冲压模具设计与制造-弯曲工艺与模具设计

将 板 料 、 型 材 、 管 材 或 棒 料 等 平 直 的 坯 料 ， 按 设 计 要 求 弯 成 一定 的 角 度 和 曲 率 ， 形 成 所 需 形 状 零 件 的 冲 压 工 序 。 2. 分 为 在 压 力 机 上 利 用 弯 曲 模 进 行 的 压 弯 以 及 在 专 用 弯 曲 设 备 上进 行 的 折 弯 、 辊 弯 (滚 弯 )、 拉 弯 等 。 在 弯 曲 的 开 始 阶 段 ， 弯 曲 圆 角 半 径 r 很 大 ， 弯 曲 力 矩 很 小 ，仅 引 起 材 料 的 弹 性 弯 曲 变 形 。 当 相 对 弯 曲 半 径 时 ， 弯 曲 区 材 料 即 开 始 进 入 弹 -塑 性弯 曲 阶 段 ， 毛 坯 变 形 区 内 （ 弯 曲 半 径 发 生 变 化 的 部 分 ） 料 厚 的 内外 表 面 首 先 开 始 出 现 塑 性 变 形 ， 随 后 塑 性 变 形 向 毛 坯 内 部 扩 展 。 200tr 当 相 对 弯 曲 半 径 时 ， 变 形 由 弹 -塑 性 弯 曲 逐 渐 过 渡 到塑 性 变 形 。 这 时 弯 曲 圆 角 变 形 区 内 弹 性 变 形 部 分 所 占 比 例 已 经 很小 ， 可 以 忽 略 不 计 ， 视 板 料 截 面 都 已 进 入 塑 性 变 形 状 态 。200tr 从 板 料 弯 曲 外 侧 纵 向 网 格 线 长 度 的 伸 长 过 渡 到 内 侧 长 度 的 缩短 ， 长 度 是 逐 渐 改 变 的 。 由 于 材 料 的 连 续 性 ， 在 伸 长 和 缩 短 两个 变 形 区 域 之 间 ， 其 中 必 定 有 一 层 金 属 纤 维 材 料 的 长 度 在 弯 曲前 后 保 持 不 变 ， 这 一 金 属 层 称 为 应 变 中 性 层 。 (1) 窄 板 弯 曲 时 ， 其 横 断 面 形 状 变 成 了 外 窄 内 宽 的 扇 形 。 变 形 区横 断 面 形 状 尺 寸 发 生 改 变 称 为 畸 变 。(2) 宽 板 弯 曲 时 ， 横 断 面 形 状 变 化 较 小 ， 仅 在 两 端 会 出 现 少 量 变形 。 trmin 相 对 弯 曲 半 径 越 小 ， 弯 曲 时 切 向 变 形 程 度 越 大 。 在 保 证 弯曲 变 形 区 材 料 外 表 面 不 发 生 破 坏 的 条 件 下 ， 弯 曲 件 内 表 面 所 能 形成 的 最 小 圆 角 半 径 称 为 最 小 弯 曲 半 径 。 最 小 弯 曲 半 径 与 弯 曲 材 料 厚 度 的 比 值 称 作 最 小 相 对 弯 曲半 径 ， 是 衡 量 弯 曲 变 形 程 度 的 主 要 标 志 。tr minr trmin 材 料 的 塑 性 愈 好 ， 最 小 相 对 弯 曲 半 径 愈 小 。 材 料 剪 切 断 面 上 的 毛 刺 、 裂 口 和 冷 作 硬 化 以 及 板 料 表 面 的 划 伤 、裂 纹 等 缺 陷 的 存 在 ， 将 会 造 成 弯 曲 时 应 力 集 中 ， 最 小 相 对 弯 曲 半径 的 数 值 较 大 。trmin 板 料 经 过 轧 制 后 产 生 了 纤 维 状 组 织 ， 这 种 纤 维 状 组 织 具 有 各向 异 性 的 力 学 性 能 。 