第十單元機械彎形《冷作工技能訓練（第五版）》

課題1滾彎第十單元機械彎形

課題2壓彎課題1滾彎第十單元機械彎形課題1滾彎1.柱面滾彎工件圖一、柱面滾彎課題1滾彎2．柱面滾彎工藝分析（1）柱面的幾何特征是表面素線相互平行，因此在滾彎柱面工件之前，要求滾板機的上、下軸輥應平行，不能帶有斜度，否則會使?jié)L出的工件帶有錐度。（2）用對稱式三輥滾板機滾彎，要在滾彎前采取板料兩端預彎或兩端留余量的方法消除板料兩端的直邊段。（3）為避免滾彎工件出現(xiàn)歪扭現(xiàn)象，板料放入滾床后，要注意找正位置。找正的方法主要有利用擋板或軸輥上的定位槽找正，還可以用目測或直角尺找正。（4）較大的工件滾彎時，為了避免其自重引起的附加變形，應將板料分為三個區(qū)域，先滾壓兩端，再滾壓中間，必要時，還要用吊車予以配合。課題1滾彎3.柱面滾彎的步驟與方法（1）滾彎前應準備大錘、壓弧錘、槽頭胎具、工件內(nèi)圓的卡形樣板等工具。（2）小圓筒一般整筒滾制，大圓筒則要分兩半滾制。為了多掌握滾彎技術，本工件分兩半滾制。（3）檢查滾板機的上下軸輥是否平行，若不平行，應將其調整平行。（4）用手工方法預彎板料兩端，預彎長度應略大于兩下輥中心距的一半，一般為180~200mm。在預彎過程中，要用卡形樣板進行檢查，直至達到圖樣要求工件的曲率為止。課題1滾彎（5）工件放入滾床后，利用滾板機軸輥上的定位槽進行找正。方法是將下輥的定位槽轉到最上端位置，使放入滾板機的板料邊緣與定位槽平行。（6）在滾彎過程中，由于彈復的影響，往往不能一次將工件滾壓至要求的曲率。一般要憑經(jīng)驗初步調節(jié)上輥壓下量，然后再滾壓，并用樣板測量。根據(jù)測量結果，對上輥壓下量進一步調節(jié)，再滾壓、測量，直至達到要求的曲率為止。（7）滾壓中若出現(xiàn)歪扭現(xiàn)象要及時調整。其方法是用手工矯正。在矯正過程中，應根據(jù)工件的歪扭方向和程度，確定錘擊位置，施加相應的錘擊力，避免因矯正失當而引起工件反向歪扭或曲率過大。課題1滾彎4．滾彎件成形質量的檢查（1）用卡形樣板沿圓筒的內(nèi)表面上下邊沿檢查整個工件的曲率，若有不合格處，應及時修整。（2）檢查半圓筒兩直邊是否平行（即共面）。若兩直邊都與平臺貼合，說明兩邊平行；若不能與平臺貼合，說明工件出現(xiàn)歪扭現(xiàn)象，要進行矯正。5．裝焊及矯正兩半圓筒滾制合格后，便可進行裝配、焊接。焊接后還要對工件進行檢驗及必要的矯正。課題1滾彎二、錐面的滾彎1.錐面滾彎工件圖課題1滾彎2.錐面滾彎工藝分析（1）錐面的幾何特征是表面素線相交于一點，每條素線上各點的曲率也不相同。所以在滾制時，滾板機上、下軸輥之間應具有一定的傾角。（2）為了使?jié)L板機上輥始終近似壓在錐面素線上，在滾彎的過程中，錐面大、小口的進給速度應有一定的差異。由于滾板機兩下輥是平行的，單靠上輥傾斜，錐面大、小口的進給速度差不夠，所以在上輥傾斜的基礎上，還要采用分段滾制或小口減速等方法，使?jié)L制過程中錐面大、小口的進給速度達到需要的差值。（3）滾彎過程中，錐面的大口與小口的曲率都要進行測量，只有當錐面兩口的曲率均合格時，工件才算合格。課題1滾彎3.錐面滾彎的步驟與方法（1）準備好大、小口的卡形樣板，大錘、壓弧錘、錐面槽頭胎具等工具。為使工件滾彎后不合格處便于矯正，錐筒采用兩塊拼接，分別滾彎。（2）根據(jù)工件厚度選用手工槽頭的方法預彎板料兩端，具體操作方法與柱面槽頭方法相近。（3）采用分段滾彎法進行滾彎。滾彎前利用錐面素線將板料劃分為若干小段。滾彎時將上軸輥與小段的中位素線對正壓下，在小段范圍內(nèi)來回滾壓。滾完一段后，隨即移動板料，仍按上述方法滾壓下一段。通過分段挪動板料，補償錐面兩口進給速度差的不足。分段越多，錐面成形越好。錐面滾彎也要先滾彎板料兩端部分，再滾彎板料中間部分。滾彎過程中要經(jīng)常用樣板檢查工件大、小口的曲率，以控制滾彎過程中的質量。課題1滾彎4．滾彎件成形質量檢查（1）用卡形樣板檢查工件大、小口的曲率，通常在錐面板料表面的局部易出現(xiàn)曲率不合格現(xiàn)象，可采用手工彎曲的方法進行修整。（2）檢查板料的兩直邊是否平行，如出現(xiàn)錐面歪扭要進行修整，其方法與柱面歪扭的修整方法相同。5．錐筒裝焊錐筒采用立裝法裝配。裝配時，將兩個半錐筒立放在平臺上，使兩直邊對齊后施以定位焊。定位焊后再檢查一下各部尺寸及接口處的曲率，一切合格后，然后進行焊接。課題2壓彎第十單元機械彎形課題2

