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弯曲成形工艺 PPT

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板料弯曲变形工艺及特点

板料弯曲变形工艺及特点
板料弯曲变形工艺及 特点
3.3 弯曲工艺
弯曲是利用模具或其他工具将板料、型材或管材弯成具有一定角度和圆角 的塑性成形方法。它是冲压的基本工序之一。应用广泛，加工的零件种类很多。
V形件
圆管
加工种类
U形件
方管
异型管
常见的加工方法如图所示：
弯 曲 加 工 方 法 （a）V、U形模具弯曲；（b）折弯； （c）滚弯；（d）拉弯
弯曲分为自由弯曲和校正弯曲。
自由弯曲是 指弯曲终了时， 凸模、坯料、凹 模三者贴合后， 凸模不在下压。
校正弯曲是 指在弯曲终了前， 凸模给板料施加 足够大的压力使 其进一步的产生 塑性变形，从而 得到校正。
2．弯曲变形的特点 分析材料的弯曲变形特点，通常采用网格法，如图所示。
弯曲前后网格的变化 （a）弯曲前；（b）弯曲后 显微镜观察、测量弯曲后网格的尺寸和形状的变化情况，可以看 出弯曲变形的特点。
（1）通过对网格的观察， 可以看出弯曲圆角部分的网格 发生了显著的变化，原来的正 方形网格变成了扇形。靠近圆 角部分的直边有少量变形，其 余直角部分没有发生变形，说 明弯曲变形的区域主要发生在 弯曲圆角部分。
（2）在弯曲变形区内，从网格的变化情况来看，板料在长、宽、 厚三个方向都发生了变形。
长度方向
板料内区的纵向网格
而板料外区的纵向网
最内区的圆弧最短，区越长，最外区的圆弧最
其长度远小于弯曲前的直 长，其长度明显大于弯曲
线长度，说明区内的材料 前的直线长度，说明外区
受到压缩。
材料受到拉伸。
厚度方向
由于内侧长度方向缩短，因此厚度应 增加，但由于凸模紧压坯料，厚度方向增 加不易。外侧长度伸长，厚度要变薄。因 为增厚量小于变薄量，因此板料厚度在弯 曲变形区内有变薄现象。弯曲变形程度越 大，弯曲部位的变薄越严重。

弯曲成形资料

弯曲成形资料
E (a b) D 100 %
图2-2。3 弯管的椭圆度 A—椭圆长轴直径 b—椭圆短轴直径
D—管子外径
2、弯管减速薄量的计算
管子弯曲后壁厚由于受拉，壁厚一般都有一定的减 薄现象，其减薄率的计算公式为
C [(t t1) t ]100 %
式中
t ——弯曲前管坯的壁厚
t1 ——弯曲后管子壁厚
图2-82 管子受力后弯曲变形情况
❖ 另一方面也影响管件在结构中的功能效果;管材内壁起皱不但 会削弱管子强度，而且容易造成流动介质速度不均，产生涡 流和弯曲部位积聚污垢，影响弯制管件的正常使用;回弹现象 必然使管材的弯曲角度大于预定角度，从而降低弯曲工艺精 度。因此，应在弯制之前采取对应措施防止上述缺陷的产生， 以获得理想的管件，保证产品的各项性能指标和外观质量。 在通常情况下，对于前面提到的几种常见缺陷，可以有针对 性地采取下列措施:
4）模具间隙,间隙越大,回弹也越大 在弯曲U形件时，凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影 响。间隙越大，回弹角也就越大。
5)．弯曲的形状. (U形回弹小于V形)
校正弯曲时圆角部分的较小正回弹与直边部分负回弹
的抵销 ，回弹可能出现正、零或是负三种情况。
校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小。
第二章、管子弯曲
图1-1 弯曲过程 a r=r0 b r=r1 c r=r2 d）r=r
2.弯曲变形的特点 为了观察板料弯曲时的金属流动情况，便于分 析材料的变形特点.
图1-2 材料弯曲前后的网格变化
三、 板料弯曲正应力。 1、 板料弯曲时截面上弯曲正应力的分布规律。
图1-3 板的弯曲实验
1）纤维变化情况：如上图所示，平面弯曲时，其横截面 仍保持为平面，只产生了相对转动，一部分纵向“纤维”伸 长，一部分纵向 “纤维”缩短。中性层不变，其余的越远离 中层性的纵向“纤维”伸长（或缩短量）越大。

第三章 弯 曲 (2)

第三章 弯 曲 (2)

