弯曲工艺与弯曲模设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,弯曲工艺与弯曲模设计,概述,3.1,弯曲模设计程序,3.2,审图与弯曲工艺性分析,3.3,弯曲成形工艺方案制定,3.4,弯曲件展开尺寸计算,3.5,弯曲时回弹补偿量的确定,3.6,弯曲力的计算,3.7,弯曲凸、凹模成形尺寸计算,3.8,弯曲模结构设计,3.9,弯曲件成形模具总体结构设计,3.,10,弯曲成形质量问题分析,返回目录,1,.,概述,弯曲,：,在冲压力的作用下，把平板坯料弯折成一,定角度和形状的一种塑性成型工艺。,分类：压弯、折弯、扭弯、滚弯和拉弯。,弯曲模,：,弯曲工艺使用的冲模。,2,.,压弯的典型形状：,典型压弯工件：,3,.,弯曲过程及工作原理,4,.,3.1 弯曲模设计程序,审图,弯曲工艺性分析,冲压工艺方案制定,毛坯尺寸计算,回弹补偿量确定,冲压力及压力中心计算,凸、凹模结构设计,总体结构设计,冲压设备选择,冲压模装配图绘制,非标零件图绘制,5,.,课后思考,1,、说明弯曲模设计的程序。,6,.,3.2 审图与弯曲工艺性分析,学习目标：,理解最小相对弯曲半径，掌握弯曲件的结构工,艺性要求，了解弯曲件在公差、材料上的要求。,教学要求：,能够根据弯曲件的工艺条件，查表确定最小相,对弯曲半径；根据弯曲件的结构工艺性要求改善弯,曲件的结构设计。,7,.,3.2.1 弯曲件结构工艺性要求,（1）工件的弯曲圆角半径应不小于允许的最小弯,曲半径；,最小弯曲半径,：,导致材料开裂前的临界弯曲半径。,相对弯曲半径（,r/t,）：表示弯曲变形程度的工艺,参数。,8,.,影响材料最小弯曲半径数值的因素：,1.材料的力学性能（塑性）,2.材料的热处理状态(退火、加工硬化),3.制件弯曲角大小(以90为界),4.弯曲线方向(与材料纹向的关系),5.板料表面和冲裁断面质量（应力集中）,9,.,实例分析：弹簧接触片,10,.,机芯自停杆（弯曲线方向）,11,.,电位器接线片,12,.,（2）弯曲件上的孔应远离弯曲变形区或安排在弯曲之后冲出；（安全距离查表）,13,.,分析：,14,.,修改毛坯形状,（3）,弯曲直边应有足够的高度；,15,.,（4）移动在宽窄交界处的弯曲线或开工艺槽、孔；,16,.,（5）对于开口制件，可在弯曲变形后再冲切槽；,（6）弯曲件的形状和尺寸应尽可能对称，左右弯曲半径应一致。,17,.,3.2.2 弯曲件精度,一般弯曲件的尺寸公差等级应在,IT13,级以下，,角度公差应大于15。,3.2.3 弯曲件材料,要求具有足够的塑性、较低的屈服极限和较,高的弹性模数。,18,.,测验题,填空,1,、弯曲变形程度用,表示。,2,、最小相对弯曲半径,r,min,/t,表示,。,判断,1,、在其它条件相同的情况下，弯曲线垂直于钢板轧制方,向允许的弯曲半径较小。（）,2,、材料的机械性能对弯曲件影响较大，其中材料的塑性,越差，其允许的最小相对弯曲半径越小。（）,3,、相对弯曲半径（,r/t,）是表示零件结构工艺性好坏的,指标之一。（）,参考答案,19,.,课后思考,1,、板料的弯曲变形有哪些特点？,2,、什么是最小弯曲半径？影响最小弯曲半,径的因素有哪些？,3,、简述弯曲件的结构工艺性。,20,.,3.3 弯曲成形工艺方案制定,学习目标：,根据掌握,弯曲工序的安排与制定原则,，,制定,弯曲件成形工艺方案。