彎 曲 常 見 的質(zhì) 量 問 題 、 產(chǎn) 生 原 因 及 處 理 方 法 ；工 藝 計 算 ： 彎 曲 件 展 開 計 算 ，彎 曲 模 工 作 部 分 尺 寸 計 算 ， 彎 曲工 藝 力 計 算 等 ；彎 曲 件 工 藝 性 分 析 、 工 序 安 排及 彎 曲 模 典 型 結(jié) 構(gòu) ； 了 解 ：常 用 彎 曲 方 法 ；彎 曲 變 形 過 程 ； 學 習 本 章 后 應(yīng) 達 到 的 目

2、 標 ：熟 悉 典 型 彎 曲 件 的 工 序 安 排 有彎 曲 模 結(jié) 構(gòu) ， 學 會 使 用 設(shè) 計 資 料并 能 設(shè) 計 中 等 復(fù) 雜 程 度 的 彎 曲 模 。本章主要內(nèi)容： 3.1 彎曲基本原理彎 曲 變 形 的 概 念 和 分 類 3.1.1 彎 曲 變 形 過 程 及 特 點 3.1.2 變 形 區(qū) 的 應(yīng) 力 應(yīng) 變 狀 態(tài) 3.1.3 3.1.1 彎曲變形的概念和分類1 彎曲的概念3.1 彎曲基本原理彎 曲 將 金 屬 板 料 、 棒 料 、 管 料 或 型 材 等 彎 成 一 定 的 角 度 和 曲 率 ， 從 而 獲得 所 需 形 狀 工 件 的 沖 壓 工 藝 。概

3、念 3.1.1 彎曲變形的概念和分類1 彎曲的概念3.1 彎曲基本原理彎 曲 件 舉 例 （ 1） 3.1.1 彎曲變形的概念和分類1 彎曲的概念3.1 彎曲基本原理彎 曲 件 舉 例 （ 2） 3.1.1 彎曲變形的概念和分類3.1 彎曲基本原理 根 據(jù) 彎 曲 方 式 的 不 同 ， 彎 曲 方 法 可 分 為 壓 彎 、 折 彎 、 滾 彎 、 拉 彎 等 。壓 彎 ： 在 普 通 壓 力 機 上 用 模 具 進 行折 彎 、 滾 彎 或 拉 彎 ： 在 專 用 彎 曲 機 上 進 行壓彎折彎滾彎2 彎曲的分類 3.1 彎曲基本原理彎 曲 變 形 的 概 念 和 分 類 3.1.1 彎

4、曲 變 形 過 程 及 特 點 3.1.2 變 形 區(qū) 的 應(yīng) 力 應(yīng) 變 狀 態(tài) 3.1.3 3.1.2 彎曲變形過程及特點3.1 彎曲基本原理 自 由 彎 曲 板 料 未 完 全 與 模 具 貼 合 前 的 彎 曲 ， 板 料 與 模 具 線 接 觸 校 正 彎 曲 板 料 與 模 具 完 全 貼 合 后 繼 續(xù) 施 壓 的 彎 曲 ， 板 料 與 模 具 面 接 觸1 彎曲變形過程 3.1.2 彎曲變形過程及特點3.1 彎曲基本原理2 彎曲變形的特點特 點 1：工 件 可 分 成 直 邊 和 圓 角 兩 部分 ， 圓 角 部 分 為 主 要 變 形 區(qū) 3.1.2 彎曲變形過程及特點3.

5、1 彎曲基本原理2 彎曲變形的特點特 點 2：主 要 變 形 區(qū) 切 向 變 形 不 均 勻內(nèi) 側(cè) （ 凸 模 一 側(cè) ） 受 壓 縮 短外 側(cè) （ 凹 模 一 側(cè) ） 受 拉 伸 長存 在 應(yīng) 變 中 性 層 3.1.2 彎曲變形過程及特點3.1 彎曲基本原理2 彎曲變形的特點特 點 3：主 要 變 形 區(qū) 板 料 厚 度 易 產(chǎn) 生厚 度 變 薄 ， 長 度 增 加 3.1.2 彎曲變形過程及特點3.1 彎曲基本原理2 彎曲變形的特點特 點 4：變 形 區(qū) 內(nèi) 板 料 橫 截 面 的 變 化與 板 料 寬 窄 有 關(guān)b/t3： 橫 截 面 基 本 保 持 不 變 3.1 彎曲基本原理彎 曲

