弯曲模设计
模具设计与制造第6章弯曲工艺与模具设计
06
总结与展望
弯曲工艺与模具设计的现状与挑战
现状
随着制造业的快速发展，弯曲工艺与模具设计在产品制造中占据重要地位。目前，弯曲工艺与模具设 计已经取得了长足进步，能够满足多种复杂形状的加工需求。
挑战
然而，在弯曲工艺与模具设计过程中，仍存在一些挑战，如高精度控制、复杂曲面加工、高效自动化 等方面的问题。
未来发展方向与技术前沿
柔性制造技术
随着个性化需求的增加，柔性制造技术将成为未 来发展的重点。通过柔性制造技术，可以实现快 速、高效、个性化的产品制造，提高生产效率和 降低成本。
增材制造技术
增材制造技术是一种基于数字模型的快速成型技 术，能够实现复杂形状的高精度加工。未来，增 材制造技术有望在弯曲工艺与模具设计中发挥更 大的作用。
模具材料的选择蚀性等。
常用材料
碳素工具钢、合金工具钢、硬质合金、铸铁等。
材料处理
热处理、表面处理等。
模具设计的流程与方法
设计流程
明确设计任务→收集设计资料→设计 出图→审查→修改。
设计方法
经验设计法、解析设计法、计算机辅 助设计法等。
04
弯曲工艺与模具设计的关系
THANK YOU
模具设计对弯曲工艺的影响
模具结构
模具的结构对弯曲工艺的实施具 有重要影响，合理的模具结构可 以提高弯曲效率并降低不良品率。
模具材料
模具材料的选取直接影响弯曲工艺 的效果，选用高强度、耐磨和耐热 的材料可以提高模具的使用寿命和 弯曲质量。
冷却系统
模具中的冷却系统对于控制弯曲过 程中的温度至关重要，合理的冷却 系统设计可以减少热应力，提高产 品质量。
02
弯曲工艺的基本原理
弯曲变形的过程与特点
弯曲模设计
弯曲模设计一．凸模圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径r / t 较小时，取凸模圆角半径等于或略小于工件内侧的圆角半径r ，但不能小于材料所允许的最小弯曲半径r min 。
若弯曲件的r / t 小于最小相对弯曲半径，则应取凸模圆角半径r t > r min ，然后增加一道整形工序，使整形模的凸模圆角半径r t = r 。
当弯曲件的相对弯曲半径r / t 较大（r / t > 10 ），精度要求较高时，必须考虑回弹的影响，根据回弹值的大小对凸模圆角半径进行修正。
二．凹模圆角半径凹模入口处圆角半径r a 的大小对弯曲力以及弯曲件的质量均有影响，过小的凹模圆角半径会使弯矩的弯曲力臂减小，毛坯沿凹模圆角滑入时的阻力增大，弯曲力增加，并易使工件表面擦伤甚至出现压痕。
在生产中，通常根据材料的厚度选取凹模圆角半径：当t ≤ 2 mm ，r a = (3 ~ 6) tt ＝2 ~ 4 mm ，r a = (2 ~ 3) tt ＞4 mm ，r a = 2 t对于V 形弯曲件凹模，其底部圆角半径可依据弯曲变形区坯料变薄的特点取r ＇ a = (0.6 ~ 0.8)( r t + t) 或者开退刀槽。
三. 弯曲凹模深度凹模深度要适当，若过小则弯曲件两端自由部分太长，工件回弹大，不平直；若深度过大则凹模增高，多耗模具材料并需要较大的压力机工作行程。
图20 弯曲模工作部分尺寸对于V 形弯曲件，凹模深度及底部最小厚度如图20a 所示，数值查表2 。
表2 弯曲V 形件的凹模深度及底部最小厚度值(mm)对于 U 形弯曲件，若直边高度不大或要求两边平直，则凹模深度应大于工件的深度，如图 20b 所示，图中 h 0 查表 3 。
如果弯曲件直边较长，而且对平直度要求不高，凹模深度可以小于工件的高度，见图 20c ，凹模深度 l 0 值查表 4。
表 3 弯曲 U 形件凹模 的 h 0 值 (mm) 板料厚度 t≤ 1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~10 h 03456810 15 20 25表 4 弯曲 U 形件的 凹模深度 l 0 (mm)四. 弯曲 凸 、凹模的间隙V 形件弯曲 时， 凸 、凹模的间隙是*调整压力机的闭合高度来控制的。
弯曲模具设计(带全套cad图)
模具课程设计说明书——弯曲模课程设计学校：学院：专业：姓名：学号：指导教师：一、零件图二、工艺设计1.弯曲工序安排原则工序安排的原则应有利于坯件在模具中的定位；工人操作安全、方便；生产率高和废品率最低等。
弯曲工艺顺序应遵循的原则为：①先弯曲外角，后弯曲内角。
②前道工序弯曲变形必须有利于后续工序的可靠定位；并为后续工序的定位做好准备。
