弯曲工艺与模具设计课件

第第4 4章章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计4.1 弯曲变形过程分析弯曲变形过程分析4.2 弯曲件质量分析及控制弯曲件质量分析及控制4.3 弯曲工艺计算弯曲工艺计算4.4 弯曲工艺设计弯曲工艺设计4.5 弯曲模设计弯曲模设计4.6 弯曲模设计举例弯曲模设计举例第4章弯曲工艺与模具设计4.1弯曲变形过程分析能根据弯曲件的废品形式分析其产生的原因，熟能根据弯曲件的废品形式分析其产生的原因，熟悉解决的措施。悉解决的措施。能完成典型弯曲件的工艺与模具设计。能完成典型弯曲件的工艺与模具设计。能力要求能力要求能根据弯曲件的废品形式分析其产生的原因，熟悉解决的措施。能力弯曲定义弯曲定义 弯曲弯曲是指在冲压生产中，利用模具将制件弯曲成一定角是指在冲压生产中，利用模具将制件弯曲成一定角度和形状的加工方法。度和形状的加工方法。弯曲定义弯曲是指在冲压生产中，利用模具将制件弯曲成一弯曲示例弯曲示例弯曲示例生活中的弯曲零件生活中的弯曲零件生活中的弯曲零件用模具成形弯曲件一用模具成形弯曲件一用模具成形弯曲件一用模具成形弯曲件二用模具成形弯曲件二用模具成形弯曲件二弯曲使用的模具叫弯曲模弯曲使用的模具叫弯曲模弯曲使用的模具叫弯曲模扩展阅读扩展阅读扩展阅读4.1 弯曲变形过程分析弯曲变形过程分析4.1.1 弯曲变形过程弯曲变形过程 4.1弯曲变形过程分析4.1.1弯曲变形过程V形弯曲件的弯曲过程形弯曲件的弯曲过程l0l1l2lr0r1r2rV形弯曲件的弯曲过程l0l1l2l第一节第一节 弯曲变形过程及变形特点弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-1弯曲毛坯受力情况）弯曲前 ）弯曲后1凸模式 2凹模 在板料A处，凸模施加弯曲力形）或2P（V形），在凹模的圆角半径支撑点B处产生反力P，这样就形成弯曲力矩，该弯曲力矩使板料产生弯曲。第一节弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-1弯曲毛第一节第一节 弯曲变形过程及变形特点弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-2 V形弯曲模校正弯曲过程弯曲开始阶段为自由弯曲，随着凸模下压，板料的弯曲半径与支撑点距离逐渐减小。在弯曲行程接近终了时，弯曲半径继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形（图），直至板料与凸、凹模完全贴合。第一节弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-2V第一节第一节 弯曲变形过程及变形特点弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-3 弯曲前后坐标网格变化a）弯曲前 b）弯曲后第一节弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-3弯曲二、弯曲变形程度及其表示方法1.弯曲变形程度及其表示（r/t）图4-5 各种弯曲的应力分布a）弹性弯曲 b）没有硬化的弹塑性弯曲c）没有硬化的纯塑性弯曲d）、e）有硬化的弹塑性弯曲和纯塑性弯曲 设弯曲变形区应变中性层曲率半径为，弯曲中心角为，则距应变中性层为y处的材料的切向应变为ln ln(1+)切向应力为 式中 E材料的弹性模量。(y)y二、弯曲变形程度及其表示方法1.弯曲变形程度及其表示（r/t二、弯曲变形程度及其表示方法2.弹塑性弯曲与纯塑性弯曲概念图4-5 各种弯曲的应力分布a）弹性弯曲 b）没有硬化的弹塑性弯曲c）没有硬化的纯塑性弯曲d）、e）有硬化的弹塑性弯曲和纯塑性弯曲二、弯曲变形程度及其表示方法2.弹塑性弯曲与纯塑性弯曲概念三、宽板与窄板弯曲变形区的应力、应变分析图4-6 弯曲变形的应力与应变状态 ）窄板 (1)窄板弯曲 板料在弯曲时，主要表现是内、外层纤维的压缩和伸长，切向应变是最大的主应变，其外层应变为正，内层应变为负。三、宽板与窄板弯曲变形区的应力、应变分析图4-6弯曲变形的三、宽板与窄板弯曲变形区的应力、应变分析()宽板弯曲宽板弯曲时，切向和厚度方向的应变与窄板相同。在宽度方向，由于板料宽度宽，变形阻力较大，弯曲后板宽基本不变，因此内、外层宽度方向的应变接近于零（2）。图4-6 弯曲变形的应力与应变状态 ）窄板 三、宽板与窄板弯曲变形区的应力、应变分析()宽弯曲方式弯曲方式a）自由弯曲）自由弯曲 b）校正弯曲）校正弯曲弯曲方式a）自由弯曲a1b14.1.2 弯曲变形特点弯曲变形特点 弯曲后弯曲后弯曲前弯曲前a1b14.1.2弯曲变形特点弯曲后弯曲前五、板料塑性弯曲的变形特点1.