彎曲模實(shí)例分析

1、南陽理工學(xué)院3.2 彎曲模實(shí)例分析 多部位彎曲模 保持架零件圖如下圖所示材料20，厚度0.5，中批量生產(chǎn)。彎曲件名稱為保持架，形狀對稱，尺寸精度無特殊要求，中批量生產(chǎn)，材料是20鋼，屬于塑性較好的軟鋼。采用單工序沖壓，需要三道工序，如圖所示。三道工序依次為落料、異向彎曲、末次彎曲。每道工序各用一套模具。本節(jié)只介紹第二道工序的異向彎曲模。3.2.1 彎曲零件工藝性分析 經(jīng)分析零件圖可知，此零件對圓角半徑大小無要求。為減少回彈，保證質(zhì)量，圓角半徑應(yīng)選小一些，可查表3-6中直接獲得。彎曲線與纖維線的方向不同，其位置是不一樣的。在b、c、d處為垂直狀態(tài)，在e點(diǎn)位置為平行狀態(tài)，材料為正火狀態(tài)，所以表3-

2、6中查的最小彎曲半徑分別為0.1t和0.5t，最后確定在b、c、d處的圓角半3.2.2 回彈量的計(jì)算 徑取0.05mm,在e點(diǎn)處的圓角半徑取0.25mm。本例采用查表法確定各彎曲線處得回彈量。d點(diǎn)位置處得彎曲角為155，相對彎曲半徑R/t=0.05/0.5=0.1，由表3-2查出回彈角小于030。c點(diǎn)位置的彎曲角是指R3圓弧在c點(diǎn)的切線與cd的夾角，其角度可用作圖法求出，大約81，再查表3-2并用查補(bǔ)法求的回彈角的值為140。用同樣的方法求的b點(diǎn)回彈角為145。而R3圓弧彎3.2.2 回彈量的計(jì)算 曲后產(chǎn)生的回彈不但使圓弧曲率半徑增大，而且還會影響兩端直線的角度。R/t=3/0.5=0.6，彎

3、曲角是b、c兩點(diǎn)圓弧切線夾角，其角度可用作圖法求出，得為30，查表3-2可得回彈角的值為6。即圓弧產(chǎn)生的回彈將使ab與cd兩條直線夾角產(chǎn)生6回彈值。采用補(bǔ)償法消除回彈。凸模和凹模各部位角度的補(bǔ)償見下圖。3.2.2 回彈量的計(jì)算 中性層的確定xtr 式中：中性層彎曲半徑，mm； r彎曲半徑，mm； t材料厚度，mm； x中性層位移系數(shù)。3.2.3 展開長度的確定 毛坯展開長度計(jì)算與確定 u彎曲半徑r0.5t： 按中性層不變原理：坯料總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧段長度之和，即： 3.2.3 展開長度的確定 )xtr ()xtr ()xtr (lllL3180218011803213213.2.

4、3 展開長度的確定 u彎曲半徑r0.5t：按體積不變原則按體積不變原則進(jìn)行計(jì)算。 3.2.3 展開長度的確定 3.2.3 展開長度的確定 保持架毛坯展開長度計(jì)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：彎曲件展開長度公式為經(jīng)驗(yàn)公式 或 中t的公差、r、x的微小誤差展開長度計(jì)算數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確彎曲模的制作順序： 先作彎曲模通過彎曲件實(shí)際尺寸調(diào)整展開長

5、度數(shù)據(jù)確定展開毛坯準(zhǔn)確落料刃口尺寸制作落料模。3.2.3 展開長度的確定 u自由彎曲力的計(jì)算 U形件：V形件：tRKBtFb216 . 0式中：F1自由彎曲力(N)；（沖壓結(jié)束時的彎曲力） K 安全系數(shù)；（一般取k1.3） B 彎曲件寬度(mm)； t 彎曲件厚度(mm)； 材料的抗拉強(qiáng)度(MPa)； r 彎曲半徑(mm).3.2.4 彎曲力的計(jì)算 btRKBtFb217 . 0u校正彎曲力的計(jì)算： F2式中：F2校正彎曲力(N)； 單位校正力(MPa)； 工件被校正部分的投影面積(mm2)。3.2.4 彎曲力的計(jì)算 例：V型彎曲件，材料H68，厚t=3mm，寬b=100mm，抗拉強(qiáng)度Rm=4