6、 變 形 的 概 念 和 分 類 3.1.1 彎 曲 變 形 過 程 及 特 點 3.1.2 變 形 區(qū) 的 應(yīng) 力 應(yīng) 變 狀 態(tài) 3.1.3 3.1.3 變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變分析3.1 彎曲基本原理a) 彈 性 彎 曲 （ r/t很 大 時 ）b) 彈 -塑 性 彎 曲 （ r/t200時 ）c) 純 塑 性 彎 曲 （ 200r/t5時 ）1 小變形彎曲坯料彎曲變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)力的分布 3.1.3 變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變分析3.1 彎曲基本原理 當 r/t35時 板 料 進 入 立 體 塑 性 彎 曲2 立體塑性彎曲板料在彎曲過程中的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)1-切向；2-厚度方向；3-寬度方向 結(jié) 論窄 板

7、彎 曲 ： 應(yīng) 力 是 平 面 的 ； 應(yīng) 變 是 立 體 的 寬 板 彎 曲 ： 應(yīng) 力 是 立 體 的 ； 應(yīng) 變 是 平 面 的 3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制彎 裂 3.2.1 彎 曲 回 彈 3.2.2 彎 曲 偏 移 3.2.3 3.2.1 彎裂3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制1 彎裂的概念 概 念彎 曲 時 板 料 外 側(cè) 受 拉 ， 當 外 側(cè) 拉 應(yīng) 力 超 過 材 料 抗 拉 強 度 后 ， 在 板 料 的 外 側(cè)將 產(chǎn) 生 裂 紋 ， 此 種 現(xiàn) 象 稱 為 彎 裂 。 兩 點 假 設(shè) 厚 度 不 變 應(yīng) 變 中 性 層 居 中 結(jié) 論 r/t越 小 ， 板 料 切 向 變 形 程

8、 度 越 大 rmin/t 表 示 彎 曲 成 形 極 限 12 1tr外 3.2.1 彎裂3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制2 影響rmin/t的因素 材 料 的 力 學 性 能 及 熱 處 理 狀 態(tài)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 彎 曲 帶 中 心 角 彎 曲 中 心 角 越 小 ， rmin/t 板 料 的 表 面 和 側(cè) 邊 質(zhì) 量 彎 曲 方 向板 料 纖 維 方 向 與 彎 曲 線 ：垂 直 ： r min/t最 小平 行 ： rmin/t最 大一 般 夾 角 不 小 于

9、 30 3.2.1 彎裂3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制3 rmin/t值的確定 3.2.1 彎裂3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制4 控制彎裂的措施 熱 處 理 去 除 剪 切 面 毛 刺 ， 降 低 表 面 粗 糙 度 將 毛 刺 一 邊 置 于 彎 曲 內(nèi) 區(qū) 加 熱 彎 曲 兩 次 彎 曲 開 工 藝 槽 或 壓 工 藝 凸 肩 3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制彎 裂 3.2.1 彎 曲 回 彈 3.2.2 彎 曲 偏 移 3.2.3 3.2.2 彎曲回彈3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制1 彎曲回彈的概念 概 念彎 曲 件 在 模 具 中 所 形 成 的 彎 曲 半 徑 和 彎 曲 角 度 在 從 模 具 中

10、取 出 后 發(fā) 生 改 變的 現(xiàn) 象 稱 為 回 彈 。 3.2.2 彎曲回彈3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制1 彎曲回彈的概念 表 示 方 法回 彈 的 大 小 通 常 用 彎 曲 件 的 彎 曲 半 徑 或 彎 曲 角 與 凸 模 相 應(yīng) 半 徑 或 角 度 的 差值 來 表 示 。 pprrr r， 0 正 回 彈r， 0 負 回 彈 3.2.2 彎曲回彈3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制2 影響回彈的因素 材 料 的 力 學 性 能s/E 越 大 ， 回 彈 越 大 相 對 彎 曲 半 徑 r/tr/t越 大 ， 回 彈 越 大 彎 曲 件 的 形 狀彎 曲 件 越 復(fù) 雜 ， 回 彈 越 小 凸

11、、 凹 模 間 隙凸 、 凹 模 間 隙 越 大 ， 回 彈 越 大 彎 曲 方 式校 正 彎 曲 比 自 由 彎 曲 的 回 彈 小 3.2.2 彎曲回彈3.2 彎曲質(zhì)量問題及控制3 回彈值的確定彎 曲 半 徑 的 變 化 不 大 ， 可 忽 略 不 計 ， 只 考 慮 角 度 的 回 彈 。大 變 形 自 由 彎 曲 （ r/t0.5t 時的展開長度計算 理 論 計 算 法 3.3.1 彎曲件展開計算3.3 彎曲件工藝計算2 r0.5t 時的展開長度計算 近 似 計 算外 側(cè) 尺 寸 加 算 法 3.3.1 彎曲件展開計算3.3 彎曲件工藝計算2 r0.5t 時的展開長度計算 近 似 計

