教学课件 861模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计

模具设计基础—弯曲工艺与弯曲模具设计模具设计基础—弯曲工艺与弯曲模具设计1了解弯曲工艺及弯曲件的结构工艺性分析，理解弯曲变形过程分析，理解弯曲件的质量问题及防止措施，掌握弯曲工艺设计和弯曲模具典型结构组成及工作过程分析。应该具备的能力：具备弯曲件的工艺性分析、工艺计算和典型结构选择的基本能力，初步具备根据弯曲件质量问题正确分析原因并给出防止措施的能力。了解弯曲工艺及弯曲件的结构工艺性分析，理解弯曲变形过程分析，弯曲件在生产生活中经常见到，如下图所示的电器元件和弯管均为弯曲件。这些产品的共同特点是：不管是板类件还是管形件，都有一定的弯曲角度。另外，很多弯曲件上有孔，是先冲孔还是先弯曲，如何判断并制定加工的先后顺序呢？弯曲件在生产生活中经常见到，如下图所示的电器元件和弯管均为弯弯曲：弯曲方法：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。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。弯曲所使用的模具。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。生活中的弯曲件用模具成形的弯曲件之一、之二概述弯曲：弯曲方法：弯曲模：本章与第2章相比：将板料第一节弯曲变形分析V形弯曲是最基本的弯曲变形。一、弯曲变形过程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。V形弯曲板材受力情况1-凸模2-凹模第一节弯曲变形分析V形弯曲是最基本的弯曲变形。一、弯曲变形2.弯曲变形过程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中心角的变化（减小）。2.弯曲变形过程自由弯曲校正弯曲弹性弯曲塑性弯曲弯曲效果：表3.弯曲变形分析研究材料的变形，常采用网格法。根据坐标网格的变化情况来分析弯曲变形时毛坯的变形特点。3.弯曲变形分析研究材料的变形，常采用网格法。根据坐标网格的（1）弯曲变形区的位置通过对网格的观察，可见弯曲圆角部分的网格发生了显著的变化，原来的正方形网格变成了扇形。靠近圆角部分的直边有少量变形，而其余直边部分的网格仍保持原状，没有变形。说明弯曲变形的区域主要发生在弯曲圆角区，即弯曲带中心角α范围内。（1）弯曲变形区的位置（2）应变中性层网格由正方形变成了扇形，靠近凹模的外侧纤维切向受拉伸长，靠近凸模的内侧纤维切向受压缩短，在拉伸与压缩之间存在一个既不伸长也不缩短的中间纤维层，称为应变中性层。（2）应变中性层（3）变形区横断面的变形板料的相对宽度b/t对弯曲变形区的材料变形有很大影响。一般将相对宽度b/t＞3的板料称为宽板；相对宽度b/t＜3的板料称为窄板。（3）变形区横断面的变形二、弯曲件回弹材料在弯曲过程中，伴随着塑性变形总存在着弹性变形，弯曲力消失后，塑性变形部分保留下来，而弹性变形部分要恢复，从而使弯曲件与弯曲模的形状并不完全一致，这种现象称为弯曲件的回弹。回弹是所有弯曲件都存在的问题，只不过是回弹量大小而已。回弹量的大小通常用角度回弹量Δθ和曲率回弹量Δr来表示。角度回弹量Δθ是指模具在闭合状态时工件弯曲角θ与弯曲后工件的实际角度θ0的差值，即Δθ=θ0−θ二、弯曲件回弹材料在弯曲过程中，伴随着塑性变形总存在着弹性变1．影响回弹的主要因素影响回弹的因素很多，主要有以下方面。(1)材料的力学性能。屈服极限σs越高，材料在一定变形程度下，其变形区断面内的应力也越大，因而引起更大的弹性变形，所以回弹值也大。弹性模量E越大，则抵抗弹性变形的能力越强，所以回弹值越小。(2)材料的相对弯曲半径r/t。随着r/t的减小，塑性变形成分变大，回弹量降低。1．影响回弹的主要因素1．影响回弹的主要因素影响回弹的因素很多，主要有以下方面。(1)材料的力学性能。屈服极限σs越高，材料在一定变形程度下，其变形区断面内的应力也越大，因而引起更大的弹性变形，所以回弹值也大。弹性模量E越大，则抵抗弹性变形的能力越强，所以回弹值越小。(2)材料的相对弯曲半径r/t。随着r/t的减小，塑性变形成分变大，回弹量降低。1．影响回弹的主要因素1．影响回弹的主要因素（续）(3)弯曲件的形状。一般U形件比V形件的回弹量要小。弯曲角θ愈大，参加变形的区域愈大，弹性变形量愈大，回弹愈大。弯曲件的形状复杂时，同时弯曲的部位多，由于各部位相互牵制，所以回弹值小。(4)凸、凹模之间的间隙。在弯曲U形件时，模具间隙对回弹有直接影响。间隙愈小，回弹值愈小。(5)弯曲校正力。弯曲校正力愈大，塑性变形程度愈大，回弹愈小。1．影响回弹的主要因素（续）2．回弹量的确定方法:先根据经验数值和简单的计算来初步确定模具工作部分尺寸，然后在试模时进行修正。①小变形程度（R/t≥5）自由弯曲时的回弹量凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式进行计算：2．回弹量的确定①小变形程度（R/t≥5）自由弯曲时

