弯曲工艺与模具设计an20121
合集下载
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
第3章弯曲工艺与模具设计an2012_1
(6)模具结构因素 间隙越小，角
度回弹量越小。
3.弯曲回弹值的确定
(1)大变形程度（r/t＜5）自由弯曲时的回弹值
卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的， 可以不予考虑，而仅考虑角度(弯曲中心角)的 回弹变化。
其值可查阅相关手册。
(2)小变形程度（r/t≥10）自由弯曲时的回弹值
凸模工作部分的圆角半 径和角度可按右式进行计算，
3.1 弯曲变形分析 3.2 宽板弯曲时的主应力值
和应力中性层的位置 3.3 弯曲件质量分析 3.4 弯曲加工的工艺性要求和工艺计算 3.5 弯曲模设计 3.6 凸、凹模工作部分尺寸确定
3.1 弯曲变形分析
V形件弯曲是最基本的弯曲变形，以此为例 来进行说明。 3.1.1弯曲变形过程
变形区主要在弯曲件的 圆角部分，板料受力情 况如图所示。
要弯曲必须要有弯曲力矩 自由弯曲、校正弯曲
V形弯曲板材受力情况
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。21 .6.3021 .6.30W ednesday, June 30, 2021
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。09: 56:5109 :56:510 9:566/ 30/202 1 9:56:51 AM
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午9时56 分51秒 上午9 时56分0 9:56:51 21.6.30
June 2021
1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist)
2.弯曲变形过程 自由弯曲
度回弹量越小。
3.弯曲回弹值的确定
(1)大变形程度（r/t＜5）自由弯曲时的回弹值
卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的， 可以不予考虑，而仅考虑角度(弯曲中心角)的 回弹变化。
其值可查阅相关手册。
(2)小变形程度（r/t≥10）自由弯曲时的回弹值
凸模工作部分的圆角半 径和角度可按右式进行计算，
3.1 弯曲变形分析 3.2 宽板弯曲时的主应力值
和应力中性层的位置 3.3 弯曲件质量分析 3.4 弯曲加工的工艺性要求和工艺计算 3.5 弯曲模设计 3.6 凸、凹模工作部分尺寸确定
3.1 弯曲变形分析
V形件弯曲是最基本的弯曲变形，以此为例 来进行说明。 3.1.1弯曲变形过程
变形区主要在弯曲件的 圆角部分，板料受力情 况如图所示。
要弯曲必须要有弯曲力矩 自由弯曲、校正弯曲
V形弯曲板材受力情况
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。21 .6.3021 .6.30W ednesday, June 30, 2021
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。09: 56:5109 :56:510 9:566/ 30/202 1 9:56:51 AM
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午9时56 分51秒 上午9 时56分0 9:56:51 21.6.30
June 2021
1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist)
2.弯曲变形过程 自由弯曲
03第三章弯曲工艺与弯曲模设计(冷冲压工艺及模具设计)
弯曲中心角为90°时部分材料的平均回弹角见表3-3。
当弯曲件弯曲中心角不为90°时，其回弹角可用下式计算：
90
90
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
第三节 弯曲卸载后的回弹
三、回弹值的确定（续）
３．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 3.3.2）计算，符号如右图 所示。
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。
（3）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，如图3.3.5所示。
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
第三节 弯曲卸载后的回弹
二、影响回弹的因素（续）
生活中的弯曲零件
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
用 模 具 成 形 弯 曲 件 一
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
用 模 具 成 形 弯 曲 件 二
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
复习上次课内容
1.板料弯曲的变形特点？最小弯曲半径 2.表示弯曲变形程度的参数是什么？表示弯曲时成形极限的 参数是什么？ 3.提高弯曲极限变形程度的方法？
