弯曲工艺与模具设计

弯曲工艺与模具设计第 3章 3.1 弯曲基本原理3.2 弯曲质量问题及控制3.3 弯曲工艺计算3.4 弯曲件的工艺性及工序安排3.5 弯曲模典型结构本章教学要求： 掌 握 ：弯 曲 变 形 的 特 点 ， 弯 曲 常 见 的质 量 问 题 、 产 生 原 因 及 处 理 方 法 ；工 艺 计 算 ： 弯 曲 件 展 开 计 算 ，弯 曲 模 工 作 部 分 尺 寸 计 算 ， 弯 曲工 艺 力 计 算 等 ；弯 曲 件 工 艺 性 分 析 、 工 序 安 排及 弯 曲 模 典 型 结 构 ； 了 解 ：常 用 弯 曲 方 法 ；弯 曲 变 形 过 程 ； 学 习 本 章 后 应 达 到 的 目 标 ：熟 悉 典 型 弯 曲 件 的 工 序 安 排 有弯 曲 模 结 构 ， 学 会 使 用 设 计 资 料并 能 设 计 中 等 复 杂 程 度 的 弯 曲 模 。本章主要内容： 3.1 弯曲基本原理弯 曲 变 形 的 概 念 和 分 类 3.1.1 弯 曲 变 形 过 程 及 特 点 3.1.2 变 形 区 的 应 力 应 变 状 态 3.1.3 3.1.1 弯曲变形的概念和分类1 弯曲的概念3.1 弯曲基本原理弯 曲 将 金 属 板 料 、 棒 料 、 管 料 或 型 材 等 弯 成 一 定 的 角 度 和 曲 率 ， 从 而 获得 所 需 形 状 工 件 的 冲 压 工 艺 。概 念 3.1.1 弯曲变形的概念和分类1 弯曲的概念3.1 弯曲基本原理弯 曲 件 举 例 （ 1） 3.1.1 弯曲变形的概念和分类1 弯曲的概念3.1 弯曲基本原理弯 曲 件 举 例 （ 2） 3.1.1 弯曲变形的概念和分类3.1 弯曲基本原理 根 据 弯 曲 方 式 的 不 同 ， 弯 曲 方 法 可 分 为 压 弯 、 折 弯 、 滚 弯 、 拉 弯 等 。压 弯 ： 在 普 通 压 力 机 上 用 模 具 进 行折 弯 、 滚 弯 或 拉 弯 ： 在 专 用 弯 曲 机 上 进 行压弯折弯滚弯2 弯曲的分类 3.1 弯曲基本原理弯 曲 变 形 的 概 念 和 分 类 3.1.1 弯 曲 变 形 过 程 及 特 点 3.1.2 变 形 区 的 应 力 应 变 状 态 3.1.3 3.1.2 弯曲变形过程及特点3.1 弯曲基本原理 自 由 弯 曲 板 料 未 完 全 与 模 具 贴 合 前 的 弯 曲 ， 板 料 与 模 具 线 接 触 校 正 弯 曲 板 料 与 模 具 完 全 贴 合 后 继 续 施 压 的 弯 曲 ， 板 料 与 模 具 面 接 触1 弯曲变形过程 3.1.2 弯曲变形过程及特点3.1 弯曲基本原理2 弯曲变形的特点特 点 1：工 件 可 分 成 直 边 和 圆 角 两 部分 ， 圆 角 部 分 为 主 要 变 形 区 3.1.2 弯曲变形过程及特点3.1 弯曲基本原理2 弯曲变形的特点特 点 2：主 要 变 形 区 切 向 变 形 不 均 匀内 侧 （ 凸 模 一 侧 ） 受 压 缩 短外 侧 （ 凹 模 一 侧 ） 受 拉 伸 长存 在 应 变 中 性 层 3.1.2 弯曲变形过程及特点3.1 弯曲基本原理2 弯曲变形的特点特 点 3：主 要 变 形 区 板 料 厚 度 易 产 生厚 度 变 薄 ， 长 度 增 加 3.1.2 弯曲变形过程及特点3.1 弯曲基本原理2 弯曲变形的特点特 点 4：变 形 区 内 板 料 横 截 面 的 变 化与 板 料 宽 窄 有 关b/t3： 横 截 面 基 本 保 持 不 变 3.1 弯曲基本原理弯 曲 变 形 的 概 念 和 分 类 3.1.1 弯 曲 变 形 过 程 及 特 点 3.1.2 变 形 区 的 应 力 应 变 状 态 3.1.3 3.1.3 变形区的应力应变分析3.1 弯曲基本原理a) 弹 性 弯 曲 （ r/t很 大 时 ）b) 弹 -塑 性 弯 曲 （ r/t200时 ）c) 纯 塑 性 弯 曲 （ 200r/t5时 ）1 小变形弯曲坯料弯曲变形区内切向应力的分布 3.1.3 变形区的应力应变分析3.1 弯曲基本原理 当 r/t35时 板 料 进 入 立 体 塑 性 弯 曲2 立体塑性弯曲板料在弯曲过程中的应力、应变状态1-切向；2-厚度方向；3-宽度方向 结 论窄 板 弯 曲 ： 应 力 是 平 面 的 ； 应 变 是 立 体 的 宽 板 弯 曲 ： 应 力 是 立 体 的 ； 应 变 是 平 面 的 3.2 弯曲质量问题及控制弯 裂 3.2.1 弯 曲 回 弹 3.2.2 弯 曲 偏 移 3.2.3 3.2.1 弯裂3.2 弯曲质量问题及控制1 弯裂的概念 概 念弯 曲 时 板 料 外 侧 受 拉 ， 当 外 侧 拉 应 力 超 过 材 料 抗 拉 强 度 后 ， 在 板 料 的 外 侧将 产 生 裂 纹 ， 此 种 现 象 称 为 弯 裂 。 