《模塊三U型彎曲模》PPT課件.ppt

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模塊三U型彎曲模,哈職院模具教研室,設計任務：,完成圖示彎曲件的模具設計,課題一彎曲概述,1.概念金屬材料被彎成一定形狀和角度的零件的成形方法稱為彎曲。2.應用,模具彎曲成形、折彎、輥彎、拉彎。,a)模具彎曲b)折彎c)滾彎d)拉彎,1-模柄2-橫銷3-彎曲凸模4-彎曲凹模5-銷釘6-下模座7-螺釘8-彈簧9-頂桿10-擋料銷,課題二彎曲變形過程及變形特點,一、彎曲變形過程彎曲半徑逐漸減小，即彎曲力臂逐漸減小，即,二、彎曲變形特點,板料彎曲前后的網(wǎng)格變化,在彎曲帶中心角范圍內(nèi)，中心角以外基本上不變形。,彎曲角α與彎曲中心角φ,變形特點長度方向：內(nèi)側單元格長度減小受壓外側單元格長度增加受拉彎曲中性層：長度既不減小也不增加的那層金屬。厚度方向：內(nèi)側單元格長度減小，厚度增加外側單元格長度增加，厚度減小寬度方向：窄板a)矩形截面內(nèi)寬外窄的扇形截面寬板b)矩形截面無變化,,,,總體厚度減小,,一、最小相對彎曲半徑（1）最小相對彎曲半徑概念：在自由彎曲保證坯料最外層纖維不發(fā)生破裂的前提下，所能獲得的彎曲件內(nèi)表面最小圓角半徑與彎曲材料厚度的比值，稱為最小相對彎曲半徑。意義：,課題三彎曲件質(zhì)量分析,（2）最小彎曲半徑的影響因素1）材料的塑性和熱處理狀態(tài)：材料塑性越好，最小相對彎曲半徑可越小。2）坯料的邊緣及表面狀態(tài)：應將毛刺和其他缺陷置于彎曲內(nèi)側。3）彎曲方向：彎曲方向與纖維方向垂直時，對彎曲有利。4）彎曲角a：彎曲角a越大，最小相對彎曲半徑越小。,（3）防止彎裂的措施退火、加熱彎曲消除沖裁毛刺兩次彎曲（先加大彎曲半徑，退火后再按工件要求的小半徑彎曲）校正彎曲對較厚材料的開槽后彎曲,二、彎曲件的回彈回彈：在材料彎曲變形結束，零件不受外力作用時，由于彈性恢復，使彎曲件的角度，彎曲件與模具的尺寸形狀不一致的現(xiàn)象稱為回彈。（1）回彈的表現(xiàn)形式1）彎曲件半徑增大2）彎曲件角增大,（2）影響回彈的因素1）材料的力學性能：材料的屈服點越大，彈性模量越小，彎曲回彈越大。2）相對彎曲半徑：相對彎曲半徑越小，回彈值越小。3）彎曲件角度a：彎曲件角度越小，表示彎曲變形區(qū)域越大，回彈越大。4）彎曲方式：校正彎曲回彈小。5）模具間隙：間隙大，材料處于松動狀態(tài)，回彈就大；反之，回彈就小。6）零件形狀：零件形狀復雜，一次彎曲成形角的數(shù)量越多，各部分的回彈相互牽制作用越大，回彈就越小。,（3）回彈值的確定1）大變形程度(<5)自由彎曲時的回彈回彈值較小，只修正角度。2）小變形程度(≥10)自由彎曲時的回彈回彈值較大需修正彎曲半徑和彎曲角度。,彎曲角度的修正：,彎曲半徑的修正：,三、減小回彈的措施1）改進零件的設計,2）從彎曲工藝上采取措施如采用校正彎曲、拉彎等工藝以減小回彈值。,拉彎用模,3）從模具結構上采取措施,補償回彈的方法改變凸模形狀減小回彈,增加拉應變減小回彈端部加壓減小回彈,四、彎曲時的偏移偏移：當坯料各邊所受的摩擦阻力不等時，有可能使坯料在彎曲過程中沿零件的長度方向產(chǎn)生移動，使零件兩直邊的高度不符合零件的要求，這種現(xiàn)象稱為偏移。（1）偏移現(xiàn)象的產(chǎn)生,a.b-坯料形狀不對稱C-零件結構不對稱d.e-模具結構不合理,（2）克服偏移的措施1）壓料；2）孔定位；3）不對稱零件成對生產(chǎn)；4）合理設計模具。,a.b-壓料c-孔定位,不對稱零件成對生產(chǎn),五、彎曲后的翹曲與剖面畸變,彎曲后的翹曲管材彎曲后的剖面畸變,兩道工序彎曲大圓,四、通用彎曲模,多次V形彎曲制造復雜零件舉例,課題四彎曲件的結構工藝性,彎曲件工藝性分析1.