10－定位板
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
V 形 弯 曲 板 材 受 力 情 况
1-凸模 2-凹模
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
弯 曲 过 程
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
弯
曲
前
弯曲前
坐 标
网
格
的
变
化
弯曲后
第三章 弯曲工艺与弯曲模设计
窄板（B/t3） 宽板（B/t3）
第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
第三章弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲是将金属板料毛坯、型材、棒材或管材等按照设计要求的曲率或角度成形为所需形状零件的冲压工序。
弯曲工序在生产中使用相当普遍。
零件的种类很多，如汽车的纵梁、自行车车把、各种电器零件的支架、门窗铰链等，图3.0.1为常见的弯曲零件。
3.0.1常见的弯曲零件（a）模具压弯；（b）折弯；（c）拉弯；（d）滚弯；（e）辊压3.0.2 弯曲零件的成形方法3.1 弯曲变形过程分析3.1.1 弯曲变形过程图3.1.1所示为板料在U形弯模和V形弯模中受力变形的基本情况。
凸模对板料在作用点A处施加外力p(U型)或2p(V)型，则在凹模的支承点B处引起反力p，并形成弯曲力矩M＝pa，这个弯曲力矩使板料产生弯曲。
图3.1.2是V型弯曲件的弯曲过程。
弯曲开始时，模具的凸、凹模分别和板料在A、B 处相接触，使板料产生弯曲。
在弯曲的开始阶段，弯曲圆角半径r很大，弯曲力矩很小, 仅引起材料的弹性弯曲变形。
随着凸模进入凹模深度的增大，凹模和板料的接触处位置发生变化，支点B沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂l 逐渐减小，即ln<l3 <l 2 <l1 。
同时弯曲圆角半径r 亦逐渐减小，即rn <r3 <r2 <r1 ，板料的弯曲变形程度进一步加大。
接近行程终了时，弯曲半径r继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形，直至板料和凸、凹模完全贴合。
3.1.1弯曲毛坯受力情况图3.1.1 V形零件弯曲过程3.1.2板料弯曲变形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，可以采用在弯曲前的板料侧表面用机械刻线或照相腐蚀制作正方形网格的方法。
然后用工具观察并测量弯曲前后网格的尺寸和形状变化情况，如图3.1.3所示。
弯曲前，材料侧面线条均为直线, 组成大小一致的正方形小格，纵向网格线长度。
弯曲后，通过观察网格形状的变化（图3.1.3b）可以看出弯曲变形具有以下特点：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通过对网格的观察，弯曲圆角部分的网格发生了显著的变化，原来正方形网格变成了扇形；而在远离圆角的直边部分，则没有这种变化；在靠近圆角处的直边，有少量的变化，这说明弯曲变形区主要在圆角部分。
弯曲工艺与模具设计PPT课件
度大小。 r/t越小，弯曲变形程度越大，有一最小相对弯曲半径rmin/t
2. 最小相对弯曲半径及其影响因素
最小相对弯曲半径是指板料弯曲时最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径与板料厚度
的比值
影响最小相对弯曲半径的因素：
1)材料的力学性能：塑性好， rmin/t
小。 2)板料的纤维方向：弯曲线与纤维方向
二、最小弯曲半径值确定 1.最小弯曲半径的近似理论计算
二、最小弯曲半径值确定 2.最小弯曲半径的经验值确定
由于影响最小弯曲半径大小的因素很多，因此计算结果与 实际的rmin有一定的误差，在实际生产中主要是参考经验数据来 确定各种材料的最小弯曲半径。
三、提高弯曲极限变形程度方法
1.弯曲件分两次弯曲，第一次采用较大的弯曲半径（大于 rmin），第二次按要求的弯曲半径弯曲。
接的影响。间隙小，回弹减小。相反，当间隙较大时，材料处 于松动状态，工件的回弹就大。
2. 影响回弹的因素
1）材料的力学性能:屈服极限越大、硬化指数越高，回弹量越大； 弹性模量越大，回弹越小。
2）相对弯曲半径:越大，回弹越大。 3）弯曲中心角:越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，
故回弹增加。 4）弯曲方式 ：校正弯曲的回弹比自由弯曲时大为减小。 5）工件形状： 形状越复杂、一次弯曲的角度越多，回弹越小。 6）模具结构： 带底凹模的回弹小。
弯曲中心角α越大，表示弯曲变形区的长度越长，回弹积 累值也越大，故回弹角Δα越大，但对弯曲半径的回弹影响不大。
二、影响回弹的因素 4.弯曲方式及校正力大小
自由弯曲时的回弹角要比校正弯曲来得大,这是因为校 正弯曲时，材料受到凸、凹模的压缩作用，不仅使弯曲变形 区毛坯外侧的拉应力有所减小，并且在外侧靠近中性层附近 的切向也出现和毛坯内侧切向一样的压缩应力。随着校正力 的增加，切向压应力区向毛坯的外表面不断扩展，以致毛坯 的全部或大部分断面均产生切向压缩应力。这样内、外层材 料回弹的方向取得一致，使其回弹量比自由弯曲时大为减少。 因此校正力越大，回弹值越小。
