弯曲工艺与模具设计

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1、第3章弯曲工艺与模具设计3.1弯曲加工概述弯曲是将金属材料（包括板材、线材、管材、型材及毛坯料等）沿弯曲线弯成一定的角度和形状的工艺方法。它是冲压的基本工序之一，在生产中应用相当广泛。根据弯曲成形所用模具及设备不同，弯曲方法可分为压弯、拉弯、折弯、滚弯、绕弯等。图3-1弯曲件的弯曲方法图3-2V形件弯曲模1－定位板；2－鉸链；3－支架；4－下模座；5－靠板；6－模柄；7－凸模；8－活支动凹模；9－顶杆3.2弯曲变形特点3.2.1弯曲变形过程3.2.2弯曲变形区应力应变状态1.弯曲变形的特点图3-4板料弯曲前后的网格变化图3-5板料弯曲后的断面变化2.弯曲变

2、形区的应力、应变状态3.3弯曲工艺计算3.3.1弯曲件的结构工艺性最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径是指在保证坯料最外层纤维弯曲时不发生破坏的条件下，工件能够弯成的内表面的最小圆角半径。通常用最小圆角半径相对于坯料厚度的比值来表示最小相对弯曲半径，其值越小，板料弯曲的性能也越好。生产中用它来表示弯曲时的成形极限。影响最小相对弯曲半径的因素材料的机械性能板料的方向性板料边缘及表面状态弯曲件角度大小板料的宽度板料的厚度3.3.2弯曲件质量分析弯裂回弹偏移畸变1.弯裂2.回弹影响回弹的因素材料的力学性能相对弯曲半径弯曲件角度弯曲方式模具间隙弯曲件形状(1)回弹值的

3、确定小变形程度(r/t>10)自由弯曲时的回弹值大变形程度(r/t<5)自由弯曲时的回弹值当相对弯曲半径r/t<5时，弯曲件回弹时圆角半径的变化很小，可以不予考虑，仅需考虑弯曲角度的回弹，其回弹值可查表确定。(2)减小回弹的措施弯曲件的合理设计采取补偿措施，抵消弯曲回弹变形从工艺上采取措施从模具结构上采取措施3.弯曲时的偏移（1）偏移现象的产生板料在弯曲过程中沿凹模圆角滑移时，会受到凹模圆角处摩擦阻力的作用。当板料各边所受的摩擦阻力不等时，有可能使坯料在弯曲过程中向左或向右产生移动，使工件两直边的高度不符合图样的要求，这种现象称为偏移。（2）克服偏移的措施

4、采用压料装置，使坯料在压紧状态下逐渐弯曲成形，从而防止坯料的滑动，而且能得到较平整的零件。利用坯料上的孔或设计工艺孔，用定位销插入孔内定位之后再弯曲，使坯料无法移动。将不对称形状的弯曲件组合成对称弯曲件弯曲，使坯料弯曲时受力均匀，不容易产生偏移，弯曲之后再将工件切开。模具制造准确，间隙调整一致，以减少偏移的发生。4.弯曲后的翘曲与剖面畸变细而长的坯料弯曲件，弯曲后纵向产生翘曲变形在薄壁管的弯曲中，还会出现内侧面因受压应力的作用而失稳起皱的现象3.3.3弯曲力计算1.自由弯曲时的弯曲力V形件弯曲力U形件弯曲力2.校正弯曲时的弯曲力1.弯曲中性层位置的确定中性

5、层内移系数值是根据相对弯曲半径查表确定的3.3.4弯曲件展开尺寸的计算2.弯曲件展开尺寸计算3.3.5弯曲件工序安排1.弯曲件工序安排的方法对于形状简单的弯曲件，如V形、U形、Z形工件等，可以一次弯曲成形。对于形状复杂的弯曲件，一般要采用两次或多次弯曲成形。对于批量大而尺寸较小的弯曲件，为使工人操作方便、安全，保证弯曲件的准确性和提高生产率，应尽可能采用复合模或多工位级进模。需多次弯曲时，弯曲顺序一般是先弯两端，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弯成的形状。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

6、弯曲，然后再切成两件的工艺。2.典型弯曲件的工序安排图3-37两道工序弯曲成形图3-38三道工序弯曲成形图3-39多道工序弯曲成形3.4弯曲模典型结构图3-40V形件弯曲模1－模柄；2－定位销；3－凸模；4－定位板；5－凹模；6－顶杆；7－弹簧图3-41L形件弯曲模1－凸模；2－侧压板；3－凹模；4－定位销；5－顶板；6－压料板图3-42U形件弯曲模1－凸模；2－定位板；3－凹模；4－压料板图3-43弯曲角小于90°的弯曲模图3-44斜楔弯曲模1－滚柱；2－斜楔；3－弹簧；4－上模座；5、6－凹模块；7－弹簧；8－凸模3.4.3帽形件弯曲模3.4.4圆形件

7、弯曲模图3-49小圆一次弯曲模1－凹模固定板；2－下凹模；3－压料板；4－上凹模；5－芯轴凸模图3-50大圆两次弯曲模1－凸模；2－凹模；3－定位板图3-51大圆一次弯曲模1－顶板；2－摆动凹模；3－支撑；4－凸模3.4.5其他形状零件弯曲模图3-52滑板弯曲模1－弹簧；2－导柱；3－顶杆；4－摆块；5－凸模支架；6－芯轴凸模；7－成形滑块；8－凹模座架；9－限制块；10－垫板；11－底座；12－垫板3.5弯曲模工作零件结构确定3.5.1弯曲凸模和凹模圆角半径弯曲凸模的圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径较小时，凸模圆角半径等于弯曲件的弯曲半径，但必须大于最小弯

8、曲圆角半径。若小于最小相对弯曲半径，则可先弯成较大的圆角半径，然后