,教学要求：,能对简单形状或非对称或批量大等条件的弯,曲件进行工序安排。,21,.,3.3.1 弯曲工艺方案制定,弯曲工艺：指成形制件各弯曲部位的先后顺序以,及弯曲工序的分散与集中的程度。,1.,弯曲工序安排原则：,（1）先外部后内部弯曲成形；,（2）前道工序必须为后道工序准备定位；,（3,）后次弯曲不破坏前次弯曲的形状；,（4）小型复杂件宜采用工序集中的工艺，大型,件宜采用工序分散的工艺；,（5）精度要求高的部位的弯曲宜采用单独工序,弯曲，以便模具的调整与修正；,22,.,2.,弯曲件的工序安排,（,1,）,简单弯曲件可一次弯曲成形，如,V,形件、,U,形件、,Z,形件；,复杂弯曲件需二次或多次弯曲成形，但尺寸小、材料薄、形状较复杂的弹性接触件最好一次复合弯曲成形；,23,.,（,2）,非对称弯曲件应尽可能采用成对弯曲；,24,.,（,3,）,批量大，尺寸小的弯曲件宜用连续模成型。,25,.,实例分析：弹簧接触片,26,.,机芯自停杆,27,.,3.3.2 弯曲件成形工艺方案的制定,弯曲工艺制定原则：,（1）整体曲线弯曲件宜采用冲裁与弯曲分离的,工艺方案。,（2）小型弯曲件宜采用冲裁与弯曲结合的级进,工序模，大型弯曲件宜采用冲裁与弯曲分,离的工艺方案。,（3）采用级进工艺方案时，先用切废方式冲裁,出需弯曲部分，后由外至内进行弯曲。,（4）级进工艺方案按切废、冲孔、弯曲、切除,载体（落料）顺序安排。,播放动画,28,.,实例分析：弹簧接触片,29,.,机芯自停杆,30,.,测验题,计算,1,、安排如图所示弯曲件的冲压工序。,参考答案,31,.,课后思考,1,、弯曲件工序安排的一般原则是什么？,32,.,3.4 弯曲件展开尺寸计算,学习目标：,了解中性层的概念及计算公式，掌握弯曲毛,坯展开尺寸的计算。,教学要求：,能够利用公式计算弯曲半径,r/t0.5,的弯曲,件的展开尺寸；能够查表确定无圆角弯曲或弯曲,半径,r0.5t,的弯曲件的展开尺寸。,33,.,3.4.1 中性层位置的确定,中性层：指金属在塑性变形过程中既没有伸长，,亦没有缩短，其变形量为零的层面。,中性层位置计算公式：,式中,弯曲中性层的曲率半径；,r,弯曲件内层的弯曲半径；,t,材料厚度；,k,中性层位置系数。,34,.,实例分析,35,.,3.4.2 弯曲件展开尺寸计算,1.,弯曲半径,r/t0.5,的弯曲件,计算步骤：,（1）将标注尺寸转换成计算尺寸，即将直线部,分与圆弧部分分开标注。,36,.,实例分析,37,.,（2）计算圆弧部分中性层曲率半径及弧长。,式中,圆弧对应的中心角以弧度表示。,弯曲角,与,圆弧对应的中心角,38,.,实例分析,39,.,40,.,（3）计算总展开长度，即各相关的弧长及直线,相加。,41,.,实例分析,42,.,2.,无圆角弯曲或弯曲半径,r0.5t,的弯曲件,毛坯尺寸可用下表所列经验公式。,形状复杂或精度要求高的弯曲件，需反复试,验弯曲，才能确定弯曲件毛坯尺寸。,43,.,测验题,填空,1,、弯曲件展开长度的计算依据是,。,判断,1,、,弯曲件的中性层一定位于工件,1/2,料厚位置。（）,计算,1,、计算如图所示弯曲件的坯料长度。,参考答案,44,.,课后思考,1,、如何计算弯曲件的展开尺寸？,45,.,3.5 弯曲时回弹补偿量的确定,学习目标：,了解回弹的概念，能够计算简单形状的弯曲,件的回弹量。