冲压模具及冲模设计第四章PPT讲稿.ppt

《冲压模具及冲模设计第四章PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冲压模具及冲模设计第四章PPT讲稿.ppt（123页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、冲压模具及冲模设计第四章第1页，共123页，编辑于2022年，星期五第四章 弯 曲第五节第五节 弯曲力计算弯曲力计算第六节第六节 弯曲件的工艺性弯曲件的工艺性第七节第七节 弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排第八节第八节 弯曲模设计弯曲模设计第2页，共123页，编辑于2022年，星期五本章要求1、学习目的和要求、学习目的和要求 1）通过学习，了解板材弯曲变形过程及特点，最小弯）通过学习，了解板材弯曲变形过程及特点，最小弯曲半径及其影响因素和弯曲回弹；曲半径及其影响因素和弯曲回弹；2）掌握弯曲件毛坯尺寸计算和弯曲力的计算；）掌握弯曲件毛坯尺寸计算和弯曲力的计算；3）掌握弯曲的工艺分析；）掌握弯曲的工

2、艺分析；4）熟悉弯曲模的典型结构，管料的弯曲加工方法，能安）熟悉弯曲模的典型结构，管料的弯曲加工方法，能安排弯曲件的工艺。排弯曲件的工艺。第3页，共123页，编辑于2022年，星期五本章要求2、学习内容、学习内容1、弯曲变形过程及变形特点、最小弯曲半径；、弯曲变形过程及变形特点、最小弯曲半径；2、弯曲卸载后的回弹、弯曲件毛坯尺寸计算；、弯曲卸载后的回弹、弯曲件毛坯尺寸计算；3、弯曲力计算、弯曲件的工艺性；、弯曲力计算、弯曲件的工艺性；4、弯曲件的工序安排、弯曲模设计。、弯曲件的工序安排、弯曲模设计。3、考核知识点和考核要求、考核知识点和考核要求 领会：领会：弯曲变形特点；弯曲回弹；弯曲工艺性分

3、析和弯曲变形特点；弯曲回弹；弯曲工艺性分析和工艺方案制定。工艺方案制定。综合运用：综合运用：弯曲工艺计算；弯曲模零部件结构设计与计算。弯曲工艺计算；弯曲模零部件结构设计与计算。第4页，共123页，编辑于2022年，星期五第一节第一节 弯曲变形过程及变形特点弯曲变形过程及变形特点弯曲弯曲：将板料、棒料、型材或管料等完成一定形状和角度将板料、棒料、型材或管料等完成一定形状和角度的零件的一种冲压成形工序。的零件的一种冲压成形工序。第5页，共123页，编辑于2022年，星期五第一节第一节 弯曲变形过程及变形特点弯曲变形过程及变形特点弯曲方法弯曲方法：(D)(D)弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的弯

4、曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。弯、拉弯等。弯曲模：弯曲模：(D)(D)弯曲所使用的模具。弯曲所使用的模具。用模具成形的弯曲件之一用模具成形的弯曲件之一(D)(D)、之二、之二(D)(D)。本章与第本章与第3 3章相比：章相比：准确准确工艺计算难，模具工艺计算难，模具动作复杂动作复杂、结构设计、结构设计规律规律性性不强不强。第6页，共123页，编辑于2022年，星期五二、弯曲模工作部分设计弯曲件的弯曲方法弯曲件的弯曲方法 模具压弯模具压弯折弯折弯滚弯滚弯拉弯拉弯第7页，共123页，编辑于2022年，星期

5、五二、弯曲模工作部分设计形形件件弯弯曲曲模模1 1下模板下模板 2 2、5 5圆柱销圆柱销 3 3弯曲凹模弯曲凹模 4 4弯曲凸模弯曲凸模 6 6模柄模柄 7 7顶杆顶杆 8 8、9 9螺钉螺钉 1010定位板定位板第8页，共123页，编辑于2022年，星期五二、弯曲模工作部分设计用模具成形弯曲件一用模具成形弯曲件一第9页，共123页，编辑于2022年，星期五二、弯曲模工作部分设计用用模模具具成成形形弯弯曲曲件件二二第10页，共123页，编辑于2022年，星期五第一节第一节 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

