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        彎曲件滑移對彎曲不良的影響研究

        2015-12-16 07:17:24陳耀平
        鍛壓裝備與制造技術(shù) 2015年5期
        關(guān)鍵詞:變形

        陳耀平

        (湘潭技師學(xué)院,湖南 湘潭 411100)

        1 彎曲過程

        以V型彎曲為例,板材彎曲一般經(jīng)過以下5個過程:①凸模運動接觸板料(毛坯),在彎矩作用下發(fā)生彈性變形,產(chǎn)生彎曲;②隨著凸模繼續(xù)下行,毛坯與凹模表面逐漸靠近接觸,使彎曲半徑及彎曲力臂均隨之減小,毛坯與凹模接觸點由凹模兩肩移到凹模兩斜面上(塑變開始階段);③隨著凸模的繼續(xù)下行,毛坯兩端接觸凸模斜面開始彎曲(回彎曲階段);④壓平階段,隨著凸凹模間的間隙不斷變小,板料在凸凹模間被壓平;⑤校正階段,當(dāng)行程終了,對板料進(jìn)行校正,使其圓角直邊與凸模全部貼合而成所需形狀。

        2 彎曲變形的特點

        彎曲變形的特點是:板料在彎曲變形區(qū)內(nèi)的曲率發(fā)生變化,即彎曲半徑發(fā)生變化。

        2.1 彎曲

        受力分析:金屬材料受到的應(yīng)力大于彈性極限而又小于抗拉深極限(斷裂極限)。所受的應(yīng)力包括:壓應(yīng)力、拉應(yīng)力。

        2.2 回彈

        回彈原因:可以把材料想像成是由眾多層纖維排列而成的,每一層纖維的受力情況不一樣(最外層受拉應(yīng)力最大,最里層受壓應(yīng)力最大,兩種力的大小向中性層方向遞減),故在折彎成形后,并不是所有的纖維層的受力都大于材料的彈性極限,所以處于彈性變形階段的材料有回復(fù)的現(xiàn)象。

        由以上分析可知,當(dāng)材料所受應(yīng)力大于材料彈性極限越多(當(dāng)然必須小于材料的抗拉深極限),產(chǎn)品折彎成形越穩(wěn)定。故應(yīng)力是決定材料是否回彈的主因素。①材料的彈性極限越高,所需要的變形應(yīng)力就越大,回彈也就越大;②材料的相對彎曲半徑R/T越小,應(yīng)力就越集中,回彈就越小。

        2.3 彎曲變形分析

        折彎時材料一面受壓應(yīng)力,另一面受拉應(yīng)力,并且拉應(yīng)力占主導(dǎo)作用,故材料的中性層為材料中心偏向折彎內(nèi)側(cè),如圖2所示。

        (1)材料的外層纖維由于受到拉應(yīng)力,材料產(chǎn)生相對移動,材料的不足由寬度和厚度方向補(bǔ)充,故材料寬度尺寸減小。

        (2)材料的內(nèi)層纖維由于受到拉應(yīng)力,內(nèi)層材料向?qū)挾确较蛞苿樱率共牧蟽?nèi)層寬度增加。

        當(dāng)材料寬度小于三倍料厚時,斷面的畸變尤其明顯,由于拉應(yīng)力占主導(dǎo)作用,故彎曲區(qū)域的毛坯有變薄現(xiàn)象。

        3 彎曲件的滑移

        由于毛坯與模具之間摩擦的存在,當(dāng)摩擦力不平衡時造成毛坯移位,稱作滑移?;频慕Y(jié)果會使彎曲件的尺寸達(dá)不到要求。

        3.1 產(chǎn)生滑移的原因

        ①工件不對稱,毛坯兩邊與凹模接觸面不相等。②凹模兩邊的邊緣圓角半徑不相等,半徑小,摩擦力更大。③兩邊折彎的個數(shù)不一樣。④V形彎曲中凹模不是中心對稱,角度小的一邊正壓力大,摩擦大。⑤凹模兩邊的間隙和潤滑情況不一樣。

        3.2 防止滑移的措施

        ①盡可能采用對稱凹模,邊緣圓角相等,間隙均勻。②采用彈性頂件裝置的模具結(jié)構(gòu)。③采用定位銷內(nèi)定位的模具結(jié)構(gòu)。④內(nèi)定位應(yīng)設(shè)計為便于調(diào)整的形式,即內(nèi)定位可設(shè)置在鑲塊中,可以通過調(diào)整鑲塊的方式來調(diào)整內(nèi)定位。

        4 防止彎曲時孔、邊變形的工藝措施

        4.1 彎曲時孔變形的原因

        預(yù)先沖好孔的毛坯彎曲時,在變形區(qū)域范圍內(nèi)的孔會變形,在采用U形彎曲時,由于材料流動方向不同,在U形底部的孔比側(cè)邊的孔變形大得多。

        4.2 防止孔變形的措施

        (1)采用沖缺口或月牙槽,使孔周邊與變形區(qū)域分離,達(dá)到防止變形的目的,如圖1所示。采用沖缺口或月牙槽的原則是所沖缺口的尺寸應(yīng)以不妨礙材料流動,不損傷產(chǎn)品使用性能為前提。

        (2)彎曲前追加預(yù)壓筋,減小材料的變形區(qū)域,如圖2所示。

        (3)邊緣有缺口的彎曲件的成形順序:先折彎再沖缺,如圖3所示。

        (4)對厚板料小圓角彎曲時,可在毛坯彎曲線的兩端預(yù)先切圓弧切口工藝槽,避免側(cè)面畸變影響彎曲件的寬度尺寸。如圖4所示。

        圖1 沖缺口或月牙槽

        圖2 設(shè)置預(yù)壓筋

        圖3 先折彎再沖缺

        圖4 設(shè)置圓弧切口工藝槽

        5 彎曲不良及對策(表1)

        表1 彎曲不良缺陷及其對策

        [1] 劉勝余.基于實例推理的覆蓋件沖壓CAPP研究[J].計算機(jī)輔助工程,2011,(1).

        [2] 成 虹.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2011.

        [3] 沈言錦.資料夾底座多工位級進(jìn)模設(shè)計[J].鍛壓裝備與制造技術(shù),2008,43(1).

        [4] 彭建生.模具設(shè)計與加工速查手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

        [5] 沈言錦.彈簧卡箍多工位級進(jìn)模設(shè)計[J].鍛壓裝備與制造技術(shù),2007,42(6).

        [6] 李銘杰.沖模設(shè)計應(yīng)用實例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.

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