弯曲成形资料

三维自由弯曲成形技术是塑性成形领域近年来的一项重要的技术创新，可实现管材、型材、线材精确无模连续弯曲成形，特别适用于复杂空间形状弯曲构件或者弯曲半径连续变化的复杂弯曲构件。

在国内，南航团队率先开展了系统的研发工作，在基础理论、关键技术、数字化装备及重大工程应用上取得了全面进展，实现了对国外同类技术的赶超。

管材三维自由弯曲成形基础理论研究三维自由弯曲成形材料变形规律建立了考虑轴向推力的自由弯曲力学模型，分析了应变中性层移动规律和对管材内外侧壁厚分布的影响，见图1、图2。

结论：轴向推力导致应力应变中性层外移，降低了弯曲外侧的壁厚减薄率，提高了管材成形质量。

图1 管材应变中性层向外弧移动图2 管材内外侧壁厚沿弯曲角度分布三维自由弯曲成形缺陷形成机理针对管材截面畸变及失稳起皱缺陷的形成机理及分布规律进行研究，建立了基于壳体能量的缺陷预测模型。

管材自由弯曲横截面椭化畸变及分布规律见图3、图4，管材开始弯曲部分的横截面畸变率呈现较高的峰值；在弯曲过程的中段和结束部分，弯管横截面畸变率较低，即明显的截面畸变现象出现在过渡段。

图3 管材自由弯曲横截面椭化畸变图4 管材自由弯曲横截面椭化分布规律基于壳体能量原理的起皱预测模型见图5，波纹起皱现象集中出现在圆弧段成形部分。

图5 基于壳体能量原理的起皱预测模型型材弯扭机理建立了方形截面型材自由弯扭理论解析模型，阐明了方形截面型材不同面上的应力应变分布规律。

结论：弯曲内表面受到的应力整体处于下降趋势；弯曲外表面、扭转内表面和扭转外表面的等效应力均呈整体上升趋势；按逆时针方向，扭转外表面、弯曲外表面及扭转内表面上的等效应变分布均呈先下降再增高的趋势。

扭转对弯曲作用机理建立了平椭截面型材自由弯扭过程中截面扭转角与弯曲回弹后半径关系的理论分析模型，揭示了沿平椭型材长轴和短轴弯扭时截面扭转对弯曲变形的影响规律。

三维自由弯曲成形关键技术管材轴线精确解析建立了自由弯曲模具三维运动轨迹模型，将弯曲弧段进行划分（图6）：将单弯分为过渡段1、中间圆弧段和过渡段2，代表偏心、停留和回程。