2. 最小相对弯曲半径及其影响因素
最小相对弯曲半径是指板料弯曲时最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径与板料厚度
的比值
影响最小相对弯曲半径的因素：
1)材料的力学性能：塑性好， rmin/t
小。 2)板料的纤维方向：弯曲线与纤维方向
二、最小弯曲半径值确定 1.最小弯曲半径的近似理论计算
二、最小弯曲半径值确定 2.最小弯曲半径的经验值确定
由于影响最小弯曲半径大小的因素很多，因此计算结果与 实际的rmin有一定的误差，在实际生产中主要是参考经验数据来 确定各种材料的最小弯曲半径。
三、提高弯曲极限变形程度方法
1.弯曲件分两次弯曲，第一次采用较大的弯曲半径（大于 rmin），第二次按要求的弯曲半径弯曲。
接的影响。间隙小，回弹减小。相反，当间隙较大时，材料处 于松动状态，工件的回弹就大。
2. 影响回弹的因素
1）材料的力学性能:屈服极限越大、硬化指数越高，回弹量越大； 弹性模量越大，回弹越小。
2）相对弯曲半径:越大，回弹越大。 3）弯曲中心角:越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，
故回弹增加。 4）弯曲方式 ：校正弯曲的回弹比自由弯曲时大为减小。 5）工件形状： 形状越复杂、一次弯曲的角度越多，回弹越小。 6）模具结构： 带底凹模的回弹小。
弯曲中心角α越大，表示弯曲变形区的长度越长，回弹积 累值也越大，故回弹角Δα越大，但对弯曲半径的回弹影响不大。
二、影响回弹的因素 4.弯曲方式及校正力大小
自由弯曲时的回弹角要比校正弯曲来得大,这是因为校 正弯曲时，材料受到凸、凹模的压缩作用，不仅使弯曲变形 区毛坯外侧的拉应力有所减小，并且在外侧靠近中性层附近 的切向也出现和毛坯内侧切向一样的压缩应力。随着校正力 的增加，切向压应力区向毛坯的外表面不断扩展，以致毛坯 的全部或大部分断面均产生切向压缩应力。这样内、外层材 料回弹的方向取得一致，使其回弹量比自由弯曲时大为减少。 因此校正力越大，回弹值越小。
模具设计基础-第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计ppt课件
自由弯曲 弹性弯曲
校正弯曲 塑性弯曲
弯曲效果：表现为弯曲半径和弯曲中心角的变化（具设计
3.弯曲变形分析 研究材料的变形，常采用网格法。根据坐标网格的变
化情况来分析弯曲变形时毛坯的变形特点。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
（1）弯曲变形区的位置 通过对网格的观察，可见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，而其余直边部分的网格仍保持原状，没有 变形。说明弯曲变形的区域主要发生在弯曲圆角区，即弯曲 带中心角α 范围内。
模具设计基础
—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
了解弯曲工艺及弯曲件的结构工艺性分析，理解弯 曲变形过程分析，理解弯曲件的质量问题及防止措施， 掌握弯曲工艺设计和弯曲模具典型结构组成及工作过程 分析。
应该具备的能力：具备弯曲件的工艺性分析、工艺 计算和典型结构选择的基本能力，初步具备根据弯曲件 质量问题正确分析原因并给出防止措施的能力。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
二、弯曲件回弹
材料在弯曲过程中，伴随着塑性变形总存在着弹性变形， 弯曲力消失后，塑性变形部分保留下来，而弹性变形部分要恢 复，从而使弯曲件与弯曲模的形状并不完全一致，这种现象称 为弯曲件的回弹。回弹是所有弯曲件都存在的问题，只不过是 回弹量大小而已。回弹量的大小通常用角度回弹量 Δθ 和曲率 回弹量 Δ r 来表示。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
弯曲件在生产生活中经常见到，如下图所示的电器元 件和弯管均为弯曲件。这些产品的共同特点是：不管是板 类件还是管形件，都有一定的弯曲角度。另外，很多弯曲 件上有孔，是先冲孔还是先弯曲，如何判断并制定加工的 先后顺序呢？
弯曲工艺和弯曲模具设计
热弯、多次弯曲等（如图3.3.3）。 2.弯曲件形状与尺寸的对称性
弯曲件的形状与尺寸应尽可能对称、高度也不应相差太大。当冲压不对 称的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移(如图3.3.4)，尺寸不易保证。 为防止毛坯的偏移，在设计模具结构时应考虑增设压料板，或增加工艺孔定 位。
弯曲件形状应力求简单，边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上先将缺口冲 出，弯曲时会出现叉口现象，严重时难以成形。这时必须在缺口处留有连结 带，弯曲后再将连接带切除(如图3.3.5)。
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
弯曲工艺和弯曲模具设计
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。
5.弯曲件形状 工件的形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量越多，
