[精选]冲压工艺学第3章5772.pptx

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1、第第3章章 弯曲弯曲 3.1 3.1 概述概述 把平板毛坯、型材或管材弯成一定曲率、一定角度、形成把平板毛坯、型材或管材弯成一定曲率、一定角度、形成一定形状零件的成形工序称为一定形状零件的成形工序称为弯曲弯曲。加工形式加工形式：模具弯曲、滚弯和折弯等模具弯曲、滚弯和折弯等。弯曲材料弯曲材料：板料、棒料、型材、管材 弯曲方法：压弯（U弯、V弯）、滚弯、辊弯、折弯、拉弯等1.1.弯曲变形过程弯曲变形过程弯曲变形过程弯曲变形过程 弯曲过程是由自由弯曲和校正弯曲组成，而自弯曲过程是由自由弯曲和校正弯曲组成，而自弯曲过程是由自由弯曲和校正弯曲组成，而自弯曲过程是由自由弯曲和校正弯曲组成，而自由弯曲包括由

2、弯曲包括由弯曲包括由弯曲包括弹性变形弹性变形弹性变形弹性变形和和和和塑性变形塑性变形塑性变形塑性变形这两个阶段。这两个阶段。这两个阶段。这两个阶段。图图图图1 1 弯曲过程弯曲过程弯曲过程弯曲过程采用网格分析法。采用网格分析法。先在板料毛坯侧面用机械刻线先在板料毛坯侧面用机械刻线或照相腐蚀的方法画出网格，或照相腐蚀的方法画出网格，观察弯曲变形后网格的变形情观察弯曲变形后网格的变形情况，就可分析出板料的变形特况，就可分析出板料的变形特点。点。（1）弯曲后，弯曲件分成了圆角和直边两个部分，）弯曲后，弯曲件分成了圆角和直边两个部分，变形变形主要发生在弯曲中心角主要发生在弯曲中心角范围内，中心角以外基

3、本不变范围内，中心角以外基本不变形形。2.弯曲变形分析弯曲变形分析图图图图2 2 弯曲变形分析弯曲变形分析弯曲变形分析弯曲变形分析(2)在变形区内，毛坯在长、宽、厚三个方向都产生了变形，但变形不均匀。在变形区内，毛坯在长、宽、厚三个方向都产生了变形，但变形不均匀。1)长度方向长度方向：弯曲后，网格由正方形变成了扇形、：弯曲后，网格由正方形变成了扇形、靠近凹模一侧（外区）靠近凹模一侧（外区）即即外层纵向纤维外层纵向纤维外层纵向纤维外层纵向纤维的长度受拉伸而伸长，靠近凸模一侧（内区）的长度受拉伸而伸长，靠近凸模一侧（内区）内层纵向纤维内层纵向纤维内层纵向纤维内层纵向纤维的长度受压缩而缩短的长度受压

4、缩而缩短，其间存，其间存一层纤维既不伸长也不缩短一层纤维既不伸长也不缩短，即在长度变形，即在长度变形前后没有变化的这一层面称为应变前后没有变化的这一层面称为应变中性层中性层。图图图图2 2 弯曲变形分析弯曲变形分析弯曲变形分析弯曲变形分析2)厚度方向厚度方向：内区厚度增加，外区厚度减小内区厚度增加，外区厚度减小，但因凸模紧压毛坯，厚度方向，但因凸模紧压毛坯，厚度方向变形较困难，所以变形较困难，所以内侧厚度的增加量小于外侧厚度的变薄量内侧厚度的增加量小于外侧厚度的变薄量，因此材料厚度，因此材料厚度在弯曲变形区内会变薄，使毛坯的在弯曲变形区内会变薄，使毛坯的中性层发生内移中性层发生内移。3.弯曲过

5、程分析 弯曲变形区是毛坯上曲率发生变化的部分，即圆角部分弯曲变形区是毛坯上曲率发生变化的部分，即圆角部分（如图（如图ABCD）。图图图图3 3 中板料弯曲过程中的应力分布情况，随着凸模的下行，中板料弯曲过程中的应力分布情况，随着凸模的下行，中板料弯曲过程中的应力分布情况，随着凸模的下行，中板料弯曲过程中的应力分布情况，随着凸模的下行，弯曲变形程度逐渐增大，弯曲变形程度逐渐增大，弯曲变形程度逐渐增大，弯曲变形程度逐渐增大，表层切向应力首先达到屈服点表层切向应力首先达到屈服点表层切向应力首先达到屈服点表层切向应力首先达到屈服点，并，并，并，并向板中心扩展，这时板料内部处于向板中心扩展，这时板料内部

6、处于向板中心扩展，这时板料内部处于向板中心扩展，这时板料内部处于弹性变形状态弹性变形状态弹性变形状态弹性变形状态（如图（如图（如图（如图3 3中中中中b b所示），当发生弹性变形时，应变中性层与应力中性层相重所示），当发生弹性变形时，应变中性层与应力中性层相重所示），当发生弹性变形时，应变中性层与应力中性层相重所示），当发生弹性变形时，应变中性层与应力中性层相重合，其合，其合，其合，其应力和应变为零应力和应变为零应力和应变为零应力和应变为零。中性层位置一定通过板料横截面中。中性层位置一定通过板料横截面中。中性层位置一定通过板料横截面中。中性层位置一定通过板料横截面中心，可用曲率半径心，可用曲率