6、00N/mm2，彎曲內(nèi)側(cè)圓角r=3mm，工件被校正部分在凹模上的投影面積為10000mm2求：自由彎曲力及校正彎曲力解： kNtrRkbtFmz8 .46N468003340031003 . 16 . 06 . 022Fj=3510000=350000=350kN校正彎曲力遠(yuǎn)大于自由彎曲力3.2.4 彎曲力的計(jì)算 對設(shè)置頂件裝置或壓料裝置的彎曲模,其頂件力(或壓料力)可以近似取自由彎曲力的3080,即 u頂件力或壓料力FQ的計(jì)算 FQ（0.30.8）F1（或F2 ）3.2.4 彎曲力的計(jì)算 u壓力機(jī)公稱壓力的確定壓力機(jī)公稱壓力的確定F總F1+FQ 校正彎曲時,由于校正彎曲力遠(yuǎn)大于自由彎曲力、頂

7、件力和壓料力,因此F自和FQ可以忽略不計(jì),即 F總F2 一般情況下,壓力機(jī)的公稱壓力可取: F總(1.11.3)F2 自由彎曲時,總的工藝壓力為u保持架的彎曲力計(jì)算 3.2.4 彎曲力的計(jì)算 保持架共有八條彎曲線，均按自由彎曲計(jì)算。b、c、d各處彎曲按式(3-9)計(jì)算，當(dāng)彎曲內(nèi)半徑r取0.1t時，則每處的彎曲力為NtRKBtFb36.12765 . 05 . 01 . 04505 . 083 . 16 . 06 . 0221直線彎曲共有六處，六處總的彎曲力為： 1276.36N6=7658.16Nu保持架的彎曲力計(jì)算 3.2.4 彎曲力的計(jì)算 e處彎曲與上述計(jì)算類同，只是彎曲件寬度為4mm，則

8、e處單側(cè)彎曲力為638.18N，而兩側(cè)的彎曲力應(yīng)再乘以2，即1276.36N。 R3 圓弧的彎曲力：NtRKBtFb57.2005 . 034505 . 083 . 16 . 06 . 0221兩個R3 圓弧的彎曲力： 200.57N2=401.14N F1總(7658.16+1276.36+401.14)N9335.66N u保持架的彎曲力計(jì)算 3.2.4 彎曲力的計(jì)算 校正彎曲力的計(jì)算按式(3-11)為 F2qA式中q查表3-9取值為30MPa;面積A按水平面的投影面積計(jì)算。 A5684(148)472（mm2）所以 F23047214160（N）自由彎曲力和校正彎曲力的和為 F F1總+

9、 F2 =9335.661416023495.66Nu彈頂器的確定3.2.4 彎曲力的計(jì)算 彈頂器的作用是將彎曲后的工件頂出凹模，由于所需的頂出力很小，在突耳的彎曲過程中，彈頂器的力不宜太大，應(yīng)當(dāng)小于單邊的彎曲力，否則彈頂器將壓彎工件使工件在直邊部位出現(xiàn)變形。 選用圓柱螺旋壓縮彈簧，從沖壓設(shè)計(jì)資料中選取彈簧，其中徑D2l4mm，鋼絲直徑d1.2mm，最大工作負(fù)荷FN41.3N，最大單圈變形量fn5.575mm，節(jié)距t7.44mm。 3.2.4 彎曲力的計(jì)算 )(47. 2575. 533 .41NnfFKn彈簧的彈性系數(shù)K可按下式估算彈簧有效圈數(shù)n=3圈，最大變形量為： f1nfn35.575