使回弹困难，因而回弹角减小。 6.模具间隙
在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就
1.材料选择 应尽可能选用弹性模数大的，屈服极限小，机械性比较稳
定的材料。 2.改进弯曲件的结构设计
设计弯曲件时改进一些结构，加强弯曲件的刚度以减小回 弹。比如：在变形区压加强肋或压成形边翼，增加弯曲件的刚 性，使弯曲件回弹困难(如图3.2.3)。
2019/11/21
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
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。
(宽板) b / t 3 ：横断面几乎不变；
(窄板) b / t 3 ：断面变成了内宽外窄的扇形。
2019/11/21
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
弯曲件的形状与尺寸应尽可能对称、高度也不应相差太大。当冲压不对 称的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移(如图3.3.4)，尺寸不易保证。 为防止毛坯的偏移，在设计模具结构时应考虑增设压料板，或增加工艺孔定 位。
弯曲件形状应力求简单，边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上先将缺口冲 出，弯曲时会出现叉口现象，严重时难以成形。这时必须在缺口处留有连结 带，弯曲后再将连接带切除(如图3.3.5)。
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
弯曲工艺和弯曲模具设计
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。
5.弯曲件形状 工件的形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量越多，
使回弹困难，因而回弹角减小。 6.模具间隙
在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就
1.材料选择 应尽可能选用弹性模数大的，屈服极限小，机械性比较稳
定的材料。 2.改进弯曲件的结构设计
设计弯曲件时改进一些结构，加强弯曲件的刚度以减小回 弹。比如：在变形区压加强肋或压成形边翼，增加弯曲件的刚 性，使弯曲件回弹困难(如图3.2.3)。
2019/11/21
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
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。
(宽板) b / t 3 ：横断面几乎不变；
(窄板) b / t 3 ：断面变成了内宽外窄的扇形。
2019/11/21
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
弯曲工艺和弯曲模具设计(精)
2018/9/19
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
弯曲工艺和弯曲模具设计
2018/9/19
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
弯曲工艺和弯曲模具设计
4. 从模具结构采取措施 (1) 补偿法
利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算 或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几 何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量(如图3.2.9) 。 (2)校正法 可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变 形区应力应变状态的改变程度（迫使材料内外侧同为切向压应 力、切向拉应变 ）如图3.2.10。 (3) 纵向加压法 在弯曲过程完成后，利用模具的 突肩在 弯曲件的端部纵 向加压（如图 3.2.11）, 使弯曲变形区横断面上都受到压应 力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。利 用这种方法可获得较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。
2018/9/19
b/t 3
：横断面几乎不变；
b / t 3 ：断面变成了内宽外窄的扇形。
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
r 1 E 1 t 2 s
弯曲工艺和弯曲模具设计
3.1.3弯曲时变形区的应力和应变
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：
弯曲工艺和弯曲模具设计
2018/9/19
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
弯曲工艺和弯曲模具设计
2018/9/19
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc.