应变中性层位置的内移 板料在弹性弯曲时，应变中性层位于板料横断面中间，塑性弯曲时，设板料原来长度、宽度和厚度分别为l、b、t。图4-9 应变中性层的确定五、板料塑性弯曲的变形特点1.应变中性层位置的内移板 板料弯曲时，外层纤维受拉使厚度减薄，内层纤维受压使厚度增加。由于应变中性层的内移，外层拉伸区逐步扩大，内层压缩区不断减小，外层的减薄量大于内层的增厚量，从而使板料的厚度变薄。根据材料塑性变形体积不变的条件，厚度的减薄必然使板料的长度增加。五、板料塑性弯曲的变形特点2.变形区内板料的变薄和增长板料弯曲时，外层纤维受拉使厚度减薄，内层纤维受压五、板料塑性弯曲的变形特点3.变形区板料剖面的畸变、翘曲和破裂 相对宽度b/t较小的板料弯曲时，由于外层材料切向受拉，引起板料宽度和厚度的收缩。图4-10 板料弯曲后的畸变、翘曲和破裂）翘曲）翘曲和不平 ）拉裂五、板料塑性弯曲的变形特点3.变形区板料剖面的畸变、翘曲和破宽板弯曲宽板弯曲窄板弯曲窄板弯曲弯曲毛坯的横截面变化情况弯曲毛坯的横截面变化情况宽板弯曲窄板弯曲弯曲毛坯的横截面变化情况弯曲变形区的变形特点弯曲变形区的变形特点工件分成了直边和圆角两个部分，变形主要发生在圆角部分，工件分成了直边和圆角两个部分，变形主要发生在圆角部分，圆角是弯曲变形的主要变形区圆角是弯曲变形的主要变形区。变形区变形不均匀：外区切向受拉伸长；内区切向受压缩短，变形区变形不均匀：外区切向受拉伸长；内区切向受压缩短，出现出现应变中性层应变中性层变形前后长度不发生变化的金变形前后长度不发生变化的金 属层。属层。变形区厚度变薄，变形区厚度变薄，t/t1，变薄程度与，变薄程度与r 的大小有关。的大小有关。横截面的变化：宽板不变，窄板内区变宽、外区变窄。横截面的变化：宽板不变，窄板内区变宽、外区变窄。弯曲变形区的变形特点工件分成了直边和圆角两个部分，变形主要发4.1.3 弯曲变形区的应力应变状态弯曲变形区的应力应变状态4.1.3弯曲变形区的应力应变状态4.2 弯曲件质量分析及控制弯曲件质量分析及控制4.2.1 弯裂弯裂4.2.2 回弹回弹4.2.3 偏移偏移4.2.4 板料横截面的畸变和翘曲变形板料横截面的畸变和翘曲变形4.2.5 变形区变薄和弯曲件长度增加变形区变薄和弯曲件长度增加4.2弯曲件质量分析及控制4.2.1弯裂 弯裂弯裂是指弯曲变形区外层材料产生裂纹的现象。是指弯曲变形区外层材料产生裂纹的现象。产生弯裂的主要原因是弯曲变形程度超出被弯材料的成形极产生弯裂的主要原因是弯曲变形程度超出被弯材料的成形极限。限。弯裂可以避免。弯裂可以避免。4.2.1 弯裂弯裂弯裂是指弯曲变形区外层材料产生裂纹的现象。4.2.1（1）弯曲变形区的内圆角半径）弯曲变形区的内圆角半径r 称为称为弯曲半径。弯曲半径。（2）弯曲半径与板料厚度的比值）弯曲半径与板料厚度的比值r/t 称为称为相对弯曲半径。相对弯曲半径。（3）弯曲时板料最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为）弯曲时板料最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为最小最小弯曲半径弯曲半径rmin。（4）最小弯曲半径与板料厚度的比值称为）最小弯曲半径与板料厚度的比值称为最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径rmin/t。（5）制件被弯曲加工的角度，即弯曲后制件直边夹角的补角）制件被弯曲加工的角度，即弯曲后制件直边夹角的补角 1称为称为弯曲角。弯曲角。（6）弯曲后制件直边夹角的对角）弯曲后制件直边夹角的对角称为称为弯曲中心角弯曲中心角。（7）弯曲后制件直边的夹角）弯曲后制件直边的夹角称为称为弯曲件角度弯曲件角度。弯曲工艺各参数定义：弯曲工艺各参数定义：（1）弯曲变形区的内圆角半径r称为弯曲半径。弯曲工艺各参数1.弯曲变形程度弯曲变形程度 r/t表示弯曲变形程度大小。表示弯曲变形程度大小。r/t越小，弯曲变形程度越大，有一最小相对弯曲半径越小，弯曲变形程度越大，有一最小相对弯曲半径rmin/t1.弯曲变形程度r/t表示弯曲变形程度大小。2.最小相对弯曲半径及其影响因素最小相对弯曲半径及其影响因素1)1)材料的力学性能：塑性好，材料的力学性能：塑性好，r rminmin/t/t小。小。2)2)板料的纤维方向：弯曲线与板料的纤维方向：弯曲线与纤维方向垂直，纤维方向垂直，r rminmin/t/t小小最小相对弯曲半径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：影响最小相对弯曲半径的因素：2.