第三章模具设计与制造

2、从弯曲件设计入手：
（1）变形区压加强筋(提高刚度，降低△α ) （2）取（r/t）=1 ～ 2 3、 弯曲工艺方法考虑 （1）采用校正弯曲。 （2）补偿法。 此时△α 最小。
图3-10
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补偿法: 要预先估算或试验出工件弯曲后的回弹量，在设计模 具时，使工件的变形超出原设计的变形，冲压回弹后得到 所需的形状。(广泛) 1、单角弯曲 : 图3-11 按予估△α ,将凸模rp 、α p (顶角)做小。 2、双角弯曲: i) 凸模两侧修△α 图3-12 ii) 凹模底作成弧面。 件出模后底部弹平两侧负回弹；b补偿
3、弯曲件形状：复杂件,一次弯曲成形角数量多，
图3-9
在r/t＜0.2～0.3时,V形件校正弯曲后,△α 可为 0 或负值。
(无回弹甚至减小)
校正
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三、 回弹量的确定
影响回弹量的因素很多，且各因素又相互影响，故回弹量难 以计算。 1、当（r/t）＜（5~8）时，工件的曲率半径变化不大，只考 虑角度回弹量（可查表获得）。 2、当（r/t）＞ （5~8）时，应考虑工件的曲率半径。
图3-20
图3-21
所示
图3-20
切除连接带
图3-21
预先切槽或冲工艺孔
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（5）切口弯曲件形状
图3-22 所示
图3-22
切口弯曲件形状
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3、弯曲件的尺寸公差 一般弯曲件的尺寸公差等级在IT13级以下，角度公差 大于15’。当工件弯曲精度要求更高时，应增加整形工序。
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§3-6 弯曲力的计算
弯曲力 Fz ：是指工件完成预定弯曲时需要压力机所施加的压力， 弯曲力 Fz ：是选压力机；设计模具的依据。 弯曲过程的不同阶段, Fz不同。 变化规律 → 图3-46 1、弹性弯曲阶段： Fz很小,可忽略。 2、自由弯曲阶段： Fz基本不变。 3、校正 ： Fz随 S (行程)增加,剧增。
二、有圆角半径弯曲件展开长度L
图3-24
图3-24
L b i li
i 1 j 1
n
n
bi : 各直线段长。 Li : 各段弧中性层展开长。 Li=（π/180） ·α ·ρ 具体的各种毛坯展开长度计算公式。
见表3-6
表3-6
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三、无圆角半径或圆角半径很小的弯曲件展开长度L
凹 Ld 配作，保证Z。
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四、弯曲模设计中板材的定位
模具结构应保证件弯曲时不偏移。 1)弯曲前,定位。 2)弯曲时,受力不移动。 1.销钉定位: 利用予制孔。 图3-42 销在凸模上，弹顶卸料。
图3-42 定位 图3-44 a 定位尖
销在顶板上，弹顶卸料。
图3-30
2、弯曲角大于90度的U形弯曲模 图3-31 工作: 角形凸模1、固定凹模4、两可转动凹模镶件5。 定位: 定位销2 卸(压)料: 顶杆3
图3-31
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图3-31 弯曲角大于900的U形弯曲模 1-凸模 2-定位销 3-顶杆 4-凹模 5-凹模镶件 6-拉簧 7-下模座 8-弹簧座 9-弹簧
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§3-2 弯曲件的回弹 一、弯曲件回弹现象
1、回弹: 外加弯曲力卸载后,弯曲件形状、 尺寸因残存弹性变形而逆加载变形方
向变化。称：～
2、回弹量: i)曲率变化量 （1/r0） △ ρ =（1/r）-
ii)角度变化量
r 、α 径 ,弯曲角。
△α = α -α
0
: 卸载前,中性层曲率半
r0、α 0: 卸载后,中性层曲率半 径 ,弯曲角。 曲率ρ与曲率半径成反比。
其毛坯展开长度的计算公式可参见表3-7 表3-7
四、铰链弯曲件展开长度L
图3-25 图3-26 表3-8
五、棒料弯曲件展开长度L
其K值见表3-9 表3-9
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§3-4 弯曲模典型结构 一、V形件弯曲模：
1、普通V: 结构简单,通用性好。 具有定位尖,顶杆等防坯料滑动机构。 (弯曲时,受力不均匀,坯料易滑动偏移) 工作零件: 凸 4、凹 3 定位: 定位板10 卸料(压): 顶杆 7、弹簧 8 2、L形件： → 兼作压料。→防滑、防偏。 图3-29 图3-28
图3-1 图3-2
＞....＞ln）
至
凸、凹贴合rn= rp弯曲结束。
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变形过程的几个阶段： 1、初始阶段：（弹性弯曲） 2、弹-塑性弯曲阶段： 3、塑性弯曲阶段： 弯曲凸模行程增大，至凸模、料、凹模贴合行程终了。
图3-3
图3-4
三、弯曲分类：
1、自由弯曲：弯曲行程终了凸模、料、凹模贴合后，不加力。 称：～ 2、校正弯曲：...........................，凸模作一冲击， 增大了材料的塑变程度，对件起校正作用。称：～ (↓回弹)
