三 弯曲件的工艺性
弯曲线对板料轧向的相对位臵、弯曲件上孔的位臵及孔壁距弯曲线的距离、相对弯曲半径及弯曲角的大小、选用的材料种类等对弯曲成形的工序安排、毛坯的定位方式、模具结构及材料利用率均有重要的影响。
弯曲成形的主要问题是：回弹和最小弯曲半径。
回弹直接影响弯曲件的形状准确度；最小弯曲半径既影响回弹的大小，又可能使弯曲件产生开裂。
表2-7 弯曲工艺性分析主要内容 项目 弯边高度 产品图 毛坯示意图 增大H 弯曲后切至H 弯曲区臌凸 B=(0.1～0.5)t A=3t 弯曲限制 H≥1.5t(R=0) H≥2t+R(一般) 臌凸的程度与R的大小有关 臌 止 裂 变形 破裂 A≥R A≥2t(R=0) 易破D=1.5R H≤2t+R θ<60°时不易弯曲 弯边附近有孔 变形 弯曲线外侧 增大H H≥1.5t+R L≤25,H≥2t+R 25 36 1.弯曲件的结构工艺性 1) 零件的结构特点 弯曲件的形状最好左、右对称,宽度相同,相应部位的圆角半径应左、右相等,以保证弯曲时毛坯不会产生侧向滑动。 2）最小弯曲半径 弯曲件的内圆角半径与材料厚度的比值，通常称为相对弯曲半径，用以代替应变中性层的曲率半径与材料厚度的比值，近似地表示弯曲件成形时的变形程度。 最小弯曲半径:使弯曲件外缘表面不出现裂纹的内圆角半径的极限值。其值的大小与材料的种类、弯曲角的大小、板料表面质量、毛坯的边缘状态、毛坯的宽度和厚度，以及板材的轧制方向有关。 常用板材的最小弯曲半径 材料 垂直辗压纹向 硬(软) 硬(硬) 磷青铜 黄铜(半硬) 黄铜(软) 紫铜 镁合金MB1 1t 2t - 0.1t 0.1t 0.1t 0.1t 退火或正火的 冷作硬化的 垂直辗压纹向 2.5t 4t 3t 1.2t 0.8t 2t 1t ＞1～2.5 基本尺寸 料厚 ～1 ± 0.1 ±0.15 ±0.12 ± 0.2 ±0.15 ±0.25 ±0.3 ±0.35 ±0.4 ±0.8 ±0.9 ±0.17 ±0.2 ±0.25 ±0.5 ±0.6 ～10 10～18 18～30 30～50 50～80 80～120 120～180 180～260 弯曲线位臵 垂直辗压纹向 垂直辗压纹向 1.5t 3t - 0.35t 0.35t 0.35t 0.35t 1.5t 3t 1t 0.5t 0.35t 1t 0.5t 加热到300°～400°C 2t 3t 6t 冷作硬化状态 8t 冷作硬化状态 5t 6t 钛合金BT5 加热到300°～400°C 3t 4t 37 注：1.当弯曲线与辗压纹向成一定角度时，视角度的大小，可采用居间的数值，如45°时可取中间数值； 2. 对在冲裁或剪裁时没有退火的窄毛料的弯曲时，应作为硬化的金属来使用； 3. 弯曲时通常将冲裁件有毛刺的一面放在弯曲圆弧的外层； 4. 表列数据适用于弯曲角≥90°，断面质量良好状态。 3）弯曲件的孔边距 弯曲前允许在毛坯上冲制的孔，应位于弯曲变形区之外。孔壁至弯曲半径中心的距离L与材料种类、厚度和弯曲方式等因素有关。通常取：当t＜2mm时，L≥t;当t≥2mm时，L≥2t（图1-14）。如果孔的位臵精度要求较高或孔壁距弯曲区较近，则应弯曲后冲制。 4）最小弯边高度 零件的弯边高度H不宜过小，否则会因弯边高度不足而影响弯曲质量。弯曲直角的最小弯边高度应为Hmin≥2t。若弯边高度小于此值，应允许在弯角处压槽（图1-15）。 