鈑金折彎構(gòu)件工藝設(shè)計研究
時間:2022-12-19 02:39:20
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鈑金構(gòu)件加工通常指的是針對厚度小于等于6mm的金屬薄板實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)計零件結(jié)構(gòu)時,需要對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用比較普遍,鈑金構(gòu)件設(shè)計中比較常用的零件即為彎曲件。通常情況下,模具設(shè)計生產(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,同時也起到模具設(shè)計及制造簡化的作用,生產(chǎn)效率得到提高,生產(chǎn)成本大大降低。一般情況下,模具及彎機會對彎曲件截面產(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,其外層在拉應力的作用下,彎曲半徑與拉應力成反比關(guān)系,即半徑越小,拉應力就越大。在外層材料所受拉應力超出允許范圍、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)計彎曲構(gòu)件時,為了使零件工藝性保持良好,需要對折彎內(nèi)角的角度與半徑進行合理選擇,避免彎角的半徑過小而導致拉應力變大,損壞加工零件。2.2工藝槽、孔及缺口設(shè)計。2.2.1工藝槽的設(shè)計。設(shè)計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,設(shè)計長度:L≥R+T+13/2(L為折彎長度;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。為了確保鈑金加工成品構(gòu)件外表美觀,需要對角度的牢固性給予考慮。通常在成交頂端設(shè)計工藝孔,以材料的實際應用為出發(fā)點,或者以數(shù)據(jù)模板特定數(shù)值為依據(jù)進行孔的直徑范圍設(shè)計。在設(shè)計鈑金構(gòu)件過程中,假如沒有其他特殊要求,且需要設(shè)計角度工藝時,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。實際操作過程中,材料彎邊通常有第一、二、三道,甚至多道彎邊,在進行鈑金構(gòu)件設(shè)計中,所遇到的要求形式多樣,不管要求復雜還是簡單,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)計第二道彎邊的高度時,應當對以下兩種因素給予考慮:二道彎邊高度應大于上模體刃口尺寸;二道彎邊的高度應大于首道彎邊高度,并且通常兩彎邊應當形成45°以下角。同理,第三道彎邊的最小設(shè)計高度應當比第二道的彎邊高度大;針對多道彎邊的零件加工,應結(jié)合實際情況靈活組合以上幾種折彎進行多道彎邊的設(shè)計。
3鈑金構(gòu)件工藝設(shè)計優(yōu)化策略
3.1改進工藝角度,提高工藝設(shè)計。在鈑金加工生成中,工件加工理想形狀難以直接實現(xiàn),該問題的解決辦法為可嘗試改進工藝措施,將兩個構(gòu)件合成為完整彎件,中間部位采取直邊連接,彎形完成后再進行沖切,制成兩個工件。加工工藝的改進,可有效控制與把握材料的延伸率,計算長度的精確性得到提高。相對彎曲的半徑為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)化改進來實現(xiàn),可在材料加工時,對下料的兩邊材料實施互相牽制,有效避免下料滑動與變形等問題的發(fā)生。3.2加工模具角度的改進。模具的改進是鈑金構(gòu)件工藝設(shè)計的效果提升的重要途徑。其優(yōu)勢在于模具的改進可直接提高加工件成型質(zhì)量及成型效果。加工模具改進時,需要科學分析并充分把握擬加工構(gòu)件的實際構(gòu)造。比如改進鈑金構(gòu)件工藝設(shè)計的模具時,可采取彎曲切斷復合模具,該模具的使用,可使鈑金彎曲精度、切料準確度等得到提高,同時具有成產(chǎn)成本低廉、卸料方便等優(yōu)勢。
4結(jié)語
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)計鈑金構(gòu)件工藝時需要靈活掌握影響因素,改進加工工藝及加工模具角度,促進鈑金構(gòu)件工藝設(shè)計效果的提升,為設(shè)計生產(chǎn)出高規(guī)格、高質(zhì)量的鈑金構(gòu)件、滿足社會發(fā)展需求提供有力保障。
參考文獻:
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作者:沈彥利 單位:美埃( 中國) 環(huán)境凈化有限公司
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