7、半径心，可用曲率半径心，可用曲率半径 0 0。即即即即 0 0=r r+t/2+t/2。凸模继续下行，变形程度继续增大，凸模继续下行，变形程度继续增大，凸模继续下行，变形程度继续增大，凸模继续下行，变形程度继续增大，板料内、外层和中板料内、外层和中板料内、外层和中板料内、外层和中心的切向应力心的切向应力心的切向应力心的切向应力全部超过屈服点全部超过屈服点全部超过屈服点全部超过屈服点进入全塑性弯曲进入全塑性弯曲进入全塑性弯曲进入全塑性弯曲（如图（如图（如图（如图3 3中中中中c c所所所所示）。示）。示）。示）。根据塑性弯曲后，应变中性层长度根据塑性弯曲后，应变中性层长度根据塑性弯曲后，应变中性

8、层长度根据塑性弯曲后，应变中性层长度不变，所以：不变，所以：不变，所以：不变，所以：将上式联立求解后，并以将上式联立求解后，并以将上式联立求解后，并以将上式联立求解后，并以R=r+t R=r+t 代代代代入，的应变中性层位置为：入，的应变中性层位置为：入，的应变中性层位置为：入，的应变中性层位置为：设板料原长度为、宽设板料原长度为、宽设板料原长度为、宽设板料原长度为、宽度和厚度分别为度和厚度分别为度和厚度分别为度和厚度分别为l l、b b、t t，弯曲后的外径为弯曲后的外径为弯曲后的外径为弯曲后的外径为R R、内径为内径为内径为内径为r r、厚度厚度厚度厚度t t、（为变薄系数）和弯曲为变薄系

9、数）和弯曲为变薄系数）和弯曲为变薄系数）和弯曲角为角为角为角为，根据变形前后根据变形前后根据变形前后根据变形前后体积不变条件：体积不变条件：体积不变条件：体积不变条件：随着凸模的下行，相对弯曲半径随着凸模的下行，相对弯曲半径r/t和系数和系数是不断变化的，所以板料弯曲时，应是不断变化的，所以板料弯曲时，应变中性层位置也在不断变化、逐步移动。变中性层位置也在不断变化、逐步移动。当当r/t4时，由试验测得时，由试验测得1，则则可见，塑性弯曲时，应变中性层位置向内移动。可见，塑性弯曲时，应变中性层位置向内移动。当当r/t越小越小时时，值也越小，应变值也越小，应变中性层的内移量就越大。中性层的内移量就

10、越大。当当r/t4时，由试验测得时，由试验测得=1。一般来说，板料在发生塑性弯曲时，一般来说，板料在发生塑性弯曲时，应力中性层应力中性层从板料从板料中间向内层移动，中间向内层移动，且内移量比且内移量比应变中性层应变中性层还大。还大。应变中性层表达式为：应变中性层表达式为：应力中性层表达式为：应力中性层表达式为：弯曲区板料厚度的变薄弯曲区板料厚度的变薄当当r/t4的塑性弯曲时，中性层位置向内移动。内移的结果：拉伸变薄区范围逐的塑性弯曲时，中性层位置向内移动。内移的结果：拉伸变薄区范围逐步扩大，内层压缩增厚区范围不断减小，外层的减薄量大于内层减薄量，从而使步扩大，内层压缩增厚区范围不断减小，外层的

11、减薄量大于内层减薄量，从而使弯曲区板料厚度变薄。弯曲区板料厚度变薄。弯曲区板料长度的增加弯曲区板料长度的增加一般弯曲件，其宽度方向尺寸一般弯曲件，其宽度方向尺寸b比厚度方向尺寸大得多，因此，弯曲前后的板料比厚度方向尺寸大得多，因此，弯曲前后的板料宽度宽度b可近似不变。由于中性层位置的向内移动，出现板料减薄，根据体积不变可近似不变。由于中性层位置的向内移动，出现板料减薄，根据体积不变条件，条件，减薄结果使板料长度增加。减薄结果使板料长度增加。弯曲区板料横截面的畸变、翘曲弯曲区板料横截面的畸变、翘曲当板料宽度相对较小当板料宽度相对较小（b/t3）窄板窄板，弯曲时，易弯曲时，易形成畸变。形成畸变。弯

12、曲变形区横截面形弯曲变形区横截面形状和尺寸发生变化（由矩形变为梯形）的现象称为弯曲畸变。横截面的尺寸发生了变化：状和尺寸发生变化（由矩形变为梯形）的现象称为弯曲畸变。横截面的尺寸发生了变化：外层宽度变窄，而内层变宽；外层宽度变窄，而内层变宽；当板料宽度相对较大当板料宽度相对较大（b/t3）宽板宽板，弯曲时，易弯曲时，易形成翘曲。形成翘曲。弯曲件断面会发生翘弯曲件断面会发生翘曲，即断面宽度方向内凹。曲，即断面宽度方向内凹。二、窄板弯曲与宽板弯曲时的应力应变状态分析二、窄板弯曲与宽板弯曲时的应力应变状态分析设板料弯曲变形区的主应力和主应变的方向为切向（设板料弯曲变形区的主应力和主应变的方向为切向（

