冲压工艺学之弯曲工艺与模具设计概述.pptx

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1、弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计2023/3/3Copyrighthityyanghit.edu.概述概述 3.1 3.1 弯曲变形过程分析弯曲变形过程分析 3.2 3.2 弯曲卸载后弯曲件的回弹弯曲卸载后弯曲件的回弹(hu(hu dn)dn)3.3 3.3 弯曲成形工艺设计弯曲成形工艺设计 3.4 3.4 弯曲模具的典型结构设计弯曲模具的典型结构设计第一页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 弯曲是使材料产生塑性变形，形成一定曲率和角度零弯曲是使材料产生塑性变形，形成一定曲率和角度零件的冲压件的冲压(chngy)工序。工序。弯曲毛坯的种类：板料、棒料、型材、管

2、材弯曲毛坯的种类：板料、棒料、型材、管材 第二页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第三页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第四页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第五页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第六页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲弯曲(wnq)成型工艺方法：压弯、折弯、拉弯、滚弯、辊弯成型工艺方法：压弯、折弯、拉弯、滚弯、辊弯（a）模具(mj)压弯；（b）折弯；（c）拉弯；（d）滚弯；（e）辊压3-1 弯曲零件的成形方法第七页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和

3、弯曲模具设计板料弯曲变形过程及变形特点板料弯曲变形过程及变形特点弯曲变形过程弯曲变形过程 弯曲变形过程：如图所示弯曲变形过程：如图所示V形件的弯曲，随形件的弯曲，随着凸模进着凸模进入凹模深度的增大，凹模与板料的接触处位置发入凹模深度的增大，凹模与板料的接触处位置发生变化，支点生变化，支点B沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂l 逐渐逐渐(zhjin)减小，接近行程终了时弯曲半径减小，接近行程终了时弯曲半径r继继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形，直续减小，而直边部分反而向凹模方向变形，直至板料与凸、凹模完全贴合。至板料与凸、凹模完全贴合。板料弯曲变形特点板料弯曲变形特点

4、通过网格试验观察弯曲变形特点（如图）。通过网格试验观察弯曲变形特点（如图）。第八页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第九页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.1.3弯曲前后坐标(zubio)网络的变化第十页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计1.弯曲弯曲圆圆角部分是弯曲角部分是弯曲变变形的主要形的主要变变形区形区(参看教材参看教材P175)变变形区的材料外形区的材料外侧侧伸伸长长，内，内侧缩侧缩短，中性短，中性(zhngxng)层长层长度不度不变变。2.弯曲弯曲变变形区的形区的应变应变中性中性(zhngxng)层层 应变应变中

5、型中型层层是指在是指在变变形前后金属形前后金属纤维纤维的的长长度没有度没有发发生改生改变变的那一的那一层层金属金属纤维纤维。3.变变形区材料厚度形区材料厚度变变薄的薄的现现象象 变变形程度愈大，形程度愈大，变变薄薄现现象愈象愈严严重。重。4.变变形区横断面的形区横断面的变变形形 变变形区横断面形状尺寸形区横断面形状尺寸发发生改生改变变称称为为畸畸变变。主要影响因。主要影响因素素为为板料的相板料的相对宽对宽度。度。(宽宽板板)：横断面几乎不：横断面几乎不变变；(窄板窄板)：断面：断面变变成了内成了内宽宽外窄的扇形。外窄的扇形。第十一页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 弯曲

6、时变形弯曲时变形(bin xng)区的应力和应变区的应力和应变 1、弹性弯曲条件(tiojin)若材料的屈服应力为s，则弹性弯曲的条件(tiojin)为：2、塑性弯曲的应力与应变条件(tiojin)(a)弹性弯曲；(b)弹-塑性弯曲；(c)塑性弯曲图弯曲毛坯(mop)变形区的切向应力分布 第十二页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 弯曲时变形区的应力弯曲时变形区的应力(yngl)和应变和应变 板料在塑性(sxng)弯曲时,变形区内的应力应变状态取决于弯曲毛坯的相对宽度以及弯曲变形程度。窄板弯曲的应力状态是平面的，应变状态是立体的。宽板弯曲的应力状态是立体的，应变状态是平面

