第五章弯曲工艺

1、用用模模具具成成形形弯弯曲曲件件弯曲弯曲： 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。第五章第五章 弯曲工艺和弯曲模具弯曲工艺和弯曲模具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n一、弯曲的变形过程分析一、弯曲的变形过程分析n二、弯曲件的质量分析二、弯曲件的质量分析 n三、弯曲件的结构工艺性三、弯曲件的结构工艺性 n四、弯曲件毛坯展开尺寸的计算四、弯曲件毛坯展开尺寸的计算 n五、弯曲力的计算五、弯曲力的计算 n六、弯曲模工作部分结构参数的确定六、弯曲模工作部分结构参数的确定n七、弯曲件的工序安排七、弯曲件的工序安

2、排n八、弯曲模的典型结构八、弯曲模的典型结构 第五章第五章 弯曲工艺和弯曲模具弯曲工艺和弯曲模具形件弯曲模形件弯曲模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定位板定位板相关链接：弯曲模一、弯曲的变形过程分析一、弯曲的变形过程分析1、金属板料弯曲变形过程、金属板料弯曲变形过程 弯曲过程主要体现为：弯曲过程主要体现为： n角度与半径变化，角度与半径变化，n包括了弹性、塑性变形包括了弹性、塑性变形 2、板料塑性弯曲变形的特点、板料塑性弯曲变形的特点 na、弯曲变形区域主要在零件的圆

3、角变形。弯曲变形区域主要在零件的圆角变形。 nb、长度方向变形长度方向变形:内层纤维受压而变缩短内层纤维受压而变缩短; 外层纤维受拉而伸长外层纤维受拉而伸长c、板料宽度变形状况板料宽度变形状况n、窄的板料（窄的板料（b3t）弯曲时，它的横截面几乎弯曲时，它的横截面几乎 无无变化。变化。 d、板料厚度的变化板料厚度的变化n弯曲变形区内的板料厚度减薄。（因为中性层向里移，弯曲变形区内的板料厚度减薄。（因为中性层向里移，外层变薄大于内层变厚，因此总的变薄。）外层变薄大于内层变厚，因此总的变薄。）应应变变状状态态 宽板宽板（b/tb/t3 3） 窄板窄板（b/tb/t3 3）长度方向长度方向1 1：内

4、区压应变，外区拉应变内区压应变，外区拉应变厚度方向厚度方向2 2：内区拉应变，外区压应变：内区拉应变，外区压应变 宽度方向宽度方向3 3：内区拉应变，外区压应变：内区拉应变，外区压应变长度方向长度方向1 1：内区压应变，外区拉应变内区压应变，外区拉应变厚度方向厚度方向2 2：内区拉应变，外区压应变：内区拉应变，外区压应变 宽度方向宽度方向3 3：内外区近似为零内外区近似为零三向应变三向应变两向应变两向应变3、塑性弯曲变形区的应力、应变、塑性弯曲变形区的应力、应变应应力力状状态态 宽板宽板（b/tb/t3 3） 窄板窄板（b/tb/t3 3）长度方向长度方向1 1：内区受压，外区受拉内区受压，外

5、区受拉厚度方向厚度方向2 2：内外均受压应力：内外均受压应力 宽度方向宽度方向3 3：内外侧压力均为零：内外侧压力均为零长度方向长度方向1 1：内区受压，外区受拉内区受压，外区受拉厚度方向厚度方向2 2：内外均受压应力：内外均受压应力 宽度方向宽度方向3 3：内区受压，外区受拉内区受压，外区受拉两向应力两向应力三向应力三向应力1、弯曲回弹、弯曲回弹 a、回弹的表现形式：回弹的表现形式：弯曲件的角度增大弯曲件的角度增大 弯曲件的半径增大弯曲件的半径增大 凸凸rrr二、弯曲件的质量分析二、弯曲件的质量分析相关链接：回弹b、影响回弹因素影响回弹因素 n 材料材料机械性能：n 工件的相对弯曲半径 ：n