1. 设计模具：冲压弯曲成形的第一步是设计模具。

模具根据产品的形状和尺寸要求进行设计，通常包括冲头、模座、导向柱、顶针等部件。

模具的设计要考虑产品的材料特性、成形工艺和使用要求。

2. 材料准备：冲压弯曲成形需要使用金属材料，常见的包括钢板、铝板、铜板等。

在成形之前需要对材料进行切割、整形和表面处理，以保证成形后产品的质量和外观要求。

3. 冲裁：冲裁是冲压成形的第一步，通过模具的冲头和模座对材料进行切割，得到所需的基本形状。

4. 弯曲：在冲裁完成后，需要对材料进行弯曲成形，通过模具的顶针和模具座将材料弯曲成产品需要的形状。

5. 尾料处理：在冲压弯曲成形之后，通常会有一些尾料产生，需要对这些尾料进行处理，包括回收利用和废弃处理等。

6. 检验和调整：需要对冲压弯曲成形的产品进行检验，确保产品的质量和尺寸达到要求。

同时也需要对模具和成形工艺进行调整，以满足产品的生产要求。

1. 高效率：冲压弯曲成形是一种批量生产的工艺，可以快速地完成产品的成形，提高生产效率。

2. 精度高：冲压弯曲成形可以保证产品的尺寸和形状精度，有利于产品的装配和使用。

3. 适用范围广：冲压弯曲成形可以适用于各种金属材料，成形的产品形状也可以多样化，适用范围广泛。

4. 成本低：相比其他成形工艺，冲压弯曲成形的模具制造成本低，适合批量生产和大规模生产。

5. 自动化程度高：冲压弯曲成形可以实现自动化生产，降低劳动强度，提高生产效率和一致性。

6. 适应性强：冲压弯曲成形可以适应各种复杂的产品形状和结构要求，满足不同行业的生产需求。

通过以上内容的介绍，我们可以了解到冲压弯曲成形工艺的基本过程和特点。

这种成形工艺在工业生产中有着广泛的应用，能够满足各种产品的生产需求，并且具有高效率、高精度、低成本和高自动化程度的特点。

随着科技的不断发展，冲压弯曲成形工艺将会在未来的生产中发挥越来越重要的作用。

冲压弯曲成形是金属加工中常用的一种技术，在各行业都有着广泛的应用。

什么是管材塑性弯曲成形
管材塑性弯曲成形是一个集材料非线性，几何非线性和边界条件非线性于一体的复杂过程，弯曲成形后容易产生回弹、外侧壁厚变薄甚至开裂、内侧壁厚增大乃至失稳起皱、横截面畸变等质量缺陷。

什么是管材塑性弯曲成形是指管材在多模具协同作用和严格配合下发生塑性变形，从而获得空间任意曲线形状制品的重要加工方法。

管件的特点及常用材质由于管件具有中空结构，能够满足轻量化、强韧化、低消耗等要求，因此在航空航天、船舶、化工、汽车等高技术领域得到广泛的应用。

在复杂的管路系统中，弯管是最为薄弱的部位，其成形质量直接影响整个管路的性能。

管件常用材质
黑色金属材料：钢，钢合金和不锈钢。

这些材料主要来自铁。

有色金属材料：铝，铜和镍。

这些材料由除铁以外的其他成分制成。

第三章弯曲3.1 弯曲模基础教学要点【目的要求】1、弯曲的类型2、弯曲变形过程分析3、弯曲件回弹4、弯曲件的工艺性5、提高弯曲件质量的措施6、保证弯曲件质量的基本原则教学要点【重点】1、弯曲件回弹、回弹角、影响回弹的因素2、弯曲件的工艺性、最小相对弯曲半径3、影响最小相对弯曲半径的因素4、提高弯曲件质量的措施【难点】1、提高弯曲件质量的措施●弯曲--把金属板材、管材和型材弯曲成一定曲率、形状和尺寸的工件的冲压成形工艺。

弯曲成形广泛应用于制造高压容器、锅炉汽包、锅炉炉管、船体的钢板及骨肋、各种器皿、仪器仪表构件以及箱柜镶条等。

●属塑性成形工序。

弯曲模：V形弯曲模、Z形弯曲模、凹模转动弯曲模、冲孔切断弯曲级进模●问题：弯曲模与冲裁模在工作零件的结构上有何区别？●弯曲分为自由弯曲和校正弯曲。

自由弯曲：当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者紧贴后凸模不再下压。

校正弯曲：当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者紧贴后，凸模继续下压，从而使工件产生进一步塑性变形，减少了回弹，对弯曲件起到了校正作用。

