弯曲成形工艺
弯管成形加工工艺参数优化研究
弯管成形加工工艺参数优化研究弯管的成形加工是工程领域中常见的一种加工工艺，广泛应用于管道系统的安装。
在弯管成形加工过程中，工艺参数的优化研究对提高产品质量和降低成本具有重要意义。
本文将探讨弯管成形加工工艺参数的优化研究，包括材料选择、弯管半径、角度和厚度等方面。
1.材料选择材料选择是弯管成形加工的第一步。
材料的硬度和韧性直接影响到成型效果和成本。
一般来说，低碳钢、不锈钢和铝合金等材料被广泛用于弯管加工。
对于高强度和特殊工作环境下的管道系统，选择合适的材料对于保证安全和使用寿命非常关键。
2.弯管半径弯管半径是指弯管曲率的半径值。
在弯管成形加工过程中，弯管半径的选择影响到产品的强度和外观。
通常情况下，弯管半径越小，成型难度越大，但同时产品的强度也会提高。
因此，在选择弯管半径时需要综合考虑工作环境和产品要求。
3.弯管角度弯管角度是指弯管弯曲的角度。
弯管角度的选择直接影响到管道系统的布局和流体流动性能。
在实际工程应用中，通常根据具体需求选择弯管角度。
例如，对于污水处理系统，需要较大的弯管角度以保证流体的顺畅流动；而对于气体输送系统，可以选择较小的弯管角度以减小能耗。
4.弯管厚度弯管厚度是指弯管壁厚的大小。
弯管厚度的选择直接影响到产品的强度和成本。
一般来说，较厚的弯管可以提高产品的强度，但同时也会增加成本。
因此，在弯管成形加工中需要根据具体要求进行合理选择。
在弯管成形加工中，还有一些其他的工艺参数也需要进行优化研究，如弯管加热温度、成型速度和润滑剂的选择等。
这些参数的优化研究对于提高产品质量、降低成本和减少能耗都具有重要意义。
总结起来，弯管成形加工工艺参数的优化研究是一项涉及多个方面的复杂工作。
通过合理选择材料、弯管半径、角度和厚度等参数，可以提高产品质量，降低成本，并满足不同工作环境下的需求。
在实际工程应用中，需要根据具体情况进行综合考虑和调整，以实现最佳加工效果。
弯管成形加工工艺参数的优化研究不仅对于提高工程效率和质量具有重要意义，同时也对于工程领域的发展和进步起到推动作用。
板料弯曲变形工艺及特点
3.3 弯曲工艺
弯曲是利用模具或其他工具将板料、型材或管材弯成具有一定角度和圆角 的塑性成形方法。它是冲压的基本工序之一。应用广泛，加工的零件种类很多。
V形件
圆管
加工种类
U形件
方管
异型管
常见的加工方法如图所示：
弯 曲 加 工 方 法 （a）V、U形模具弯曲；（b）折弯； （c）滚弯；（d）拉弯
弯曲分为自由弯曲和校正弯曲。
自由弯曲是 指弯曲终了时， 凸模、坯料、凹 模三者贴合后， 凸模不在下压。
校正弯曲是 指在弯曲终了前， 凸模给板料施加 足够大的压力使 其进一步的产生 塑性变形，从而 得到校正。
2．弯曲变形的特点 分析材料的弯曲变形特点，通常采用网格法，如图所示。
弯曲前后网格的变化 （a）弯曲前；（b）弯曲后 显微镜观察、测量弯曲后网格的尺寸和形状的变化情况，可以看 出弯曲变形的特点。
（1）通过对网格的观察， 可以看出弯曲圆角部分的网格 发生了显著的变化，原来的正 方形网格变成了扇形。靠近圆 角部分的直边有少量变形，其 余直角部分没有发生变形，说 明弯曲变形的区域主要发生在 弯曲圆角部分。
（2）在弯曲变形区内，从网格的变化情况来看，板料在长、宽、 厚三个方向都发生了变形。
长度方向
板料内区的纵向网格
而板料外区的纵向网
最内区的圆弧最短，区越长，最外区的圆弧最
其长度远小于弯曲前的直 长，其长度明显大于弯曲
线长度，说明区内的材料 前的直线长度，说明外区
受到压缩。
材料受到拉伸。
厚度方向
由于内侧长度方向缩短，因此厚度应 增加，但由于凸模紧压坯料，厚度方向增 加不易。外侧长度伸长，厚度要变薄。因 为增厚量小于变薄量，因此板料厚度在弯 曲变形区内有变薄现象。弯曲变形程度越 大，弯曲部位的变薄越严重。
弯曲成形资料
图2-2。3 弯管的椭圆度 A—椭圆长轴直径 b—椭圆短轴直径
D—管子外径
2、弯管减速薄量的计算
管子弯曲后壁厚由于受拉，壁厚一般都有一定的减 薄现象，其减薄率的计算公式为
C [(t t1) t ]100 %
式中
t ——弯曲前管坯的壁厚
t1 ——弯曲后管子壁厚
图2-82 管子受力后弯曲变形情况
❖ 另一方面也影响管件在结构中的功能效果;管材内壁起皱不但 会削弱管子强度，而且容易造成流动介质速度不均，产生涡 流和弯曲部位积聚污垢，影响弯制管件的正常使用;回弹现象 必然使管材的弯曲角度大于预定角度，从而降低弯曲工艺精 度。因此，应在弯制之前采取对应措施防止上述缺陷的产生， 以获得理想的管件，保证产品的各项性能指标和外观质量。 在通常情况下，对于前面提到的几种常见缺陷，可以有针对 性地采取下列措施:
4）模具间隙,间隙越大,回弹也越大 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。
5)．弯曲的形状. (U形回弹小于V形)
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。
校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小。
第二章、管子弯曲
图1-1 弯曲过程 a r=r0 b r=r1 c r=r2 d）r=r
2.弯曲变形的特点 为了观察板料弯曲时的金属流动情况，便于分 析材料的变形特点.