7、的。第十三页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 弯曲卸载后弯曲件的回弹弯曲卸载后弯曲件的回弹 回弹现象回弹现象 当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性变形则完全消失。弯曲变形区外侧来，而弹性变形则完全消失。弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸应尺寸(ch cun)不一致的现象。这种现象称为不一致的现象。这种现象称为弯曲件的弹性回跳（简称回弹）。弯曲件的弹性回跳（简称回弹）。第十四页，

8、共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 回弹性的表现形式：回弹性的表现形式：(1)(1)弯曲弯曲(wnq)(wnq)半径增大半径增大 卸载前板料的内半径卸载前板料的内半径r (r (与与凸模的半径吻合凸模的半径吻合)在卸载后增加在卸载后增加至至 rp rp。弯曲。弯曲(wnq)(wnq)半径的增加量为：半径的增加量为：(2)(2)弯曲弯曲(wnq)(wnq)中心角的变化中心角的变化 卸载前弯曲卸载前弯曲(wnq)(wnq)中心角为中心角为 (与与凸模顶角相吻合凸模顶角相吻合)，卸载后变化，卸载后变化为为 。弯曲。弯曲(wnq)(wnq)件角度的变化量为：件角度的变化量为：图弯曲

9、(wnq)件的弹性回跳第十五页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计影响回弹影响回弹(hu dn)的因素的因素1.材料的力学性能材料的力学性能 材料的屈服点材料的屈服点 越高，弹性模量越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳越小，弯曲弹性回跳越大。越大。2.相对弯曲半径相对弯曲半径 相对弯曲变径相对弯曲变径 越大，则回弹越大，则回弹(hu dn)也越大。也越大。3.弯曲中心角弯曲中心角 弯曲中心角弯曲中心角 越大，表明变形区的长度越长，故回弹越大，表明变形区的长度越长，故回弹(hu dn)的的积累值越大，其回弹积累值越大，其回弹(hu dn)角越大。但对弯曲半径的回弹角越大。但对弯

10、曲半径的回弹(hu dn)影响不大。影响不大。第十六页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计4.弯曲弯曲(wnq)方式及弯曲方式及弯曲(wnq)模具结构模具结构 采用校正弯曲采用校正弯曲(wnq)时，工件的回弹小。时，工件的回弹小。5.弯曲弯曲(wnq)件形状件形状 工件的形状越复杂，一次弯曲工件的形状越复杂，一次弯曲(wnq)所成形的角度数量越所成形的角度数量越多，多，使回弹困难，因而回弹角减小。使回弹困难，因而回弹角减小。6.模具间隙模具间隙 在压弯在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；间隙小，材料被挤压，回弹就小。大

11、；间隙小，材料被挤压，回弹就小。7.非变形区的影响非变形区的影响 第十七页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 减少回弹的措施减少回弹的措施1.材料选择材料选择(xunz)应尽可能选用弹性模量较大，屈服极限小，机械性能比应尽可能选用弹性模量较大，屈服极限小，机械性能比较稳定的材料。较稳定的材料。2.改进弯曲件的结构设计改进弯曲件的结构设计 设计弯曲件时改进一些结构，加强弯曲件的刚度以减小回设计弯曲件时改进一些结构，加强弯曲件的刚度以减小回弹。比如：在变形区设计加强肋或边翼弹。比如：在变形区设计加强肋或边翼(U型结构型结构)，增加弯曲，增加弯曲件的刚性，使弯曲件回弹困难件的刚

12、性，使弯曲件回弹困难(如图如图)。第十八页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计3.2.3 改进(gijn)零件的结构设计 第十九页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计3.从工艺上采取措施从工艺上采取措施 (1)采用热处理工艺采用热处理工艺 对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。在条理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。(2)增加校正工序增加校正工序 运用

13、校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以减少回弹量。变其变形区的应力应变状态，以减少回弹量。(3)采用拉弯工艺采用拉弯工艺 对于相对弯曲半径很大的弯曲件，由于变形区大部分处于对于相对弯曲半径很大的弯曲件，由于变形区大部分处于(chy)弹性变形状态，弯曲回弹量很大。这时可以采用拉弯工弹性变形状态，弯曲回弹量很大。这时可以采用拉弯工艺艺(如图如图)。第二十页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第二十一页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 4.从模具从模具(mj)结构采取

14、措施结构采取措施 (1)补偿法补偿法 利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量（教材何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量（教材P195图图8-37）。(2)校正法校正法 可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变形区应力应变状态的改变程度（迫使材料内外侧同为切向压应形区应力应变状态的改变程度（迫使材料内外侧同为切向压应力、切向拉应变

