弯曲模设计PPT课件

模块三 弯 曲
重点
1． 弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素； 2． 弯曲工艺计算方法； 3． 弯曲工艺性分析与工艺方案制定； 4． 弯曲模典型结构与结构设计； 5． 弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤。
模块三 弯 曲
难点
1．弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素； 2．影响回弹的因素与减少回弹的措施 ； 3．弯曲工艺计算； 4．弯曲模典型结构与弯曲模工作零件设计。
三 弯曲件质量分析
（二） 弯裂与最小相对弯曲半径的控制
3
最小弯曲半径rmin的数值
三 弯曲件质量分析
（二) 弯裂与最小相对弯曲半径的控制
4
防止弯裂的措施
不宜采用最小弯曲半径。当零件的弯曲半径小于表3-1所列数值时，为了提高极限弯曲变形程度， 防止弯裂，常采用的措施有退火、加热弯曲、消除冲裁毛刺、两次弯曲（先加大弯曲半径，退火后 再按工件要求小弯曲半径弯曲）、校正弯曲以及对较厚的材料开槽后弯曲。
三 弯曲件质量分析
（三） 弯曲卸载后的回弹
5
减小回弹的措施
(2)从工艺上采取措施 ①采用校正弯曲代替自由弯曲。对冷作硬化的材料先退火，降低其屈服极限σs，以减小回弹，弯曲后再 淬硬。
②采用拉弯代替一般弯曲方法。拉弯的工艺特点是弯曲 之前使坯料承受一定的拉伸应力，其数值使坯料截面内的 应力稍大于材料的屈服强度，随后在拉力作用下同时进行 弯曲。
三 弯曲件质量分析
（三） 弯曲卸载后的回弹
4
回弹值的确定
方法: 先根据经验数值和简单的计算来初步确定模具工作部分尺寸，然后在试模时进行修正。 (1)大变形程度（ <5）自由弯曲时的回弹值
卸载后弯曲件圆角半径的变r化/是t很小的，可以不予考虑，而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。
弯曲中心角为90°时部分材料的平均回弹角见表。 当弯曲件弯曲中心角不为90°时，其回弹角可用下式计算：
90
90
三 弯曲件质量分析
（三）弯曲卸载后的回弹
4
回弹值的确定
(2)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（见表3-3）计算，符号如图所示。
V形件校正弯曲的回弹
三 弯曲件质量分析
（三）弯曲卸载后的回弹
4
回弹值的确定
(3)小变形程度（ ≥1r0）/ t自由弯曲时的回弹值
凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式进行计算：
三 向 应 力
二 弯曲变形过程及变形特点
（二） 弯曲变形时的应力与应变状态
长度方向ε1：内区压应变，外区拉应变
三
窄板
厚度方向ε2：内区拉应变，外区压应变
向 应
（B/t＜3）
变
应变状态
宽度方向ε3：内区拉应变，外区压应变
长度方向ε1：内区压应变，外区拉应变
两
宽板 （B/t＞3） 厚度方向ε2：内区拉应变，外区压应变
四 弯曲件的结构工艺性
（四） 弯曲件的精度
四 弯曲件的结构工艺性
（二） 弯曲件的材料
具有足够的塑性，屈强比（ 屈服点与弹性模量的比值（
s / b )小， s / E )小，
则有利于弯曲成形和工件质量的提高。
脆较大的材料，则最小相对弯曲半径
大，回r弹m大in /，t 不利于成形。
四 弯曲件的结构工艺性
(2)弯曲件角度增加
卸料钱坯料的弯曲角度为β，卸载后增大到β’， 弯曲角的增大量△β=β’-β
弯曲回弹
三 弯曲件质量分析
（三） 弯曲卸载后的回弹
3
影响回弹的因素
(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
三 弯曲件质量分析
形状对称及形状不对称的弯曲件
四 弯曲件的结构工艺性
（三） 弯曲件的结构
3
弯曲件高度
弯曲件的直边高度不宜过小，其值 应为
h>r+2t
弯曲件的弯边高度
四 弯曲件的结构工艺性
（三） 弯曲件的结构
4
防止弯曲根部裂纹的工件结构
在局部弯曲某一段边缘时，为避免弯曲根部撕裂，应减小不弯曲部分的长度B，使其退出 弯曲线之外，即b≥r（如上页图(a)），或在弯曲部分与不弯曲部分之间切槽，或在弯曲前冲出 工艺孔。
Lz
l1 l2
180
l1