13、，）、径向（）、径向（，）、和宽度方向（）、和宽度方向（b，b）。如图）。如图4所示。所示。图图图图4 4 弯曲时应力应变状态弯曲时应力应变状态弯曲时应力应变状态弯曲时应力应变状态 窄板窄板窄板窄板(B(B3t)3t)宽板宽板宽板宽板(B(B3t)3t)从弯曲件变形区域的横断面来看，变形有以下两种情况：从弯曲件变形区域的横断面来看，变形有以下两种情况：从弯曲件变形区域的横断面来看，变形有以下两种情况：从弯曲件变形区域的横断面来看，变形有以下两种情况：(1)(1)对于对于对于对于窄板窄板窄板窄板(B(B3t)3t)，在宽度方向产生显著变形，弯曲内侧材料受到切向压缩，在宽度方向产生显著变形，弯曲内

14、侧材料受到切向压缩，在宽度方向产生显著变形，弯曲内侧材料受到切向压缩，在宽度方向产生显著变形，弯曲内侧材料受到切向压缩后，便向宽度方向流动，内侧宽度增加，在弯曲区外侧的材料受到切向拉延后，后，便向宽度方向流动，内侧宽度增加，在弯曲区外侧的材料受到切向拉延后，后，便向宽度方向流动，内侧宽度增加，在弯曲区外侧的材料受到切向拉延后，后，便向宽度方向流动，内侧宽度增加，在弯曲区外侧的材料受到切向拉延后，外侧宽度减小，外侧宽度减小，外侧宽度减小，外侧宽度减小，断面略呈扇形。断面略呈扇形。断面略呈扇形。断面略呈扇形。(2)(2)对于对于对于对于宽板宽板宽板宽板(B(B3t)3t)，由于弯曲时宽度方向变形阻

15、力大，材料不易流动，因此，由于弯曲时宽度方向变形阻力大，材料不易流动，因此，由于弯曲时宽度方向变形阻力大，材料不易流动，因此，由于弯曲时宽度方向变形阻力大，材料不易流动，因此弯曲后在宽度方向无明显变化，因此内外层在宽度方向的应变接近于零（弯曲后在宽度方向无明显变化，因此内外层在宽度方向的应变接近于零（弯曲后在宽度方向无明显变化，因此内外层在宽度方向的应变接近于零（弯曲后在宽度方向无明显变化，因此内外层在宽度方向的应变接近于零（b0），），），），断面仍为矩形。断面仍为矩形。断面仍为矩形。断面仍为矩形。在板料在弯曲变形过程中，主要表现在在板料在弯曲变形过程中，主要表现在在板料在弯曲变形过程中，主

16、要表现在在板料在弯曲变形过程中，主要表现在内外层纤维的伸长和压缩，其内外层纤维的伸长和压缩，其内外层纤维的伸长和压缩，其内外层纤维的伸长和压缩，其外层应变外层应变外层应变外层应变（）为正，内层应变为正，内层应变为正，内层应变为正，内层应变（）为负。为负。为负。为负。窄板为平面应力状态，立体应变状态；宽板为立体应力状态，平面应变状态。三、宽板弯曲时的应力和弯矩的计算三、宽板弯曲时的应力和弯矩的计算近似简化计算近似简化计算假定条件：假定条件：1）弯曲后，变形区毛坯横截面（垂直于纤维的面）仍保持平面；）弯曲后，变形区毛坯横截面（垂直于纤维的面）仍保持平面；2）弯曲前后板料的厚度和宽度不变，应力中性层

17、位置仍在板料中间；）弯曲前后板料的厚度和宽度不变，应力中性层位置仍在板料中间；3）内、外层的切向应力和切向应变关系与单向拉应力状态下的应力应变关系）内、外层的切向应力和切向应变关系与单向拉应力状态下的应力应变关系完全一致。完全一致。当变形程度不大时，则切向应力当变形程度不大时，则切向应力 在塑性变形时，许多金属的真实应力应变关系可用下列指数方程表示：在塑性变形时，许多金属的真实应力应变关系可用下列指数方程表示：将上上述表达式代入得将上上述表达式代入得：某一曲率半径某一曲率半径 时板料内、外层任意一点时板料内、外层任意一点y的切向应力及其分布规律。的切向应力及其分布规律。切向应力切向应力 形成的

18、弯矩为：形成的弯矩为：式中：式中：b为板料宽度，为板料宽度，为曲率半径或中性层位置，系数为曲率半径或中性层位置，系数B和硬化指数和硬化指数n见书见书上上52页表页表3-2所示。所示。当当n=0，B=s时，可得出无硬化现象的弯矩为：时，可得出无硬化现象的弯矩为：当当n=1，B=E时，可得出弹性弯曲时的弯矩为：时，可得出弹性弯曲时的弯矩为：四、弯曲力计算和设备选择四、弯曲力计算和设备选择 1.1.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行程曲线如图5 5所示。在凸、凹模隔所示。在凸、凹模隔着材料完全吻合以前的弯曲过程称为自由弯曲。接着，凸模继续下压，弯曲力着材料完

19、全吻合以前的弯曲过程称为自由弯曲。接着，凸模继续下压，弯曲力急剧上升，称为急剧上升，称为校正弯曲。校正弯曲。如图如图5 5中所示，在中所示，在弹性弯曲阶段弹性弯曲阶段，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）阶段塑性和纯塑性变形（自由弯曲）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；当进入校正弯曲阶段时，弯曲力将急剧上升。当进入校正弯曲阶段时，弯曲力将急剧上升。11弹性弯曲；弹性弯曲；22自由弯曲；自由弯曲；33校正弯曲校正弯曲图图5 5 弯曲过程力弯曲过程力行程曲线行程曲线 压力机完成预定的弯曲工序所施加给板料的压力，压力机完成预定的弯曲工

