v第三章弯曲工艺与弯曲模设计第五节弯曲力的计算
第三章 弯曲工艺及弯曲模
回弹性的表现形式： (1) 卸载前板料的内半径与凸模的半径吻合，在卸载后增加。 (2)
卸载前弯曲中心角与凸模顶角相吻合，卸载后变化。
第三章 弯曲工艺及弯曲模
二、影响回弹的因素 1.材料的力学性能
材料的屈服点 越高，弹性模量E越小，弯曲变形的回弹也越大。 2.相对弯曲半径
第三章 弯曲工艺及弯曲模
3. 从工艺上采取措施 (1)采用热处理工艺 (2)增加校正工序
第三章 弯曲工艺及弯曲模
4. 从模具结构采取措施 (1) 补偿法
(2)校正法
第三章 弯曲工艺及弯曲模
(3) 纵向加压法
第三章 弯曲工艺及弯曲模
第四节 弯曲件的结构工艺性
定义：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。
第七节 弯曲模工作部分设计
一、凸、凹模的圆角半径及凹模的深度
第三章 弯曲工艺及弯曲模
1、凸模的圆角半径
2、凹模的圆角半径
第三章 弯曲工艺及弯曲模
二、凸凹模间隙 弯曲有色金属时 Z=tmin+ct 弯曲黑色金属时 Z=tmax+ct
第八节 凸凹模工作部分的尺寸与公差
（1）弯曲件外形尺寸的表注 当弯曲件为双向对称偏差时，凹模尺寸为
1 d Ld (L 2 Δ)0
第三章 弯曲工艺及弯曲模
当弯曲件为单向偏差时，凹模尺寸为
凸模ห้องสมุดไป่ตู้寸为
3 d Ld (L 4 Δ)0
钣金与成型第3章 弯曲解析
求解步骤： １、由平面应变状态和塑性变形前后体积不变条件求径
向应变
与切向应变 ，有 ：
ln(1
y
0
)
2、 由塑性原理知，平面应变条件下，有：
板料弯曲时，毛坯截面上的应力，在外层的拉应力过渡 到内层压应力时，发生突然变化的或应力不连续的纤维层，称 为应力中性层。
当板料处于弹性状态时： 应力中性层与应变中性层相重合，且通过板料截 面中心。 当材料处于塑性状态时： 应变中性层内移，其位置可以由体积不变条件来 确定；应力中性层也内移；应力中性层内移量比应 变中性层内移量大。
第3章 弯 曲
航空航天工程学部 主讲：贺平
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。
重点内容： 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。
难点内容： 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。
弯曲概念：
将板料（平直的坯料）、棒料、管料或型材 等弯成具有一定形状和角度零件的成形方法称 为弯曲。 弯曲件的形状可分为V型、L型、U型、Z型、 型、○型等。 （图3-1）
一、弯曲件的弹性回弹 ㈠V形件的弯曲变形过程
V形弯曲板材受力情况
弯曲过程
板料弯曲变形分析
弯曲前后坐标网格的变化
应变中性层就是受拉与 受压的分层界线，其切向应 变为零。
应变中性层并不与板厚的 几何中心层相重合，而向曲 率中心方向移动，并随着相 对弯曲半径的减小，移动的 距离将增大 。
第3章 弯曲
3 弯曲件中性层的位置
χ
α
ρr
ρ＝r＋χt 式中： ρ中性层弯曲半径； r内弯曲半径； t板厚； χ中性层位移系数 表3.1
图3.4 弯曲件中性层
表3.1
r/t χ r/t χ 0.1 0.21 1.3 0.34 0.2 0.22 1.5 0.36 0.3 0.23 2.0 0.38 0.4 0.23 2.5 0.39 0.5 0.25 3.0 0.40 0.6 0.26 4.0 0.42 0.7 0.28 5.0 0.44 0.8 0.30 6.0 0.46 1.0 0.32 7.0 0.48 1.2 0.33 ≥8.0 0.50
弯曲时尽可能使 弯曲时尽可能使 弯曲线与板料纤维方 向垂直。 向垂直。若弯曲线与 纤维方向一致， 纤维方向一致，则容 易产生破裂。 易产生破裂。此时应 增大弯曲半径。 增大弯曲半径。
弯曲线
弯曲结束后， 弯曲结束后，弹性变形 的恢复， 的恢复，使被弯曲的角度增 此现象称为回弹。 大，此现象称为回弹。一般 o 回弹角为0o 因此， 回弹角为 ～10 。因此， 在设计弯曲模时， 在设计弯曲模时，必须使模 具的角度比成品件角度小一 个回弹角。
五 弯曲件的工艺性及工艺安排
1 弯曲件的工艺性 对弯曲工艺影响最大的除了弯曲半径外，还有弯曲件的形状， 对弯曲工艺影响最大的除了弯曲半径外，还有弯曲件的形状， 材料及尺寸精度等。 材料及尺寸精度等。
1)对弯曲件尺寸的要求 1)对弯曲件尺寸的要求 （1）弯曲半径 r≥rmin rmin 为材料允许的最小弯曲半径。若r＜rmin，则需采取 1 工艺措施： 在弯曲园角内侧开槽，如图3.13；或采用退火增加材料塑性；或热弯等。 （2）弯曲件的直边高度 如图3.13。 （3）弯曲件孔到弯边的距离 如图3.12,当t＜2mm时，a ≥t；当t＞2mm时， a≤1.5t；当b＜25mm时,a1＞2.5t；当b ＞50mm时,a1≥3t。