,教学要求：,能够查表确定相对弯曲半径,r/t5,8,时的回弹,角和回弹半径。,46,.,回弹：弯曲件在去掉外力后，因弹性回复而使弯,曲半径和弯曲角变化。,表现：回弹主要使得弯曲半径和弯曲角度变大，,其差值称为回弹量。,播放动画,47,.,1）相对弯曲半径,r/t5,8,时，弯曲变形后的回弹,角和弯曲半径变化都较大，凸模圆角半径和,中心角可按下式计算：,式中,r,p,凸模的圆角半径；,r,制件的圆角内层半径；,s,弯曲材料的屈服极限；,E,弯曲材料的弹性模数；,t,毛坯厚度；,p,凸模的圆角半径所对弧长的中心角；,工件的圆角半径所对弧长的中心角。,50,.,实例分析,51,.,展开图,52,.,测验题,判断,1,、在弯曲工序中，冲压用材料过厚可能造成制件回弹加,大。（）,2,、在其他条件相同的情况下仅凸模圆角不同，弯曲后凸,模圆角半径的回弹较小。（）,参考答案,53,.,课后思考,1,、影响弯曲回弹的因素是什么？减小弯曲,回弹的措施有哪些？,2,、确定弯曲回弹值大小的方法有哪几种？,54,.,3.,6,弯曲力的计算,学习目标：,能够区别自由弯曲与校正弯曲，理解顶件和,压料力对弯曲的作用。,教学要求：,能根据弯曲模的结构计算所需的弯曲力，确,定相应的冲床吨位。,55,.,自由弯曲与校正弯曲,自由弯曲,1,）,V,形弯曲,2,）,U,形弯曲,校正弯曲,1,）,V,形弯曲,2,）,U,形弯曲,56,.,1.自由弯曲力,V,形件,U,形件,F,自,冲压行程结束时的自由弯曲力,k,安全系数，取1.0,1.3,b,弯曲材料的宽度,t,弯曲材料的厚度,r,弯曲件的内弯曲半径,b,材料的强度极限,57,.,2.校正弯曲力,F,校,=,qA,F,校,校正弯曲时的弯曲力,A,校正部分垂直投影面积,q,单位面积上的校正力,58,.,3.顶件力或压料力,F,Q,F,Q,=（0.3,0.8）F,自,4.压力机吨位的确定,有压料的自由弯曲,F,公称压力,=,（,F,自,+,F,Q,）,/,（,0.75,0.8,）,校正弯曲,F,公称压力,=,（,1.5,2,）,F,校,59,.,测验题,填空,1,、,弯曲校正力的计算公式是,，其中,表示,单位校正力。,参考答案,60,.,课后思考,1,、自由弯曲与校正弯曲存在什么关系？,61,.,3.,7,弯曲凸、凹模成形尺寸计算,学习目标：,能够确定弯曲模凸、凹模的结构参数，理解,凸、凹模的各部分尺寸大小对弯曲模工作或弯曲,件质量的影响。,教学要求：,根据弯曲相对半径，设计凸模的圆角半径和,圆弧中心角；根据弯曲件的尺寸及厚度确定凸、,凹模的各部分尺寸。,62,.,3.,7.1,凸模,凸模设计主要是圆角半径和圆弧中心角。,圆角半径应始终大于材料最小相对弯曲半径。,凸模圆角半径的确定方法：,（1）当工件,r,/,t,r,min,/,t,时：,（2）当工件,r,/,t,r,min,/,t,时：,r,p,=,r,（3）,当工件,r,/,t,r,min,/,t,时：,r,p,r,取,r,p,略大于,r,min,，,并加整形工序。,63,.,实例分析,64,.,凸模圆弧中心角,（1）当工件,r,/,t,r,min,/,t,时：,（2）当工件,r,/,t,r,min,/,t,时：,65,.,实例分析,66,.,3.,7.2,凹模,凹模圆角半径各方向应一致，通常根据材料,的厚度,t,选取。