模具设计基础-第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
弯曲件在生产生活中经常见到，如下图所示的电器元 件和弯管均为弯曲件。这些产品的共同特点是：不管是板 类件还是管形件，都有一定的弯曲角度。另外，很多弯曲 件上有孔，是先冲孔还是先弯曲，如何判断并制定加工的 先后顺序呢？
概述
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。
2）圆角半径r<0.5t的弯曲件
按变形前后体积不变条件确定坯料长度。通常采用
经验公式计算。
2、弯曲力计算 1）自由弯曲时的弯曲力
V形件弯曲力
F 1
0.6KBt 2 b
Rt
U形件弯曲力
F 1
0.7KBt 2
Rt
b
式中： F1——自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；
Ｂ——弯曲件的宽度； R——弯曲件的内弯曲半径；
（4）弯曲件的孔边距 当弯曲带孔的工件时，如孔位于弯曲变形区附近，则弯曲 后孔的形状会发生改变。为了避免这种缺陷的出现，必须使孔 处于弯曲变形区之外。
当t2m m，S t 当t 2m m，S 2t
5．止裂孔、止裂槽
如图 3.12 所示， 当局部弯曲某一段边缘时， 为了防止 尖角处由于应力集中而产生裂纹，可增添工艺孔、 工艺槽或 将弯曲线移动一定距离， 以避开尺寸突变处， 并满足b≥t， h=t+r+b/2的条件。
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。
1）圆角半径r>0.5t的弯曲件
按中性层展开的原理，坯料总 长度应等于弯曲件直线部分和圆弧 部分长度之和，即
Lz
l1
l2
冲压模具设计与制造-弯曲工艺与模具设计
第24页 ，共38页。
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
第15页 ，共38页。
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
第16页 ，共38页。
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
第22页 ，共38页。
(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。
第23页 ，共38页。
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，
第19页 ，共38页。
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。
第20页 ，共38页。
四.弯曲件的工序安排原则
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
第15页 ，共38页。
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
第16页 ，共38页。
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
第22页 ，共38页。
(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。
第23页 ，共38页。
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，
第19页 ，共38页。
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。
第20页 ，共38页。
四.弯曲件的工序安排原则
弯曲工艺与模具设计共55页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
