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-φt

1） 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。

E． 弯曲件的形状：弯曲部分中心角越大，弹性变形量越大，回弹大，形状越复杂，回弹时各部分相应牵制，回弹小。

2） 回弹值的确定，可查表。

3） 减小回弹的措施：

A． 从工件设计上采取措施。

a）. 加强筋的设计

b). 材料的选用：选用弹性模数大，屈服极限小，机械性能稳定的材料。

B． 工艺措施

a). 采用校正弯曲，增加弯曲力

b). 冷作硬化材料，弯曲前进行退火，降低屈服极限。

c). 加热弯曲

d). r/t>100用拉深弯曲

C． 模具结构上采取措施。

a).r>t时，V形弯曲可在凸模上减去一个回弹角，U形弯曲可将凸模壁作出等于回弹角的倾斜角或将凸模顶面做成弧面。

b).减小凸模与工件的接触区，使压力集中于角部。

c). U形件可以采用较少的间隙。

2． 弯曲件的弯裂

弯曲件变形区外边是拉伸区，当此区的拉应力超出材料的应力极限时（强度极限）就产生裂纹。

弯曲件的相对弯曲半径r/t越小，则变形越大，越易拉裂。

3． 弯曲件的滑移

由于毛坯与模具之间磨擦的存在，当磨擦力不平衡时造成毛坯的移位，称作滑移，使弯曲件的尺寸达不到要求：

1） 产生滑移的原因：由于两边磨擦力不等。

A． 工作不对称，毛坯两边与凹模接触面不相等。

B． 凹模两边的边缘圆角半径不相等，半径小，磨擦力更大。

C． 两边折弯的个数不一样。

D． V形弯曲中凹模不是中心对称，角度小的一边正压力大，磨擦大

E． 凹模两边的间隙和润滑情况不一样。

2） 防止滑移的措施

A． 尽可能采用对称凹模，边缘圆角相等，间隙均匀。

B． 采用弹性顶件装置的模具结构。

C． 采用定位销的模具结构。

4． 补充内容：

A． 弯曲可以压力机上进行，亦可以专用的弯曲机械弯曲设备上进行。

B． 弯曲分自由弯曲和校正弯曲：自由弯曲是指当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者吻合后就不再下压。校正弯曲是指三者吻合后继续下压，对工件起校正作用，产生进一步的塑变。

三、弯曲件的工艺性：

对弯曲件工艺性影响最大的是弯曲半径，弯曲件的几何形状，材料的机械性能及尺寸精度。

1． 最小弯曲半径：

在保证外层纤维不发生破坏的条件下，所能弯曲零件内表面的最小圆角半径，称作弯曲件的最小弯曲半径，表示弯曲时的成形极限。

最小弯曲半径的影响因素：

A. 材料的机械性能。

B. 弯曲线的方向：由于板料的扎制造成板料性能和各项异性，扎制方向塑性较好，使弯曲的切向变形方向与扎制方向一致。

C. 板料宽度：宽度加大，最小弯曲半径增大。

D. 板料的表面质量。

E. 弯曲角。

F. 板料的厚度。

2． 弯曲件直边高度

弯曲件的弯曲边高度不宜太小，h>R+2t，如弯曲边高度太小，则难以形成足够的弯矩。

3． 阶梯形弯曲件的弯曲。

阶梯毛坯进行弯曲时，在阶梯根部易产生裂纹，需把阶梯根部设计在弯曲变形区之外，或采用切槽的方法。

4． 弯曲件的孔边距。

如果预先冲出的孔位于板料的弯曲变形区，则弯曲后孔要发生变形，要把孔设计在弯曲变形区以外。

孔壁与弯曲半径r中心的距离Z与板料厚度有关。

t=<2mm,L>=t

t>=2mm,L>=2t