壓彎在壓力機床上使用彎曲模進行彎曲成形的加工方法，稱為壓彎。壓彎分為冷彎、熱彎和折彎。一、冷彎1.料斗壓彎（1）料斗壓彎工件圖工件數(shù)量為500件，上口料寬為600mm，材質為Q235A，壓力機床最大工作壓力為2000kN。課題2壓彎（2）板料壓彎時的變形過程分析壓彎成形時，材料的彎曲變形方式有三種：自由彎形、接觸彎形和校正彎形。若材料彎形時，僅是工件與凸、凹模在三條線接觸，彎形圓角半徑r1是自然形成的，這種彎形方式稱為自由彎形；若材料彎形到直邊與凹模表面平行，而且在長度ab上相互靠緊時停止彎形，彎形件的角度等于模具的角度，而彎形圓角半徑r2仍靠自然形成，這種彎形方式稱為接觸彎形；若將材料彎形到與凸、凹模完全靠緊，彎形圓角半徑r3等于模具圓角半徑r凸時菜結束彎形，這種彎形方式稱為校正彎形。課題2壓彎（3）計算壓彎力，并確定彎形方式由于工件的相對彎形半徑較大（r/t=100/5=20）,而且彎曲圓弧較長，會有較大的彎曲回彈。為保證彎形件的幾何精度，采用校正彎形是比較有利的。但是壓力機床的最大工作壓力已定，需要采用何種彎形方式，還應在計算出工件所需壓彎力之后才能確定。課題2壓彎1）計算壓彎力

課題2

壓彎2）確定彎形方式

從上面的計算結果可知，壓力機床的工作壓力介于該件所需的接觸彎形力和校正彎形力之間，不能采用校正彎形。但若使機床滑塊在坯料發(fā)生接觸彎形時，未達到下死點位置，則可獲得帶有一定校正成分的彎形方式，有利于減小彈復，經(jīng)上述分析，最后確定采用接觸彎形。（4）制作彎形模具

根據(jù)工件的數(shù)量及精度要求，確定采用制作方便、節(jié)省工時、成本較低的焊接結構模具。課題2

壓彎1）解決彈復問題根據(jù)該件相對彎形半徑較大、彎曲弧較長的特點，采用減小模具圓角半徑的方法修正模具形狀，解決彈復的問題。憑經(jīng)驗取修正后的圓角半徑r凸

=95mm。修正模具形狀時，應使修正前后的彎曲圓弧長度相等，并使直邊與圓弧相切。實際壓彎時，彈復值一般還需要做小的調整，由于壓彎件數(shù)量不大，模具制作后再次修正不合適，可以通過調整實際壓力大小，改變壓彎力中校正力所占的比例，來調整彈復值。課題2

壓彎2）確定模具工作部分尺寸模具的凸模圓角半徑已經(jīng)確定r凸=95mm,其他尺寸從有關手冊中選取，如圖所示。3）模具結構模具采用焊接結構，為保證彎形件平整，凸模的圓弧部位由一圓鋼構成，凹模上其他將與坯料接觸的部位鋪上鋼板。利用定位擋板實現(xiàn)壓料前的坯料定位，利用托料板防止彎形中可能出現(xiàn)的坯料偏移。課題2

壓彎（5）彎形模具的安裝與找正首先將凸模與壓力機床的滑塊連接，然后將凹模置于壓力機床的工作臺上，與凸模大致找正。再將幾塊厚度與模具間隙（可取等于工件厚度t）相適應的板塊，分別放在凹模兩側的平面上，緩緩落下凸模，并調整凹模位置，使兩者吻合，且保證間隙均勻。然后將凹模固定在壓力機床的工作平臺上。（6）壓彎方法1）正式壓彎前，應先試壓幾次，以檢查模具的定位、彈復值和間隙，待試壓合格后，才能正式壓彎。2）正式壓彎時，要注意坯料定位的準確性，掌握好實際壓彎力。3）壓力加床的使用，要嚴格遵守安全操作規(guī)程，并根據(jù)實際壓彎中可能出現(xiàn)的問題采取相應的措施。課題2

