冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、彎曲是將板料、型材、管材或棒料等按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角度和一定的曲率，形成所需形狀零件的沖壓工序。它屬于成形工序，是沖壓基本工序之一，在沖壓零件生產(chǎn)中應(yīng)用較普遍，圖3.1.1是用彎曲方法加工一些典型零件。圖3.1.1彎曲成形典型零件????根據(jù)所使用的工具與設(shè)備的不同，彎曲方法可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以及在專用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎、滾彎、拉彎等，如圖3.1.2所示。各種彎曲方法盡管所用設(shè)備與工具不同，但其變形過程及特點(diǎn)有共同規(guī)律。本章將主要介紹在生產(chǎn)中應(yīng)用最多的壓彎工藝與彎曲模設(shè)計(jì)。????彎曲所使用的模具叫彎曲模，它是彎曲過程必不可少的工藝裝備。圖3.1.3

2、是一副常見的Ｖ形件彎曲模。彎曲開始前，先將平板毛坯放入定位板10中定位，然后凸模4下行，凸模與頂桿7將板材壓?。煞乐拱宀脑趶澢^程中發(fā)生偏移），實(shí)施彎曲，直至板材與凸模、凹模3完全貼緊，最后開模，Ｖ形件被頂桿頂出。a)模具壓彎　b)折彎　　c)滾彎　　d)拉彎圖3.1.2彎曲件的彎曲方法1－下模板2、5－圓柱銷3－彎曲凹模4－彎曲凸模6－模柄7－頂桿8、9－螺釘10－定位板圖3.1.3Ｖ形件彎曲模形彎曲是最基本的彎曲變形，任何復(fù)雜彎曲都可看成是由多個(gè)V形彎曲組成。所以我們以V形彎曲為代表分析彎曲變形過程。????圖3.2.1為V形彎曲時(shí)板材的受力情況。在板材A處，凸模

3、1施加外力2F，在凹模2支承點(diǎn)B處，則產(chǎn)生反力并與這外力構(gòu)成了彎曲力矩M=F*L，該彎曲力矩使板材產(chǎn)生彎曲變形。1—凸模2—凹模?圖3.2.1V形彎曲板材受力情況圖3.2.2　彎曲過程ａ）彎曲前　?。猓澢?.2.3　彎曲前坐標(biāo)網(wǎng)格的變化???從彎曲變形區(qū)的橫截面變化來看，變形有兩種情況：窄板（B/t3）彎曲時(shí)，內(nèi)區(qū)寬度增加，外區(qū)寬度減小，原矩形截面變成了扇形（圖3.2.4a）；寬板（B/t3）彎曲時(shí)，橫截面幾乎不變，仍為矩形（圖3.2.4b）。????由此可見，板料在塑性彎曲時(shí)，隨相對寬度B/t的不同，其應(yīng)力、應(yīng)變的性質(zhì)也不同，分析如下：????１．應(yīng)變狀態(tài)????

4、a)窄板（B/t3）b)寬板（B/t3）圖3.2.4　彎曲變形區(qū)的橫截面變化情況????從應(yīng)力狀態(tài)來看，窄板彎曲時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)是平面的，寬板則是立體的。????綜上所述，將板料彎曲時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)歸納于表3.2.1。?ａ）彈性彎曲　?。猓棧苄詮澢。悖┘兯苄詮澢鷪D3.2.5　彎曲半徑和彎曲中心角圖3.2.6　坯料彎曲變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)為的分布?????1．中性層的內(nèi)移圖3.2.7　彎曲后的翹曲圖3.2.8　　型材、管材彎曲后的剖面畸變???１．影響最小彎曲半徑的因素?????（１）材料的力學(xué)性能????材料的塑性越好，塑性變形的穩(wěn)定性越強(qiáng)（均勻伸長率越大），許可的最小彎曲

5、半徑就越小。????（２）材料表面和側(cè)面的質(zhì)量????板料表面和側(cè)面（剪切斷面）的質(zhì)量差時(shí)，容易造成應(yīng)力集中并降低塑性變形的穩(wěn)定性，使材料過早地破壞。對于沖裁或剪裁坯料，若未經(jīng)退火，由于切斷的面存在冷變形硬化層，就會使材料塑性降低。在上述的情況下應(yīng)選用較大的最小彎曲半徑。????（３）彎曲線的方向????２．最小彎曲半徑的數(shù)值????由于上述各種因素的影響十分復(fù)雜，所以最小彎曲半徑的數(shù)值一般用試驗(yàn)方法確定。各種金屬材料在不同狀態(tài)下的最小彎曲半徑的數(shù)值，參見表3.2.2。????３．提高彎曲極限變形程度的方法????在一般的情況下，不宜采用最小彎曲半徑。當(dāng)工件的彎曲半徑小

6、于表3.2.2所列數(shù)值時(shí)，為提高彎曲極限變形程度，常采取以下措施：????(1）經(jīng)冷變形硬化的材料，可采用熱處理的方法恢復(fù)其塑性，再進(jìn)行彎曲。????(2）清除沖裁毛刺，當(dāng)毛刺較小時(shí)也可以使有毛刺的一面處于彎曲受壓的內(nèi)緣（即有毛刺的一面朝向彎曲凸模），以免應(yīng)力集中而開裂。????(3）對于低塑性的材料或厚料，可采用加熱彎曲。????(4）采取兩次彎曲的工藝方法，即第一次采用較大的彎曲半徑，然后退火；第二次再按工件要求的彎曲半徑進(jìn)行彎曲。這樣就使變形區(qū)域擴(kuò)大，減小了外層材料的伸長率。????(5）對于較厚材料的彎曲，如結(jié)構(gòu)允許，可以采取先在彎角內(nèi)側(cè)開槽后再進(jìn)行彎曲的工藝（

7、圖3.2.10）。圖3.2.9　纖維方向?qū)Φ挠绊憟D3.2.10　開槽后進(jìn)行彎曲?????注：???1.當(dāng)彎曲線與纖維方向成一定角度時(shí)，可采用垂直和平行纖維方向二者的中間值。????2.在沖裁或剪切后沒有退火的毛坯彎曲時(shí)，應(yīng)作為硬化的金屬選用。????3.彎曲時(shí)應(yīng)使有毛刺的一邊處于彎角的內(nèi)側(cè)。????4.表中t為板料厚度。材料的力學(xué)性能????材料的塑性越好，塑性變形的穩(wěn)定性越強(qiáng)（均勻伸長率越大），許可的最小彎曲半徑就越小。????（２）材料表面和側(cè)面的質(zhì)量????板料表面和側(cè)面（剪切斷面）的質(zhì)量差時(shí)，容易造成應(yīng)力集中并降低塑性變形的穩(wěn)定性