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。角度回弹角参考经验数值见表3.2和表3.3。当弯曲件弯曲中心角不为90°时，其回弹角也可用下式计算：②大变形程度（R/t＜5）自由弯曲时的回弹量卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的，可以不予考虑，而三、弯曲件的质量分析弯曲件的主要质量问题有弯裂、回弹和滑移三种。1、弯裂是指弯曲变形区外侧出现裂纹。

弯曲件产生弯曲裂纹的原因较多，如相对弯曲半径过小、板料塑性差、弯曲模间隙小、润滑不良、板厚严重超差等，最主要的原因是相对弯曲半径r/t过小。三、弯曲件的质量分析弯曲件的主要质量问题有弯裂、回弹和滑移三防止弯裂的措施如下。(1)使用表面质量好的毛坯。(2)采用合理的模具间隙，改善润滑条件，减少弯曲时毛坯的流动阻力。(3)制件的相对弯曲半径大于最小相对弯曲半径。若不能满足时，应分两次或多次进行弯曲。(4)对于塑性差或加工硬化较严重的毛坯，先退火后弯曲。(5)把毛坯有毛刺的一面置于变形区的内侧。防止弯裂的措施如下。2、滑移——指在弯曲过程中，毛坯沿凹模口滑动时由于两边所承受摩擦阻力不同而出现的毛坯向左或向右移动的现象，使弯曲件的尺寸精度达不到要求。形成滑移的主要原因是毛坯沿凹模口滑动时两边所受的摩擦阻力不相等，如图所示。其中，图(a)为制件形状不对称而造成的滑移；图(b)为凹模口两边圆角不相等造成的滑移；图(c)为制件两边弯曲角不同而造成的滑移。2、滑移——指在弯曲过程中，毛坯沿凹模口滑动时由于两边所承受防止滑移的措施主要有以下几种。(1)采用对称的凹模结构，保证模具间隙均匀。(2)采用有顶件装置的弯曲模结构。如图3.27所示，弯曲时顶件装置和凸模把毛坯夹紧，限制了滑移。防止滑移的措施主要有以下几种。

(3)采用定位装置。如图3.28所示，利用制件底部的孔或工艺孔定位，使毛坯在弯曲时不能左右滑动，从而保证了制件的尺寸精度。(3)采用定位装置。如图3.28所示，利用3．回弹由于影响回弹的因素很多，各因素之间往往又互相影响，因此很难实现对回弹量的精确计算和分析。在模具设计时，对回弹量的确定大多按经验确定(也可查有关冲压资料进行估算)，最后通过试模来修正。在模具设计时，要尽可能消除或减小回弹的影响响(指消除回弹对弯曲件的影响，但并不能消除弯曲件的回弹现象)。3．回弹3．减小回弹的措施1)补偿法此种方法是预先估算或试验出工件弯曲后的回弹量，在设计模具时，使弯曲件的变形量超过原设计的变形量，工件回弹后就得到所需要的正确形状，如图3.7所示。其中图b使用的是抵消补偿法。弯曲后，底部的圆弧部分有回弹成直线的趋势，带动两侧板向内倾斜，使两侧板向外的回弹得到补偿。3.7补偿法3．减小回弹的措施3.7补偿法

