浅析弯曲件展开尺寸中性层位置与合理取值.pdf
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1、模具制造 2023年第9期浅析弯曲件展开尺寸中性层位置与合理取值陈炎嗣(北京东方电子集团模具厂,北京100102)【摘要】经调研分析,并结合实际经验,通过优化,提出了弯曲件展开尺寸中性层位置与合理取值的解决方案,可供弯曲模设计者参考应用。关键词:弯曲件;中性层位置;中性层系数;推荐应用值中图分类号:TG385.2文献标识码:BDOI:10.12147/ki.1671-3508.2023.09.001Analysis of the Neutral Layer Position and Reasonable Valueof the Unfolded Size of Bending PartChen
2、 Yansi(Beijing Orient Electronics Group Die Co.Ltd,Beijing 100102,CHN)【Abstract】After research and analysis,combined with practical experience,a solution for theneutral layer position and reasonable value of the unfolded size of bending parts has been proposedthroughoptimization,whichcanbeusedasaref
3、erenceforbendingdiedesigners.Key words:bending part;neutral layer position;neutral layer position coefficient;recommendedapplication values1引言弯曲件展开尺寸的正确与否,在弯曲模设计中,是弯曲制件取得合格尺寸的先决条件,如何确定和精确计算出弯曲件的展开尺寸(简称弯曲件毛坯尺寸),是弯曲件取得合格尺寸的重要保证。实践得知,板料在弯曲过程中,弯曲变形区内,板料的外侧纤维切向在拉伸,受到拉伸变形,尺寸变大;而内侧纤维受到压缩变形,尺寸变小,在拉伸与压缩变形之间有
4、一层既不受拉又不受压的那一层,叫中性层。它是计算弯曲件毛坯尺寸时要用到的一个重要依据。如何获得正确数值,关系到中性层系数的取值正确与毛坯尺寸的计算精度。弯曲件的中性层在什么位置?它与哪些因素有关?如何确定?合理取值多少?本文针对这些问题,通过查阅40多份参考文献,结合不同数据,联系工作实际,作些分析,提些看法和建议,抛砖引玉,供参考。2弯曲件中性层位置的确定实验告之,中性层位置与弯曲半径r的大小和弯曲用金属板料厚度t的比值有关,即中性层位置与r/t有直接的联系。(1)当弯曲变形程度较小,即r/t值较大,一般在r/t10时,应变中性层可近似认为在材料厚度的中间层面,即中性层的曲率半径P=r+t2
5、。(2)弯曲变形程度较大时,即r/t值较小,材料厚度要变薄,应变中性层位置不在变形毛坯断面中心,而向内侧移动,即P r+t2。具体怎么确定应变中性层位置,理论上可以根据变形前后体积不变的原则来确定,这里不再演算了。在冲压生产中,常用下面经验公式来确定中性层的曲率半径,如图1所示。P=r+kt式中P中性层曲率半径,mmr弯曲件的内弯曲半径,mm冲 模 技 术冲 模 技 术1模具制造 2023年第9期k中性层系数t板料厚度,mm图1弯曲件中性层位置的确定3关于中性层系数k(x)和推荐应用值3.1中性层系数的意义中性层系数现有资料大多数用符号k或x表示。下面均用k表示。中性层系数k是一个关系到中性层
6、位置的因数,其大小主要受弯曲件材料性能、材料厚度偏差、弯曲角大小、弯曲方式、模具结构等诸因素制约和影响,精确计算很难,其值波动较大。常随r/t比值的大小变化,k值随之变化。r/t值不断增大,k值也随之增大。当用板料的常规弯曲,中性层系数k值一般都在0.5以下,最大值k=0.5。有些制件,如铰链,常用推卷方法弯曲成形,此时,材料不是变薄,而是变厚了,因此中性层系数k0.5。现有文献中介绍的k,均为试验值,因试验条件不同,结果也不同,供读者应用的均为参考数,不能看作绝对值,都是推荐应用。3.2中性层系数k值从40多份文献资料中调查发现,k值有如下一些情况,如表1所示。(1)k 值的起始,分别在 r
7、/t=0.1、0.25、0.3、0.3、0.5、1时有相对应的应用值。(2)起始r/t不同情况下的现有k值,存在多个不同数值。a.r/t=0.1 时,k 为 0.21、k1(U)=0.23,k2(V)=0.3、0.27、0.32。b.r/t=0.25时,k为0.26。c.r/t0.3时,k为0.34。d.r/t=0.3时,k为0.18、0.194、0.1(V)、0.21(U)。e.r/t=00.5时,k为0.160.25。f.r/t0.5时,k为0.2、0.250.3。g.r/t=1时,k为0.3、0.35。(3)现有k值可供应用的特征和状态。a.书本(含网上)或有关资料中,提供的k值,均用表
8、列形式,通过r/t的不同值就有相对应的k值供读者直接采用。序号1234567r/t起始值0.10.250.30.300.56.50.180.1100.1300.140.140.25120.380.350.350.3600.5-4550.5515115数列2017141618243487151020652065431040中占有数8133215241122222211参考文献号3、10、21、22、34、37、38、39124、8、3211、13、169、17335、24、27、28、3624、251、2、20、3572914、4019、3115、306、1820、2320、232629说明适用
9、于板料为主的弯曲,对弯曲件形状未规定。k1适用于有压料的V形U形弯曲,k2适用于无压料的V形弯曲。不分V、U形。k1适用于有压料的V形、U形弯曲,k2适用于无压料的V形弯曲。低碳钢,弯曲90。不分U、V形,只提利用压板弯曲时k值可小于表中数值。用于弯曲板料b400MPa适用于低碳钢90V形弯曲适用于低碳钢,V型压弯按90考虑,压弯400MPa表1被调查的40多份资料中r/t不同情况下的k值及有关说明汇总kttrP冲 模 技 术2模具制造 2023年第9期b.表列数列不等,最少为3列,最多65列;r/t数列16的占了大多数(约43%);介绍应用最广的为r/t=0.18,k=0.210.5,数列2
10、0,其次为r/t=0.130,k1(U)=0.23、k2(V)=0.3,数列34。c.表列数值既有相同,又有不同。d.有对弯曲件形状方面的考虑,分U形、V形和不分的区别。e.有对模具结构方面的考虑,分有压料和无压料的区别。f.表列数值多指用低碳钢试验所得。3.3中性层系数推荐应用值k根据调研,表2、表3比较常见,推荐给大家选用。表2中性层系数kr/tk0.10.210.20.220.30.230.40.240.50.250.60.260.70.280.80.301.00.321.20.331.30.341.50.362.00.382.50.393.00.404.00.425.00.446.00
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