6、在板料在板料A A处，凸模施加弯曲处，凸模施加弯曲力形）或力形）或2 2P P（V V形），在凹模的形），在凹模的圆角半径支撑点圆角半径支撑点B B处产生反力处产生反力P P，这样就形成弯曲力矩，这样就形成弯曲力矩，该弯曲力矩使板料产生弯，该弯曲力矩使板料产生弯曲。曲。自由弯曲自由弯曲校正弯曲校正弯曲弹性弯曲弹性弯曲塑性弯曲塑性弯曲第11页，共123页，编辑于2022年，星期五一、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，弯曲开始阶段为自由弯曲，随着凸模下压，板料的弯曲半随着凸模下压，板料的弯曲半径与支撑点距离逐渐减小。在径与支撑点距离逐渐减小。在弯曲行程接近终了时

7、，弯曲半弯曲行程接近终了时，弯曲半径继续减小，而直边部分反而径继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形（图），直向凹模方向变形（图），直至板料与凸、凹模完全贴合。至板料与凸、凹模完全贴合。弯曲效果：弯曲效果：表现为弯曲半径和弯曲中心角的变化（减小）。表现为弯曲半径和弯曲中心角的变化（减小）。第12页，共123页，编辑于2022年，星期五一、弯曲变形过程图4-3 弯曲前后坐标网格变化a）弯曲前 b）弯曲后弯曲变形的特点弯曲变形的特点1)1)弯曲的变形区主要是弯曲件弯曲的变形区主要是弯曲件的圆角部分：圆角部分网格变的圆角部分：圆角部分网格变成扇形，直边部分没有变形。成扇形，直边部分没有变形。2)2)

8、应变中性层：应变中性层：外部受拉变长内外部受拉变长内部受压变短，有一层金属纤维变部受压变短，有一层金属纤维变形前后长度保持不变。形前后长度保持不变。3)3)弯曲变形区中，板料变形后产弯曲变形区中，板料变形后产生厚度变薄现象，生厚度变薄现象，r/tr/t越小，厚度越小，厚度变薄越大。变形区厚度变薄变薄越大。变形区厚度变薄t t至至t t1 1 其比值其比值=t t1 1/t t称为称为变薄系数变薄系数。第13页，共123页，编辑于2022年，星期五一、弯曲变形过程图4-4 板料弯曲后横断面形状a）窄板 b）厚板弯曲变形的特点弯曲变形的特点4)4)宽板弯曲时：宽板弯曲时：（B B/t t33）横断

9、面几乎不变，仍矩形；）横断面几乎不变，仍矩形；窄板弯曲时窄板弯曲时：（：（B B/t t33）横截面由矩形变成了扇形。横截面由矩形变成了扇形。生产中，生产中，一般为宽板弯曲一般为宽板弯曲变形区横断面形状变形区横断面形状尺寸发生改变称为尺寸发生改变称为畸变。畸变。第14页，共123页，编辑于2022年，星期五二、弯曲变形程度及其表示方法1.1.弯曲变形程度及其表示（弯曲变形程度及其表示（r r/t 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板料弯曲时变形区板料弯曲时变形区内的应力和应变状内的应力和应变状态

10、与弯曲变形程度态与弯曲变形程度有关。有关。第15页，共123页，编辑于2022年，星期五二、弯曲变形程度及其表示方法1.1.弯曲变形程度及其表示（弯曲变形程度及其表示（r r/t t）a）弹性弯曲 设弯曲变形区设弯曲变形区应变中性层曲率半径为应变中性层曲率半径为，弯曲中心角为弯曲中心角为，则距应变中性层为，则距应变中性层为y y处的材料的处的材料的切向应变切向应变和切向应力和切向应力分别为分别为由外区拉应力过渡到由外区拉应力过渡到内区压应力，必有一内区压应力，必有一层纤维其切向应力为层纤维其切向应力为零，此层成为零，此层成为应力中应力中性层性层。（4-14-1）第16页，共123页，编辑于20

11、22年，星期五二、弯曲变形程度及其表示方法1.1.弯曲变形程度及其表示（弯曲变形程度及其表示（r r/t t）厚度为厚度为t t的板料，当其弯曲半径为的板料，当其弯曲半径为r r时，板料表面的应变时，板料表面的应变和应力为：和应力为：假定材料的屈服应力为假定材料的屈服应力为s，弹性弯曲的条件是：，弹性弯曲的条件是：r/t称为板料的称为板料的相对弯曲半径相对弯曲半径，表示板料弯曲变形程度，表示板料弯曲变形程度的重要参数。的重要参数。r/t越小越小，弯曲变形程度，弯曲变形程度越大越大。（4-24-2）（4-34-3）第17页，共123页，编辑于2022年，星期五二、弯曲变形程度及其表示方法2.弹弹