最小相对弯曲半径及其影响因素1)材料的力学性能：塑性好3)3)板料的表面质量和侧边质量：表面质量和侧面质量好，板料的表面质量和侧边质量：表面质量和侧面质量好，r rminmin/t/t小小4)4)板料的厚度薄：板料的厚度薄：r rminmin/t/t小小 3.最小弯曲半径的值最小弯曲半径的值 见表见表4-23)板料的表面质量和侧边质量：表面质量和侧面质量好，rmi4.控制弯裂的措施控制弯裂的措施（1）选择塑性好的材料进行弯曲，对冷作硬化的材料在弯）选择塑性好的材料进行弯曲，对冷作硬化的材料在弯 曲前进行退火处理。曲前进行退火处理。（2）采用）采用r/t大于大于rmin/t的弯曲。的弯曲。（3）排样时，使弯曲线与板料的纤维组织方向垂直。）排样时，使弯曲线与板料的纤维组织方向垂直。（4）将有毛刺的一面朝向弯曲凸模一侧，或弯曲前去除毛）将有毛刺的一面朝向弯曲凸模一侧，或弯曲前去除毛 刺。避免弯曲毛坯外侧有任何划伤、裂纹等缺陷。刺。避免弯曲毛坯外侧有任何划伤、裂纹等缺陷。4.控制弯裂的措施（1）选择塑性好的材料进行弯曲，对冷作硬化 影响材料最小弯曲半径的力学性能主要是塑性，材料塑性指标（、等）越高，其弯曲时塑性变形的稳定性越好，可以采用的最小弯曲半径越小。最小弯曲半径最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素1.材料的力学性能影响材料最小弯曲半径的力学性能主要是塑性，材料塑弯曲中心角越小，圆角部分外表面纤维的变形分散效应越显著，最小弯曲半径的数值也越小。最小弯曲半径最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素2.零件弯曲中心角的大小弯曲中心角越小，圆角部分外表面纤维的变 板料经过多次轧制，其力学性能具有方向性，因此弯曲件的弯曲线与板料轧制方向垂直时，最小弯曲半径数值最小；弯曲件的弯曲线与板料轧制方向平行时，则最小弯曲半径最大。所以对于较小的弯曲件，应尽可能使弯曲线垂直于轧制方向。如果零件有两个以上弯曲线相互垂直，可安排弯曲线与轧制方向成 4 5 夹 角。最小弯曲半径最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素3.板料的轧制方向与弯曲线夹角的关系板料经过多次轧制，其力学性能具有方向性，因此弯曲弯曲件毛坯一般由冲裁获得，其断面存在冷作硬化层，弯曲时，冲裁件断面上的断裂带及毛刺在拉应力作用下会产生应力集中，导致弯曲件从侧边开始破裂。因此在弯曲前，应将毛坯上的毛刺去除。如弯曲件毛坯带有较小的毛刺，弯曲时应使带毛刺朝内（即朝弯曲凸模方向），以避免应力集中而产生破裂。最小弯曲半径最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素4.板料表面及冲裁断面的质量弯曲件毛坯一般由冲裁获得，其断面存在冷最小弯曲半径最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素5.板料的相对宽度图4-11 板料相对宽度对最小弯曲半径的影响 图4-11为弯曲件相对宽度bt对最小弯曲半径的影响，当弯曲件的相对宽度较小时，其影响比较明显，但当bt10时，其影响不大。最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素5.板料的相对宽度图4弯曲变形区内切向应变在厚度方向呈线性规律变化，在外表面最大，在应变中性层为零。当板料厚度较小时，切向应变变化的梯度大，能很快地由外表面的最大值衰减为零，这样与切向变形最大的外表面相邻近的金属材料，可以起到阻碍外表面材料产生局部不稳定塑性变形的作用，因此可以得到较大的变形或采用较小的最小弯曲半径。最小弯曲半径最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素6.板料厚度弯曲变形区内切向应变在厚度方向呈线性规二、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1.最小弯曲半径的近似理论计算 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。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 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。2.采用先退火以增加材料塑性再进行弯曲，以获得所需的弯曲半径，或者在工件许可情况下采用热弯。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（三、提高弯曲极限变形程度方法 3.