弯曲工艺与模具设计4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
r/t越小，则厚度变薄量大
4）变形区内板料横断面的变化则视板料的宽窄而 有所不同 b/t>3宽板弯曲，横断面几乎不变 b/t<3窄板弯曲，断面产生了畸变
5）板料长度增加
弯曲前
弯曲后
弯曲前坐标网格的变化
2. 弯曲变形程度与相对弯曲半径
弯裂：使变形区外层材料沿板宽方向产生裂纹而导致破坏
由弯曲变形的有关知识可知，距中性层为y处的纤维，其
形区外层材料沿板宽方向产生拉伸裂纹而导 致破坏。 弯曲变形程度的控制指标：最小相对弯曲半径
2.影响rmin/t的因素：
1）材料的机械性能 材料的塑性越好，便可采用越小的rmin/t。
2）弯曲件角度 (以90º为界)
3）板料厚度 4）板料的热处理状态(退火、 加工硬化) 5）毛坯的断面质量和板料 的表面质量
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
曲件如下: 用 模 具 成 形 弯 曲 件
本章与第2章相比：准确工艺计算难，模具动作
复杂、结构设计规律性不强。
弯曲模设计程序
审图 弯曲工艺性分析 弯曲工艺方案制定
毛坯尺寸计算 回弹补偿量确定 弯曲力及压力中心计算 弯曲设备选择 凸、凹模结构设计 总体结构设计 弯曲模装配图绘制 非标零件图绘制
第3章 弯曲工艺与弯曲模
应变为：（ y) y Nhomakorabea假设中性层的位置为：
r t
2 最大应变出现在最外层纤维，
即y=t/2的应变：
max
2
1 r 1
当相对弯曲半径r/t减小时， max 将增加 因此应限制相对弯曲半径r/t的值
t
最小相对弯曲半径rmin/t：外层纤维不拉裂的极限 弯曲半径，表示板料弯曲变形程度的大小，越小 则变形程度越大。
为零，应力的值与切 向应变相同
3.2 宽板弯曲时的主应力值和应力中性层的位置 1.无硬化塑性弯曲 (1) 外区的3个主应力
|σρ|ρ dα |σρ dσρ| ( d ) d 2 sin(d / 2) d 0
(2) 内区的3个主应力
（3）应力中性层的位置 应力中性层上的应力是不连续的
第3章 弯曲工艺与模具设计
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、弯曲模典型结构、弯曲模工作零件设计等。
逐渐从弹-塑性变形阶段，变为纯塑性变形阶段
应力>σb 拉裂
2.弯曲变形区的应力应变状态 (1) 切向
以中性层为界，外受拉，内受压 (2) 厚度
内外都受压
(3) 宽度方向 分为窄板和宽板分别进行讨论
(1)窄板弯曲
内、外区宽向应力
为零，应变的值与切
向应变相反
ａ）
窄
板
b）
宽
板
(2)宽板弯曲 内、外区宽向应变
要弯曲必须要有弯曲力矩 自由弯曲、校正弯曲
V形弯曲板材受力情况
2.弯曲变形过程 自由弯曲
校正弯曲
弯曲过程
如果再继续加
力，则称为校 正弯曲
3.1.2 弯曲变形分析
1.弯曲变形区的特点
为了研究弯曲变形的情况,将其表面划上网格
弯曲前
观察弯曲变形后坐标 网格及工件横断面的变化， 变形区由矩形变为扇形， 其变形特点为： 1）弯曲的变形区主要是 弯曲件的圆角部分。
3.弯曲变形中性层的位置 板料弯曲时应变中性层的长度始终是不变化
的。
0 (r t / 2)
η=t1/t为变薄系数
3.1.3 弯曲变形区的应力应变状态 1. 弯曲变形阶段
外层
中性层
内层
a) 弹性弯曲 b)弹－塑性弯曲 c)纯塑性弯曲
应力<σs 弹形变形，回复，无作用，弹性弯曲阶段 应力>σs
工作区塑性变形先是内外表面，逐渐向中心扩展
弯曲后 弯曲前坐标网格的变化
2）在圆角变形区内，变 形是不均匀的。
外侧受拉，内侧受压。 有一个既不伸长也不缩短的金属层，称为应变 中型层。 以此为界，分为内、外两层区域。
弯曲前
弯曲后 弯曲前坐标网格的变化
