弯曲模具篇

彎曲加工篇PAGE.1一、彎曲理論及公式推導PAGE.21-1.彎曲理論(1-1-1)應力應變曲線1.兩直線式近似塑性曲線2.純塑性曲線3.乘幕式塑性曲線(1-1-2)變形原理→由力矩產生，而致外側受拉，內側受壓力，使達塑性永久變形之現象。PAGE.31-2.彎曲彈回現象推論(1-2-1)彎曲基本理論-形心即中性軸(1-2-2)純塑性曲線彎曲(1-2-3)乘幕式塑性曲線彎曲nCM12222ntbACnnA222311cybcMyyPAGE.4(1-2-4)兩直線式近似塑性曲線彎曲223231321eetetFbEFEMeeeEIbbtM2EFFEEFFEMMeeeee231212313PAGE.50000ydAEdAEEdAydA截面對中性軸之一次矩為0即中性軸與形心一致。yyEEPAGE.6IMyyEEMIEIEdAyEdAEyydAyM2PAGE.7CIM2tCyyyyyyyyyyyyyyyMMyCyMMCybCbybCbydyybydyyybMyy2303112331132222222222200即當2233232122bCMbCCCbCIPAGE.81-3.乘幕式塑性曲線彎曲nnnnnCtnbAtbAndAbdbdbydAM1122222222222221222222ntbACndbbdydA),(dydyPAGE.91-4.兩直線式近似塑性曲線彎曲)(2最外層tt2232223322323222323232232320220231321........3232123123232123123232|2223222eeteeeeeeteteeeeteteeeteteeeeeFbEFEEFEbEFEFFFFEbEFEFFFEEFbbEFFEEFbbEdFEEFFdEbdbMFEEFFFEABEEoAteteet　PAGE.10EFFEMMEFFEttEtEttFFEtEtEtFtFEEEFbtbFEEEFIbFEMMEIMFbEFEMeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeetet231212311283181281321212312232123132121131321313213333322333333333223333332322333332322333322232PAGE.11121212221111,M)(11231其恢復量使達彈性恢復之後即反消失後使之產生塑性曲率且MMEFFEMMee1-5.反彈之角度PAGE.12tFEFEFtFEtEFEFEFFEEIHEFFEMMEIHEIMeeeeeee22221212122122121233223231)11(111111代入指彈性恢復因PAGE.13PAGE.14||||2120112202002012012012011111111tyyyefyyyftyyyyyyeeefffeeeeEyEyEyyEyEyEyEyyy及在自由狀態下及在沖模控制下應變為處應力為降伏應力應力改變應變改變在自由狀態下在沖模控制下PAGE.15134014301246248012424681132311131011)(0)(020..2321212333232123222223223232222223122312212231021212202022||EtEttEEtEtEEttEtEtEtEyyEdyyEydyyEdyEyydyyEyEyydyydyydydyyeeeeeeeetytyeetytyeytyeeetyyttteeeeeeee代入代入上式得故外力偶之和為零外力在自由狀態下412PAGE.16表3.2彈回角度，彎形角90˚實驗材料：2024-0及7075-0鋁合金美國Emerson公司提供，材料厚度(吋)製品曲率半徑(吋)3/321/83/161/45/163/87/161/20.0203451/271/281/2991/2120.02531/433/451/261/2881/483/4103/40.03221/4343/4663/4771/291/20.0402345661/463/483/40.051221/231/24551/453/471/20.06411/2223/433/441/2551/263/40.081111/2221/231/431/2443/40.09413/421/2331/433/441/20.12511/2221/423/4333/4PAGE.17表3.2彈回角度，彎形角90˚實驗材料：2