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1、第三章 弯曲工艺与模具设计,材料与能源学院：肖小亭,冲压工艺与模具设计,基本概念：弯曲，弯曲力，弯曲工艺性，弯曲角，相对 弯曲半径，弯曲回弹等； 基本原理：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及影响 因素，弯曲模工作部分的尺寸计算； 重点内容：弯曲回弹，弯曲工艺设计，弯曲模具设计； 关键难点：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及解决 措施，弯曲工序的安排。,弯曲：在冲压力的作用下，将板料、管材或型材弯成一 定曲率或角度，并得到一定形状零件的冲压工序。 分类：压弯、折弯、扭弯、辊弯、滚弯和拉弯。,基本概念,第一节 弯曲变形分析,变形区：弯曲圆角部位 弯曲变形内区、外区 弹性弯曲，弹塑性弯曲，塑性弯曲
2、宽板弯曲，窄板弯曲 弯曲变形程度：相对弯曲半径,宽板，窄板 内区，外区 应力，应变,一、板弯曲的应力应变特点,二、弯曲时的中性层,应力中性层，应变中性层 中性层内移： 应变中性层滞后于且小于应力中性层内移 变形区板厚变薄，变薄量与相对弯曲半径有关 弯曲90时变薄系数和x0的数值,第二节 弯曲力的计算,一、自由弯曲力,弯曲力矩,弯曲力,实际弯曲力经验公式,二、校正弯曲力,凸模与凹模压靠(精压) 校正弯曲，提高精度，减小回弹 弯曲力,弯曲顶件力和压料力按弯曲力的30%-80%近似计算。,弯曲件的毛坯长度按应变中性层在弯曲前后长度不变（体积不变）的原则进行计算。 中性层位置与弯曲半径r、板厚t、中性
3、层位移系数决定 实际计算按不同情况略有差别。 r 0.5t r 0.5t 铰链式,第二节 弯曲件的毛坯长度计算,一、r 0.5t 的弯曲件,变形程度小，板厚变薄不严重，可按应变中性层长度等于毛坯长度的原则计算。,多角弯曲,90角弯曲,二、r 0.5t 的弯曲件,变形程度较大，按体积不变条件的原则计算。,三、铰链式式弯曲,r = (0.63.5) t 的铰链件，采用推弯成形，受挤压和弯曲作用厚度变厚，中性层外移。,第四节 弯曲工艺设计,弯曲件的工艺性指弯曲件的形状、尺寸、材料及技术要求等是否适合于弯曲成形的工艺要求。,一、最小相对弯曲半径,最大伸长率,最大端面收缩率,除外和，还有其它影响因素。实
4、际生产中使用的最小相对弯曲半径可更小些。,最小相对弯曲半径的其它影响因素 弯曲角 板料的方向性 板料表面质量和剪切断面质量 板料的厚度和宽度,二、弯曲件的工艺性,1、弯曲半径：过大回弹，精度难保证，过小拉裂。,最小弯曲半径rmin/t,2、直边高度：H2t,3、孔边距离：t2mm，L2t,4、形状与尺寸的对称性,不对称时，成对成形，或增加压料板、定位销等,5、局部边缘弯曲 应力集中，预冲卸荷孔或切槽。,1、先弯外角，再弯内角，保证弯曲定位和不影响前次弯曲形状； 2、非对称弯曲件尽可能采用成对弯曲； 3、批量大、尺寸小的弯曲件采用级进模弯曲成形，以提高生产效率。,三、弯曲件的工序安排,复杂弯曲件