12、塑性弯曲与纯塑性弯曲概念塑性弯曲与纯塑性弯曲概念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 r/t不断减小，塑性变形由内、外表面向中心扩展，这时不断减小，塑性变形由内、外表面向中心扩展，这时候的弯曲称为弹候的弯曲称为弹塑性弯曲阶段。塑性弯曲阶段。r/t进一步减小，材料内部基本上全是塑性变形区，只有中进一步减小，材料内部基本上全是塑性变形区，只有中间极薄的一层弹形变形区，可以忽略不计，这时的弯曲称为纯间极薄的一层弹形变形区，可以忽略不计，这时的弯曲称为纯塑性弯曲阶段。塑性弯曲阶段。第18页，共123页，编辑于2022年，星期五二、弯曲变形程度及其表示

13、方法3.弯曲力弯曲力行程曲线行程曲线V V形件弯曲过程力形件弯曲过程力行程曲线如图所示。在凸、凹模隔着材料行程曲线如图所示。在凸、凹模隔着材料完全吻合以前的弯曲过程称为完全吻合以前的弯曲过程称为自由弯曲自由弯曲。接着，凸模继续下压，。接着，凸模继续下压，弯曲力急剧上升，称为弯曲力急剧上升，称为校正弯曲校正弯曲。如图中所示，在。如图中所示，在弹性弯曲阶弹性弯曲阶段段，弯曲力线性上升弯曲力线性上升；在；在弹弹-塑性和纯塑性变形（自由弯曲）塑性和纯塑性变形（自由弯曲）阶段，阶段，弯曲力基本不变或略呈下降趋势弯曲力基本不变或略呈下降趋势；当进入；当进入校正弯曲阶校正弯曲阶段段时，时，弯曲力将急剧上升弯

14、曲力将急剧上升。1弹性弯曲；弹性弯曲；2自由弯曲自由弯曲;3校正弯曲校正弯曲弯曲过程力行程曲线第19页，共123页，编辑于2022年，星期五三、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 b)宽板切向主应力和主应变切向主应力和主应变（1 1 ，1 1）；宽度方向主应力和主宽度方向主应力和主应变应变（2 2 ，2 2）；厚度方向主应力和主应变厚度方向主应力和主应变（3 3 ，3 3）。第20页，共123页，编辑于2022年，星期五三、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)(1)窄板弯曲窄板弯曲应变：应变：板料在弯

15、曲时，主要表现是内、板料在弯曲时，主要表现是内、外层纤维的压缩和伸长，外层纤维的压缩和伸长，切向应变切向应变是是最大的主应变，其外层应变为正，内最大的主应变，其外层应变为正，内层应变为负。在层应变为负。在宽度方向宽度方向，外层应，外层应变为负，内层应变为正。在变为负，内层应变为正。在厚度方厚度方向向，外层应变为负，内层应变为正。，外层应变为负，内层应变为正。第21页，共123页，编辑于2022年，星期五三、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)(1)窄板弯曲窄板弯曲应力应力：在：在切向切向，外层为拉应力，外层为拉应力，内层为压应力。在内层为压应力

16、。在宽度方向宽度方向，由于，由于材料弯曲时不受约束自由变形，则材料弯曲时不受约束自由变形，则从矩形断面变成扇形断面，可认为从矩形断面变成扇形断面，可认为应力应力20。在。在厚度方向厚度方向，由于弯，由于弯曲时板材纤维之间相互压缩，因曲时板材纤维之间相互压缩，因此内、外层应力均为压应力。此内、外层应力均为压应力。窄板弯曲时，内、外层的应窄板弯曲时，内、外层的应变是立体的，应力状态是平面变是立体的，应力状态是平面的。的。第22页，共123页，编辑于2022年，星期五三、宽板与窄板弯曲变形区的应力、应变分析()宽板弯曲宽板弯曲图4-6 弯曲变形的应力与应变状态 b）宽板 应变应变：宽板弯曲时，切向和

17、：宽板弯曲时，切向和厚度方向的应变与窄板相同。厚度方向的应变与窄板相同。在宽度方向，由于板料宽度在宽度方向，由于板料宽度宽，变形阻力较大，弯曲后宽，变形阻力较大，弯曲后板宽基本不变，因此内、外板宽基本不变，因此内、外层宽度方向的应变接近于零层宽度方向的应变接近于零（2 2）。）。第23页，共123页，编辑于2022年，星期五三、宽板与窄板弯曲变形区的应力、应变分析()宽板弯曲宽板弯曲图4-6 弯曲变形的应力与应变状态 b）宽板 应力应力：切向与厚度方向的应力：切向与厚度方向的应力状态与窄板相同。在宽度方向，状态与窄板相同。在宽度方向，由于材料不能自由变形，外层由于材料不能自由变形，外层材料为拉