③后续工序的弯曲变形不能影响前面工序已成形形状和尺寸精度。
④小型复杂件宜采用工序集中的工艺，大型件宜采用工序分散的工艺。
⑤精度要求高的部位的弯曲宜采用单独工序弯曲，以便模具的调整与修正。
制订工艺方案时应进行多方案比较。
2.形状简单的弯曲件如V形、U形、Z形件等，可采用一次弯曲成形。
3.弯曲件展开尺寸计算。
（1）中性层位置的确定弯曲中性层位置并不是在材料厚度的中间位置，其位置与弯曲变形量大小有关，应按下式确定：P=r+kt式中 P----弯曲中性层的曲率半径；r----弯曲件内层的弯曲半径；t----材料厚度；k----中性层位移系数，板料可有表3-9查得，圆棒料由表3-10查得。
（2）弯曲件展开尺寸计算计算步骤：1）将标注尺寸转换成计算尺寸即将工件直线部分与圆弧部分分开标注，2）计算圆弧部分中性层曲率半径及弧长中性层曲率半径为P=r+kt，则圆弧部分弧长为： s=Pa式中 a----圆弧对应的中心角，以弧度表示。
3）计算总展开长度L=L1+L2+SL=∑L直+∑S弧4.回弹弯曲成形是一种塑性变形工艺。
回弹的表现形式：1）弯曲回弹会使工件的圆角半径增大，即r2＞rp,则回弹量可表示为△r=r2-rp2) 弯曲回弹会使弯曲件的弯曲中心角增大，即a＞ap.则回弹量可表示为△a=a-ap影响弯曲回弹的因素：1．材料的力学性能。
2. 材料的相对弯曲半径r/t。
3. 弯曲制件的形状。
4. 模具间隙。
5. 校正程度。
弯曲板件时，凸模圆角半径和中心角可按下式计算:Rp=r/(1+3Asr/Et)ap=ra/rp式中 r----工件的圆角半径；Rp----凸模的圆角半径；a----工件的圆角半径r对弧长的中心角；ap----凸模的圆角半径rp所对弧长的中心角；t----毛坯的厚度；E----弯曲材料的弹性模量；A----弯曲材料的屈服点减小回弹的措施：1）在弯曲件的产品设计时①弯曲件结构设计时考虑减少回弹，在弯曲部位增加压筋连接带等结构。
弯曲模具设计及计算
l2
B
l1 L （a） L （b）
图3-31 弯曲件毛坯长度计算
图3-31（a）所示弯曲件，毛坯长度为： L= L1+L2 + A = L1+L2+pa（r+kt）/180° (3 –2) 式中 L——弯曲件毛坯长度（mm）； L1、L2——弯曲件直边部分长度（mm）； A——弯曲变形区中性层弧长（mm）； a——弯曲中心角； r——弯曲件内圆角半径（mm）； k——中性层偏移量系数； t——弯曲件材料厚度（mm）。
3.4 弯曲模具设计及计算
3)．铰链式弯曲件毛坯长度计算 铰链式弯曲件通常采用凸模对毛坯一端施加压力进行卷 圆弯曲成形，其变形区外表面与模具工作面接触，变形后 材料厚度不是变薄而是增厚，即中性层位置由板料中心向 外侧偏移。
R
r
R
r
1
1 2
(a)
(b)
铰链式弯曲件的常见形式如图3-32所示，毛坯展开长度的计 算方法为：
（1） 对于（a）图 （2） 对于（b）图 L = L1 +π(r + k t) a /180° L = L1 + L2 +π( r + k t ) a / 10° (3 –5) (3 –6)
图3-32 铰链式弯曲件的形式
式中 k —— 中性层偏移量系数。 4)．圆杆弯曲件毛坯长度计算 公式与r≥0.5t毛坯长度计算公式相同，中性层偏移系数见表3-
3.4 弯曲模具设计及计算
3.4.3 弯曲件的回弹
r
p
3.4 弯曲模具设计及计算
1毛坯长度计算公式 1)．圆角半径r≥0.5t的弯曲件毛坯长度计算 弯曲件圆角半径r≥ 0.5t时， 由于圆角半径较大， 弯曲变形区料厚变薄不严重，断面畸变较少，可 以按毛坯长度等于中性层展开长度的原则计算毛 坯长度。
3弯曲模具设计实例(PPT)
第二页，共四十六页。
2.1.1 弯曲变形过程分析 1. 弯曲变形过程：弯曲变形的含义、变形过程三阶段
、弯曲回弹、自由弯曲、矫正(jiǎozhèng)弯曲。 2. 弯曲变性特点：网格法、中性层 2.1.2 弯曲件质量分析
弯裂、回弹、偏移等
第三页，共四十六页。
2.1.3 弯曲件的工艺性：指弯曲件的结构形状、尺寸 、精度、材料及技术要求(yāoqiú)是否符合弯曲加工的工 艺要求(yāoqiú)。
第十九页，共四十六页。
2.2.1 弯曲模典型结构 模具设计本卷须知：a. 准确、可靠的定位，防止弯
曲中偏移；b. 弯曲结束(jiéshù)时能得到校正力；c. 成形后能方便、平安地取出；d. 考虑磨损，模具 留有修模余量。 弯曲模具分类：单工序模、连续弯曲模、复合弯曲模 和通用弯曲模。