2)校正法校正弯曲时，在模具结构上采取措施，让校正压力集中施加在弯曲变形区，使其塑性变形成分增加，弹性变形成分减小，从而使回弹量减小，如图3.8所示。3.8校正法示意3.8校正法示意四、弯曲件的工艺性弯曲件的结构工艺性对弯曲生产有很大的影响。弯曲件良好的工艺性，不仅能简化弯曲工序和弯曲模的设计，而且还能提高弯曲件的精度、节约材料、提高生产率。（1）弯曲件的形状弯曲件的形状一般应对称，弯曲半径应左右一致，如图所示。图(b)所示形状左右不对称，弯曲时由于工件受力不平衡将会产生滑动现象，影响工件精度。四、弯曲件的工艺性弯曲件的结构工艺性对弯曲生产有很大的影响。（2）最小弯曲半径最小弯曲半径指弯曲件弯曲部分的内角半径，用r表示，如图(a)所示。弯曲件的弯曲半径越小，则毛坯弯曲时外表面的变形程度就越大。如果弯曲半径过小，毛坯在弯曲时，其外表面的变形就可能会超过材料的变形极限而产生裂纹。因此弯曲工艺受最小弯曲半径rmin的限制。（2）最小弯曲半径（2）最小弯曲半径（续）最小弯曲半径受材料的力学性能、弯曲方向、板料厚度、弯曲中心角等因素的影响。图3.8所示为板料的弯曲方向对最小弯曲半径的影响。由于弯曲所用冷轧钢板经多次轧制后具有多方向性，顺着纤维方向的塑性指标优于与纤维相垂直方向的指标。（2）最小弯曲半径（续）（3）弯曲件的直边高度弯曲件的直边高度是指弯曲件非变形区的边的长度，用H表示。如果直边高度H过小，那么直边在弯曲模上支承的长度也过小，不易形成足够的弯矩，弯曲件的形状难以控制。一般地，应保证弯曲件的直边高度不小于料厚的2倍，即H≥2t。（3）弯曲件的直边高度（4）弯曲件的孔边距当弯曲带孔的工件时，如孔位于弯曲变形区附近，则弯曲后孔的形状会发生改变。为了避免这种缺陷的出现，必须使孔处于弯曲变形区之外。（4）弯曲件的孔边距5．止裂孔、止裂槽如图3.12所示，当局部弯曲某一段边缘时，为了防止尖角处由于应力集中而产生裂纹，可增添工艺孔、工艺槽或将弯曲线移动一定距离，以避开尺寸突变处，并满足b≥t，h=t+r+b/2的条件。5．止裂孔、止裂槽五、弯曲的工艺计算弯曲中性层位置的确定据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。1、弯曲件展开长度的确定五、弯曲的工艺计算弯曲中性层位置的确定1、弯曲件展开长度的确

中性层位置以曲率半径表示（右图），通常用下面经验公式确定：

K——中性层位移系数，见表3.2。

式中：中性层位置以曲率半径表示（右图），通常用下面经验公式确定：

对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采用下面介绍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。对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采1）圆角半径r>0.5t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1）圆角半径r>0.5t的弯曲件按中性层展开的原理第3章弯曲模设计2）圆角半径r<0.5t的弯曲件

按变形前后体积不变条件确定坯料长度。通常采用经验公式计算。第3章弯曲模设计2）圆角半径r<0.5t的弯曲件按V形件弯曲力2、弯曲力计算1）自由弯曲时的弯曲力U形件弯曲力F1——自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；Ｂ——弯曲件的宽度；R——弯曲件的内弯曲半径；ｔ——弯曲材料的厚度；——材料的抗拉强度；Ｋ——安全系数，一般取Ｋ＝1.3。式中：V形件弯曲力2、弯曲力计算U形件弯曲力F1——自由弯曲在冲压式中：2）校正弯曲时的弯曲力F2——校正弯曲应力(N)；A——工件被校正部分投影面积（mm）；q——单位面积校正力(MPa)，其值见表3.3。式中：2）校正弯曲时的弯曲力F2——校正弯曲应力(N)；弯曲时压力机的压力是自由弯曲与校正弯曲力之和即：

F≥F1+F2F—压力机的压力；3）弯曲时压力机的压力弯曲时压力机的压力是自由弯曲与校正弯曲力之和即：3）弯曲时压对于有压料的自由弯曲4）压力机公称压力的确定对于校正弯曲对于有压料的自由弯曲4）压力机公称压力的确定对于校5）顶件力或压料力若弯曲模设有顶件装置或压料装置，其顶件力FD（或压料力FY)可近似取自由弯曲力的30％～80％。即5）顶件力或压料力六、弯曲模设计的有关计算1.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。

