弯曲工艺与模具设计

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1、4.1 弯 曲 变 形 过 程 分 析4.2 弯 曲 件 质 量 分 析 及 控 制4.3 弯 曲 工 艺 计 算4.4 弯 曲 工 艺 设 计4.5 弯 曲 模 设 计4.6 弯 曲 模 设 计 举 例能 根 据 弯 曲 件 的 废 品 形 式 分 析 其 产 生 的 原 因 ， 熟悉 解 决 的 措 施 。能 完 成 典 型 弯 曲 件 的 工 艺 与 模 具 设 计 。能 力 要 求 弯 曲 定 义 弯 曲 是 指 在 冲 压 生 产 中 ， 利 用 模 具 将 制 件 弯 曲 成 一 定角 度 和 形 状 的 加 工 方 法 。弯 曲 示 例生 活 中 的 弯 曲 零 件用 模 具 成

2、 形 弯 曲 件 一用 模 具 成 形 弯 曲 件 二弯 曲 使 用 的 模 具 叫 弯 曲 模扩 展 阅 读4.1 弯 曲 变 形 过 程 分 析4.1.1 弯 曲 变 形 过 程 V形 弯 曲 件 的 弯 曲 过 程 l0l1l2lr0r1r2r第 一 节 弯 曲 变 形 过 程 及 变 形 特 点一 、 弯 曲 变 形 过 程图 4-1弯 曲 毛 坯 受 力 情 况 ） 弯 曲 前 ） 弯 曲 后 1凸 模 式 2凹 模 在 板 料 A处 ， 凸 模 施 加弯 曲 力 形 ） 或 2P（ V形 ） ，在 凹 模 的 圆 角 半 径 支 撑 点 B处 产 生 反 力 P， 这 样 就 形

3、成弯 曲 力 矩 ， 该 弯 曲力 矩 使 板 料 产 生 弯 曲 。第 一 节 弯 曲 变 形 过 程 及 变 形 特 点一 、 弯 曲 变 形 过 程图 4-2 V形 弯 曲 模 校 正 弯 曲 过 程 弯 曲 开 始 阶 段 为 自 由 弯曲 ， 随 着 凸 模 下 压 ， 板 料 的弯 曲 半 径 与 支 撑 点 距 离 逐 渐减 小 。 在 弯 曲 行 程 接 近 终 了时 ， 弯 曲 半 径 继 续 减 小 ， 而直 边 部 分 反 而 向 凹 模 方 向 变形 （ 图 ） ， 直 至 板 料 与 凸 、凹 模 完 全 贴 合 。第 一 节 弯 曲 变 形 过 程 及 变 形 特

4、点一 、 弯 曲 变 形 过 程图 4-3 弯 曲 前 后 坐 标 网 格 变 化 a） 弯 曲 前 b） 弯 曲 后二 、 弯 曲 变 形 程 度 及 其 表 示 方 法1.弯 曲 变 形 程 度 及 其 表 示 （ r/t）图 4-5 各 种 弯 曲 的 应 力 分 布a） 弹 性 弯 曲 b） 没 有 硬 化 的 弹 塑 性 弯 曲c） 没 有 硬 化 的 纯 塑 性 弯 曲d） 、 e） 有 硬 化 的 弹 塑 性 弯 曲 和 纯 塑 性 弯 曲 设 弯 曲 变 形 区 应 变 中 性 层 曲 率半 径 为 ， 弯 曲 中 心 角 为 ， 则 距应 变 中 性 层 为 y处 的 材 料

5、 的 切 向 应变 为 ln ln(1+ ) 切 向 应 力 为 式 中 E材 料 的 弹 性 模 量 。( y) y二 、 弯 曲 变 形 程 度 及 其 表 示 方 法2.弹 塑 性 弯 曲 与 纯 塑 性 弯 曲 概 念图 4-5 各 种 弯 曲 的 应 力 分 布a） 弹 性 弯 曲 b） 没 有 硬 化的 弹 塑 性 弯 曲 c） 没 有 硬 化的 纯 塑 性 弯 曲 d） 、 e） 有硬 化 的 弹 塑 性 弯 曲 和 纯 塑性 弯 曲三 、 宽 板 与 窄 板 弯 曲 变 形 区 的 应 力 、 应 变 分 析图 4-6 弯 曲 变 形 的 应 力 与 应 变 状 态 ） 窄 板