第二十页，共四十六页。
第十页，共四十六页。
5. 增加工艺缺口、槽和工艺孔 a. 为提高精度，对于弯曲时圆角变形区侧面可以
产生畸变(jībiàn)的弯曲件，可以预先在折弯线的两端切 出工艺缺口或槽，以防止畸变(jībiàn)对弯曲件宽度尺寸 的影响。
第十一页，共四十六页。
b. 当工件局部边缘局部弯曲时，为防止弯曲局部受力 不均匀而产生变形和裂纹(liè wén)，应于线切槽或冲工艺孔 。
弯曲半径较小、材料强度较大的弯曲件时，必须对
弯曲力进行计算。
a. 自由弯曲时的弯曲力
V形弯曲件 F自=0.6Kbt²σb/(r+t)
U形弯曲件 F自=0.7Kbt²σb/(r+t)
其中：b-弯曲件宽度；t-弯曲件厚度；r-内圆
角弯曲半径；
σb-弯曲材第十七料页，共四的十六页抗。 拉强度〔Mpa〕；K-
精选弯曲工艺与弯曲模设计
3.弯曲件的直边高度
直边高度H过小，那么直边在弯曲模上支承的长度也过小，不易形成足够的弯矩，弯曲件的形状难以控制。
如果
可加大直边高度，待弯曲成形后，再将直边的高出部分切除。
当弯曲边带有斜度时，应保证
图 4-9 直边高度要求
4.弯曲件孔边距
图 4-10 弯曲件孔边距
图 4-11 防止孔变形的措施
（5）弯曲校正力。 弯曲校正力愈大，塑性变形程度愈大，回弹愈小。
3．减小回弹的措施
1）补偿法
预先估算或试验出工件弯曲后的回弹量，在设计模具时，使弯曲件的变形量超过原设计量，工件回弹后就得到所需要的正确形状。
图 4-30 补偿法示意图
2）校正法
图 4-31 校正法示意图
校正压力集中施加在弯曲变形区，使其塑性变形成分增加，弹性变形成分减小，从而使回弹量减小。
2.弹-塑性弯曲阶段
促使材料塑性变形的弯曲力矩是逐渐增大的。由于弯曲力臂l逐渐减小，因此弯曲力处于不断上升的趋势。凸模继续下行，板料与凸模V形斜面接触后被后向弯曲。
后向弯曲
3. 塑性弯曲阶段
当凸模到达下止点时，毛坯被紧紧地压在凸模与凹模之间，使毛坯内侧弯曲半径与凸模的弯曲半径吻合，完成弯曲过程，变形由弹—塑性弯曲过渡到塑性弯曲。
2.工序安排方法
（1）简单形状一次弯曲成形
图 4-36 一道工序弯曲成形
（2）复杂形状，一般采用两次或多次弯曲成形
图 4-37 二道工序弯曲成形
图 4-38 三道工序弯曲成形
（3）对于某些结构不对称的零件，采用弯曲后再切开的方法
图 4-39 成对弯曲成形
（4）弯曲件有高精度孔时，采用先弯曲后冲孔的方法
4.4.2 弯曲力的计算
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，
弯曲模工作部分尺寸的设计
弯曲模工作部分尺寸的设计
1.凸模圆角半径相对弯曲半径ｒ/ｔ较小时，凸模圆角半径：
r p = r （弯曲件内侧的圆角半径），
但r p 不得小于最小弯曲半径值r min 。
当ｒ/ｔ＞10时，应考虑回弹，将凸模圆角半径适量修正。
→V
形弯曲
2. 凹模圆角半径
)
)((8.0~6.0t r r d +=t ≤ 2 ｍｍ时，r d ＝（3～6）ｔ；ｔ＝2～4 ｍｍ时，r d ＝（2～3）ｔ；V 形弯曲凹模的底部可开退刀槽或取圆角半径：
U 形弯曲中，凹模两边的圆角半径应一致。
否则，坯料会在弯曲时发生偏移。
即：
ｔ＞4ｍｍ时，r d ＝2ｔ。
3. 凸、凹模间隙
V 形弯曲模的凸、凹模间隙靠调整压机的闭合高度来控制，设计时可以不予考虑。
U 形件弯曲模的凸、凹模单边间隙一般可按下式计算，即：
Z = kt
max
式中k—间隙系数。
钢板，取k =1.05～1.15。
当工件精度要求较高时，其间隙应适当缩小，取
Z ＝tmax。
4. U 形件弯曲凸、凹模宽度及公差
以凹模为基准件，间
隙取在凸模上。
1）尺寸标注在外侧时
()d b b δ075.0+∆−=d 凹模宽度
)(p
d p Z b b δ−−=凸模宽
度
2）尺寸标注在内侧时
0)75.0(p p b b δ−∆+=凸模宽度
d Z b b d δ0
)(++=凹模宽度
式中δp 、δd ——凸、凹模的制造公差，可采用IT6～IT8 级精度。
一般凸模精度比凹模精度高一级。
以凸模为基准件，间隙取在凹模上。
弯曲模具设计
6 弯曲模具设计本章内容： V形弯曲模、U形弯曲模，多角弯曲件、圆形弯曲件等复杂件弯曲成形的多工序复合弯曲模，U形弯曲模设计实例。
本章难点：复杂弯曲模的结构组成与动作过程。