六、弯曲模设计的有关计算1.凸、凹模间隙V形弯曲模教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计1.凸、凹模间隙（续）U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙一般可按下式计算：式中n——因数，可查表3-11。当工件精度要求较高时，其间隙应适当缩小，取Z/2＝t。1.凸、凹模间隙（续）U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙1）凸模宽度尺寸计算2.凸凹模工作部位尺寸根据工件尺寸标注方式不同，按表3.7所列公式计算1）凸模宽度尺寸计算2.凸凹模工作部位尺寸根据工件尺寸标注方U形件弯曲凸、凹模宽度尺寸及公差（如图所示）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。U形件弯曲凸、凹模宽度尺寸及公差（如图所示）决定原则：标注内形和外形的弯曲件及模具尺寸标注内形和外形的弯曲件及模具尺寸1）凸凹模宽度尺寸计算2.凸凹模工作部位尺寸工件简图凹模尺寸凸模尺寸bp按凹模尺寸配制，保证双面间隙Z或尺寸标注在外形上1）凸凹模宽度尺寸计算2.凸凹模工作部位尺寸工件简图1.凸凹模宽度尺寸计算（续）工件简图凸模尺寸凹模尺寸bd按凸模尺寸配制，保证双面间隙Z或尺寸标注在内形上1.凸凹模宽度尺寸计算（续）工件简图

3.凸凹模的圆角半径与弯曲凹模的深度⑴凸模的圆角半径rp工件的相对弯曲半径ｒ/ｔ较小时，凸模圆角半径rp取等于或略小于工件内侧圆角半径,但不应小于材料允许的最小弯曲半径值rmin。当rp＜rmin时，取rp＞rmin，增加一次整形工序，使rp＝r。当ｒ/ｔ＞10时，则应考虑回弹，将凸模圆角半径rp加以修正。3.凸凹模的圆角半径与弯曲凹模的深度(2)凹模圆角半径rd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。t≤2mm时，rd＝（3～6)ｔｔ＝2～4ｍｍ时，rd＝（2～3)ｔｔ＞4ｍｍ时，rd＝2ｔV形弯曲凹模的底部可开退刀槽或取圆角半径r底。

(2)凹模圆角半径rd凹模两边的圆角半径应一致，否则3.凹模深度凹模深度见表3-10。凹模深度过小，毛坯两边自由部分太多，弯曲件回弹大，不平直；凹模深度过大，凹模增大，消耗模具材料多，且需要压力机有较大的工作行程。3.凹模深度凹模深度见表3-10。第二节弯曲模的典型结构一、弯曲模的典型结构１．V形件弯曲模Ｖ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－Ｖ形顶板7－顶板8－定料销9－反侧压块第二节弯曲模的典型结构一、弯曲模的典型结构Ｖ形弯曲模的一般１．V形件弯曲模特点：结构简单，通用性好，但弯曲时毛坯易滑动偏移，影响工件精度。１．V形件弯曲模特点：１．V形件弯曲模V形精弯模1-凸模2－支架3－定位板（或定位销）4－活动凹模5－转轴6－支承板7－顶杆１．V形件弯曲模1-凸模2－支架教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计一、弯曲模的典型结构２．U形件弯曲模常用的U形弯曲模有下图所示的几种结构形式。图a所示为开底凹模，用于底部不要求平整的制件。图ｂ用于底部要求平整的弯曲件。图c用于料厚公差较大而外侧尺寸要求较高的弯曲件。图d用于料厚公差较大而内侧尺寸要求较高的弯曲件。图e为U形精弯模。图f为弯曲件两侧壁厚变薄的弯曲模。一、弯曲模的典型结构常用的U形弯曲模有下图所示的几种结构形式Ｕ形件弯曲模凸模凹模弹簧凸模活动镶块凹模活动镶块定位销转轴顶板凹模活动镶块Ｕ形件弯曲模凸模凹模弹簧凸模活凹模活定位销转轴顶板凹模活动镶一、弯曲模的典型结构２．U形件弯曲模弯曲角小于90°的U形弯曲模弯曲角小于90°的Ｕ形弯曲模1－凸模2－转动凹模3－弹簧一、弯曲模的典型结构弯曲角小于90°的U形弯曲模弯曲角小于9教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计弯曲角90°的U形弯曲模一、弯曲模的典型结构２．U形件弯曲模弯曲角90°的U形弯曲模一、弯曲模的典型结构∏形件一次弯曲模∏

两次成形弯曲模∏形件复合弯曲模带摆块的∏

形件弯曲模∏形弯曲件的弯曲高度在材料厚度的8～10时，可以一次弯曲成形。弯边高度较大时，可以二次弯曲成形。一、弯曲模的典型结构3．四角形零件弯曲模∏形件一次弯曲模∏两次成形弯曲模∏形件复合弯曲模带摆块的∏∏形件一次成形弯曲模∏形件一次成形弯曲模∏形件两次成形弯曲模ａ）首次弯曲ｂ）二次弯曲1－凸模2－定位板3－凹模4－顶板5－下模形

