弯曲工艺与弯曲模设计.pptx

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1、13.13.1、概述弯曲：将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。弯曲方法：弯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、滚弯、拉弯等。第1页/共54页23.13.1、概述弯曲模：本章与第2章相比：准确工艺计算难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。弯曲所使用的模具。第2页/共54页33.23.2、弯曲变形分析V V形弯曲是最基本的弯曲变形。一、弯曲变形过程一、弯曲变形过程1.1.弯曲变形时板材变形区受力情况分析变形区主要在弯曲件的圆角部分，板料受力情况如图所示。第3页/共54页43.23.2、弯曲变形分析2.弯曲变

2、形过程：弹性变形塑性变形弯曲校正自由弯曲校正弯曲弹性弯曲塑性弯曲弯曲效果：表现为弯曲半径和弯曲角的变化（减小）。第4页/共54页53.23.2、弯曲变形分析二、弯曲时材料的流动情况二、弯曲时材料的流动情况(1)变形区主要在弯曲件的圆角部分，圆角区内的正方形网格变成了扇形。在远离圆角的两平直部分，几乎没有变形。(2)变形区内，板料外区(靠凹模一边)的金属切向受拉而伸长，内区（靠凸模一边）的金属切向受压而缩短。由内、外表面至板料中心，其缩短和伸长两个区之间，总存在一层金属，其长度在变形前后没有变化，成为中性层。中性层向板料内区移动。第5页/共54页63.23.2、弯曲变形分析(3)当相对弯曲半径较

3、小时。弯曲变形区中的板料在弯曲后产生厚度变薄现象。(4)弯曲变形区内板料横截面的变化有两种情况；对于窄板(b3t)，外区受拉引起宽度收缩，内部受压引起宽度伸长，故原矩形断面变成了扇形。对于宽板(b3t)，弯曲后横截面无明显变化，仍保持为矩形。第6页/共54页73.23.2、弯曲变形分析型材、管材弯曲后的剖面畸变第7页/共54页83.23.2、弯曲变形分析三、塑性弯曲变形区的应力、应变状态宽板弯曲是三向应力状态，窄板弯曲是平面应力状态。宽板弯曲是平面应变状态，窄板弯曲三向应变状态。第8页/共54页93.23.2、弯曲变形分析弯曲时，在中性层上长度保持不变，则变形后距中性层y处的切应变为：相对弯曲

4、半径（r/tr/t）：四、变形程度及其表示方法四、变形程度及其表示方法其中：弯曲中心角为 表示板料弯曲变形程度的大小。x，中性层位移系数由r/t决定，见表3-3。第9页/共54页103.23.2、弯曲变形分析最小弯曲半径r rminmin：在板料不发生破坏的条件下，所能弯成零件内表面的最小圆角半径。故也常用最小弯曲半径r rminmin表示弯曲时的成形极限。其值越小越有利于弯曲成形。五、最小弯曲半径五、最小弯曲半径1.影响最小弯曲半径的因素（）材料的力学性能（）材料表面和侧面的质量、应力集中或加工硬化（）弯曲线的方向与钢板的纤维方向（）弯曲中心角越小，半径越小 第10页/共54页113.23.

5、2、弯曲变形分析2最小弯曲半径rmin的数值参见表313提高弯曲极限变形程度的方法（1）经冷变形硬化的材料，可热处理后再弯曲。（2）清除冲裁毛刺，或将有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘。（3）对于低塑性的材料或厚料，可采用加热弯曲。（4）采取两次弯曲的工艺方法，中间加一次退火。（5）对较厚材料的弯曲，如结构允许，可采取开槽后弯曲。第11页/共54页123.33.3、弯曲卸载后的回弹 塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致，这种现象叫回弹。一、回弹现象一、回弹现象弯曲回弹的表现形式：弯曲半径变大弯曲角变大，弯曲

6、中心角减小 第12页/共54页133.33.3、弯曲卸载后的回弹材料的力学性能二、影响回弹的因素二、影响回弹的因素回弹量：与屈服极限成正比，与弹性模量成反比。材料的力学性能对回弹值的影响1 1、3 3退火软钢2-2-软锰黄铜4-4-经冷变形硬化的硬钢 第13页/共54页143.33.3、弯曲卸载后的回弹相对弯曲半径弯曲半径越大，弹性变形比例大，塑性变形比例小，回弹越大。弯曲中心角弯曲中心角越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹越大。弯曲方式及弯曲模（1）自由弯曲时，回弹最大。（2）校正弯曲使塑性变形稳定，回弹较小。（3）在弯曲U形件时，凸、凹模间隙越大，回弹角也就越大。工件的形状：弯