先在弯曲件弯曲圆角内侧开槽，如图所示，再进行弯曲。图4-12 开槽后弯曲a）U形件 b）V形件三、提高弯曲极限变形程度方法3.先在弯曲件弯曲圆角内4.2.2 回弹回弹弯曲回弹弯曲回弹是指弯曲件从模具中取出时，其形状和尺寸变得与模是指弯曲件从模具中取出时，其形状和尺寸变得与模具不一致的现象，具不一致的现象，简称回弹或弹复或回跳简称回弹或弹复或回跳。回弹的原因是塑性弯曲时的回弹的原因是塑性弯曲时的总变形是由塑性变形和弹性总变形是由塑性变形和弹性变形两部分组成，当外载荷变形两部分组成，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失。而弹性变形会完全消失。4.2.2回弹弯曲回弹是指弯曲件从模具中取出时，其形状和1.回弹的表现形式回弹的表现形式（）弯曲半径的改变，由加载时的（）弯曲半径的改变，由加载时的rp变为卸载时的变为卸载时的r（）弯曲件角度的改变，改变量：（）弯曲件角度的改变，改变量：当当时，称为正回弹时，称为正回弹当当时，称为负回弹时，称为负回弹1.回弹的表现形式（）弯曲半径的改变，由加载时的rp变为弯曲卸载后的回弹弯曲卸载后的回弹一、回弹原因及表现形式弯曲回弹的表现形式有两种。图4-15 弯曲变形的回弹弯曲卸载后的回弹一、回弹原因及表现形式弯曲回弹的表现形式有两 材料的屈极点s越高，弹性模量E 越小，弯曲变形的回弹也越大。若材料的力学性能不稳定，其回弹值也不稳定。材料的屈服点s越高，则材料在一定的变形程度时，变形区断面内的应力也越大，因而引起更大的弹性变形，故回弹值也越大。弹性模量E越大，则抵抗弹性变形的能力越强，故回弹值越小。影响回弹的因素1.材料的力学性能材料的屈极点s越高，弹性模量E越小，弯曲变形二、影响回弹的因素2.相对弯曲半径r/t 相对弯曲半径r/t越小，弯曲变形区的总切向变形程度增大，塑性变形部分在总变形中所占的比例增大，而弹性变形部分所占的比例则相应减小，因而回弹值减小。反之，当相对弯曲半径越大，回弹值增大，这就是曲率半径很大的零件不易弯曲成形的道理。二、影响回弹的因素2.相对弯曲半径r/t相对弯曲半径 弯曲中心角越大，表示弯曲变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹角越大，但对弯曲半径的回弹影响不大。二、影响回弹的因素3.弯曲中心角弯曲中心角越大，表示弯曲变形区的长度越长，回弹 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。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 U 形件的回弹小于V 形件。复杂形状弯曲件，若一次弯曲成形，由于在弯曲时各部分材料互相牵制及弯曲件表面与模具表面之间摩擦力的影响，因而改变了弯曲件弯曲时各部分材料的应力状态，这样使回弹困难，回弹角减小。二、影响回弹的因素5.工件形状U形件的回弹小于V形件。复杂形状弯曲件，若一 在弯曲U形件时，模具凸、凹模间隙对弯曲件的回弹有直接的影响。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。二、影响回弹的因素6.模具间隙在弯曲U形件时，模具凸、凹模间隙对弯曲件的回弹有1 1）材料的力学性能）材料的力学性能:屈服极限越大、硬化指数越高，回弹量越大；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。弹性模量越大，回弹越小。2 2）相对弯曲半径）相对弯曲半径:越大，回弹越大。越大，回弹越大。3 3）弯曲中心角）弯曲中心角:越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹增加。故回弹增加。4 4）弯曲方式）弯曲方式：校正弯曲的回弹比自由弯曲时大为减小。校正弯曲的回弹比自由弯曲时大为减小。5 5）工件形状：）工件形状：形状越复杂、一次弯曲的角度越多，回弹越小。形状越复杂、一次弯曲的角度越多，回弹越小。6 6）模具结构：）模具结构：带底凹模的回弹小。带底凹模的回弹小。2.影响回弹的因素影响回弹的因素 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；三、回弹值的确定1.理论计算图4-16 弯曲时加载和卸载过程 加载为沿折线OAB，卸载沿线段BC。三、回弹值的确定1.理论计算图4-16弯曲时加载和卸载过 在实际弯曲时影响回弹值的因素又较多，而且各因素相互影响，因此计算结果往往不准确，在生产实践中采用经验数值。各种弯曲方法与弯曲角度的回弹经验值可查有关手资料。三、回弹值的确定2.经验值选用在实际弯曲时影响回弹值的因素又较多，而且各因素相四、提高弯曲件精度的措施1.