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第三章弯曲工艺及弯曲模具设计

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第3章 弯曲工艺与模具设计

第3章 弯曲工艺与模具设计

3.2.2、影响回弹的因素 材料的机械性能 相对弯曲半径 弯曲中心角 模具间隙 弯曲件的形状 弯曲力
3.2.3、回弹值的确定 目的：作为修正模具工作部分参数的 依据。 经验公式： 1.小半径弯曲的回弹（ r / t 5 ~ 8 ）
0 t
rt r 1 3


90
90
６）弹性材料的准确回弹值需要通过试模对凸、 凹模进行修正确定，因此模具结构设计要便于拆 卸。 ７）由于U形弯曲件校正力大时会贴附凸模，所以 在这种情况下弯曲模需设计卸料装置。 ８）结构设计应考虑当压力机滑块到达下极点时， 使工件弯曲部分在与模具相接触的工作部分间得 到校正。 ９）设计制造弯曲模具时，可以先将凸模圆角半 径做成最小允许尺寸，以便试模后根据需要修整 放大。
当工件局部边缘部分需弯曲时，为防 止弯曲部分受力不均而产生变形和裂纹， 应预先切槽或冲工艺孔(如图所示) 5.弯曲件的几何形状 如果弯曲件的形状不对称或者左右弯 曲半径不一致，弯曲时板料将会因摩擦阻 力不均匀而产生滑动偏移(如图所示), 为了防止这种现象的发生，应在模具上设 置压料装置,或利用弯曲件上的工艺孔采用 定位销定位（如图所示）
第 3 章 弯曲工艺与模具设计
3.1
3.2
弯曲的基本原理 应变中性层位置、最小弯曲半径的确定及回弹现象 弯曲力和弯曲件的毛坯尺寸计算 弯曲件的工艺性 弯曲模具的设计
3.3 3.4
3.5
3.1 弯曲的基本原理
弯曲是使材料产生塑性变形，形成一 定曲率和角度零件的冲压工序(如图所示) 弯曲材料：板料、棒料、型材、管材 弯曲方法：压弯、折弯、拉弯、滚弯、 辊弯
3.1.1 弯曲变形过程 (图3.1.1) 1、变形毛坯的受力情况 从力学角度，弯曲分为： 弹性弯曲 弹塑性弯曲 纯塑性弯曲 无硬化弯曲

模具设计与制造——第3章 弯曲工艺与模具设计

模具设计与制造——第3章 弯曲工艺与模具设计
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。 弯曲回弹的表现形式： 1 1 ∆K = − １．曲率减小
ρ
ρ'
２．弯曲中心角减小 ∆α = α − α ' 或弯曲角增大 ∆β = β '− β
第一节 弯曲变形分析
二、塑性弯曲变形区的应力、应变
弯曲后坐标网格变化 内区 中性层 外区
弯曲变形区的 横截面变化
窄板（B/t＜3）：内区宽度增加，外区宽度减 小，原矩形截面变成了扇形 宽板（B/t＞3）：横截面几乎不变，仍为矩形
第三章 弯曲工艺与模具设计
第一节 弯曲变形分析
二、塑性弯曲变形区的应力、应变（续）
第三章 弯曲工艺与模具设计
内容简介：
弯曲是冲压基本工序。 本章在分析弯曲变形过程及弯曲件质量影响因素的基 础上，介绍弯曲工艺计算、工艺方案制定和弯曲模设计。 涉及弯曲变形过程分析、弯曲半径及最小弯曲半径影响因 素、弯曲卸载后的回弹及影响因素、减少回弹的措施、坯 料尺寸计算、工艺性分析与工艺方案确定、弯曲模典型结 构、弯曲模工作零件设计等。
∆α =
α
90
∆α 90
第三章 弯曲工艺与模具设计
第六节 弯曲回弹
三、回弹值的确定（续）
３．校正弯曲时的回弹值 校正弯曲的回弹可用 试验所得的公式计算，符 号如右图所示。
V形件校正弯曲的回弹
第三章 弯曲工艺与模具设计
第六节 弯曲回弹
四、减少回弹的措施
1.改进弯曲件的设计 （1）尽量避免选用过大的r/t 。 如有可能，在弯曲区压制加强筋， 以提高零件的刚度，抑制回弹。 （2）尽量选用σ s / E 小、力学 性能稳定和板料厚度波动小 的材料。