ρ = r + xt
r：弯曲件内弯曲半径 t：材料厚度 x：中性层位移系数，查表。 弯曲件展开尺寸计算：
r/t < 0.5时,因为圆角区域发生了严重变薄，其相邻的直边也变薄，因 此需要采用经验公式计算。 对于复杂形状的弯曲件，在初步计算后，还需要反复试弯，不断修 正才能确定坯料尺寸。
3 回弹值的确定： 为了得到形状与尺寸精确的弯曲件，需要实现确定回弹值， 因为影响因素很多，理论计算方法往往不精确，而且很复杂，因此 一般是根据经验数值以及简单的计算来初步确定模具工作部分尺寸， 然后在试模时校正。
图3-21
产生偏移的原因： 1 弯曲坯料形状不对称； 2 弯曲件两边折弯个数 不相等； 3 弯曲凸凹模结构不对 称。
图3-22
控制偏移措施： 1 采用压料装置。
图3-23
2 利用工艺孔限制坯料移动。 3 对偏移量进行补偿。
4 对不对称零件，先成对弯曲，再切断。 5 尽量采用对称凸凹模结构
图3-24
0 .7 K B t σ b F自 = r+t
2
U型件：
]型件：
F = 2.4 Btσ b ac 自
上式中： F自：自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力； B：弯曲件的宽度； r：弯曲件的内弯曲半径； t：弯曲件材料厚度； σb：材料抗拉强度； K：安全系数，一般取1.3 a、c：系数； 校正弯曲时的弯曲力： 校正弯曲时的弯曲力一般按照下式计算：
2 应力状态 长度方向：弯曲内区受压，外区受拉，切向应力是绝对值最大的主应 力； 厚度方向：在变形区内存在径向压应力，在板料表面为0，由表及里 逐渐增加，到达中性层时达到最大值； 宽度方向：对于窄板，由于可以自由变形，因此内外区都为0，对于 宽板，内区为压应力，外区为拉应力

弯曲成形工艺

弯曲成形工艺
(1)在圆角，变形区方形 网格变成扇形。
受压
中性层
(2)板料外区受拉， 内区受压，有一中性层。
应变中性层长度是弯曲件 毛坯展开尺寸计算的重要 依据。
第3章弯曲工艺
6.1弯曲的变形分析
受拉
18:50:10 4
变薄
变成 扇形
不变
(3)变形区板料厚度变薄
弯曲变形↑→ 外侧受拉，厚度↓ →内侧受压，厚度↑
外侧受拉 为正， 内侧受压 为负，

第3章弯曲工艺
6.1弯曲的变形分析
18:50:10 9
径向：

根据体积不变条件件: t 0
和最大的切向应变 符号相反。

第3章弯曲工艺
18:50:10 10
2.宽板弯曲 （1)应力状态
宽板弯曲时切向和径向的应力状态与窄板相同。
第3章弯曲工艺
6.3弯曲件质量分析和控制
18:50:10 25
2.防止弯裂的措施
（1）选用表面质量好、无缺陷的材料，去除缺陷。 （2）设计时，弯曲半径应大于最小弯曲半径。 （3）弯曲线与材料纤维方向垂直。 （4）应把缺陷一边放在湾区内侧。
第3章弯曲工艺
6.3弯曲件质量分析和控制
18:50:10 26
x-中性层位置系数 r/t x 0-0.6 0.6-0.8 0.8-2 0.3-0.36 2-3 3-4 4-6
0.16-0.26 0.26-0.3
0.36-0.4 0.4-0.46 0.46-0.6
第3章弯曲工艺
6.2弯曲工艺计算
18:50:10 16
1.有圆角的弯曲尺寸确定(r>0.6t)
(1)计算步骤：
第3章弯曲工艺