∏形件两次成形弯曲模∏形件复合弯曲模1－凸凹模2－凹模3－活动凸模4－顶杆∏形件复合弯曲模教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计带摆块的∏形件弯曲模

1－凹模2－活动凸模3－摆块4－垫板5－推板带摆块的∏形件弯曲模1－凹模2－活动凸模3－教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计一、弯曲模的典型结构4.圆形件弯曲模（1）直径d≤5mm的小圆形件

小圆一次压弯模

自动推件圆形件一次弯曲模一、弯曲模的典型结构（1）直径d≤5mm的小圆形件1－凸模2－压板3－芯棒4－坯料5－凹模6－滑块7－楔模8－活动凹模

小圆弯曲模1－凸模2－压板3－芯棒4－坯料教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计另一个视角另一个视角（2）直径d≥20mm的大圆形件三道工序弯曲大圆两道工序弯曲大圆带摆动凹模的一次弯曲成形模

一、弯曲模的典型结构4.圆形件弯曲模（2）直径d≥20mm的大圆形件一、弯曲模的典型结构三道工序弯曲大圆三道工序弯曲大圆两道工序弯曲大圆两道工序弯曲大圆教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计一、弯曲模的典型结构5.Z形件弯曲模Z形件弯曲模一、弯曲模的典型结构Z形件弯曲模一、弯曲模的典型结构6.级进弯曲模

对于批量大、尺寸较小的弯曲件，为了提高生产率，操作安全，保证产品质量等，可以采用级进弯曲模进行多工位的冲裁、压弯、切断连续工艺成形。一、弯曲模的典型结构对于批量大、尺寸较小的弯曲件，为教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计模具设计基础—弯曲工艺与弯曲模具设计模具设计基础—弯曲工艺与弯曲模具设计81了解弯曲工艺及弯曲件的结构工艺性分析，理解弯曲变形过程分析，理解弯曲件的质量问题及防止措施，掌握弯曲工艺设计和弯曲模具典型结构组成及工作过程分析。应该具备的能力：具备弯曲件的工艺性分析、工艺计算和典型结构选择的基本能力，初步具备根据弯曲件质量问题正确分析原因并给出防止措施的能力。了解弯曲工艺及弯曲件的结构工艺性分析，理解弯曲变形过程分析，弯曲件在生产生活中经常见到，如下图所示的电器元件和弯管均为弯曲件。这些产品的共同特点是：不管是板类件还是管形件，都有一定的弯曲角度。另外，很多弯曲件上有孔，是先冲孔还是先弯曲，如何判断并制定加工的先后顺序呢？弯曲件在生产生活中经常见到，如下图所示的电器元件和弯管均为弯弯曲：弯曲方法：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。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。弯曲所使用的模具。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。生活中的弯曲件用模具成形的弯曲件之一、之二概述弯曲：弯曲方法：弯曲模：本章与第2章相比：将板料第一节弯曲变形分析V形弯曲是最基本的弯曲变形。一、弯曲变形过程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。V形弯曲板材受力情况1-凸模2-凹模第一节弯曲变形分析V形弯曲是最基本的弯曲变形。一、弯曲变形2.弯曲变形过程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中心角的变化（减小）。2.弯曲变形过程自由弯曲校正弯曲弹性弯曲塑性弯曲弯曲效果：表3.弯曲变形分析研究材料的变形，常采用网格法。根据坐标网格的变化情况来分析弯曲变形时毛坯的变形特点。3.弯曲变形分析研究材料的变形，常采用网格法。根据坐标网格的（1）弯曲变形区的位置通过对网格的观察，可见弯曲圆角部分的网格发生了显著的变化，原来的正方形网格变成了扇形。靠近圆角部分的直边有少量变形，而其余直边部分的网格仍保持原状，没有变形。说明弯曲变形的区域主要发生在弯曲圆角区，即弯曲带中心角α范围内。（1）弯曲变形区的位置（2）应变中性层网格由正方形变成了扇形，靠近凹模的外侧纤维切向受拉伸长，靠近凸模的内侧纤维切向受压缩短，在拉伸与压缩之间存在一个既不伸长也不缩短的中间纤维层，称为应变中性层。（2）应变中性层（3）变形区横断面的变形板料的相对宽度b/t对弯曲变形区的材料变形有很大影响。一般将相对宽度b/t＞3的板料称为宽板；相对宽度b/t＜3的板料称为窄板。（3）变形区横断面的变形二、弯曲件回弹材料在弯曲过程中，伴随着塑性变形总存在着弹性变形，弯曲力消失后，塑性变形部分保留下来，而弹性变形部分要恢复，从而使弯曲件与弯曲模的形状并不完全一致，这种现象称为弯曲件的回弹。回弹是所有弯曲件都存在的问题，只不过是回弹量大小而已。回弹量的大小通常用角度回弹量Δθ和曲率回弹量Δr来表示。角度回弹量Δθ是指模具在闭合状态时工件弯曲角θ与弯曲后工件的实际角度θ0的差值，即Δθ=θ0−θ二、弯曲件回弹材料在弯曲过程中，伴随着塑性变形总存在着弹性变1．影响回弹的主要因素影响回弹的因素很多，主要有以下方面。(1)材料的力学性能。屈服极限σs越高，材料在一定变形程度下，其变形区断面内的应力也越大，因而引起更大的弹性变形，所以回弹值也大。弹性模量E越大，则抵抗弹性变形的能力越强，所以回弹值越小。(2)材料的相对弯曲半径r/t。随着r/t的减小，塑性变形成分变大，回弹量降低。1．影响回弹的主要因素1．影响回弹的主要因素影响回弹的因素很多，主要有以下方面。(1)材料的力学性能。屈服极限σs越高，材料在一定变形程度下，其变形区断面内的应力也越大，因而引起更大的弹性变形，所以回弹值也大。弹性模量E越大，则抵抗弹性变形的能力越强，所以回弹值越小。(2)材料的相对弯曲半径r/t。随着r/t的减小，塑性变形成分变大，回弹量降低。1．影响回弹的主要因素1．影响回弹的主要因素（续）(3)弯曲件的形状。一般U形件比V形件的回弹量要小。弯曲角θ愈大，参加变形的区域愈大，弹性变形量愈大，回弹愈大。弯曲件的形状复杂时，同时弯曲的部位多，由于各部位相互牵制，所以回弹值小。(4)凸、凹模之间的间隙。在弯曲U形件时，模具间隙对回弹有直接影响。间隙愈小，回弹值愈小。(5)弯曲校正力。弯曲校正力愈大，塑性变形程度愈大，回弹愈小。1．影响回弹的主要因素（续）2．回弹量的确定方法:先根据经验数值和简单的计算来初步确定模具工作部分尺寸，然后在试模时进行修正。①小变形程度（R/t≥5）自由弯曲时的回弹量凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式进行计算：2．回弹量的确定①小变形程度（R/t≥5）自由弯曲时