图1-2 材料弯曲前后的网格变化
三、 板料弯曲正应力。 1、 板料弯曲时截面上弯曲正应力的分布规律。
图1-3 板的弯曲实验
1）纤维变化情况：如上图所示，平面弯曲时，其横截面 仍保持为平面，只产生了相对转动，一部分纵向“纤维”伸 长，一部分纵向 “纤维”缩短。中性层不变，其余的越远离 中层性的纵向“纤维”伸长（或缩短量）越大。
第三章 弯曲-08
式中： ——最大自由弯曲力，即自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力，N；
σb——材料抗拉强度，MPa； k——安全系数，一般取k=1.3； b——弯曲件宽度，mm； r——弯曲件的内弯曲半径，mm； t——板料厚度，mm。
冲压工艺与学——弯曲
2．应力状态
切向ζθ：内区受压，外区受拉。 径向ζρ ：塑性弯曲时，由于变形区曲度增大，以及金属各层之间的相互 挤压的作用，从而引起变形区内的径向压应力ζρ，在板料表面ζρ= 0，由表及 里逐渐递增，至应力中性层处达到了最大值。 宽度方向ζb ：对于窄板，由于宽度方向可以自由变形，因而无论是内区 还是外区ζb =0；对于宽板，因为宽度方向受到材料的制约作用，σb ≠0。内 区由于宽度方向的伸长受阻，所以σb为压应力。外区由于宽度方向的收缩受 阻，所以σb为拉应力。 结论：窄板弯曲时的应力状态是平面的，宽板则是立体的。
内移结果：外层拉伸变薄区范围逐步扩大，内层压缩增厚区范 围不断减小，外层的减薄量会大于内层增厚量，从而使弯曲区板料 厚度变薄。 规律：r/t愈小，变形程度愈大，系数ξ就愈小，弯曲区的变薄 现象也愈严重(见表3-1) 。 影响：弯曲时的厚度变薄会影响零件的质量。
四、板料长度的增加
一般弯曲件，其宽度方向尺寸b比厚度方向尺寸大得多，所以弯曲前 后的板料宽度b可近似地认为是不变的。 由于板料弯曲时中性层位置向内移动，出现了板厚的减薄，根据体积 不变条件，减薄的结果使板料长度必然增加——相对弯曲半径r/t愈小，减 薄量愈大，板料长度的增加量也愈大。 对于r/t值较小的弯曲件：在计算弯曲件的毛坯长度时，必须考虑弯曲 后的板料增长，并通过多次试验，才能得出合理的毛坯展开尺寸。有关毛
冲压工艺与学——弯曲
在r/t≤4的情况下弯曲，由试验测定系数ξ<1(见表3-1)，因此，由 r 。 1 / 2 t 式(3-3)可知，当ξ<1时，应变中性层位置ρ0将小于 而 r 1 / 2 t 为塑性弯曲时的中心位置， 0 r 1 / 2 t 则表示了塑性弯曲 时应变中性层位置向内移动。 由表3-1看出：系数ξ值随r/t大小变化，r/t愈小，ξ值也愈小，应 变中性层的内移量就愈大。——凸模下行，变形程度不断增加，应 变中性层位置逐步向内移动，变形量愈大，中性层的内移量也愈大。 结论：由应变中性层内移可知，应变中性层处的纤维在弯曲前 期的变形是切向压缩，而弯曲后期必然是伸长变形，才能补偿弯曲 前期的纤维缩短，使其切向应变为零。而弯曲后期的纤维伸长变形， 一般来说，仅发生在应力中性层的外层纤维上。由此可见，应力中 性层在塑性弯曲时也是从板料中间向内层移动的，且内移量比应变 中性层还大。
简述冲压弯曲成形的工艺过程及基本特点
1. 设计模具：冲压弯曲成形的第一步是设计模具。
模具根据产品的形状和尺寸要求进行设计，通常包括冲头、模座、导向柱、顶针等部件。
模具的设计要考虑产品的材料特性、成形工艺和使用要求。
2. 材料准备：冲压弯曲成形需要使用金属材料，常见的包括钢板、铝板、铜板等。
在成形之前需要对材料进行切割、整形和表面处理，以保证成形后产品的质量和外观要求。
3. 冲裁：冲裁是冲压成形的第一步，通过模具的冲头和模座对材料进行切割，得到所需的基本形状。
4. 弯曲：在冲裁完成后，需要对材料进行弯曲成形，通过模具的顶针和模具座将材料弯曲成产品需要的形状。
5. 尾料处理：在冲压弯曲成形之后，通常会有一些尾料产生，需要对这些尾料进行处理，包括回收利用和废弃处理等。
6. 检验和调整：需要对冲压弯曲成形的产品进行检验，确保产品的质量和尺寸达到要求。
同时也需要对模具和成形工艺进行调整，以满足产品的生产要求。
1. 高效率：冲压弯曲成形是一种批量生产的工艺，可以快速地完成产品的成形，提高生产效率。
2. 精度高：冲压弯曲成形可以保证产品的尺寸和形状精度，有利于产品的装配和使用。
3. 适用范围广：冲压弯曲成形可以适用于各种金属材料，成形的产品形状也可以多样化，适用范围广泛。
4. 成本低：相比其他成形工艺，冲压弯曲成形的模具制造成本低，适合批量生产和大规模生产。
5. 自动化程度高：冲压弯曲成形可以实现自动化生产，降低劳动强度，提高生产效率和一致性。
6. 适应性强：冲压弯曲成形可以适应各种复杂的产品形状和结构要求，满足不同行业的生产需求。
通过以上内容的介绍，我们可以了解到冲压弯曲成形工艺的基本过程和特点。
这种成形工艺在工业生产中有着广泛的应用，能够满足各种产品的生产需求，并且具有高效率、高精度、低成本和高自动化程度的特点。
随着科技的不断发展，冲压弯曲成形工艺将会在未来的生产中发挥越来越重要的作用。
冲压弯曲成形是金属加工中常用的一种技术，在各行业都有着广泛的应用。
弯头的成形工艺