20、序所施加给板料的压力，是选择压力机的依据。是选择压力机的依据。弯曲力的大小不仅与弯曲力的大小不仅与毛坯尺寸、材料力学性能、凹毛坯尺寸、材料力学性能、凹模支点的间距、弯曲半径及凸凹模间隙模支点的间距、弯曲半径及凸凹模间隙等因素有关，而等因素有关，而且与且与弯曲方法弯曲方法也有很大关系。也有很大关系。1.1.自由弯曲的弯曲力自由弯曲的弯曲力自由弯曲的弯曲力自由弯曲的弯曲力V V形件弯曲力：形件弯曲力：形件弯曲力：形件弯曲力：U U形件弯曲力：形件弯曲力：形件弯曲力：形件弯曲力：式中：式中：式中：式中：F F自自自自 自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；自由弯曲在冲压

21、行程结束时的弯曲力；自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；B B弯曲件的宽度；弯曲件的宽度；弯曲件的宽度；弯曲件的宽度；t t弯曲件材料厚度；弯曲件材料厚度；弯曲件材料厚度；弯曲件材料厚度；r r弯曲件的内弯曲半径；弯曲件的内弯曲半径；弯曲件的内弯曲半径；弯曲件的内弯曲半径；b b材料的抗拉强度；材料的抗拉强度；材料的抗拉强度；材料的抗拉强度；K K安全系数，一般取安全系数，一般取安全系数，一般取安全系数，一般取KK1.31.3。2.2.校正弯曲的弯曲力校正弯曲的弯曲力校正弯曲的弯曲力校正弯曲的弯曲力 式中：式中：式中：式中：F F校校校校校正弯曲力；校正弯曲力；校正弯曲力；校正弯曲力；S S校正

22、部分投影面积；校正部分投影面积；校正部分投影面积；校正部分投影面积；p p单位面积校正力，其值见表单位面积校正力，其值见表单位面积校正力，其值见表单位面积校正力，其值见表1 1。见书中见书中见书中见书中5858页表页表页表页表3-3.3-3.表表1 单位面积校正力单位面积校正力p 顶件力和压料力顶件力和压料力顶件力和压料力顶件力和压料力F FD D（0.30.80.30.8）F F自自自自 弯曲时压力机吨位的确定弯曲时压力机吨位的确定弯曲时压力机吨位的确定弯曲时压力机吨位的确定自由弯曲时：自由弯曲时：自由弯曲时：自由弯曲时：F F压力机压力机压力机压力机 F F自自自自F FD D 校正弯曲时

23、，由于校正力比压料力或顶件力大得多，所以校正弯曲时，由于校正力比压料力或顶件力大得多，所以校正弯曲时，由于校正力比压料力或顶件力大得多，所以校正弯曲时，由于校正力比压料力或顶件力大得多，所以F FD D可以忽略。即可以忽略。即可以忽略。即可以忽略。即 F F压力机压力机压力机压力机 F F校正校正校正校正3.3.冲压设备选择冲压设备选择冲压设备选择冲压设备选择4.压力机吨位压力机吨位有弹性顶件装置的自由弯曲压力机：有弹性顶件装置的自由弯曲压力机：校正弯曲压力机：校正弯曲压力机：五五.弯曲件毛坯长度计算弯曲件毛坯长度计算应变中性层位置应变中性层位置弯曲变形前后长度保持件不变的金属层弯曲变形前后长

24、度保持件不变的金属层（中性层）（中性层）或弯曲变形时切向应变或弯曲变形时切向应变为零的金属层。中性层位置为零的金属层。中性层位置0，还与，还与弯曲方法、模具结构、弯曲件形状及弯曲方法、模具结构、弯曲件形状及其尺寸标注其尺寸标注等多种因素有关。等多种因素有关。1.弯曲角为弯曲角为90度的毛坯展开长度度的毛坯展开长度式中：式中：L-弯曲件的展开长度，弯曲件的展开长度，mm。r-弯曲件内弯曲半径，弯曲件内弯曲半径，mm。l1、l2-弯曲件直边部分长度，弯曲件直边部分长度，mm。t-原始厚度，原始厚度，mm。x0-中性层内移系数，中性层内移系数，2.弯曲件尺寸标注在外侧的毛坯长度计算弯曲件尺寸标注在外

25、侧的毛坯长度计算式中：式中：l1、l2、l3ln-标注在外侧标注在外侧的弯曲件尺寸，的弯曲件尺寸，mm。n-1-弯曲的部位数。弯曲的部位数。c-弯曲时纤维伸长的修正系弯曲时纤维伸长的修正系数，见书数，见书59页图表页图表3-4。3.弯曲件尺寸标注在内侧的毛坯长度计算弯曲件尺寸标注在内侧的毛坯长度计算a-弯曲时纤维伸长的修正系数，见书弯曲时纤维伸长的修正系数，见书60页图表页图表3-5。在多角弯曲时，弯曲件尺寸标注在在多角弯曲时，弯曲件尺寸标注在外侧的毛坯展开尺寸，可按下式近外侧的毛坯展开尺寸，可按下式近似计算：似计算：4.板料弯曲角板料弯曲角大于或小于大于或小于90度的毛坯长度度的毛坯长度式中