18、应力，内层材料为压材料为拉应力，内层材料为压应力。应力。宽板弯曲时，内、外层的宽板弯曲时，内、外层的应变状态是平面的，应力状态应变状态是平面的，应力状态是立体的。是立体的。第24页，共123页，编辑于2022年，星期五四、弯曲时的应力和弯矩计算假定假定1）弯曲过程中，毛坯变形区内任意位置上的横截面始终为平）弯曲过程中，毛坯变形区内任意位置上的横截面始终为平面；面；2）弯曲过程中，毛坯变形区内横截面的形状尺寸不变，中）弯曲过程中，毛坯变形区内横截面的形状尺寸不变，中性层位置仍在板料中间；性层位置仍在板料中间；3）弯曲件内、外层切向应力和切向应变与单向状态下的应）弯曲件内、外层切向应力和切向应变与

19、单向状态下的应力应变关系完全一致。力应变关系完全一致。第25页，共123页，编辑于2022年，星期五四、弯曲时的应力和弯矩计算1.1.线性弹线性弹塑性弯曲弯矩塑性弯曲弯矩（1 1）设定应力函数）设定应力函数图4-7 应力应变关系曲线式中式中 E E弹性模量；弹性模量；s s屈服点；屈服点；硬化模数；硬化模数；s s与屈服点相对应的切与屈服点相对应的切向应变。向应变。弹性变形范围内（弹性变形范围内（OAOA部部分）切向应力值为分）切向应力值为 塑性变形范围内（塑性变形范围内（ABAB部部分）切向应力值为：分）切向应力值为：（4-44-4）（4-54-5）第26页，共123页，编辑于2022年，星

20、期五四、弯曲时的应力和弯矩计算1.1.线性弹线性弹塑性弯曲弯矩塑性弯曲弯矩（2 2）弯矩计算）弯矩计算 先在弯曲变形区任意位置取一横截面，该横截面先在弯曲变形区任意位置取一横截面，该横截面上应力分布如图所示。上应力分布如图所示。图4-8 任意横截面及其应力分布第27页，共123页，编辑于2022年，星期五四、弯曲时的应力和弯矩计算1.1.线性弹线性弹塑性弯曲弯矩塑性弯曲弯矩（2 2）弯矩计算）弯矩计算式中式中 b b毛坯宽度；毛坯宽度；中性层曲率半径；中性层曲率半径；s s弹性变形区与塑性变形区分界点上切向应变；弹性变形区与塑性变形区分界点上切向应变；b b毛坯内、外表面的切向应变。毛坯内、外

21、表面的切向应变。弹性变形弹性变形硬化使塑性变形部硬化使塑性变形部分形成弯矩增量分形成弯矩增量不考虑硬化不考虑硬化时塑性变形时塑性变形（4-7）（4-8）第28页，共123页，编辑于2022年，星期五四、弯曲时的应力和弯矩计算2.2.线性纯塑性弯曲线性纯塑性弯曲（4-11）第29页，共123页，编辑于2022年，星期五四、弯曲时的应力和弯矩计算3.3.无硬化线性无硬化线性纯塑性弯曲纯塑性弯曲（r r/t t较小时热弯曲）弯矩较小时热弯曲）弯矩 由于没有硬化现象，所以毛坯断面内切向应力是恒由于没有硬化现象，所以毛坯断面内切向应力是恒定不变的。定不变的。(4-12)第30页，共123页，编辑于202

22、2年，星期五五、板料塑性弯曲的变形特点1.1.应变中性层位置的内移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、宽度和厚度分别为性弯曲时，设板料原来长度、宽度和厚度分别为l l、b b、t t。弯曲。弯曲成为外半径成为外半径R R、内半径、内半径r r、宽度、宽度b b1 1、厚度、厚度t t1 1和弯曲中心角和弯曲中心角a a的形状。的形状。图4-9 应变中性层的确定由体积不变原则得塑性弯曲时由体积不变原则得塑性弯曲时应变中性层位置：应变中性层位置：式中式中 变薄系数，变薄系数，=t t1