第三章 弯曲工艺及弯曲模

第三章 弯曲工艺及弯曲模

3.1 弯曲变形3.2 最小相对弯曲半径3.3 弯曲件的回弹3.4 弯曲件的工艺性3.5 弯曲件的展开尺寸计算353.6弯曲力的计算3.7 弯曲模工作部分设计373.8 凸、凹模工作部分的尺寸与公差3.9 弯曲模的典型结构及弯曲模具中主要零部件制造工艺过程示例弯曲：在冲压力的作用下，把平板坯料弯折成一定角度和形状的种塑性成型工艺。

定角度和形状的一种分类：压弯、折弯、扭弯、滚弯和拉弯。

弯曲模：弯曲工艺使用的冲模。

压弯的典型形状典型的压弯工件第一节弯曲变形一、板料的弯曲过程、板料的弯曲过程在弯曲过程中，板料的弯曲半径123......n r r r r ，，，，和支点距离随凸模的下行逐渐减小，12......n l l l ，，，随凸模的下行逐渐减小而弯曲终了时，板料与凸模完全贴合凸、凹模完全贴合。

第一节弯曲变形通过网格试验观察弯曲变形特点。

二、弯曲变形的特点①弯曲件的圆角部分是弯曲变形的主要变形区弯曲变形有以下几个特点：变形区的材料外侧伸长，内侧缩短，中性层长度不变。

②弯曲变形区的应变中性层应变中性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，变薄后的厚度为。

④变形区横截面的变化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1t t η=(宽板) ：横断面几乎不变；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。

3B t>(窄板) ：断面变成了内宽外窄的扇形。

3B t <第一节弯曲变形应变状态应力状态三、变形区和应力应变状态εσ长度内区压应变，外区拉应变，内区压应力，外区拉应力，绝对值最大绝对值最大厚度内区拉应变，外区压应变，变形区引起压应力，由表及里递t σ变变与符号相反表面，由表及里递增窄板内区拉伸窄板θε0t σ=宽度窄板：内区拉伸，外区压缩窄板：宽板：内区压应力，0ε≈0ϕσ=宽板：外区拉应力ϕ第一节弯曲变形三、变形区和应力应变状态第二节最小相对弯曲半径设中性层半径为，弯曲中心角为，则最外层金属（半径为的ρα为R）的伸长率为δ外()()aa oo R R ραρ−−−===oo δραρ外另设中性层位置在半径为处，且弯曲后厚度保持不变，则，故有2r t ρ=+R r t =+将两式联立则有()(2)21=r t r t t rδ+−+==外将两式联立，则有2221r t t r t +++第二节最小相对弯曲半径影响最小相对弯曲半径的因素主要有以下几方面：材料的塑性及热处理状态板料的表面和侧面质量弯曲方向弯曲中心角各种材料在不同状态下的最小相对弯曲半径的数值可参见表33。

