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冲压与材料力学的例子之一

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发表于 2017-2-2 17:45:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 LIAOYAO 于 2017-2-2 18:00 编辑

这是发表在模具论坛的帖子,原帖网址 http://www.mouldbbs.com/thread-15670938-1-1.html

先来侃山,搞冲压模的人大部分是低学历(只说明事实木有诋毁之意),再就是超过一甲子的时间以上,冲压技术木有啥成长与创新,因此直接山寨前辈的方式便可应付工作之需,因此就有冲压技术是靠“经验”之说法,而且大部分的冲压人都认同这个说法,计算只是书籍上的东东,在实务上木有啥用途。^_^


现在俺们不去讨论这些论调,而就从塑性成形学来看待这个例子。
为了方便大伙看帖,先说明几个条件,
1、图纸是第三角法;
2、为保证折弯后板材端面厚度方向是成垂直态,最小直边高度:h≥1.3t(找到的图片是更保守的h>2t);
3、折弯工序分先折45°再折成90°两步成形;
4、折弯成形解说, http://www.custompartnet.com/wu/sheet-metal-forming#bending
求 0.30(非板厚,近A-A)处需多大压力能保证向上成型不走料、翻料(板材端部不变形)



计算时需要的参数:材料的抗拉强度、降伏强度、抗压强度、摩檫副的系数:材料与0.30(非板厚,以后所述0.30皆非指板厚)压料块的摩檫系数,此处还得分干燥与润滑两种系数。
计算步骤:
A、折弯时板材外侧受拉伸力,导致0.30处的料被拉动,造成0.30的端面不是垂直与板厚。0.30底面受某一数值的拉力,得清楚估算这个拉力有多大;
A1、折弯90°后,板材外侧通常会有麻面或裂纹,此表征可判读为材料已达到降伏态;
A2、折弯分45°与90°两步,可以有效减低材料表面拉力;
A3、从 h≥1.3t (h>2t)得知拉力应变的范围;
A4、或从实验中测得拉力值;
B、计算压料力大小,实际上就是在算多大的摩擦力才能阻止材料的流动;
B1、摩擦副的摩檫系数,干摩擦与润滑摩檫;
B2、不同摩擦副的差异;


从这个例子在说明冲压技术还是可以通过材料力学来解。

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这个模具论坛不错哦!值得借鉴。liaoyao大侠在那里还是应助达人呢!  发表于 2017-2-2 18:03

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发表于 2017-2-2 17:49:55 | 显示全部楼层
哈哈,大虾,说挺好的,冲压与材料,与力学都后很深的渊源,学问是挺深的,

我刚玩易拉罐那时候,看引进的线,感觉很神奇的,首先是浅拉伸下料,再是4位拉伸,是材料,模具,计算的精美结合,

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所以说,深啊!哈哈  发表于 2017-2-2 18:00
模具本身是靠加工精度与设计的合理性在保证生产的稳定性与寿命。寿命部分离不开材料冶金学。  发表于 2017-2-2 17:57
冲压的核心主是在于材料塑性成形的力学行为,因此红毛才能据此开发出软件来模拟。  发表于 2017-2-2 17:56
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发表于 2017-2-2 19:23:28 | 显示全部楼层
谢谢Liao侠介绍,金属变形确实内容很深,折弯出去上面用材料力学算撕裂的折弯角,部分材料有回弹,也还要进行回弹计算
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发表于 2017-2-2 19:35:48 | 显示全部楼层
Liao侠,许久不见。
静听讲解。

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P大,晚上好。  发表于 2017-2-2 19:52
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 楼主| 发表于 2017-2-2 19:51:33 | 显示全部楼层
sunnanlin 发表于 2017-2-2 19:23
谢谢Liao侠介绍,金属变形确实内容很深,折弯出去上面用材料力学算撕裂的折弯角,部分材料有回弹,也还要进 ...