6、 (1)窄 板 弯 曲 板 料 在 弯曲 时 ， 主 要 表 现 是 内 、 外 层纤 维 的 压 缩 和 伸 长 ， 切 向 应变 是 最 大 的 主 应 变 ， 其 外 层应 变 为 正 ， 内 层 应 变 为 负 。三 、 宽 板 与 窄 板 弯 曲 变 形 区 的 应 力 、 应 变 分 析 ( )宽 板 弯 曲 宽 板 弯曲 时 ， 切 向 和 厚 度 方 向 的应 变 与 窄 板 相 同 。 在 宽 度方 向 ， 由 于 板 料 宽 度 宽 ，变 形 阻 力 较 大 ， 弯 曲 后 板宽 基 本 不 变 ， 因 此 内 、 外层 宽 度 方 向 的 应 变 接 近 于零 （ 2 ）

7、 。 图 4-6 弯 曲 变 形 的 应 力 与 应 变 状 态 ） 窄 板 弯 曲 方 式a） 自 由 弯 曲 b） 校 正 弯 曲a1 b14.1.2 弯 曲 变 形 特 点 弯 曲 后弯 曲 前五 、 板 料 塑 性 弯 曲 的 变 形 特 点1.应 变 中 性 层 位 置 的 内 移 板 料 在 弹 性 弯 曲 时 ， 应 变 中 性 层 位 于 板 料 横 断面 中 间 ， 塑 性 弯 曲 时 ， 设 板 料 原 来 长 度 、 宽 度 和 厚度 分 别 为 l、 b、 t。图 4-9 应 变 中 性 层 的 确 定 板 料 弯 曲 时 ， 外 层 纤 维 受 拉 使 厚 度 减 薄

8、 ， 内层 纤 维 受 压 使 厚 度 增 加 。 由 于 应 变 中 性 层 的 内 移 ，外 层 拉 伸 区 逐 步 扩 大 ， 内 层 压 缩 区 不 断 减 小 ， 外 层的 减 薄 量 大 于 内 层 的 增 厚 量 ， 从 而 使 板 料 的 厚 度 变薄 。 根 据 材 料 塑 性 变 形 体 积 不 变 的 条 件 ， 厚 度 的 减薄 必 然 使 板 料 的 长 度 增 加 。五 、 板 料 塑 性 弯 曲 的 变 形 特 点2.变 形 区 内 板 料 的 变 薄 和 增 长五 、 板 料 塑 性 弯 曲 的 变 形 特 点3.变 形 区 板 料 剖 面 的 畸 变 、 翘

9、曲 和 破 裂 相 对 宽 度 b/t较 小 的 板 料 弯 曲 时 ， 由 于 外 层 材料 切 向 受 拉 ， 引 起 板 料 宽 度 和 厚 度 的 收 缩 。图 4-10 板 料 弯 曲 后 的 畸 变 、 翘 曲 和 破 裂 ） 翘 曲 ） 翘 曲 和 不 平 ） 拉 裂宽 板 弯 曲窄 板 弯 曲弯 曲 毛 坯 的 横 截 面 变 化 情 况弯 曲 变 形 区 的 变 形 特 点工 件 分 成 了 直 边 和 圆 角 两 个 部 分 ， 变 形 主 要 发 生 在 圆 角 部 分 ，圆 角 是 弯 曲 变 形 的 主 要 变 形 区 。变 形 区 变 形 不 均 匀 ： 外 区 切

10、 向 受 拉 伸 长 ； 内 区 切 向 受 压 缩 短 ，出 现 应 变 中 性 层 变 形 前 后 长 度 不 发 生 变 化 的 金 属 层 。变 形 区 厚 度 变 薄 ， t/t1， 变 薄 程 度 与 r 的 大 小 有 关 。横 截 面 的 变 化 ： 宽 板 不 变 ， 窄 板 内 区 变 宽 、 外 区 变 窄 。4.1.3 弯 曲 变 形 区 的 应 力 应 变 状 态4.2 弯 曲 件 质 量 分 析 及 控 制4.2.1 弯 裂4.2.2 回 弹4.2.3 偏 移4.2.4 板 料 横 截 面 的 畸 变 和 翘 曲 变 形4.2.5 变 形 区 变 薄 和 弯 曲 件