改进弯曲件的设计 在弯曲件弯曲变形区压制加强筋，以提高零件刚度来减少回弹。图4-17 在弯曲变形区压制加强筋四、提高弯曲件精度的措施1.改进弯曲件的设计在在制定弯曲工艺时，可采用校正弯曲来代替自由弯曲。对冷作硬化的硬材料，先进行退火，使其屈服极限降低后再进行弯曲。四、提高弯曲件精度的措施2.采取适当的弯曲工艺在制定弯曲工艺时，可采用校正弯曲来代替四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模 1）对于软材料（Q215、Q235、10钢、20钢，H62软黄铜），其回弹角5，可在凸模或凹模上作出补偿角，并减小凸、凹模之间间隙来克服回弹。图4-18 模具补偿角克服回弹四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模1）对于四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模 2）对于厚度在0.8mm以上软材料，弯曲半径又不大时，可把凸模作成局部凸起（图4-19），以便对弯曲变形区进行局部整形来减小回弹。图4-19 局部整形克服回弹四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模2）对 3）对于较硬材料（45钢、50钢，H62硬黄铜等），弯曲半径rt时，根据回弹值，对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模3）对于较硬材料（45钢、50钢，H62硬黄铜等四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模 4）对于U形件弯曲，可改变背压（顶板压力）的方法改变回弹角。图4-20 U形件弧面底边回弹抵消法四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模4）对于 5）采用橡胶、聚氨酯软凹模代替金属凹模（图4-21），用调节凸模压入软凹模深度方法来控制回弹。四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模图4-21 软凹模弯曲5）采用橡胶、聚氨酯软凹模代替金属凹模（图4-2 6）在弯曲件的端部加压，可以获得精确的弯边高度，并由于改变了应力状态而减小回弹（图4-22）。四、提高弯曲件精度的措施3.正确设计弯曲模图4-22 端部加压的弯曲6）在弯曲件的端部加压，可以获得精确的弯边高度，相对弯曲半径非常大的弯曲件，如飞机机翼上蒙皮，采用普通的弯曲方法，由于毛坯大部分处于弹性变形状态，弯曲后产生很大的回弹，有的甚至无法弯曲成形，这时就必须采用拉弯工艺。四、提高弯曲件精度的措施4.采用拉弯工艺图4-23 拉弯工艺相对弯曲半径非常大的弯曲件，如飞机机翼上蒙皮，采3.减少回弹的措施减少回弹的措施（1 1）改进弯曲件的设计并合理选材）改进弯曲件的设计并合理选材 1）尽量避免选用过大的）尽量避免选用过大的r/t。2）尽量选用屈服极限小、硬化指数小、弹性模量大的板料）尽量选用屈服极限小、硬化指数小、弹性模量大的板料 进行弯曲。进行弯曲。3.减少回弹的措施（1）改进弯曲件的设计并合理选材1）（2 2）采取适当的弯曲工艺）采取适当的弯曲工艺,改变变形区的应力应变状态。改变变形区的应力应变状态。1 1）采用校正弯曲代替自由弯曲。）采用校正弯曲代替自由弯曲。2 2）采用拉弯工艺）采用拉弯工艺3 3）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点s s 降低。对回降低。对回 弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。（2）采取适当的弯曲工艺,改变变形区的应力应变状态。1）采用（3 3）合理设计弯曲模）合理设计弯曲模1）补偿法）补偿法（3）合理设计弯曲模1）补偿法2）将模具做成局部突起）将模具做成局部突起2）将模具做成局部突起3）软模法）软模法3）软模法4.2.3 偏移偏移 偏移偏移是指弯曲过程中板料毛坯在模具中发生移动的现象。是指弯曲过程中板料毛坯在模具中发生移动的现象。偏移的结果使弯曲件两直边的长度不符合图纸要求，因此必偏移的结果使弯曲件两直边的长度不符合图纸要求，因此必须消除偏移现象。须消除偏移现象。4.2.3偏移偏移是指弯曲过程中板料毛坯在模具中发生1.产生偏移的原因产生偏移的原因（1）弯曲件坯料形状左右不对称。）弯曲件坯料形状左右不对称。（2）坯料定位不稳定，压料效果不理想。）坯料定位不稳定，压料效果不理想。（3）模具结构左右不对称。）模具结构左右不对称。