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
弯曲力的计算
对于 ÿ 形件（图 þ ý ü ý ûú） 对于 ô 形件（图 þ ý ü ý ûó）
ø÷ ü þýüö ý ÿ自 ù û õ ü
ø÷ ò þýüö ý ÿ自 ù û õ ü
图 þ ý ü ý û 自由弯曲示意图
式中
ÿ自 ———材料在冲压行程结束时的自由弯曲力，〔 ÿ自 〕力 ñ；
对于有压料的自由弯曲：
压机 ú 自 ù 对于校正弯曲，由于校正力是发生在接近于下死点位置，校正力与自由弯曲力并非重叠关 系，而且校正力的数值比压料力大得多， 值可以忽略不计，因此只按校正力选择设备就可以 了。即：
压机 ÿ 校
（单位力 ø÷ö）
ý ò õñ ïñ ò ðñ ýñ ò îñ îñ ò õññ õññ ò õüñ
二、顶件力或压料力
对于设有顶件装置或压料装置的弯曲模，其顶件力或压料力 ÿ 值可近似取自由弯曲力的 ÿñ ò îñì。即：
þ 第六章 弯曲力的计算
ö÷ø
ÿ þýü自 û
第三节 弯曲时压力机压力的确定
第六章 弯曲力的计算
üûû
第六章 弯曲力的计算
为了选择压力机和设计模具，必须计算弯曲力。 弯曲力的大小不仅与毛坯尺寸、材料机械性能、凹模支点间的距离、弯曲半径以及模具间 隙等因素有关，而且与弯曲方式也有很大的关系，因此，要从理论上计算弯曲力是很复杂的，计 算的精确度也不高，通常在生产中是采用经验公式或经过简化的理论公式计算。
材
料
铝
黄
铜
õñ ò üñ 号钢
üð ò ÿñ 号钢
表 ÿ þ ý þ õ 单位校正力 þ 值 材料厚
óõ
õòÿ
õð ò üñ
üñ ò ÿñ
üñ ò ÿñ
弯曲工艺与弯曲模设计
0.7kbt 2b rt
FZ 冲压结束时的弯曲力，N； k 安全系数，一般取k=1.3；
b 弯曲件宽度，mm；
t 弯曲件厚度，mm；
b 材料的抗压强度，MPa； r 弯曲件的内半径，mm。
2.校正弯曲时的弯曲力 校正弯曲力比自由弯曲力大得多 Fj Ap
Fj 校正弯曲力，N； p 单位校正力，MPa； A 工件被校正部分在凹模上的投影面积，mm2。
简图
弯一个角
弯一个角 一次同时弯两个角
公式
L=l1 l2 -0.43t L l1 l2 +0.4t L l1 l2 +l3 +0.6t
弯曲特征
一次同时弯三个角 一次同时弯两个角, 第二次弯曲另一个角
简图
公式
L l1 l2 +l3 +l4 +0.75t
L l1 l2 +l3 +l4 +t
用于直径在 10～30mm，
材料厚度约为 1mm的圆形 件弯曲成形
2.小圆弯曲模 内筒直径d小于5mm
图 4-25 小圆两次弯曲成形
4.3 弯曲件的质量分析
弯曲件的质量问题主要有三种：弯裂、回弹和滑移
4.3.1 弯曲件的弯裂
主要原因：
相对弯曲半径过小、板料塑性差、弯曲模间隙小、 润滑不良、板厚严重超差等，最主要的原因是相对 弯曲半径r/t过小。
r xt
图 4-5 中性层位置的确定
中性层弯曲半径，mm； r 弯曲半径，mm； t 材料厚度，mm; x 中性层位移系数，x小于0.5，可查表确定。
3.变形区厚度和板料长度
弯曲中性层向内偏移。中性层内移的结果是： 内层纤维长度缩短，导致厚度增加；外层纤
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，
弯曲模具的基本原理
弯曲模的基本原理（一）一、弯曲的基本原理（一） 弯曲工艺的概念及弯曲件1． 弯曲工艺：是根据零件形状的需要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度，一定形状工件的冲压工艺方法。
2． 弯曲成形工艺在工业生产中的应用：应用相当广泛，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，小的如门扣，夹子（铁夹）等。
（二）、弯曲的基本原理：以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。
其过程为：1． 凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。
2． 随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。
（塑变开始阶段）。
3． 随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。
（回弯曲阶段）。
4． 压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。
5． 校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。