6.1 简单弯曲模简单弯曲模——工作时模具通常只有一个垂直运动的单工序弯曲模。
完成的制件有单角的V形件、双角的U形件和小于90°的U形件等简单件。
6.1.1 V形件弯曲模图6.1 V 形件弯曲模 图6.2 V 形件弯曲模三维模型图6.3 V 形件压板式弯曲模图6.4 V形件折板式弯曲模(a) 开模状态 (b) 合模状态图6.5 V形件折板式弯曲模三维模型V形件折板式弯曲模6.1.2 U形件弯曲模图6.6 U形件的弯曲模图6.7 弯制夹角小于90°的U形件弯曲模弯制夹角小于90°的U形件弯曲模异形U形件弯曲模Z形件弯曲模6.1.3 通用弯曲模图6.8 通用弯曲模6.2 复杂弯曲模复杂弯曲模——在工作时通常具有两个或两个以上的运动，可将多个弯曲变形一次完成。
6.2.1 C形弯曲模图6.9 C形弯曲模图6.10 C形弯曲模立体模型(a) 弯曲初始状态 (b) U形中间弯曲状态 (c) C形最终弯曲状态图6.11 C形件弯曲动作过程四角弯曲模1四角弯曲模2异形件弯曲模6.2.2 O形件弯曲模O形件弯曲模图6.12 滑板式弯曲模图6.13 滑板式弯曲模模型(a) 初始弯曲状态 (b) 中间弯曲状态 (c) 最终弯曲状态图6.14 弯制带有耳翅的环类工件的滑板式弯曲模图6.16 圆形件自动卸料弯曲模图6.17 圆形件自动卸料弯曲模动作过程其他弯曲1其他弯曲26.3 U形弯曲件冲压实例6.3.1工艺分析及工艺方案图6.18 弯曲件材料为35钢板(退火)，板厚3mm，大批量生产该零件形状简单，批量生产，精度无特殊要求，结构不对称，应注意弯曲中的偏移问题。
该零件弯曲半径R=5mm，查表5-2可知min ，有R＞minr，故此不会弯裂。
弯曲与弯曲模具设计
二、弯曲件的工艺计算
2.弯曲力的计算
(1)自由弯曲力对于V形件，有
F自
0.6kbt 2 b
rt
对于U形件，有
F自
0.7kbt 2 b
rt
(2)校正弯曲力如果弯曲件在冲压行程结束时受到模具的校正
(见图3-27)
上一页 下一页
第四节 弯曲件的工艺特性及工艺计 算
二、弯曲件的工艺计算
(3)顶件力或压料力
上一页 下一页
第四节 弯曲件的工艺特性及工艺计 算
一、弯曲件的工艺性
(6)增添连接带和定位工艺孔 如图3-22所示。 (7尺寸标注 尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。 如图3-23所示。
上一页 下一页
第四节 弯曲件的工艺特性及工艺计 算
二、弯曲件的工艺计算
1.弯曲件展开长度的确定
第三章 弯曲与弯曲模具设计
第一节 弯曲技术概述 第二节 弯曲变形过程分析 第三节 弯曲件坯料尺寸的计算 第四节 弯曲件的工艺特性及工艺计算 第五节 弯曲件的工序安排 第六节 弯曲模典型结构及结构设计
第一节 弯曲技术概述
弯曲是利用压力使金属板料、管料、棒料或型材在模具中弯 成一定曲率、一定角度和形状的变形工序。弯曲工艺在冲压 生产中占有很大的比例，应用相当广泛，如汽车纵梁、电器 仪表壳体、支架、铰链等，都是用弯曲方法成型的。
所示为V形件弯曲的变形过程。 2.弯曲变形特点 为了分析板料弯曲变形的规律，将试验用的长方形板料的 侧面画成正方形网格，如图3-4(a)所示，然后弯曲，观察其
变形特点，弯曲后情况如图3-4(b)所示。
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第二节 弯曲变形过程分析
一、弯曲的变形特点
(1)变形区主要在弯曲件的圆角部分，圆角区内的正方形网 格变成厂扇形。
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。
弯曲模工作部分的设计计算
3 活动式弯曲模
几个简单的弯曲工序复合在一套模具中。
利用凹模(或凸模)的摆动、转动或滑动，实现 毛坯的弯曲加工。
4 级进弯曲模
将冲裁、弯曲、切断等工序布置在同一模具上， 实现级进工艺成形。
Bd=Bp+2C
式中 B—弯曲件基本尺寸 △—弯曲件制造公差； δp 、δd——凸、凹模制造公差
二、弯曲模的典型结构
1 敞开式弯曲模
结构简单，制造方便，通用性强； 但毛坯弯曲时容易窜动，不易保证零件精度。
2 有压料装置的弯曲模
工作时凸模和下顶板压紧毛坯，防止其产生移 动。
毛坯上加工孔，辅之定位销，效果更好。
弯曲模工作部分的设计计算
一、弯曲模作部分的尺寸计算
弯曲模工作部分的尺寸： 指凸模、凹模的圆角半径和凹模的深度； U形件的弯曲模还有凸、凹模之间的间隙及模 具宽度尺寸等。