1.产生偏移的原因（1）弯曲件坯料形状左右不对称。2.控制偏移的措施控制偏移的措施 1）选择可靠的定位和压料方式，采用合适的模具结构）选择可靠的定位和压料方式，采用合适的模具结构2）对于小型不对称的弯曲件采用成对弯曲再剖切的工艺）对于小型不对称的弯曲件采用成对弯曲再剖切的工艺2.控制偏移的措施1）选择可靠的定位和压料方式，采用4.2.4 板料横截面的畸变和翘曲变形板料横截面的畸变和翘曲变形4.2.4板料横截面的畸变和翘曲变形4.2.5 变形区变薄和弯曲后长度增加变形区变薄和弯曲后长度增加 使得弯曲件毛坯尺寸难以精确确定。使得弯曲件毛坯尺寸难以精确确定。弯曲模设计步骤是先设计弯曲模，再设计落料模。弯曲模设计步骤是先设计弯曲模，再设计落料模。4.2.5变形区变薄和弯曲后长度增加使得弯曲件毛坯尺寸4.3 弯曲工艺计算弯曲工艺计算4.3.1 弯曲件毛坯尺寸的计算弯曲件毛坯尺寸的计算1.应变中性层的位置应变中性层的位置应变中性层应变中性层是指弯曲变形前后长度保持不变的金属层。或弯曲是指弯曲变形前后长度保持不变的金属层。或弯曲 变形区切向应变为零的金属层。变形区切向应变为零的金属层。4.3弯曲工艺计算4.3.1弯曲件毛坯尺寸的计算1.2.弯曲件毛坯长度的计算弯曲件毛坯长度的计算（1 1）圆角半径角半径r r 0.5t0.5t的弯曲件的弯曲件 1 1）从弯曲件一端开始，将其分成若干段直线段和圆弧段。）从弯曲件一端开始，将其分成若干段直线段和圆弧段。2.弯曲件毛坯长度的计算（1）圆角半径r0.5t的弯曲件（2 2）圆角半径）圆角半径r0.5tr0.5t的弯曲件的弯曲件经验公式经验公式（2）圆角半径rr+2t（3）弯曲件孔边距离应满足：）弯曲件孔边距离应满足：弯曲直角时，弯曲直角时，lmin=r+2t2.对弯曲件的尺寸要求（1）弯曲半径不宜小于最小lmin=r3.对弯曲件的精度要求对弯曲件的精度要求弯曲件的尺寸公差须符合弯曲件的尺寸公差须符合GB/T13914-2002，角度公差符合角度公差符合GB/T13915-2002，未注形位公差符合未注形位公差符合GB/T13916-2002，未注形位公差尺寸的极限偏差符合未注形位公差尺寸的极限偏差符合GB/T15055-2007 3.对弯曲件的精度要求弯曲件的尺寸公差须符合GB/T13914.对弯曲件的材料要求对弯曲件的材料要求弯曲件的材料要具有良好的塑性，较小的屈强比，弯曲件的材料要具有良好的塑性，较小的屈强比，较大的弹性模量较大的弹性模量 4.对弯曲件的材料要求弯曲件的材料要具有良好的塑性5.对尺寸标注的要求对尺寸标注的要求5.对尺寸标注的要求弯曲件的弯曲半径不能小于该工件材料的最小弯曲半径，否则在弯曲变形区外表面将产生拉裂，造成废品。如果工件要求的弯曲半径很小时，可按本章第二节中有关提高弯曲极限变形程度方法予以解决。二、弯曲件的结构工艺性1.弯曲件的弯曲半径弯曲件的弯曲半径不能小于该工件材料的最二、弯曲件的结构工艺性2.弯曲件的形状图4-29 弯曲件形状不对称产生侧移图4-30 带缺口的弯曲件二、弯曲件的结构工艺性2.弯曲件的形状图4-29弯曲件形状二、弯曲件的结构工艺性3.弯曲件直边高度图4-31 弯曲件直边的高度图4-32 直边侧面带有斜边的弯曲件 为了保证弯曲件的直边部分平直，其直边高度h应不小于2t，最好大于3t。若h2t，则必须在弯曲圆角处预先压槽后再弯曲，或加长直边部分，待弯曲后再切掉多余部分，如图所示。二、弯曲件的结构工艺性3.弯曲件直边高度图4-31弯曲件弯曲预先冲好孔的毛坯时，如果孔位于弯曲变形区内，则孔形将直接受弯曲变形的影响而畸变。二、弯曲件的结构工艺性4.弯曲件上孔的位置图4-33 弯曲件上的孔边距离弯曲预先冲好孔的毛坯时，如果孔位于弯曲二、弯曲件的结构工艺性5.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽图4-34 防止尖角处撕裂的措施二、弯曲件的结构工艺性5.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽图4-3 弯曲件形状复杂或需多道弯曲，为了使毛坯在弯曲模内定位准确，可在弯曲件上设计出定位工艺孔，如图所示。二、弯曲件的结构工艺性6.定位工艺孔图4-35 定位工艺孔弯曲件形状复杂或需多道弯曲，为了使毛坯在弯曲模内3.4.2 弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排）形状简单的弯曲件：采用一次弯曲成形。）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。形状复杂的弯曲件：采用二次或多次弯曲成形。）批量大而尺寸较小的弯曲件：尽可能采用级进模或复合模。）