沿 纤 维 方 向 的 力 学 性 能 较 好 ， 抗 拉 强 度 较高 ， 不 易 拉 裂 。 弯 曲 件 的 精 度 受 坯 料 定 位 、 偏 移 、 翘 曲 和 回 弹 等 因 素 的 影 响 ，弯 曲 的 工 序 数 目 越 多 ， 精 度 也 越 低 。 一 般 弯 曲 件 的 经 济 公 差 等 级在 IT13级 以 下 ， 角 度 公 差 大 于 15。 为 提 高 弯 曲 精 度 ， 保 证 直 边 平 直 ， h2t。 弯 曲 有 孔 的 工 序 件 时 ， 如 果 孔 位 于 弯 曲 变 形 区 内 ， 则 弯 曲 时 孔要 发 生 变 形 ， 为 此 必 须 使 孔 处 于 变 形 区 之 外 。 弯 曲 件 形 状 应 尽 量 对 称 ， 以 免 板 料 与 模 具 之 间 的 摩 擦 阻 力 不 均匀 而 产 生 工 件 侧 移 。 在 弯 曲 变 形 区 附 近 有 缺 口 的 弯 曲 件 ， 弯 曲 时会 出 现 叉 口 。 这 时 应 在 缺 口 处 留 连 接 带 ， 待 弯曲 成 形 后 再 将 连 接 带 切 除 。 弯 曲 时 圆 角 变 形 区 侧 面 产 生 畸 变 ， 可 以 预 先 在 折 弯 线 的 两 端 切出 工 艺 缺 口 或 槽 。 a. 使 尺 寸 突 变 处 远 离 弯 曲 变 形 区 b. 预 先 冲 裁 工 艺 孔 、 工 艺 槽 ， 防 止 弯曲 部 分 受 力 不 均 而 产 生 变 形 和 裂 纹 ， 尺 寸 标 注 对 弯 曲 件 的 工 艺 性 有 很 大 的 影 响 。 孔 的 位 置 精 度 不 受坯 料 展 开 长 度 和 回 弹 的 影 响 ， 将 大 大 简 化 工 艺 设 计 。 (1) 对 于 形 状 简 单 的 弯 曲 件 ， 可 以 采 用 一 次 弯 曲 成 形 。 对 于 形 状 复杂 的 弯 曲 件 ， 一 般 需 要 采 用 二 次 或 多 次 弯 曲 成 形 。 (2) 需 多 次 弯 曲 时 ， 弯 曲 次 序 一 般 是 先 弯 两 端 ， 后 弯 中 间 部 分 ，前 次 弯 曲 应 考 虑 后 次 弯 曲 有 可 靠 的 定 位 ， 后 次 弯 曲 不 能 影 响 前 次已 成 形 的 形 状 。 (3) 当 弯 曲 件 几 何 形 状 不 对 称 时 ， 为 避 免 压 弯 时 坯 料 偏 移 ，应 尽 量 采 用 成 对 弯 曲 ， 然 后 再 切 成 两 件 的 工 艺 。 弯 曲 外 层 的 拉 伸 应 变 量 超 过 了 材 料 应 变 极 限 ， 弯 曲 半 径 满 足 最 小 相 对 弯 曲 半 径 要 求 。 当 弯 曲 相 对 宽 度 很 大 的 V形 件 时 ， 会 产 生 明 显 的 翘 曲 现 象 。 由 于 宽 板 弯 曲 时 ， 沿 宽 度 方 向 上 的 变 形 区 外 侧 为 拉 应 力 ， 内 侧为 压 应 力 ， 在 弯 曲 件 宽 度 方 向 会 形 成 力 矩 MB 。 弯 曲 结 束 后 ， 外 加 力 去 除 ， 在 宽 度 方 向 将 引 起 与 力 矩 MB 方 向相 反 的 弯 曲 形 变 ， 即 弓 形 翘 曲 。 (1) 采 用 带 侧 板 结 构 的 弯 曲 模 ， 以 阻 碍 材 料 沿 弯 曲 线 方 向 的 流 动 。