第三章 弯曲-08

第三章 弯曲-08

式中： ——最大自由弯曲力，即自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力，N；
σb——材料抗拉强度，MPa； k——安全系数，一般取k=1.3； b——弯曲件宽度，mm； r——弯曲件的内弯曲半径，mm； t——板料厚度，mm。
冲压工艺与学——弯曲
2．应力状态
切向ζθ：内区受压，外区受拉。 径向ζρ ：塑性弯曲时，由于变形区曲度增大，以及金属各层之间的相互 挤压的作用，从而引起变形区内的径向压应力ζρ，在板料表面ζρ= 0，由表及 里逐渐递增，至应力中性层处达到了最大值。 宽度方向ζb ：对于窄板，由于宽度方向可以自由变形，因而无论是内区 还是外区ζb =0；对于宽板，因为宽度方向受到材料的制约作用，σb ≠0。内 区由于宽度方向的伸长受阻，所以σb为压应力。外区由于宽度方向的收缩受 阻，所以σb为拉应力。 结论：窄板弯曲时的应力状态是平面的，宽板则是立体的。
内移结果：外层拉伸变薄区范围逐步扩大，内层压缩增厚区范 围不断减小，外层的减薄量会大于内层增厚量，从而使弯曲区板料 厚度变薄。 规律：r/t愈小，变形程度愈大，系数ξ就愈小，弯曲区的变薄 现象也愈严重(见表3-1) 。 影响：弯曲时的厚度变薄会影响零件的质量。
四、板料长度的增加
一般弯曲件，其宽度方向尺寸b比厚度方向尺寸大得多，所以弯曲前 后的板料宽度b可近似地认为是不变的。 由于板料弯曲时中性层位置向内移动，出现了板厚的减薄，根据体积 不变条件，减薄的结果使板料长度必然增加——相对弯曲半径r/t愈小，减 薄量愈大，板料长度的增加量也愈大。 对于r/t值较小的弯曲件：在计算弯曲件的毛坯长度时，必须考虑弯曲 后的板料增长，并通过多次试验，才能得出合理的毛坯展开尺寸。有关毛
冲压工艺与学——弯曲
在r/t≤4的情况下弯曲，由试验测定系数ξ<1(见表3-1)，因此，由 r 。 1 / 2 t 式(3-3)可知，当ξ<1时，应变中性层位置ρ0将小于 而 r 1 / 2 t 为塑性弯曲时的中心位置， 0 r 1 / 2 t 则表示了塑性弯曲 时应变中性层位置向内移动。 由表3-1看出：系数ξ值随r/t大小变化，r/t愈小，ξ值也愈小，应 变中性层的内移量就愈大。——凸模下行，变形程度不断增加，应 变中性层位置逐步向内移动，变形量愈大，中性层的内移量也愈大。 结论：由应变中性层内移可知，应变中性层处的纤维在弯曲前 期的变形是切向压缩，而弯曲后期必然是伸长变形，才能补偿弯曲 前期的纤维缩短，使其切向应变为零。而弯曲后期的纤维伸长变形， 一般来说，仅发生在应力中性层的外层纤维上。由此可见，应力中 性层在塑性弯曲时也是从板料中间向内层移动的，且内移量比应变 中性层还大。

第一至二节 弯曲变形过程分析

第一至二节 弯曲变形过程分析
窄板(B <3t): 内区宽度增加，外区宽度减小，原矩形截面变成了扇形 。
第二节 弯曲变形工艺计算
一、缷裁后弯曲件的回弹 1、回弹现象 塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷去除后，塑性变形 保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发 生变化而与模具尺寸不一致，这种现象叫回弹。 2、回弹现象的表征及模具相关尺寸的修正 1）回弹的表现形式： ①曲率1/ρ减小,弯曲半径r 增大； ②弯曲中心角α减小，相应 弯曲角φ增大。
一、缷裁后弯曲件的回弹
4、减少回弹值的措施
1）选用合适的弯曲材料
2）改进弯曲件的结构设计 3）改进弯曲工艺 （1）采用校正弯曲代替自由弯曲； （2）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点σs降低。对回 弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲； （3）采用拉弯工艺。 4）改进模具结构 （1）补偿法 （2）校正法 （3）软凹模法
第二节 弯曲变形工艺计算
二、最小相对弯曲半径rmin/t 相对弯曲半径 r/t 是指弯曲件内侧圆角半径与板料厚度的 比值，表示板料弯曲变形程度的大小。
二、最小相对弯曲半径rmin/t
1、切向应变与相对弯曲半径的关系
由式 4-9 可见，弯曲变形的最大切向应变与相对弯曲半径 r/t成反比。因此，以相对弯曲半径表示弯曲的变形程度，r/t 愈小表示变形程度愈大。 2、最小相对弯曲半径rmin/t的概念 最小弯曲半径rmin： 在板料不发生破坏的条件下，所能弯成零件内表面的最小 圆角半径。 常用最小相对弯曲半径rmin/t表示弯曲时的成形极限。其值 越小越有利于弯曲成形。
二、最小相对弯曲半径t
3、影响最小相对弯曲半径rmin/t的因素 1)材料的力学性能： 塑性越好，许可的最小弯曲半径就越小。
2)弯曲中心角a： 弯曲中心角愈小，愈利于降低最小弯曲半径数值；当 a 为 60°-70 ° 时其影响就很小。 3)板料的方向： 弯曲时弯曲线垂直于纤维方向比平行时效果好，可得到较小 的最小弯曲半径。