7、曲件越复杂，一次弯曲成形角的数量越多，回弹量就越小第14页/共54页153.33.3、弯曲卸载后的回弹先根据经验数值初步确定模具工作尺寸，然后在试模时进行修正。三、回弹值的确定小变形程度（1010）自由弯曲时的回弹值 凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式进行计算：第15页/共54页163.33.3、弯曲卸载后的回弹 2大变形程度（5）自由弯曲时的回弹值 变形程度在卸载前后变化不大，故卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的，可以不予考虑，而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。弯曲中心角为90时部分材料的平均回弹角见表3-2。当弯曲件弯曲中心角不为90时，其回弹角可用下式计算：第16页/共54页173.33.

8、3、弯曲卸载后的回弹1.改进弯曲件的设计四、减少回弹的措施四、减少回弹的措施（1）尽量避免选用过大的r/tr/t。如有可能，在弯曲区压制加强筋，以提高零件的刚度，抑制回弹。（2）尽量选用 小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。第17页/共54页183.33.3、弯曲卸载后的回弹2.采取适当的弯曲工艺（1）采用校正弯曲代替自由弯曲。动态轻压下技术的应用。（2）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点s降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。（3）对弯曲半径很大的零件，采用拉弯工艺。第18页/共54页193.33.3、弯曲卸载后的回弹3.合理设计弯曲模（1）对于较硬材料，可根据回弹值对模具工作

9、部分的形状和尺寸进行修正。（2）对于软材料，其回弹角小于5时，可在模具上作出补偿角并取较小的凸、凹模间隙。第19页/共54页203.33.3、弯曲卸载后的回弹（3）对于厚度在0.8mm以上的软材料，r/t又不大时，可采取如图所示凸模做成局部突起的结构。第20页/共54页213.33.3、弯曲卸载后的回弹（4）对于U形件弯曲 当r/t较小时,可采取增加背压的方法；当r/t较大时，可采取将凸模端面和顶板表面作成一定曲率的弧形；（5）在弯曲件直边端部纵向加压。（6）用橡胶或聚氨酯代替刚性金属凹模能减小回弹。第21页/共54页223.43.4、弯曲件坯料尺寸的计算据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于

10、中性层的展开长度。一、弯曲中性层位置的确定一、弯曲中性层位置的确定 中性层位置以曲率半径x x中性层位移系数，见表3-33-3。式中：表示（右图），通常用下面经验公式确定：第22页/共54页233.43.4、弯曲件坯料尺寸的计算 对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采用展开的方法计算坯料长度。对于形状比较复杂或精度要求高的弯曲件，在利用下述公式初步计算坯料长度后，还需反复试弯不断修正，才能最后确定坯料的形状及尺寸。二、弯曲件坯料尺寸的计算二、弯曲件坯料尺寸的计算1.圆角半径r0.5t的弯曲件 按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即 第23页/共5

11、4页243.43.4、弯曲件坯料尺寸的计算2.圆角半径rr+2t当弯曲的直边带有斜角，斜线不可能弯曲到要求的角度，容易开裂，改变形状。第31页/共54页323.63.6、弯曲件的工艺性4防止弯曲根部裂纹的工件结构 在局部弯曲某一段边缘时，为避免弯曲根部畸变与撕裂，应在弯曲部分与不弯曲部分之间切槽，或在弯曲前冲出工艺孔。第32页/共54页333.63.6、弯曲件的工艺性5弯曲件孔边距离当t2mm时，当t2mm时，若孔距弯曲中心过近，可在弯曲部分开工艺孔。第33页/共54页343.63.6、弯曲件的工艺性6增添连接带和定位工艺孔增添连接带和定位工艺孔的弯曲件 弯曲变形区有缺口的弯曲件，为防止叉口，