（三） 、弯曲变形的特点：弯曲变形的特点是：板料在弯曲变形区内的曲率发生变化，即弯曲半径发生变化。
从弯曲断面可划分为三个区：拉伸区、压缩区和中性层。
二、弯曲件的质量分析在实际生产中，弯曲件的主要质量总是有回弹、滑移、弯裂等。
1． 弯曲件的回弹：由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后（工件小模具中取出后）发生变化（与加工中在模具里的形状发生变化）的现象称弹性回复跳（回弹）。
回弹以弯曲角度的变化大小来衡量。
Δφ=φ-φt1） 影响回弹的回素：A． 材料的机械性能与屈服极限成正比，与弹性模数E成反比。
B． 相对弯曲半径r/t，r越小，变形量越大，弹性变形量所点变形量比例越小。
回弹越小。
C． 弯曲力：弯曲力适当，带校正成分适合，弯曲回弹很小。
D． 磨擦与间隙：磨擦越大，变形区拉应力大，回弹小。
凸、凹模之间隙小，磨擦大，校正力大，回弹小。
冲压工艺学4-弯曲
第四章 弯曲
第三节 最小弯曲半径
1.影响最小弯曲半径的因素
（３）弯曲线的方向：弯曲件的弯曲线尽可能的和板料的纤 维方向垂直 （４）弯曲中心角：理论上弯曲件的变形程度和弯曲中心角 无关，实际弯曲过程 靠近圆角的直边也参与了变形，所以弯 曲角小，弯曲系数Kmin可以取得小些。
第四章 弯曲
第三节 最小弯曲半径
kt
表示（右图），通常用
下面经验公式确定：
r kt
式中：
k ——中性层位移系数，
见表4-5。
第四章 弯曲
第五节 弯曲件坯料尺寸的计算
一、弯曲中性层位置的确定
材料变薄系数 t '
t
弯曲时中性层曲率半径 r kt
第四章 弯曲
第七节 弯曲件坯料尺寸的计算
二、弯曲件坯料尺寸的计算
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。
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。
第四章 弯曲
和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。
生活中的弯曲件
第四章 弯曲
第一节 概述
模具压弯
滚弯
折弯
拉弯
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。
第四章 弯曲
第一节 概述
用模具成形的弯曲件 弯曲模：弯曲所使用的模具。 弯曲与冲裁相比：
准确工艺计算难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。
第3章 弯曲工艺与弯曲模具
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
弯曲力的计算
弯曲半径的精度都不易保证。
第四章 弯曲工艺与弯曲模设计
第六节 弯曲件的工艺性
三、弯曲件的结构（续）
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。
第四章 弯曲工艺与弯曲模设计
第六节 弯曲件的工艺性
第六节 弯曲件的工艺性
三、弯曲件的结构（续）
7．尺寸标注 尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。Leabharlann 第四章 弯曲工艺与弯曲模设计
第七节 弯曲件的工序安排
一、弯曲件的工序安排原则
１．形状简单的弯曲件：采用一次弯曲成形； 形状复杂的弯曲件：采用二次或多次弯曲成形。
２．批量大而尺寸较小的弯曲件： 尽可能采用级进模或复合模。
第四章 弯曲工艺与弯曲模设计
第五节 弯曲力的计算
三、顶件力或压料力
若弯曲模设有顶件装置或压料装置，其顶件力 FD （或压料力 FY )可近似取自由弯曲力的30％～80％。即
FD (0.3 ~ 0.8)F自
第四章 弯曲工艺与弯曲模设计
第五节 弯曲力的计算
四、压力机公称压力的确定
对于有压料的自由弯曲
具有足够的塑性，屈强比（ s /b ）小， 屈服点与弹性模量的比值（ 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 rmin / t 大，回弹大，不利于成形。
第四章 弯曲工艺与弯曲模设计
第六节 弯曲件的工艺性
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
第七节 弯曲件的工序安排
二、典型弯曲件的工序安排（续）
模具设计第3章弯曲工艺与弯曲模课件
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。
模具设计基础-第三章弯曲工艺与弯曲模具设计
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