弯曲工艺和弯曲模具设计复习题答案

弯曲工艺和弯曲模具设计复习题答案

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：弯曲工艺与弯曲模具设计

第三章：弯曲工艺与弯曲模具设计

校正弯曲时，回弹角修正量： K90
不是90°的角按下式修正： x ( / 90)90
➢ 当r/t ＜ 8~10时，要分别计算弯曲半径和弯曲角的回弹值，再修正。
弯曲板料时
凸模的圆角半径： rp 1/(1/ r) (3 s / Et)
凸模圆弧所对中心角： p
(r
/ rp )
弯曲件的滑移
6. 最小弯曲半径 rmin
❖ r/t 小 —— 变形程度大 —— 弯曲破坏。 影响最小弯曲半径的因素：
❖ 材料的机械性能：好塑性（塑稳）、退火处理、热弯、开槽减薄 ❖ 方向性：折弯线垂直纤维方向：伸长变形能力强
❖ 板宽：B/t 小（< 3） ❖ 弯曲角：小, 直边有切向形变。 ❖ 板料表面质量和断面质量：差处易应力集中发生破坏。 ❖ 板料厚度：t小 —— 切向应变小 —— 开裂小。
弯曲件的工序安排
1. 工序安排的一般原则 ➢ 先弯外角后弯内角，后次弯曲不能影响前一次弯曲变形，前次弯曲应考 虑后次弯曲有合适的定位基准。 ➢ 当有多种方案时，要进行比较，进行优化。
2. 工序安排的一般方法 ➢ 形状简单的弯曲件可一次弯曲成形。如V形、U形、Z形。 ➢ 形状复杂的弯曲件可用两次或多次压弯成形。
➢ r/t值
小r/t： 加厚筋边或 减小 r； 其值大时拉弯
（在同条件下，r/t越小，则总变形量就越大，回弹就越小。） 工艺处理
➢ 弯曲中心角
（α越大，变形区长度越长，参与变形的区域越大，回弹越多。）
小
➢ 弯曲方式与校正力大小
（自由弯曲回弹大，校正弯曲回弹小，校正力越大回弹越小。）
➢ 工件形状
（工件形状越复杂，回弹就越少。）
弹－塑性变形： 塑性变形：
L1－L2 ，r1－r2 超过屈服极限，

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

第3章弯曲工艺与弯曲模


1.V形件弯曲模
图4-39 无压料装置的V形件弯曲模 1—模柄 4 、7 —定位板 2 —上模座 5 —下模座 3 —导柱导套 6 —凹模 8 —凸模
1—顶杆 4 —凸模
有压料装置的V形件弯曲模(avi4-3) 2 —定位钉 3 —模柄 5 —凹模 6 —下模座
图4-40 防止毛坯偏移的措施
图4-41 带顶料及定料销的弯曲模 1—凹模 2 —顶板 3 —定料销 4 —凸凹模 5 —反侧压块
第五节 弯曲力计算
一.校正弯曲时弯曲力计算
F=qA
式中: F—校正弯曲力(N); A— 校正部分投影面积(mm2); q—单位面积上的校正力(MPa), 值可按表3-4选取。 图3-35 校正弯曲示意图
四.压力机公称压力的确定
• 对于自由弯曲
F压机≥ 1.3(F自+Q)
式中 F压机—选用的压力机公称压力(kN); F自—自由弯曲力(kN); Q—有压料或顶件装置的压力(kN).
式中:δ — 伸长率; r — 弯曲件内表面圆角半径(mm); η— 变薄系数; t — 材料厚度(mm); ρ—应变中性层曲率半径(mm) 。
则弯曲半径 r= ρ(1+δ)- ηt 若以断面收缩率Ψ表示变形程度,则Ψ与δ有如下关系: δ= Ψ/(1- Ψ) 根据式(4-15), ρ=(r/t+ η/2)ηβt,当板料宽度大于板料厚度3 倍时,则 ρ=(r/t+ η/2)ηt 将上式与式(4-19)代入式(4-18),化简后得:
3.弯曲件上孔的位置
t ＜ 2mm, l ≥ t; t ≥ 2mm, l ≥ 2t.
图4-33 弯曲件上的孔边距离
4.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽
图4-34 防止尖角处撕裂的措施