12、应设置连接带。为保证弯曲件准确定位，应开定位孔。第34页/共54页353.63.6、弯曲件的工艺性7尺寸标注 尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。第35页/共54页363.63.6、弯曲件的工艺性四、弯曲件的工序安排形状简单的弯曲件：采用一次弯曲成形；形状复杂的弯曲件：采用二次或多次弯曲成形。批量大而尺寸较小的弯曲件：尽可能采用级进模或复合模。需多次弯曲时：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。弯曲件形状不对称时：尽量成对弯曲，然后再剖切。第36页/共54页373.63.6、弯曲件的工艺性一次弯曲二次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第37页/共

13、54页38当/10时，则应考虑回弹，将凸模圆角半径 加以修正。3.73.7、弯曲模工作部分尺寸的设计一、凸凹模圆角半径一、凸凹模圆角半径当工件的相对弯曲半径/较小时，凸模圆角半径取等于工件的弯曲半径，但不应小于最小弯曲半径值rmin。第38页/共54页393.73.7、弯曲模工作部分尺寸的设计凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。t2mmt2mm时，（36）2 24 4时，（23）4 4时，2V V形弯曲凹模的底部可开退刀槽或取圆角半径 第39页/共54页403.73.7、弯曲模工作部分尺寸的设计弯曲凹模深度是指工件位于凹模内的直边长度。凹模深度L0适当。若过小，工件两端的自由

14、部分太多，弯曲零件回弹大。若过大，则过多消耗模具钢材。二、凸凹模深度二、凸凹模深度弯曲V形件时，凹模深度及底部最小厚度可查 35。弯曲U形件时，若弯边高度不大或要求两边平直，则凹模深度应大于零件的高度；如果弯曲件边长较大，且对平直度要求不高时，凹模深度L0可查表37。第40页/共54页413.73.7、弯曲模工作部分尺寸的设计三、凸凹模间隙三、凸凹模间隙 V形弯曲模的凸、凹模间隙是靠调整压机的闭合高度来控制的，设计时可以不考虑。U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙一般可按下式计算：式中 C间隙系数，可查表38。当工件精度要求较高时，其间隙应适当缩小，取Z/2t。第41页/共54页423.73.7、弯

15、曲模工作部分尺寸的设计四、四、U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差决定原则：工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上。工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。第42页/共54页433.73.7、弯曲模工作部分尺寸的设计（2）尺寸标注在内形上（1）尺寸标注在外形上凹模尺寸凸模尺寸凸模尺寸凹模尺寸凸、凹模的制造公差，可采用79级精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一级。式中第43页/共54页443.83.8、弯曲模典型结构V形件弯曲模一、单工序弯曲模一、单工序弯曲模形弯曲模的一般结构形式1凸模2定位板3凹模4定位尖5顶杆6形顶板7顶板8定料销9反侧

16、压块 第44页/共54页453.83.8、弯曲模典型结构V形精弯模1 1凸模 2 2支架 3 3定位板（或定位销）4 4活动凹模 5 5转轴 6 6支承板 7 7顶杆 第45页/共54页463.83.8、弯曲模典型结构凸模凹模弹簧凸模活动镶块凹模活动镶块凹模活动镶块定位销转轴顶板U形件弯曲模第46页/共54页473.83.8、弯曲模典型结构弯曲角小于9090的形弯曲模1 1凸模2 2转动凹模3 3弹簧 第47页/共54页483.83.8、弯曲模典型结构帽形件一次弯曲模两次成帽形弯曲模帽形件弯曲模第48页/共54页493.83.8、弯曲模典型结构帽形件复合弯曲模1 1凹模 2 2活动凸模 3 3

17、摆块 4 4垫板 5 5推板 第49页/共54页503.83.8、弯曲模典型结构1顶板 2定位销 3反侧压块 4凸模 5凹模 6上模座 7压块 8橡皮 9凸模托板 10活动凸模 11下模座 Z形件弯曲模第50页/共54页513.83.8、弯曲模典型结构五、冲孔、落料和弯曲的二工位级进模五、冲孔、落料和弯曲的二工位级进模 常用于尺寸不大但精度要求高的场合。第51页/共54页523.83.8、弯曲模典型结构六、通用弯曲模六、通用弯曲模 对于小批量生产，零件形状要经常改变，不能用专用弯曲模，故可选择通用弯曲模。第52页/共54页53作业1.弯曲程度用什么来衡量，为什么？2.什么是弯曲回弹，如何避免弯曲回弹？3.进行弯曲模设计时需要注意什么？第53页/共54页54感谢您的观看！第54页/共54页