5)切口弯曲 弯曲件上的各种切口弯曲工作（图1-16），可以在冲切口的同时完成。为使成形后的零件便于从凹模内顶出，弯曲部分应设计成梯形。 6）局部弯曲的工艺结构 零件边缘需进行局部弯曲时，在弯曲部位的交接处应开止裂孔或止裂槽,以避免弯角部位产生裂纹或畸变。 图1-16 7）弯曲件的精度 弯曲件的精度受多种因素的影响，可参考相关教科书，表2-9及表2-10分别为弯曲工艺所能达到的尺寸精度和角度精度，要达到精密级的精度需加整形工序。 表2-9 弯曲工艺的精度 材料厚度 T/mm ≤1 >1～4 38 压槽 < A B 经济级 C A B 精密级 C IT13 IT14 IT15 IT16 IT16 IT17 IT11 IT12 IT13 IT13～IT14 IT13 IT13～IT14 表2-10 弯角精度 弯角断边尺寸/mm 经济级 ±(1°30'～3°) 精密级 第四节 工艺计算 一 毛坯展开 1。弯曲毛坯长度计算 板料弯曲过程中，应变中心层的长度不变，因此，可以根据这一原理来确定弯曲件的毛坯展开尺寸。弯曲件展开长度包括直边部分和弯曲部分。直边部分的长度在弯曲前后不发生变化，而弯曲部分的长度可根据不同的情况计算。 1) 中心层半径： ρ=r+x*t 式中：r─弯曲内圆角半径； x─中心层移动系数； t─被加工材料厚度。 中心层移动系数经验值(参考) R/t X 0.1 0.23 0.2 0.28 0.25 0.30 R/t x 2) 180°弯曲毛坯展开长度计算： L=a+b-0.43*t 二 成形力计算 成形力是设计模具和选择冲床的主要依据之一，然而由于成形力受到材料性能、零件形状尺寸、模具间隙波动及厚度偏差等的影响，成形力往往是按近示估算。 39 >1～6 >6～10 >10～25 >25～63 >63～160 >160～400 ±(1°30'～3°) ±1° ±(50'～2°) ±30' ±(50'～2°) ±30' ±(25'～2°) ±20' ±(15'～30') ±1° ±10' x ra p t 0.3 0.31 0.4 0.32 0.5 0.33 0.8 0.34 1.0 0.35 1.5 0.37 2.0 0.40 3.0 0.43 4.0 0.45 5.0 0.48 6.5 0.5 冲压成形力计算公式 冲压工艺 冲裁力 类型 平刃冲裁 计算公式 F=1.3*L*t*τ 说明 T─材料厚度 τ─材料抗剪强度 L─冲裁轮廓长 弯曲力 U形件 校正弯曲 F=0.7*k*b*t*t*σb/(r+t) F=Ap V形件 F=0.6*k*b*t*t*σb/(r+t) k─安全系数，可取k=1.3 b─弯曲件宽度 σb─材料抗拉强度 A─弯曲件校正部分的投影面积 p─单位压力，见表2-16 拉深力 Pmax=3(σs+σb)(D-d-rd)t D─拉深件毛坯直径 d─圆形件直径 rd─凹模圆角半径 σs─材料屈服应力 表2-16 校正弯曲单位压力 料厚 ＜3 3～10 三 凸凹模间隙 铝 30～40 50～60 黄铜 60～80 80～100 10～20 80～100 100～120 25～35 100～120 120～150 钛合金（BT1） 160～180 180～210 钛合金（BT3） 160～200 200～260 第五章 冲裁 冲裁：是利用模具使板料产生分离的冲压工序，包括落料、冲孔、切口、剖切、修边等。用它可以制作零件或为弯曲、拉深、成形等工序准备毛胚。 40