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。角度回弹角参考经验数值见表3.2和表3.3。当弯曲件弯曲中心角不为90°时，其回弹角也可用下式计算：②大变形程度（R/t＜5）自由弯曲时的回弹量卸载后弯曲件圆角半径的变化是很小的，可以不予考虑，而三、弯曲件的质量分析弯曲件的主要质量问题有弯裂、回弹和滑移三种。1、弯裂是指弯曲变形区外侧出现裂纹。

弯曲件产生弯曲裂纹的原因较多，如相对弯曲半径过小、板料塑性差、弯曲模间隙小、润滑不良、板厚严重超差等，最主要的原因是相对弯曲半径r/t过小。三、弯曲件的质量分析弯曲件的主要质量问题有弯裂、回弹和滑移三防止弯裂的措施如下。(1)使用表面质量好的毛坯。(2)采用合理的模具间隙，改善润滑条件，减少弯曲时毛坯的流动阻力。(3)制件的相对弯曲半径大于最小相对弯曲半径。若不能满足时，应分两次或多次进行弯曲。(4)对于塑性差或加工硬化较严重的毛坯，先退火后弯曲。(5)把毛坯有毛刺的一面置于变形区的内侧。防止弯裂的措施如下。2、滑移——指在弯曲过程中，毛坯沿凹模口滑动时由于两边所承受摩擦阻力不同而出现的毛坯向左或向右移动的现象，使弯曲件的尺寸精度达不到要求。形成滑移的主要原因是毛坯沿凹模口滑动时两边所受的摩擦阻力不相等，如图所示。其中，图(a)为制件形状不对称而造成的滑移；图(b)为凹模口两边圆角不相等造成的滑移；图(c)为制件两边弯曲角不同而造成的滑移。2、滑移——指在弯曲过程中，毛坯沿凹模口滑动时由于两边所承受防止滑移的措施主要有以下几种。(1)采用对称的凹模结构，保证模具间隙均匀。(2)采用有顶件装置的弯曲模结构。如图3.27所示，弯曲时顶件装置和凸模把毛坯夹紧，限制了滑移。防止滑移的措施主要有以下几种。