第3章 弯曲工艺与弯曲模具

第3章 弯曲工艺与弯曲模具
0 绪论 一、冲压概念
总之影响最小弯曲半径的主要因素如下：
⒈ 材料的机械性能；
⒉ 板材纤维的方向性；
⒊ 弯曲件的宽度； ⒋ 板材的表面质量和剪切断面质量；
⒌ 弯曲角；
⒍ 板材的厚度。 最小弯曲半径可按表3-1选取
表3-1 最小弯曲半径rmi
3.2.2、弯曲时的回弹及控制回弹的措施 1、弯曲回弹现象 弯曲回弹现象产生于弯曲变形结束后的卸载过程，是由其内部产生 的弹性回复力矩造成的。弯曲件卸载后的回弹，表现为弯曲件的弯曲 半径和弯曲角的变化，如图3-6所示。
（a ）
（b ） （c） 图3-25 防止尖角处撕裂的措施
0 绪论 一、冲压概念
图3-26所示的零件，根据需要设置了工艺孔、槽及定位孔。图（a） 所示工件弯曲后很难达到理想的直角，甚至在弯曲过程中变宽、开 裂。如果在弯曲前加工出工艺缺口（M×N），则可以得到理想的弯 曲件。图（b）所示的工件，在弯曲处预先冲制了工艺孔，效果与 图（a）相同。图（c）所示的工件，要经过多次弯曲，图中的D是 定位工艺孔，目的是作为多次弯曲的定位基准，虽然经多次弯曲， 该零件仍保持了对称性和尺寸精度，
0 绪论 一、冲压概念
凸模下行，减小到r/t>200时，板料处于线形弹塑性状态，
即板料中心几附近区域为弹性变形，其他部分为塑性变形， 弯曲进行至r/t值大约在(200>r/t>5)时，板料进入线形全塑
性弯曲状态。
当其进一步减小到r/t3~5时，则为立体塑性弯曲，此即模 具弯曲最终状态。
• 窄板(b/t3)弯曲时，宽度 方向可以自由变形，故其应 力b0,内外层的应变状态 是立体的，应力状态是平面 的。 • 宽板(b/t>3)弯曲时，由于 宽度方向材料不能自由变形 （宽度基本不变），即

弯曲成形工艺

弯曲成形工艺
应力：材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力 应变：在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量 在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量
6.2 弯曲件质量分析与工艺设计
6.2.1 弯曲件的回弹
卸载后弯曲件曲率和角度发生变化的现 象，称为弯曲回弹（简称回弹）。 弯曲回弹表现为弯曲半径和弯曲中心角的变 化。
图3-26 软凹模弯曲
6.2.2 弯裂分析及工艺设计
1.最小相对弯曲半径的概念 最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时外表面不发
生开裂的条件下，弯曲件内表面能够弯成的最小圆角半径与 坯料厚度的比值，用rmin/t来表示。该值越小，板料弯曲的性
能也越好。
2. 影响最小弯曲半径的因素 （1）材料的力学性能 （2）工件的弯曲中心角（图6-13）
顶件力和压料力可近似取弯曲力的30％-80％。 压力机公称压力取工艺力的1.2-1.3倍
6.3.2 弯曲件毛坯长度的计算
计算原则：应变中性层在弯曲前后长度不变
应变中性层位置—用曲率半径表示，与弯曲半径、板厚和应变中性层位 移系数x等有关。
ρ=r+xt
模具结构和弯曲方式等多种因素，对弯曲变形区应力状态有一定的影 响，也会使应变中性层的位置发生改变，
1-凹模；2-凸模；3-定位钉；4-压料板； 5-靠板
图6-24 L形件弯曲模
1-凸模；2-支架；3-定位板；4-活动凹模； 5-转轴；6-支承板；7-顶杆 图6-25 V形件精弯模
总结提高 学生归纳
1
弯曲变形过程 弯曲变形特点
？
2
影响回弹的因素 减小回弹的措施
？
3
最小弯曲半径 影响因素 弯曲毛坯尺寸的 确定