两 点 假 设 厚 度 不 变 应 变 中 性 层 居 中 结 论 r/t越 小 ， 板 料 切 向 变 形 程 度 越 大 rmin/t 表 示 弯 曲 成 形 极 限 12 1tr外 3.2.1 弯裂3.2 弯曲质量问题及控制2 影响rmin/t的因素 材 料 的 力 学 性 能 及 热 处 理 状 态材 料 塑 性 越 好 ， rmin/t退 火 后 板 材 塑 性 好 ， rmin/t； 冷 作 硬 化 的 板 料 塑 性 差 ， rmin/t 弯 曲 带 中 心 角 弯 曲 中 心 角 越 小 ， rmin/t 板 料 的 表 面 和 侧 边 质 量 弯 曲 方 向板 料 纤 维 方 向 与 弯 曲 线 ：垂 直 ： r min/t最 小平 行 ： rmin/t最 大一 般 夹 角 不 小 于 30 3.2.1 弯裂3.2 弯曲质量问题及控制3 rmin/t值的确定 3.2.1 弯裂3.2 弯曲质量问题及控制4 控制弯裂的措施 热 处 理 去 除 剪 切 面 毛 刺 ， 降 低 表 面 粗 糙 度 将 毛 刺 一 边 置 于 弯 曲 内 区 加 热 弯 曲 两 次 弯 曲 开 工 艺 槽 或 压 工 艺 凸 肩 3.2 弯曲质量问题及控制弯 裂 3.2.1 弯 曲 回 弹 3.2.2 弯 曲 偏 移 3.2.3 3.2.2 弯曲回弹3.2 弯曲质量问题及控制1 弯曲回弹的概念 概 念弯 曲 件 在 模 具 中 所 形 成 的 弯 曲 半 径 和 弯 曲 角 度 在 从 模 具 中 取 出 后 发 生 改 变的 现 象 称 为 回 弹 。 3.2.2 弯曲回弹3.2 弯曲质量问题及控制1 弯曲回弹的概念 表 示 方 法回 弹 的 大 小 通 常 用 弯 曲 件 的 弯 曲 半 径 或 弯 曲 角 与 凸 模 相 应 半 径 或 角 度 的 差值 来 表 示 。 pprrr r， 0 正 回 弹r， 0 负 回 弹 3.2.2 弯曲回弹3.2 弯曲质量问题及控制2 影响回弹的因素 材 料 的 力 学 性 能s/E 越 大 ， 回 弹 越 大 相 对 弯 曲 半 径 r/tr/t越 大 ， 回 弹 越 大 弯 曲 件 的 形 状弯 曲 件 越 复 杂 ， 回 弹 越 小 凸 、 凹 模 间 隙凸 、 凹 模 间 隙 越 大 ， 回 弹 越 大 弯 曲 方 式校 正 弯 曲 比 自 由 弯 曲 的 回 弹 小 3.2.2 弯曲回弹3.2 弯曲质量问题及控制3 回弹值的确定弯 曲 半 径 的 变 化 不 大 ， 可 忽 略 不 计 ， 只 考 虑 角 度 的 回 弹 。大 变 形 自 由 弯 曲 （ r/t0.5t 时的展开长度计算 理 论 计 算 法 3.3.1 弯曲件展开计算3.3 弯曲件工艺计算2 r0.5t 时的展开长度计算 近 似 计 算外 侧 尺 寸 加 算 法 3.3.1 弯曲件展开计算3.3 弯曲件工艺计算2 r0.5t 时的展开长度计算 近 似 计 算内 侧 尺 寸 加 算 法 以 上 计 算 法 只 能 用 于 形 状简 单 ， 弯 曲 个 数 少 、 精 度要 求 不 高 的 弯 曲 件 。 对 于形 状 复 杂 、 多 角 弯 曲 及 精度 要 求 高 的 弯 曲 件 ， 应 先按 上 述 公 式 近 似 计 算 ， 准确 的 毛 坯 长 度 则 依 据 试 冲结 果 来 确 定 。当 r 0.5t 时 ， 弯 曲 变 形 区厚 度 变 薄 较 大 ， 一 般 按 体积 不 变 确 定 ， 请 查 阅 相 关手 册 。 3.3.1 弯曲件展开计算3.3 弯曲件工艺计算3 铰链式弯曲件展开长度计算 对 于 r =(0.63.5)t的 铰 链 件 ， 通 常 采 用 推 （ 卷 ） 圆 的 方 法 成 形 ， 推 圆 过程 中 板 料 有 所 增 厚 ， 其 坯 料 长 度 可 按 下 式 近 似 计 算 ： txrlrtxrlL 11 7.47.5)(5.1 总 3.3 弯曲工艺计算弯 曲 件 展 开 计 算 3.3.1 弯 曲 模 工 作 部 分 尺 寸 计 算 3.3.2 3.3.2 弯曲模工作部分尺寸计算3.3 弯曲件工艺计算1 凸、凹模间隙 V 形 弯 曲 ， 凸 、 凹 模 间 隙 靠 调 整 压 力 机 闭 合 高 度 来 控 制 ， 不 需 要 在 模 具结 构 上 确 定 间 隙 。 