23、1/t t13时，时，=1 1。第31页，共123页，编辑于2022年，星期五五、板料塑性弯曲的变形特点1.1.应变中性层位置的内移应变中性层位置的内移图4-9 应变中性层的确定一般生产中一般生产中b/t3=1(4-16)应变中性层与应变中性层与r r/t/t和和有关有关。凸模下移，凸模下移，r r/t/t和和减小，应变减小，应变中性层内移。弯曲变形程度越大，中性层内移。弯曲变形程度越大，内移量越大。内移量越大。第32页，共123页，编辑于2022年，星期五 板料弯曲时，外层纤维受拉使厚度板料弯曲时，外层纤维受拉使厚度减薄减薄，内层纤维，内层纤维受压使厚度受压使厚度增加增加。由于。由于应变中性

24、层的内移应变中性层的内移,外层拉伸区外层拉伸区逐步逐步扩大扩大，内层压缩区不断，内层压缩区不断减小减小，外层的减薄量大于外层的减薄量大于内层的增厚量内层的增厚量，从而使板料的厚度变薄。根据材料塑性，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。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r/tr/t越小越小减薄量越大，增长量越大。减薄量越大，增长量越大。第33页，共123页，编辑于2022年，星期五五、板料塑性弯曲的变形特点3.变形区板料剖面的畸变、翘曲和破裂图4-10 板料弯曲后的畸变、翘曲

25、和破裂）翘曲）翘曲和不平 ）拉裂b/tb/t333宽板宽板r/tr/t越小，拉裂越小，拉裂可能性越大可能性越大第34页，共123页，编辑于2022年，星期五 影响材料最小弯曲半径的力学性能主要是塑性，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（材料塑性指标（、等）越高，其弯曲时塑性等）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。变形的稳定性越好，可以采用的最小弯曲半径越小。第二节第二节 最小弯曲半径最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素1.1.材料的力学性能材料的力学性能 在保证弯曲件毛坯外表面纤维不发生破坏的条件下，工在保证弯曲件毛坯外表面纤维不发生破坏的条件

26、下，工件所能完成的内表面最小圆角半径，称为件所能完成的内表面最小圆角半径，称为最小弯曲半径最小弯曲半径r rminmin。第35页，共123页，编辑于2022年，星期五 弯曲中心角越小，圆角部分外表面纤维的变形弯曲中心角越小，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。分散效应越显著，最小弯曲半径的数值也越小。第二节第二节 最小弯曲半径最小弯曲半径一、影响最小弯曲半径的因素2.2.零件弯曲中心角的大小零件弯曲中心角的大小 弯曲角在大于弯曲角在大于6060度后对最小弯曲半径的数值没有影度后对最小弯曲半径的数值没有影响。响。第36页，共123页，编辑于2022年，星期五一、影

27、响最小弯曲半径的因素3.3.板料的轧制方向与弯曲线夹角的关系板料的轧制方向与弯曲线夹角的关系3 3、较小的弯曲件，应尽可能使弯曲线垂直于轧制方向。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成4545夹角。夹角。1、板料经过多次轧制，其、板料经过多次轧制，其力学性能具有方向性，因弯力学性能具有方向性，因弯曲件的弯曲线与板料轧制方曲件的弯曲线与板料轧制方向向垂直垂直时，最小弯曲半径数时，最小弯曲半径数值值最小最小；2、弯曲件的弯曲线与板、弯曲件的弯曲线与板料轧制方向料轧制方向平行平

28、行时，则最时，则最小弯曲半径小弯曲半径最大最大。第37页，共123页，编辑于2022年，星期五 弯曲件毛坯一般由冲裁获得，其断面存在冷作硬化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

29、。方向），以避免应力集中而产生破裂。一、影响最小弯曲半径的因素4.4.板料表面及冲裁断面的质量板料表面及冲裁断面的质量第38页，共123页，编辑于2022年，星期五一、影响最小弯曲半径的因素5.5.板料的相对宽度板料的相对宽度图4-11 板料相对宽度对最小弯曲半径的影响 图图4-114-11为弯曲件相对宽度为弯曲件相对宽度b bt t对最小弯曲半径的影响，对最小弯曲半径的影响，当弯曲件的相对宽度较小时，当弯曲件的相对宽度较小时，其影响比较明显，但当其影响比较明显，但当b bt t1010时，其影响不大。时，其影响不大。第39页，共123页，编辑于2022年，星期五 弯曲变形区内切向应变在厚度方

30、向呈线性规律变化，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。较小的最小弯曲半径。一、影响最小弯曲半径的因素6.6.板

