模具設计与制造(弯曲模).docVIP

2.3弯曲模设计 将坯料弯成具有一定角度和形状的零件的成形方法称为弯曲。弯曲所使用的冲压模具称为弯曲模。 2.3.1 弯曲工艺及设计计算 1．弯曲过程分析 在压力机上采用压弯模具对板料进行压弯是弯曲工艺中运用最多的方法。弯曲变形的过程一般经历弹性弯曲变形、弹-塑性弯曲变形、塑性弯曲变形三个阶段。现以常见的V 形件弯曲为例弯曲开始时，模具的 凸 、凹模分别与板料在接触使板料产生弯曲。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。随着凸模进入凹模深度的增大，弯曲圆角半径 r 亦逐渐减小，即r r 2 r 1 r 0 ，板料的弯曲变形程度进一步加大。 （a） （b） （c） （d） 图2-75 弯曲变形过程 弯曲变形程度可以用相对弯曲半径 r/t表示，t为 板 料的厚度。 r/t越小，表明弯曲变形程度越大。一般认为当相对弯曲半径r/t200时，弯曲区材料即开始进入弹-塑性弯曲阶段，坯料变形区内（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，随后塑性变形向坯料内部扩展。凸模继续下行，变形由弹-塑性弯曲逐渐过渡到塑性变形。最终，凸模的V形斜面接触后被反向弯曲，再与凹模斜面逐渐靠紧，直至板料与凸 、凹模完全贴紧。若弯曲终了时，凸模与板料、凹模三者贴合后凸模不再下压，称为自由弯曲。若凸模再下压，对板料再增加一定的压力，则称为校正弯曲校正弯曲与自由弯曲的凸模下止点位置是不同的，校正弯曲使弯曲件在下止点受到刚性镦压 ，减小了工件的回弹由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后发生变化的现象称回弹。减小回弹的措施：加强筋 2）选用弹性模大屈服极限小机械性能稳定的材料采用校正弯曲，增加弯曲力加热弯曲V形弯曲可在凸模上减去一个回弹角U形弯曲可将凸模壁作出等于回弹角的倾斜角或将凸模顶面做成弧面弯曲凸模减小凸模与工件的接触区，使压力集中凸弯曲的偏移由于坯与模具之间磨擦的存在，当磨擦力不平衡时造成坯的移位，使弯曲件的尺寸达不到要求称作偏移产生偏移的原因不对称，两边与凹模接触面不相等两边折弯的个数不一样凹模两边的边缘圆角半径不相等防止偏移的措施尽可能采用对称凹模，边缘圆角相等，间隙均匀。采用弹性顶件装置的模具结构。采用定位销的模具结构。 （2）弯曲件直边高度 当弯曲件为90o弯曲时，应使其直边高度h2t，否则没有足够长的弯曲力臂。当h2t时，应预先压槽，再弯曲或增加直边高度，弯曲后再切除高出部分，如图2-80所示。 （3）弯曲件孔边距 带孔的板料在弯曲时，如果孔位于弯曲变形区内，则弯曲后孔的形状会发生变形。如图2-81a所示，孔边到弯曲半径中心的距离l为： 当t≥2mm 时，l≥2t 当t＜2mm 时，l≥t 如果不能满足上述条件，可以采取冲凸缘缺口或月牙槽的措施，或在弯曲变形区冲出工艺孔，防止孔在弯曲时变形，如图2-81b、c所示。 （a） （b） （c） 图2-81 弯曲件孔边距 （4）止裂孔、止裂槽 板料边缘需局部弯曲时，为了避免角部畸变与形成裂纹，应预先切槽或冲工艺孔如图2-82所示。 （5）弯曲件的尺寸标注 弯曲件的尺寸标注有三种方法，如图2-83所示。图2-83a可以采用先落料冲孔，然后弯曲成形。而图2-83b、c为了保证尺寸，只能先弯曲后冲孔，增加了工序。 （6）弯曲件的尺寸精度 弯曲件的尺寸精度以不高于IT13级为宜，角度公差应不大于±15′。若对尺寸精度有较高要求，在结构设计上应设置定位工艺孔；对角度公差有较高要求时，应在弯曲工艺方面增加整形工序。 4．弯曲工艺计算 （1）弯曲件 在计算弯曲件坯料的尺寸时，首先要确定中性层位置，如图2-84所示。 在生产中，一般用经验公式，中性层的位置以曲率半径ρ来表示 （2-37） 式中 x ——中性层位移系数，其值见表2-22 表2中性层系数x的值 r0.5