15、力、切向拉应变）如图。）如图。(3)纵向加压法纵向加压法 在弯曲过程完成后，利用模具的突肩在弯曲件的端部纵在弯曲过程完成后，利用模具的突肩在弯曲件的端部纵向加压（如图向加压（如图）,使弯曲变形区横断面上都受到压应使弯曲变形区横断面上都受到压应力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。利力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。利用这种方法可获得用这种方法可获得(hud)较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。第二十二页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第二十三页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具

16、设计图3.2.6用校正法修正模具(mj)结构第二十四页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.2.7纵向(znxin)加压弯曲第二十五页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 (4)(4)采用聚氨酯弯曲模采用聚氨酯弯曲模 利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲（图）。利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲（图）。弯曲时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力弯曲时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的效果，从而减少的效果，从而减

17、少(jinsho)(jinsho)回弹。回弹。第二十六页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.2.8聚氨酯弯曲(wnq)模第二十七页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计3.3 弯曲成形的工艺设计弯曲成形的工艺设计 弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料的选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求。的选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求。具有良好冲压工艺性的弯曲件，不仅能提高工件质具有良好冲压工艺性的弯曲件，不仅能提高工件质量，减少废品率，而且能简化工艺和模具结构，降量，减少废品率，而且能简化工艺和模

18、具结构，降低材料消耗。低材料消耗。一般指结构工艺性和精度工艺性。一般指结构工艺性和精度工艺性。一、结构工艺性一、结构工艺性弯曲半径过小：工艺性不好弯曲半径过小：工艺性不好(b ho)弯曲线位置：断面变化处弯曲线位置：断面变化处直边高度：直边高度：孔位置：孔位置：工艺槽，工艺顺序，定位工艺孔工艺槽，工艺顺序，定位工艺孔二、精度工艺性二、精度工艺性弯曲角弯曲角弯曲半径弯曲半径第二十八页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 最小相对弯曲半径（最小相对弯曲半径（）1.最小相对弯曲半径的概念最小相对弯曲半径的概念 最小相对弯曲半径是指：在保证毛坯弯曲时外表面最小相对弯曲半径是指：在保

19、证毛坯弯曲时外表面(biomin)不发生开裂的条件下，弯曲件内表面不发生开裂的条件下，弯曲件内表面(biomin)能够弯成的最小圆角半径与坯料厚度的比值，能够弯成的最小圆角半径与坯料厚度的比值，用用 来表示。该值越小，板料弯曲的性能也越好。来表示。该值越小，板料弯曲的性能也越好。2.影响最小弯曲半径的因素影响最小弯曲半径的因素(1)材料的力学性能材料的力学性能 (2)弯曲角弯曲角 (3)板料的表面板料的表面(biomin)质量与剪切断面质量质量与剪切断面质量 (4)板料宽度的影响板料宽度的影响 (5)板厚板厚 (6)板材的方向性板材的方向性(如图如图3.3.1)第二十九页，共82页。弯曲工艺和

20、弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图 3.3.1 板料纤维方向对弯曲(wnq)半径的影响第三十页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计3.最小相对弯曲最小相对弯曲(wnq)半径经验数值的确定半径经验数值的确定 表表8-4第三十一页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 弯曲弯曲(wnq)件的结构工艺性件的结构工艺性1.弯曲件的弯曲半径弯曲件的弯曲半径 弯曲件的弯曲半径必须大于最小弯曲半径，否则要采用工艺措施，如弯曲件的弯曲半径必须大于最小弯曲半径，否则要采用工艺措施，如:热热弯、多次弯曲等（如图弯、多次弯曲等（如图3.3.2）。）。2.弯曲件形状与尺寸的对称

21、性弯曲件形状与尺寸的对称性 弯曲件的形状与尺寸应尽可能对称、高度也不应相差太大。当冲压不对称弯曲件的形状与尺寸应尽可能对称、高度也不应相差太大。当冲压不对称的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移的弯曲件时，因受力不均匀，毛坯容易偏移(如图如图3.3.3)，尺寸不易保证。为，尺寸不易保证。为防止毛坯的偏移，在设计模具结构时应考虑增设压料板，或增加工艺孔定位。防止毛坯的偏移，在设计模具结构时应考虑增设压料板，或增加工艺孔定位。弯曲件形状应力求简单，边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上先将缺口冲出，弯曲件形状应力求简单，边缘有缺口的弯曲件，若在毛坯上先将缺口冲出，弯曲时会出现叉口现象，严重时难以成形。这时