(3)采用定位装置。如图3.28所示，利用制件底部的孔或工艺孔定位，使毛坯在弯曲时不能左右滑动，从而保证了制件的尺寸精度。(3)采用定位装置。如图3.28所示，利用3．回弹由于影响回弹的因素很多，各因素之间往往又互相影响，因此很难实现对回弹量的精确计算和分析。在模具设计时，对回弹量的确定大多按经验确定(也可查有关冲压资料进行估算)，最后通过试模来修正。在模具设计时，要尽可能消除或减小回弹的影响响(指消除回弹对弯曲件的影响，但并不能消除弯曲件的回弹现象)。3．回弹3．减小回弹的措施1)补偿法此种方法是预先估算或试验出工件弯曲后的回弹量，在设计模具时，使弯曲件的变形量超过原设计的变形量，工件回弹后就得到所需要的正确形状，如图3.7所示。其中图b使用的是抵消补偿法。弯曲后，底部的圆弧部分有回弹成直线的趋势，带动两侧板向内倾斜，使两侧板向外的回弹得到补偿。3.7补偿法3．减小回弹的措施3.7补偿法

2)校正法校正弯曲时，在模具结构上采取措施，让校正压力集中施加在弯曲变形区，使其塑性变形成分增加，弹性变形成分减小，从而使回弹量减小，如图3.8所示。3.8校正法示意3.8校正法示意四、弯曲件的工艺性弯曲件的结构工艺性对弯曲生产有很大的影响。弯曲件良好的工艺性，不仅能简化弯曲工序和弯曲模的设计，而且还能提高弯曲件的精度、节约材料、提高生产率。（1）弯曲件的形状弯曲件的形状一般应对称，弯曲半径应左右一致，如图所示。图(b)所示形状左右不对称，弯曲时由于工件受力不平衡将会产生滑动现象，影响工件精度。四、弯曲件的工艺性弯曲件的结构工艺性对弯曲生产有很大的影响。（2）最小弯曲半径最小弯曲半径指弯曲件弯曲部分的内角半径，用r表示，如图(a)所示。弯曲件的弯曲半径越小，则毛坯弯曲时外表面的变形程度就越大。如果弯曲半径过小，毛坯在弯曲时，其外表面的变形就可能会超过材料的变形极限而产生裂纹。因此弯曲工艺受最小弯曲半径rmin的限制。（2）最小弯曲半径（2）最小弯曲半径（续）最小弯曲半径受材料的力学性能、弯曲方向、板料厚度、弯曲中心角等因素的影响。图3.8所示为板料的弯曲方向对最小弯曲半径的影响。由于弯曲所用冷轧钢板经多次轧制后具有多方向性，顺着纤维方向的塑性指标优于与纤维相垂直方向的指标。（2）最小弯曲半径（续）（3）弯曲件的直边高度弯曲件的直边高度是指弯曲件非变形区的边的长度，用H表示。如果直边高度H过小，那么直边在弯曲模上支承的长度也过小，不易形成足够的弯矩，弯曲件的形状难以控制。一般地，应保证弯曲件的直边高度不小于料厚的2倍，即H≥2t。（3）弯曲件的直边高度（4）弯曲件的孔边距当弯曲带孔的工件时，如孔位于弯曲变形区附近，则弯曲后孔的形状会发生改变。为了避免这种缺陷的出现，必须使孔处于弯曲变形区之外。（4）弯曲件的孔边距5．止裂孔、止裂槽如图3.12所示，当局部弯曲某一段边缘时，为了防止尖角处由于应力集中而产生裂纹，可增添工艺孔、工艺槽或将弯曲线移动一定距离，以避开尺寸突变处，并满足b≥t，h=t+r+b/2的条件。5．止裂孔、止裂槽五、弯曲的工艺计算弯曲中性层位置的确定据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。1、弯曲件展开长度的确定五、弯曲的工艺计算弯曲中性层位置的确定1、弯曲件展开长度的确

中性层位置以曲率半径表示（右图），通常用下面经验公式确定：

K——中性层位移系数，见表3.2。

式中：中性层位置以曲率半径表示（右图），通常用下面经验公式确定：

对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采用下面介绍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。对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采1）圆角半径r>0.5t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1）圆角半径r>0.5t的弯曲件按中性层展开的原理第3章弯曲模设计2）圆角半径r<0.5t的弯曲件

