冲压模具设计与制造(3-3、4)

复习上次课内容1.板料弯曲的变形特点？最小弯曲半径2.表示弯曲变形程度的参数是什么？表示弯曲时成形极限的参数是什么？3.提高弯曲极限变形程度的方法？第三节弯曲卸载后的回弹塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致，这种现象叫回弹。一、回弹现象弯曲回弹的表现形式：１．曲率减小２．弯曲中心角减小第三节弯曲卸载后的回弹１．材料的力学性能二、影响回弹的因素ES/越大，回弹越大。材料的力学性能对回弹值的影响1、3－退火软钢2-软锰黄铜4-经冷变形硬化的软钢第三节弯曲卸载后的回弹２．相对弯曲半径二、影响回弹的因素（续）越大，回弹越大。tr/tr/变形程度对弹性恢复值的影响第三节弯曲卸载后的回弹３．弯曲中心角二、影响回弹的因素（续）越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹角越大。第三节弯曲卸载后的回弹４．弯曲方式及弯曲模二、影响回弹的因素（续）（1）在无底凹模内作自由弯曲时（图3.3.4），回弹最大。（2）在有底凹模内作校正弯曲时（图3.1.3），回弹较小。校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小。校正弯曲时圆角部分的较小正回弹与直边部分负回弹的抵销，回弹可能出现正、零或是负三种情况。（3）在弯曲U形件时，凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影响。间隙越大，回弹角也就越大，如图3.3.5所示。第三节弯曲卸载后的回弹５．工件的形状二、影响回弹的因素（续）一般而言，弯曲件越复杂，一次弯曲成形角的数量越多，回弹量就越小。第三节弯曲卸载后的回弹方法:先根据经验数值和简单的计算来初步确定模具工作部分尺寸，然后在试模时进行修正。三、回弹值的确定第三节弯曲卸载后的回弹１．小变形程度（≥10）自由弯曲时的回弹值三、回弹值的确定（续）tr/凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式进行计算：TTsTrrEtrrr31第三节弯曲卸载后的回弹2．大变形程度（＜5）自由弯曲时的回弹值三、回弹值的确定（续）tr/卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的，可以不予考虑，而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲中心角为90°时部分材料的平均回弹角见表3-3。当弯曲件弯曲中心角不为90°时，其回弹角可用下式计算：9090第三节弯曲卸载后的回弹３．校正弯曲时的回弹值三、回弹值的确定（续）校正弯曲的回弹可用试验所得的公式（见表3.3.2）计算，符号如右图所示。V形件校正弯曲的回弹第三节弯曲卸载后的回弹1.改进弯曲件的设计四、减少回弹的措施（1）尽量避免选用过大的r/t。如有可能，在弯曲区压制加强筋，以提高零件的刚度，抑制回弹。Es/（2）尽量选用小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。第三节弯曲卸载后的回弹2.采取适当的弯曲工艺四、减少回弹的措施（续）（1）采用校正弯曲代替自由弯曲。（2）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点σs降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。（3）采用拉弯工艺。工件在拉弯中沿截面高度的应变分布第三节弯曲卸载后的回弹3.合理设计弯曲模四、减少回弹的措施（续）（1）对于较硬材料，可根据回弹值对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。（2）对于软材料，其回弹角小于5°时，可在模具上作出补偿角并取较小的凸、凹模间隙（图3.3.11）。（3）对于厚度在0.8mm以上的软材料，r/t又不大时，可采取如图3.3.12所示结构。第三节弯曲卸载后的回弹3.合理设计弯曲模(续）四、减少回弹的措施（续）（4）对于U形件弯曲当r/t较小时,可采取增加背压的方法(如图3.3.12b)；当r/t较大时，可采取将凸模端面和顶板表面作成一定曲率的弧形（如图3.3.13）；另一种克服回弹的有效方法：采用摆动式凹模，而凸模侧壁应有补偿回弹角（图3.3.13b）；当材料厚度负偏差较大时，可设计成凸、凹模间隙可调的弯曲模（图3.3.13c）。第三节弯曲卸载后的回弹3.合理设计弯曲模(续）四、减少回弹的措施（续）（5）在弯曲件直边端部纵向加压（图3.3.14）。（6）用橡胶或聚氨酯代替刚性金属凹模能减小回弹。（图3.3.15）。第四节弯曲件坯料尺寸的计算据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。一、弯曲中性层位置的确定中性层位置以曲率半径xtr——中性层位移系数，见表3.4.1。x式中：表示（右图），通常用下面经验公式确定：第四节弯曲件坯料尺寸的计算对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采用下面介绍的方法计算坯料长度。对于形状比较复杂或精度要求高的弯曲件，在利用下述公式初步计算坯料长度后，还需反复试弯不断修正，才能最后确定坯料的形状及尺寸。二、弯曲件坯料尺寸的计算第四节弯曲件坯料尺寸的计算二、弯曲件坯料尺寸的计算（续）1.圆角半径r0.5t的弯曲件)(1801802121xtrllllLz按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即第四节弯曲件坯料尺寸的计算二、弯曲件坯料尺寸的计算（续）2.圆角半径r0.5t的弯曲件按变形前后体积不变条件确定坯料长度。通常采用表3.4.2所列经验公式计算。第四节弯曲件坯料尺寸的计算二、弯曲件坯料尺寸的计算（续）3.铰链式弯曲件对于ｒ＝（0.6～3.5）ｔ的铰链件（右图），其坯料长度可按下式近似计算。txrlrtxrlLz117.47.5)(5.1第四节弯曲件坯料尺寸的计算二、弯曲件坯料尺寸的计算（续）例3.4.1计算下图所示弯曲件的坯料展开长度。中性层位移系数无底凹模内的自由弯曲Ｖ形件弯曲模1－下模板2、5－圆柱销3－弯曲凹模4－弯曲凸模6－模柄7－顶杆8、9－螺钉10－定位板间隙对回弹的影响拉弯用模具拉弯时断面内切向应变的分析克服回弹措施Ⅰ克服回弹措施Ⅱ克服回弹措施Ⅲ坯料端部加压弯曲软凹模弯曲