22、必须在缺口处留有连结弯曲时会出现叉口现象，严重时难以成形。这时必须在缺口处留有连结(lin ji)带，弯曲后再将连接带切除带，弯曲后再将连接带切除(如图如图3.3.4)。第三十二页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.3.2 压槽后再进行(jnxng)弯曲第三十三页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.3.3 弯曲件形状(xngzhun)对弯曲过程的影响2023/3/3Copyrighthityyanghit.edu.第三十四页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.3.4 弯曲件边缘缺口(quku)对弯曲过程的影响第三十五

23、页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计3.弯曲件直边高度对弯曲的影响弯曲件直边高度对弯曲的影响(如图如图)在进行弯曲时，若弯曲的直边高度过短，弯曲过程中在进行弯曲时，若弯曲的直边高度过短，弯曲过程中不能产生足够的弯距，将无法保证弯曲件的直边的平直。不能产生足够的弯距，将无法保证弯曲件的直边的平直。4.弯曲件孔边距离弯曲件孔边距离 带孔的板料在弯曲时，如果孔位位于弯曲变形区内，则带孔的板料在弯曲时，如果孔位位于弯曲变形区内，则孔的形状会发生畸变。因此孔的形状会发生畸变。因此(ync)，孔边到弯曲半径，孔边到弯曲半径r中心的距离中心的距离(如如图图3.3.6)要满足以下关系：要

24、满足以下关系：当当t2mm时，时，Lt；t2mm时；时；L2t。如不能满足上述条件，在结构许可的情况下，可在弯曲变如不能满足上述条件，在结构许可的情况下，可在弯曲变形区上预先冲出工艺孔或工艺槽来改变变形区范围，有意使工形区上预先冲出工艺孔或工艺槽来改变变形区范围，有意使工艺孔的变形来保证所要求的孔不产生变形艺孔的变形来保证所要求的孔不产生变形(如图如图3.3.7)。第三十六页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.3.5弯曲(wnq)件直边的高度对弯曲(wnq)的影响第三十七页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.3.6弯曲(wnq)件的孔边距第三

25、十八页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计3.3.7 防止(fngzh)孔变形的措施第三十九页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计5.防止弯曲防止弯曲边边交接交接处应处应力集中的措施力集中的措施 当弯曲当弯曲图图所示弯曲件所示弯曲件时时，为为防止弯曲防止弯曲边边交接交接处处由于由于应应力集中，可能力集中，可能产产生的畸生的畸变变和开和开裂，可裂，可预预先在折弯先在折弯线线的两端冲裁卸荷孔或卸荷槽，也可以将弯曲的两端冲裁卸荷孔或卸荷槽，也可以将弯曲线线移移动动一段距离，以一段距离，以离开尺寸突离开尺寸突变处变处。6.弯曲件尺寸的弯曲件尺寸的标标注注应应考考

26、虑虑工工艺艺性性 弯曲件尺寸弯曲件尺寸标标注不同，会影响冲注不同，会影响冲压压工序的安排。如工序的安排。如图图3.3.10 a)所示的弯曲件尺寸所示的弯曲件尺寸标标注，注，孔的位置精度不受毛坯展开尺寸和回孔的位置精度不受毛坯展开尺寸和回弹弹的影响，可的影响，可简简化冲化冲压压工工艺艺。采用先落料冲孔，。采用先落料冲孔，然后然后(rnhu)再弯曲成形。再弯曲成形。b)、c)图图所示的所示的标标注法，冲孔只能安排在弯曲工序之后注法，冲孔只能安排在弯曲工序之后进进行，行，才能保才能保证证孔位置精度的要求。在不存在弯曲件有一定的装配关系孔位置精度的要求。在不存在弯曲件有一定的装配关系时时，应应考考虑图

27、虑图a)的的标标注方法。注方法。第四十页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.3.9 防止(fngzh)弯曲边交接处应力集中的措施第四十一页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.3.10尺寸的标注对弯曲(wnq)工艺的影响第四十二页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺力的计算弯曲工艺力的计算 弯曲力是设计弯曲模和选择弯曲力是设计弯曲模和选择压力机吨位的重要依据。生产中常用经压力机吨位的重要依据。生产中常用经验公式概略计算弯曲力，作为设计弯曲验公式概略计算弯曲力，作为设计弯曲工艺过程和选择冲压设备工艺过程和选择冲压设备(