第三章-----弯曲模


当中性层半径确定后，即 可按照几何方法计算中性 层展开长度，进而计算出 板料的展开长度。由于材 料的性能、弯曲方法不同， 中性层的位置将受到影响。
四、弯曲力计算
弯曲力：工件完成预定弯曲时需要压力机所施加的压力。 弯曲力不仅与材料品种、材料厚度、弯曲几何参数有关，
还同设计弯曲模所确定的凸、凹模间隙大小等因数有关。 1、自由弯曲的弯曲力计算 V形弯曲件的计算F1＝（0.6KBt²σb)÷（R＋t) U形弯曲件的计算F1＝（0.7KBt²σb)÷（R＋t) 式中F1―自由弯曲力
－8中选取。
第二节 弯曲模设计示范
双向弯曲模
零件名称：铰支板 生产批量：中批量 材料：10钢，厚1.2mm 零件简图：如图3－26所示
1、弯曲工艺与模具结构
工件的冲压由落料和弯曲两道工序组成。（在此只介绍弯曲模的设计） 本工件的弯曲工艺可分为左、右两部分；左边是U形弯曲，右边是Z形弯曲。 若用两套弯曲模分别完成左、右两部分的弯曲，将增加模具费用。
凸板式模 材 中R的 弯、圆 曲角 用R凸半 ：－R径凸弯R曲凸1。件 、3R弯Es Rt曲凸棒模材圆弯角曲半用径R（凸 m1m 3）.R4 ；EsdR
σs－材料屈服点（MPa）；
E－材料弹性模量（MPa）；
d－棒材直径（mm）。
当R<（5～8）t时，工件的弯曲半径一般变化不大， 只考虑角度回弹。角度回弹的经验数值查表3-4和表 3-5得到。
曲是指在上述基础上凸模再往下压，对弯
曲件起校正作用，从而使工件产生进一步
的塑性变形。
当弯曲工件有特殊要求，
二、弯曲零件的工艺性
其圆角半径必须小于最小弯曲 圆角半径时，可设法提高材料
1、弯曲件的圆角半径 材料产生塑

