鈑金折彎構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)研究

時(shí)間:2022-12-19 02:39:20

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鈑金折彎構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)研究

鈑金構(gòu)件加工通常指的是針對(duì)厚度小于等于6mm的金屬薄板實(shí)施綜合冷加工的一種工藝,其中包括沖、剪/切、拉伸、折彎、等基本工序。折彎加工是鈑金構(gòu)件加工的常用工藝,板料折彎設(shè)備上下模的結(jié)構(gòu)及尺寸對(duì)折彎零件外形尺寸及結(jié)構(gòu)具有很大的制約性,因此設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)時(shí),需要對(duì)這些因素給予充分考慮,確保零件生產(chǎn)滿足加工工藝要求。

1彎曲件定義解析

彎曲作為一種板料成形的基本形式,在金屬材料加工中應(yīng)用比較普遍,鈑金構(gòu)件設(shè)計(jì)中比較常用的零件即為彎曲件。通常情況下,模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率受彎曲件工藝影響較大,彎曲件良好的工藝性能,不僅可使鈑金加工質(zhì)量得到提高,同時(shí)也起到模具設(shè)計(jì)及制造簡(jiǎn)化的作用,生產(chǎn)效率得到提高,生產(chǎn)成本大大降低。一般情況下,模具及彎?rùn)C(jī)會(huì)對(duì)彎曲件截面產(chǎn)生約束,所以確保彎曲件工藝性能良好是影響模具成型效果的重要因素。

2構(gòu)件設(shè)計(jì)需要考慮的基本因素

2.1內(nèi)彎角的大小。鈑金折彎生產(chǎn)中,一定厚度的材料,其外層在拉應(yīng)力的作用下,彎曲半徑與拉應(yīng)力成反比關(guān)系,即半徑越小,拉應(yīng)力就越大。在外層材料所受拉應(yīng)力超出允許范圍、且彎曲半徑較小的情況下,工件很容易發(fā)生紋裂或者折斷現(xiàn)象。因此在設(shè)計(jì)彎曲構(gòu)件時(shí),為了使零件工藝性保持良好,需要對(duì)折彎內(nèi)角的角度與半徑進(jìn)行合理選擇,避免彎角的半徑過(guò)小而導(dǎo)致拉應(yīng)力變大,損壞加工零件。2.2工藝槽、孔及缺口設(shè)計(jì)。2.2.1工藝槽的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工藝槽需要注意的是,在鈑金加工材料為內(nèi)嵌式彎曲邊時(shí),設(shè)計(jì)長(zhǎng)度:L≥R+T+13/2(L為折彎長(zhǎng)度;R為折彎半徑;T為薄板材料的厚度;13為工藝缺口或者槽的寬度)2.2.2成角度工藝孔設(shè)計(jì)。為了確保鈑金加工成品構(gòu)件外表美觀,需要對(duì)角度的牢固性給予考慮。通常在成交頂端設(shè)計(jì)工藝孔,以材料的實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn),或者以數(shù)據(jù)模板特定數(shù)值為依據(jù)進(jìn)行孔的直徑范圍設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)鈑金構(gòu)件過(guò)程中,假如沒(méi)有其他特殊要求,且需要設(shè)計(jì)角度工藝時(shí),可以慣用的參考數(shù)據(jù)為參考依據(jù)。2.2.3彎邊高度設(shè)計(jì)。實(shí)際操作過(guò)程中,材料彎邊通常有第一、二、三道,甚至多道彎邊,在進(jìn)行鈑金構(gòu)件設(shè)計(jì)中,所遇到的要求形式多樣,不管要求復(fù)雜還是簡(jiǎn)單,都需要高度重視首道彎邊,W1min表示首道彎邊的最小高度,下模V型槽口寬直接關(guān)聯(lián)著彎邊高度:計(jì)算公式如下:W1min≥V/2sin(A/2)(W1min為首道彎邊的最低高度;V為V型槽的槽口寬度;A為折彎的角度)在設(shè)計(jì)第二道彎邊的高度時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)以下兩種因素給予考慮:二道彎邊高度應(yīng)大于上模體刃口尺寸;二道彎邊的高度應(yīng)大于首道彎邊高度,并且通常兩彎邊應(yīng)當(dāng)形成45°以下角。同理,第三道彎邊的最小設(shè)計(jì)高度應(yīng)當(dāng)比第二道的彎邊高度大;針對(duì)多道彎邊的零件加工,應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況靈活組合以上幾種折彎進(jìn)行多道彎邊的設(shè)計(jì)。

3鈑金構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

3.1改進(jìn)工藝角度,提高工藝設(shè)計(jì)。在鈑金加工生成中,工件加工理想形狀難以直接實(shí)現(xiàn),該問(wèn)題的解決辦法為可嘗試改進(jìn)工藝措施,將兩個(gè)構(gòu)件合成為完整彎件,中間部位采取直邊連接,彎形完成后再進(jìn)行沖切,制成兩個(gè)工件。加工工藝的改進(jìn),可有效控制與把握材料的延伸率,計(jì)算長(zhǎng)度的精確性得到提高。相對(duì)彎曲的半徑為R/T=30/3=10的情況下,比例值較大,縮小板料變形的程度;板料的中性層兩邊純彈性及塑性的變形區(qū)域總的變形中彈性變形的比例較小,造成材料角度及尺寸回彈。即:R/T=30/3=10(R為折彎半徑;T為板材厚度)這一現(xiàn)狀的改變,需要加工工藝優(yōu)化改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn),可在材料加工時(shí),對(duì)下料的兩邊材料實(shí)施互相牽制,有效避免下料滑動(dòng)與變形等問(wèn)題的發(fā)生。3.2加工模具角度的改進(jìn)。模具的改進(jìn)是鈑金構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)的效果提升的重要途徑。其優(yōu)勢(shì)在于模具的改進(jìn)可直接提高加工件成型質(zhì)量及成型效果。加工模具改進(jìn)時(shí),需要科學(xué)分析并充分把握擬加工構(gòu)件的實(shí)際構(gòu)造。比如改進(jìn)鈑金構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)的模具時(shí),可采取彎曲切斷復(fù)合模具,該模具的使用,可使鈑金彎曲精度、切料準(zhǔn)確度等得到提高,同時(shí)具有成產(chǎn)成本低廉、卸料方便等優(yōu)勢(shì)。

4結(jié)語(yǔ)

為了確保鈑金構(gòu)件的美觀性及彎形精度、提高鈑金構(gòu)件加工效率,設(shè)計(jì)鈑金構(gòu)件工藝時(shí)需要靈活掌握影響因素,改進(jìn)加工工藝及加工模具角度,促進(jìn)鈑金構(gòu)件工藝設(shè)計(jì)效果的提升,為設(shè)計(jì)生產(chǎn)出高規(guī)格、高質(zhì)量的鈑金構(gòu)件、滿足社會(huì)發(fā)展需求提供有力保障。

參考文獻(xiàn):

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作者:沈彥利 單位:美埃( 中國(guó)) 環(huán)境凈化有限公司