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。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
（2）应变中性层 网格由正方形变成了扇形，靠近凹模的外侧纤维切向 受拉伸长，靠近凸模的内侧纤维切向受压缩短，在拉伸与 压缩之间存在一个既不伸长也不缩短的中间纤维层，称为 应变中性层。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
（3）变形区横断面的变形 板料的相对宽度 b/t 对弯曲变形区的材料变形有很大影 响。 一般将相对宽度 b/t＞3 的板料称为宽板；相对宽度 b/t ＜3 的板料称为窄板。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
（2）最小弯曲半径 最小弯曲半径指弯曲件弯曲部分的内角半径，用 r 表示， 如图(a)所示。弯曲件的弯曲半径越小，则毛坯弯曲时外表面 的变形程度就越大。如果弯曲半径过小，毛坯在弯曲时，其外 表面的变形就可能会超过材料的变形极限而产生裂纹。因此弯 曲工艺受最小弯曲半径rmin 的限制。
的流动阻力。 (3) 制件的相对弯曲半径大于最小相对弯曲半径。若不能满
足时，应分两次或多次进行弯曲。 (4) 对于塑性差或加工硬化较严重的毛坯，先退火后弯曲。 (5) 把毛坯有毛刺的一面置于变形区的内侧。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
2、滑移——指在弯曲过程中，毛坯沿凹模口滑动时由于 两边所承受摩擦阻力不同而出现的毛坯向左或向右移动的现象， 使弯曲件的尺寸精度达不到要求。
V型冲压模具设计说明
V形(1)冲压模具设计摘要介绍了V形件的弯曲工艺及其模具设计，简单实用，使用方便可靠。
首先根据工件的图纸计算出工件的展开尺寸，然后根据展开尺寸计算压力中心、材料利用率并绘制排样图。
根据零件的几何形状要求和尺寸分析，采用模具冲压，有利于提高生产效率，模具的设计制造也相对简单。
在计算完所有参数后，分析了磨具的装配方案、主要零件的设计和装配要求以及技术要求。
设计过程除了设计说明书外，还包括模具的装配图、非标准件的零件图、工件的加工工艺卡、工艺规范卡、非标准件的加工工艺卡。
关键词:弯曲工艺，冲压设计，参数计算一.导言1.1前言作为冲压模具的基本类型，V形件的模具设计是最基本的弯曲模具设计。
改革开放以来，随着国民经济的快速发展，工业产品的品种和数量不断增加，升级换代不断加快。
一方面，现代制造业中企业的生产正朝着多品种、小批量、多款式的方向发展，加快了型号的变化，采用柔性加工来满足不同用户的需求。
另一方面是向大批量、高效率方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多的效益，采用专用设备进行生产。
模具作为一种高效的生产工具，是工业生产中广泛使用的重要工艺装备。
用模具生产产品和零件，生产效率高，可实现高速批量生产；节约原材料，实现无芯片加工；产品质量稳定，互换性好；操作简单，对操作人员技术要求不高；利用模具批量生产的零件加工成本低；加工后的零件和产品可一次成型，无需再加工；可用于制造其它加工方法难以加工的形状复杂的产品。
1.2概念和冲压概念冲压是一种压力加工方法，利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力，使其发生分离或塑性变形，从而获得所需的零件(俗称冲压或冲压件)。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，主要是利用板料加工所需零件，所以也叫冷冲压或钣金冲压。
它是冲压材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，属于材料成型工程。
冲压用的模具称为冲压模，或简称冲压模。
冲压模具是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲压件的专用工具。
第三章 弯曲
坯料弯曲变形区内切向应为的分布
ａ）弹性弯曲ｂ）弹 塑性弯曲ｃ）纯塑性弯曲 ａ）弹性弯曲ｂ）弹－塑性弯曲ｃ）纯塑性弯曲 弹性弯曲ｂ） ｃ）
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2 弯曲变形的特点
弯曲前
弯 曲 前 坐 标 网 格 的 变 化
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弯曲后
二、弯曲变形的特点
板料弯曲前后的网格变化 1、弯曲变形主要发生在弯曲带中 、 心角φ范围内 心角 范围内 2、变形区内，板料在长、宽、厚 、变形区内，板料在长、 三个方向都产生了变形。 三个方向都产生了变形。 长度方向： 中性层以内逐渐缩短，中性层以外逐渐伸长。 长度方向： 中性层以内逐渐缩短，中性层以外逐渐伸长。