3）弯曲时外侧的减薄量 大于内侧的增厚量，从 而在变形中厚度将变薄
用变薄系数 t1 / t
弯曲回弹的表现形式：
①弯曲半径的变化：回弹会使 工件的圆角半径增大，即r’＞r。 则回弹量可表示为：
Δr=r’- r
②弯曲件角度：回弹会使弯曲 件的弯曲中心角减小，即α’＜α。 则回弹量可表示为：
Δα=α-α’
弯曲时的回弹会造成弯曲的角度和工件尺寸误差
(2) 弯曲回弹与残余应力
3 4
2. 影响弯曲回弹的因素 (1)材料的机械(力学)性能
3.1 弯曲变形分析 3.2 宽板弯曲时的主应力值
和应力中性层的位置 3.3 弯曲件质量分析 3.4 弯曲加工的工艺性要求和工艺计算 3.5 弯曲模设计 3.6 凸、凹模工作部分尺寸确定
3.1 弯曲变形分析
V形件弯曲是最基本的弯曲变形，以此为例 来进行说明。 3.1.1弯曲变形过程
变形区主要在弯曲件的 圆角部分，板料受力情 况如图所示。
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。
弯曲成形典型零件
生活中的弯曲零件
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折弯、 滚弯、拉弯等。
模具压弯
滚弯
折弯
拉弯
弯曲件的弯曲方法
弯曲模：弯曲所使用的模具。用模具成形的弯
6）折弯方向(与材料纹向的关系)
折 弯 方 向 对 rmin/ t 的 影 响
3.最小相对弯曲半径rmin/t的确定
3.3.2 弯曲件的回弹
1.弯曲回弹现象分析
（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。
当r/t>5时，应力状态简图接近线性，应力中性 层与毛坯中心层重合
当r/t<5时，应力中性层从毛坯中心层向曲率中 心方向即内侧偏移 偏移的原因是由于径向压应力的作用
3.有硬化弯曲的主应力分布
3.3 弯曲件质量分析
3.3.1 弯裂与最小相对弯曲半径
1. 弯曲变形程度的控制 弯裂：当弯曲变形达到一定程度时，将会使变
4）变形区内板料横断面的变化则视板料的宽窄而 有所不同 b/t>3宽板弯曲，横断面几乎不变 b/t<3窄板弯曲，断面产生了畸变
5）板料长度增加
弯曲前
弯曲后
弯曲前坐标网格的变化
2. 弯曲变形程度与相对弯曲半径
弯裂：使变形区外层材料沿板宽方向产生裂纹而导致破坏
由弯曲变形的有关知识可知，距中性层为y处的纤维，其
形区外层材料沿板宽方向产生拉伸裂纹而导 致破坏。 弯曲变形程度的控制指标：最小相对弯曲半径
2.影响rmin/t的因素：
1）材料的机械性能 材料的塑性越好，便可采用越小的rmin/t。
2）弯曲件角度 (以90º为界)
3）板料厚度 4）板料的热处理状态(退火、 加工硬化) 5）毛坯的断面质量和板料 的表面质量
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
曲件如下: 用 模 具 成 形 弯 曲 件
本章与第2章相比：准确工艺计算难，模具动作
复杂、结构设计规律性不强。
弯曲模设计程序
审图 弯曲工艺性分析 弯曲工艺方案制定
毛坯尺寸计算 回弹补偿量确定 弯曲力及压力中心计算 弯曲设备选择 凸、凹模结构设计 总体结构设计 弯曲模装配图绘制 非标零件图绘制
第3章 弯曲工艺与弯曲模
应变为：（ y) y Nhomakorabea假设中性层的位置为：
r t
2 最大应变出现在最外层纤维，
即y=t/2的应变：
max
2
1 r 1
当相对弯曲半径r/t减小时， max 将增加 因此应限制相对弯曲半径r/t的值
t
最小相对弯曲半径rmin/t：外层纤维不拉裂的极限 弯曲半径，表示板料弯曲变形程度的大小，越小 则变形程度越大。
为零，应力的值与切 向应变相同
3.2 宽板弯曲时的主应力值和应力中性层的位置 1.无硬化塑性弯曲 (1) 外区的3个主应力