31、料厚度板料厚度第40页，共123页，编辑于2022年，星期五二、最小弯曲半径值确定1.1.最小弯曲半径的近似理论计算最小弯曲半径的近似理论计算（4-22）（4-17）第41页，共123页，编辑于2022年，星期五 由于影响最小弯曲半径大小的因素很多，因此计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算结果与实际的r rminmin有一定的误差，在实际生产中主要有一定的误差，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，参是参考经验数据来确定各种材料的最小弯曲半径，参看表（看表（4-24-2）。）。二、最小弯曲半径值确定2.2.最小弯曲半径的经验值确定最小弯曲半径的经验

32、值确定第42页，共123页，编辑于2022年，星期五 1.1.弯曲件分两次弯曲，第一次采用较大的弯曲半径弯曲件分两次弯曲，第一次采用较大的弯曲半径（大于（大于r rminmin），第二次按要求的弯曲半径弯曲。），第二次按要求的弯曲半径弯曲。2.2.采用先退火以增加材料塑性再进行弯曲，以获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得所需的弯曲半径，或者在工件许可情况下采用热弯。弯。三、提高弯曲极限变形程度方法第43页，共123页，编辑于2022年，星期五三、提高弯曲极限变形程度方法 3.3.先在弯曲件弯曲圆角内侧开槽，如图所示，再进行先在弯曲件弯曲圆角内

33、侧开槽，如图所示，再进行弯曲。弯曲。图4-12 开槽后弯曲a）U形件 b）V形件第44页，共123页，编辑于2022年，星期五第三节第三节 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回弹现象产生于弯曲变形结束后的回弹现象产生于弯曲变形结束后的卸载过程卸载过程。弯曲卸载后，由于中性层附近的弹性变形以及内、弯曲卸载后，由于中性层附近的弹性变形以及内、外层总变形中弹性变形部分的恢复，使弯曲件的弯曲中外层总变形中弹性变形部分的恢复，使弯曲件的弯曲中心角和弯曲半径变得和模具尺寸不一致的现象称为心角和弯曲半径变得和模具尺寸不一致的现象称为回弹回弹（又称为弹复（又称为弹复D）。）。回弹的概念回弹

34、的概念回弹的原因回弹的原因第45页，共123页，编辑于2022年，星期五一、回弹原因及表现形式图4-14 弹塑性弯曲卸载过程中工件断面上切向应力的变化图4-13 纯塑性弯曲卸载过程中工件断面上切向应力的变化第46页，共123页，编辑于2022年，星期五一、回弹原因及表现形式弯曲回弹的表现形式有两种。弯曲回弹的表现形式有两种。图4-15 弯曲变形的回弹r r回弹角：回弹角：r r回弹前回弹前回弹后回弹后第47页，共123页，编辑于2022年，星期五 材料的材料的屈极点屈极点s s越高越高，弹性模量弹性模量E E 越小越小，弯曲变，弯曲变形的形的回弹也越大回弹也越大。若材料的力学性能。若材料的力学

35、性能不稳定不稳定，其回弹值，其回弹值也也不稳定不稳定。材料的屈服点。材料的屈服点s s越高，则材料在一定的越高，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。弹性模量起更大的弹性变形，故回弹值也越大。弹性模量E E越越大，则抵抗弹性变形的能力越强，故回弹值越小。大，则抵抗弹性变形的能力越强，故回弹值越小。二、影响回弹的因素1.1.材料的力学性能材料的力学性能第48页，共123页，编辑于2022年，星期五二、影响回弹的因素2.2.相对弯曲半径相对弯曲半径r r/t t 相对弯曲半径相对弯曲半径r r/t t

36、越小越小，弯曲变形区的，弯曲变形区的总切向变形总切向变形程度增大程度增大，塑性变形塑性变形部分在总变形中所占的比例部分在总变形中所占的比例增大增大，而而弹性变形弹性变形部分所占的比例则相应部分所占的比例则相应减小减小，因而，因而回弹值回弹值减小减小。反之，当相对弯曲半径越大，回弹值增大，这就。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。是曲率半径很大的零件不易弯曲成形的道理。弯曲变形程度用弯曲变形程度用 r rt t 来表示。弯曲变形程度越大，来表示。弯曲变形程度越大，回弹愈小回弹愈小 ，弯曲变形程度越小，回弹愈大，弯曲变形程度越小，回弹愈大 。第49页，

