徐開寶，王 旭（濟(jì)南藍(lán)動(dòng)激光技術(shù)有限責(zé)任公司濟(jì)寧分公司，山東 濟(jì)寧 272000）

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拉伸及沖壓鈑金件的展開計(jì)算實(shí)例

徐開寶，王 旭
（濟(jì)南藍(lán)動(dòng)激光技術(shù)有限責(zé)任公司濟(jì)寧分公司，山東 濟(jì)寧 272000）

摘 要：鈑金件的展開計(jì)算，工件的平面展開方法，彎曲中性層位置的確定，彎曲件毛坯展開長(zhǎng)度計(jì)算。

關(guān)鍵詞：工件剖面圖；彎曲中性層；展開長(zhǎng)度；彎曲方式

0　引言

隨著工業(yè)化進(jìn)程中對(duì)薄板件的精度要求的提高，薄板件沖壓前的原材料計(jì)算也越來越精確，因此展開計(jì)算變得尤為重要。然而對(duì)于拉伸件的展開計(jì)算人們往往無從下手，下面以青銅薄板拉伸件為例進(jìn)行展開計(jì)算說明，希望在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)大家有一定的幫助，工件尺寸如下：

圖1

1　工藝分析

此件加工工藝為拉伸和沖裁，沖裁的孔如上圖所示：零件尺寸均為未標(biāo)注公差的一般尺寸，按慣例取為IT12級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)模沖壓件的精度要求，模具精度為IT9即可。圖示零件材質(zhì)為青銅。

2　工件的平面展開方法

工件剖面圖和展開圖如下：

圖2

由上圖可以 看出加工工件時(shí)含有彎曲工序，因此在計(jì)算前應(yīng)該把圓角展開。在板料彎曲時(shí)，彎曲件毛坯展開尺寸準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到所彎曲工件的尺寸精度。而彎曲中性層在彎曲變形的前后長(zhǎng)度不變，因此，可以用中性層長(zhǎng)度作為計(jì)算彎曲部分展開長(zhǎng)度的依據(jù)。

2.1彎曲中性層位置的確定

設(shè)板料彎曲前的長(zhǎng)度，寬度和厚度分別為l、b、t，彎曲后成為外半徑R、內(nèi)半徑r、厚度nt（t為變薄系數(shù)）、彎曲帶中心角為系數(shù)Ψ的形狀。根據(jù)變形前后金屬體積不變的條件得：

塑性變形彎曲后，中性層長(zhǎng)度不變，所以：

聯(lián)解上兩個(gè)公式并以R=r + Κt 代入，可以得到塑性彎曲的中性層位置為：

由上公式可以看出，彎曲中性層位置與r/t和系數(shù)Ψ的數(shù)值有關(guān)，而彎曲時(shí)，隨著凹模下行，相對(duì)彎曲半徑r/t系數(shù)Ψ是 不斷變化的，因此，隨著彎曲的進(jìn)行，中性層位置在不斷改變。因?yàn)榘辶蠅簭澋南禂?shù)Ψ小于一，所以中性層位置是內(nèi)移了。r/t值愈小，系數(shù)Ψ值也愈小，中性層位置的內(nèi)移量也愈大。

在實(shí)際生產(chǎn)中為了便于計(jì)算，一般用經(jīng)驗(yàn)公式確定中性層的曲率半徑：

2.2彎曲件毛坯展開長(zhǎng)度計(jì)算

確定了中性層的位置后，就可以進(jìn)行彎曲件毛坯展開長(zhǎng)度計(jì)算。本工件的r＞0. 5t ，一般將r＞0. 5t的彎曲稱為有圓角半徑的彎曲

R0.1處R≤ 2t

R3.3處：

所以展開后工件直徑為

用上述公式計(jì)算出來的毛坯展開長(zhǎng)度僅僅是一個(gè)參考值，與實(shí)際所需的長(zhǎng)度有一定的誤差。因?yàn)樯鲜龉街杏泻芏嘤绊憦澢冃蔚囊蛩?，如材料性能、模具結(jié)構(gòu)、彎曲方式等，都沒有考慮。所以只能用于形狀簡(jiǎn)單、彎曲個(gè)數(shù)少和尺寸公差要求不高的彎曲件。對(duì)于形狀復(fù)雜、彎曲角較多及尺寸公差較小的彎曲件，應(yīng)先用上述公式進(jìn)行初步計(jì)算，確定試彎坯料，待試模合格后再確定準(zhǔn)確的毛坯長(zhǎng)度。

參考文獻(xiàn)：

［1］肖景容.沖壓工藝學(xué)［J］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988（07）.

［2］王新華.沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè)［J］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003（04）.

［3］夏琴香.沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)［J］.華南理工大學(xué)出版社，2004（05）.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.027

作者簡(jiǎn)介：徐開寶（1983-），男，山東濟(jì)寧人，本科，初級(jí)工程師，研究方向：金屬成型及非標(biāo)設(shè)備的研發(fā)。