批量大而尺寸较小的弯曲件：尽可能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）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。状。）弯曲件形状不对称时：尽量成对弯曲，然后再剖切。）弯曲件形状不对称时：尽量成对弯曲，然后再剖切。3.4.2弯曲件的工序安排）形状简单的弯曲件：采用一次 ）简单形状精度不高的弯曲件，如V形、U形、Z形件等，可以一次弯曲成形。）复杂形状弯曲件，一般需采用两次或多次弯曲成形。一般先弯外角，后弯内角。前次弯曲要给后次弯曲留出可靠的定位，并保证后次弯曲不破坏前次已弯的形状。一、弯曲件工序安排原则）简单形状精度不高的弯曲件，如V形、U形、Z形）批量大、尺寸较小的弯曲件，为了提高生产率，可采用多工序的冲裁、弯曲、切断等连续工艺成形。）单面不对称几何形状的弯曲件，若单个弯曲时毛坯容易发生偏移，可采用成对弯曲成形，弯曲后再切开。一、弯曲件工序安排原则）批量大、尺寸较小的弯曲件，为了提高生典型弯曲件的工序安排典型弯曲件的工序安排一次弯曲一次弯曲二次弯曲二次弯曲第一次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第二次弯曲典型弯曲件的工序安排一次弯曲二次弯曲第一次弯曲第二次弯曲三次弯曲三次弯曲第一次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第二次弯曲第三次弯曲第三次弯曲三次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第三次弯曲四次弯曲四次弯曲第一次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第二次弯曲第三次弯曲第三次弯曲第四次弯曲第四次弯曲四次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第三次弯曲第四次弯曲弯曲件的工序安排比较灵活弯曲件的工序安排比较灵活工件的形状工件的形状精度要求精度要求批量大小批量大小一次弯曲一次弯曲2 2次弯曲次弯曲4 4次弯曲次弯曲弯曲件的工序安排比较灵活工件的形状一次弯曲2次弯曲4次弯曲二、典型弯曲件工序安排图4-36 一次弯曲成形示例二、典型弯曲件工序安排图4-36一次弯曲成形示例二、典型弯曲件工序安排图4-37 两次弯曲成形示例二、典型弯曲件工序安排图4-37两次弯曲成形示例二、典型弯曲件工序安排图438 三次弯曲成形示例二、典型弯曲件工序安排图438三次弯曲成形示例弯曲模的结构分析弯曲模的结构分析弯曲模的零件设计弯曲模的零件设计3.5 弯曲模设计弯曲模设计弯曲模的结构分析3.5弯曲模设计4.5.1 弯曲模类型及结构弯曲模类型及结构4.5.1弯曲模类型及结构1.V形件弯曲模形件弯曲模1.V形件弯曲模形件精弯模形件精弯模1-1-凸模凸模2-2-定位板定位板3-3-活动凹模活动凹模4-4-支撑板支撑板5-5-顶杆顶杆形件精弯模1-凸模V V形精弯模形精弯模形件精弯模形件精弯模V形精弯模形件精弯模2.L形件弯曲模形件弯曲模2.L形件弯曲模3.U形件弯曲模形件弯曲模3.U形件弯曲模U形弯曲模形弯曲模U形弯曲模闭角形件的弯曲模闭角形件的弯曲模闭角形件的弯曲模闭角形弯曲件模具一闭角形弯曲件模具一闭角形弯曲件模具一1 1凸模凸模2 2转动凹模转动凹模3 3弹簧弹簧 闭角形弯曲件模具二闭角形弯曲件模具二1凸模2转动凹模3弹簧闭角形弯曲件模具二闭角形弯曲件模具二闭角形弯曲件模具二闭角形弯曲件模具二4四角形件弯曲模四角形件弯曲模 4四角形件弯曲模四角形件一次成形弯曲模四角形件一次成形弯曲模四角形件一次成形弯曲模四角形件两次成形弯曲模四角形件两次成形弯曲模四角形件两次成形弯曲模1 1凸凹模凸凹模2 2凹模凹模 3 3活动凸模活动凸模4 4顶杆顶杆 5-下模座下模座 6-定位板定位板 7-推件块推件块 8-推杆推杆四角形件复合弯曲模四角形件复合弯曲模1凸凹模四角形件复合弯曲模四角形件复合弯曲模四角形件复合弯曲模四角形件复合弯曲模带摆块的四角形件弯曲模带摆块的四角形件弯曲模 1 1凹模凹模 2 2活动凸模活动凸模 3 3摆块摆块 4 4垫板垫板 5 5推件块推件块带摆块的四角形件弯曲模1凹模凹模摆动四角形件弯曲模凹模摆动四角形件弯曲模凹模摆动四角形件弯曲模5.Z形件弯曲模形件弯曲模 Z形件一次弯曲模形件一次弯曲模5.Z形件弯曲模Z形件一次弯曲模分左右两步弯曲分左右两步弯曲Z形件的弯曲模形件的弯曲模分左右两步弯曲Z形件的弯曲模分左右两步弯曲分左右两步弯曲Z形件的弯曲模形件的弯曲模分左右两步弯曲Z形件的弯曲模6.