U 形 弯 曲 必 须 选 择 适 当 的 间 隙 。单 边 间 隙 值 可 按 下 式 确 定或 按 以 下 经 验 数 据 确 定kttC max tC tC )1.11(: )15.105.1(: 有色金属钢板 3.3.2 弯曲模工作部分尺寸计算3.3 弯曲件工艺计算2 凸、凹模宽度尺寸 弯 曲 件 标 注 外 形 尺 寸 （ 制 件 基 本 尺 寸 为 L， 公 差 为 ） 弯 曲 件 标 注 内 形 尺 寸 （ 制 件 基 本 尺 寸 为 L， 公 差 为 ）dLLd 0max 43 02 pcLL dp 0min 43 pLLp dcLL pd 02 3.3.2 弯曲模工作部分尺寸计算3.3 弯曲件工艺计算3 凸、凹模圆角半径及凹模深度 凸 模 圆 角 半 径 rp若 r rmin r/t 10或 精 度 要 求 不 高 时 ： rp=r r/t 10或 精 度 要 求 较 高 时 ： rp考 虑 回 弹 补 偿 后 确 定若 r rmin rp rmin,再 进 行 整 形 （ 整 形 模 rp=r） 凸 模 圆 角 半 径 r d （ 教 材 表 5-12） 凹 模 深 度 （ 教 材 表 5-12） 3.4 弯曲件的工艺性及工序安排弯 曲 件 工 艺 性 分 析 3.4.1 弯 曲 工 序 安 排 3.4.2 3.4.1 弯曲件的工艺性分析3.4 弯曲件的工艺性及工序安排1 弯曲件的结构工艺性 弯 曲 半 径不 宜 小 于 rmin/t， 否 则 ， 要 多 次 弯 曲也 不 宜 过 大 ， 否 则 回 弹 过 大 弯 曲 件 的 形 状一 般 要 求 弯 曲 件 形 状 对 称 ， 弯 曲 半 径 左 右 一 致 ， 以 防 止 弯 曲 变 形 时 坯 料 受力 不 均 匀 而 产 生 偏 移 。 3.4.1 弯曲件的工艺性分析3.4 弯曲件的工艺性及工序安排1 弯曲件的结构工艺性 弯 曲 件 直 边 高 度 3.4.1 弯曲件的工艺性分析3.4 弯曲件的工艺性及工序安排1 弯曲件的结构工艺性 防 止 弯 曲 根 部 裂 纹 的 工 件 结 构 3.4.1 弯曲件的工艺性分析3.4 弯曲件的工艺性及工序安排1 弯曲件的结构工艺性 弯 曲 件 的 孔 边 距 离 3.4.1 弯曲件的工艺性分析3.4 弯曲件的工艺性及工序安排1 弯曲件的结构工艺性 弯 曲 件 的 尺 寸 标 注 3.4.1 弯曲件的工艺性分析3.4 弯曲件的工艺性及工序安排2 弯曲件的尺寸精度 经 济 公 差 等 级 在 IT13级 以 下 角 度 公 差 大 于 15 3.4.1 弯曲件的工艺性分析3.4 弯曲件的工艺性及工序安排3 弯曲件的材料 弯 曲 件 的 材 料 ， 要 求 具 有 足 够 的 塑 性 ， 屈 弹 比 和 屈 强 比 要 小 。足 够 的 塑 性 和 小 的 屈 强 比 能 保 证 弯 曲 时 不 开 裂较 小 的 屈 弹 比 能 使 弯 曲 件 的 形 状 和 尺 寸 准 确脆 性 较 大 的 材 料 ， 要 求 弯 曲 时 有 较 大 的 r/t 3.4 弯曲件的工艺性及工序安排弯 曲 件 工 艺 性 分 析 3.4.1 弯 曲 工 序 安 排 3.4.2 3.4.1 弯曲件工序安排3.4 弯曲件的工艺性及工序安排1 弯曲件工序安排的原则 形 状 简 单 的 弯 曲 件 ： 采 用 一 次 弯 曲 成 形 形 状 复 杂 的 弯 曲 件 ： 采 用 二 次 或 多 次 弯 曲 成 形 批 量 大 而 尺 寸 小 的 弯 曲 件 ： 尽 量 采 用 级 进 模 或 复 合 模 需 多 次 弯 曲 时 ： 先 弯 两 端 ， 后 弯 中 间 部 分 前 次 弯 曲 应 考 虑 后 次 弯 曲 有 可 靠 的 定 位 后 次 弯 曲 不 能 影 响 前 次 已 成 形 的 形 状 弯 曲 件 形 状 不 对 称 时 ： 尽 量 成 对 弯 曲 ， 然 后 再 剖 切 3.4.1 弯曲件工序安排3.4 弯曲件的工艺性及工序安排2 典型弯曲件的工序安排一 次 弯 曲 3.4.1 