弯曲工艺与模具设计

冲压工艺学弯曲工艺与模具设计引言冲压工艺是一种常用的金属板材成型方法，其中弯曲工艺是常见的冲压工艺之一。

通过弯曲工艺，可以将金属板材弯折成所需的形状，用于制造各种零部件和产品。

而在冲压弯曲过程中，模具的设计和选择对于成品质量和效率起着至关重要的作用。

本文探讨了冲压工艺学中的弯曲工艺以及与之相关的模具设计原则和要点。

冲压弯曲工艺冲压弯曲是通过施加压力使金属板材弯曲或折叠成所需形状的一种工艺。

其主要过程包括：切割、弯曲和折叠。

下面分别介绍这些过程的一些关键要点。

切割切割是冲压弯曲的第一步，它的目的是从金属板材中切割出所需的形状。

常用的切割方法有剪切、切割、切割和激光切割等。

选择合适的切割方法要考虑到金属板材的材料、厚度和形状等因素。

弯曲弯曲是冲压弯曲的核心过程，通过施加力使金属板材弯曲成所需的形状。

弯曲的关键要点包括：弯曲角度、弯曲半径和弯曲方向。

弯曲角度是指金属板材与原始平面之间的夹角；弯曲半径是指弯曲过程中模具与金属板材之间的半径；弯曲方向是指金属板材弯曲时所受到的外力相对于模具的位置。

合理选择这些参数，可以保证弯曲后的金属板材符合设计要求。

折叠折叠是将金属板材通过弯曲工艺折叠成所需形状的过程。

折叠通常需要搭配使用额外的模具来实现。

在折叠过程中，要注意保持金属板材的平整和对称性，以确保成品的质量。

模具设计原则模具是冲压工艺中不可或缺的一部分，其设计对于冲压弯曲工艺的成功与否起着决定性作用。

以下是一些模具设计的原则和要点。

弯曲角度和半径在设计模具时，要根据产品的要求确定弯曲角度和半径。

合理选择弯曲角度和半径可以避免金属板材在弯曲过程中的过度拉伸、裂纹和变形等问题。

模具结构模具的结构设计要简单、实用，并考虑到易于加工和维修。

模具应具备足够的刚度和强度，以抵抗弯曲过程中产生的冲击力和压力。

此外，模具的表面也应平整、光滑，以确保成品的表面质量。

润滑剂在冲压弯曲过程中，使用适量的润滑剂可以减少摩擦力和磨损，提高金属板材的表面质量和模具的使用寿命。

第四章弯曲工艺及弯曲模具设计一、填空题(每空1分，共分)1．将各种金属坯料沿直线弯成一定角度和曲率,从而得到一定形状和零件尺寸的冲压工序称为弯曲。

（4-1）2．窄板弯曲后其横截面呈扇形形状。

（4-1）3．在弯曲变形区内，内缘金属切向受压而缩短，外缘金属切向受拉而伸长，中性层则保持不变。

（4-1）4．弯曲时外侧材料受拉伸,当外侧的拉伸应力超过材料的抗拉强度以后,在板料的外侧将产生裂纹,此中现象称为弯裂。

（4-2）5．在外荷作用下,材料产生塑性变形的同时,伴随弹性变形,当外荷去掉以后,弹性变形恢复,使制件的形状和尺寸都发生了变化,这种现象称为回弹。

（4-2）6．在弯曲过程中，坯料沿凹模边缘滑动时受到摩擦阻力的作用，当坯料各边受到摩擦阻力不等时，坯料会沿其长度方向产生滑移，从而使弯曲后的零件两直边长度不符合图样要求，这种现象称之为偏移。

（4-2）7．最小弯曲半径的影响因素有材料力学性能、弯曲线的方向、材料热处理状况、弯曲中心角。

（4-2）8．轧制钢板具有纤维组织，平行于纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的塑性指标。

（4-2）9．为了提高弯曲极限变形程度，对于经冷变形硬化的材料，可采用热处理以恢复塑性。

（4-2）10．为了提高弯曲极限变形程度，对于侧面毛刺大的工件，应先去毛刺，当毛刺较小时，也可以使毛刺的一面处于弯曲受压的内缘，以免产生应力集中而开裂。

（4-2）11．弯曲时，为防止出现偏移，可采用压料和定位两种方法解决。

（4-2）12．弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为最小弯曲半径。

（4-2）13．弯曲变形的回弹现象的表现形式有曲率减小、弯曲中心角减小两个方面。

（4-2）14．在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是采用校正弯曲。

（4-3）15．常见的弯曲模类型有：单工序弯曲模、级进弯曲模、复合弯曲模、通用弯曲模。

（4-6）16．对于小批量生产和试制生产的弯曲件，因为生产量小，品种多，尺寸经常改变，采用常用的弯曲模成本高，周期长，采用手工时强度大，精度不易保证，所有生产中常采用通用弯曲模。

