6产品展开计算方法.docx

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6产品展开计算方法

六产品展开计算方法

6.190˚无内R折弯形展开

6.2非90˚无内R折弯形展开

6.3有内R折弯形展开

6.4Z折弯展开

6.5压平展开

6.6CNC折弯形展开

6.7U形弯曲的展开

6.8弯曲拉伸复合结构展开

6.9方形抽孔

6.10翻孔抽芽

6.11展开尺寸调整

6.12弯曲件的工艺性

●展开图设计标准

（1）.图面要求

A.展开图中必须包含产品图中的所有圆孔和异形孔像素。

内部成型和外围成型的展开的像素。

B展开图的毛边方向必须向下。

C.展开图中所有像素（除折弯线外）必须串接成复线。

D.产品图展开后,需冲切的尖角（产品图中特殊标注的除外）一律倒圆角R=0.3。

E.展开图中,有较小的折弯边和成型均应画局部剖视图（剖视的方向只能向左或向上）。

剖视图应放在图面右侧或下方且注明剖视方向,位置及剖视的比例和数量。

（2）.折线书法

画折弯的原则:

按视图方向,可见折线为实线,不可见折线为虚线。

如下图所示

注:

上模压线印、压字模用实线表示,下模压线印、压毛边、压字模用虚线表示。

（3）.图层分布及颜色

A.图层:

所有产品图展开像素均放在MATER层,冲孔及外形用6号（紫）色,折线像素使用3号（绿）色。

B.DIM层,所有尺寸标注像素均放在DIM层,使用4号（蓝）色。

（4）.标注

展开图必须使用国标标注形式。

（5）.注意事项

产品展开时,应处理图面标示的配合尺寸单向公差。

如:

25.6+0.05,取25.64当公差值为正向时,展开尺寸应尽量偏上限;当公差值为负向时,展开尺寸应尽量偏下限;若冲孔直径公差要求严格时,则无论产品图公差如何标示,展开图取值都应偏上限。

●展开计算原理

板料在弯曲过程中外层受到拉应力,内层受到压应力,从拉到压之间必有不受拉力又不受压力的过渡层--中性层λ,中性层在弯曲过程中的长度和弯曲前一样,保持不变,所以中性层是计算弯曲件展开长度的基准.中性层位置与变形程度有关；

1）、当弯曲半径较大，折弯角度较小时，弯曲变形程度较小，中性层位置靠近板料厚度的中心处；

2）、当弯曲半径变小,折弯角度增大时，变形程度增大，中性层位置逐渐向弯曲中心的内侧移动，中性层到板料内侧的距离用λ表示。

6.190˚无内R折弯形展开

K值取值标准:

a.T≤0.8mm,K=0.45

b.0.8mm＜t≤1.2mm,K=0.5

c.1.2mm＜t≤3.0mm,K=0.56

d.t>3.0mm材料展开长度不易准确计算,应先试折弯,得出展开系数后再调整展开尺寸.

e.软料t≦1.6mm,K=0.5（主要有铝料,铜料）.

注意:

无内R是指客户对内R无要求,或要求不高时,为便于材料的折弯成形,我们的下模做成尖角的形式.有时客户的产品图中有内R,一般客户没有特别指出的条件下我们均以尖角起模.

6.2非90˚无内R折弯形展开

L=A+B+Kt（C˚/90˚）

K值取值标准:

a.t≦0.8mm,K=0.45

b.0.8mm

c.1.2mm

d.t>3.0mm材料展开长度不易准确计算,应先试折弯,得出展开系数后再调整展开尺寸.

e.软料t≦1.6mm,K=0.5（主要有铝料,铜料）.

注意:

6.3有内R折弯形展开

其中：

C=πρN˚/180˚

ρ=R+Kt

ρ-----中性层半径（mm）;

R-----弯曲内半径（mm）;

K-----中性层位置系数;

t-----材料厚度（mm）。

备注:

当客户产品图中没有特别要求做折弯形内R时,我们尽量按尖角设计.有要求时按以上方式进行展开.