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4．直边高度与孔边距 （1）直边高度 弯曲件的直边高度不宜过小，其值应为h>2t 弯曲件的直边高度不宜过小，其值应为h>2t （2）孔边距
2mm时 当t < 2mm时，
l ≥t
2mm时 孔的位置处于变形区外。 孔的位置处于变形区外。 当t ≥ 2mm时， l ≥ 2t
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5．形状与尺寸的对称性 弯曲件形状与尺寸应对称分布。 弯曲件形状与尺寸应对称分布。 防止弯曲时因圆角不同，摩擦阻力不同， 防止弯曲时因圆角不同，摩擦阻力不同，造成工件尺 寸精度不高，甚至弯曲失败。 寸精度不高，甚至弯曲失败。 工艺孔、 6．工艺孔、槽及缺口 为防止交接处因受力不均或应力集中而造成开裂、圆 为防止交接处因受力不均或应力集中而造成开裂、 角部位畸变等缺陷， 角部位畸变等缺陷，应预先在弯曲件上设置工艺上必 须的工艺孔、槽和缺口。 须的工艺孔、槽和缺口。
3．弯曲半径
在保证坯料外表面纤维布发生破坏的前提下， 在保证坯料外表面纤维布发生破坏的前提下，弯曲件能够弯曲的内 表面最小圆角尺寸，成为最小弯曲半径， 表面最小圆角尺寸，成为最小弯曲半径，相应的与板料厚度的比值 成为最小相对弯曲半径。最小相对弯曲半径影响因素： 成为最小相对弯曲半径。最小相对弯曲半径影响因素： 材料的力学性能。 （1） 材料的力学性能。 材料塑性越好，塑性指标数值越高，相应的相对弯曲半径越小。 材料塑性越好，塑性指标数值越高，相应的相对弯曲半径越小。 （2） 弯曲中心角 弯曲只发生在圆角部分，直边不参与变形， 弯曲只发生在圆角部分，直边不参与变形，并非如此 圆角的直边参与变形，使最小相对弯曲半径减小。 圆角的直边参与变形，使最小相对弯曲半径减小。
锻造：V型件弯曲模具设计课程设计
课程设计——V型零件的弯曲工艺及模具设计学校：沈阳工业大学指导教师：于宝义班级：成控0804班学号：080201116姓名：何哲一、零件的工艺性分析1、零件的工艺性分析如图所示为零件图零件图生产批量：大批量材料：厚度为4mm的Q235钢板碳素结构钢的化学成分、性能及用途部分碳素钢抗剪性能如上图可知碳素结构钢，其抗剪强度为310—380Mpa，抗拉强度为375—460Mpa，屈服强度为235Mpa，弹性模量为206000Mpa。
并会随着材质的厚度的增加而是其屈服值减少。
由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性等性能得到较好的配合，用途最广泛。
尺寸精度：该零件图上已经标出了零件的弯曲角度，零件的高度和零件的宽度，其余并未标准，属自由尺寸，可以按着IT13级确定工件的公差。
工件结构的形状：制件需要进行落料，弯曲两道基本工序，尺寸小。
结论：该制件可以进行冲压。
制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证模具的复杂程度和模具的寿命。
2、确定工艺方案各类模具结构及特点比较根据制件的工艺性分析，该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度4mm。
次工件可用一次单工序模弯曲，且定位精度易保证。
二、冲压模具总体结构设计1、模具类型的选择冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序模。
2、操作与定位方式零件大批量生产，安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。
零件尺寸较小，厚度较小，宜采用定位板定位。
3、卸料与出件方式因为工件料厚为4mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料三、冲压模具工艺与设计计算1、弯曲工件毛坯尺寸计算相对弯曲半径为：R/t=3/4=0.75>0.5 其中R——弯曲半径(mm)t——材料厚度(mm)由于相对弯曲半径大于0.5可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求形变区中性层曲率半径β(mm)。
β=r0+kt 其中：r0——内弯曲半径板料弯曲中性层系数查上表可得k=0.42 根据β=r0+kt β=3+0.4*4=4.6(mm)I1=I2=21.45mm 所以由公式得：L= I1+ I2+kt=21.45+21.45+0.4*4=44.5(mm)I1、I2——零件直边区长度t——弯曲件厚k——中性层系数零件图2、压力中心压力中心所以压力中心坐标X0=18 Y0=9作为设计模具的参考3、弯曲力的计算弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸，弯曲方式，模具结构形状与尺寸等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。
