第3章 弯曲

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3.6.1 弯曲件的结构



3、弯曲件孔边距 对于带孔的弯曲件，若先冲孔后再弯曲，则孔的位置应处于弯曲变形区 外，见图3-16，否则孔要发生变形。孔边至弯曲半径R中心的距离与材 料厚度有关： 当t＜2mm L>t 当t≥2mm L≥2t 若不能满足上述要求，且孔的公差等级要求较高时，必须弯曲成形后再 冲孔，或采取其它工艺措施，防止孔的变形。
3.6.1 弯曲件的结构
1、圆角半径 弯曲件的圆角半径不宜小于最小许可弯曲半径，否则弯曲时会产生 裂纹，也不宜过大，过大时，受到回弹的影响，弯曲件的角度和弯曲半 径都不易保证。 2、弯曲件的形状 弯曲件的形状应尽可能对称，弯曲圆角半径应尽可能左右一致， 这样，弯曲时毛坯受力平衡而无滑动现象（图3-15a），如果弯曲件不 对称，由于摩擦阻力不均匀，毛坯在弯曲过程中会产生滑动偏移（图315b），影响零件精度。
校正弯曲时压力机公称压力：
F机 1.2F校
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3.5 弯曲件毛坯展开尺寸的计算


3.5.1 弯曲件中性层位置的确定
由于弯曲中性层在弯曲前后长度不变，因此，可以用中性层长度作为计 算弯曲件的展开长度。中性层位置以曲率半径ρ表示（图3-12），通常 用下列经验公式确定：
3.4.1
自由弯曲时的弯曲力
0.6 KBt 2σ b F自 Rt
V形件弯曲力：
U形件弯曲力:
0.7 KBt 2σ b F自 Rt
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3.4 弯曲力的计算

3.4.2 校正弯曲时的弯曲力
F校 AP
3.4.3 压力机公称压力的确定
F 自由弯曲时压力机公称压力： 机 1.2F 自
E 1max s R 1 2 t R 1 E ( 1) t 2 s
图3-4 弯曲变形程度
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3.2 最小弯曲半径
从上一节弯曲应力、应变分析可知，相对弯曲半径 R/t越小，弯曲时的切向变形程度越大。当R/t减小到一 定值后，则板料的外表面将超过材料的最大许可变形程 度而产生裂纹。在板料不发生破坏的条件下，所能弯成 零件内表面的最小圆角半径，称为最小弯曲半径，用它
图3-6 弯曲时的回弹
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3.3.2 影响回弹的因素

1、材料的力学性能 回弹量与屈服强度成正比，与弹性模量成反比 。 2、相对弯曲半径R/t 相对弯曲半径越小，变形程度越大，回弹值越小。 3、弯曲件角度 弯曲件角度越小，表示弯曲变形区域越大，回弹的积累越大，回弹角也越大。 4、弯曲方式 自由弯曲时回弹大，校正弯曲回弹小，在生产中应尽可能采用校正弯曲。 ５、凸、凹模之间间隙 弯曲U形件时，间隙越大，回弹越大。 ６、工件的形状 工件的形状复杂，一次弯曲成形的角的数量越多，则弯曲时各部分相互牵制作 用越大，故回弹小。
3.2.2 最小弯曲半径的数值（表3-2为最小弯曲半径数值）
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3.3 弯曲件的回弹
3.3.1 回弹现象
塑性弯曲和所有塑性变形一样，伴有弹性变形，当弯曲变形结束，工 件不受外力作用时，由于弹性回复，使弯曲件的角度、弯曲圆角半径与 模具的形状和尺寸不一致，这种现象称为回弹，如图3-6。 弯曲件的回弹主要表现在两方面（图3-6） 1、弯曲圆角半径增大 2、弯曲件角度增大
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3.5 弯曲件毛坯展开尺寸的计算
表3-5 r＜0.5t的弯曲件毛坯展开长度计算公式
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3.5 弯曲件毛坯展开尺寸的计算


3、铰链式弯曲件
铰链通常采用推圆的方法，在卷圆过程中板料增厚，中性层外移，见图 3-14。
R x1t





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3.3.3 回弹值的确定
回弹值的确定有理论计算法与经验数值两种。 当R/t＜5时，弯曲圆角半径的回弹值不大，因此，只考虑角度的回弹， 其值可按有关手册查出经验数据进行修正。 当R/t＞10时，因相对弯曲半径较大，这时，工件不仅角度有回弹，弯曲 圆角半径也有较大的变化。这时，回弹值可按下式进行计算，然后在生 产中再进行修正，见图3-9。
冲压工艺与模具设计
第3章 弯 曲
四川信息职业技术学院
机电工程系 唐秀兰编制
目 录
3.1 弯曲变形过程分析（p3） 3.2 最小弯曲半径（P7） 3.3 弯曲件的回弹（P10） 3.4 弯曲力的计算（P16） 3.5 弯曲件毛坯展开尺寸的计算（P18） 3.6 弯曲件的工艺性（P22） 3.7 弯曲件的工序安排（P26） 3.8 弯曲模工作部分结构参数的确定（P30） 3.9 弯曲模（P39）
Ll

180
l

180
R x1t
式中：R--铰链内圆角半径 t--材料厚度 图3-14 铰链式弯曲件 x1 --中性层系数，见表3-6
4、简化计算法，即查表法，见表3-7
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3.6 弯曲件的工艺性

弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等 是否符合弯曲加工工艺要求。具有良好工艺性的弯曲件，能简化模具结 构，提高工件质量，提高生产效率，降低生产成本。
3.1 弯曲变形过程分析
将毛坯或半成品制件沿弯曲线弯成一定角度和形状的工艺方法称为弯 曲。弯曲属于成形工序。弯曲可以利用装在压力机上的模具来进行，也可 在其它专用的弯曲机、弯管机等专用设备上进行。本章主要介绍毛坯或半 成品通过装在压力机上的模具来进行弯曲。
3.1.1 弯曲变形过程
最基本的弯曲变形是板 料的V形与U形弯曲，其
R xt
式中：R—弯曲件的内弯曲半径 t—材料厚度
x —中性层系数，见表3-4
图3-12
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3.5 弯曲件毛坯展开尺寸的计算


3.5.2 弯曲件毛坯展开尺寸的计算
1、R＞0.5t的弯曲件 一般将R＞0.5t的弯曲件称为有圆角半径的弯曲件，如图3-13。毛坯展 开长度应等于弯曲件直线部分的长度和圆弧部分长度之和。
图3-16 弯曲件的孔边距
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3.6.1 弯曲件的结构


4、弯曲件直边高度
在工件弯曲成90°时为了保证弯曲件的直边平直，弯曲件的直边高 h≥2t（图3-17）。若h<2t，在弯曲成形过程中，不能产生足够的弯矩， 很难得到形状准确的零件，若h<2t ，厚材料可在圆角处压槽弯曲，薄材 料或厚材料亦可加高直边高度，弯曲后再切除。
受力情况如图3-1所示
图3-1 弯曲过程
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3.1.2 塑性弯曲变形特点
图3-2 弯曲后工件侧面坐标 Ⅰ 弯曲前 Ⅱ 弯曲后
图3-3 弯曲区域的横截面变化 a—窄板（B/t<3） b—宽板（B/t>3）
4
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3.1.2 塑性弯曲变形特点
1、圆角部分的正方形变成了扇形，而板料的直边部分，除靠近圆角处略有 微小变化外，其余仍保持原来的正方形方格，因此，弯曲变形区主要是弯曲 的圆角部分。 2、在变形区内，从网格变化看，板料在长度、宽度、厚度三个方面都产生 了变形。 （1）长度方向 弯曲变形后内缘的纤维切向受压而缩短，外缘的纤维切向受拉而伸长。 其间必有一层金属，它的长度在变形前后保持不变，此层称为中性层。 （2）厚度方向 由于内缘长度方向的缩短，因而厚度应增大，但由于凸模紧紧压住板料， 厚度方向增加不易。外缘长度伸长，厚度要变薄，因增厚量小于变薄量，因 此，板料厚度在弯曲变形区内有变薄现象，中性层发生内移。 （3）宽度方向 内缘材料受压缩宽度应增加。外缘材料受拉伸，宽度要减小。这种变形情况 根据板料的宽度不同分为两种情况：在宽板(B/t＞3)弯曲时，材料在宽度方 向的变形会受到相邻材料的限制，横断面几乎不变，基本保持为矩形。大多 数零件属于宽板弯曲。而窄板(B/t＜3)弯曲时，宽度方向变形不受约束，断 面变成了内宽外窄的扇形，如图3-3。
2、工艺上采取措施 采用校正弯曲代替自由弯曲。对回弹值较大的材料，采用先退火再弯曲 以减小回弹，然后再淬火。

图3-10 在弯曲区域压制加强肋
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3.3.4 减小回弹的措施

3、模具设计上采取措施 （1）对于较硬和硬材料（如45、50、65Mn、T8A等），可根据公式34和公式3-5计算出回弹值，对凸、凹模工作部分形状和尺寸进行修正， 试模合格后，确定正确的凸凹模工作部分形状和尺寸。 （2）对于软材料（08、10、Q195、Q215等），可采用图3-11措施减 小回弹。 图3-11a、b、c、d，一般用于材料厚度1毫米以上的材料，在变形区采 取镦压法，加大变形区的变形程度，以减小回弹。 图3-11e为对回弹值不太大的，可在凸模上作出补偿角α和采用凸、凹模 之间小间隙的方法来减小回弹。
图3-5 材料纤维方向对 弯曲半径的影响
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3.2.1 影响最小弯曲半径的因素
3、板料表面质量与冲切断面质量 弯曲件毛坯断面因剪切而产生冷作硬化层，使其塑性降低，最小弯 曲半径增大。其次弯曲件的断面是由塌角、光亮带、断裂带、毛刺 四部分组成，毛刺和断裂带在弯曲时都会产生应力集中现象，致使 弯曲件从断面外层开始产生裂纹。弯曲时，必须尽可能将毛刺一面 处于弯曲时的受压内缘，以免应力集中而破裂。 ４、弯曲件角度 理论上弯曲变形区变形程度只与R/t有关，与弯曲件角度无关。实 际上由于材料的相互牵连，接近圆角的直边也参与了变形，即扩大 了弯曲变形区的范围。分散了集中在圆角部分的弯曲应变，这对于 圆角外表面受拉状态有缓解作用，因而有利降低最小弯曲半径的数 值。弯曲件角度越大，变形分散效应越显著，所以，最小弯曲半径 也越小。