弯头的成形工艺弯头是一种管道连接部件，其作用是将两个管道连接在一起并使其能够在不同角度下转向。
在工业生产中，弯头广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业的管道系统中。
弯头的成形工艺是制造弯头的重要步骤之一，下面我们来详细了解一下。
弯头的成形工艺是通过将金属管材在一定条件下进行变形、弯曲、缩径等加工工艺，使其成为所需角度和半径的管弯形状。
弯头的成形工艺通常可以分为冷弯、热弯、热冷弯三种方式。
冷弯是将金属管材在室温下进行弯曲成型的方法。
这种方法适用于制作小半径弯头，具有成本低、生产效率高、质量稳定等优点。
冷弯弯头的成形工艺一般采用弯管机进行加工，通过一系列辊轮的协调工作来完成弯曲成型的过程。
同时，冷弯弯头还需要进行调直、坡口处理、焊接等后续工艺。
热弯是将金属管材在高温下进行弯曲成型的方法。
这种方法适用于制作大半径弯头，具有成形范围广、成形效率高、成形精度高等优点。
热弯弯头的成形工艺通常需要将金属管材加热到一定的温度，然后通过弯管机或人工操作将其弯曲成所需形状。
热弯弯头的后续工艺与冷弯弯头类似，需要进行调直、坡口处理、焊接等工艺。
热冷弯是将金属管材在一定温度下进行弯曲成型的方法。
这种方法适用于制作大尺寸、小批量的弯头，具有成形范围广、成形效率高、成形精度高等优点。
热冷弯弯头的成形工艺需要将金属管材预热到一定温度，然后通过弯管机或人工操作将其弯曲成所需形状。
在弯管过程中，需要不断加温、冷却，以保证成形精度和质量。
热冷弯弯头的后续工艺也与冷弯弯头类似，需要进行调直、坡口处理、焊接等工艺。
弯头的成形工艺是制造弯头的重要步骤之一。
通过不同的成形工艺，可以制造出各种不同角度和半径的弯头，以满足不同行业对管道系统的要求。
同时，成形工艺的选择也与金属管材的材质、尺寸、数量等因素有关，需要综合考虑成本、生产效率、质量等方面的因素。
弯曲成形工艺
6.2 弯曲件质量分析与工艺设计
6.2.1 弯曲件的回弹
卸载后弯曲件曲率和角度发生变化的现 象，称为弯曲回弹（简称回弹）。 弯曲回弹表现为弯曲半径和弯曲中心角的变 化。
图3-26 软凹模弯曲
6.2.2 弯裂分析及工艺设计
1.最小相对弯曲半径的概念 最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时外表面不发
生开裂的条件下，弯曲件内表面能够弯成的最小圆角半径与 坯料厚度的比值，用rmin/t来表示。该值越小，板料弯曲的性
能也越好。
2. 影响最小弯曲半径的因素 （1）材料的力学性能 （2）工件的弯曲中心角（图6-13）
顶件力和压料力可近似取弯曲力的30％-80％。 压力机公称压力取工艺力的1.2-1.3倍
6.3.2 弯曲件毛坯长度的计算
计算原则：应变中性层在弯曲前后长度不变
应变中性层位置—用曲率半径表示，与弯曲半径、板厚和应变中性层位 移系数x等有关。
ρ=r+xt
模具结构和弯曲方式等多种因素，对弯曲变形区应力状态有一定的影 响，也会使应变中性层的位置发生改变，
1-凹模；2-凸模；3-定位钉；4-压料板； 5-靠板
图6-24 L形件弯曲模
1-凸模；2-支架；3-定位板；4-活动凹模； 5-转轴；6-支承板；7-顶杆 图6-25 V形件精弯模
总结提高 学生归纳
1
弯曲变形过程 弯曲变形特点
？
2
影响回弹的因素 减小回弹的措施
？
3
最小弯曲半径 影响因素 弯曲毛坯尺寸的 确定
滚弯成形原理
滚弯成形原理
滚弯成形是一种金属加工方法，利用机器设备将金属板或管材沿
着轴向滚动，使其弯曲成所需的形状。
作为一种常见的金属成形工艺，它广泛应用于制造航空、火箭、船舶、汽车和建筑等领域。
滚弯成形的原理是将金属板或管材放置在滚弯机的滚轮之间，并
通过滚动轴向向前推进金属材料，使其逐渐通过滚轴被弯曲成所需的
形状。
滚轴是由一个或多个金属滚轮组成的，它们的排列方式根据需
要进行调整，以便进行柔性、半柔性或刚性滚弯成形。
当滚轮通过金
属材料时，它们施加一定的力量并弯曲金属，同时调整滚轴的位置和
角度可以控制金属弯曲的程度和形状。
此外，滚弯成形还需要适当的支撑和夹紧，以确保金属材料在过
程中的稳定性。
对于较大的材料，需要额外的机器设备进行支撑，以
避免材料变形或损坏。
滚弯成形的优点是它可以生产各种复杂的形状，而且生产成本相
对较低。
使用此技术，可以生产各种管道、角铁、矩形结构材料等，
这些材料广泛应用于漏斗、箱体、圆形和椭圆形的金属制品。
在操作滚弯成形机之前，必须对材料进行多次检查，确定其材料
强度和变形特性，以便优化滚弯成形工艺。
此外，还需要保持机器设
备的运转状态，定期检查维护滚轴和防止损坏。
总体而言，滚弯成形机在金属加工领域扮演着重要的角色。
通过了解它的原理和优点，我们可以更好地理解和掌握这种成形工艺的技术特点，从而在实践中创造出更多的价值。
3.2 型材弯曲成形
4、定位孔的位置
定位孔的位置应满足两个要求： 模具的外形应与在两旁钳口内准 备拉弯的型材相切； 模具的中心线与机床轴线重合。
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5、安全装置