11、 长 度 增 加 弯 裂 是 指 弯 曲 变 形 区 外 层 材 料 产 生 裂 纹 的 现 象 。 产 生 弯 裂 的 主 要 原 因 是 弯 曲 变 形 程 度 超 出 被 弯 材 料 的 成 形 极限 。 弯 裂 可 以 避 免 。4.2.1 弯 裂（ 1） 弯 曲 变 形 区 的 内 圆 角 半 径 r 称 为 弯 曲 半 径 。（ 2） 弯 曲 半 径 与 板 料 厚 度 的 比 值 r/t 称 为 相 对 弯 曲 半 径 。（ 3） 弯 曲 时 板 料 最 外 层 纤 维 濒 于 拉 裂 时 的 弯 曲 半 径 称 为 最 小弯 曲 半 径 rmin。（ 4） 最 小 弯 曲 半

12、径 与 板 料 厚 度 的 比 值 称 为 最 小 相 对 弯 曲 半径 rmin/t。（ 5） 制 件 被 弯 曲 加 工 的 角 度 ， 即 弯 曲 后 制 件 直 边 夹 角 的 补 角 1称 为 弯 曲 角 。（ 6） 弯 曲 后 制 件 直 边 夹 角 的 对 角 称 为 弯 曲 中 心 角 。（ 7） 弯 曲 后 制 件 直 边 的 夹 角 称 为 弯 曲 件 角 度 。弯 曲 工 艺 各 参 数 定 义 ： 1. 弯 曲 变 形 程 度 r/t 表 示 弯 曲 变 形 程 度 大 小 。r/t越 小 ， 弯 曲 变 形 程 度 越 大 ， 有 一 最 小 相 对 弯 曲 半 径

13、rmin/t2. 最 小 相 对 弯 曲 半 径 及 其 影 响 因 素1)材 料 的 力 学 性 能 ： 塑 性 好 ， rmin/t小 。2)板 料 的 纤 维 方 向 ： 弯 曲 线 与纤 维 方 向 垂 直 ， rmin/t小最 小 相 对 弯 曲 半 径 是 指 板 料 弯 曲 时 最 外 层 纤 维 濒 于 拉 裂 时 的弯 曲 半 径 与 板 料 厚 度 的 比 值 影 响 最 小 相 对 弯 曲 半 径 的 因 素 ：3)板 料 的 表 面 质 量 和 侧 边 质 量 ： 表 面 质 量 和 侧 面 质 量 好 ， rmin/t小4)板 料 的 厚 度 薄 ： rmin/t小

14、3.最 小 弯 曲 半 径 的 值 见 表 4-24.控 制 弯 裂 的 措 施（ 1） 选 择 塑 性 好 的 材 料 进 行 弯 曲 ， 对 冷 作 硬 化 的 材 料 在 弯 曲 前 进 行 退 火 处 理 。（ 2） 采 用 r/t大 于 rmin/t的 弯 曲 。（ 3） 排 样 时 ， 使 弯 曲 线 与 板 料 的 纤 维 组 织 方 向 垂 直 。（ 4） 将 有 毛 刺 的 一 面 朝 向 弯 曲 凸 模 一 侧 ， 或 弯 曲 前 去 除 毛 刺 。 避 免 弯 曲 毛 坯 外 侧 有 任 何 划 伤 、 裂 纹 等 缺 陷 。 影 响 材 料 最 小 弯 曲 半 径 的

15、力 学 性 能 主 要 是 塑性 ， 材 料 塑 性 指 标 （ 、 、 等 ） 越 高 ， 其 弯曲 时 塑 性 变 形 的 稳 定 性 越 好 ， 可 以 采 用 的 最 小 弯曲 半 径 越 小 。 最 小 弯 曲 半 径一 、 影 响 最 小 弯 曲 半 径 的 因 素1.材 料 的 力 学 性 能 弯 曲 中 心 角 越 小 ， 圆 角 部 分 外 表 面 纤 维 的变 形 分 散 效 应 越 显 著 ， 最 小 弯 曲 半 径 的 数 值 也越 小 。 最 小 弯 曲 半 径一 、 影 响 最 小 弯 曲 半 径 的 因 素2.零 件 弯 曲 中 心 角 的 大 小 板 料 经 过