10、16.73(mm)彈簧預(yù)先壓縮量選為： f0=8mm。頂件塊位于上止點(diǎn)時應(yīng)和b、c點(diǎn)等高，上模壓下時與f點(diǎn)等高，彈頂器的工作行程: fx4.2610.2(mm)3.2.4 彎曲力的計(jì)算 則彈簧預(yù)緊力為： F0Kf02.47819.76(N)下止點(diǎn)時彈簧彈頂力為： F1Kfx2.4710.225.2 (N)此值遠(yuǎn)小于e處的彎曲力，故符合要求。u模具圓角半徑的確定 3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定凸模圓角半徑rp： 當(dāng)rrmin時：rminrpr 當(dāng)rrmin： 先取rprmin彎曲成形； 再增加一套整形工序，使rp=r凸模圓角半徑rp應(yīng)根據(jù)回彈值做相應(yīng)修正。 131psrrEt式中： r 彎曲

11、件內(nèi)側(cè)彎曲半徑，mm； s 材料的屈服強(qiáng)度，MPa； E 材料的彈性模量，MPa； t 彎曲件厚度，mm。 當(dāng)r精度要求較高時：3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定凹模圓角半徑R凹：R凹根據(jù)板料厚度t取值（或按表3-10查?。寒?dāng)t2mm時：R凹 （36）t當(dāng)t24mm時：R凹 （24）t當(dāng)t4mm時：R凹 2t凹模入口處圓角半徑R凹：注意：凹模入口處兩側(cè)的圓角半徑R凹應(yīng)相等 3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定 V形彎曲時：底部開成空刀槽凹模底部圓角半徑R凹：依據(jù)厚度變薄特點(diǎn)： R凹=（0.60.8）（R凸+t）3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定凹模底部圓角半徑R凹： U形彎曲時：底部自然形成，

12、無凹模底部圓角3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定凹模深度：指彎曲件的彎曲邊在凹模內(nèi)的非變形區(qū)的直線段長度 凹模深度過小，兩邊自由部分過大，造成彎曲件回彈量大，工件不平直； 凹模深度過大，則增大了凹模尺寸，浪費(fèi)模具材料，且需要大行程的壓力機(jī)。3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定凹模深度：經(jīng)驗(yàn)取值：按表3-10 3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定u凸、凹模間隙凸、凹模間隙： 指彎曲模中凸、凹模之間的單邊間隙，用Z表示。 彎曲V形件時：凸、凹模間隙名義上是以板厚為準(zhǔn)，依靠壓力機(jī)閉合高度來調(diào)節(jié)控制，無須模具結(jié)構(gòu)保證。3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定u凸、凹模間隙有色金屬: Z/2tmin+nt。黑色金

13、屬：Z/2（1+n）t；彎曲U形件時，凸、凹模間隙由模具保證。彎曲模凸、凹模間隙根據(jù)材料種類、厚度及彎曲件高度和寬度而定，如右圖所示。其公式為：3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定u凸、凹模工作部位計(jì)算 工件標(biāo)注外形尺寸時：確定凹模為基準(zhǔn)件。凹模寬度計(jì)算：凹凹0)(xBB工件標(biāo)注雙向偏差（B）時，3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定凹凹0)21(BB凹取IT7IT9u凸、凹模工作部位計(jì)算 凹凹0)43(BB工件標(biāo)注單向偏差 時，凸模寬度計(jì)算：按凹模實(shí)際尺寸配制，保證單邊間隙Z/2。3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定凹取IT7IT90B0(凸凹凸Z）BB工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時：確定基準(zhǔn)：以凸模為基準(zhǔn)件。凸模寬度計(jì)算：工件標(biāo)注雙向?qū)ΨQ偏差（B1）時3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定01)21(凸凸 BB01)(凸凸xBB工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時：工件標(biāo)注單向偏差（ )時，凹模寬度計(jì)算：按凸模實(shí)際尺寸配制，保證單邊間隙Z/2。3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定01B01)43(凸凸 BBd取IT7IT9凹凸凹0)(ZBBu保持架凸、凹模尺寸確定3.2.5 彎曲模工作部分尺寸確定 凸模是由兩部分組成的鑲拼結(jié)構(gòu)，如圖所示。這樣的結(jié)構(gòu)便于線切割機(jī)床加工。圖中凸模B部位的尺寸按回彈補(bǔ)償角度設(shè)計(jì)。A部位