型材拉弯时可能因为偶然因素 而突然断裂，向外弹开而伤及 人员，在操作台前考虑加防护 罩或挡板。
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安全装置
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通用拉弯模
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nrp－6拉弯机
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3、典型结构模具与强度
典型结构由数层合并而成，用螺栓连 接。可用厚铝板或废铝铸造而成。底 板应有足够的强度，需按照所拉弯型 材的壁厚大小来决定。对于模具受力 特别大的部分，可镶钢板局部加强。 弯制壁厚大于5mm的型材时，模具外缘 也宜用钢板加固。
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• 夹头设计：
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五、工艺规程设计
1、型材零件制造工艺性分析 对型材的一般性工艺要求： * 型材种类的选择 * 截面形状的选择 * 材料种类的选择 * 型材的形状 * 内部元件 2．工艺规程与工艺装备
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工艺规程
1、下毛料 2、检验 3、拉弯成形 4、淬火 5、拉弯校形 6、检验 7、按外形样板划线压下陷 8、铣缺口与端头 9、按切钻样板划线钻导孔 10、检验 11、阳极化 12、涂底漆
飞机上的型材主要用于做骨架（机身、 机翼以及进气道的隔框、加强缘条等），分 为挤压型材和板弯型材两大类。 滚弯的挤压型材可分为等曲率的与变曲 率的两种。常用的型材剖面有角材与丁字形 型材。
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与外蒙皮连接的一般是收边的，如图(a)、 (b)所示，与内蒙皮连接的一般是放边的，如 图(c)，(d)所示。
M max P = ( x − R 2sinα )cosα
弯曲成形的工艺设计
防止弯曲边交接处应力集中的措施
弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
中性层位置可用其弯曲半径ρ确定
弯曲件中性层
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
中性层位移系数
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
1）r＞0.5t 的弯曲件
（4）某些结构不对称的弯曲件，弯曲时毛坯容易发生偏移，可 以采取工件成对弯曲成形，弯曲后再切开的方法 。
弯曲成形的工艺设计
1.4 弯曲件的工序安排
成对弯曲成形
弯曲成形的工艺设计
1.4 弯曲件的工序安排
（5）如果弯曲件上孔的位置会受弯曲过程的影响，而且孔的 精度要求较高时，该孔应在弯曲后再冲，否则孔的位置精 度无法保证 。
1）r＞0.5t 的弯曲件
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
2）r ≤ 0.5t 的弯曲件
r≤0.5t 的弯曲件毛坯长度计算公式
弯曲成形的工艺设计
1.2 弯曲件毛坯尺寸计算
3）铰链式弯曲件
铰链式弯曲件
弯曲成形的工艺设计
1.3 弯曲工艺力的计算
1）V 形件弯曲力
2）U 形件弯曲力
弯曲成形的工艺设计
冲件的工艺性分析
压槽后再进行弯曲
弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
弯曲件形状对弯曲过程的影响
带有缺口的弯曲件
弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
弯曲件直边高度对弯曲的影响
弯曲成形的工艺设计
1.1 弯曲件的工艺性分析
弯曲件孔边距
弯曲成形的工艺设计
弯曲成形工艺
弯曲成形工艺
弯曲成形工艺是一种机械加工工艺，可以将圆钢、方钢、不锈钢等材料的直线材料变形成各种曲线。
它的特点是采用机械装置，在完全固定的模具内进行压力作用，使原来的直线变为曲线，从而制成所需要的弯曲零件。
弯曲成形工艺的过程主要由三步组成：
一、准备工序：选择合适的材料和规格，清理边角，锉平，起点钻孔；
二、弯曲工序：将材料放入机床模具中，并进行弯曲成形；
三、检测工序：检查成形后的零件，是否符合设计要求，如果不符合，则重新进行成形。
弯曲成形工艺的优点有以下几点：
1、成形效率高，可以大大提高生产效率。
2、能够制造出更复杂的零件，它可以根据设计要求，制作出各种复杂的曲线零件，满足不同需求。
3、节省原料，因为材料可以经过压力处理后变为曲线，可以节省原材料和加工时间。
4、零件可重复使用，对于一些重复使用的零件，可以通过弯曲成形技术，节省费用。
5、成形精度高，可以保证弯曲成形的零件精度，从而提高成品的质量。