冲压模具设计与制造-弯曲工艺与模具设计
二.截面翘曲
1.现象
当弯曲相对宽度很大的V形件时 ，会产生明显的翘曲现象。
2.原因
由于宽板弯曲时，沿宽度方向上的变形区外侧为拉应力， 内侧为压应力，
在弯曲件宽度方向会形成力矩 MB 。
弯曲结束后 ，外加力去除 ，在宽度方向将引起与力矩 MB 方向相反的弯曲 形变 ， 即弓形翘曲。
(2) 先加长直边弯曲 ， 再切边
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2.预制孔的位置
弯曲有孔的工序件时 ，如果孔位于弯曲变形区内 ，则弯曲时孔要发 生变形 ，为此必须使孔处于变形区之外。
(1)加工工艺孔 、工艺槽 (2) 先弯曲 ， 再冲孔 (3)冲凸缘缺口和月牙形槽
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3.弯曲件形状
(1) 一般要求弯曲件形状对称 弯曲件形状应尽量对称 ， 以免板料与模具之间的摩擦阻力不均匀而产生工
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(3) 当弯曲件几何形状不对称时 ，为避免压弯时坯料偏移 ，应尽量 采用成对弯曲 ，然后再切成两件的工艺。
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第三节 提高弯曲件质量的工艺措施
一.弯曲外层拉裂
1.现象 2.原因
弯曲外层的拉伸应变量超过了材料应变极限，
3.解决方法
弯曲半径满足最小相对弯曲半径要求。
(4) 避免尺寸突变部分的弯曲 a. 使尺寸突变处远离弯曲变形区
b. 预先冲裁工艺孔、工艺槽 ， 防止弯曲部分
受力不均而产生变形和裂纹，
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4. 尺寸标注
尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响 。孔的位置精度不受坯 料展开长度和回弹的影响 ，将大大简化工艺设计。
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四.弯曲件的工序安排原则
弯曲模具的基本原理
弯曲模具的基本原理弯曲模的基本原理（一）一、弯曲的基本原理（一）伸展工艺的概念及伸展件1．弯曲工艺：是根据零件形状的需要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度，一定形状工件的冲压工艺方法。
2．伸展成形工艺在工业生产中的应用领域：应用领域相当广为，例如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，大的如门扣，夹子（铁夹）等。
（二）、弯曲的基本原理：以v形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。
其过程为：1．凸模运动碰触板料（毛坯）由于圆锥,凹模相同的接触点力促进作用而产生弯矩，在弯矩促进作用下出现弹性变形，产生伸展。
2．随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。
（塑变开始阶段）。
3．随着凸模的稳步上行，毛坯两端碰触凸模斜面已经开始伸展。
（回去伸展阶段）。
4．压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。
5．校正阶段，当行程终了，对板料展开校正，并使其圆角直边与凸模全部吻合而Allanche须要的形状。
（三）、弯曲变形的特点：伸展变形的特点就是：板料在伸展变形区内的曲率发生变化，即为伸展半径发生变化。
从弯曲断面可划分为三个区：拉伸区、压缩区和中性层。
二、伸展件的质量分析在实际生产中，弯曲件的主要质量总是有回弹、滑移、弯裂等。
1．伸展件的回转：由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后（工件小模具中取出后）发生变化（与加工中在模具里的形状发生变化）的现象称弹性回复跳（回弹）。
回转以伸展角度的变化大小去来衡量。
δφ=φ-φt1）影响回弹的回素：a．材料的机械性能与屈服音速成正比，与弹性模数e成反比。
b．相对弯曲半径r/t，r越小，变形量越大，弹性变形量所点变形量比例越小。
回弹越小。
c．伸展力：伸展力适度，拎校正成分适宜，伸展回转不大。
d．磨擦与间隙：磨擦越大，变形区拉应力大，回弹小。