6、 弯曲：越小，变形区域越大，回弹大。n 加工(校正程度)：校正程度大，回弹小；反之则回弹大。 n 模具(模具间隙) ：间隙小，回弹小；反之则回弹大。n 工件形状：工件越复杂，成形角的数量越多，回弹量就越小，回弹Estr，回弹trc、回弹值的确定回弹值的确定 n当当 10即要考虑半径回弹，也要考虑角度回弹。即要考虑半径回弹，也要考虑角度回弹。 trtrEtrrRs31凸）（凸凸1180Rr方法方法: 先根据经验数值和简单的计算来先根据经验数值和简单的计算来初步初步确定模具工作部分尺寸，确定模具工作部分尺寸，然后在试模时进行然后在试模时进行修正修正。 d、减少回弹的措施减少回弹的措施改进弯曲件的设

7、计改进弯曲件的设计（1）尽量避免选用过大的避免选用过大的r/tr/t 。如有可能，在弯曲区压制加强加强筋筋，以提高零件的刚度，抑制回弹。Es/（2）尽量选用 小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。采取适当的弯曲工艺（1）采用校正弯曲校正弯曲代替自由弯曲。（2）对冷作硬化的材料须先退火退火，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加热弯曲。（3）采用拉弯工艺拉弯工艺。 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部分的形状和尺寸进行修正修正。（2）对于软材料，其回弹角小于5时，可在模具上作出补偿角补偿角并取较小的凸、较小的凸、凹模间隙凹模间隙。（3）对于厚度在0.8

8、mm以上的软材料， r/t又不大时，可采取改变凸模凸模结构结构。（4）在弯曲件直边端部纵向加压纵向加压。（5）用橡胶或聚氨酯橡胶或聚氨酯代替刚性金属凹模能减小回弹。2、弯裂、弯裂n弯曲半径越小，材料弯曲时的伸长越大，因此存在一个保证弯曲半径越小，材料弯曲时的伸长越大，因此存在一个保证材料不发生弯裂的最小弯曲半径。材料不发生弯裂的最小弯曲半径。 rmin半径小到临近破裂的半径；半径小到临近破裂的半径； 最小相对弯曲半径，表示弯曲时的最小相对弯曲半径，表示弯曲时的 成形极限。其值越小越有利于弯曲成形成形极限。其值越小越有利于弯曲成形。 trmin影响最小弯曲半径的因素影响最小弯曲半径的因素n材料机

9、械性能：塑性,rmin,rmin/t n弯曲件角度 ：越大， rmin/t 越小（ 90时不影响时不影响 ）n弯曲方向（材料纤维方向对弯曲半径影响） n 板料边缘及表面状态 n 板宽及板料热处理等的影响3、弯曲时的偏移、弯曲时的偏移 na、偏移现象的产生的原因两边弯曲时摩擦力不一样，不均衡造成的 n、采用压料装置、采用压料装置 n、利用毛坯上的孔或设计工艺孔，在模具上安装定位杆。、利用毛坯上的孔或设计工艺孔，在模具上安装定位杆。n、将不对称形状的弯曲件组合成对称形状弯曲件进行弯曲，然后再切、将不对称形状的弯曲件组合成对称形状弯曲件进行弯曲，然后再切开。开。n 、提高模具制造精度、间隙调整对称（

10、均匀）、提高模具制造精度、间隙调整对称（均匀） nb、克服偏移的措施相关链接：偏移三、弯曲件的结构工艺性三、弯曲件的结构工艺性n1、最小弯曲半径、最小弯曲半径 n2、弯曲件孔边距、弯曲件孔边距 n3、弯曲件的直边高度、弯曲件的直边高度 n4、边缘部分有缺口时的弯曲、边缘部分有缺口时的弯曲 n5、切口的形状的处理、切口的形状的处理 n6、弯曲件的尺寸公差、弯曲件的尺寸公差 minr弯曲半径弯曲半径 弯曲件弯曲半径不宜小于最小弯曲半径，否弯曲件弯曲半径不宜小于最小弯曲半径，否则要多次弯曲，增加工序数；若则要多次弯曲，增加工序数；若 r rmin，则减少，则减少料厚料厚t来提高最小相对弯曲半径来提高