弯曲成形工艺的应用十分广泛，并且在汽车行业，航空航天行业，电子行业等都有广泛的应用。
可以制作出大小不一，复杂性不同的零件，用于多种产品的制造。
压弯成型工艺PPT课件
由于影响弯曲回弹的因素很多，而且各因素又相互影响， 因此，计算回弹角比较复杂，也不准确。生产中一般是按经 验数表或按力学公式计算出回弹值作为参考，再在试模时修 正。
16
(２).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
2
第一章 板料压弯工作原理
第一节、压弯曲概述
一、压弯曲概念：
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。
生活中的弯曲件
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压弯、绕弯、滚弯、拉 弯等。
3
4
二、 钢板在压弯曲变形过程及特点 1.弯曲变形过程 图1-1所示为比较典型的V形校正弯曲，这里以此 为例来说明材料弯曲变形的过程。
A、 当相对弯曲角900时，半径r/t＜5～8时，弯曲半径 变化很小,可以不考虑,仅考虑弯曲角变化回弹值时。可 查附录P及有关冲压手册初步确定回弹值，再根据经验 修正给定制造时的回弹量。然后在试模时进行修正。
B、当弯曲角不是900时,其回弹角则用公式计算
900
90
14
2）按纯塑性弯曲计算，凸模圆角半径及角度按下式计算。 当板料相对弯曲半径r/t＞5 ～ 8时，凸模圆角半径和中心
常用最小相对弯曲半径rmin/t表示弯曲时的成形极限。其值 越小越说明板料弯曲性能越好。
最小弯曲半径rmin的数值查相关表
图1-5 板料弯曲状态及中性层位置 10
二.弯曲件卸载后的回弹 1、回弹现象。
双曲面不锈钢型材零件的弯曲成形工艺-精选文档
双曲面不锈钢型材零件的弯曲成形工艺.、八、一前言双曲面不锈钢型材零件的弯曲成形工艺项目中有两项不锈钢零件，形状虽简单，但尺寸较大，且材料厚度较厚，成形、敲修都困难。
文章通过对零件和材料进行充分工艺性分析，比较各种可行的加工方案，形成最优加工方案，并最终生产出合格零件，满足了生产的要求。
1零件的材料和工艺性分析1.1 零件的材料分析这两项不锈钢型材零件的材料为“ 17-7PH，料厚为5 2.03mm 17-7PH材料是典型的半奥氏体沉淀硬化型不锈钢。
其退伙供应状态的主要机械性能为：抗拉强度6、=1034MPa屈服强度6 s= 724Mpa延伸率5 =10%可以看出这种材料在常温下成形有一定难度，需较大的成形力，零件易回弹等。
1.2零件的工艺性分析此类零件的形状和典型剖面尺寸见图1。
图1从图1 中可以看出这是较典型的型材类零件，实现该零件的断面形状，方法很多，也不困难，但零件的弧面及其下陷通常需在以下两种受力情况下才可以实现：（1）若b 面不受力，而a 面受轴向的压应力和横向拉应力，则a 面的材料聚积、增厚，在工装中形成弧面。
下陷受上、下工装的挤压而产生。
（2）若a、b 面均受均匀拉应力，则a 面的材料变薄、弯曲；b 面的材料聚积、增厚，在工装中形成弧面。
而下陷只能单独成形。
因此，从以上零件的材料和工艺性分析可以看出：该零件的材料成形性能非常不好，而且其零件的形状特点，使零件的工艺性不稳定，给零件的成形增加了很大的难度，选择恰当的加工方案，成为解决问题的关键。
2确定加工成形方案2.1加工成形方案的分析、论证加工成形方案的确定主要考虑三个因素：质量、成本、周期（成本和周期包括工装），这两个加工方案也主要是从这三方面进行综合分析、论证。
2.1.1拉弯成形。
拉弯成形是将轧压成形后的直型材在拉弯模上进行弯曲，弯曲的同时在零件的a、b 两面施加均匀的轴向拉力，使材料截面内的应力分布都变为拉应力，夹钳与拉弯模的相对移动迫使零件贴胎虽然经验分析告诉我们“拉弯成形”卸载后零件的回弹较大（如图2），必须对拉弯模进行反复修正回弹量，反复试验拉弯，直至加工出合格零件。
弯曲工艺的原理
弯曲工艺的原理弯曲工艺是一种常用的金属成形工艺，通过施加外力将金属材料弯曲成所需形状。
其原理基于金属材料的力学性能和塑性变形规律。
弯曲工艺的原理有以下几个方面：1. 塑性变形：金属材料具有塑性特性，即在一定条件下可以发生永久形变。
塑性变形是金属材料弯曲的前提和基础。
当外力作用于金属材料上时，金属内部会发生原子层间的相对滑移，从而使材料整体发生塑性变形。
2. 弯曲力的作用：外力正好接触并施加到要弯曲的材料上，使得金属材料受到一定的弯曲力。
弯曲力的大小将会影响金属材料的变形程度和成形质量。
3. 弯曲过程的控制：为了保证弯曲工艺的准确性和稳定性，需要进行弯曲过程的控制。
通过控制外力的大小、方向和施力点的位置等参数，可以控制金属材料的变形，以获得所需的弯曲形状。
4. 弯曲工艺的手段：弯曲工艺可以通过多种方式实现。
常用的手段包括手工弯曲、机械弯曲、热弯曲等。
其中，手工弯曲是最简单直接的弯曲手段，通常通过人工施加力来完成；机械弯曲则是利用专业的弯曲设备和工具来完成，可以实现高精度的弯曲形状；热弯曲则是将金属材料加热至一定温度后进行弯曲，可以增加材料的塑性和弯曲范围。
5. 弯曲工艺的影响因素：弯曲工艺的成形质量和效果受多个因素的影响。