1 凸凹模的圆角半径
凸模的圆角半径rp等于弯曲件内侧的圆角半径r， 但不能小于材料允许的最小弯曲半径rmin。
如果r<rmin，弯曲时应取rp≥rmin。随后增加一 道校正工序，校正模的rp=r；
否则，凹模深度可小于零件高度。
3 凸、凹模间隙
弯曲V形件时，凸、凹模之间的间隙靠调整压 力机的闭合高度来控制。
U形件弯曲，必须合理选择凸、凹模间隙。 间隙过大，则回弹大不易保证工件精度。
间隙过小，会使零件边部壁厚减薄，降低模具 寿命，且弯曲力大。
4 模具宽度尺寸
弯曲件宽度尺寸标注在工件外侧时，以凹模为基 准，先确定凹模尺寸。考虑到模具磨损和弯曲件 的回弹，凹模宽度尺寸为：
当弯曲件内侧的圆角半径较大时(r／t>10)，必 须考虑回弹，修正凸模圆角半径。
凹模的圆角半径rd根据板材的厚度t选取： t≥2mm， rd=(3~6)t
弯曲工艺和弯曲模具设计
3.2.2影响回弹的因素
1.材料的力学性能 材料的屈服点 越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳
越大。
2.相对弯曲半径 相对弯曲变径
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。
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。
时弯曲半径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。
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）。
图3.1.3 弯曲前后坐标网络的变化
1.弯曲圆角部分是弯曲变形的主要变形区 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
•
• 1、弹性弯曲条件
若材料的屈服应力为 σs ，
则• 弹性弯曲的条件为：
•
2、塑性弯曲的应力与应变条件
• (a)弹性弯曲； (b)弹-塑性弯曲； (c)塑性弯 曲
• 图3.1.5弯曲毛坯变形区的切向应力分布
• 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
铰链弯曲和一般弯曲件有所不同，铰链弯曲常用推卷的方法成形
。在弯曲卷圆的过程中，材料除了弯曲以外还受到挤压作用，板料不是 变薄而是增厚了，中性层将向外侧移动，因此其中性层位移系数K≥0.5。 图3.3.13所示为铰链中性层位置示意图。
•图3.3.12 铰链中性层位置
•图3.3.13 铰链弯曲件
3.3.5弯曲件弯曲工序的安排
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
弯曲模模具设计
弯曲模模具设计弯曲模模具设计是一种常用于金属加工行业的模具设计方式，其主要功能是用于弯曲金属材料工件的加工，从而形成各种形状的工业制品。
与传统的模具设计方式相比，弯曲模具设计具有设计精度高、生产效率高等优势，受到了越来越多厂商和企业的青睐。
1. 弯曲模模具的概述弯曲模模具主要由上、下模两部分组成，上模和下模均分别设置了凹槽和凸轮，并且凸轮与凹槽紧密配合。
在金属材料弯曲加工时，将金属材料放在两个模具之间，通过模具上凸轮与凹槽的剪切作用，将金属材料弯曲成需要的形状。
弯曲模模具具有结构简单、加工方便、成本低等特点，因此被广泛应用于金属加工行业。
2. 弯曲模模具的设计要点弯曲模模具的设计需要考虑以下几个方面：（1）磨具选用。
弯曲模模具的磨具应选择硬度高、耐磨性好的材料制作，以确保使用寿命长。
（2）弯曲半径的控制。
弯曲半径是弯曲模模具最为核心的设计要素之一，在设计时需要针对不同的金属材料弯曲半径进行精确控制，以确保弯曲加工后符合生产要求。
（3）凸轮和凹槽的设计。
凸轮和凹槽是弯曲模模具最为重要的组成部分之一，需要设计成互相匹配的形状。
同时，凸轮和凹槽的大小也需要根据弯曲的材料厚度和弯曲半径进行定制。
（4）模具的材料和硬度。
弯曲模模具需要具有高强度、高硬度和高韧性，以便在弯曲加工中经受住复杂的机械力和磨损。
3. 弯曲模模具的制造工艺弯曲模模具的制造主要分为以下几个步骤：（1）设计制图。
在制造弯曲模模具前需要对其进行精确的设计和绘制，建立出完整的工程文件。
（2）材料采购。
制造弯曲模模具需要使用高强度、高硬度和高韧性的材料，材料的选用需要根据需要弯曲的金属材料，弯曲半径和弯曲角度等进行合理选择。