|σρ|ρ dα |σρ dσρ| ( d ) d 2 sin(d / 2) d 0
(2) 内区的3个主应力
（3）应力中性层的位置 应力中性层上的应力是不连续的
第3章 弯曲工艺与模具设计
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、弯曲模典型结构、弯曲模工作零件设计等。
逐渐从弹-塑性变形阶段，变为纯塑性变形阶段
应力>σb 拉裂
2.弯曲变形区的应力应变状态 (1) 切向
以中性层为界，外受拉，内受压 (2) 厚度
内外都受压
(3) 宽度方向 分为窄板和宽板分别进行讨论
(1)窄板弯曲
内、外区宽向应力
为零，应变的值与切
向应变相反
ａ）
窄
板
b）
宽
板
(2)宽板弯曲 内、外区宽向应变
要弯曲必须要有弯曲力矩 自由弯曲、校正弯曲
V形弯曲板材受力情况
2.弯曲变形过程 自由弯曲
校正弯曲
弯曲过程
如果再继续加
力，则称为校 正弯曲
3.1.2 弯曲变形分析
1.弯曲变形区的特点
为了研究弯曲变形的情况,将其表面划上网格
弯曲前
观察弯曲变形后坐标 网格及工件横断面的变化， 变形区由矩形变为扇形， 其变形特点为： 1）弯曲的变形区主要是 弯曲件的圆角部分。
3.弯曲变形中性层的位置 板料弯曲时应变中性层的长度始终是不变化
的。
0 (r t / 2)
η=t1/t为变薄系数
3.1.3 弯曲变形区的应力应变状态 1. 弯曲变形阶段
外层
中性层
内层
a) 弹性弯曲 b)弹－塑性弯曲 c)纯塑性弯曲
应力<σs 弹形变形，回复，无作用，弹性弯曲阶段 应力>σs
工作区塑性变形先是内外表面，逐渐向中心扩展
弯曲后 弯曲前坐标网格的变化
2）在圆角变形区内，变 形是不均匀的。
外侧受拉，内侧受压。 有一个既不伸长也不缩短的金属层，称为应变 中型层。 以此为界，分为内、外两层区域。
弯曲前
弯曲后 弯曲前坐标网格的变化
3）弯曲时外侧的减薄量 大于内侧的增厚量，从 而在变形中厚度将变薄
用变薄系数 t1 / t
弯曲回弹的表现形式：
①弯曲半径的变化：回弹会使 工件的圆角半径增大，即r’＞r。 则回弹量可表示为：
Δr=r’- r
②弯曲件角度：回弹会使弯曲 件的弯曲中心角减小，即α’＜α。 则回弹量可表示为：
Δα=α-α’
弯曲时的回弹会造成弯曲的角度和工件尺寸误差
(2) 弯曲回弹与残余应力
3 4
2. 影响弯曲回弹的因素 (1)材料的机械(力学)性能
3.1 弯曲变形分析 3.2 宽板弯曲时的主应力值
和应力中性层的位置 3.3 弯曲件质量分析 3.4 弯曲加工的工艺性要求和工艺计算 3.5 弯曲模设计 3.6 凸、凹模工作部分尺寸确定
3.1 弯曲变形分析
V形件弯曲是最基本的弯曲变形，以此为例 来进行说明。 3.1.1弯曲变形过程
变形区主要在弯曲件的 圆角部分，板料受力情 况如图所示。
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。
弯曲成形典型零件
生活中的弯曲零件
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折弯、 滚弯、拉弯等。
模具压弯
滚弯
折弯
拉弯
弯曲件的弯曲方法
弯曲模：弯曲所使用的模具。用模具成形的弯
6）折弯方向(与材料纹向的关系)
折 弯 方 向 对 rmin/ t 的 影 响
3.最小相对弯曲半径rmin/t的确定
3.3.2 弯曲件的回弹
1.弯曲回弹现象分析
（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。
当r/t>5时，应力状态简图接近线性，应力中性 层与毛坯中心层重合
当r/t<5时，应力中性层从毛坯中心层向曲率中 心方向即内侧偏移 偏移的原因是由于径向压应力的作用
3.有硬化弯曲的主应力分布
3.3 弯曲件质量分析
3.3.1 弯裂与最小相对弯曲半径
1. 弯曲变形程度的控制 弯裂：当弯曲变形达到一定程度时，将会使变