壓彎2.U形件壓彎（1）U形壓彎工件圖（2）彎曲模具的設計1）閱讀彎曲件產(chǎn)品圖樣，分析彎曲件工藝。該工件是典型的U形彎曲件，其尺寸公差為未注公差，在處理這類零件公差等級時均按IT14級要求。彎曲弧的內(nèi)圓角半徑R為3mm，大于最小彎形半徑（rmin=0.5t=0.5×3=1.5mm），故此工件形狀、尺寸、精度均能滿足彎曲工藝的要求，可用彎曲模具進行成形加工。課題2

壓彎2）彎曲模具總體方案的確定①彎曲模具類型的確定。模具類型應根據(jù)工件的形狀、尺寸要求來選擇。此工件屬于典型的U形彎曲件，故采用U形件彎曲模具結構。②彎曲模具結構形式的確定。U形件彎曲模具在結構上分順出件與逆出件兩大類型，此工件擬采用逆出件彎曲模具結構形式。另外，再根據(jù)此U形件的形狀并不復雜及精度要求不太高，選擇最簡單且常用的無導向裝置的單工序彎曲模具。課題2

壓彎③繪制U形件彎曲模具結構簡圖。根據(jù)所確定的彎曲模具結構形式，把彎曲模具工作部分的主要結構畫出來，其目的是為了分析所確定的結構是否合理，毛坯彎曲后能否滿足產(chǎn)品的技術要求，根據(jù)分析結果對模具結構簡圖中的不合理之處進行修正，為最后確定彎曲模結構做好準備。a．模具的構思。該彎曲模采用鋼結構焊制而成，除了凸模、凹模的工作面采用切削加工外，其余零件都屬毛坯件而不用加工。為解決彎曲彈復問題，將凸模壁做出等于彈復角的傾斜度。b．模具的特點。采用逆出件彎曲模結構形式，能使工件底部保持平整。由于采用了校正彎形方式，并且又將凸模壁做出等于彈復角的傾斜度，因而可完全解決工件的回彈問題。c．模具的工作過程。工作時，先將板料放在凹模的上平面中，啟動壓力機并使凸模下行，凸模與板料接觸并將板料帶入凹模內(nèi)，在凸模與凹模的共同作用下，使板料產(chǎn)生彎曲變形，當凸模運行到了下死點并保壓后，即對彎曲件施加校正力，彎曲工作結束。課題2

壓彎3）彎曲工藝計算①彎曲件展開長度計算

課題2

壓彎②工件回彈問題的解決。由于該工件采用校正彎形方式，所以只需考慮彎曲角回彈的問題，查表并按下列經(jīng)驗公式計算其回彈角：

Δα=0.434r/t－0.36=0.434×（3/3）-0.36=0.074°通過計算表明，在制作凸模時，應將凸模壁做出等于彈復角0.074°的傾斜度。③壓彎力的計算F=Aq=300×60×80=1440

kN

（取q=80MPa）壓力機床公稱壓力為：F0=1.3F=1.3×1440=1872

kN課題2

壓彎④選擇壓力機根據(jù)計算出的公稱壓力數(shù)值，選擇2000kN壓力機床。如J23—200、Y32—200等型號的壓力機。4）彎曲模具工作部分尺寸計算①凸模圓角半徑計算。該彎曲件的彎曲圓角半徑較小，其相對彎形半徑r/t=3/3=1＜5，所以屬于大變形程度的彎形。彎形結束后彎形件圓角半徑的變化很小，可以不予考慮，故凸模圓角半徑r凸可取彎形件的內(nèi)圓角半徑，即r凸=3mm。課題2

壓彎②凹模圓角半徑計算。該彎形件兩邊彎曲高度相同，屬于對稱彎曲，所以凹模兩邊的圓角半徑r凹應取大小一致。該彎形件厚度t=3mm，故凹模圓角半徑r凹=2t=2×3=6mm。③凹模工作部分深度的確定。該彎形件直邊高度為25mm，可以看作直邊高度不大，但對彎形件兩邊的平面度要求還是較高的，所以凹模工作部分的深度應大于彎行件的直邊高度。根據(jù)板厚t=3mm，查表得出凹模超出彎形件直邊高度部分的深度值h0=5mm。則凹模的總深度h=25+5+3=33mm。課題2