材料的回弹是应力应变的一种状态,材料受力在弹性区就会有回弹,板厚与曲率比值小于一个数值后便会有塑性区与弹性区共存现象,从拉伸曲线图可以大概判断回弹趋势。
俺厂做的接插件电子类金属产品都有调整机构在辅助生产,从而大幅度减少因回弹问题而下模调整尺寸。
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发表于 2017-2-2 21:37:17 | 显示全部楼层
LIAOYAO 发表于 2017-2-2 19:51
材料的回弹是应力应变的一种状态,材料受力在弹性区就会有回弹,板厚与曲率比值小于一个数值后便会有塑性 ...

谢谢Liao侠的回复,用辅助机械会很有效果。一直在上课做练习,里面有折弯例题计算,没有在工厂锻炼过,在您这增加不少见识。

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谢谢,一会去注册个号,争取多学习些  发表于 2017-2-2 22:34
  发表于 2017-2-2 22:32
可以多去模具论坛看看,那里可供参考的实例帖子多,还有不少模具图纸可以下载学习。  发表于 2017-2-2 22:11
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发表于 2017-2-2 21:57:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 sunnanlin 于 2017-2-2 21:59 编辑
LIAOYAO 发表于 2017-2-2 19:51
材料的回弹是应力应变的一种状态,材料受力在弹性区就会有回弹,板厚与曲率比值小于一个数值后便会有塑性 ...

Liao侠已经回答得比较全面了,还想再补充一下A2分次变形部分。因为有的材料回弹系数可能会达到0.5到0.7,比如2024T铝或者1/4硬质奥氏体不锈钢,强制矫直可能增加内部残留应力,简易计算后选择适合的折弯角精度更容易保持

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铝合金回弹预测 http://www.thefabricator.com/article/stamping/predicting-springback-when-bending-ahss-and-aluminum-alloys-part-ii  发表于 2017-2-2 22:15
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 楼主| 发表于 2017-2-2 22:07:15 | 显示全部楼层
sunnanlin 发表于 2017-2-2 21:57
Liao侠已经回答得比较全面了,还想再补充一下A2分次变形部分。因为有的材料回弹系数可能会达到0.5到0.7, ...

矫直是增加内部残留应力,但是你忽略了”应力平均化“。
要抑制回弹就得用回弹去治,反向弯曲的折弯角精度更容易达成也会更稳定。
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发表于 2017-2-2 22:19:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 sunnanlin 于 2017-2-2 22:23 编辑
LIAOYAO 发表于 2017-2-2 22:07
矫直是增加内部残留应力,但是你忽略了”应力平均化“。
要抑制回弹就得用回弹去治,反向弯曲的折弯角精 ...

明白Liao侠的意思,反向变形后有相反的应力残留,可以抵消。其实不冲突,因为这个也需要计算回弹,比如反向弯曲多少角度可以抵消、弯曲多少不会产生“矫枉过正”等。如果开始算好回弹系数,精确弯曲到某一角度后就一次解决问题,这样不是更好?当然也需要分类,有的材料回弹系数接近1也就不必考虑这个
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 楼主| 发表于 2017-2-2 22:36:37 | 显示全部楼层
sunnanlin 发表于 2017-2-2 22:19
明白Liao侠的意思,反向变形后有相反的应力残留,可以抵消。其实不冲突,因为这个也需要计算回弹,比如反 ...

你的想法趋于理想化,在实务中有许多因素你忽略了,例如材料厚度公差的影响、加压力的影响、冲压机的影响、模具零件精度、其他因素等。在公差级数数值少的产品还是要靠调整机构。

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不过现在对于半径厚度比大于2的平板折弯已经有一些经验公式,比如常用的Kalpakjian公式,欧洲这边简易计算用的就比较多。Liao侠感兴趣可以了解下  发表于 2017-2-2 23:09
不错,刚刚您发的链接文章我也看过了,实际加工环境确实还有很多可变因素,比如还有折弯工件截面形状和具体材料的特性的不同,都会有影响  发表于 2017-2-2 23:04
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