第三章弯曲工艺及弯曲模具设计复习题答案一、填空题1 、将板料、型材、管材或棒料等弯成一定角度、一定曲率 . 形成一定形状的零件的冲压方法称为弯曲。

2 、弯曲变形区内应变等于零的金属层称为应变中性层。

3 、窄板弯曲后起横截面呈扇形状。

窄板弯曲时的应变状态是立体的.而应力状态是平面。

4 、弯曲终了时. 变形区内圆弧部分所对的圆心角称为弯曲中心角。

5 、弯曲时.板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为最小弯曲半径。

6 、弯曲时.用相对弯曲半径表示板料弯曲变形程度.不致使材料破坏的弯曲极限半径称最小弯曲半径。

7、最小弯曲半径的影响因素有材料的力学性能、弯曲线方向、材料的热处理状况、弯曲中心角。

8 、材料的塑性越好.塑性变形的稳定性越强.许可的最小弯曲半径就越小。

9 、板料表面和侧面的质量差时.容易造成应力集中并降低塑性变形的稳定性 .使材料过早破坏。

对于冲裁或剪切坯料.若未经退火.由于切断面存在冷变形硬化层.就会使材料塑性降低 .在上述情况下均应选用较大的弯曲半径。

轧制钢板具有纤维组织. 顺纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的塑性指标。

10 、为了提高弯曲极限变形程度.对于经冷变形硬化的材料.可采用热处理以恢复塑性。

11 、为了提高弯曲极限变形程度.对于侧面毛刺大的工件.应先去毛刺；当毛刺较小时.也可以使有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘（或朝向弯曲凸模） .以免产生应力集中而开裂。

12 、为了提高弯曲极限变形程度.对于厚料.如果结构允许.可以采用先在弯角内侧开槽后.再弯曲的工艺.如果结构不允许.则采用加热弯曲或拉弯的工艺。

13 、在弯曲变形区内.内层纤维切向受压而缩短应变.外层纤维切向受受拉而伸长应变.而中性层则保持不变。

14 、板料塑性弯曲的变形特点是：（ 1 ）中性层内移（ 2 ）变形区板料的厚度变薄（ 3 ）变形区板料长度增加（ 4 ）对于细长的板料.纵向产生翘曲.对于窄板.剖面产生畸变。

15 、弯曲时.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才不一致 .这种现象叫回弹。

第三章弯曲工艺及弯曲模具设计复习题答案一、填空题1、将板料、型材、管材或棒料等弯成一定角度、一定曲率.形成一定形状的零件的冲压方法称为弯曲。

2、弯曲变形区内应变等于零的金属层称为应变中性层。

3、窄板弯曲后起横截面呈扇形状。

窄板弯曲时的应变状态是立体的.而应力状态是平面4、弯曲终了时.变形区内圆弧部分所对的圆心角称为弯曲中心角。

5、弯曲时.板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为最小弯曲半径6、弯曲时.用相对弯曲半径表示板料弯曲变形程度.不致使材料破坏的弯曲极限半径称最小弯曲半径7、最小弯曲半径的影响因素有材料的力学性能、弯曲线方向、材料的热处理状况、弯曲中心角8、材料的塑性越好.塑性变形的稳定性越强.许可的最小弯曲半径就越小9、板料表面和侧面的质量差时.容易造成应力集中并降低塑性变形的稳定性.使材料过早破坏。

对于冲裁或剪切坯料.若未经退火.由于切断面存在冷变形硬化层.就会使材料塑性降低.在上述情况下均应选用较大的弯曲半径。

轧制钢板具有纤维组织.顺纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的塑性指标。

10、为了提高弯曲极限变形程度.对于经冷变形硬化的材料.可采用热处理以恢复塑性。

11、为了提高弯曲极限变形程度.对于侧面毛刺大的工件.应先去毛刺；当毛刺较小时.也可以使有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘（或朝向弯曲凸模）.以免产生应力集中而开裂。

12、为了提高弯曲极限变形程度.对于厚料.如果结构允许.可以采用先在弯角内侧开槽后.再弯曲的工艺.如果结构不允许.则采用加热弯曲或拉弯的工艺。

13、在弯曲变形区内.内层纤维切向受压而缩短应变.外层纤维切向受受拉而伸长应变.而中性层则保持不变14、板料塑性弯曲的变形特点是：（1）中性层内移（2）变形区板料的厚度变薄（3）变形区板料长度增加（4 ）对于细长的板料.纵向产生翘曲.对于窄板.剖面产生畸变。

