《模塊三U型彎曲?！稰PT課件.ppt

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模塊三U型彎曲模,哈職院模具教研室,設(shè)計(jì)任務(wù)：,完成圖示彎曲件的模具設(shè)計(jì),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(chēng)為彎曲。2.應(yīng)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(xiāo)3-彎曲凸模4-彎曲凹模5-銷(xiāo)釘6-下模座7-螺釘8-彈簧9-頂桿10-擋料銷(xiāo),課題二彎曲變形過(guò)程及變形特點(diǎn),一、彎曲變形過(guò)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(diǎn),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(diǎn)長(zhǎng)度方向：內(nèi)側(cè)單元格長(zhǎng)度減小受壓外側(cè)單元格長(zhǎng)度增加受拉彎曲中性層：長(zhǎng)度既不減小也不增加的那層金屬。厚度方向：內(nèi)側(cè)單元格長(zhǎng)度減小，厚度增加外側(cè)單元格長(zhǎng)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(wú)變化,,,,總體厚度減小,,一、最小相對(duì)彎曲半徑（1）最小相對(duì)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(chēng)為最小相對(duì)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(duì)彎曲半徑可越小。2）坯料的邊緣及表面狀態(tài)：應(yīng)將毛刺和其他缺陷置于彎曲內(nèi)側(cè)。3）彎曲方向：彎曲方向與纖維方向垂直時(shí)，對(duì)彎曲有利。4）彎曲角a：彎曲角a越大，最小相對(duì)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(duì)較厚材料的開(kāi)槽后彎曲,二、彎曲件的回彈回彈：在材料彎曲變形結(jié)束，零件不受外力作用時(shí)，由于彈性恢復(fù)，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(chēng)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(xué)性能：材料的屈服點(diǎn)越大，彈性模量越小，彎曲回彈越大。2）相對(duì)彎曲半徑：相對(duì)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(dòng)狀態(tài)，回彈就大；反之，回彈就小。6）零件形狀：零件形狀復(fù)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(shí)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(shí)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(jìn)零件的設(shè)計(jì),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(jié)構(gòu)上采取措施,補(bǔ)償回彈的方法改變凸模形狀減小回彈,增加拉應(yīng)變減小回彈端部加壓減小回彈,四、彎曲時(shí)的偏移偏移：當(dāng)坯料各邊所受的摩擦阻力不等時(shí)，有可能使坯料在彎曲過(guò)程中沿零件的長(zhǎng)度方向產(chǎn)生移動(dòng)，使零件兩直邊的高度不符合零件的要求，這種現(xiàn)象稱(chēng)為偏移。（1）偏移現(xiàn)象的產(chǎn)生,a.b-坯料形狀不對(duì)稱(chēng)C-零件結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)d.e-模具結(jié)構(gòu)不合理,（2）克服偏移的措施1）壓料；2）孔定位；3）不對(duì)稱(chēng)零件成對(duì)生產(chǎn)；4）合理設(shè)計(jì)模具。,a.b-壓料c-孔定位,不對(duì)稱(chēng)零件成對(duì)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(fù)雜零件舉例,課題四彎曲件的結(jié)構(gòu)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(qiáng)比小，屈服點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(guò)小，其值應(yīng)為。,彎邊高度過(guò)小的解決方法,（2）預(yù)沖工藝孔或切槽,防止根部彎裂的方法：改變彎曲線(xiàn)的位置預(yù)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(shí)，時(shí)，,彎曲件孔邊距離防止彎曲時(shí)孔變形的措施,（4）彎曲樣的幾何形狀彎曲件應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)狀，彎曲半徑左右一致，以防彎曲變形時(shí)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(biāo)注,尺寸標(biāo)注形式對(duì)彎曲工藝的影響,3.精度分析一般彎曲件長(zhǎng)度的尺寸公差等級(jí)在IT13級(jí)以下，角度公差大于15′。,課題五彎曲件展開(kāi)尺寸計(jì)算,一、中性層和中性層位置的確定彎曲件的坯料長(zhǎng)度應(yīng)等于中性層的展開(kāi)長(zhǎng)度。由于彎曲時(shí)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(jiàn)上圖），通常用下列經(jīng)驗(yàn)公式確定，其中x為中性層位移系數(shù)。,二、彎曲件展開(kāi)尺寸的計(jì)算（1）有圓角半徑的彎曲（）,（2）圓角半徑很?。ǎ┑膹澢捎谧冃纬潭却?，一般變形前后體積不變的原則由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。（3）鉸鏈?zhǔn)綇澢q鏈件一般采用推圓的方法生產(chǎn)，其中性層會(huì)發(fā)生外移，外移系數(shù)用表示。