弯曲件工序安排3.4 弯曲件的工艺性及工序安排2 典型弯曲件的工序安排二 次 弯 曲 3.4.1 弯曲件工序安排3.4 弯曲件的工艺性及工序安排2 典型弯曲件的工序安排三 次 弯 曲 3.4.1 弯曲件工序安排3.4 弯曲件的工艺性及工序安排2 典型弯曲件的工序安排四 次 弯 曲 3.4.1 弯曲件工序安排3.4 弯曲件的工艺性及工序安排2 典型弯曲件的工序安排级 进 模 弯 曲 3.4.1 弯曲件工序安排3.4 弯曲件的工艺性及工序安排2 典型弯曲件的工序安排成 对 弯 曲 后 切 断 3.5 弯曲模典型结构简 单 弯 曲 模 3.5.1 复 杂 弯 曲 模 3.5.2 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构1 V形件弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构1 V形件弯曲模压板式弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构1 V形件弯曲模折板式弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构1 V形件弯曲模折板式弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构2 U形件弯曲模90U形件弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构2 U形件弯曲模90U形件转动弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构2 U形件弯曲模90U形件滑动弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 Z形件弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 Z形件弯曲模 3.5.1 简单弯曲模3.5 弯曲模典型结构4 通用弯曲模 3.5 弯曲模典型结构简 单 弯 曲 模 3.5.1 复 杂 弯 曲 模 3.5.2 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构1 C形件弯曲模 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构1 C形件弯曲模 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构2 帽罩形件弯曲模一次弯曲 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构2 帽罩形件弯曲模二次弯曲 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构2 帽罩形件弯曲模活动模弯曲 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构2 帽罩形件弯曲模复合模弯曲 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 O形件弯曲模小圆形件（二次弯曲） 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 O形件弯曲模小圆形件（一次弯曲） 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 O形件弯曲模小圆形件（滑块式一次弯曲） 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 O形件弯曲模小圆形件（滑块式一次弯曲） 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 O形件弯曲模自动卸料弯曲模 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 O形件弯曲模大圆形件（多次弯曲） 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构3 O形件弯曲模大圆形件（一次弯曲） 3.5.2 复杂弯曲模3.5 弯曲模典型结构4 弯曲级进模