l2
(r
180
xt )
r>0.5t的弯曲件
五 弯曲件展开尺寸计算
（二） 弯曲件展开尺寸计算
2
圆角半径r<0.5t的弯曲
按变形前后体积不变条件确定坯料长度。通常采用表3-7所列经验公式计算。
五 弯曲件展开尺寸计算
弯曲件的尺寸标注形式对弯曲工艺的影响
五 弯曲件展开尺寸计算
（一） 弯曲中性层位置的确定
据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。
中性层位置以曲率半径ρ
表示右图，通常用下面经验公式确定：
r xt
式中：x为中性层位移系数，见表。
弯曲中性层位置
五 弯曲件展开尺寸计算
（二） 弯曲件展开尺寸计算
向 应 变
宽度方向ε3：内外区近似为零
三 弯曲件质量分析
（一） 弯曲变形程度与最小弯曲半径
1
弯曲变形程度
在弯曲变形过程中，弯曲件的外层受拉应力。当料厚一定时，弯曲半径越小，拉应力越大。当弯 曲半径小到一定程度时，弯曲件的外层由于受过大的拉应力作用而出现开裂。因此常用板料的相对弯 曲半径r/t来表示板料弯曲变形程度的大小。
拉弯用模
三 弯曲件质量分析
(三） 弯曲卸载后的回弹
5
减小回弹的措施
(3)从模具结构上采取措施 ①对于较硬材料，可根据回弹值对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。 ②对于软材料，其回弹角小于5°时，可在模具上作出补偿角并取较小的凸、凹模间隙。 ③对于厚度在0.8mm以上的软材料， r/t又不大时，可采取结构。 ④对于U形件弯曲，当r/t较小时,可采取增加背压的方法；当r/t较大时，可采取将凸模端面和顶板 表面作成一定曲率的弧形；另一种克服回弹的有效方法：采用摆动式凹模，而凸模侧壁应有补偿回弹 角。当材料厚度负偏差较大时，可设计成凸、凹模间隙可调的弯曲模。
（三） 弯曲件的结构
1
弯曲半径
弯曲件的弯曲半径不宜小于最小弯曲半径，否则，要多次弯曲，增加工序数； 也不宜过大，因为过大时，受到回弹的影响，弯曲角度与弯曲半径的精度都不易保证。
四 弯曲件的结构工艺性
（三） 弯曲件的结构
2
弯曲件的形状
一般要求弯曲件形状对称，弯曲半径左右一致，则弯曲时坯料受力平衡而无滑动。
三 弯曲件质量分析
（三） 弯曲卸载后的回弹
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。
三 弯曲件质量分析
（三）弯曲卸载后的回弹
2
弯曲回弹的表现形式
(1)曲率减小
卸料前坯料的内半径为γ，卸载后增加到γ’，半 径的增加量△γ=γ’-γ
rT
1
r
3
sr
Et
T
r rT
V形件校正弯曲的回弹
三 弯曲件质量分析
（三） 弯曲卸载后的回弹
5
减小回弹的措施
(1)改进弯曲件的结构设计 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
在零件结构上考虑减小误差
小s 、/ E力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。
三 弯曲件质量分析
（二）弯裂与最小相对弯曲半径的控制
1
最小相对弯曲半径
压弯时的变形情况
三 弯曲件质量分析
（二） 弯裂与最小相对弯曲半径的控制
2
最小弯曲半径影响因素
(1)材料的力学性能 (2)弯曲方向
(3)弯曲件角度φ (4)板料的热处理状态
(5)板料的边缘以及表面状态 (6)板宽的影响
材料纤维方向对rmin /t 的影响
三 弯曲件质量分析
（三） 弯曲卸载后的回弹
5
减小回弹的措施
克服回弹措施1
三 弯曲件质量分析
（三） 弯曲卸载后的回弹
5
减小回弹的措施
克服回弹措施2
三 弯曲件质量分析
（四） 弯曲时的偏移
1
偏移现象
弯曲时的偏移现象
三 弯曲件质量分析
（四） 弯曲时的偏移
2
消除偏移的措施
克服质量分析
模块三 弯 曲
一概述 二 弯曲变形过程及变形特点 三 弯曲件质量分析 四 弯曲件的结构工艺性 五 弯曲件展开尺寸计算
六 弯曲力的计算 七 弯曲件的工序安排 八 弯曲件的典型结构 九 弯曲模工作零件设计 十 U形件弯曲模设计
模块三 弯 曲
本
模
块
内
容
弯曲是冷冲压基本工序之一。本模块以U形件弯曲工艺和弯曲模结构设计为学习任务，包含 的弯曲工序基本知识有：弯曲变形过程及弯曲件质量影响因素，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。
