弯曲工艺与模具设计

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1、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

2、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3.1.33.1.1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

3、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3.1.33.1.2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

4、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/t<3：横截面由矩形→扇形b/t>3：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

5、的应力应变状态3.1.33.1.3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/t>200时）c)纯塑性弯曲（200>r/t>5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/t≤3~5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

6、回弹3.2.2弯曲偏移3.2.33.2.1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①厚度不变②应变中性层居中□结论①r/t越小，板料切向变形程度越大②rmin/t—表示弯曲成形极限3.2.1弯裂3.2弯曲质量问题及控制2影响rmin/t的因素①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↑②弯曲带中心角ϕ弯曲中心角ϕ

7、越小，rmin/t↓③板料的表面和侧边质量④弯曲方向板料纤维方向与弯曲线：垂直：rmin/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3rmin/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3.2.33.2.2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

8、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。Δr，Δφ>0—正回弹Δr，Δφ<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①材料的力学性能σs/E越大，回弹越大②相对弯曲半径r/tr/t越大，回弹越大③弯曲件的形状弯曲件越复杂，回弹越小④凸、凹模间隙凸、凹模间隙越大，回弹越大⑤