方法：压弯、折弯、拉弯，辊弯、辊压成形等●压弯是最常用的弯曲方法。

所用设备大多为通用的机械压力机或液压机，也有用专用折弯压力机的。

●常用的滚弯设备是卷板机。

●对于精度要求较高，长度和曲率半径要求较大、横向尺寸要求较小的弯曲件，可在专用的拉弯机上进行拉弯。

拉弯时，板材全部厚度上都受拉应力的作用，因而只产生伸长变形，卸载后弹复引起的变形小，容易保证精度。

V形弯曲模具结构图●弯管枪的现身在第二次世界大战结束前，美、英、苏盟军部队在攻克柏林的巷战中，发现德国士兵使用了一种神奇武器--弯管枪，其结构和功能十分奇特。

使用这种弯管枪，整个人可以隐蔽在墙后，枪管则沿墙角弯曲前伸，这样，可在自己完全隐蔽的情况下准确杀伤对手。

盟军作战部队立即将这一重大发现报告给盟军情报部，情报部迅速组织多学科专家进行试验，准备生产制造这种弯管枪。

●弯管步枪弯管步枪的研制和发展始于第二次世界大战初期。

1 序言制造业中，板料弯曲工艺占比大。

模具设计人员与工艺师主要是依赖经验与技巧来制定工艺与模具结构，在实际制造过程中会出现一些缺陷，只能靠反复试模给予修正。

有些特殊的产品成形，设计师与工艺师如果缺少这方面的经验，投入生产前的验证工作量与试错成本就会增大。

如果预先了解该类产品的成形特性与加工方法，就能制定合理的模具结构与制造工艺，提高产品的一次成功率。

现通过对以下产品的分析，结合实践中的经验，为此类产品的工艺与模具结构的确定提供理论依据。

2 零件工艺分析图 1 所示为某造纸厂自动化输送生产线上的装载工具——纸卷托板，其外形尺寸为350mm×180mm×61mm，材料采用Q345。

从使用要求来看，它具有以下特点。

图1 纸卷托板1）板件装配示意如图2所示，要求配合精度高，压弯尺寸达到图样要求，托板的压弯凹槽部位与输送线上的配件配合度好，以保证输送线顺畅、灵活地转动。

图2板件装配示意2）要求表面粗糙度好，表面不应有压弯裂痕。

3）由于链板厚度厚，压弯力大，所以需要的压力机吨位高。

由公式可计算出钢板原材料弯曲力，计算过程如下。

式中，F1为弯曲力（N）；K为安全系数；b为板件宽度（mm）；t为板件厚度（mm）；r为板件内弯曲半径（mm）；σb为板件的强度极限（MPa）。

经过计算可知弯曲力为2135.466kN，因此，该弯曲件需选用吨位＞218t的压力机，使所需的弯曲力小于所选用的压力机吨位，从而满足零件成形的压力要求。

在车间现有的设备情况下，无法满足此零件的加工。

要想在现有条件下生产出合格的产品，就必须采取措施降低弯曲力或改用其他加工方法。

降低弯曲力的方法最常用的有两种——退火和加热。

针对板厚大的工件弯曲，根据生产实践中的经验可知，材料退火加工后存在两大缺陷：一是在弯曲变形过程中，工件容易开裂，弯曲质量不够理想，会导致产品质量不稳定；二是不能形成快速反应，退火工件需到热处理车间装炉等待3天时间。

典型U形件的弯曲成形方法摘要:本文主要针对实际生产中碰到的几种典型的不同类型的U 型件的弯曲成形工艺:不等高U形件的弯曲成形工艺、底窄边低U形件的弯曲成形工艺、侧面不平整U形件的弯曲成形工艺等进行了分析,提出了相关的制作工艺和方法。

关键词:U形件弯曲成形板材厚度t 弯曲模凹模弯曲模凸模弯曲模凹模圆角弯曲模凸模圆角弯曲半径R常熟众达机械工程有限公司是一家新加坡独资企业,其投资人是新加坡众达公司,新加坡众达公司创立于1961年,是世界著名的钢铁工业和建筑业工程材料制造商。