3.2 型材弯曲成形

3.2 型材弯曲成形

4、定位孔的位置
定位孔的位置应满足两个要求： 模具的外形应与在两旁钳口内准 备拉弯的型材相切； 模具的中心线与机床轴线重合。
08:57:04
5、安全装置
型材拉弯时可能因为偶然因素 而突然断裂，向外弹开而伤及 人员，在操作台前考虑加防护 罩或挡板。
08:57:04
安全装置
08:57:04
通用拉弯模
08:57:04
nrp－6拉弯机
08:57:04
3、典型结构模具与强度
典型结构由数层合并而成，用螺栓连 接。可用厚铝板或废铝铸造而成。底 板应有足够的强度，需按照所拉弯型 材的壁厚大小来决定。对于模具受力 特别大的部分，可镶钢板局部加强。 弯制壁厚大于5mm的型材时，模具外缘 也宜用钢板加固。
08:57:04
08:57:04
• 夹头设计：
08:57:04
五、工艺规程设计
1、型材零件制造工艺性分析 对型材的一般性工艺要求： * 型材种类的选择 * 截面形状的选择 * 材料种类的选择 * 型材的形状 * 内部元件 2．工艺规程与工艺装备
08:57:04
工艺规程
1、下毛料 2、检验 3、拉弯成形 4、淬火 5、拉弯校形 6、检验 7、按外形样板划线压下陷 8、铣缺口与端头 9、按切钻样板划线钻导孔 10、检验 11、阳极化 12、涂底漆
飞机上的型材主要用于做骨架（机身、 机翼以及进气道的隔框、加强缘条等），分 为挤压型材和板弯型材两大类。 滚弯的挤压型材可分为等曲率的与变曲 率的两种。常用的型材剖面有角材与丁字形 型材。
08:57:04
与外蒙皮连接的一般是收边的，如图(a)、 (b)所示，与内蒙皮连接的一般是放边的，如 图(c)，(d)所示。
M max P = ( x − R 2sinα )cosα

弯曲成形的工艺设计

弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
防止弯曲边交接处应力集中的措施
弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
中性层位置可用其弯曲半径ρ确定
弯曲件中性层
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
中性层位移系数
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
1）r＞0.5t 的弯曲件
（4）某些结构不对称的弯曲件，弯曲时毛坯容易发生偏移，可 以采取工件成对弯曲成形，弯曲后再切开的方法 。
弯曲成形的工艺设计
1.4 弯曲件的工序安排
成对弯曲成形
弯曲成形的工艺设计
1.4 弯曲件的工序安排
（5）如果弯曲件上孔的位置会受弯曲过程的影响，而且孔的 精度要求较高时，该孔应在弯曲后再冲，否则孔的位置精 度无法保证 。
1）r＞0.5t 的弯曲件
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
2）r ≤ 0.5t 的弯曲件
r≤0.5t 的弯曲件毛坯长度计算公式
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
3）铰链式弯曲件
铰链式弯曲件
弯曲成形的工艺设计
1.3 弯曲工艺力的计算
1）V 形件弯曲力
2）U 形件弯曲力
弯曲成形的工艺设计
冲件的工艺性分析
压槽后再进行弯曲
弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
弯曲件形状对弯曲过程的影响
带有缺口的弯曲件
弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
弯曲件直边高度对弯曲的影响
弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
弯曲件孔边距
弯曲成形的工艺设计

模具设计第3章弯曲工艺与弯曲模课件

模具设计第3章弯曲工艺与弯曲模课件
b/t>3宽板弯曲，横断面几乎 不变
b/t<3窄板弯曲，断面产生了 畸变 ,外窄内宽
3.1.4 弯曲件的结构工艺性
弯曲件的结构工艺性是指弯曲零件的形状、 尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯 曲加工的工艺要求。具有良好工艺性的弯曲件， 能简化弯曲的工艺过程及模具结构，提高工件 的质量。
1. 弯曲件的形状 弯曲件形状对称，对应r 相等
播放动画
1-顶杆 2-定位钉 3-模柄 4-凸模 5-凹模 6-下模座
3. L形件弯曲 适用于两直边长度相差较大的单角弯曲件
a）竖边无校正
b）竖边可校正
L形件弯曲
4.复杂零件 多次V形弯曲制造复杂零件举例
3.2.2 U形件弯曲模
1.U形件弯曲模的一般结构形式
Ｕ 形 件 弯 曲 模
1.凸模 2.凹模 3.弹簧 4.凸模活动镶块 5.凹模活动镶块 6.定位销 7.转轴 8.顶板 9.凹模活动镶块
弯曲半径r＞0.5t： 按中性层不变原理，坯料总长度应等于弯曲 件直线部分和圆弧段长度之和，即：
提问：下面的弯曲件展开长度如何计算？
L
l1
l2
l3
π α1 180
(r1
xt
)
π α2 180
S / E 越大，回弹越大。
E1>E2
1 2
.
1 2
图a)
E3=E4
3 4
3 4
图b)
材料的力学性能对回弹值的影响 1、3－退火软钢 2-软锰黄铜 4-经冷变形硬化的软钢
应尽量选择屈服极限小、n值小的材料以获得 形状规则、尺寸精确的弯曲件。
(2)相对弯曲半径r/t r/t越小，变形程度越大，回弹量减小。
例：1mm厚铝板、65Mn板，弯曲时易裂，退火后 再弯，则弯曲正常。