材料分析如果彎曲件的材料具有足夠的塑性，屈強比小，屈服點與彈性模量的比值小，則有利于彎曲成形和工件質(zhì)量的提高。2.結構分析（1）最小彎曲半徑和彎曲件的彎曲高度1）彎曲半徑,2)彎曲高度彎曲件的彎邊高度不宜過小，其值應為。,彎邊高度過小的解決方法,（2）預沖工藝孔或切槽,防止根部彎裂的方法：改變彎曲線的位置預沖工藝槽孔,（3）彎曲件孔邊距一般孔邊到彎曲半徑r中心的安全距離按料厚確定：時，時，,彎曲件孔邊距離防止彎曲時孔變形的措施,（4）彎曲樣的幾何形狀彎曲件應盡量設計成對稱狀，彎曲半徑左右一致，以防彎曲變形時坯料受力不均而產(chǎn)生偏移。,增加連接帶和定位工藝孔的彎曲件,（5）彎曲件的尺寸標注,尺寸標注形式對彎曲工藝的影響,3.精度分析一般彎曲件長度的尺寸公差等級在IT13級以下，角度公差大于15′。,課題五彎曲件展開尺寸計算,一、中性層和中性層位置的確定彎曲件的坯料長度應等于中性層的展開長度。由于彎曲時坯料的厚度減薄，所以中性層的位置發(fā)生內(nèi)移，其內(nèi)移量隨變形成度的增加而增加。中性層位置以曲率半徑ρ表示（見上圖），通常用下列經(jīng)驗公式確定，其中x為中性層位移系數(shù)。,二、彎曲件展開尺寸的計算（1）有圓角半徑的彎曲（）,（2）圓角半徑很小（）的彎曲由于變形程度大，一般變形前后體積不變的原則由經(jīng)驗公式計算。（3）鉸鏈式彎曲件鉸鏈件一般采用推圓的方法生產(chǎn)，其中性層會發(fā)生外移，外移系數(shù)用表示。,課題六彎曲力的計算,V形件彎曲力,U形件彎曲力,——自由彎曲在沖壓行程結束時的彎曲力；——彎曲件的寬度；——彎曲材料的厚度；——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑——材料的抗拉強度；——安全系數(shù)，一般取K＝1.3。,,一.自由彎曲的彎曲力,二.校正彎曲時的彎曲力,——校正彎曲應力；——校正部分投影面積；——單位面積校正力。,三.頂件力或壓料力若彎曲模設有頂件裝置或壓料裝置，其頂件力（或壓料力)可近似取自由彎曲力的30~80%，即,四.壓力機噸位的選?。?）對于有壓料的自由彎曲,（2）對于校正彎曲，由于校正彎曲力比壓料力或頂件力大得多，故壓料力和頂件力一般可以忽略，即,課題七彎曲件的工序安排,一、彎曲件工序安排原則1．對于形狀簡單的彎曲件，比如V形、U形、Z形工件等，可以采用一次彎曲成形；對于復雜形狀的彎曲件，一般需要采用二次或多次彎曲成形。2．對于批量大而尺寸較小的彎曲件，為便于彎曲件的定位以及工人操作方便、安全，保證彎曲件準確和提高生產(chǎn)率，應盡可能采用級進?；驈秃夏３尚?。,3．需要多次彎曲時，一般是先彎外角后彎內(nèi)角，后次彎曲不影響前次彎曲部分的變形以及前次彎曲必須考慮有適當?shù)亩ㄎ换鶞室赃M行分次彎曲的安排。4．當彎曲件的形狀不對稱時，為了避免壓彎時坯料偏移，應盡量采用成對彎曲，然后再切成兩件。,二、典型彎曲件的工序安排,課題八彎曲模的典型結構,一、單工序彎曲模1.V形件彎曲模,Ｖ形彎曲模的一般結構形式1－凸模2－定位板3－凹模4－定位尖5－頂桿6－Ｖ形頂板7－頂板8－定料銷9－反側壓塊,V形件精彎模1-凸模2－支架3－定位板（或定位銷）4－活動凹模5－轉(zhuǎn)軸6－支承板7－頂桿,2.U形件彎曲模,U形彎曲模1-凸模2-凹模3-彈簧4-凸模活動鑲塊5、9-凹?；顒予倝K6-定位銷7-轉(zhuǎn)軸8-頂板,彎曲角小于90的U形件彎曲模,1-凸模2-轉(zhuǎn)動凹模,3.形件彎曲模,（1）一次彎曲成形,形件一次彎曲成形模,（2）形件兩次彎曲成形模,a）首次彎曲b）二次彎曲1-凸模2-定位板3-凹模4-頂板5-下模座,（3）形件兩次彎曲復合的彎曲模,形件兩次彎曲復合的彎曲模1-凸凹模2-凹模3-活動凸模4-頂桿,（4）帶擺塊的形件彎曲模,1-凹模2-活動凸模3-擺塊4-墊板5-推板,4.Z形件彎曲模,1-頂板2-定位銷3-反側壓塊4-凸模5-凹模6-上模座7-壓塊8-橡膠9-凸模托板10-活動凸模11-下模座,5.