12、算內(nèi) 側(cè) 尺 寸 加 算 法 以 上 計 算 法 只 能 用 于 形 狀簡 單 ， 彎 曲 個 數(shù) 少 、 精 度要 求 不 高 的 彎 曲 件 。 對 于形 狀 復(fù) 雜 、 多 角 彎 曲 及 精度 要 求 高 的 彎 曲 件 ， 應(yīng) 先按 上 述 公 式 近 似 計 算 ， 準確 的 毛 坯 長 度 則 依 據(jù) 試 沖結(jié) 果 來 確 定 。當 r 0.5t 時 ， 彎 曲 變 形 區(qū)厚 度 變 薄 較 大 ， 一 般 按 體積 不 變 確 定 ， 請 查 閱 相 關(guān)手 冊 。 3.3.1 彎曲件展開計算3.3 彎曲件工藝計算3 鉸鏈式彎曲件展開長度計算 對 于 r =(0.63.5)t的

13、鉸 鏈 件 ， 通 常 采 用 推 （ 卷 ） 圓 的 方 法 成 形 ， 推 圓 過程 中 板 料 有 所 增 厚 ， 其 坯 料 長 度 可 按 下 式 近 似 計 算 ： txrlrtxrlL 11 7.47.5)(5.1 總 3.3 彎曲工藝計算彎 曲 件 展 開 計 算 3.3.1 彎 曲 模 工 作 部 分 尺 寸 計 算 3.3.2 3.3.2 彎曲模工作部分尺寸計算3.3 彎曲件工藝計算1 凸、凹模間隙 V 形 彎 曲 ， 凸 、 凹 模 間 隙 靠 調(diào) 整 壓 力 機 閉 合 高 度 來 控 制 ， 不 需 要 在 模 具結(jié) 構(gòu) 上 確 定 間 隙 。 U 形 彎 曲 必 須

14、 選 擇 適 當 的 間 隙 。單 邊 間 隙 值 可 按 下 式 確 定或 按 以 下 經(jīng) 驗 數(shù) 據(jù) 確 定kttC max tC tC )1.11(: )15.105.1(: 有色金屬鋼板 3.3.2 彎曲模工作部分尺寸計算3.3 彎曲件工藝計算2 凸、凹模寬度尺寸 彎 曲 件 標 注 外 形 尺 寸 （ 制 件 基 本 尺 寸 為 L， 公 差 為 ） 彎 曲 件 標 注 內(nèi) 形 尺 寸 （ 制 件 基 本 尺 寸 為 L， 公 差 為 ）dLLd 0max 43 02 pcLL dp 0min 43 pLLp dcLL pd 02 3.3.2 彎曲模工作部分尺寸計算3.3 彎曲件工藝

15、計算3 凸、凹模圓角半徑及凹模深度 凸 模 圓 角 半 徑 rp若 r rmin r/t 10或 精 度 要 求 不 高 時 ： rp=r r/t 10或 精 度 要 求 較 高 時 ： rp考 慮 回 彈 補 償 后 確 定若 r rmin rp rmin,再 進 行 整 形 （ 整 形 模 rp=r） 凸 模 圓 角 半 徑 r d （ 教 材 表 5-12） 凹 模 深 度 （ 教 材 表 5-12） 3.4 彎曲件的工藝性及工序安排彎 曲 件 工 藝 性 分 析 3.4.1 彎 曲 工 序 安 排 3.4.2 3.4.1 彎曲件的工藝性分析3.4 彎曲件的工藝性及工序安排1 彎曲件的結(jié)

16、構(gòu)工藝性 彎 曲 半 徑不 宜 小 于 rmin/t， 否 則 ， 要 多 次 彎 曲也 不 宜 過 大 ， 否 則 回 彈 過 大 彎 曲 件 的 形 狀一 般 要 求 彎 曲 件 形 狀 對 稱 ， 彎 曲 半 徑 左 右 一 致 ， 以 防 止 彎 曲 變 形 時 坯 料 受力 不 均 勻 而 產(chǎn) 生 偏 移 。 3.4.1 彎曲件的工藝性分析3.4 彎曲件的工藝性及工序安排1 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 彎 曲 件 直 邊 高 度 3.4.1 彎曲件的工藝性分析3.4 彎曲件的工藝性及工序安排1 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 防 止 彎 曲 根 部 裂 紋 的 工 件 結(jié) 構(gòu) 3.4.1 彎曲件的工藝性