弯曲成形工艺

弯曲成形工艺

弯曲成形工艺
弯曲成形工艺是一种机械加工工艺，可以将圆钢、方钢、不锈钢等材料的直线材料变形成各种曲线。

它的特点是采用机械装置，在完全固定的模具内进行压力作用，使原来的直线变为曲线，从而制成所需要的弯曲零件。

弯曲成形工艺的过程主要由三步组成：
一、准备工序：选择合适的材料和规格，清理边角，锉平，起点钻孔；
二、弯曲工序：将材料放入机床模具中，并进行弯曲成形；
三、检测工序：检查成形后的零件，是否符合设计要求，如果不符合，则重新进行成形。

弯曲成形工艺的优点有以下几点：
1、成形效率高，可以大大提高生产效率。

2、能够制造出更复杂的零件，它可以根据设计要求，制作出各种复杂的曲线零件，满足不同需求。

3、节省原料，因为材料可以经过压力处理后变为曲线，可以节省原材料和加工时间。

4、零件可重复使用，对于一些重复使用的零件，可以通过弯曲成形技术，节省费用。

5、成形精度高，可以保证弯曲成形的零件精度，从而提高成品的质量。

弯曲成形工艺的应用十分广泛，并且在汽车行业，航空航天行业，电子行业等都有广泛的应用。

可以制作出大小不一，复杂性不同的零件，用于多种产品的制造。

冲压工艺学4弯曲课件

冲压工艺学4弯曲课件
越小越有利于弯曲成形。
第四章 弯曲
第三节 最小弯曲半径
最小弯曲半径的近似计算：
断面收缩率可表示为：
弯曲最外侧的拉伸应变
=
1+
t
2
1 2 r 1
t
r=( 1 1)t
2
r =( 1 1)
t 2
实际应用： 最小弯曲半径rmin =t Kmin
其中,最小弯曲系数Kmin
1
2max
1,
不必计算，查表4-1可得。
第四章 弯曲
第四节 弯曲卸载后的回弹
二、回弹值的确定（续）
１．大半径自由弯曲（ 弯曲系数K r / t 10 ）时的回弹值
K>10时，弯曲半径较大，弯曲变形程 度较小，弹性变形的影响较大，回弹 明显。
凸模工作部分的圆角半径可按下式
进行计算：
卸载前弯曲半径,
rp
即凸模圆角半径
卸载后弯曲半径
rp
1
r
第四章 弯曲
第三节 最小弯曲半径
2．提高弯曲极限变形程度的方法 （1）经冷变形硬化的材料，可热处理后再弯曲。 （2）清除冲裁毛刺，或将有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘。 （3）对于低塑性的材料或厚料，可采用加热弯曲。 （4）采取两次弯曲的工艺方法，中间加一次退火。 （5）对较厚材料的弯曲，如结构允许，可采取开槽后弯曲。
三、影响回弹值的因素
１．材料的力学性能 S / E 越大，回弹越大。
材料的力学性能对回弹值的影响 1、3－退火软钢 2-软锰黄铜 4-经冷变形硬化的软钢
第四章 弯曲
第四节 弯曲卸载后的回弹
三、影响回弹值的因素（续）
２．弯曲系数 K r / t
Ｋ越大，弹性变形在总变形 的比例越大，回弹就越大。

弯曲工艺与弯曲模设计(ppt 68页)

弯曲工艺与弯曲模设计(ppt 68页)

3. 塑性弯曲阶段
当凸模到达下止 点时，毛坯被紧 紧地压在凸模与 凹模之间，使毛 坯内侧弯曲半径 与凸模的弯曲半 径吻合，完成弯 曲过程，变形由 弹—塑性弯曲过 渡到塑性弯曲。
•5
弯曲分类
自由弯曲 校正弯曲
当弯曲过程结束，凸模、凹模、毛 坯三者相吻合后，凸模不再下压的 弯曲工序，回弹量较大。
当弯曲过程结束，凸模、凹模、毛 坯三者相吻合后，凸模继续下压， 产生刚性镦压，使毛坯产生进一步 塑性变形，从而对弯曲件的弯曲变 形部分进行校正的弯曲工序。
7，8-活动凹模；10-下模座；11-滚柱
•22
4.2.3 帽形件弯曲模
1.使用两套U形弯曲模
图 4-19 两次弯曲成形
•23
2.一次弯曲成形
有回弹。较少 使用此方法
图 4-20 一次弯曲成形
图 4-21 复合弯曲模一次弯曲成形
1-凸凹模；2-活动凸模；3-凹模；4-顶板
•24
4.2.4 Z形件弯曲模
图 4-17 使用回转凹模的U形件弯曲模
1-凸模；2-定位板；3-弹簧；4-回转凹模；5-限位钉
•21
使用斜楔的U形件弯曲模
弹簧将毛坯先弯曲 成U形。受弹簧弹力 限制，该结构只适
用于弯曲薄板。
图 4-18 使用斜楔结构的U形件弯曲模
1-斜楔；2-凸模支杆；3，9-弹簧；4-上模座；5-凸模；6-定位销；
2）校正法 校正压力集中施加在弯曲变形区，使其塑性变形成 分增加，弹性变形成分减小，从而使回弹量减小。
图 4-31 校正法示意图
•35
4.4 弯曲工艺计算
4.4.1 弯曲件展开长度的计算
弯曲件展开长度的计算 依据弯曲件的形状、弯 曲半径、弯曲方向的不 同而不同。