一 概述
弯曲 将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。
弯曲方法 弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。
弯曲模 弯曲所使用的模具。
一 概述
典型弯曲件及实物
一 概述
弯曲件的弯曲方法
一 概述
1—模柄；2—圆柱销；3—凸模；4—凹模；5—定位销；6—下模座；7—螺钉；8—弹簧；9—顶杆；10—挡料销
（三） 弯曲卸载后的回弹
3
影响回弹的因素
(2)相对弯曲半径
r /t
r / t 越大，回弹越大。
(3)弯曲中心角
越大，变形区的长度越长，回弹
积累值也越大，故回弹角
越大。
变形程度对弹性恢复值的影响
三 弯曲件质量分析
（三） 弯曲卸载后的回弹
3
影响回弹的因素
(4)弯曲方式及弯曲模 ①在无底凹模内作自由弯曲时回弹最大。 ②在有底凹模内作校正弯曲时，回弹较小。 校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小。 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。 (5)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。 (6)工件的形状 一般而言，弯曲件越复杂，一次弯曲成形角的数量越多，回弹量就越小。
对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采用下面介绍的方法计算坯料 长度。
对于形状比较复杂或精度要求高的弯曲件，在利用下述公式初步计算坯料长度后，还需 反复试弯不断修正，才能最后确定坯料的形状及尺寸。
五 弯曲件展开尺寸计算
（二） 弯曲件展开尺寸计算
1
圆角半径r>0.5t的弯曲件
按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件 直线部分和圆弧部分长度之和，即
增加工艺槽和工艺孔
四 弯曲件的结构工艺性
（三） 弯曲件的结构
5
弯曲件孔边距离
当t<2mm时， 当t≥2mm时，
l t l 2t
弯曲件孔边距离
四 弯曲件的结构工艺性
（三） 弯曲件的结构
6
增添连接带和定位工艺孔
增添连接带和定位工艺孔的弯曲件
四 弯曲件的结构工艺性
（三） 弯曲件的结构
7
尺寸标注
尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。
（五） 弯曲后的翘曲与剖面畸变
弯曲后的翘曲
型材、管材弯曲后的剖面畸变
四 弯曲件的结构工艺性
（一） 弯曲件的精度
弯曲件的结构工艺性:指弯曲件的形状、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。
尺寸公差按GB/T 13914-92，角度公差按GB/T 13915-92，形状和位置未注公差 按GB/T 1391692，未注公差尺寸的极限偏差按GB/T 5055-94。对于弯曲件的精度要求要合理。
V形件弯曲模
一 概述
弯曲及弯曲模具
二 弯曲变形过程及变形特点
（一） 弯曲变形过程
弯曲分类：自由弯曲和校正弯曲。
弯曲过程
二 弯曲变形过程及变形特点
（二） 弯曲变形特点
弯曲变形主要发生在弯曲带中心角α范围
内，中心角以外基本不变形。 坯料在长、宽、厚三个方向都发生了变形。
板料弯曲前后的网络变化
二 弯曲变形过程及变形特点
三 弯曲件质量分析
（一) 弯曲变形程度与最小弯曲半径
2
最小弯曲半径
通常将不致使材料弯曲时发生开裂的最小弯曲半径的极限值称为该材料的最小弯曲半径。各种不 同材料的弯曲件都有各自的最小弯曲半径。一般情况下，不宜使制件的圆角半径等于最小弯曲半径， 应尽量将圆角半径取大一些。只有当产品结构上有要求时，才采用最小弯曲半径。
（二） 弯曲变形特点
弯曲角与弯曲带中心角
弯曲变形区的横截面变化
二 弯曲变形过程及变形特点
（二） 弯曲变形时的应力与应变状态
长度方向σ1：内区受压，外区受拉
两
窄板 （B/t＜3）
厚度方向σ2：内外均受压应力 宽度方向σ3：内外侧压力均为零
向 应 力
应力状态
宽板 （B/t＞3）
长度方向σ1：内区受压，外区受拉 厚度方向σ2：内外均受压应力 宽度方向σ3：内区受压，外区受拉