圆形件弯曲模圆形件弯曲模小圆小圆2 2次弯曲模次弯曲模第一次弯曲第一次弯曲U U形形第一次弯卷圆第一次弯卷圆6.圆形件弯曲模小圆2次弯曲模第一次弯曲U形第一次弯卷圆小圆一次弯曲模小圆一次弯曲模小圆一次弯曲模小圆一次弯曲模小圆一次弯曲模小圆一次弯曲模1 1支撑支撑 2 2凸模凸模 3 3摆动凹模摆动凹模 4 4顶板顶板带摆动凹模圆形件一次弯曲成形模带摆动凹模圆形件一次弯曲成形模1支撑带摆动凹模圆形件一次弯曲成形模带摆动凹模大圆形件一次弯曲成形模带摆动凹模大圆形件一次弯曲成形模带摆动凹模大圆形件一次弯曲成形模两道工序弯曲大圆两道工序弯曲大圆首次弯曲首次弯曲二次弯曲二次弯曲两道工序弯曲大圆首次弯曲二次弯曲三道工序弯曲大圆三道工序弯曲大圆首次弯曲首次弯曲二次弯曲二次弯曲三次弯曲三次弯曲三道工序弯曲大圆首次弯曲二次弯曲三次弯曲铰链件分铰链件分2 2次弯曲模次弯曲模7.铰链件弯曲模铰链件弯曲模铰链件分2次弯曲模7.铰链件弯曲模铰链件一次弯曲模铰链件一次弯曲模铰链件一次弯曲模8.其它弯曲模其它弯曲模（1）切断弯曲复合模）切断弯曲复合模 8.其它弯曲模（1）切断弯曲复合模（2）级进弯曲模）级进弯曲模（2）级进弯曲模级进弯曲模级进弯曲模级进弯曲模（1）凸模圆角半径）凸模圆角半径（2）凹模圆角半径）凹模圆角半径（3）凹模深度）凹模深度（4）凸凹模间隙）凸凹模间隙（5）U形弯曲凸、凹形弯曲凸、凹 模的宽度尺寸模的宽度尺寸4.5.2 弯曲模具零件设计弯曲模具零件设计1.工作零件的设计工作零件的设计（1）凸模圆角半径4.5.2弯曲模具零件设计1.工作零件（1）凸模圆角半径）凸模圆角半径（1）凸模圆角半径 凹模圆角半径的大小影响弯曲过程中凹模圆角半径的大小影响弯曲过程中 的弯曲力、弯曲模寿命和弯曲件质量。的弯曲力、弯曲模寿命和弯曲件质量。（2 2）凹模圆角半径）凹模圆角半径凹模圆角半径的大小影响弯曲过程中（2）凹模圆角半径（3）凹模深度）凹模深度（3）凹模深度（4）凸、凹模间隙）凸、凹模间隙c 凸、凹模间隙大小影响到弯曲力、弯曲模寿命和弯凸、凹模间隙大小影响到弯曲力、弯曲模寿命和弯曲件质量。曲件质量。V V形弯曲件的模具间隙不需要设计，可通形弯曲件的模具间隙不需要设计，可通过调整压力机闭合高度得到过调整压力机闭合高度得到钢板钢板 c=（1.051.15）t 有色金属有色金属 c=（11.1）t当对弯曲件的精度要求较高时，间隙值应适当减小，当对弯曲件的精度要求较高时，间隙值应适当减小，可以取可以取c=t。（4）凸、凹模间隙cV形弯曲件的模具间隙不需要设计，可通过调（5）U形弯曲凸、凹模的宽度尺寸形弯曲凸、凹模的宽度尺寸（5）U形弯曲凸、凹模的宽度尺寸2.定位零件的设计定位零件的设计 由于送进弯曲模的毛坯是单个毛坯，因此弯曲模中使由于送进弯曲模的毛坯是单个毛坯，因此弯曲模中使用的定位零件是定位板或定位销。用的定位零件是定位板或定位销。2.定位零件的设计由于送进弯曲模的毛坯是单个毛坯，3.压料、卸料、送料零件设计压料、卸料、送料零件设计 刚性接触刚性接触3.压料、卸料、送料零件设计刚性接触4.固定零件的设计固定零件的设计 包括：模柄、上模座、下模座、导柱、导套、垫板、包括：模柄、上模座、下模座、导柱、导套、垫板、固定板、螺钉、销钉等，参考冲裁模设计。固定板、螺钉、销钉等，参考冲裁模设计。4.固定零件的设计包括：模柄、上模座、下模座、导柱、导练习练习3 3加工图示零件，试绘制出具有典型结构的弯曲模装配图，要加工图示零件，试绘制出具有典型结构的弯曲模装配图，要求采用导柱导套导向、刚性推件装置推件、顶件装置顶件，求采用导柱导套导向、刚性推件装置推件、顶件装置顶件，定位板定位。定位板定位。练习3加工图示零件，试绘制出具有典型结构的弯曲模装配图，要求复习思考题一复习思考题一1.什么是弯曲？什么是弯曲？2.简述弯曲变形特点。简述弯曲变形特点。3.什么是应变中性层？什么是应变中性层？4.什么是弯曲半径？什么是弯曲半径？5.什么是最小相对弯曲半径？什么是最小相对弯曲半径？6.什么是弯曲角？什么是弯曲角？7.什么是弯曲中心角？什么是弯曲中心角？复习思考题一1.什么是弯曲？复习思考题二复习思考题二1.什么是回弹？简述回弹的表现、回弹的原因、减小回弹的什么是回弹？简述回弹的表现、回弹的原因、减小回弹的措施。措施。2.什么是弯裂？简述弯裂的原因。什么是弯裂？简述弯裂的原因。3.什么是偏移？简述克服偏移的措施。什么是偏移？简述克服偏移的措施。4.什么是最小相对弯曲半径？简述影响最小相对弯曲半径的什么是最小相对弯曲半径？简述影响最小相对弯曲半径的因素。因素。5.5.简述弯曲凹模圆角半径对弯曲过程的影响。简述弯曲凹模圆角半径对弯曲过程的影响。6.6.简述弯曲模具间隙对弯曲过程的影响。简述弯曲模具间隙对弯曲过程的影响。复习思考题二1.什么是回弹？简述回弹的表现、回弹的原因、减小