3弯曲工艺与弯曲模具设计详解

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。
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：
r 1 E 1 t 2 s
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
3.1.2板料弯曲变形特点
通过网格试验观察弯曲变形特点（如图）。
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图3.1.3
弯曲前后坐标网络的变化
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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 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。 (宽板) (窄板)
(3)板料的表面质量与剪切断面质量
(4) (5)板材的方向性
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图3.4.4 U形件弯曲模具 1-凸模；2-凹模；3-弹簧；4-凸模活动镶块；5、9-凹模活动镶块；6-定位销；7-转轴；8-顶板
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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。
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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 毛坯的想对宽度 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。
弯曲工艺和弯曲模具设计 弯曲卸载后弯曲件的回弹
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Hale Waihona Puke Baidu
3.2.3
改进零件的结构设计
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3. 从工艺上采取措施
(1)采用热处理工艺 对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理， 降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。在条件允许的情 况下，甚至可使用加热弯曲。 (2)增加校正工序 运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改变其 变形区的应力应变状态，以减少回弹量。 (3)采用拉弯工艺 对于相对弯曲半径很大的弯曲件，由于变形区大部分处于弹性变形 状态，弯曲回弹量很大。这时可以采用拉弯工艺 (如图3.2.4)。
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图3.2.10
用校正法修正模具结构
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3.3.1最小相对弯曲半径（ r min/ t ）
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 r min/ 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
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3.1板料弯曲变形过程及变形特点
3.1.1弯曲变形过程
弯曲变形过程：如图所示V形件的弯曲，随着凸模进 入凹模深度的增大，凹模与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，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， 直至板料与凸、凹模完全贴合。
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 7.非变形区的影响
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减少回弹的措施
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)。
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弯曲是使材料产生塑性变形，形成一定曲率和角 度零件的冲压工序。 弯曲毛坯的种类：板料、棒料、型材、管材
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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 弯曲零件的成形方法
2.相对弯曲半径 r / t 相对弯曲变径 r / t 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。
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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
回弹现象
当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性 变形则完全消失。弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧 因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与 模具相应尺寸不一致的现象。这种现象称为弯曲件的弹性回 跳（简称回弹）。
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影响回弹的因素
1.材料的力学性能 材料的屈服点 s 越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳 越大。