,当,t2mm,时,R,d,=（3,6）,t,t=2,4mm,时,R,d,=（2,3）,t,t4mm,时,R,d,=2,t,凹模圆角半径不得小于3,mm,67,.,3.,7.3,凸、凹模间隙,V,形件弯曲：间隙由调整冲床的闭合高度获得。,U,形件弯曲：,式中,Z,弯曲模凸、凹模间隙；,t,材料厚度；,材料厚度偏差；,c,间隙系数。,68,.,实例分析,69,.,3.,7.4,凸、凹模工作部分尺寸,U,形件凸、凹模横向尺寸,（,1,）工件标注外形尺寸时，以凹模为基准，间,隙取在凸模上。（工件取单向公差,）,70,.,（2）工件标注内形尺寸时，以凸模为基准，间,隙取在凹模上。（工件取单向公差,）,l,max,，l,min,工件的最大，最小极限尺寸；,Z,凸、凹模单边间隙；,工件公差；,d,，,p,凹、凸模制造公差，一般按,IT9,级选用，,也可按,d,=,p,=/4,选取。,71,.,测验题,计算,1,、计算如图所示弯曲制件的模具工作部分尺寸。,参考答案,72,.,课后思考,1,、如何确定弯曲模凸、凹模的尺寸？,73,.,3.,8,弯曲模结构设计,学习目标：,掌握,V,形、,L,形、,U,形、,Z,形件、四角形件，,圆形件等典型弯曲件的弯曲模结构及工作原理。,教学要求：,拆装上述几种模具，并观察其工作过程。,74,.,3.,8.1 V,形件的弯曲,（,1,）,V,形件弯曲,简单弯曲模,结构简单、制造加工容易，但生产效率、加,工精度低，只适用于小批量弯曲件生产。,a,）有压料装置,b,）无压料装置,V,形件弯曲,75,.,折板式弯曲模,播放动画,适用于精度要求较高，不对称、窄而长的,V,形弯曲件。,1-,凸模,2-,支柱,3-,折板活动凹模,4-,靠板,5-,铰链,6-,定位板,7-,顶杆,76,.,a,）竖边无校正,b,）竖边可校正,L,形件弯曲,（2）,L,形件弯曲,适用于两直边长度相差不大的情况,77,.,1-,凸模,2-,挡块,3-,凹模,4-,定位销钉,5-,反顶板,垂直于一条直边的方向弯曲，多用于级进模之中，适用于两直边长度相差较大的情况。,78,.,3.,8.2 U,形件弯曲,顺出件,形件,弯曲模,适于高度较小、尺寸精度要求低、底部不要求平整的小型形件。,顺出件,U,形件弯曲模,79,.,逆出件,U,形件弯曲模,可以对侧壁和底部进行校正,逆出件,U,形件弯曲模,80,.,活动凸模式结构,活动凹模式结构,活动式结构形件弯曲模,凸模或凹模为活动结构，在冲压过程中对侧壁和底部可以进行校正。,81,.,转轴式凹模弯曲模,适用于弯曲角小于90,o,的,U,形件,播放动画,转轴式,凹模,弯曲模,82,.,斜楔式凹模弯曲模,斜楔式凹模弯曲模,83,.,3.,8.3,形件弯曲,一次弯曲成形,a,适用于尺寸精度不高，,H,(810)t,、,t 1mm,的弯曲件,b,适用于弯曲半径较小，尺寸精度较高的弯曲件,84,.,一次弯曲成形复合模,播放动画,播放动画,摆块式复合弯曲模,复合弯曲模,85,.,二次弯曲成形,适用于,（,1215)t,，,弯曲半径较小，尺寸精度,要求较高的弯曲件。,86,.,87,.,88,.,3.,8.4 Z,形件弯曲,简单形件弯曲模,1-,定位板,2-,凸模,3-,凹模,4-,顶板,89,.,播放动画,形件复合弯曲模,90,.,3.,8.5,圆筒形件弯曲,一般分两次成形,第一次成形,第二次成形,91,.,大圆形件弯曲模,适用于圆筒直径,d,20mm,的大圆,92,.,一次成形,播放动画,转动凹模弯曲模,93,.,复合弯曲模,播放动画,小圆形件弯曲模,适合,d,mm,的小圆形件,94,.,3.,8.6,铰链件弯曲,一般分两次成形,播放动画,95,.,测验题,设计,1,、弯曲制件如图所示，画出模具结构草图。