主要包括金属材料的力学性能、材料的厚度、弯曲曲率、弯曲角度、弯曲半径、弯曲工艺温度、弯曲速度等。
这些因素的不同组合将会对弯曲工艺产生不同的影响。
总的来说，弯曲工艺的原理是基于金属材料的塑性变形原理，通过施加外力将金属材料弯曲成所需形状。
弯曲力的作用、弯曲过程的控制、弯曲工艺的手段以及影响因素等都对弯曲工艺的效果起着重要作用。
合理控制这些因素，不仅可以确保弯曲工艺的稳定性和准确性，更能够实现金属材料的高质量弯曲成形。
第3章 弯曲工艺与弯曲模具
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β ；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。
在弯曲件直边端部纵向加压。 用橡胶或聚氨酯代替刚性金属凹模能减小回弹。
23
弯曲时的偏移
板料在弯曲过程中沿凹模圆角滑移时，会受到凹模圆角 处摩擦阻力的作用。当板料各边所受的摩擦阻力不等时，有 可能使毛坯在弯曲过程中沿工件的长度方向产生移动，使工 件两直边的高度不符合图样的要求，这种现象称为偏移。
第二节 弯曲工艺设计及计算
一、弯曲变形过程
V形件弯曲是最基本的弯曲变形。
弯曲变形过程
r0 r1 r2 r
l0 l1 l2 lK
弯曲结果：表现为弯曲半径和弯曲力臂的变化（减小）。
弯曲半径逐渐减小：弯曲变形部分的变形程度逐渐增加。 弯曲力臂逐渐减小：弯曲变形过程中板料与凹模之间有相对滑移。
铰支板弯曲模
37
二、连续模
对于批量大、尺寸较小的弯曲件，为了提高生产率，操作 安全，保证产品质量等，可以采用连续弯曲模进行多工位的冲 裁、压弯、切断连续工艺成形。
三、复合模
对于尺寸不大的弯曲件，还可以采用复合模，即在压力 机一次行程内，在模具同一位置上完成落料、弯曲、冲孔等 几种不同工序。
两次弯曲复合的弯曲模
38
第四节 弯曲模工作部分结构参数的确定
一、弯曲凸模圆角半径
r rmin r rmin
r凸＝r
r凸＝rmin
当ｒ/ｔ＞10时，则应考虑回弹，将凸模圆角半径r凸 加以修正。
39
二、凹模圆角半径
凹模圆角半径不能过小，否则弯矩的力臂减小，毛坯沿凹 模圆角滑进时阻力增大，从耐增加弯曲力，并使毛坯表面擦伤。
简述冲压弯曲成形的工艺过程
冲压弯曲成形的工艺过程简述一、模具设计模具设计是冲压弯曲成形工艺的首要环节。
根据所需弯曲零件的形状、尺寸和材料特性，设计出适合的模具。
模具设计需充分考虑弯曲工艺的特点，如中性层、回弹角、极限变形程度等。
同时，模具结构应简单，易制造和维修。
二、坯料准备坯料准备包括选择合适的材料，如金属板材、管材或棒材等，并根据零件的形状和尺寸要求进行坯料的切割和预处理。
对于大型弯曲零件，需进行坯料的拼接。
坯料准备需确保其表面质量、尺寸精度和材料性能符合工艺要求。
三、弯曲成形弯曲成形是冲压弯曲工艺的核心环节，包括将坯料放入模具中，通过施加外力使坯料发生变形，形成所需的弯曲形状。
弯曲成形过程中需控制变形方式和程度，避免出现开裂、起皱等现象。
根据工艺要求，可选择单点或多点弯曲成形方法。
四、质量检查质量检查是确保弯曲零件满足设计要求的重要环节。
检查内容主要包括形状、尺寸、角度、表面质量等。
对于不合格的零件需进行返修或报废。
质量检查应贯穿整个工艺过程，确保每个环节的质量控制。
五、修整和清理修整和清理是保证弯曲零件质量的重要步骤。
修整包括校正、整形和光洁处理等，以消除零件的残余应力、改善表面质量。
清理主要是去除毛刺、飞边和其他多余物，确保零件的装配和使用性能。
六、检验入库检验入库是对完成冲压弯曲成形的零件进行质量检验和分类的环节。
检验应严格遵守相关标准和设计要求，对于合格的零件进行标记、入库或包装发运。
对于不合格的零件需进行返修或报废处理。
总结：冲压弯曲成形工艺过程包括模具设计、坯料准备、弯曲成形、质量检查、修整和清理以及检验入库等环节。
各环节的执行需严格把控质量关，确保最终产品的性能和质量满足设计要求。
通过对整个工艺过程的了解和控制，可以提高生产效率，降低成本，为产品的质量和交货期提供保障。
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1、影响回弹量的因素
材料力学性能 屈服强度愈高，弹性模 量愈小，加工硬化愈严重，则回弹量也 愈大。 相对弯曲半径r/t 相对弯曲半径r/t 越小， 回弹值越小。
曲率回弹：
ΔK = 1 ρ0 1 ρ0 '
角度回弹： Δα = α α 0
《汽车结构及制造技术》
弯曲中心角α 弯曲中心角α越大，弯曲后回弹角Δα越大。 曲件形状 形状愈复杂，由于各部分相互牵制，回弹困难。 模具间隙 弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈大，所以板料厚度 允差愈大，回弹值愈不稳定。 模具圆角半径和摩擦等都对弯曲件回弹量有影响。
应力：材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力 应变：在外力作用下，单位长度材料的伸长量或缩短量，称为应变量 在一定的应力范围（弹性形变）内，材料的应力与应变量成正比，它们的比例常数称为弹性模量
