冲压模具设计与制造-弯曲工艺与模具设计

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1、《冲压模具设计与制造》第三章弯曲工艺与模具设计§3.1弯曲变形分析第一节弯曲变形分析一.弯曲的概念1.弯曲将板料、型材、管材或棒料等平直的坯料，按设计要求弯成一定的角度和曲率，形成所需形状零件的冲压工序。§3.1弯曲变形分析2.弯曲方法分为在压力机上利用弯曲模进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、辊弯(滚弯)、拉弯等。二.弯曲变形的过程1.弹性弯曲变形在弯曲的开始阶段，弯曲圆角半径r很大，弯曲力矩很小，仅引起材料的弹性弯曲变形。§3.1弯曲变形分析2.弹-塑性弯曲变形当相对弯曲半径时，弯曲区材料即开始进入弹

2、-塑性弯曲阶段，毛坯变形区内（弯曲半径发生变化的部分）料厚的内外表面首先开始出现塑性变形，随后塑性变形向毛坯内部扩展。§3.1弯曲变形分析3.塑性弯曲变形当相对弯曲半径时，变形由弹-塑性弯曲逐渐过渡到塑性变形。这时弯曲圆角变形区内弹性变形部分所占比例已经很小，可以忽略不计，视板料截面都已进入塑性变形状态。§3.1弯曲变形分析§3.1弯曲变形分析三.弯曲变形的特点1.弯曲圆角部分是的主要变形区域§3.1弯曲变形分析2.弯曲变形区内的中性层从板料弯曲外侧纵向网格线长度的伸长过渡到内侧长度的缩短，长度是逐渐改变的。由

3、于材料的连续性，在伸长和缩短两个变形区域之间，其中必定有一层金属纤维材料的长度在弯曲前后保持不变，这一金属层称为应变中性层。§3.1弯曲变形分析3.变形区横断面的变形(1)窄板弯曲时，其横断面形状变成了外窄内宽的扇形。变形区横断面形状尺寸发生改变称为畸变。(2)宽板弯曲时，横断面形状变化较小，仅在两端会出现少量变形。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排第二节弯曲工艺设计及工艺安排一.满足最小相对弯曲半径要求1.最小相对弯曲半径的概念相对弯曲半径越小，弯曲时切向变形程度越大。在保证弯曲变形区材料外表面不发生破坏的条件下

4、，弯曲件内表面所能形成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。最小弯曲半径与弯曲材料厚度的比值称作最小相对弯曲半径，是衡量弯曲变形程度的主要标志。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排2.影响的因素(1)材料的力学性能材料的塑性愈好，最小相对弯曲半径愈小。(2)板料的冲裁断面质量和表面质量材料剪切断面上的毛刺、裂口和冷作硬化以及板料表面的划伤、裂纹等缺陷的存在，将会造成弯曲时应力集中，最小相对弯曲半径的数值较大。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排(3)板材的方向性板料经过轧制后产生了纤维状组织，这种纤维状组织具有各向异性的力学性能

5、。沿纤维方向的力学性能较好，抗拉强度较高，不易拉裂。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排3.提高弯曲极限的方法(1)热处理(2)清除冲裁毛刺(3)加热弯曲(4)两次弯曲(5)弯角内侧开槽§3.2弯曲工艺设计及工艺安排二.弯曲件的精度弯曲件的精度受坯料定位、偏移、翘曲和回弹等因素的影响，弯曲的工序数目越多，精度也越低。一般弯曲件的经济公差等级在IT13级以下，角度公差大于15′。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排三.弯曲件的结构工艺性1.直边高度为提高弯曲精度，保证直边平直，h>2t。(2)先加长直边弯曲，再切边(1)先压

6、槽或增加弯边高度§3.2弯曲工艺设计及工艺安排2.预制孔的位置弯曲有孔的工序件时，如果孔位于弯曲变形区内，则弯曲时孔要发生变形，为此必须使孔处于变形区之外。(1)加工工艺孔、工艺槽(2)先弯曲，再冲孔(3)冲凸缘缺口和月牙形槽§3.2弯曲工艺设计及工艺安排3.弯曲件形状(1)一般要求弯曲件形状对称弯曲件形状应尽量对称，以免板料与模具之间的摩擦阻力不均匀而产生工件侧移。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排(2)弯曲件形状应尽量简单在弯曲变形区附近有缺口的弯曲件，弯曲时会出现叉口。这时应在缺口处留连接带，待弯曲成形后再将

7、连接带切除。(3)增加工艺缺口、槽和工艺孔弯曲时圆角变形区侧面产生畸变，可以预先在折弯线的两端切出工艺缺口或槽。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排(4)避免尺寸突变部分的弯曲a.使尺寸突变处远离弯曲变形区b.预先冲裁工艺孔、工艺槽，防止弯曲部分受力不均而产生变形和裂纹，§3.2弯曲工艺设计及工艺安排4.尺寸标注尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。孔的位置精度不受坯料展开长度和回弹的影响，将大大简化工艺设计。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排四.弯曲件的工序安排原则(1)对于形状简单的弯曲件，可以采用一次弯曲成形。对于

8、形状复杂的弯曲件，一般需要采用二次或多次弯曲成形。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排(2)需多次弯曲时，弯曲次序一般是先弯两端，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。§3.2弯曲工艺设计及工艺安排(3)当弯曲件几何形状不对称时，为避免压弯时坯料偏移，应尽量采用成对弯曲，然后再切成两件的工艺。§3.3弯曲件质量的工艺措施第三节提高弯曲件质量的工艺