中性层系数确定如下表

弯曲处的中性层是假设的一个层面.首先将材料延厚度方向划分出无穷多个厚度趋于0的层面,那么在材料弯曲的过程中长度方向尺寸不变的层面即为材料弯曲处的中性层.由上述可知中性层的尺寸等于产品的展开尺寸.

1）铝料中性层系数K

角度（0˚

角度（90˚

角度（>180˚）

R内/T

S（从弯曲内侧往外）

R内/T

S（从弯曲内侧往外）

R内/T

S（从弯曲内侧往外）

5.00

0.5

5.00

0.5

2.80

0.5

4.00

0.475

4.00

0.49

2.60

0.49

3.00

0.47

3.00

0.48

2.40

0.48

2.00

0.455

2.00

0.47

2.20

0.46

1.80

0.45

1.80

0.46

2.00

0.44

1.50

0.44

1.50

0.45

1.80

0.42

1.00

0.42

1.00

0.44

0.80

0.405

0.80

0.43

0.60

0.385

0.60

0.42

0.50

0.38

0.50

0.41

0.30

0.42

0.30

0.38

0.20

0.41

0.20

0.36

0.10

0.31

0.10

0.35

0.01

0.255

2）SPCC,SECC,SUS301,SUS304,SUS430,SPTE,SK5,SK7,铜料中性层系数K

角度（0˚

角度（90˚

角度（>180˚）

R内/T

S（从弯曲内侧往外）

R内/T

S（从弯曲内侧往外）

R内/T

S（从弯曲内侧往外）

5.00

0.5

5.00

0.5

2.80

0.5

4.00

0.47

4.00

0.49

2.60

0.49

3.00

0.46

3.00

0.48

2.40

0.48

2.00

0.455

2.00

0.47

2.20

0.46

1.80

0.45

1.80

0.46

2.00

0.44

1.50

0.44

1.50

0.45

1.80

0.42

1.00

0.42

1.00

0.44

0.80

0.405

0.80

0.43

0.60

0.385

0.60

0.42

0.50

0.38

0.50

0.41

0.40

0.37

0.40

0.30

0.36

0.30

0.38

0.20

0.33

0.20

0.36

0.10

0.25

0.10

0.35

6.4Z折弯展开

6.4.1两次Z折弯成形

图中t为材料厚度,H为Z折弯折弯高度,在设计时材料厚度t≦1.2mm,2.0mm≦折弯形高度H≦3.5mm的时,我们通常采用两次Z折弯的方式完成材料的Z折弯成形.这时折弯形展开公式为:

备注:

采用此类Z折弯成形法,要求折弯形高度H=2.0mm～3.5mm之间,ｔ≤1.2mm.

6.4.2一次成形"Z"折弯

1）折弯形高度在1倍料厚之内时,一般采用一次成形.折弯形展开尺寸为:

2）折弯形高度在1倍料厚以上2mm以下时,采用一次成形,展开尺寸为:

6.5压平展开

L=A+B+@=A'+B'+@'

@=1.33t

@'=0.42t

C=0.7t（有压线）

C=0.9t（无压线）

t=材料厚度

在模具设计时压平展开按以下公式进行：

L=A+B+1.33t（t为材料厚度）

6.6　CNC折弯形展开

展开公式:

L=A+B+@

CNC折弯形弯曲补偿值@

材料厚度（t）

电解料,单光料

铜类材料

铝类材料

0.8mm

0.28mm

0.3mm

1.0mm

0.33mm

0.35mm

0.4mm

1.2mm

0.4mm

0.45mm

0.48mm

1.5mm

0.49mm

0.6mm

0.63mm

2.0mm

0.78mm

0.73mm

0.83mm

上表补偿值适用于折弯内R为0（包括图纸没有要求一般都当0做）的情况,如果客户图纸有内R要求,则展开方法另计.当材料规格不在此表时可以用@=0.35t（t为材料的厚度）做补偿进行初步展开,再根据实际情况进行调整.