15、弯曲时.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才不一致.这种现象叫回弹。

四角形弯曲件弯曲工艺与模具设计1. 引言说到四角形弯曲件，大家可能会想，“这不就是个简单的弯曲吗？”其实不然，这背后可是门学问！想象一下，你在家里试着弯一根铁丝，结果发现弯来弯去不怎么好看，最后还被惹得不高兴了。

四角形的弯曲工艺，就像是做一道精致的菜，没点技巧可不行！今天咱们就来聊聊这个话题，轻松一点，幽默一点，让大家都能懂得明白。

2. 四角形弯曲件的基本概念2.1 什么是四角形弯曲件？首先，四角形弯曲件就是那种四个角都在的形状，比如说框架、外壳等等。

这种形状的工艺在很多行业都用得着，像汽车、家电，甚至建筑上都少不了它的身影。

说实话，这四角形件可真是个“大忙人”，到处跑，帮助我们解决各种问题。

2.2 为什么弯曲工艺这么重要？弯曲工艺的好坏，直接影响到产品的质量和使用效果。

想想看，假如你买的一个家电外壳弯得歪七扭八的，那看着就让人心里不爽，对吧？这时候，如果使用了合适的弯曲工艺，那可真是“如虎添翼”，让产品看起来更加完美。

总之，弯曲工艺的好坏，直接关乎着产品的“颜值”和“内涵”。

3. 四角形弯曲工艺的流程3.1 材料的选择首先，咱得选材料。

常见的有铝、钢、塑料等等。

每种材料的特性都不同，就像人有不同的性格，选错了可就麻烦了。

铝虽然轻，但强度相对较低；而钢结实，但重量也不轻。

选得好，工艺自然顺利，选得不当，可能就得重走老路，吃个大亏了。

3.2 设计与计算接下来，就是设计和计算。

这一步就像是搭建乐高积木，得把每个部分都想清楚了。

设计图纸要精细，不能马虎。

现代化的设计软件就像是个高科技的小助手，能帮我们快速计算出需要的弯曲角度和半径，简直是“如鱼得水”！3.3 模具的制作一切准备好后，就轮到模具的制作了。

模具就像是四角形弯曲件的“衣服”，得合身、得好看。

制作模具的时候，可不能心急，要仔细、要认真，才能确保最终产品的质量。

如果模具做得不行，后面的弯曲工艺就像是“竹篮打水一场空”，白忙一场。

4. 实际操作中的注意事项4.1 温度控制在实际操作中，温度可是个“隐形杀手”。

第三章弯曲工艺与模具设计弯曲是使材料（板料、棒料、管材等）产生塑性变形，形成具有一定角度或一定曲率零件的冲压工艺。

它属于成形工序，是冲压的基本工序之一，各种常见弯曲件如图4-1所示。

根据所使用的工具及设备的不同，可以把弯曲工序分为使用模具在普通压力机上进行的压弯及在专门的弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。

虽然各种弯曲方法使用的工具及设备不同，但其变形过程和变形特点有共同规律。

（【1】p108）第一节弯曲变形过程及特点一、弯曲变形过（本节内容摘自【2】p148）V形弯曲是最基本的弯曲变形，任何复杂弯曲都可以看成是由多个v形弯曲组成。

所以以v形弯曲为代表分析弯曲变形的过程。

弯曲过程中，当坯料上受到凸模压力（弯曲力矩）时，坯料的曲率半径会发生变化。

图4-3所示为一副常见的v形件弯曲。

其弯曲过程简述如下：弯曲开始前，先将平板毛坯放入模具定位板中定位，然后凸模下行，实施弯曲，直到板料与凸模、凹模完全贴紧（此时冲床下行至下死点），然后开模（此时冲床上行至上死点），再从模具中取出v形件。

其受力情况如图4-4所示，弯曲过程分析如图4-5所示。

在板材A处，凸模施加外力2F，在凹模支撑点B1，B2处则产生反力与这外力构成了弯曲力矩M=FxL,该我弯曲力矩使板材产生弯曲变形。

弯曲变形可分成弹性变形阶段、塑性变形阶段和矫正弯曲阶段。

（1）弹性变形阶段：在凸模的压力下，板料受弯曲力矩M的作用，坯料变形区应力最大的内、外表面的材料没有产生变形，变形区内的材料仅产生弹性变形，且是自由弯曲，此时如果消除弯曲力矩时，坯料将恢复原状。

如图4-5(a)所示。

（2）塑性变形阶段：坯料变形区内、外表面的应力分量满足塑性条件，进入塑性变形状态。

此时如果消除弯曲力矩时，坯料将不能恢复原状。

随着凸模进一步下行，塑性变形有表面向中心进一步扩展。

板料与凹模v形表面逐渐靠紧，同时曲率半径和曲率力臂逐渐变小，即r0>r1>r2>r k,L0>L1>L2>L k。