弯曲模具设计

3.2 任务分析
该冲压件材料的厚度t=2mm，属薄板冲裁；零件 外形为矩形，几何形状简单；零件最大尺寸为 20mm，属小型冲件。
该零件采用自由公差IT14，采用冲压模具进行冲 裁与弯曲加工，能满足制件的精度要求。
该零件材料为20钢，具有良好的冲压性能，满足 冲压工艺要求。
该零件中批量生产，采用冲压生产，不但能保证 产品的质量，满足生产率要求，还能降低生产成 本。
冲压成形及模具设计
项目三 弯曲模具设计
➢项目一 冲压模具与冲压设备 ➢项目二 落料模设计 ➢项目三 弯曲模具设计 ➢项目四 拉深模设计 ➢项目五 复合模设计 ➢项目六 级进模设计
项目三 弯曲模具设计
掌握弯曲模具设计步骤； 掌握弯曲模具的典型结构； 掌握弯曲模具的总体结构与零部件结构设计方法。
3.3.3 弯曲变形的特点
图3-6 弯曲后的翘曲变形
3.3.3 弯曲变形的特点
图3-3 板料弯曲前后的网格变化
图3-4 弯曲角与弯曲带中心角
3.3.3 弯曲变形的特点
（2）在变形区内，从网格变形的情况看，板料在长、宽、 厚3个方向上都发生了变形。
① 长度方向。网格由正方形变成了扇形，靠近凹模的外 侧长度伸长，靠近凸模的内侧长度缩短。由内外表面至板 料中心，其缩短与伸长的程度逐渐变小。在缩短和伸长的 两个变形区之间必然有一层金属，它的长度在变形前后没 有什么变化，这层金属称为中性层。
方案三与前两种方案相比，经济效果较好，综合 分析，故采用该种冲压工艺方案。
3.3 知识链接
3.3.1 弯曲模具设计步骤 弯曲模具设计的步骤如下： （1）对弯曲零件进行工艺性分析。 （2）确定弯曲的工艺方案。 （3）选择模具的结构形式。 （4）进行必要的工艺计算。它主要包括以下步骤。 ① 毛坯展开长度的确定。 ② 弯曲力的计算。 ③ 弯曲模工作部分尺寸的确定。它包含凸、
3.3.3 弯曲变形的特点
研究材料的弯曲变形常采用网格法，如图3-3 所示。从板料弯曲变形后的情况可以发现以 下情况。
（1）弯曲变形主要发生在弯曲带中心角范
围内，中心角以外基本上不变形。若弯曲后 工件如图3-4所示，则反映弯曲变形区的弯曲
带中心角为，而弯曲后工件的角度为，两
者的关系为
＝180°−
3.3.2 弯曲变形过程
V形件的弯曲，是板料弯曲中最基本的一种， 其弯曲过程如图3-2所示。
图3-2 弯曲变形过程
3.3.2 弯曲变形过程
在开始弯曲时，板料的弯曲内侧半径ro大于凸模的圆角半 径r，随着凸模的下压，板料的直边与凹模V形表面逐渐靠 紧，弯曲内侧半径ro逐渐减小，即
r0＞r1＞r2＞r 同时弯曲力臂也逐渐减小，即 l0＞l1＞l2＞l k 当凸模、板料与凹模三者完全压合，板料的内侧弯曲半径
凹模圆角半径、凹模深度、凸凹模间隙等。
3.3.1 弯曲模具设计步骤
（5）选择与确定模具的主要零部件的结构 与尺寸。
（6）选择压力机的型号或验算已选的压力 机。
（7）绘制模具总装图及各非标准的零件图。 以上所述只是设计弯曲模时的大致工作过
程，反映了在设计时所应考虑的主要问题 及要做的工作，具体设计时，这些内容往 往都是交错进行的。
及弯曲力臂达到最小时，弯曲过程结束。 由于板料在弯曲变形过程中弯曲内侧半径逐渐减小，因
此弯曲变形部分的变形程度逐渐增加；又由于弯曲力臂逐 渐减小，弯曲变形过程中板料与凹模之间有相对滑移现象。 凸模、板料与凹模三者完全压合后，如果再增加一定的压 力，对弯曲件施压，则称为校正弯曲。没有这一过程的弯 曲称为自由弯曲。
剖面的畸变现象：对于窄板弯曲如图3-5（a）所示；对型 材、管材弯曲后的剖面畸变如图3-7所示，这种现象是因 为径向压应力所引起的。另外在薄壁管的弯曲中，还会出 现内侧面因受到压应力的作用而失稳起皱的现象。因此弯 曲管件时，管中应加填料或芯棒。
3.3.3 弯曲变形的特点
图3-5 弯曲变形区的横截面变化情况
பைடு நூலகம்
3.2 任务分析
零件为V形弯曲件，生产包括落料、冲孔和弯曲 三个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：
方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。或先落料， 后弯曲，再冲孔，采用三套单工序模生产；
方案二：落料－冲孔复合冲裁，再弯曲。采用复 合模和单工序弯曲模生产；
方案三：冲孔－落料连续冲裁，再弯曲。采用连 续模和单工序弯曲模生产；
对V形弯曲制件进行弯曲工艺分析的技能； 独立设计V形弯曲模具的技能。
3.1 项目任务
材料：20钢 料厚t=2mm 图3-1 V形结构件
生产任务要求：生 产批量：中批量； 手工送料；未注公 差IT14；弯曲角为 90度。
项目任务要求：模 具设计说明书1份； 模具装配图1张； 零件图2~3张。
3.3.3 弯曲变形的特点
3）弯曲后的翘曲与剖面畸变。细长的板料弯曲件，弯曲 后纵向产生翘曲变形（见图3-6）。这是因为沿折弯线方 向工件的刚度小，塑性弯曲时，外区宽度方向的压应变和 内区的拉应变将得以实现，结果使折弯线翘曲。当弯曲短 粗的弯曲件时，沿工件纵向刚度大，宽向应变被抑制，翘 曲则不明显。
② 厚度方向。由于内层长度方向缩短，因此厚度应增加。 但由于凸模紧压板料，厚度方向增加较困难。外层长度伸 长，厚度要变薄，但在整个厚度上，因为增厚量小于变薄 量，因此材料厚度在弯曲变形区内有变薄现象，使得在弹 性变形时位于板料厚度中间的中性层发生内移。
3.3.3 弯曲变形的特点
③ 宽度方向。内层材料受压缩，宽度应增加；外 层材料受拉伸，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（板料宽 度与厚度之比B/t >3）弯曲时，材料在宽度方向的 变形会受到相邻金属的限制，横断面几乎不变， 基本保持为矩形；而在窄板（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，图3-5所示为两种情况下的断面变化情况。由 于窄板弯曲时变形区断面发生畸变，因此当弯曲 件的侧面尺寸有一定要求或要和其他零件配合时， 需要增加后续辅助工序。对于一般的板料弯曲来 说，大部分属宽板弯曲。