26、：式中：L90-弯曲角不等于弯曲角不等于90度的毛坯弯曲长度，度的毛坯弯曲长度，mm。L90-弯曲角等于弯曲角等于90度的毛坯弯曲长度。度的毛坯弯曲长度。-弯曲件弯曲角。弯曲件弯曲角。5.卷圆弯曲的毛坯长度卷圆弯曲的毛坯长度在在R/t2.6时，应变中性层将向外移动，其长时，应变中性层将向外移动，其长度展开长度度展开长度L及曲率半径及曲率半径0可用下式表示：可用下式表示：式中：式中：0-中性层曲率半径。中性层曲率半径。x1-应变中性层移动系数应变中性层移动系数6.外缘外缘90度弯曲件的毛坯展开尺寸度弯曲件的毛坯展开尺寸近似计算：近似计算：当当rR时：时：7.内缘内缘90度弯曲件的毛坯展开尺寸度弯

27、曲件的毛坯展开尺寸近似计算：近似计算：当当rR时：时：8.折弯件的毛坯展开尺寸折弯件的毛坯展开尺寸式中：式中：l-为折弯部分的长度，为折弯部分的长度，mm。h1-折弯后的长度，折弯后的长度，mm。h0-折弯前的长度，折弯前的长度，mm t1、t2-板料厚度，板料厚度，mm。1.最小相对弯曲半径的近似理论计算最小相对弯曲半径的近似理论计算设板料中性层曲率半径为设板料中性层曲率半径为0，内弯曲半径为，内弯曲半径为r，外弯曲半径为，外弯曲半径为R,距中性层距中性层为为y处的纤维，其切向应变为处的纤维，其切向应变为=y/0。六、最小相对弯曲半径六、最小相对弯曲半径rmin/t的确定的确定影响毛坯展开尺

28、寸的因素很多，应先按照计算计算后，在经过多次调试，影响毛坯展开尺寸的因素很多，应先按照计算计算后，在经过多次调试，才能确定毛坯展开尺寸。才能确定毛坯展开尺寸。由下列公式：由下列公式：代入代入 计算得：计算得：当相对弯曲半径为最小值即当相对弯曲半径为最小值即rmin/t时，则时，则最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径rmin/t，也可用材料的断面收缩率，也可用材料的断面收缩率计算：计算：将以上各式代入：将以上各式代入：得：得：由上式可知：当弯曲时的断面收缩率由上式可知：当弯曲时的断面收缩率达到最大值达到最大值max时，相对弯曲半径时，相对弯曲半径r/t可可将至最小值。因此实际生产中的最小弯曲半径除了

29、与材料机械性能有关。将至最小值。因此实际生产中的最小弯曲半径除了与材料机械性能有关。2.影响最小相对弯曲半径的因素影响最小相对弯曲半径的因素 (1)材料的力学性能。材料的力学性能。材料的材料的塑性越好塑性越好，其断后伸长率，其断后伸长率 值越大，最小相对值越大，最小相对弯曲半径弯曲半径r min/t越小。越小。（2）弯曲带中心角）弯曲带中心角的大小的大小。弯曲带中心角弯曲带中心角 越小，最小相对弯曲半径越小，最小相对弯曲半径 rmin/t越小。越小。（3）板料的热处理状态。）板料的热处理状态。经退火的板材塑性好，经退火的板材塑性好，rmin/t 较小。较小。冷作硬化的冷作硬化的板材塑性降低，板

30、材塑性降低，rmin/t 较大。较大。（4）板料的边缘及表面状况。）板料的边缘及表面状况。由于下料造成板料边缘冷作硬化、产生毛刺以及板由于下料造成板料边缘冷作硬化、产生毛刺以及板料表面被划伤等缺陷，弯曲时容易造成应力集中而增加破裂倾向，因此最小相料表面被划伤等缺陷，弯曲时容易造成应力集中而增加破裂倾向，因此最小相对弯曲半径增大。对弯曲半径增大。（5）板料的纤维弯曲方向。）板料的纤维弯曲方向。当折弯线与纤维组织方向垂直时，当折弯线与纤维组织方向垂直时，r min/t 数值最小，数值最小，当折弯线与纤维方向平行时，当折弯线与纤维方向平行时，r min/t 数值最大。数值最大。最小弯曲半径数值由试验

31、方法确定。表最小弯曲半径数值由试验方法确定。表最小弯曲半径数值由试验方法确定。表最小弯曲半径数值由试验方法确定。表3.13.1所列为最小弯曲半径数值。所列为最小弯曲半径数值。所列为最小弯曲半径数值。所列为最小弯曲半径数值。七七 弯曲件的回弹弯曲件的回弹1.弯曲件的回弹及影响因素弯曲件的回弹及影响因素在外力作用下毛坯产生的在外力作用下毛坯产生的变形由塑性变形和弹性变变形由塑性变形和弹性变形组成，当外力去除后，形组成，当外力去除后，由于由于弹性变形的恢复，弹性变形的恢复，使使得弯曲零件的形状和尺寸得弯曲零件的形状和尺寸与模具的形状和尺寸不完与模具的形状和尺寸不完全一致，这种现象称为回全一致，这种现

32、象称为回弹（弹复、回跳）。弹（弹复、回跳）。常用常用角度回弹量角度回弹量和曲和曲率回弹量率回弹量表示。表示。3.影响回弹的主要因素影响回弹的主要因素（1）材料的力学性能）材料的力学性能。回弹角的大小与材料的屈服极限。回弹角的大小与材料的屈服极限ss、硬化指数、硬化指数n n成成正比，与弹性模量正比，与弹性模量E E成反比。成反比。（2）材料相对弯曲半径）材料相对弯曲半径r/t。其他条件相同时，。其他条件相同时，r/t越小，越小，/和和/也越小。也越小。r/t5时，可忽略不计时，可忽略不计（3）弯曲工件的形状。）弯曲工件的形状。一般一般U形工件比形工件比V形工件回弹要小，形工件回弹要小，复杂形状