,参考答案,96,.,课后思考,1,、弯曲模结构设计时应注意些什么？,97,.,3.9 弯曲件成形模具总体结构设计,学习目标：,通过连续弯曲模的总体结构设计，掌握弯曲,件排样在材料纹理、特殊结构及切废等方面的处,理。,教学要求：,根据实例分析，掌握弯曲模的设计方案，总,体结构设计。,98,.,3.9.1 排样与材料纹向,实例分析：弹簧接触片,99,.,100,.,机芯自停杆,101,.,3.9.,2,切废形式处理,实例分析,102,.,3.9.,3,连续弯曲模,103,.,104,.,1-,凸凹模,2-,推杆,3-,卸料板,4-,冲孔凸模,5-,挡块,6-,弯曲凸模,7-,凹模座,8-,冲孔凹模,105,.,实例分析一,折弯切断连续模,注：按“,Esc”,键，退出动画的全屏状态,实例分析二,连续弯曲模,实例分析三,切断弯曲连续模,播放动画,播放动画,播放动画,106,.,实例分析四,107,.,综合实例分析,材料为08钢板，年产量5万件，要求无严重,划伤，无冲压毛刺，不允许孔产生变形。,108,.,工艺分析,10,+0.036,4-5,+0.03,08,钢,R1.5,基本工序：冲孔、落料、弯曲,109,.,工艺方案及模具结构形式,弯曲工序,冲孔工序,10，4-5,110,.,工艺方案1,111,.,工艺方案2,112,.,工艺方案3,113,.,工艺方案4,114,.,工艺方案5,115,.,工艺方案6,116,.,比较上述几种方案：,方案1,优点：,模具结构简单，模具寿命长、制造周期短，,投产快；工件的回弹容易控制，尺寸和形状精,确，表面质量高；除第一工序外，各工序皆能,用中10孔和一个侧面定位，定位基准一致且与,设计基准重合，操作也比较方便。,缺点:,工序分散，需用模具、压力机和操作人员,多，劳动量大。,117,.,方案2,优点：模具结构简单，投产快，寿命长。,缺点：回弹难于控制，尺寸和形状不精确而且工序分散，劳动量大，占用设备多。,方案3,优点：工序比较集中，占用设备和人员小。,缺点：模具寿命短，工件表面有刮伤，厚度有变薄，回弹不能控制，尺寸和形状不够准确。,118,.,方案4,工序比较集中，本质上与方案二相同，模具为连续模，结构较为复杂。,方案5,本质上与方案三相同，只是采用了结构较为复杂的连续模。,119,.,方案6,优点：工序最集中，只用一副模具完成全部工序，具有方案1的各项优点。,缺点是模具结构复杂，安装、调试、维修困难，制造周期长。,综合上述，考虑到该零件精度要求较高，批量不大，故生产中选择了第1种方案。,120,.,课后思考,1,、排样与材料纹向存在什么关系？,121,.,3.,10,弯曲成形质量问题分析,学习目标：,理解回弹、偏移、弯裂的现象及其分析其产,生原因，找出相对应的解决措施。,教学要求：,掌握从弯曲件设计、工艺措施、模具设计三,方面减少回弹、偏移和弯裂对弯曲件的影响。,122,.,3.10.1,回弹,播放动画,123,.,减少回弹的措施,1.,改进弯曲件的设计,（,1,）在弯曲变形区压制加强筋或成形折边；,（2）,选用,s,/E,小、机械性能稳定和板料厚度波动,小的材料。