拉伸及冲压钣金件的展开计算实例

徐开宝，王 旭（济南蓝动激光技术有限责任公司济宁分公司，山东 济宁 272000）



拉伸及冲压钣金件的展开计算实例

徐开宝，王 旭
（济南蓝动激光技术有限责任公司济宁分公司，山东 济宁 272000）

摘 要：钣金件的展开计算，工件的平面展开方法，弯曲中性层位置的确定，弯曲件毛坯展开长度计算。

关键词：工件剖面图；弯曲中性层；展开长度；弯曲方式

0　引言

随着工业化进程中对薄板件的精度要求的提高，薄板件冲压前的原材料计算也越来越精确，因此展开计算变得尤为重要。然而对于拉伸件的展开计算人们往往无从下手，下面以青铜薄板拉伸件为例进行展开计算说明，希望在实际应用中对大家有一定的帮助，工件尺寸如下：

图1

1　工艺分析

此件加工工艺为拉伸和冲裁，冲裁的孔如上图所示：零件尺寸均为未标注公差的一般尺寸，按惯例取为IT12级，符合一般级进模冲压件的精度要求，模具精度为IT9即可。图示零件材质为青铜。

2　工件的平面展开方法

工件剖面图和展开图如下：

图2

由上图可以 看出加工工件时含有弯曲工序，因此在计算前应该把圆角展开。在板料弯曲时，弯曲件毛坯展开尺寸准确与否，直接关系到所弯曲工件的尺寸精度。而弯曲中性层在弯曲变形的前后长度不变，因此，可以用中性层长度作为计算弯曲部分展开长度的依据。

2.1弯曲中性层位置的确定

设板料弯曲前的长度，宽度和厚度分别为l、b、t，弯曲后成为外半径R、内半径r、厚度nt（t为变薄系数）、弯曲带中心角为系数Ψ的形状。根据变形前后金属体积不变的条件得：

塑性变形弯曲后，中性层长度不变，所以：

联解上两个公式并以R=r + Κt 代入，可以得到塑性弯曲的中性层位置为：

由上公式可以看出，弯曲中性层位置与r/t和系数Ψ的数值有关，而弯曲时，随着凹模下行，相对弯曲半径r/t系数Ψ是 不断变化的，因此，随着弯曲的进行，中性层位置在不断改变。因为板料压弯的系数Ψ小于一，所以中性层位置是内移了。r/t值愈小，系数Ψ值也愈小，中性层位置的内移量也愈大。

在实际生产中为了便于计算，一般用经验公式确定中性层的曲率半径：

2.2弯曲件毛坯展开长度计算

确定了中性层的位置后，就可以进行弯曲件毛坯展开长度计算。本工件的r＞0. 5t ，一般将r＞0. 5t的弯曲称为有圆角半径的弯曲

R0.1处R≤ 2t

R3.3处：

所以展开后工件直径为

用上述公式计算出来的毛坯展开长度仅仅是一个参考值，与实际所需的长度有一定的误差。因为上述公式中有很多影响弯曲变形的因素，如材料性能、模具结构、弯曲方式等，都没有考虑。所以只能用于形状简单、弯曲个数少和尺寸公差要求不高的弯曲件。对于形状复杂、弯曲角较多及尺寸公差较小的弯曲件，应先用上述公式进行初步计算，确定试弯坯料，待试模合格后再确定准确的毛坯长度。

参考文献：

［1］肖景容.冲压工艺学［J］.北京：机械工业出版社，1988（07）.

［2］王新华.冲模结构图册［J］.北京：机械工业出版社，2003（04）.

［3］夏琴香.冲压成型工艺及模具设计［J］.华南理工大学出版社，2004（05）.

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

作者简介：徐开宝（1983-），男，山东济宁人，本科，初级工程师，研究方向：金属成型及非标设备的研发。