圓形件彎曲模,（1）直徑d<5mm的小圓形件,1－凸模2－壓板3－芯棒4－坯料5－凹模6－滑塊7－側楔8－活動凹模,（2）直徑d≥20mm大圓形件,三道工序彎曲大圓,帶擺動凹模的一次彎曲成形模1－支撐2－凸模3－擺動凹模4－頂板5－上模座6－芯棒7－反側壓塊8－下模座,6.鉸鏈件彎曲模,預彎模+立式卷圓模,臥式卷圓模,7.其他形狀彎曲件的彎曲模,滾軸式彎曲模,1－凸模2－定位板3－凹模4－滾軸5－擋板,帶擺動凸模的彎曲模,帶擺動凹模的彎曲模,二、級進彎曲模,1-擋塊2-頂件銷3-凸凹模4-沖孔凸模5-沖孔凹模6-彎曲凸模,沖孔、切斷、彎曲級進模,三、復合彎曲模,折彎機用彎曲模的端面形狀通用V形彎曲模a）通用凹模b）直臂式凸模c）曲臂式凸模,一.彎曲模工作部分結構參數(shù)的確定1、凸模圓角半徑當零件的相對彎曲半徑較小時，，但不應小于最小彎曲半徑。當，精度要求較高時則應考慮回彈，對凸模圓角半徑加以修改。2、凹模圓角半徑,,,,,,課題九彎曲模工作零件,3、凹模深度凹模深度過小，坯料未受壓部分太多，回彈大且不平直，影響其質(zhì)量；深度若過大，則浪費模具鋼材，且需壓力機有較大的工作行程。等參數(shù)可查表。,,4、凸、凹模間隙間隙過小，會使零件彎邊厚度變薄，降低凹模的壽命，增大彎曲力。間隙過大，則回彈大，降低零件的精度。對于V形件：間隙是靠調(diào)整壓力機的閉合高度來控制，設計時可不予考慮。對于U形件：單邊間隙為,,Z——彎曲模凸、凹模單邊間隙；t——工件材料厚度（基本尺寸）；△——材料厚度的正偏差；C——間隙系數(shù)，查表３-１３。,5、U形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差,間隙的取向原則：工件標注外形尺寸時，應以凹模為基準件，間隙取在凸模上。工件標注內(nèi)形尺寸時，應以凸模為基準件，間隙取在凹模上。,當零件標注外形尺寸時，則當零件標注內(nèi)形尺寸時，則,,,,,——凸、凹模橫向尺寸；——彎曲件橫向的最大極限尺寸；——彎曲件橫向的最小極限尺寸；——彎曲件橫向尺寸公差；——凸、凹模制造公差，可采用IT7~IT9級精度，一般可取凸模的精度比凹模的精度高一級。,,,,,,,（2）斜楔、滑塊的結構,斜楔．滑塊結構示意圖1-斜楔2-擋塊3-鍵4、5—防磨板6-導銷7-彈簧8、9-鑲塊10-滑塊,課題十U形件彎曲模設計,[例]如圖所示U形彎曲件，材料為Q235，小批量生產(chǎn)，試對該零件彎曲工序進行工藝計算及對模具結構進行設計。,解：1．零件展開尺寸計算L0=∑L直+∑L彎∑L直=[（51—3—2）2+（53—23—22）]=135mm∑L彎=2查表3-6，取x=0.36，將r=3,t=2代入得∑L彎=11.68mm故L0=∑L直+∑L彎=147mm,2．彎曲力計算F校=APA=28(53—22)=1376mm2查表3-9，選取P=80MPaF校=AP=137680N≈109KN,3．工作部分尺寸（1）凹模圓角：t=2，rA=(2～3)t，取rA=2.5t=5mm（2）凹模深度：查表3-12，取l0=25mm（3）凸、凹模間隙：Z=tmax+Ct=t+Δ+Ct；查本書附錄二，取Δ=0.15；查表3-13，c=0.07,故Z=（2+0.15+0.072）=2.29mm,(4)凹模寬度：，零件尺寸53設標注為雙向?qū)ΨQ偏差，查沖壓件未注公差表（可查《模具圖冊與指導》，楊關全主編）可得Δ=0.74，制造公差凹模按IT9級則δA=0.074；凸模按IT8級則δT=0.046，故LA=（53+0.37—0.750.74）0+0.074=52.820+0.074mmLT=52.82—22.29=48.24mm,(5)模具結構：如圖,裝配圖1模柄2-上模座3-凸模4-打料桿5-凹模6-下模座7-頂桿8-頂板9-定位銷10定位銷,