（3）零件加工。
根据设计图纸进行部件的加工，材料切割、粗加工、精加工、电火花加工、刻度等工序的执行。
（4）零件组装。
完成部件的加工后，进行总体组装，同时进行工装和夹具的制作。
（5）调试命令。
进行弯曲模模具的调试、调整和试运行，以确保最终产品的质量和稳定性。
弯曲模具设计
由于生产批量大，为了调整模具方便，也可采用具有导柱导 套导向装置的标准模架。
工作零件弯曲凸模零件图如图 6.21 所示，材质 T10A，热处
理硬度 58HRC～60HRC。
图6.21
弯曲凹模零件图如图 6.22 所示，材质 T10A，热处理硬度 58HRC～60HRC。
图6.21 U形件弯 曲模
3. 模具结构设计 毛坯由顶件板上
0.8t
0.8t
1.5t
1.0t
1.0t
1.7t
1.3t
1.3t
2.0t
Cr18Ni9
1.0t
磷铜
—
半硬黄铜
0.1t
软黄铜
0.1t
纯铜
0.1t
铝
0.1t
2.0t
3.0t
4.0t
—
1.0t
3.0t
0.35t
0.5t
1.2t
0.35t
0.35t
0.8t
0.35t
1.0t
2.0t
0.35t
0.5t
1.0t
复杂的V形件折板式弯曲模
V形件折板式弯曲模， 两块活动凹模与芯轴相连， 并可沿支架的长槽上下滑动。
V形件折板弯曲模
两块定位板分别固定在两活动凹模上。 活动凹模下方有可浮动的顶杆。
模柄 凸模
靠板 铰链
定位板
下模座
工件 支架
U形件的 上模座
弯曲模。
U 毛坯用定 位板定位，
形 压料板与
顶杆
凸模将毛坯 下模座
r/t
V 形弯曲
r/t
U 形弯曲
表5-6
表 5-6 层位移系数 值
0.5 以下 0.5～1.5 1.5～3.0
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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。
大连理工大学出版社
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。
(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
大连理工大学出版社
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。
V形件弯曲模
大连理工大学出版社
一
概
述
弯曲及弯曲模具
大连理工大学出版社
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
大连理工大学出版社
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
宽度方向σ3：内外侧压力均为零
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
两 向 应 力 三 向 应 力
大连理工大学出版社
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 窄板 （B/t＜3） 应变状态 宽板 （B/t＞3） 厚度方向ε2：内区拉应变，外区压应变 宽度方向ε3：内区拉应变，外区压应变
大连理工大学出版社
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
大连理工大学出版社
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
大连理工大学出版社
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
大连理工大学出版社
三
弯曲件质量分析
模块三
一 概 述
弯
六
曲
弯曲力的计算
二
弯曲变形过程及变形特点
七
弯曲件的工序安排
三
弯曲件质量分析
八
弯曲件的典型结构
四 弯曲件的结构工艺性
九 弯曲模工作零件设计
五
弯曲件展开尺寸计算
十
U形件弯曲模设计
大连理工大学出版社
模块三
本 模 块
弯
内
曲
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
大连理工大学出版社
四
弯曲件的结构工艺性
（四） 弯曲件的精度
大连理工大学出版社