《汽车结构及制造技术》
6.2 弯曲件质量分析与工艺设计
6.2.1 弯曲件的回弹
卸载后弯曲件曲率和角度发生变化的 现象，称为弯曲回弹（简称回弹）。 弯曲回弹表现为弯曲半径和弯曲中心角的 变化。 • 弯曲回弹是不可避免的。
图 6-14
板料纤维方向对弯曲半径的影响
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3. 最小相对弯曲半径经验数值的确定
《汽车结构及制造技术》
6.2.3 弯曲中的偏移及防止措施
坯料在弯曲过程中沿制件的长度方向产生移动，使制件两 边的高度不符合图样要求的现象。
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采用压料装置，使坯料 在压紧的状态下逐渐弯 曲成形，从而防止坯料 的滑动，而且能得到较 平整的制件。
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总结提高
学生归纳
1
弯曲变形过程 弯曲变形特点
2
影响回弹的因素 减小回弹的措施
3
最小弯曲半径 影响因素 弯曲毛坯尺寸的 确定
？
？
？
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作业题
1、简述弯曲变形过程及弯曲变形特点 2、简述影响弯曲件回弹的主要因素 3、简述影响最小相对弯曲半径rmin/t的因素
《汽车结构及制造技术》
《汽车结构及制造技术》
利用坯料上的孔或设计工 艺孔，用定位销插入孔内 再弯曲，使坯料无法移动
《汽车结构及制造技术》
将不对称形状的弯曲件组合成对称弯曲件弯曲，然后 再切开，使坯料弯曲时受力均匀，不容易产生偏移
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6.3 弯曲工艺计算
6.3.1 弯曲力的计算
拟定弯曲工艺和选择设备的重要依据。 由变形过程的自由弯曲阶段和校正弯曲阶段对应有自由 弯曲力和校正弯曲力。 ⑴ 自由弯曲力 弯曲力的数值与板料尺寸及其力学性能、模具结构参数、 凹模支点间距和弯曲形式等多种因素有关。 生产中常采用经验公式：
第6章 弯曲成形工艺
• 将板料毛坯、棒料、 管材和型材完成具有 一定曲率、一定角度 和形状的冲压成形工 序称之为弯曲
图6-1 几种典型的弯曲件
《汽车结构及制造技术》
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•弯曲成型工艺方法：压弯、折弯、拉弯、滚弯、辊弯
（a）模具压弯； （b）折弯； （c）拉弯； （d）滚弯； （e）辊压 6.2 弯曲件的加工形式
• 单角弯曲时，将凸模的圆角半径和顶角预先做小些，经 调试修磨补偿回弹；有压板时，可将回弹量做在下模上， 并使上下模间隙为最小板厚。 • 双角弯曲时，可在凸模两侧做出回弹角或在模具底部做 成圆弧形，以补偿角部的回弹。
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（4） 校正法改变其变形区 的应力应变状态，以减小回弹量。 通常，采用角部凸起或带凸肩的凸模，校正压缩量为板厚的2％~5％时， 会得到较好的效果。
凸模继续下压，弯曲变形区进一步减小，板料与凸 模三点接触： r1→r2，板料直边部分向与以前相反 的方向变形； 到时行程终了时，凸、凹模对弯曲件进行校正， 使其直边、圆角与模具全部靠紧。
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6.1.2 板料弯曲变形特 点 通过网格试验观察 弯曲变形特点（如图 4.1.3）。
图6.3
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（5） 软模弯曲
用橡胶或聚氨酯代替刚性金属凹模能减小回弹。通过 调节凸模压入橡胶或聚氨酯凹模的深度，控制弯曲力的 大小，以获得满足精度要求的弯曲件。
图3-26 软凹模弯曲 《汽车结构及制造技术》
6.2.2 弯裂分析及工艺设计
1.最小相对弯曲半径的概念 最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时外表面不发 生开裂的条件下，弯曲件内表面能够弯成的最小圆角半径与 坯料厚度的比值，用rmin/t来表示。该值越小，板料弯曲的性
α =180 60 =120 l1 = 20.68 l2 =32.68
π *120 Lz = 20.68 +32.68 + 9.5 = 73.26 180
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•（3）铰链弯曲件 r ≤ 0.5t • 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≥0.6。图6.3.13所示为铰链中性层位 置示意图。
kbt2 P = σb 自 r +t
式中 b - 板宽，t – 板厚， r – 弯曲半径， k – 安全系数，U形件取0.91，V形件取0.78。