壓彎④凸模、凹模間隙的確定。該彎形件為U形件，所以彎曲模具凸模、凹模的單邊間隙一般可按經(jīng)驗公式計算：Z=tmax+ct=3+0.08×3=3.24mm

（查表取c=0.08）⑤凸凹模橫向尺寸及公差。由于該工件標注內(nèi)形尺寸，所以以凸模為基準。尺寸60的公差按IT14級選取，故△=0.74mm。δ凸為凸模的制造公差，按IT8級選取，故δ凸=0.046mm。δ凹為凹模的制造公差，按IT9級選取，故δ凹=0.074mm。課題2

壓彎凸模橫向尺寸：L凸=（Lmin+0.75△）=（60＋0.75×0.74）=60.56mm凹模橫向尺寸：L凹=（L凸+2Z）

=（60.56＋2×3.24）

=67.04mm5）模具閉合高度計算。模具閉合高度應該是上模座厚度、凸模連接板高度、凹模厚度、凹模底座厚度及安全距離之和。H=H上+H凸+H凹+H底+L=20+150+33+30+25=258

mm式中L為安全距離，一般取20～25mm，本模具取為25mm。課題2

壓彎6）U形件彎曲模具裝配圖的設計繪制課題2

壓彎7）凸模、凹模零件圖的設計繪制連接板凹模凸模凹模座凸模座課題2

壓彎（3）彎曲模具的制作1）由于彎曲模具中凸模、凹模的幾何形狀及尺寸精度要求較高，所以凸模、凹模一般采用機械設備進行切削加工而成。2）在制造彎曲模具時，必須要考慮材料的回彈值，以便使所彎曲的零件能符合圖樣規(guī)定的要求。雖然在設計時已經(jīng)進行了回彈值的計算，但由于影響回彈的因素有很多，模具設計時要達到準確控制回彈是不可能的，這就要求在制造模具時，要反復試模和修正，直到彎出合格的零件為止。3）在組裝凹模時，一定要確保凹模的橫向尺寸為67.04mm，以滿足設計要求，同時還要保證兩凹?；ハ嗥叫?。4）組裝凸模、凹模的各個組成零件時，應采用定位焊，所有零件都組裝完成后，要進行全面的質量檢查，合格后方可進行焊接操作。焊接時必須采取相應的措施，以防焊接應力與變形的產(chǎn)生。（4）壓彎方法壓彎的方法與料斗的壓彎方法一致。課題2

壓彎3.注意事項（1）彎曲模具的設計是一項復雜而又細致的工作。在設計前，必須對本部門的成形設備和其他加工設備有充分的了解，此外還要掌握本部門操作者的技術水平，這是設計彎曲模具的前提。（2）設計彎曲模具的結構形式、強度時必須考慮彎形件的形狀、材料和生產(chǎn)批量，以保證彎曲模具即能制造出合格的彎形件，又要具有一定的使用壽命。（3）彎曲模具的制造精度要依據(jù)彎形件的精度而定，在能保證彎形件制造精度的前提下，應盡量降低彎曲模具的制造精度等級，以降低模具的制造成本。（4）彎曲模具制造完成后，必須先進行試壓操作，只有試壓件合格后，才可正式壓彎。課題2

壓彎二、熱彎1.熱彎工件圖該工件的材料為20鋼，板料寬度為400mm，工件數(shù)量200件。2.計算壓彎力，并確定彎形方式由于工件的精度要求較高，若采取冷彎方式來解決彈復問題將難以滿足精度要求；若采用熱彎方式，由于加熱后的材料屈服點降低，可以減小壓彎力，可用校正彎形方式，消除工件彎曲彈復，很容易達到工件精度要求，所以本工件采用熱彎。課題2

壓彎采用校正彎形，取R50投影面積為400×75（mm2）；R30的投影面積為400×45（mm2）；查表取q=80N/mm2。冷彎時壓彎力為：F=qA=80×400×（75+245）=5280000

N材料加熱到800~900℃時，強度降到常溫狀態(tài)的20%。那么，加熱后所需的實際校正力為1056kN。由此選擇2000kN的液壓壓力機床，彎形方式為加熱校正彎形。課題2

壓彎3.模具的設計及制作根據(jù)的工件形狀及精度，選擇無導向單工序的鑄制彎曲模具。由于工件的彈復已被克服，所以模具工作部分的形狀可按工件形狀進行設計。課題2

壓彎4.模具的安裝與找正熱彎模具的安裝及找正方法與冷彎時相同。5.材料的加熱壓彎前板料要進行加熱，一般采用地爐加熱。加熱時，當板料溫度達到800~900℃（呈淡櫻紅色）時，改為緩火燜燒，并在板料上蓋以薄板，目的是使板料受熱均勻，以免在壓彎過程中由于板料受熱不均勻而產(chǎn)生