28、shbi)(shbi)的依的依据。据。见教材见教材P183P183页表页表8-78-7。第四十三页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 校校正正弯弯曲曲(wnq)(wnq)是是在在自自由由弯弯曲曲(wnq)(wnq)阶阶段段后后，进进一一步步使使对对贴贴合合凸凸模模、凹凹模模表表面面的的弯弯曲曲(wnq)(wnq)件件进进行行挤挤压压，其其校校正正力力比比自自由由压压弯弯力力大大得得多多。由由于于这这两两个个力力先先后后作作用用，校校正正弯弯曲曲(wnq)(wnq)时时只只需需计计算算校校正正弯弯曲曲(wnq)(wnq)力力。V V形形弯弯曲曲(wnq)(wnq)件和件和U

29、 U形弯曲形弯曲(wnq)(wnq)件单位压力均按照：件单位压力均按照：教材教材P184P184页表页表8-88-8进行计算。进行计算。第四十四页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲件毛坯展开尺寸的计算弯曲件毛坯展开尺寸的计算 在进行弯曲工艺和弯曲模具设计时，要计算出弯曲件毛坯的在进行弯曲工艺和弯曲模具设计时，要计算出弯曲件毛坯的展开尺寸。计算的依据展开尺寸。计算的依据(yj)是：变形区弯曲变形前后体积不是：变形区弯曲变形前后体积不变；应变中性层在弯曲变形前后长度不变。即：弯曲变形区的变；应变中性层在弯曲变形前后长度不变。即：弯曲变形区的应变中性层长度，就是弯曲件的展开

30、尺寸。应变中性层长度，就是弯曲件的展开尺寸。第四十五页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 （2 2）而当弯曲变形程度较大时（）而当弯曲变形程度较大时（时），应变中时），应变中性性层层会会向向内内表表面面偏偏移移。这这时时，中中性性层层位位置置(wi(wi zhi)zhi)的的曲曲率率半半径可以径可以通过以下的公式进行估算：通过以下的公式进行估算：式中：式中：x x为中性层位移系数，查教材为中性层位移系数，查教材P183P183表表8-68-6（系数（系数K K）。）。1.应变中性层位置的确定应变中性层位置的确定 （1）当弯曲）当弯曲(wnq)变形程度不大时（变形程度不大时

31、（时），可以认为应变中性层就在板时），可以认为应变中性层就在板料厚度的中心位置；料厚度的中心位置；第四十六页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 2.弯曲件毛坯弯曲件毛坯(mop)展开尺寸计算展开尺寸计算 （1）圆角半径）圆角半径 的弯曲的弯曲(wnq)件，如图。件，如图。图图(b)中，毛坯的展开长度中，毛坯的展开长度 图图(a)中，毛坯的展开长度中，毛坯的展开长度第四十七页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第四十八页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 弯曲件工序的安排弯曲件工序的安排 弯曲件的弯曲工序安排是在工艺分析和计算后弯曲

32、件的弯曲工序安排是在工艺分析和计算后进行的工艺设计工作。形状进行的工艺设计工作。形状(xngzhun)简单的简单的弯曲件，如弯曲件，如V形件、形件、U形件、形件、Z形件等都可以一次形件等都可以一次弯曲成形。形状弯曲成形。形状(xngzhun)复杂的弯曲件，一复杂的弯曲件，一般要多次弯曲才能成形。弯曲工序的安排对弯曲般要多次弯曲才能成形。弯曲工序的安排对弯曲模的结构、弯曲件的精度和生产批量影响很大。模的结构、弯曲件的精度和生产批量影响很大。第四十九页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计1.1.弯曲件工序安排的原则弯曲件工序安排的原则 原原则则（1 1）：对对多多角角弯弯曲曲件