024-T3鋁合金美國Emerson公司提供材料厚度(吋)製品曲率半徑(吋)3/321/83/161/45/163/87/161/20.0201012151/219221/224271/4331/20.02583/4101/214163/4173/42123281/20.03273/483/412141/2161/4173/4193/4240.04071/481/4103/4123/4141/2151/417201/20.0519101/2121/413141/2163/40.064893/4111/412123/4150.08191/2101/2111/4130.09483/493/4101/212PAGE.18表3.4非90°彎形角之彈回量因數美國Emerso公司提供彎形角(度)鋁合金2024-0及7075-02024-T3600.60.7650.60.7700.70.8750.70.8800.80.9850.80.9951.051.021001.051.051051.11.051101.21.11151.21.11201.31.2PAGE.19二、回彈現象對彎曲製品之影響PAGE.201.材料的機械性能，材料的屈服點越高，彈性係數越小，回彈越大。2.材料的相對彎曲半徑。越小，與也越小。3.彎曲工件半徑，一般來說U形工件的回彈比V形工件少。4.模具尺寸，當凸模半徑一定值時，V形彎曲件的回彈會因凹模間距大而減小。5.模具間隙，U形彎曲模的凹凸模每側間隙越大則回彈也越大。6.校正力，增加校正力可減小回彈量，對彎曲半徑小的V形工件進行校正彎曲時，角度回彈量可能為負值或零。2-1.影響回彈之因素tRtRPAGE.21)5.0()5.0(00tRatRa2-2.回彈角度的估算PAGE.222-3.反彈角度之控制(2-3-1)過量變形：(a)V形局部壓縮彎曲法1.R外側壓縮：沖頭外R與材料接觸面比母模內R與材料接觸面小，造成材料R外側的拉伸作用，使R內側因壓縮而增加板厚。此方法會使製品外觀有損傷發生。PAGE.232.R內側強壓：R內側沖頭前端將壓入，因此彎曲內側會有凹痕。3.內R角度小於外R角度之強壓：利用R內沖頭角度小於R外沖頭角度，施以強壓縮力。此方喇是V形局部壓縮彎曲最常見之方法。PAGE.24(b)U形局部壓縮彎曲法1.沖頭上設計突出部位強壓：以R內側沖頭突出部位壓縮彎曲驗或其附近處，此突出部的尺寸不宜大，否則會影響工見彎曲部的強度。2.避開彎曲部位強壓：在R外側加大圓角半徑以強壓彎曲部位之方法。在彎曲精度要求不高時才可使用此方法。模具在彎曲R處強度要求高。PAGE.25(2-3-2)過量角度：(1)V形：預留材料彎曲加工後可回彈之角度，使最後成品可達到要求之角度。(2)U形：凸面墊中央突起，使材料的彈性變形朝相反方向，當製品頂出時彎曲部與底座之回彈現象將相互抵消。凸面墊彈性範圍內之反壓作用使底部之回彈與彎曲回彈相抵消PAGE.26三、彎曲長度展開計算式PAGE.273-1.中性軸之位移及料片展開(3-1-1)變形加工後材料內部受壓而擠扁，外部受拉而伸長，而材料沿一方向則相反而成梯形斷面為使x方向之力平衡中性軸不得移動。PAGE.28PAGE.29表4-1中性層位置係數KPAGE.30(3-1-2)料片之展開1.概算法2.外側尺寸法3.內側尺寸法3.捲形展開法4.一般彎形展開法PAGE.313-2.概算法假定彎形部份的材料厚度沒有變薄，即，展開長度L的計算式:0ttantRbaL3602mmLtRbatRV3.57)2*5.010(5.120202,10,20590:00，形彎，已知例表3.10RomanoWski方法(V,U彎形共用)110.10.250.51.02.03.04.0λ0.320.350.380.420.4550.470.475表3.9彎形形式R/t｡λV彎形0.5以下0.20.5～1.50.31.5～3.00.333～50.45以上0.5U彎形0.5以下0.25～0.30.5～1.50.331.5～5.00.45以上0.5PAGE.32如圖所註尺寸作依據，其展開長度L為:3-3.外側尺寸法補正係數製品邊數CnCnlllLn))1(()......(21表3.11補正係數C板厚1.01.21.62.02.33.2C1.51.82.53.03.55.0PAGE.33mmLCnmm169)8*3()103040101310403010(0.3,9902333:彎角，製品，料厚如圖已知例PAGE.34展開長度計算公式：anLLLL)