图3-11
图3-12
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五、 弯曲件的工艺性
图3-16 在弯曲内侧开制槽口
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（2）弯曲件的直边高度
图3-17 所示
图3-17
弯曲件的直边高度
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（3）弯曲件孔边距
图3-18
图3-19
所示
图3-18
弯曲件孔边距
图3-19
防止孔变形的措施
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（4）增添连接带和工艺孔、槽。
图3-40
C -间隙系数
查表3-13
表3-13
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二、 模具圆角半径的确定
一) 凸模圆角半径 rp
一般情况下，凸模圆角半径等于或略小于工件内侧的圆角半径；
对于工件圆角半径较大（r/t＞10），而且精度要求较高时，应考虑 回弹的影响，将凸模圆角半径根据回弹角的大小作相应的调整，以补 偿弯曲的回弹量。 二)凹模圆角半径 rd rd与材料进入凹模的深度、弯曲高度、材料厚度有关。 一般情况下，可按rd =（2~6）t计算，也可查表获得。
表3-2
板材弯曲凸模的曲率半径：
r凸
r 1 3
sr
Et r
棒料弯曲凸模的曲率半径：
r凸
sr 1 3.4 Ed
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表3-2 900单角自由弯曲时角度回弹量
材 料
r/t
材料厚度t,mm <0.8 0.8~2 >α
软钢σb=343MPa
软黄铜, σb≤343MPa
<1
1~5
L:件公称，T:件公差，Td: 凹公差取IT7～IT9 2)件标单向负偏差: Ld=(L-T· 3/4)+Td 凸 Lp 配作，保证Z。 3.件标注内形: 1)件标双向 : 凸模为基准件,尺寸 Lp Lp=(L+T/2)-Tp Tp: 凸公差IT7～IT9 2)件标单向负偏差: Lp=(L+T· 3/4)-Tp
凸模冲击行程S= 2～5% t。
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四、弯曲变形的特点
1、弯曲变形区只要集中在圆角部分（图3-3），此处的正方形网格 变成了扇形。圆角以外除靠近圆角的直边处有少量变形外，其余部 分不发生变形。 2、在变形区，板料的外区切向受拉而伸长，内区切向受压而缩短。 3、由实验知，当弯曲半径与板厚之比r/t（称为相对弯曲半径）较 小时，中性层位置将从板料中心向内移动。 图3-6 4、弯曲变形区板料横截面的变化分两种情况： 1）窄板：b/t ＜3时，材料在宽度方向可以自由变形，ς小忽略；所 以在外层的应变ε b为压应变，内层为拉应变。 2）宽板： b/t ＞3，板料在宽度方向变形阻力大，流动困难，几乎 不能变形，所以内、外层在宽度方向的应变值ε b＝0。
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三、Z 形弯曲模
图3-37
图3-37
两直边折弯方向相反,所以弯曲模具有二个方向弯曲动作。
弯曲前：橡胶8 使活动凸模10与侧凸模4下端面平齐。 压弯时：橡胶8 收缩，活动凸模10与凹模5完成Z件左端弯曲。 凸模4、侧压板3完成Z件右端弯曲。 压块7和上模座相碰,制件校正，弯曲结束。
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图3-46
影响Pz因素很多，弯曲力不仅与弯曲变形过程有关，而且还受
材料机械性能、零件形状、弯曲方法、模具结构等因素的影响，
很难用理论分析方法进行准确计算。
V形件弯曲
图3-28
特点: 非对称。
定位：定位销3、弹性压料板4定位。 档板5→凸模导向、受力。 卸料(压): 弹性压料板4兼压料、卸料、防偏。 图3-29
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二、U形件:
1、90°U形件: 图3-30 工作: 凸模3、凹模5 定位: 定位销 9、10 卸(压)料: 顶件装置7、顶杆8。
四、折边U形件弯曲模
图3-32 图3-33
五、圆形件弯曲模 ：
1、一次弯曲 图3-34 常用 2、二次弯曲 图3-35 先弯成a图，再推卷成圆形 b图。
(方法多样)
图3-34
图3-35
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§3-5 弯曲模工作部分尺寸计算
一、凹模、凸模间隙 Z
U件： Z大；回弹大，精度低。 Z太小；Pz↑(弯曲力)，降低寿命，件厚↓。 Z合理：按材质、t、弯曲高H、宽B定。 有色金属： Z/2=tmin+ C· t 黑色金属： Z/2=t+ C· t tmin -材料最小厚度； t- 材料公称厚度
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二、 影响回弹因素
1、材料：σ S↑，(△ ρ 、△α )↑——成正比。
E↑，(△ ρ 、△α )↓ ——成反比。 2、相对弯曲半径 : r/t越小—— △α ↓ ；△ ρ ↓。（图3-9） (△ ρ 、△α )↓。 例:弯曲U件,比弯V件回弹小.(变形处相互牵制)。 4、模具间隙： Z↓ 回弹↓。 回弹↓。 5、校正弯曲时校正力： F校↑