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。

弯曲工艺和弯曲模具设计复习题答案

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。

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3.1.2板料弯曲变形特点
通过网格试验观察弯曲变形特点（如图3.1.3）。
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《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
2018/5/18
9
第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
图3.1.3
2018/5/18
第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
概述
3.1 弯曲变形的过程及变形特点
3.2 弯曲卸载后弯曲件的回弹 3.3 弯曲成形的工艺设计 3.4 弯曲模具的设计
《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
2018/5/18 1
第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
弯曲是使材料产生塑性变形，形成一定曲率和角 度零件的冲压工序。 弯曲毛坯的种类：板料、棒料、型材、管材
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3.2弯曲卸载后弯曲件的回弹
3.2.1回弹现象
当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性 变形则完全消失。弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧 因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与 模具相应尺寸不一致的现象。这种现象称为弯曲件的弹性回 跳（简称回弹）。
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
图3.3.3
压槽后再进行弯曲
《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
2018/5/18
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
图3.3.4
弯曲件形状对弯曲过程的影响
《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
2018/5/18
34
第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
2018/5/18
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
图 3.2.12
聚氨酯弯曲模
《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
2018/5/18
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3.3 弯曲成形的工艺设计
弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料的 选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求。具有良 好冲压工艺性的弯曲件，不仅能提高工件质量，减少废品 率，而且能简化工艺和模具结构，降低材料消耗。
《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
2018/5/18
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3.1弯曲变形的过程及变形特点
3.1.1弯曲变形过程
弯曲变形过程：如图3.1.2所示V形件的弯曲，随着凸模进 入凹模深度的增大，凹模与板料的接触处位置发生变化，支点 B沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂l 逐渐减小，接近行程终了， 弯曲半径r继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形，直至板 料与凸、凹模完全贴合。
《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计 4.弯曲方式及弯曲模具结构 采用校正弯曲时，工件的回弹小。 5.弯曲件形状 工件的形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量越多， 使回弹困难，因而回弹角减小。 6.模具间隙 在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就 大；间隙小，材料被挤压，回弹就小。 7.非变形区的影响 《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3.2.3
改进零件的结构设计
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计 3. 从工艺上采取措施 (1)采用热处理工艺 对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行 退火处理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再 淬硬。在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。 (2)增加校正工序 运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力， 可以改变其变形区的应力应变状态，以减少回弹量。 (3)采用拉弯工艺 对于相对弯曲半径很大的弯曲件，由于变形区大部分 处于弹性变形状态，弯曲回弹量很大。这时可以采用拉弯 工艺 (如图3.2.4)。 《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
图 3.2.9
用补偿法修正模具结构
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
图3.2.10
用校正法修正模具结构
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图3.3.5
弯曲件边缘缺口对弯曲过程的影响
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计 3.弯曲件直边高度对弯曲的影响(如图3.3.5) 在进行弯曲时，若弯曲的直边高度过短，弯曲过程中 不能产生足够的弯距,将无法保证弯曲件的直边的平直。 4.弯曲件孔边距离 带孔的板料在弯曲时，如果孔位位于弯曲变形区内，则 孔的形状会发生畸变。因此，孔边到弯曲半径r中心的距离(如 图3.3.7)要满足以下关系： 当t＜2mm时， L≥t； t≥2mm时； L≥2t。 如不能满足上述条件，在结构许可的情况下，可在弯曲变 形区上预先冲出工艺孔或工艺槽来改变变形区范围，有意使工 艺孔的变形来保证所要求的孔不产生变形(如图3.3.8)。 《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
回弹性的表现形式： (1)弯曲半径增大 卸载前板料的内半径 rp (与 凸模的半径吻合)在卸载后增加 至 r 。弯曲半径的增加量为：
(2)弯曲中心角的变化 卸载前弯曲中心角为 (与 凸模顶角相吻合)，卸载后变化 为 。弯曲件角度的变化量为：
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3.2.4减少回弹的措施
1.材料选择 应尽可能选用弹性模数大的，屈服极限小，机械性比较稳 定的材料。 2.改进弯曲件的结构设计 设计弯曲件时改进一些结构，加强弯曲件的刚度以减小回 弹。比如：在变形区压加强肋或压成形边翼，增加弯曲件的刚 性，使弯曲件回弹困难(如图3.2.3)。
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计 4. 从模具结构采取措施 (1) 补偿法 利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算 或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几 何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量(如图3.2.9) 。 (2)校正法 可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变 形区应力应变状态的改变程度（迫使材料内外侧同为切向压应 力、切向拉应变 ）如图3.2.10。 (3) 纵向加压法 在弯曲过程完成后，利用模具的 突肩在 弯曲件的端部纵 向加压（如图 3.2.11）, 使弯曲变形区横断面上都受到压应 力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。利 用这种方法可获得较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。 《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3.1.3弯曲时变形区的应力和应变
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想 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。
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3.2.3回弹值的确定
目的：作为修正模具工作部分参数的依据。 1.小半径弯曲的回弹（ r / t 5 ~ 8 ）
Δ 0 t
Δ

90
Δ 9 0
2.大圆角半径弯曲的回弹 （ r / t 5 ~ 8 ）
1 rt s r 1 3s 1 3 E t r Et r
r r rp

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图3.2.1弯曲件的弹性回跳
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第3章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3.2.2影响回弹的因素
1.材料的力学性能 材料的屈服点 s 越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳 越大。 2.相对弯曲半径 r / t 相对弯曲变径 r / t 越大，则回弹也越大。 3.弯曲中心角 弯曲中心角越大，表明变形区的长度越长，故回弹的 积累值越大，其回弹角越大。但对弯曲半径的回弹影响不大。
(3)板料的表面质量与剪切断面质量
(4)板料宽度的影响 (5)板材的方向性(如图3.3.2) 《冲压工艺及模具设计》 冲压工艺与模具设计助学课件
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