拉伸及沖壓鈑金件的展開計算實例

徐開寶，王 旭（濟南藍動激光技術有限責任公司濟寧分公司，山東 濟寧 272000）

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拉伸及沖壓鈑金件的展開計算實例

徐開寶，王 旭
（濟南藍動激光技術有限責任公司濟寧分公司，山東 濟寧 272000）

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

關鍵詞：工件剖面圖；彎曲中性層；展開長度；彎曲方式

0　引言

隨著工業化進程中對薄板件的精度要求的提高，薄板件沖壓前的原材料計算也越來越精確，因此展開計算變得尤為重要。然而對于拉伸件的展開計算人們往往無從下手，下面以青銅薄板拉伸件為例進行展開計算說明，希望在實際應用中對大家有一定的幫助，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：零件尺寸均為未標注公差的一般尺寸，按慣例取為IT12級，符合一般級進模沖壓件的精度要求，模具精度為IT9即可。圖示零件材質為青銅。

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 看出加工工件時含有彎曲工序，因此在計算前應該把圓角展開。在板料彎曲時，彎曲件毛坯展開尺寸準確與否，直接關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度不變，因此，可以用中性層長度作為計算彎曲部分展開長度的依據。

2.1彎曲中性層位置的確定

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

塑性變形彎曲后，中性層長度不變，所以：

聯解上兩個公式并以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Ψ的數值有關，而彎曲時，隨著凹模下行，相對彎曲半徑r/t系數Ψ是 不斷變化的，因此，隨著彎曲的進行，中性層位置在不斷改變。因為板料壓彎的系數Ψ小于一，所以中性層位置是內移了。r/t值愈小，系數Ψ值也愈小，中性層位置的內移量也愈大。

在實際生產中為了便于計算，一般用經驗公式確定中性層的曲率半徑：

2.2彎曲件毛坯展開長度計算

確定了中性層的位置后，就可以進行彎曲件毛坯展開長度計算。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

用上述公式計算出來的毛坯展開長度僅僅是一個參考值，與實際所需的長度有一定的誤差。因為上述公式中有很多影響彎曲變形的因素，如材料性能、模具結構、彎曲方式等，都沒有考慮。所以只能用于形狀簡單、彎曲個數少和尺寸公差要求不高的彎曲件。對于形狀復雜、彎曲角較多及尺寸公差較小的彎曲件，應先用上述公式進行初步計算，確定試彎坯料，待試模合格后再確定準確的毛坯長度。

參考文獻：

［1］肖景容.沖壓工藝學［J］.北京：機械工業出版社，1988（07）.

［2］王新華.沖模結構圖冊［J］.北京：機械工業出版社，2003（04）.

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

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

作者簡介：徐開寶（1983-），男，山東濟寧人，本科，初級工程師，研究方向：金屬成型及非標設備的研發。