弯曲类锻件和复杂形状类锻件成形过程介绍

弯曲类锻件和复杂形状类锻件成形过程介绍

复杂形状类锻件外形特征除了饼块类、空心类、 曲轴类、轴杆类、弯曲类上述五类锻件以外的其他形 状锻件，也可以是由上述5类锻件特征所组成的复杂 锻件，如阀体、叉杆、吊环体、十字轴等。由于这类 锻件锻造难度较大，所用辅助工序较多，因此，在锻 造时应合理选择锻造工序，保证锻件顺利成形。
其他金属材料成型技术课程
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弯曲类锻件和复杂形状类 锻件成形过程介绍
主讲教师：刘桂荣 包头职业技术学院
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目录
11 弯曲类锻件成形过程介绍 2 复杂形状类锻件成形过程介绍 3
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2. 弯曲锻件成形过程图
(1)
(2)
(3)
(4)
(1)—下料
(2)—压槽卡出两端
(4)—弯曲左端圆弧 (5)—弯曲右端圆弧
(5)
(6)
(3)—拔出中间部分 (6)—弯曲中间圆弧
弯曲类锻件成形过程实例
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二、复杂形状类锻件成形过程介绍
复杂形状类锻件的特征
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库其他金属材料成型技术课程3拔出中间部分4弯曲左端圆弧5弯曲右端圆弧6弯曲中间圆弧弯曲类锻件成形过程实例职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库其他金属材料成型技术课程复杂形状类锻件的特征复杂形状类锻件外形特征除了饼块类空心类曲轴类轴杆类弯曲类上述五类锻件以外的其他形状锻件也可以是由上述5类锻件特征所组成的复杂锻件如阀体叉杆吊环体十字轴等
一、弯曲类锻件成形过程介绍
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• 弯曲回弹是不可避免的。
1、影响回弹量的因素
材料力学性能 屈服强度愈高，弹性模 量愈小，加工硬化愈严重，则回弹量也 愈大。
相对弯曲半径r/t 相对弯曲半径r/t 越小， 回弹值越小。
曲率回弹：
ΔK = 1 1 ρ0 ρ0'
角度回弹：
Δα =α α0
弯曲中心角α 弯曲中心角α越大，弯曲后回弹角Δα越大。 曲件形状 形状愈复杂，由于各部分相互牵制，回弹困难。 模具间隙 弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈大，所以板料厚度
（2） 拉弯法
对板料施加拉力，使其整个剖面上均切向受拉而弯曲的方 法。
主要用于大曲率半径的弯曲零件。
有时为提高精度，最后再加大拉力进行所谓的“补拉”。
对于小型的单角或双角弯曲件，可用减小模具间隙，使弯 角处的材料作变薄挤压拉伸，也可取得明显的拉弯效果。
（3）补偿法
利用回弹规律抑制回弹的方法 。 根据回弹趋势和回弹量大小，预先对模具工作部分做 相应的形状和尺寸修正，使零件的回弹得到补偿。 具体方法： • 单角弯曲时，将凸模的圆角半径和顶角预先做小些，经 调试修磨补偿回弹；有压板时，可将回弹量做在下模上， 并使上下模间隙为最小板厚。 • 双角弯曲时，可在凸模两侧做出回弹角或在模具底部做 成圆弧形，以补偿角部的回弹。
拟定弯曲工艺和选择设备的重要依据。
由变形过程的自由弯曲阶段和校正弯曲阶段对应有自由 弯曲力和校正弯曲力。
应力：材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力 应变：在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量 在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量
6.2 弯曲件质量分析与工艺设计
6.2.1 弯曲件的回弹
卸载后弯曲件曲率和角度发生变化的 现象，称为弯曲回弹（简称回弹）。 弯曲回弹表现为弯曲半径和弯曲中心角的 变化。