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（ 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。
大连理工大学出版社
模块三
难点
弯
曲
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。
大连理工大学出版社
一
弯曲
概
述
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：
大连理工大学出版社
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。
大连理工大学出版社
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。
在零件结构上考虑减小误差
②尽量选用 s / E 小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。
大连理工大学出版社
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
形状对称及形状不对称的弯曲件
大连理工大学出版社
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
大连理工大学出版社
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
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。
大连理工大学出版社
模块三 弯
重点
曲
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。
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。
拉弯用模
大连理工大学出版社
三
弯曲件质量分析
曲部分与不弯曲部分之间切槽，或在弯曲前冲出工艺孔。
大连理工大学出版社
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， l t 当t≥2mm时， l 2t
弯曲件孔边距离
大连理工大学出版社
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
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。
大连理工大学出版社
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
大连理工大学出版社
三
2
弯曲件质量分析
（二） 弯裂与最小相对弯曲半径的控制
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
（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
大连理工大学出版社
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
(2)相对弯曲半径 r / t
r / t 越大，回弹越大。
大连理工大学出版社
四
弯曲件的结构工艺性
（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。
大连理工大学出版社
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。
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。
大连理工大学出版社
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
（四） 弯曲时的偏移 2
消除偏移的措施
克服偏移措施1
克服偏移措施2
大连理工大学出版社
三
弯曲件质量分析
（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
大连理工大学出版社
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 13916-92，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。