,124,.,2.,采取适当的工艺措施,（1）用校正弯曲代替自由弯曲；,（2）采用拉弯工艺弯曲,r/t,大的弯曲件。,125,.,3.,模具结构设计,（,1）,弯曲一般材料，在凸模和凹模上做等于回,弹角的斜度；,（2）弹幅较大的材料，可将凸模和顶板做成圆,弧曲面；,126,.,（3）合理选择模具间隙和凹模直壁的深度；,127,.,（4）弯曲厚度在0.8,mm,以上的塑性材料，可在,凸模上做突起处集中压力，对圆角处校正；,128,.,（5）使用弹性凹模弯曲成形；,（6）采用强力顶件器；,129,.,3.10.2,偏移,播放动画,130,.,解决措施：,（,1）,采用压料装置；,（2）设计合理的定位板（外形定位）或定位销,（内形定位）；,131,.,3.10.3,弯裂,弯裂：外层纤维受拉变形而断裂,开裂原因：,（,1,）,弯曲线方向,（,2,）板料表面和冲裁断面的质量,剪切表面有缺陷，不光洁，有毛刺,132,.,采取措施：,1）,采用表面质量好无缺陷的材料；,2）工件弯曲半径小于最小弯曲半径；,3）,弯曲线与材料的纤维方向垂直；,4）毛坯中有毛刺的一面作为弯曲内侧。,133,.,测验题,填空,1,、,弯曲件最容易出现影响工件质量的问题有,、,和,等。,参考答案,134,.,课后思考,1,、弯曲过程中坯料可能产生回弹的原因有,哪些？如何解决回弹？,2,、弯曲过程中坯料可能产生偏移的原因有,哪些？如何减少和克服偏移？,3,、弯曲过程中坯料可能产生弯裂的原因有,哪些？如何解决弯裂？,135,.,本章小结,本章按照弯曲模的设计程序，以三个弯曲件,为案例，分析了弯曲模的设计过程，重点在弯曲,件的工艺分析、工艺计算以及弯曲模的结构设计,方面的基础知识，同时也强调了设计中需要注意,的一些要点。,通过本章的学习，学生应能够举一反三，独,立的完成中等复杂程度的弯曲模的设计。,136,.,测验题,填空,1,、弯曲变形程度用,相对弯曲半径（,r/t,）,表示。,2,、最小相对弯曲半径,r,min,/t,表示,材料的弯曲变形极限,。,判断,1,、在其它条件相同的情况下，弯曲线垂直于钢板轧制方,向允许的弯曲半径较小。（,）,2,、材料的机械性能对弯曲件影响较大，其中材料的塑性,越差，其允许的最小相对弯曲半径越小。（,）,3,、相对弯曲半径（,r/t,）是表示零件结构工艺性好坏的,指标之一。（,）,返 回,137,.,测验题,答：由零件图可知加工该零件包括冲孔，落料，弯曲三,个工序。,工序安排如下：,1,、冲孔，落料,2,弯曲,R5,一角,3,弯曲,R0.8,两角,返 回,138,.,测验题,填空,1,、弯曲件展开长度的计算依据是,弯曲前后中性层长度不,变,。,判断,1,、,弯曲件的中性层一定位于工件,1/2,料厚位置。（,）,计算,1,、计算弯曲件的坯料长度。,解：,返 回,139,.,测验题,判断,1,、在弯曲工序中，冲压用材料过厚可能造成制件回弹加,大。（,）,2,、在其他条件相同的情况下仅凸模圆角不同，弯曲后凸,模圆角半径的回弹较小。（,）,返 回,140,.,测验题,填空,1,、,弯曲校正力的计算公式是,F,校,=Ap,，其中,p,表示单,位校正力。,返 回,141,.,测验题,返 回,142,.,测验题,模具结构草图,返 回,143,.,测验题,填空,1,、,弯曲件最容易出现影响工件质量的问题有,弯裂 、,偏移,和,回弹,等。,返 回,144,.,