33、件，因因变变形形会会影影响响弯弯曲曲件件的的形形状状精精度度，故故一一般般应应先先弯弯外外角角，后后弯弯内内角角。前前次次弯弯曲曲要要给给后后次次弯弯曲曲留留出出可可靠靠的的定定位位，并并保保证证后后次次弯曲不破坏前次已弯曲的形状。弯曲不破坏前次已弯曲的形状。原原则则（2 2）：结结构构不不对对称称弯弯曲曲件件，弯弯曲曲时时毛毛坯坯容容易易发发生生偏偏移移，应应尽尽可可能能采采用成对弯曲后，再切开的工艺方法。用成对弯曲后，再切开的工艺方法。原原则则（3 3）：批批量量大大、尺尺寸寸(ch(ch cun)cun)小小的的弯弯曲曲件件，应应采采用用级级进进模模弯弯曲曲成成形形工艺，以提高生产率。工

34、艺，以提高生产率。原原则则（4 4）：如如果果弯弯曲曲件件上上孔孔的的位位置置受受弯弯曲曲过过程程影影响响而而且且精精度度要要求求较较高，则应在弯曲后再冲孔，否则孔的位置精度无法保证。高，则应在弯曲后再冲孔，否则孔的位置精度无法保证。见教材见教材P187P187。第五十页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.3.14 成对弯曲(wnq)第五十一页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计2.工序工序(gngx)安排安排实实例例 图为图为一次次弯曲成形的示例：一次次弯曲成形的示例：图3.3.16 一次弯曲成形(chn xn)图例第五十二页，共82页。弯曲工艺

35、和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图为二次弯曲图为二次弯曲(wnq)成形的示例：成形的示例：图两次弯曲成形(chn xn)图例第五十三页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图为三次弯曲图为三次弯曲(wnq)的示例：的示例：图三次弯曲(wnq)成形图例第五十四页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲模的典型结构设计弯曲模的典型结构设计 弯曲模的结构主要取决于弯曲件的形状及弯曲弯曲模的结构主要取决于弯曲件的形状及弯曲工序的安排。最简单的弯曲模只有工序的安排。最简单的弯曲模只有(zhyu)(zhyu)一个垂一个垂直运动；复杂的弯曲模具除了垂直运动外，还有一

36、直运动；复杂的弯曲模具除了垂直运动外，还有一个乃至多个水平动作。弯曲模结构设计要点为：个乃至多个水平动作。弯曲模结构设计要点为：(1)(1)弯曲毛坯的定位要准确、可靠，尽可能是弯曲毛坯的定位要准确、可靠，尽可能是水平放置。多次弯曲最好使用同一基准定位。水平放置。多次弯曲最好使用同一基准定位。(2)(2)结构中要能防止毛坯在变形过程中发生位结构中要能防止毛坯在变形过程中发生位移，毛坯的安放和制件的取出要方便、安全和操作移，毛坯的安放和制件的取出要方便、安全和操作简单。简单。(3)(3)模具结构尽量简单，并且便于调整修理。模具结构尽量简单，并且便于调整修理。对于回弹性大的材料弯曲，应考虑凸模、凹模

37、制造对于回弹性大的材料弯曲，应考虑凸模、凹模制造加工及试模修模的可能性以及刚度和强度的要求。加工及试模修模的可能性以及刚度和强度的要求。第五十五页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 典型弯曲典型弯曲(wnq)模具的结构模具的结构1.V形件弯曲形件弯曲(wnq)模模 这类形状的弯曲这类形状的弯曲(wnq)件可以用两种方法弯曲件可以用两种方法弯曲(wnq)：（1）是沿着工件弯曲）是沿着工件弯曲(wnq)角的角平分线方向弯曲角的角平分线方向弯曲(wnq)，称为，称为V形弯曲形弯曲(wnq)；(如图）如图）（2）是垂直于工件一条边的方向弯曲）是垂直于工件一条边的方向弯曲(wnq)

38、，称为，称为L形形弯曲弯曲(wnq)(如图如图)（3）对于精度要求较高，形状复杂、定位较困难的）对于精度要求较高，形状复杂、定位较困难的V形形件（如图），可以采用折板式弯曲件（如图），可以采用折板式弯曲(wnq)模模。第五十六页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计1-下模座；2、5-销钉；3-凹模；4-凸模；6-上模座；7-顶杆；8-弹簧；9、11-螺钉(ludng)；10-可调定位板 图3.4.1 V形件弯曲模 1-凹模；2-凸模；3-定位(dngwi)钉；4-压料板；5-靠板 图3.4.2 L形件弯曲模 第五十七页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计