采用压料装置，使坯料 在压紧的状态下逐渐弯 曲成形，从而防止坯料 的滑动，而且能得到较 平整的制件。
利用坯料上的孔或设计工 艺孔，用定位销插入孔内 再弯曲，使坯料无法移动
将不对称形状的弯曲件组合成对称弯曲件弯曲，然后 再切开，使坯料弯曲时受力均匀，不容易产生偏移
6.3 弯曲工艺计算
6.3.1 弯曲力的计算
允差愈大，回弹值愈不稳定。 模具圆角半径和摩擦等都对弯曲件回弹量有影响。
2、减少回弹的措施
（1）改进弯曲件设计和合理选材 • 设计产品时，在满足使用条件下，应选用屈服强度σs小、弹性模量E大
、力学性能稳定的材料，以减小弯曲时的回弹。
• 在弯曲区压制加强筋，以增加弯曲角的截面惯性矩，有利于抑制回弹； • 硬材料可预先进行退火处理。
• 6.1.1弯曲变形过程
•
弯曲变形过程：如图4.1.2所示，弯曲变形
的过程一般可分为弹性弯曲变形、弹-塑性弯
曲变形、塑性弯曲变形、校正四个阶段。
板材在V形模内的校正弯曲过程:
凸模下压，直边与凹模V形表面逐渐靠近，曲率半 径的弯曲力臂逐步变小：r0→r1,l0 →l1；
凸模继续下压，弯曲变形区进一步减小，板料与凸 模三点接触： r1→r2，板料直边部分向与以前相反 的方向变形；
图3-26 软凹模弯曲
6.2.2 弯裂分析及工艺设计
1.最小相对弯曲半径的概念 最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时外表面不发
生开裂的条件下，弯曲件内表面能够弯成的最小圆角半径与 坯料厚度的比值，用rmin/t来表示。该值越小，板料弯曲的性
能也越好。
2. 影响最小弯曲半径的因素 （1）材料的力学性能 （2）工件的弯曲中心角（图6-13）
• 应变中型层是指在变形前后金属纤维的长度没有发生改变的那一层金
属纤维。 • 3、变形区材料厚度变薄的现象 • 变形程度愈大，变薄现象愈严重。 • 4、变形区横断面的变形 • 变形区横断面形状尺寸发生改变称为畸变。主要影响因素为板料的相
对宽度。 (窄板) b/t≤3 ：断面变成了内宽外窄的扇形 (宽板) b/t≥3 ：横断面几乎不变
（4） 校正法
弯曲变形终了时，对板料施加较大的校正压力，可以改变其变形区 的应力应变状态，以减小回弹量。
通常，采用角部凸起或带凸肩的凸模，校正压缩量为板厚的2％~5％时， 会得到较好的效果。
（5） 软模弯曲
用橡胶或聚氨酯代替刚性金属凹模能减小回弹。通过 调节凸模压入橡胶或聚氨酯凹模的深度，控制弯曲力的 大小，以获得满足精度要求的弯曲件。
（3）板材的纤维方向（图6-14） （4）板料的冲裁断面质量和表面质量
（5）板料宽度的影响（图6-15）
（6）板料厚度的影响（图6-16）
图6-13 弯曲角对rmin/t 的影响
图 6-14 板料纤维方向对弯曲半径的影响
3. 最小相对弯曲半径经验数值的确定
6.2.3 弯曲中的偏移及防止措施
坯料在弯曲过程中沿制件的长度方向产生移动，使制件两 边的高度不符合图样要求的现象。
弯曲成形工艺
• 将板料毛坯、棒料、 管材和型材完成具有 一定曲率、一定角度 和形状的冲压成形工 序称之为弯曲
图6-1 几种典型的弯曲件
•弯曲成型工艺方法：压弯、折弯、拉弯、滚弯、辊弯
（a）模具压弯； （b）折弯； （c）拉弯； （d）滚弯； （e）辊压 6.2 弯曲件的加工形式
• 6.1 弯曲变形分析
窄板弯曲时，宽度方向的变形不受约束，外侧受拉收缩，内侧受压 增厚。 宽板弯曲时，在宽度方向上的变形会受到相邻部分材料剪切应力的 制约，材料不易流动，因此横Байду номын сангаас面形状基本保持为矩形。
6.1.3 弯曲应力与应变
• 板料在塑性弯曲时,变形区 内的应力应变状态取决于弯
曲毛坯的相对宽度 b / t 以
及弯曲变形程度。 • 窄板弯曲的应力状态是平 面的，应变状态是立体的。 • 宽板弯曲的应力状态是立 体的，应变状态是平面的。
到时行程终了时，凸、凹模对弯曲件进行校正， 使其直边、圆角与模具全部靠紧。
6.1.2 板料弯曲变形特 点
通过网格试验观察 弯曲变形特点（如图 4.1.3）。
图6.3 弯曲前后坐标网的变化
• 1、圆角处为变形区 • 此处的正方形网格变成了扇形。在远离圆角的两直边，没有变形，靠
近圆角处的直边，有少量变形。 • 2、弯曲变形区的应变中性层