,課題六彎曲力的計(jì)算,V形件彎曲力,U形件彎曲力,——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)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(qiáng)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(shí)的彎曲力,——校正彎曲應(yīng)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(shè)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(jī)噸位的選取（1）對(duì)于有壓料的自由彎曲,（2）對(duì)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(duì)于形狀簡(jiǎn)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(duì)于復(fù)雜形狀的彎曲件，一般需要采用二次或多次彎曲成形。2．對(duì)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(zhǔn)確和提高生產(chǎn)率，應(yīng)盡可能采用級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模成形。,3．需要多次彎曲時(shí)，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(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)以進(jìn)行分次彎曲的安排。4．當(dāng)彎曲件的形狀不對(duì)稱(chēng)時(shí)，為了避免壓彎時(shí)坯料偏移，應(yīng)盡量采用成對(duì)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(jié)構(gòu),一、單工序彎曲模1.V形件彎曲模,Ｖ形彎曲模的一般結(jié)構(gòu)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(xiāo)9－反側(cè)壓塊,V形件精彎模1-凸模2－支架3－定位板（或定位銷(xiāo)）4－活動(dòng)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?；顒?dòng)鑲塊5、9-凹?；顒?dòng)鑲塊6-定位銷(xiāo)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(dòng)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(fù)合的彎曲模,形件兩次彎曲復(fù)合的彎曲模1-凸凹模2-凹模3-活動(dòng)凸模4-頂桿,（4）帶擺塊的形件彎曲模,1-凹模2-活動(dòng)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(xiāo)3-反側(cè)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(dòng)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(cè)楔8－活動(dòng)凹模,（2）直徑d≥20mm大圓形件,三道工序彎曲大圓,帶擺動(dòng)凹模的一次彎曲成形模1－支撐2－凸模3－擺動(dòng)凹模4－頂板5－上模座6－芯棒7－反側(cè)壓塊8－下模座,6.鉸鏈件彎曲模,預(yù)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(dòng)凸模的彎曲模,帶擺動(dòng)凹模的彎曲模,二、級(jí)進(jìn)彎曲模,1-擋塊2-頂件銷(xiāo)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(jí)進(jìn)模,三、復(fù)合彎曲模,折彎?rùn)C(jī)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(jié)構(gòu)參數(shù)的確定1、凸模圓角半徑當(dāng)零件的相對(duì)彎曲半徑較小時(shí)，，但不應(yīng)小于最小彎曲半徑。當(dāng)，精度要求較高時(shí)則應(yīng)考慮回彈，對(duì)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(guò)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(guò)大，則浪費(fèi)模具鋼材，且需壓力機(jī)有較大的工作行程。等參數(shù)可查表。,,4、凸、凹模間隙間隙過(guò)小，會(huì)使零件彎邊厚度變薄，降低凹模的壽命，增大彎曲力。間隙過(guò)大，則回彈大，降低零件的精度。對(duì)于V形件：間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高度來(lái)控制，設(shè)計(jì)時(shí)可不予考慮。對(duì)于U形件：?jiǎn)芜呴g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(biāo)注外形尺寸時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上。工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。,當(dāng)零件標(biāo)注外形尺寸時(shí)，則當(dāng)零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，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(jí)精度，一般可取凸模的精度比凹模的精度高一級(jí)。,,,,,,,（2）斜楔、滑塊的結(jié)構(gòu),斜楔．滑塊結(jié)構(gòu)示意圖1-斜楔2-擋塊3-鍵4、5—防磨板6-導(dǎo)銷(xiāo)7-彈簧8、9-鑲塊10-滑塊,課題十U形件彎曲模設(shè)計(jì),[例]如圖所示U形彎曲件，材料為Q235，小批量生產(chǎn)，試對(duì)該零件彎曲工序進(jìn)行工藝計(jì)算及對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。,解：1．零件展開(kāi)尺寸計(jì)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(jì)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(shū)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(shè)標(biāo)注為雙向?qū)ΨQ(chēng)偏差，查沖壓件未注公差表（可查《模具圖冊(cè)與指導(dǎo)》，楊關(guān)全主編）可得Δ=0.74，制造公差凹模按IT9級(jí)則δA=0.074；凸模按IT8級(jí)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(jié)構(gòu)：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(xiāo)10定位銷(xiāo),