按变形前后体积不变条件确定坯料长度。通常采用经验公式计算。第3章弯曲模设计2）圆角半径r<0.5t的弯曲件按V形件弯曲力2、弯曲力计算1）自由弯曲时的弯曲力U形件弯曲力F1——自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；Ｂ——弯曲件的宽度；R——弯曲件的内弯曲半径；ｔ——弯曲材料的厚度；——材料的抗拉强度；Ｋ——安全系数，一般取Ｋ＝1.3。式中：V形件弯曲力2、弯曲力计算U形件弯曲力F1——自由弯曲在冲压式中：2）校正弯曲时的弯曲力F2——校正弯曲应力(N)；A——工件被校正部分投影面积（mm）；q——单位面积校正力(MPa)，其值见表3.3。式中：2）校正弯曲时的弯曲力F2——校正弯曲应力(N)；弯曲时压力机的压力是自由弯曲与校正弯曲力之和即：

F≥F1+F2F—压力机的压力；3）弯曲时压力机的压力弯曲时压力机的压力是自由弯曲与校正弯曲力之和即：3）弯曲时压对于有压料的自由弯曲4）压力机公称压力的确定对于校正弯曲对于有压料的自由弯曲4）压力机公称压力的确定对于校5）顶件力或压料力若弯曲模设有顶件装置或压料装置，其顶件力FD（或压料力FY)可近似取自由弯曲力的30％～80％。即5）顶件力或压料力六、弯曲模设计的有关计算1.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。

六、弯曲模设计的有关计算1.凸、凹模间隙V形弯曲模教学课件861模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计1.凸、凹模间隙（续）U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙一般可按下式计算：式中n——因数，可查表3-11。当工件精度要求较高时，其间隙应适当缩小，取Z/2＝t。1.凸、凹模间隙（续）U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙1）凸模宽度尺寸计算2.凸凹模工作部位尺寸根据工件尺寸标注方式不同，按表3.7所列公式计算1）凸模宽度尺寸计算2.凸凹模工作部位尺寸根据工件尺寸标注方U形件弯曲凸、凹模宽度尺寸及公差（如图所示）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。U形件弯曲凸、凹模宽度尺寸及公差（如图所示）决定原则：标注内形和外形的弯曲件及模具尺寸标注内形和外形的弯曲件及模具尺寸1）凸凹模宽度尺寸计算2.凸凹模工作部位尺寸工件简图凹模尺寸凸模尺寸bp按凹模尺寸配制，保证双面间隙Z或尺寸标注在外形上1）凸凹模宽度尺寸计算2.凸凹模工作部位尺寸工件简图1.凸凹模宽度尺寸计算（续）工件简图凸模尺寸凹模尺寸bd按凸模尺寸配制，保证双面间隙Z或尺寸标注在内形上1.凸凹模宽度尺寸计算（续）工件简图

3.凸凹模的圆角半径与弯曲凹模的深度⑴凸模的圆角半径rp工件的相对弯曲半径ｒ/ｔ较小时，凸模圆角半径rp取等于或略小于工件内侧圆角半径,但不应小于材料允许的最小弯曲半径值rmin。当rp＜rmin时，取rp＞rmin，增加一次整形工序，使rp＝r。当ｒ/ｔ＞10时，则应考虑回弹，将凸模圆角半径rp加以修正。3.凸凹模的圆角半径与弯曲凹模的深度(2)凹模圆角半径rd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。t≤2mm时，rd＝（3～6)ｔｔ＝2～4ｍｍ时，rd＝（2～3)ｔｔ＞4ｍｍ时，rd＝2ｔV形弯曲凹模的底部可开退刀槽或取圆角半径r底。

(2)凹模圆角半径rd凹模两边的圆角半径应一致，否则3.凹模深度凹模深度见表3-10。凹模深度过小，毛坯两边自由部分太多，弯曲件回弹大，不平直；凹模深度过大，凹模增大，消耗模具材料多，且需要压力机有较大的工作行程。3.凹模深度凹模深度见表3-10。第二节弯曲模的典型结构一、弯曲模的典型结构１．V形件弯曲模Ｖ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－Ｖ形顶板7－顶板8－定料销9－反侧压块第二节弯曲模的典型结构一、弯曲模的典型结构Ｖ形弯曲模的一般１．V形件弯曲模特点：结构简单，通用性好，但弯曲时毛坯易滑动