33、复杂形状弯曲件若一次弯成，由于各部相互牵制，回弹困难，故回弹角小。弯曲件若一次弯成，由于各部相互牵制，回弹困难，故回弹角小。（4）模具间隙。）模具间隙。U形弯曲模的凸、凹模单边间隙形弯曲模的凸、凹模单边间隙c对对工件影响很大，间隙越工件影响很大，间隙越大，大，也越大，也越大，ct时，甚至可能使时，甚至可能使为负值为负值。（5）弯曲方式。）弯曲方式。自由弯曲时回弹角大；校正弯曲时回弹角小。校正力越大，自由弯曲时回弹角大；校正弯曲时回弹角小。校正力越大，回弹角越小。甚至可能为零或负值回弹角越小。甚至可能为零或负值。回弹角多按经验确定回弹角多按经验确定。查表法查表法查表法查表法单角单角单角单角909

34、0校正弯曲时的回弹角校正弯曲时的回弹角校正弯曲时的回弹角校正弯曲时的回弹角3.3.减小回弹措施有：减小回弹措施有：减小回弹措施有：减小回弹措施有：（1 1）改进弯曲件的设计。）改进弯曲件的设计。）改进弯曲件的设计。）改进弯曲件的设计。尽量尽量尽量尽量避免选用过大的相对弯曲半径避免选用过大的相对弯曲半径避免选用过大的相对弯曲半径避免选用过大的相对弯曲半径r/tr/t。如有可如有可如有可如有可能，在弯曲区压制能，在弯曲区压制能，在弯曲区压制能，在弯曲区压制加强筋加强筋加强筋加强筋，以提高零件的刚度，抑制回弹；尽量选用，以提高零件的刚度，抑制回弹；尽量选用，以提高零件的刚度，抑制回弹；尽量选用，以提

35、高零件的刚度，抑制回弹；尽量选用屈服强度、硬化指数小、弹性模量大屈服强度、硬化指数小、弹性模量大屈服强度、硬化指数小、弹性模量大屈服强度、硬化指数小、弹性模量大，力学性能稳定和板料厚度波动，力学性能稳定和板料厚度波动，力学性能稳定和板料厚度波动，力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。小的材料。小的材料。小的材料。（2 2）采取适当的弯曲工艺。）采取适当的弯曲工艺。）采取适当的弯曲工艺。）采取适当的弯曲工艺。用用用用校正弯曲校正弯曲校正弯曲校正弯曲代替自由弯曲代替自由弯曲代替自由弯曲代替自由弯曲;对对对对冷作硬化的材料须先退火，冷作硬化的材料须先退火，冷作硬化的材料须先退火，冷作硬化的材料须先退火

36、，使其屈服强度降低。对回弹较大的材料，使其屈服强度降低。对回弹较大的材料，使其屈服强度降低。对回弹较大的材料，使其屈服强度降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。必要时可采用加热弯曲。必要时可采用加热弯曲。必要时可采用加热弯曲。弯曲相对弯曲半径很大的弯曲件时，可以弯曲相对弯曲半径很大的弯曲件时，可以弯曲相对弯曲半径很大的弯曲件时，可以弯曲相对弯曲半径很大的弯曲件时，可以采用拉弯工艺。采用拉弯工艺。采用拉弯工艺。采用拉弯工艺。（3）合理设计弯曲模。）合理设计弯曲模。补偿法补偿法：预先估算预先估算或试验出工件或试验出工件弯曲后的回弹量弯曲后的回弹量，在设计模具时，在设计模具时，使弯曲工件的变

37、形超过原设计的变形，工件回弹后得到所需要形状。使弯曲工件的变形超过原设计的变形，工件回弹后得到所需要形状。拉弯工艺拉弯工艺拉弯工艺拉弯工艺校正法：在模具结构上采取措施，校正法：在模具结构上采取措施，让校正压力集中在弯角处，使其让校正压力集中在弯角处，使其产生一定的塑性变形产生一定的塑性变形，克服回弹。，克服回弹。4 4 弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排 1 1）.形状简单的弯曲件形状简单的弯曲件形状简单的弯曲件形状简单的弯曲件V V形、形、形、形、U U形、形、形、形、Z Z形等制件，可一次弯曲成形形等制件，可一次弯曲成形形等制件，可一次弯曲成形形等制件，可一次

38、弯曲成形一道工序弯曲成形一道工序弯曲成形一道工序弯曲成形一道工序弯曲成形2 2）.形状复杂的弯曲件形状复杂的弯曲件形状复杂的弯曲件形状复杂的弯曲件二道工序弯曲成形二道工序弯曲成形二道工序弯曲成形二道工序弯曲成形三道工序弯曲成形三道工序弯曲成形三道工序弯曲成形三道工序弯曲成形3 3）.非对称弯曲件非对称弯曲件非对称弯曲件非对称弯曲件所示弯曲件，应所示弯曲件，应所示弯曲件，应所示弯曲件，应采用对称弯曲成采用对称弯曲成采用对称弯曲成采用对称弯曲成形，弯曲后再切形，弯曲后再切形，弯曲后再切形，弯曲后再切开。开。开。开。4 4）.批量大、尺寸较小的弯曲件批量大、尺寸较小的弯曲件批量大、尺寸较小的弯曲件批