2005年,新加坡众达公司在江苏常熟沿江经济开发区建立了独资工厂—常熟众达工程机械有限公司。

常熟众达工程机械有限公司位于江苏常熟经济开发区沿江工业园出口加工区,生产各种规格和吨位的码头港口集装箱运输吊具,产品主要销往亚太、中东和欧美地区。

集装箱吊具(见图1照片)是码头港口机械进行集装箱装卸作业的重要搬运设备,此吊具设备的安全性是确保码头进行安全作业的重要保障。

集装箱吊具的主要结构由以下几大部分组成:第一，集装箱吊具的箱梁结构(吊具的主体结构);第二，集装箱吊具的伸缩梁(臂)结构(以便满足吊运不同尺寸的集装箱箱柜);第三，电气控制和液压系统动力装卸;第四,驱动伸缩梁(臂)伸缩的牵引装置;第五,同集装箱柜连接的旋锁机构;第六，其他相关的附属设施机构。

集装箱的主体结构是由以钢板为原材料,通过对钢板切割、冷弯曲成形、然后采用先进焊接工艺进行组装而成的钢结构设备。

由于吊具的结构特点,在此吊具产品上,有好多薄壁的结构型零件都是有低合金高强度的薄钢板进行的冲压弯曲成形件的U型零件,为了保证这些冷弯曲冲压成型的U型零件的板材下料时的准确性,及冲压成型的尺寸精度要求,非常有必要对这些冷弯曲件的相关下料展开尺寸计算,以及冲压成型的零件精度,进行科学的研究和分析,以便满足生产的需要,降低生产成本,充分提高材料的合理利用率,冲压出合格的零件。

我们在进行薄壁件弯曲成形时,经常会碰到U型零件的冲压成型制造。

弯曲模具的结构设计是在弯曲工序确定后的基础上进行的，设计时应考虑弯曲件的形状、精度要求、材料性能以及生产批量等因素，下面分析常见各类型弯曲模的结构和特点。

一. V 形件弯曲模V 形件即为单角弯曲件，形状简单，能够一次弯曲成形。

这类形状的弯曲件可以用两种方法弯曲：一种是沿着工件弯曲角的角平分线方向弯曲，称为 V 形弯曲；另一种是垂直于工件一条边的方向弯曲，称为 L 形弯曲。

1-顶杆；2定位钉；3-模柄； 4-凸模；5-凹模；6-下模座；3.4.1 有压料装置的V形件弯曲模V 形件弯曲模的基本结构如图 3.4.1 所示，图中弹簧顶杆 1 是为了防止压弯时板料偏移而采用的压料装置。

除了压料作用以外，它还起到了弯曲后顶出工件的作用。

这种模具结构简单，对材料厚度公差的要求不高，在压力机上安装调试也较方便。

而且工件在弯曲冲程终端得到校正，因此回弹较小，工件的平面度较好。

如果弯曲件精度要求不高，为简化模具结构，压料装置也可以省略不用。

图 3.4.2 所示为无压料装置的 V 形件弯曲模。

1-模柄；2-上模座；3-导柱、导套；4、7-定位板；5-下模座；6-凹模；7-凸模3.4.2 无压料装置的V形件弯曲模当弯曲相对宽度很大的细长 V 形件时，会产生明显的翘曲现象，这种情况下可以采用带侧板结构的弯曲模，以阻碍材料沿弯曲线方向的流动（见图 3.4.3a ）；也可以改变弯曲凸、凹模形状，将翘曲量设计在与翘曲方向相反的方向上（见图 3.4.3b ）。

图3.4.3 减少弯曲件翘曲的模具结构L 形弯曲模常用于两直边相差较大的单角弯曲件，如图 3.4.4a 所示。

弯曲件的长边被夹紧在压料板和凸模之间，弯曲件过程中另一边竖立向上弯曲。

由于采用了定位销定位和压料装置，压弯过程中工件不易偏移。

但是，由于弯曲件竖边无法受到校正，因此工件存在回弹现象。

a〕1-凸模；2-凹模；3-定位销；4-压料板；5-挡块 b〕1-凸模；2-压料板 3-凹模；4-定位板；5-挡块图3.4.4 L形弯曲模图 3.4.4b 为带有校正作用的 L 形弯曲模，由于压弯时工件倾斜了一定的角度，下压的校正力可以作用于原先的竖边，从而减少了回弹。