16、 多 次 轧 制 ， 其 力 学 性 能 具 有 方 向性 ， 因 此 弯 曲 件 的 弯 曲 线 与 板 料 轧 制 方 向 垂 直 时 ，最 小 弯 曲 半 径 数 值 最 小 ； 弯 曲 件 的 弯 曲 线 与 板 料轧 制 方 向 平 行 时 ， 则 最 小 弯 曲 半 径 最 大 。 所 以 对于 较 小 的 弯 曲 件 ， 应 尽 可 能 使 弯 曲 线 垂 直于 轧 制 方 向 。 如 果 零 件 有 两 个 以 上 弯 曲 线 相 互 垂直 ， 可 安 排 弯 曲 线 与 轧 制 方 向 成 45 夹 角 。最 小 弯 曲 半 径一 、 影 响 最 小 弯 曲 半 径 的 因

17、素3.板 料 的 轧 制 方 向 与 弯 曲 线 夹 角 的 关 系 弯 曲 件 毛 坯 一 般 由 冲 裁 获 得 ， 其 断 面 存 在 冷作 硬 化 层 ， 弯 曲 时 ， 冲 裁 件 断 面 上 的 断 裂 带 及 毛刺 在 拉 应 力 作 用 下 会 产 生 应 力 集 中 ， 导 致 弯 曲 件从 侧 边 开 始 破 裂 。 因 此 在 弯 曲 前 ， 应 将 毛 坯 上 的毛 刺 去 除 。 如 弯 曲 件 毛 坯 带 有 较 小 的 毛 刺 ， 弯 曲时 应 使 带 毛 刺 朝 内 （ 即 朝 弯 曲 凸 模 方 向 ） ， 以 避免 应 力 集 中 而 产 生 破 裂 。最

18、小 弯 曲 半 径一 、 影 响 最 小 弯 曲 半 径 的 因 素4.板 料 表 面 及 冲 裁 断 面 的 质 量最 小 弯 曲 半 径一 、 影 响 最 小 弯 曲 半 径 的 因 素5.板 料 的 相 对 宽 度图 4-11 板 料 相 对 宽 度 对 最 小 弯 曲 半 径 的 影 响 图 4-11为 弯 曲 件 相 对 宽度 b t对 最 小 弯 曲 半 径 的 影响 ， 当 弯 曲 件 的 相 对 宽 度 较小 时 ， 其 影 响 比 较 明 显 ， 但当 b t10时 ， 其 影 响 不 大 。 弯 曲 变 形 区 内 切 向 应 变 在 厚 度 方 向 呈 线 性 规律 变

19、化 ， 在 外 表 面 最 大 ， 在 应 变 中 性 层 为 零 。 当板 料 厚 度 较 小 时 ， 切 向 应 变 变 化 的 梯 度 大 ， 能 很快 地 由 外 表 面 的 最 大 值 衰 减 为 零 ， 这 样 与 切 向 变形 最 大 的 外 表 面 相 邻 近 的 金 属 材 料 ， 可 以 起 到 阻碍 外 表 面 材 料 产 生 局 部 不 稳 定 塑 性 变 形 的 作 用 ，因 此 可 以 得 到 较 大 的 变 形 或 采 用 较 小 的 最 小 弯 曲半 径 。 最 小 弯 曲 半 径一 、 影 响 最 小 弯 曲 半 径 的 因 素6.板 料 厚 度二 、 最 小

20、 弯 曲 半 径 值 确 定1.最 小 弯 曲 半 径 的 近 似 理 论 计 算 由 于 影 响 最 小 弯 曲 半 径 大 小 的 因 素 很 多 ， 因此 计 算 结 果 与 实 际 的 rmin有 一 定 的 误 差 ， 在 实 际 生产 中 主 要 是 参 考 经 验 数 据 来 确 定 各 种 材 料 的 最 小弯 曲 半 径 。 二 、 最 小 弯 曲 半 径 值 确 定2.最 小 弯 曲 半 径 的 经 验 值 确 定 1.弯 曲 件 分 两 次 弯 曲 ， 第 一 次 采 用 较 大 的 弯曲 半 径 （ 大 于 rmin） ， 第 二 次 按 要 求 的 弯 曲 半 径 弯

