冷冲压模具设计 - 图文(8)

2020-02-20 14:16

二,校正弯曲力

板料经自由弯曲阶段后,开始与凸凹模表面全面接触,此时,如果凸模继续下行,零件受到模具挤压继续弯曲,弯曲力急剧增大,称校正弯曲。 F校=A×ρ 式中:

F校--校正弯曲力,[F校]为N;

A--弯曲件校正部分的投影面积,[A]为mm; ρ--单位校正力,其值见下表。 材料 铝 黄铜 10-20号钢 料厚t/mm<3 30-40 60-80 80-100 t/mm=3-10 材料 50-60 80-100 100-120 料厚t/mm<3 100-120 t/mm=3-10 120-150 180-210 200-260 25-35号钢 钛合金BT1 160-180 钛合金BT3 160-200 三,冲压设备选择

选择冲压设备时,除考虑弯曲模尺寸,模具高度,模具结构和动作配合以外,还考虑弯曲力的大小。选用的大致原则是: 对于自由弯曲:F压机=F自+p 式中 F压机--选用的压力机吨位; F自--自由弯曲力;

P--有压料板或推件装置的压力,约为自由弯曲力的30~80﹪ 对于校正弯曲:F压机≥F校

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弯曲工艺设计

录入: 151zqh 来源: 日期: 2006-4-24,10:10

一 . 最小相对弯曲半径 r min / t

弯曲时弯曲半径愈小,板料外表面的变形程度愈大,若弯曲半径过小,则板料的外表面将超过材料的变形极限而出现裂纹或拉裂。在保证弯曲变形区材料 外表面不发生破坏的条件下, 弯曲件内表面 所能形成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。

最小弯曲半径与弯曲材料厚度的比值 r min/t 称作最小相对弯曲半径。 r min/t 又被称为最小弯曲系数,是衡量弯曲变形程度的主要标志。

图1 板料的弯曲状态及中性层

最小弯曲半径的数值,可以根据图 3-17 用下列近似计算方法求得。在厚度一定的条件下,设中性层位置半径为 P0=r+t/2,则弯曲圆角变形区最外层表面的切向拉应变 εθ为:

以 P0=r+t/2 代入 上式得 :

( 3 - 5 )

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即:

( 3 - 6 )

当 εθ达到材料拉应变的最大极限值 ε小值 r min / t ,即:

θmax

时 , 则相对弯曲半径为最

( 3 - 7 )

材料的 εθmax值愈大 ,则相对弯曲半径极限值 r min / t 愈小,说明板料弯曲的性能愈好。最小相对弯曲半径 r min / t 也可以用材料的断面收缩率ψ计算,其与切向应变 εθ之间的换算关系为:

( 3 - 8 )

将式 ( 3 - 5 ) 代入,可得出:

( 3 - 9 )

当弯曲时材料的断面收缩率 ψ 达到最大极限值 ψmax时,同样相对弯曲半径为最小值,于是:

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( 3 - 10 )

上述公式中的最大切向应变 εθmax和断面收缩率 ψmax值,可以通过材料单向拉伸试验测得。但是上述理论公式计算的结果与实际的值有一定误差,因为生产实践中使用的最小相对弯曲半径除了与材料的 力学 性能、材料厚度等有关外,还受到其它因素的影响。

二. 影响最小相对弯曲半径 r min / t 的因素

〔一〕 材料的力学性能

材料的塑性愈好,许可的相对弯曲半径愈小。对于塑性差的材料,其最小相对弯曲半径应大一些。在生产中可以采用热处理的方法来提高某些塑性较差材料 以及冷作硬化 材料的塑性变形能力,以减小最小相对弯曲半径。 〔二〕 弯曲中心角 α

弯曲中心角α是弯曲件圆角变形区圆弧所对应的圆心角。理论上弯曲变形区局限于圆角区域,直边部分不参与变形,似乎变形程度只与 相对弯曲半径 r / t 有关,而与弯曲中心角无关。但实际上由于材料的相互牵制作用,接近圆角的直边也参与了变形,扩大了弯曲变形区的范围,分散了集中在圆角部分的弯曲应变,使圆角外表面 受拉状态 有所缓解,从而有利于降低最小弯曲半径的数值。

弯曲中心角越小,变形分散效应越显著,所以最小相对弯曲半径的数值也越小。反之,弯曲中心角越大,对最小相对弯曲半径的影响将越弱,当弯曲中心角大于9 0°后, 对相对弯曲半径已无影响。 〔三〕 板料的纤维方向

弯曲所用的冷轧钢板,经多次轧制具有方向性。顺着纤维方向的塑性指标优于与纤维相垂直的方向。当弯曲件的折弯线与纤维方向垂直时,材料具有较大的拉伸强,不易拉裂, 最小相对弯曲半径 r min/t的数值最小。而平行时则最小相对弯曲半径数值最大(见图2a,b )。

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图2 板料纤维方向对弯曲半径的影响 因此 对于相对弯曲半径较小或者塑性较差的弯曲件, 折弯线应尽可能垂直于轧制方向。 当弯曲件为双侧弯曲、而且相对弯曲半径又比较小时,排样时应设法使 折弯线与板料轧制方向成一定角度的位置(见图2c )。 〔四〕 板料的冲裁断 面质量 和表面质量

弯曲用的板料毛坯,一般由冲裁或剪裁获得,材料剪切断面上的毛刺、裂口和冷作硬化以及板料表面的划伤、裂纹等缺陷的存在,将会造成弯曲时应力集中,材料易破裂的现象。因此表面质量和断面质量差的板料弯曲,其 最小相对弯曲半径 r min / t 的数值较大。

生产实际中需要用到较小的 r min / t 值时,可以采用弯曲前去除毛刺或将材料有小毛刺的一面朝向弯曲 凸 模、切除剪切断面上的硬化层或者退火处理等方法,以避免工件的破裂。 〔五〕 板料的宽度

弯曲件的相对宽度b/t越大,材料 沿宽向 流动的阻碍越大;相对宽度b/t越小,则材料沿宽向流动越容易,可以改善圆角变形区外侧的应力应变状态。因此,相对宽度b/t较小的窄板,其相对弯曲半径的数值可以较小(见图3) 。

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