11、最小相对弯曲半径rmin/t 。 也不宜过大，因为过大时，受到回弹的影响，也不宜过大，因为过大时，受到回弹的影响，弯曲角度与弯曲半径的精度都不易保证。弯曲角度与弯曲半径的精度都不易保证。 弯曲件的形状弯曲件的形状：一般要求弯曲件形状对称，弯曲半径左右一致，则一般要求弯曲件形状对称，弯曲半径左右一致，则弯曲时坯料受力平衡而无滑动。弯曲时坯料受力平衡而无滑动。 开槽后进行弯曲开槽后进行弯曲2弯曲件孔边距弯曲件孔边距tl tl2当当tr+2t4防止弯曲根部裂纹的工件结防止弯曲根部裂纹的工件结构构 在局部弯曲某一段边缘时，为避免弯在局部弯曲某一段边缘时，为避免弯曲根部撕裂，应减小不弯曲部分的长度曲根部

12、撕裂，应减小不弯曲部分的长度B，使其退出弯曲线之外，或在弯曲部，使其退出弯曲线之外，或在弯曲部分与不弯曲部分之间切槽，或在弯曲前分与不弯曲部分之间切槽，或在弯曲前冲出工艺孔。冲出工艺孔。 5增添连接带和定增添连接带和定位工艺孔位工艺孔增添连接带和定位工艺孔的弯曲件增添连接带和定位工艺孔的弯曲件 6尺寸标注尺寸标注 尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。 一般弯曲件的经济公差等级在一般弯曲件的经济公差等级在IT13IT13级以下级以下，角度公差大于，角度公差大于1515 。 四、四、弯曲件毛坯展开尺寸的计算弯曲件毛坯展开尺寸的计算n在弯曲的过程中，内层金属受

13、压，外层金属受拉，尺寸产生了变化，因此当我们在考虑下料的问题时，应该以内层与外层之间存在的一层组弯曲过程中尺寸基本不变得中性层中性层为标准n中性层不是中间层1、板料弯曲中性层位置的确定、板料弯曲中性层位置的确定 na、当弯曲变形程度不大当弯曲变形程度不大时（即时（即r/t很大）很大） nb、当弯曲变形程度很大当弯曲变形程度很大时（即时（即r/t很小）很小）x可以根据课本可以根据课本p131表表5-5查得查得 2tr txr2、毛坯展开长度的计算、毛坯展开长度的计算 na、有圆角半径弯曲有圆角半径弯曲 r0.5t时称为有圆角半径弯曲时称为有圆角半径弯曲 弧直llL180txrl弧b、无圆角半径弯

14、曲无圆角半径弯曲 n根据质量守衡定律，变形根据质量守衡定律，变形前后等体积原则：前后等体积原则：弯曲前：弯曲前： 弯曲后：弯曲后： tbLV0btbllV4221tllLVV785.0210nr0.5t时称为无圆角半径弯曲时称为无圆角半径弯曲无圆角半径弯曲公式无圆角半径弯曲公式n根据实际加工情况进行修正，引入修正系数根据实际加工情况进行修正，引入修正系数 其中其中 ：6 . 04 . 0 xxtxllL 21得：C、铰链式弯曲件铰链式弯曲件 对于（对于（0.63.5）的铰链）的铰链件（件（右右图）图），其坯料长度可按其坯料长度可按下下式近似计算式近似计算：txrlrtxrlLz117 . 47

15、 . 5)(5 . 1五、弯曲力的计算五、弯曲力的计算n1 1、弯曲力的计算、弯曲力的计算自由弯曲自由弯曲单角自由弯曲、双角自由弯曲单角自由弯曲、双角自由弯曲校正弯曲校正弯曲n2 2、压弯时的顶件力和卸料力、压弯时的顶件力和卸料力n3 3、压力机的选用、压力机的选用1、弯曲力的计算、弯曲力的计算n自由弯曲自由弯曲单角（单角（ V形件）自由弯曲：）自由弯曲：双角（双角（ U形件）自由弯曲：）自由弯曲：trtbkFb26 . 0自trtbkFb27 . 0自 自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力； b弯曲件的宽度；弯曲材料的厚度；弯曲件的内弯曲半径；自Fb式中： 材料的抗拉强度；安全系数，一般取1.3

16、。校正弯曲力的计算校正弯曲力的计算n校正弯曲力的计算则应根据单位面积上的分布力校正弯曲力的计算则应根据单位面积上的分布力的大小进行运算的大小进行运算 其中：q为单位面积上的所需校 正力（课本p133表5-6） A为校正部分的投影面积 qAF校2、压弯时的顶件力和卸料力、压弯时的顶件力和卸料力n顶件力与卸料力的值可以近似取自由弯顶件力与卸料力的值可以近似取自由弯曲力的曲力的3080自FFQ)8 . 03 . 0(3、压力机的选用、压力机的选用n压力机吨位的确定压力机吨位的确定 自由弯曲：自由弯曲： 校正弯曲：校正弯曲时由于顶件力、卸料力相校正弯曲：校正弯曲时由于顶件力、卸料力相对校正力都要小的多