39、1-凸模；2-支架；3-定位板；4-活动凹模；5-转轴(zhunzhu)；6-支承板；7-顶杆图3.4.3 V形件精弯模 第五十八页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第五十九页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计2.U形件弯曲模形件弯曲模 （1）U形弯曲模在一次弯曲过程形弯曲模在一次弯曲过程(guchng)中可以形成两中可以形成两个弯曲角，图为常见个弯曲角，图为常见U形件弯曲模结构形件弯曲模结构。（2）弯曲角小于）弯曲角小于90的的U形件时，可在两弯曲角处设置活动形件时，可在两弯曲角处设置活动凹模镶块，弯曲模下降到与镶块接触时，推动活动凹模镶块凹模镶块

40、，弯曲模下降到与镶块接触时，推动活动凹模镶块摆动，并使材料包紧凸模摆动，并使材料包紧凸模(图图3.4.5)。第六十页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.4.4 U形件弯曲模具1-凸模；2-凹模；3-弹簧；4-凸模活动(hu dng)镶块；5、9-凹模活动(hu dng)镶块；6-定位销；7-转轴；8-顶板第六十一页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.4.5 弯曲(wnq)角小于90的弯模 第六十二页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 3.Z形件弯曲模形件弯曲模由于由于Z形件两端直边弯曲方向相反形件两端直边弯曲方向相反(x

41、ingfn)，所以，所以Z形弯曲形弯曲模需要模需要有两个方向的弯曲动作（如图有两个方向的弯曲动作（如图3.4.6）。4.四角形件弯曲模四角形件弯曲模 （1）四角形件两次弯曲模）四角形件两次弯曲模 两次弯曲成形的方法（如图两次弯曲成形的方法（如图3.4.7）。）。倒装式两次弯曲成形的方法（如图倒装式两次弯曲成形的方法（如图3.4.8）。）。（2）四角形件一次弯曲模）四角形件一次弯曲模一次弯曲成形的复合弯曲模结构，是将两个简单模复合在一次弯曲成形的复合弯曲模结构，是将两个简单模复合在 一起的弯曲模（如图一起的弯曲模（如图3.4.9）。）。第六十三页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模

42、具设计1-顶板；2-定位销；3-侧压块(y kui)；4-凸模；5-凹模；6-上模座；7-压块(y kui)；8-橡皮；9-凸模固定板；10-活动凸模；11-下模座图3.4.6 Z形件弯曲(wnq)模第六十四页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.4.7形件两次弯曲(wnq)模（一）第六十五页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图形件两次弯曲(wnq)模（二）第六十六页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图 形件一次弯曲(wnq)成形模 第六十七页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 .圆形件弯曲模圆形件弯曲模

43、 圆筒形件弯曲的弯曲方法圆筒形件弯曲的弯曲方法(fngf)可分为三类：可分为三类：（1）对于圆筒直径）对于圆筒直径mm的小圆，一般先将毛坯弯的小圆，一般先将毛坯弯成成U形，然后再弯成圆形（如图）或一次弯曲成形形，然后再弯成圆形（如图）或一次弯曲成形（如图（如图3.4.16）。）。（2）对于圆筒直径）对于圆筒直径mm的大圆，一般先将毛坯弯成的大圆，一般先将毛坯弯成波浪形，然后再弯成圆形（如图）。波浪形，然后再弯成圆形（如图）。（3）对于圆筒直径）对于圆筒直径 为为10 40mm、材料厚度大约、材料厚度大约1 mm的的圆筒形件，可以采用摆动式凹模结构的弯曲模一次弯成，（如圆筒形件，可以采用摆动式凹

44、模结构的弯曲模一次弯成，（如图）。图）。.铰链弯曲模铰链弯曲模 铰链弯曲成形，一般分两道工序进行，先将平直的毛坯端铰链弯曲成形，一般分两道工序进行，先将平直的毛坯端部预弯成圆弧然后再进行卷圆。（如图所示）部预弯成圆弧然后再进行卷圆。（如图所示）第六十八页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第六十九页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.4.14 小圆形件一次弯曲(wnq)成形模 第七十页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第七十一页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计1-支承(zh chn)；2-凸模；3-摆块