5、 多次弯曲 弯曲件精度，弯曲模结构。 弯曲模工序安排：材料属性、生产批量、精度要求、生产率等。 基本规则：,成对弯曲,二工序弯曲,三工序弯曲,级进模弯曲,第五节 提高弯曲件精度的工艺措施,弯曲工艺的主要质量问题： 拉裂、截面畸变、翘曲、偏移、回弹,一、拉裂,拉裂的原因：弯曲变形过大，表面有缺陷、不光洁，有毛刺 解决措施： 增加圆角半径，多次成形（弯曲再整形） 合理的弯曲方向 表面质量和毛刺 附加反压的弯曲方法,二、截面畸变,板弯曲时由于受力变形，使内区宽度增加外区宽度减小，导致出现截面畸变，窄板弯曲时更为明显。 解决方案：工艺切口,三、翘曲变形,板弯曲时宽度方向内层受压应力，外层受拉应力，形成
6、弯曲力矩，导致产生翘曲变形 解决方案：带侧板的模具成形，或模具型面反变形处理。,四、偏移,不对称形状板弯曲时，由于金属流动阻力不对称，导致弯曲工件产生偏移。 解决方案：带压料板或定位销的模具成形。,五、弯曲回弹,弯曲回弹：卸载后由于弹性回复引起弯曲角形状和尺寸发生变化的现象，是弯曲工艺的主要质量问题。,中性层曲率的变化 弯曲角的变化,1、弯曲回弹及其影响因素,影响弯曲回弹因素： 材料力学性能：s 越大，弹性模量E越小，加工硬化越严重，回弹越大； 相对弯曲半径：r/t小时，弹性变形比例减小，回弹量减小； 弯曲角：弯曲脚越大，回弹也越大； 弯曲方式和模具结构：自由弯曲和校正弯曲的回弹量不同； 摩擦
7、条件：摩擦对多个部位弯曲影响显著，一般产生拉应力，有利于工 件贴近模具表面 其次，弯曲件的形状尺寸，板料厚度偏差，模具间隙，模具圆角半径等对回弹也有影响。,合理设计产品,产品形状结构，零件的材料,2、减小弯曲回弹的措施,改变应力状态,校正弯曲,纵向加压法,拉弯法,利用回弹规律,回弹补偿 软模弯曲,一、弯曲模工作部分的尺寸计算,第六节 弯曲模具设计,凸模、凹模的圆角半径，凹模的深度； 凸凹模之间的间隙和模具宽度。,凸模、凹模的圆角半径,凸模圆角半径取等于弯曲件内侧圆角半径，应大于最小弯曲半径。 弯曲件圆角过小时，须先弯曲后校正；过大时，须考虑回弹。 凹模圆角半径不能过小，且应两边一致。一般,V形
8、弯曲的凹模底部可开槽或取圆角半径为,凹模深度,凸模、凹模之间的间隙,V形弯曲，凸模、凹模之间的间隙通过调整压力机闭合高度控制；U形弯曲，必须选择合理的模具间隙。,钢板： C=(1.051.15)t 有色金属： C=(1.01.1)t,U形弯曲模具工作部分尺寸,U形弯曲宽度尺寸标注在外侧时，先确定凹模尺寸，凸模配作保证间隙。,U形弯曲宽度尺寸标注在内侧时，先确定凸模尺寸，凹模配作保证间隙。,二、弯曲模的典型结构,1、敞开式弯曲模,带压料装置弯曲模,活动式弯曲模,级进弯曲模,第七节 辊弯和滚弯,辊弯（卷板）是在旋转辊轮摩擦力的带动下，使板料连续进入辊轮之间而弯曲成形的加工方法。 滚弯（辊弯）是将带料通过带有型槽的数组辊轮，渐次进行多道弯曲成形，从而获得所需截面形状零件的加工方法。,一、辊弯,二、滚弯,小结,本章介绍板料冲压加工中弯曲成形工艺的相关内容，重点在弯曲件的工艺分析、弯曲回弹、弯曲工艺设计计算以及弯曲模的结构形式等方面的专业理论知识。 通过本章的学习，学生应能够举一反三，独立设计一般难度的弯曲变形工艺，完成中等复杂程度弯曲模的设计。,