37、共123页，编辑于2022年，星期五 弯曲中心角弯曲中心角越大越大，表示，表示弯曲变形区的长度越长弯曲变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹角回弹积累值也越大，故回弹角越大越大，但对，但对弯曲半径弯曲半径的回弹影响不大的回弹影响不大。二、影响回弹的因素3.3.弯曲中心角弯曲中心角第50页，共123页，编辑于2022年，星期五 自由弯曲时的回弹角要比校正弯曲来得大自由弯曲时的回弹角要比校正弯曲来得大,这这是因为校正弯曲时，材料受到凸、凹模的压缩作是因为校正弯曲时，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

38、层附近的切向也出现和小，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。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。因此弹量比自由弯曲时大为减少。因此校正力越大校正力越大，回弹值越小回弹值越小。二、影响回弹的因素4.弯曲方式及校正力大小第51页，共123页，编辑于2022年，星期五 U

39、U 形件的回弹小于形件的回弹小于V V 形件形件。复杂形状复杂形状弯曲件，弯曲件，若一次弯曲成形，由于在弯曲时各部分材料互相牵若一次弯曲成形，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，样使回弹困难，回弹角减小回弹角减小。二、影响回弹的因素5.工件形状第52页，共123页，编辑于2022年，星期五 在弯曲在弯曲U U形件时，模具凸、凹模间隙对弯曲件的回形件时，模具凸、凹模间隙对弯曲件的回弹有直接的影响。弹有直接的影响。间隙

40、小，回弹减小间隙小，回弹减小。相反，当间隙。相反，当间隙较大时，材料处于松动状态，工件的回弹就大。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6.6.模具间隙模具间隙第53页，共123页，编辑于2022年，星期五三、回弹值的确定1.1.理论计算理论计算图4-16 弯曲时加载和卸载过程加载为沿折线加载为沿折线OABOAB卸载沿线段卸载沿线段BCBC。第54页，共123页，编辑于2022年，星期五 在实际弯曲时影响回弹值的因素又较多，而且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

41、值。各种弯曲方法与弯曲角度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。的回弹经验值可查有关手资料。三、回弹值的确定2.2.经验值选用经验值选用第55页，共123页，编辑于2022年，星期五四、提高弯曲件精度的措施1.1.改进弯曲件的设计改进弯曲件的设计 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。来减少回弹。图4-17 在弯曲变形区压制加强筋第56页，共123页，编辑于2022年，星期五 在制定弯曲工艺时，可采用校正弯曲来代替自在制定弯曲工艺时，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

42、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。屈服极限降低后再进行弯曲。四、提高弯曲件精度的措施2.2.采取适当的弯曲工艺采取适当的弯曲工艺第57页，共123页，编辑于2022年，星期五四、提高弯曲件精度的措施3.3.正确设计弯曲模正确设计弯曲模 1 1）对于软材料（）对于软材料（Q215Q215、Q235Q235、1010钢、钢、2020钢，钢，H62H62软黄铜），其回弹角软黄铜），其回弹角55，可在凸模或凹模上作，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。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第58页，共12

43、3页，编辑于2022年，星期五四、提高弯曲件精度的措施3.3.正确设计弯曲模正确设计弯曲模 2 2）对于厚度在）对于厚度在0.8mm0.8mm以上软材料，弯曲半径又不以上软材料，弯曲半径又不大时，可把凸模作成局部凸起（图大时，可把凸模作成局部凸起（图4-194-19），以便对），以便对弯曲变形区进行局部整形来减小回弹。弯曲变形区进行局部整形来减小回弹。图4-19 局部整形克服回弹第59页，共123页，编辑于2022年，星期五 3 3）对于较硬材料（）对于较硬材料（4545钢、钢、5050钢，钢，H62H62硬黄铜等），硬黄铜等），弯曲半径弯曲半径r rtt时，根据回弹值，对模具工作部分的形时，

44、根据回弹值，对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。状和尺寸进行修正。四、提高弯曲件精度的措施3.3.正确设计弯曲模正确设计弯曲模第60页，共123页，编辑于2022年，星期五四、提高弯曲件精度的措施3.3.正确设计弯曲模正确设计弯曲模 4 4）对于）对于U U形件弯曲，可改变背压（顶板压力）的方法形件弯曲，可改变背压（顶板压力）的方法改变回弹角。改变回弹角。图4-20 U形件弧面底边回弹抵消法第61页，共123页，编辑于2022年，星期五 5 5）采用橡胶、聚氨酯软凹模代替金属凹模（图）采用橡胶、聚氨酯软凹模代替金属凹模（图4-214-21），用调节凸模压入软凹模深度方法来控制回弹。），用调节凸