17、分析3.4 彎曲件的工藝性及工序安排1 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 彎 曲 件 的 孔 邊 距 離 3.4.1 彎曲件的工藝性分析3.4 彎曲件的工藝性及工序安排1 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 彎 曲 件 的 尺 寸 標 注 3.4.1 彎曲件的工藝性分析3.4 彎曲件的工藝性及工序安排2 彎曲件的尺寸精度 經(jīng) 濟 公 差 等 級 在 IT13級 以 下 角 度 公 差 大 于 15 3.4.1 彎曲件的工藝性分析3.4 彎曲件的工藝性及工序安排3 彎曲件的材料 彎 曲 件 的 材 料 ， 要 求 具 有 足 夠 的 塑 性 ， 屈 彈 比 和 屈 強 比 要 小 。足 夠 的 塑 性 和 小 的 屈 強 比

18、 能 保 證 彎 曲 時 不 開 裂較 小 的 屈 彈 比 能 使 彎 曲 件 的 形 狀 和 尺 寸 準 確脆 性 較 大 的 材 料 ， 要 求 彎 曲 時 有 較 大 的 r/t 3.4 彎曲件的工藝性及工序安排彎 曲 件 工 藝 性 分 析 3.4.1 彎 曲 工 序 安 排 3.4.2 3.4.1 彎曲件工序安排3.4 彎曲件的工藝性及工序安排1 彎曲件工序安排的原則 形 狀 簡 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 小 的 彎 曲 件 ： 盡 量 采 用 級 進

19、 模 或 復(fù) 合 模 需 多 次 彎 曲 時 ： 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 稱 時 ： 盡 量 成 對 彎 曲 ， 然 后 再 剖 切 3.4.1 彎曲件工序安排3.4 彎曲件的工藝性及工序安排2 典型彎曲件的工序安排一 次 彎 曲 3.4.1 彎曲件工序安排3.4 彎曲件的工藝性及工序安排2 典型彎曲件的工序安排二 次 彎 曲 3.4.1 彎曲件工序安排3.4 彎曲件的工藝性及工序安排2 典型彎曲件的工序安排三 次

20、彎 曲 3.4.1 彎曲件工序安排3.4 彎曲件的工藝性及工序安排2 典型彎曲件的工序安排四 次 彎 曲 3.4.1 彎曲件工序安排3.4 彎曲件的工藝性及工序安排2 典型彎曲件的工序安排級 進 模 彎 曲 3.4.1 彎曲件工序安排3.4 彎曲件的工藝性及工序安排2 典型彎曲件的工序安排成 對 彎 曲 后 切 斷 3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)簡 單 彎 曲 模 3.5.1 復(fù) 雜 彎 曲 模 3.5.2 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)1 V形件彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)1 V形件彎曲模壓板式彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)1 V形件彎曲模

21、折板式彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)1 V形件彎曲模折板式彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)2 U形件彎曲模90U形件彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)2 U形件彎曲模90U形件轉(zhuǎn)動彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)2 U形件彎曲模90U形件滑動彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 Z形件彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 Z形件彎曲模 3.5.1 簡單彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)4 通用彎曲模 3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)簡 單 彎 曲 模 3.5.1 復(fù) 雜 彎 曲 模 3.5.2

22、3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)1 C形件彎曲模 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)1 C形件彎曲模 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)2 帽罩形件彎曲模一次彎曲 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)2 帽罩形件彎曲模二次彎曲 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)2 帽罩形件彎曲?；顒幽澢?3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)2 帽罩形件彎曲模復(fù)合模彎曲 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 O形件彎曲模小圓形件（二次彎曲） 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 O形件彎曲模小圓形件（一次彎曲） 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 O形件彎曲模小圓形件（滑塊式一次彎曲） 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 O形件彎曲模小圓形件（滑塊式一次彎曲） 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 O形件彎曲模自動卸料彎曲模 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 O形件彎曲模大圓形件（多次彎曲） 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)3 O形件彎曲模大圓形件（一次彎曲） 3.5.2 復(fù)雜彎曲模3.5 彎曲模典型結(jié)構(gòu)4 彎曲級進模