6.7　U形弯曲的展开

L=A+B+（R+0.43t）t:

为材料厚度

6.8弯曲拉伸复合结构展开

展开原则:

直边部分按弯曲展开,圆角部分按拉伸展开,然后用三点切圆（PA-P-PB）的方式作一段与两直边和直径为D的圆相切的圆弧

1）、当r≤1.5t时,求D值计算公式如下:

2）、当r>1.5t时,求D值计算公式如下:

备注:

拉伸处应按等体积法进行计算.

6.9方形抽孔

当抽孔高度较高时（H>Hmax）,直边部展开与弯曲一致,圆角处展开按保留抽高为H=Hmax的大小套弯曲公式展开,连接处用45度线及圆角均匀过渡,当抽孔高度不高时（H≤Hmax）直边部展开与弯曲一致,圆角处展开保留与直边一样的偏移值.

以下Hmax取值原则供参考.

当R≥4mm时:

T≤0.6，取Hmax=8T；T=0.7～0.8，取Hmax=6T

T=0.8～1.0，取Hmax=5T；T=1.2～1.4，取Hmax=4T

当R<4mm时,应分析是否能够成形.

6.10翻孔抽芽

抽芽孔尺寸计算原理为体积不变原理,即抽孔前后材料体积不变;ABCD四边形面积=GFEA所围成的面积.

一般翻孔高度不深，取H=3P（P为牙距）,R=EF见下图

∵T*AB=（H-EF）*EF+π*（EF）2/4

∴AB={H*EF+（π/4-1）*EF2}/T

∴预冲孔孔径=D-2AB

1）、T≤0.5时；取EF=100%T，预冲孔孔径=D-2H+0.43T

2）、0.5

3）、T≥0.8时；取EF=60%T，预冲孔孔径=D-1.3H+0.18t

6.11展开尺寸调整

6.11.1标注公差不对称尺寸调整

标注公差不对称尺寸展开时，取尺寸公差的中间值.见下例:

6.11.2孔位加工尺寸的调整

为防止因冲头的磨损而造成孔尺寸因小而超差.我们在设计一般将孔尺寸（所有类型的孔）做到上公差的60%～80%.例:

图纸标注Φ5±0.1,起模时将此孔做到Φ5.06;图纸标注Φ5±0.2,起模时将此孔做到Φ5.15.

但对装钉底孔为保证装配质量,设计时只做大0.06mm（与装钉类型,材料厚度无关,但对需要进行特质特性要求的产品应根据实际情况而定,如装钉前需进行表面阳极氧化处处理的装钉底孔可以再做大0.02～0.03mm,但一般也为不表面处理进行再做大处理）.

6.11.3有特质特性要求产品展开尺寸调整

1）需要进行电镀类产品:

原料为单光料（光泊）的产品一般需要电镀处理在设计时应根据客户对镀层厚度的要求适当的做小外形尺寸,做大孔尺寸（此时应根据公差的大小与镀层的厚度对尺寸进行相应调整,且仅进行一次调整）,使产品电镀之后,能满足图纸的公差要求.关于需电镀产品镀前尺寸处理（对客户来图公差处理）:

图纸圆孔（及方孔）Φ±0.1的,做大0.06mm;

图纸圆孔（及方孔）Φ±0.05的,做大0.04mm;

图纸圆孔（及方孔）Φ±0.1以上的,做大0.1mm;

特别是脚仔,图纸标注公差为±0.1的,做小0.06mm,脚仔公差±0.1以上的,做小0.1mm.

2）需要进行表面阳极氧化类产品,将产品上的孔做大0.02mm（在孔一般放大之后再做大）,其余尺寸（如外形尺寸）不需要进行特别的调整.

3）需要进行喷油喷粉的产品,在对产品展开图不进行一般调整,只需将孔做大2倍的最大喷层厚度,将其它有影响的外形尺寸用2倍的最大喷层厚度进行调整（喷后尺寸变大的做小,喷后尺寸变小的做大.

