弯曲件板料弯曲模冲压模具设计(编辑修改稿)

弯曲件板料弯曲模冲压模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

弯曲半径过小，弯曲时外层材料拉伸变形量过大，而使拉应力达到或超过抗拉强度 b ，则板料外层将出现断裂，致使工件报废。 弯曲成形的工艺分析 弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料的选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求。 具有良好冲压工艺性的弯曲件，不仅能提高工件质量，减少废品率，而且能简化工艺和模具结构，降低材料消耗。 的确定 最小相对弯曲半径的概念 最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时 外表面不发生开裂 的条件下，弯曲件内表面能够弯成的最小圆角半径与坯料厚度的比值，用 trmin 来表示。 该值越小，板料弯曲的性能也越好。 影响最小弯曲半径的因素 材料的力学性能 、 工件的弯曲中心角 、 板料的表面质量与剪切断面质量 、 板料宽度的影响 、 板材的方向性。 表 11 最小相对弯曲半径经验数值的确定 材料 正火或退火 硬化 弯曲线方向 与轧文垂直 与轧文 平行 与轧文垂直 与轧文平行 铝 0 退火紫铜 黄铜 H68 0 08F 0 Q215 0 1 Q235 2 Q255 3 40 6 分析 弯曲件的弯曲半径必须小于最小弯曲半径，否则要采用工艺措施，如 :热弯、多次弯曲等。 弯曲件的形状与尺寸应尽可能对称、高度也不应相差太大。 当冲压不对称的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移 ，尺寸不易保证。 为防止毛坯的偏移，在设计模具结构时应考虑增设压料板，或增加工艺孔定位。 弯曲件形状应力求简单，边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上先将缺口冲出，弯曲时会出现叉口现象，严重时难以成形。 这时必须在缺口处留有连结带，弯曲后再将连接带切除。 图 21 弯曲件形状对弯曲过程的影响 根据以上分析我们可以知道，此工艺件弯曲半径为 1mm ，厚度为 ,mm 最小相对弯曲半径取 ~ 之间。 并且对称性好，适宜弯曲加工。 所以此 最小相对弯曲半径 trmin 取。 7 对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。 在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。 运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状 态，以减少回弹量。 采用拉弯工艺 ,对于相对弯曲半径 很大的弯曲件，由于变形区大部分处于弹性变形状态，弯曲回弹量很大， 这时可以采用拉弯工艺。 补偿法 ,利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量。 校正法 ,可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变形区应力应变状态的改变程度迫使材料内外侧同为切向压应力、切向拉应变 .纵向加压法 , 在弯曲过程完成后，利用模具的突肩在弯曲件的端部纵向 加压 , 使弯曲变形区横断面上都受到压应力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。 利用这种方法可获得较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。 采用聚氨酯弯曲模 ,利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲弯曲时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力 将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的效果，从而减少回弹。 图 31 用补偿法修正模具结构 8 图 32 用校正法修正模具结构 9 弯曲力是设计弯曲模和选择压力机吨位的重要依据。 生产中常用经验公式概略计算 弯曲力，作为设计弯曲工艺过程和选择冲压设备的依据。 的计算公式 弯曲力的计算 弯曲变形分三步，第一步是 U形弯曲，第二步是 向内 弯曲。 弯曲的弯曲力均可用下面公式计算： 弯曲件弯曲力： 2 自 ＝ 式中： 自F —— 自由弯曲力（ N ） b —— 弯曲件宽度（ mm ） t —— 弯曲件材料厚度（ mm ） R —— 弯曲内半径（ mm ） b —— 材料抗拉强度（ Mpa ） K —— 安全系数，一般取 K 代入公式得： 2 2b1 kbt 20 2 400 7280R t 2 2FN    ＝ 一共有四处弯曲力 ，则总的弯曲力为： 4 72 80 29 12 0FN＝ 压力机吨位的确定 自由弯曲时压力机的吨位应为： FF 总压 机 =26120N 可以看出需要的弯曲力较小，选择压力机时要根据模具的闭合高度就行选择。 先初步选择为压力机 J2310. 10 及 回弹量的计算 的计算 计算毛坯尺寸分析如图 5所示 图 51 计算毛坯尺寸分 析 展开料宽度 为 20mm，长度 为图中的虚线所示。 表 3 查出中性层系数  ,故 所以 mm 取为 92mm .宽度尺寸为 20mm .故毛坯尺寸为 92 20mm mm 表 51 中性层位置因素 K 与 tR 比值的关系 弯曲过程并不是完全是材料的塑性变形过程，其弯曲部位还存在着弹性变形，弯曲后零件的形状因为回弹而与模具的形状不完全一致。 回弹的大小通常用角度回弹量  和曲率回弹量  来表示。 角度回弹是指模具在闭合状态 时工件弯曲角  与从模具 中取出后工件的实际角度 0 之差，即   0 ；曲率回弹量是指模具处于闭合状态时压在模具中工件tR 2 3 k 11 的曲率半径  与从模具中取出后工件的实际曲率半径 0 之差，即   0。 当要求工件的弯曲圆角半径时，可根据材料的有关参数 ，用下列公式计算回弹补偿时弯曲凸模的圆角半径 pR。 只有当弯曲工件的圆角半径 R 为板料厚度的 5 倍以上时，计算才近似正确。 板料弯曲见下式：EtRRR Sp 31 式中： 弯曲凸模RR p \. 、弯曲件圆角半径  mm ； s —— 材料屈服极限  Mpa t —— 板料厚度  mm E —— 材料弹性模量  Mpa 所以工件的回弹量 2 1 .9 32 1 0 6 .41313 1 9 8 0 0 0 1p SRR REt    mm 板料采用 20钢，查设计手册可知，屈服点 =210 as MP ，弹性模数 =198000 aE MP。 将有关数据代入上式，得出  12 弯曲 弯曲凸模的圆角半径 tr 当弯曲件的相对弯曲半径  8~5tr `，且不小于 trmin 时，凸模的圆角半径一般等于弯曲件的圆角半径； 若弯曲件的圆角半径小于最小弯曲半径 ( minrr )时，首次弯曲可先弯成较大的圆角 若弯曲件的相对弯曲半径较大（ 10tr ），精度要求较高时，由于圆角半径的回弹 由于本设计中属于圆形弯曲，凸模为圆柱形，直径就是。 凹模圆角半径 Ar 凹模的圆角半径的大小对弯曲变形力和制件质量均有较大影响，同时还关系到凹模厚度的确定。 凹模圆角半径过小，坯料拉入凹模的滑动阻力大，使制件表面易擦伤甚至。