模具设计与制造－电子教案31.ppt

第3章 弯曲工艺与模具结构 将金属材料沿弯曲线弯成一定的角度和形状的工艺方法称为弯曲。弯曲所使用的模具称为弯曲模。弯曲是冲压的基本工序之一，在冲压生产中占有很大的比重。 弯曲可用于制造大型结构零件，也可用于生产中、小型机器及电子仪器仪表零件（图3.1）。 根据弯曲成形所用的模具及设备的不同，弯曲方法可分为压弯、拉弯、折弯、滚弯等。 本章难点： 典型弯曲模结构 3．1 弯曲变形过程分析 3．1．1 弯曲变形过程 V形件的弯曲，是板料弯曲中最基本的一种，其弯曲过程如图3.2所示。 在开始弯曲时，板料的弯曲内侧半径大于凸模的圆角半径。随着凸模的下压，板料的直边与凹模V形表面逐渐靠紧，弯曲内侧半径逐渐减小， ro r1 r2 r 同时弯曲力臂也逐渐减小，即 l0 l1 l2 l k 当凸模、板料与凹模三者完全压合，板料的内侧弯曲半径及弯曲力臂达到最小时，弯曲过程结束。 由于板料在弯曲变形过程中弯曲内侧半径逐渐减小，因此弯曲变形部分的变形程度逐渐增加；又由于弯曲力臂逐渐减小，弯曲变形过程中板料与凹模之间有相对滑移现象。 凸模、板料与凹模三者完全压合后，如果再增加一定的压力，对弯曲件施压，则称为校正弯曲。没有这一过程的弯曲称为自由弯曲。 3．1．2 弯曲变形的特点 研究材料的冲压变形，常采用网格法，如图3.3所示。在弯曲前的板料侧面用机械刻线或照相腐蚀的方法画出网格，观察弯曲变形后位于工件侧壁的坐标网格的变化情况，就可分析出变形时板料的受力情况。从板料弯曲变形后的情况可以发现： 1．弯曲变形主要发生在弯曲带中心角φ范围内，中心角以外基本上不变形。若弯曲后工件如图3.4所示，则反映弯曲变形区的弯曲带中心角为φ，而弯曲后工件的角度为α，两者的关系为 φ ＝180 ° — α 2．在变形区内，从网格变形情况看，板料在长、宽、厚三个方向都发生了变形。 （1） 长度方向 网格由正方形变成了扇形，靠近凹模的外侧长度伸长，靠近凸模的内侧长度缩短。由内外表面至板料中心，其缩短与伸长的程度逐渐变小。在缩短和伸长的两个变形区之间，必然有一层金属，它的长度在变形前后没有变化。这层金属称为中性层。 （2）厚度方向 由于内层长度方向缩短，因此厚度应增加，但由于凸模紧压板料，厚度方向增加较困难。外层长度伸长，厚度要变薄。在整个厚度上，因为增厚量小于变薄量，因此材料厚度在弯曲变形区内有变薄现象，使得在弹性变形时位于板料厚度中间的中性层发生内移。 （3） 宽度方向 内层材料受压缩，宽度应增加。外层材料受拉伸，宽度要减小。这种变形情况根据板料的宽度不同分为两种情况：在宽板（板料宽度与厚度之比b / t 3）弯曲时，材料在宽度方向的变形会受到相邻金属的限制，横断面几乎不变，基本保持为矩形；而在窄板（b / t ≤ 3）弯曲时，宽度方向变形不受约束，断面变成了内宽外窄的扇形。图3.5所示为两种情况下的断面变化情况。由于窄板弯曲时变形区断面发生畸变，因此当弯曲件的侧面尺寸有一定要求或要和其它零件配合时，需要增加后续辅助工序。对于一般的板料弯曲来说，大部分属宽板弯曲。 * * 图3.2 弯曲变形过程