45、凹模；4-垫板图 3.4.16 摆块一次弯曲模第七十二页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第七十三页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 3.4.2 弯曲弯曲(wnq)模主要工作零件模主要工作零件结结构参数的确定构参数的确定 1.弯曲弯曲(wnq)凸模和凹模的凸模和凹模的圆圆角半径角半径 （1）弯曲）弯曲(wnq)凸模的凸模的圆圆角半径角半径 当弯曲当弯曲(wnq)件的相件的相对对弯曲弯曲(wnq)半径半径 ，且不小于，且不小于 时时，凸模的，凸模的圆圆角半径一般等于弯曲角半径一般等于弯曲(wnq)件的件的圆圆角半径；角半径；若弯曲若弯曲(wnq)件的

46、件的圆圆角半径小于最小弯曲角半径小于最小弯曲(wnq)半径半径()时时，首次弯曲，首次弯曲(wnq)可先弯成可先弯成较较大的大的圆圆角半径，然后采用整形工序角半径，然后采用整形工序进进行整形，使其行整形，使其满满足弯曲足弯曲(wnq)件件圆圆角的要求；角的要求；若弯曲若弯曲(wnq)件的相件的相对对弯曲弯曲(wnq)半径半径较较大（大（），精度要求），精度要求较较高高时时，由于，由于圆圆角半径的回角半径的回弹弹大，凸模大，凸模的的圆圆角半径角半径应应根据回根据回弹值弹值作相作相应应的修正。的修正。第七十四页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计 （2）凹模圆角半径）凹模圆角半

47、径(bnjng)凹模的圆角半径凹模的圆角半径(bnjng)的大小对弯曲变形力和制件质量均有较大影响，同时还的大小对弯曲变形力和制件质量均有较大影响，同时还关系到凹模厚度的确定。凹模圆角半径关系到凹模厚度的确定。凹模圆角半径(bnjng)过小，坯料拉入凹模的滑动阻力大，使过小，坯料拉入凹模的滑动阻力大，使制件表面易擦伤甚至出现压痕。凹模圆角半径制件表面易擦伤甚至出现压痕。凹模圆角半径(bnjng)过大，会影响坯料定位的准确性。过大，会影响坯料定位的准确性。凹模两边的圆角要求制造均匀一致，当两边圆角有差异时，毛坯两侧移动速度不一致，凹模两边的圆角要求制造均匀一致，当两边圆角有差异时，毛坯两侧移动速

48、度不一致，使其发生偏移。生产中常根据材料的厚度来选择凹模圆角半径使其发生偏移。生产中常根据材料的厚度来选择凹模圆角半径(bnjng)：当当 或按有关设计资料选取。图为弯曲模结构尺寸示意图。或按有关设计资料选取。图为弯曲模结构尺寸示意图。第七十五页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计图3.4.20 弯曲模结构(jigu)尺寸 第七十六页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计2.2.凹模工作部分深度凹模工作部分深度 弯弯曲曲凹凹模模深深度度要要适适当当。过过小小时时，坯坯件件弯弯曲曲变变形形的的两两直直边边自自由由部部分分长长，弯弯曲曲件件成成形形(chn(c

49、hn xn)xn)后后回回弹弹大大，而而且且直直边边不不平平直直。若若过过大大，则则模模具具材材料料消消耗耗多多，而而且且要要求求压压力力机机具具有有较较大大的的行行程程。弯弯曲曲V V形形件件时时，凹凹模模深深度度及及底底部部最最小小厚度参见教材表。厚度参见教材表。弯弯曲曲U U形形件件时时，若若弯弯边边高高度度不不大大，或或要要求求两两边边平平直直，则则凹凹模模深深度度应应大大于于零零件件高高度度，如如图图 b)b)所所示示。如如果果弯弯曲曲件件边边长长较较大大，而而对对平平直直度度要要求求不不高高时时，可可采采用用图图c)c)所所示示的的凹凹模模形形式。弯曲式。弯曲U U形件的凹模参数见

50、教材表和表所示。形件的凹模参数见教材表和表所示。第七十七页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计第七十八页，共82页。弯曲工艺和弯曲模具设计弯曲工艺和弯曲模具设计3.弯曲凹、凸模的间隙弯曲凹、凸模的间隙 （1）V形件弯曲模，凸模与凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控形件弯曲模，凸模与凹模之间的间隙是由调节压力机的装模高度来控制。制。（2）对于）对于U形件弯曲模，则必须选择适当的间隙值。凸模和凹模间的间隙值对弯形件弯曲模，则必须选择适当的间隙值。凸模和凹模间的间隙值对弯曲件的回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。若间隙过大，弯曲件回弹量增大，曲件的回弹、表面质量和弯曲力均