＞1～2.5

±0.15

±0.2

±0.25

±0.3

±0.35

±0.4

±0.8

±0.9

6.12弯曲件的工艺性

6.12.1弯曲线对板料轧向的相对位置、弯曲件上孔的位置、孔壁距弯曲线的距离、相对弯曲半径、弯曲角

大小、选用的材料种类等对弯曲成形的工序安排、毛坯定位方式、模具结构、材料利用率均有重要的影响。

弯曲成形的主要问题是：

回弹和最小弯曲半径。

回弹直接影响弯曲件的形状准确度；最小弯曲半径既影响回弹的大小，又可能使弯曲件产生开裂。

表2-7弯曲工艺性分析主要内容

项目

产品图

毛坯示意图

弯曲限制

弯边高度

增大H

弯曲后切至H

H≥1.5t（R=0）

H≥2t+R（一般）

弯曲区臌凸

B=（0.1～0.5）t

A=3t

臌凸的程度与R的大小有关

止裂

A≥R

A≥2t（R=0）

D=1.5R

H≤2t+R

θ<60°时不易弯曲

弯边附近有孔

变形

弯曲线外侧

H≥1.5t+R

增大H

L≤25,H≥2t+R

H≥2.5t+R

切舌弯曲

破裂

W≥1.5t

H≥2t+R

6.12.2弯曲件的结构工艺性

1）零件的结构特点

弯曲件的形状最好左、右对称,宽度相同,相应部位的圆角半径应左、右相等,以保证弯曲时毛坯不会产生侧向滑动。

2）最小弯曲半径

弯曲件的内圆角半径与材料厚度的比值，通常称为相对弯曲半径，用以代替应变中性层的曲率半径与材料厚度的比值，近似地表示弯曲件成形时的变形程度。

最小弯曲半径:

使弯曲件外缘表面不出现裂纹的内圆角半径的极限值。

其值的大小与材料的种类、弯曲角的大小、板料表面质量、毛坯的边缘状态、毛坯的宽度和厚度，以及板材的轧制方向有关。

常用板材的最小弯曲半径

材料

退火或正火的

冷作硬化的

弯曲线位置

垂直辗压纹向

硬（软）

1.5t

2.5t

硬（硬）

磷青铜

黄铜（半硬）

0.1t

0.35t

0.5t

1.2t

黄铜（软）

0.1t

0.35t

0.8t

紫铜

0.1t

0.35t

0.1t

0.35t

0.5t

镁合金MB1

加热到300°～400°C

冷作硬化状态

钛合金BT5

加热到300°～400°C

冷作硬化状态

3）弯曲件的孔边距

弯曲前允许在毛坯上冲制的孔，应位于弯曲变形区之外。

孔壁至弯曲半径中心的距离L与材料种类、厚度和弯曲方式等因素有关。

通常取：

当t＜2mm时，L≥t;当t≥2mm时，L≥2t（图1-14）。

如果孔的位置精度要求较高或孔壁距弯曲区较近，则应弯曲后冲制。

4）最小弯边高度

零件的弯边高度H不宜过小，否则会因弯边高度不足而影响弯曲质量。

弯曲直角的最小弯边高度应为Hmin≥2t。

若弯边高度小于此值，应允许在弯角处压槽（图1-15）。

5）切口弯曲

弯曲件上的各种切口弯曲工作（图1-16），可以在冲切口的同时完成。

为使成形后的零件便于从凹模内顶出，弯曲部分应设计成梯形。

6）局部弯曲的工艺结构

零件边缘需进行局部弯曲时，在弯曲部位的交接处应开止裂孔或止裂槽,以避免弯角部位产生裂纹或畸变。

图1-16

7）弯曲件的精度

弯曲件的精度受多种因素的影响，可参考相关教科书，表2-9及表2-10分别为弯曲工艺所能达到的尺寸精度和角度精度，要达到精密级的精度需加整形工序。

表2-9弯曲工艺的精度

材料厚度

T/mm

经济级

精密级

≤1

IT13

IT15

IT16

IT11

IT13

>1～4

IT14

IT16

IT17

IT12

IT13～IT14

弯角断边尺寸/mm

>1～6

>6～10

>10～25

>25～63

>63～160

>160～400

经济级

±（1°30'～3°）

±（50'～2°）

±（25'～2°）

±（15'～30'）

精密级

±1°

±30'

±20'

±10'

表2-10弯角精度

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