39、量大、尺寸较小的弯曲件连续工艺成形连续工艺成形连续工艺成形连续工艺成形5.5.弯曲模的结构弯曲模的结构弯曲模的结构弯曲模的结构 由于弯曲工序安排不同，弯曲模具的结构也有很大的由于弯曲工序安排不同，弯曲模具的结构也有很大的由于弯曲工序安排不同，弯曲模具的结构也有很大的由于弯曲工序安排不同，弯曲模具的结构也有很大的区别。针对弯曲工艺的特点，在设计弯曲模具结构时，区别。针对弯曲工艺的特点，在设计弯曲模具结构时，区别。针对弯曲工艺的特点，在设计弯曲模具结构时，区别。针对弯曲工艺的特点，在设计弯曲模具结构时，应考虑以下要点：应考虑以下要点：应考虑以下要点：应考虑以下要点：(1)(1)毛坯放置在模具上的定

40、位要准确可靠。毛坯放置在模具上的定位要准确可靠。毛坯放置在模具上的定位要准确可靠。毛坯放置在模具上的定位要准确可靠。(2)(2)毛坯在弯曲过程中要防止偏移。毛坯在弯曲过程中要防止偏移。毛坯在弯曲过程中要防止偏移。毛坯在弯曲过程中要防止偏移。(3)(3)毛坯与弯曲成形件应取放方便、安全。毛坯与弯曲成形件应取放方便、安全。毛坯与弯曲成形件应取放方便、安全。毛坯与弯曲成形件应取放方便、安全。(4)(4)校正弯曲时，要考虑好校正的部位，使之在模具校正弯曲时，要考虑好校正的部位，使之在模具校正弯曲时，要考虑好校正的部位，使之在模具校正弯曲时，要考虑好校正的部位，使之在模具中得到校正。中得到校正。中得到校

41、正。中得到校正。(5)(5)模具要便于调整、修理、装配。模具要便于调整、修理、装配。模具要便于调整、修理、装配。模具要便于调整、修理、装配。(6)(6)回弹较大的材料弯曲时，模具结构在调试和维修回弹较大的材料弯曲时，模具结构在调试和维修回弹较大的材料弯曲时，模具结构在调试和维修回弹较大的材料弯曲时，模具结构在调试和维修后，能修正和弥补回弹。后，能修正和弥补回弹。后，能修正和弥补回弹。后，能修正和弥补回弹。5.1 弯曲模的典型结构弯曲模的典型结构1)V形件弯曲模形件弯曲模V形件形状简单，能一次弯曲成形。形件形状简单，能一次弯曲成形。结构主要取决于弯曲件的形状及弯曲工序的安排结构主要取决于弯曲件的

42、形状及弯曲工序的安排沿弯曲件的角平分线方向，沿弯曲件的角平分线方向，V形弯曲形弯曲1-顶杆；顶杆；2-定位钉；定位钉；3-模柄；模柄；4-凸模；凸模；5-凹模；凹模；6-下模板下模板2)U形件弯曲模形件弯曲模由于材料的弹性，工件一般不会包在凸模上。由于材料的弹性，工件一般不会包在凸模上。一般一般U形件弯曲模形件弯曲模,1-凸模；凸模；2-定位板；定位板；3-凹模；凹模；4-顶料板；顶料板；弯角小于弯角小于90的的U形件弯曲模，形件弯曲模，两侧的活动凹模镶块可在圆腔内回转两侧的活动凹模镶块可在圆腔内回转，当凸模上升后，弹簧使活动凹模镶块复位，当凸模上升后，弹簧使活动凹模镶块复位，工件从凸模侧向取

43、出工件从凸模侧向取出。用。用于弯曲较厚度的材料。于弯曲较厚度的材料。3).闭角弯曲模闭角弯曲模带斜楔的带斜楔的U形闭角弯曲模，毛坯首先在凸模的作用下被压成形闭角弯曲模，毛坯首先在凸模的作用下被压成U形，弹簧被形，弹簧被压缩，斜楔压滚柱，使活动凹模分别向中间移动，使压缩，斜楔压滚柱，使活动凹模分别向中间移动，使U形件内弯成小于形件内弯成小于90。上模回程，弹簧使凹模复位，工件从凸模侧向取出。用于薄料。上模回程，弹簧使凹模复位，工件从凸模侧向取出。用于薄料。1-滚柱；滚柱；2-斜楔；斜楔；3、7-弹簧；弹簧；4-上模座；上模座；5、6-活动凹模；活动凹模；8-凸模；凸模；3 3）Z Z形件弯曲模形

44、件弯曲模形件弯曲模形件弯曲模Z Z形件弯曲模形件弯曲模形件弯曲模形件弯曲模1-1-顶板顶板顶板顶板 2-2-定位销定位销定位销定位销 3-3-反侧压块反侧压块反侧压块反侧压块 4-4-凸模凸模凸模凸模 5-5-凹模凹模凹模凹模 6-6-上模座上模座上模座上模座 7-7-压块压块压块压块 8-8-橡皮橡皮橡皮橡皮 9 9凸模托板凸模托板凸模托板凸模托板 10-10-活动凸模活动凸模活动凸模活动凸模 11-11-下模座下模座下模座下模座4 4）圆形件弯曲模）圆形件弯曲模）圆形件弯曲模）圆形件弯曲模小圆弯曲模小圆弯曲模小圆弯曲模小圆弯曲模1-1-凸模凸模凸模凸模 2-2-压板压板压板压板 3-3-芯