21、曲 。 2.采 用 先 退 火 以 增 加 材 料 塑 性 再 进 行 弯 曲 ， 以获 得 所 需 的 弯 曲 半 径 ， 或 者 在 工 件 许 可 情 况 下 采用 热 弯 。三 、 提 高 弯 曲 极 限 变 形 程 度 方 法三 、 提 高 弯 曲 极 限 变 形 程 度 方 法 3.先 在 弯 曲 件 弯 曲 圆 角 内 侧 开 槽 ， 如 图 所 示 ，再 进 行 弯 曲 。图 4-12 开 槽 后 弯 曲 a） U形 件 b） V形 件4.2.2 回 弹弯 曲 回 弹 是 指 弯 曲 件 从 模 具 中 取 出 时 ， 其 形 状 和 尺 寸 变 得 与 模具 不 一 致 的

22、现 象 ， 简 称 回 弹 或 弹 复 或 回 跳 。回 弹 的 原 因 是 塑 性 弯 曲 时 的总 变 形 是 由 塑 性 变 形 和 弹 性变 形 两 部 分 组 成 ， 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 。1. 回 弹 的 表 现 形 式p -0 0（ ） 弯 曲 半 径 的 改 变 ， 由 加 载 时 的 rp变 为 卸 载 时 的 r（ ） 弯 曲 件 角 度 的 改 变 ， 改 变 量 ：当 时 ， 称 为 正 回 弹当 时 ， 称 为 负 回 弹弯 曲 卸 载 后 的 回 弹一 、 回 弹 原 因 及 表 现

23、 形 式弯 曲 回 弹 的 表 现 形 式 有 两 种 。图 4-15 弯 曲 变 形 的 回 弹 材 料 的 屈 极 点 s越 高 ， 弹 性 模 量 E 越 小 ， 弯曲 变 形 的 回 弹 也 越 大 。 若 材 料 的 力 学 性 能 不 稳 定 ，其 回 弹 值 也 不 稳 定 。 材 料 的 屈 服 点 s越 高 ， 则 材料 在 一 定 的 变 形 程 度 时 ， 变 形 区 断 面 内 的 应 力 也 越大 ， 因 而 引 起 更 大 的 弹 性 变 形 ， 故 回 弹 值 也 越 大 。弹 性 模 量 E越 大 ， 则 抵 抗 弹 性 变 形 的 能 力 越 强 ， 故回 弹

24、 值 越 小 。影 响 回 弹 的 因 素 1.材 料 的 力 学 性 能 二 、 影 响 回 弹 的 因 素2.相 对 弯 曲 半 径 r/t 相 对 弯 曲 半 径 r/t越 小 ， 弯 曲 变 形 区 的 总 切 向变 形 程 度 增 大 ， 塑 性 变 形 部 分 在 总 变 形 中 所 占 的 比例 增 大 ， 而 弹 性 变 形 部 分 所 占 的 比 例 则 相 应 减 小 ，因 而 回 弹 值 减 小 。 反 之 ， 当 相 对 弯 曲 半 径 越 大 ， 回弹 值 增 大 ， 这 就 是 曲 率 半 径 很 大 的 零 件 不 易 弯 曲 成形 的 道 理 。 弯 曲 中 心

25、 角 越 大 ， 表 示 弯 曲 变 形 区 的 长 度越 长 ， 回 弹 积 累 值 也 越 大 ， 故 回 弹 角 越 大 ，但 对 弯 曲 半 径 的 回 弹 影 响 不 大 。二 、 影 响 回 弹 的 因 素3.弯 曲 中 心 角 自 由 弯 曲 时 的 回 弹 角 要 比 校 正 弯 曲 来 得 大 ,这 是 因 为 校 正 弯 曲 时 ， 材 料 受 到 凸 、 凹 模 的 压缩 作 用 ， 不 仅 使 弯 曲 变 形 区 毛 坯 外 侧 的 拉 应 力有 所 减 小 ， 并 且 在 外 侧 靠 近 中 性 层 附 近 的 切 向也 出 现 和 毛 坯 内 侧 切 向 一 样 的