45、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3.3.正确设计弯曲模正确设计弯曲模图4-21 软凹模弯曲第62页，共123页，编辑于2022年，星期五 6 6）在弯曲件的端部加压，可以获得精确的弯边高）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（图度，并由于改变了应力状态而减小回弹（图4-224-22）。）。四、提高弯曲件精度的措施3.3.正确设计弯曲模正确设计弯曲模图4-22 端部加压的弯曲第63页，共123页，编辑于2022年，星期五 相对弯曲半径非常大的弯曲件，如飞机机翼上蒙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

46、坯大部分处于弹性皮，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。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4.4.采用拉弯工艺采用拉弯工艺图4-23 拉弯工艺第64页，共123页，编辑于2022年，星期五第四节第四节 弯曲件毛坯尺寸计算弯曲件毛坯尺寸计算一、弯曲应变中性层位置的确定 在冲压生产中也常采用下面的经验公式来确定应在冲压生产中也常采用下面的经验公式来确定应变中性层的曲率半径变中性层的曲率半径 式中式中 K K应变中性层位移系数应变中性层位移系数,其值

47、参照表其值参照表4-34-3。第65页，共123页，编辑于2022年，星期五式中式中 毛坯展开长度毛坯展开长度(mm)(mm)；l1 1、l2 2工件直边长度工件直边长度(mm)(mm)应变中性层位移系数；应变中性层位移系数；弯曲件内弯曲半径弯曲件内弯曲半径(mm)(mm)；板厚板厚(mm)(mm)。二、弯曲件毛坯尺寸计算1.1.r r0.50.5t t的弯曲件的弯曲件图4-24 一个90角弯曲件L Ll1 1l2 2l0 0l1 1l2 2 （r rKtKt）2第66页，共123页，编辑于2022年，星期五二、弯曲件毛坯尺寸计算2.2.r r0.50.5t t的弯曲件的弯曲件图4-25 一个

48、直角弯曲件 按弯曲前毛坯体等于弯曲件体积按弯曲前毛坯体等于弯曲件体积可得可得 L1l1l20.785t 由于弯曲变形时，不仅在毛坯由于弯曲变形时，不仅在毛坯的圆角变形区产生变薄，而且与其的圆角变形区产生变薄，而且与其相邻的直边部分也产生一定程度的相邻的直边部分也产生一定程度的变薄，所以上式求得的结果往往偏变薄，所以上式求得的结果往往偏大，还必须作如下修正。大，还必须作如下修正。Ll1l2（0.40.6）t第67页，共123页，编辑于2022年，星期五第五节第五节 弯曲力计算弯曲力计算一、自由弯曲时弯曲力计算图4-26 自由弯曲示意图 ）形件形件弯曲形件弯曲 0.60.6kbt 2 2b br

49、rt t式中式中 自由弯曲力自由弯曲力(N)(N)；弯曲件宽度弯曲件宽度(mm)(mm)；弯曲件内弯曲半径弯曲件内弯曲半径(mm)(mm)；材料抗拉强度材料抗拉强度(MPa)(MPa)；k k系数，一般取系数，一般取k k=1=11.31.3。第68页，共123页，编辑于2022年，星期五式中式中 自由弯曲力自由弯曲力(N)(N)；弯曲件宽度弯曲件宽度(mm)(mm)；弯曲件内弯曲半径弯曲件内弯曲半径(mm)(mm)；材料抗拉强度材料抗拉强度(MPa)(MPa)；k k系数，一般取系数，一般取k k=1=11.31.3。第五节第五节 弯曲力计算弯曲力计算一、自由弯曲时弯曲力计算图4-26 自由

50、弯曲示意图 b）U形件U U形件弯曲形件弯曲 0.70.7kbt 2 2b br rt t第69页，共123页，编辑于2022年，星期五二、校正弯曲时弯曲力计算图4-27 校正弯曲示意图校正弯曲力按下式计算：校正弯曲力按下式计算：qAqA式中式中 校正弯曲力校正弯曲力(N)(N)；校正部分投影面积校正部分投影面积(mm(mm2 2)；q q单位面积上的校正力单位面积上的校正力(MPa),(MPa),q q值可按表值可按表4-44-4选取。选取。第70页，共123页，编辑于2022年，星期五 对于设有顶件装置或压料装置的弯曲模，对于设有顶件装置或压料装置的弯曲模，顶件顶件力或压料力力或压料力可近