45、棒芯棒芯棒芯棒 4-4-坯料坯料坯料坯料 5-5-凹模凹模凹模凹模 6-6-滑块滑块滑块滑块 7-7-侧楔侧楔侧楔侧楔 8-8-活动凹模活动凹模活动凹模活动凹模 大圆一次弯曲成形模大圆一次弯曲成形模大圆一次弯曲成形模大圆一次弯曲成形模1-1-支撑支撑支撑支撑 2-2-凸模凸模凸模凸模 3-3-摆动凹模摆动凹模摆动凹模摆动凹模 4-4-顶板顶板顶板顶板 5-5-上模座上模座上模座上模座 6-6-芯棒芯棒芯棒芯棒 7-7-反侧压块反侧压块反侧压块反侧压块 8-8-下模座下模座下模座下模座6.弯曲模中的毛坯定位弯曲模中的毛坯定位模具结构应能保证毛坯在模具结构应能保证毛坯在压弯时压弯时不发生偏移和窜动

46、。不发生偏移和窜动。1)定位销定位：尽量利定位销定位：尽量利用零件上的预制孔，可用零件上的预制孔，可装在凸模上（装在凸模上（a、b），），也可以装在顶料板上（也可以装在顶料板上（c、d）。）。2)定位尖、顶杆、顶料板定位：定位尖、顶杆、顶料板定位：V形件上无孔时，形件上无孔时，采用定位尖、定位杆、顶料板定位。采用定位尖、定位杆、顶料板定位。1-凸模；2-定位板；3-凹模；4-定位尖；5-顶杆；6-V形顶料板L形弯曲：用弹性顶板和定位销定位可防止毛坯偏移形弯曲：用弹性顶板和定位销定位可防止毛坯偏移1-弹性顶板；2-定位销；3-反侧压块3）定位板定位：定位板）定位板定位：定位板3固定在活动凹模固定

47、在活动凹模4上，弯曲时因毛坯在上，弯曲时因毛坯在活动凹模上不产生相对转动和滑动而定位可靠，成形质量高。活动凹模上不产生相对转动和滑动而定位可靠，成形质量高。1-凸模；2-支架；3-定位板；4-活动凹模；5-转轴；6-支承板；7-顶杆定位板固定在凹模上的定位板固定在凹模上的U形件弯曲模形件弯曲模1-凸模；2-定位板；3-凹模；4-顶料板；5-下模八、弯曲模工作部分的尺寸计算八、弯曲模工作部分的尺寸计算1、凸凹模圆角半径、凸凹模圆角半径凸模圆角半径凸模圆角半径rP应等于弯曲件内侧的圆角半径应等于弯曲件内侧的圆角半径r，但不能小于，但不能小于材料允许的最小弯曲半径材料允许的最小弯曲半径rmin，如果

48、如果rrmin，弯曲时应取，弯曲时应取rP rmin，当当r rmin，应取，应取rP=rmin。（1）凸模圆角半径）凸模圆角半径rp：应等于弯曲件的弯曲半径，但：应等于弯曲件的弯曲半径，但必须大于必须大于允许的最小弯曲圆角半径允许的最小弯曲圆角半径。若因结构需要，要小于最小弯曲半。若因结构需要，要小于最小弯曲半径，则可径，则可先弯成较大圆角半径，再整形先弯成较大圆角半径，再整形。若若r/t较大较大，精度要求较高时，凸模圆角半径应根据回弹值相，精度要求较高时，凸模圆角半径应根据回弹值相应修正。应修正。(2)弯曲凹模圆角半径：其大小影响弯曲力、弯曲件质量与弯曲弯曲凹模圆角半径：其大小影响弯曲力、

49、弯曲件质量与弯曲模寿命。模寿命。凹模两边的圆角半径大小应一致且合适。过小，弯曲凹模两边的圆角半径大小应一致且合适。过小，弯曲力增加，会刮伤件表面力增加，会刮伤件表面；过大，支承不利。；过大，支承不利。2、凸、凹模间隙凸、凹模间隙cV形件单边间隙形件单边间隙c靠靠调整压力调整压力机的闭合高度机的闭合高度来控制的。来控制的。U形件形件c对弯曲件回弹、表面对弯曲件回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影质量和弯曲力均有很大的影响。响。间隙越大，回弹越大，间隙越大，回弹越大，工件工件精度也越低；精度也越低；间隙过小，会间隙过小，会使零件壁部厚度减薄，降低使零件壁部厚度减薄，降低模具寿命。模具寿命。钢板钢板

50、c=（1.051.15）t有色金属有色金属c=（11.1）t3、凸、凹模宽度尺寸计算凸、凹模宽度尺寸计算（1）标注外形尺寸（）标注外形尺寸（外侧外侧）的弯曲件，应与）的弯曲件，应与凹模凹模为基准为基准，首先设计凹模的宽度尺寸。，首先设计凹模的宽度尺寸。1)当工件标注成当工件标注成双向偏差双向偏差时时凹模宽度：凹模宽度：2)当工件标注成当工件标注成单向偏差（外侧）单向偏差（外侧）时，若时，若考虑到模具磨损和弯曲件的回弹考虑到模具磨损和弯曲件的回弹凹模宽度：凹模宽度：凸模宽度应按凹模宽度尺寸凸模宽度应按凹模宽度尺寸配置，并保证单边间隙为配置，并保证单边间隙为c（2）标注内形尺寸的弯曲件，应与）标注