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⑵ 校正弯曲力 为提高弯曲件的精度，减小回弹，在板材自由弯曲终了 阶段，凸模继续下行将弯曲件压靠在凹模上，其实质是对弯 曲件的圆角和直边进行精压，即校正弯曲。此时，弯曲件受 到凸、凹模的挤压，弯曲力急剧增大。 F = Fq
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2、减少回弹的措施
（1）改进弯曲件设计和合理选材 • 设计产品时，在满足使用条件下，应选用屈服强度σs小、弹性模量E大 、力学性能稳定的材料，以减小弯曲时的回弹。 • 在弯曲区压制加强筋，以增加弯曲角的截面惯性矩，有利于抑制回弹； • 硬材料可预先进行退火处理。
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窄板弯曲时，宽度方向的变形不受约束，外侧受拉收缩，内侧受压 增厚。 宽板弯曲时，在宽度方向上的变形会受到相邻部分材料剪切应力的 制约，材料不易流动，因此横断面形状基本保持为矩形。
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6.1.3 弯曲应力与应变
• 板料在塑性弯曲时,变形区 内的应力应变状态取决于弯 曲毛坯的相对宽度 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。
能也越好。 2. 影响最小弯曲半径的因素 （1）材料的力学性能 （2）工件的弯曲中心角（图6-13）
（3）板材的纤维方向（图6-14） （4）板料的冲裁断面质量和表面质量 （5）板料宽度的影响（图6-15） （6）板料厚度的影响（图6-16）
图6-13 弯曲角对rmin/t 的影响
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弯曲前后坐标网的变化
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• 1、圆角处为变形区 • 此处的正方形网格变成了扇形。在远离圆角的两直边，没有变形，靠 近圆角处的直边，有少量变形。 • 2、弯曲变形区的应变中性层 • 应变中型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。 • 4、变形区横断面的变形 • 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。 (窄板) b/t≤3 ：断面变成了内宽外窄的扇形 (宽板) b/t≥3 ：横断面几乎不变
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• 6.1 弯曲变形分析
• 6.1.1弯曲变形过程
•
弯曲变形过程：如图4.1.2所示，弯曲变形 的过程一般可分为弹性弯曲变形、弹-塑性弯 曲变形、塑性弯曲变形、校正四个阶段。 板材在V形模内的校正弯曲过程:
凸模下压，直边与凹模V形表面逐渐靠近，曲率半 径的弯曲力臂逐步变小：r0→r1,l0 →l1；
《汽车结构及制造技术》
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6.4.1典型弯曲模具的结构
1. V形件弯曲模 这类形状的弯曲件可以用两种方法弯曲： （1）是沿着工件弯曲角的角平分线方向弯曲，称为V形弯 曲；(如图6-23） （2）是垂直于工件一条边的方向弯曲，称为L形弯曲(如图 6-24) （3）对于精度要求较高，形状复杂、定位较困难的V形件 （如图6-25），可以采用折板式弯曲模 。
（2） 拉弯法
对板料施加拉力，使其整个剖面上均切向受拉而弯曲的方 法。
主要用于大曲率半径的弯曲零件。
有时为提高精度，最后再加大拉力进行所谓的“补拉”。 对于小型的单角或双角弯曲件，可用减小模具间隙，使弯 角处的材料作变薄挤压拉伸，也可取得明显的拉弯效果。
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（3）补偿法
利用回弹规律抑制回弹的方法 。 根据回弹趋势和回弹量大小，预先对模具工作部分做 相应的形状和尺寸修正，使零件的回弹得到补偿。 具体方法：
• 另外，一次同时弯曲三个角、一次弯曲四个角、分两次弯曲三或四 个角等的毛坯尺寸计算公式可参考有关资料。
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例题1
R=9 t=1 X=0.5 r>0.6t 变薄不严重，按中 性层展开 r/t=9/1=9
πα Lz = l1 +l2 + ρ 180 ρ = r +xt =9 +0.5 *1 =9.5
校
式中 F - 弯曲件校正部分面积(mm2)；q - 单位校正力。
顶件力和压料力可近似取弯曲力的30％-80％。 压力机公称压力取工艺力的1.2-1.3倍 《汽车结构及制造技术》
6.3.2 弯曲件毛坯长度的计算
计算原则：应变中性层在弯曲前后长度不变