17、，因此只需教核校正力对校正力都要小的多，因此只需教核校正力 QFFF自机校机FF六、弯曲模工作部分结构参数的确定六、弯曲模工作部分结构参数的确定n1、弯曲凸模的圆角半径：、弯曲凸模的圆角半径： n2、弯曲凹模的圆角半径及工作部分的深度、弯曲凹模的圆角半径及工作部分的深度n3、弯曲凸凹模之间的间隙、弯曲凸凹模之间的间隙 n4、弯曲凸凹模横向尺寸的计算、弯曲凸凹模横向尺寸的计算 1、弯曲凸模的圆角半径、弯曲凸模的圆角半径na、当当r/t10时，取时，取 R凸凸=r如果要求的弯曲半径小于最小弯曲半径，即：如果要求的弯曲半径小于最小弯曲半径，即： 当当rrmin时，首先取时，首先取R凸凸=rmin ；

18、 然后再加一道然后再加一道整形，取整形，取R凸凸=r nb、当当tErrRtrs3110凸时，2、弯曲凹模的圆角半径及工作部分的深度、弯曲凹模的圆角半径及工作部分的深度n当当t4 R凹凹=2t n对于对于V形件弯曲凹模，底部可以开退刀槽，也形件弯曲凹模，底部可以开退刀槽，也可以取可以取 n工作深度工作深度L0可查表可查表 对于对于V形件查表形件查表5-7 对于对于U形件查表形件查表5-9 tRR凸底凹8 . 06 . 03、弯曲凸凹模之间的间隙、弯曲凸凹模之间的间隙na、对于对于V形件，其间隙是靠压力机的装形件，其间隙是靠压力机的装模高度来控制，与模具设计无关模高度来控制，与模具设计无关 nb

19、、对于对于U形件，单边间隙形件，单边间隙 Z/2=tmax+ct其中：其中：c为间隙系数，为间隙系数，与与H 、b值有关，查表值有关，查表5-10 4、弯曲凸凹模横向尺寸的计算、弯曲凸凹模横向尺寸的计算 na、工件标注外形尺寸，工件标注外形尺寸，以凹模为基准件，间隙以凹模为基准件，间隙取在凸模上取在凸模上 nb、工件标注内形尺寸时，工件标注内形尺寸时，以凸模为基准件，间隙以凸模为基准件，间隙取在凹模上取在凹模上nc、 和和 按采用按采用79级精度，一般级精度，一般取凸模的精度比凹模精取凸模的精度比凹模精度高一级。度高一级。0075.0凸凹凹凸凹ZLLLL凹凸凸凹凸004.0ZLLLL凹凸七、弯

20、曲件的工序安排七、弯曲件的工序安排n1、对于形状简单的弯曲件（、对于形状简单的弯曲件（V形、形、U形、形、Z形件等），形件等），可一次弯曲成形。可一次弯曲成形。 n2、对于形状较复杂的弯曲件，一般要两次或两次以、对于形状较复杂的弯曲件，一般要两次或两次以上才能弯曲成形上才能弯曲成形 。（这时应尽可能采用多工序的连续。（这时应尽可能采用多工序的连续模。模。 ）n注意事项注意事项：一般先弯曲两端部分，后弯曲中间部分的角。一般先弯曲两端部分，后弯曲中间部分的角。 前次弯曲必须考虑后次弯曲有可靠的定位，后前次弯曲必须考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不影响前次已成形的部分次弯曲不影响前次已成形的部分 第一道工序 第二道工序 铰链件弯曲模铰链件弯曲模预弯模+立式卷圆模卧式卷圆模相关链接：铰链件弯曲模 八、弯曲模的典型结构、弯曲模的典型结构形弯曲模的一般结构形式形弯曲模的一般结构形式1 1凸模凸模 2 2定位板定位板 3 3凹模凹模 4 4定位尖定位尖 5 5顶杆顶杆6 6形