(2) 改 变 弯 曲 凸 、 凹 模 形 状 ， 将 翘 曲 量 设 计 在 与 翘 曲 方 向 相 反 的方 向 上 。 弯 曲 变 形 区 外 侧 因 弹 性 恢 复 而 缩 短 ， 内 侧 因 弹 性 恢 复 而 伸 长 ，产 生 了 弯 曲 件 的 弯 曲 角 度 和 弯 曲 半 径 与 模 具 相 应 尺 寸 不 一 致 的 现象 。 这 种 现 象 称 为 弯 曲 回 弹 。 弯 曲 回 弹 是 弯 曲 成 形 不 可 避 免 的 现 象 。 a. 尽 量 避 免 选 用 过 大 的 相 对 弯 曲 半 径 。 b. 在 弯 曲 区 压 制 加 强 筋 ， 提 高 零 件 的 刚 度 ， 抑 制 回 弹 。 按 回 弹 值 修 正 凸 模 的 角 度 和 半 径 ， 使 工 件 回 弹 得 到 补 偿 拉 弯 法 ： 使 弯 曲 变 形 的 内 、 外 区 都 产 生 拉 应 力 而 减 少 回 弹 ， 可得 到 精 确 的 弯 边 高 度 。 pr a. 当 工 件 的 相 对 弯 曲 半 径 较 小 时 ， 凸 模 圆 角 半 径 取 等 于 工 件 的弯 曲 半 径 ， 但 不 能 小 于 最 小 弯 曲 半 径 值 。10tr b. 当 时 ， 精 度 要 求 较 高 时 ， 必 须 考 虑 回 弹 的 影 响 ， 根 据回 弹 值 的 大 小 对 凸 模 圆 角 半 径 进 行 修 正 。 minrrp rrp c. 当 工 件 的 相 对 弯 曲 小 于 最 小 相 对 弯 曲 半 径 ， 应 取 凸 模 圆 角 半径 ， 增 加 一 道 整 形 工 序 ， 整 形 模 的 凸 模 圆 角 半 径 。 a. U形 凹 模 mm， ； mm， ； mm， 。dr2t trd )63(42t trd )32(4t trd 2 b. V形 凹 模 )(8.06.0( trr pd 或 者 开 退 刀 槽 。 若 过 小 则 弯 曲 件 两 端 自 由 部 分 太 长 ， 回 弹 大 ， 不 平 直 ； 深 度过 大 则 凹 模 增 高 ， 多 耗 模 具 材 料 并 需 要 较 大 的 压 力 机 工 作 行 程 。0L 间 隙 C由 压 力 机 闭 合 高 度 控 制 间 隙 过 大 则 回 弹 大 ， 间 隙 过 小 会 加 大 弯 曲 力 ， 擦 伤 工 件 并 降 低模 具 寿 命 。 tC )15.105.1( a. 凸 、 凹 模 配 做 加 工 ； b. 工 件 标 注 外 形 尺 寸 时 ， 以 凹 模 为 基 准 件 ， 间 隙 取 在 凸 模 上 ； c. 工 件 标 注 内 形 尺 寸 时 ， 以 凸 模 为 基 准 件 ， 间 隙 取 在 凹 模 上 ； d. 考 虑 模 具 的 磨 损 补 偿 ； e. “入 体 原 则 ” 标 注 。 、 按 照 IT6IT9级 精 度 确 定 。 pd 标 注 尺 寸 (“入 体 ” 原 则 )在 外 侧 时 ， 应 以 凹 模 为 基 准 ： dBBd 075.0 0)2( pCBB dp 凸 模 尺 寸 按 照 凹 模 配 做 ， 保 证 单 边 间 隙 C： 标 注 尺 寸 (“入 体 ” 原 则 )在 内 侧 时 ， 应 以 凸 模 为 基 准 ： 075.0 pBBp dCBB pd 0)2( 凹 模 尺 寸 按 照 凸 模 配 做 ， 保 证 单 边 间 隙 C：