26、 压 缩 应 力 。 随 着校 正 力 的 增 加 ， 切 向 压 应 力 区 向 毛 坯 的 外 表 面不 断 扩 展 ， 以 致 毛 坯 的 全 部 或 大 部 分 断 面 均 产生 切 向 压 缩 应 力 。 这 样 内 、 外 层 材 料 回 弹 的 方向 取 得 一 致 ， 使 其 回 弹 量 比 自 由 弯 曲 时 大 为 减少 。 因 此 校 正 力 越 大 ， 回 弹 值 越 小 。二 、 影 响 回 弹 的 因 素4.弯 曲 方 式 及 校 正 力 大 小 U 形 件 的 回 弹 小 于 V 形 件 。 复 杂 形 状 弯曲 件 ， 若 一 次 弯 曲 成 形 ， 由 于 在

27、 弯 曲 时 各 部分 材 料 互 相 牵 制 及 弯 曲 件 表 面 与 模 具 表 面 之间 摩 擦 力 的 影 响 ， 因 而 改 变 了 弯 曲 件 弯 曲 时各 部 分 材 料 的 应 力 状 态 ， 这 样 使 回 弹 困 难 ，回 弹 角 减 小 。二 、 影 响 回 弹 的 因 素5.工 件 形 状 在 弯 曲 U形 件 时 ， 模 具 凸 、 凹 模 间 隙 对 弯 曲件 的 回 弹 有 直 接 的 影 响 。 间 隙 小 ， 回 弹 减 小 。 相反 ， 当 间 隙 较 大 时 ， 材 料 处 于 松 动 状 态 ， 工 件 的回 弹 就 大 。 二 、 影 响 回 弹 的

28、 因 素6.模 具 间 隙1） 材 料 的 力 学 性 能 :屈 服 极 限 越 大 、 硬 化 指 数 越 高 ， 回 弹 量 越 大 ； 弹 性 模 量 越 大 ， 回 弹 越 小 。2） 相 对 弯 曲 半 径 :越 大 ， 回 弹 越 大 。3） 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 增 加 。4） 弯 曲 方 式 ： 校 正 弯 曲 的 回 弹 比 自 由 弯 曲 时 大 为 减 小 。5） 工 件 形 状 ： 形 状 越 复 杂 、 一 次 弯 曲 的 角 度 越 多 ， 回 弹 越 小 。6） 模 具

29、 结 构 ： 带 底 凹 模 的 回 弹 小 。2. 影 响 回 弹 的 因 素 三 、 回 弹 值 的 确 定1.理 论 计 算图 4-16 弯 曲 时 加 载 和 卸 载 过 程 加 载 为 沿 折 线 OAB，卸 载 沿 线 段 BC。 在 实 际 弯 曲 时 影 响 回 弹 值 的 因 素 又 较 多 ， 而且 各 因 素 相 互 影 响 ， 因 此 计 算 结 果 往 往 不 准 确 ，在 生 产 实 践 中 采 用 经 验 数 值 。 各 种 弯 曲 方 法 与 弯曲 角 度 的 回 弹 经 验 值 可 查 有 关 手 资 料 。三 、 回 弹 值 的 确 定2.经 验 值 选 用

30、 四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施1.改 进 弯 曲 件 的 设 计 在 弯 曲 件 弯 曲 变 形 区 压 制 加 强 筋 ， 以 提 高 零件 刚 度 来 减 少 回 弹 。图 4-17 在 弯 曲 变 形 区 压 制 加 强 筋 在 制 定 弯 曲 工 艺 时 ， 可 采 用 校 正 弯 曲 来 代 替自 由 弯 曲 。 对 冷 作 硬 化 的 硬 材 料 ， 先 进 行 退 火 ，使 其 屈 服 极 限 降 低 后 再 进 行 弯 曲 。 四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施2.采 取 适 当 的 弯 曲 工 艺 四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施3

31、.正 确 设 计 弯 曲 模 1） 对 于 软 材 料 （ Q215、 Q235、 10钢 、 20钢 ，H62软 黄 铜 ） ， 其 回 弹 角 5 ， 可 在 凸 模 或凹 模 上 作 出 补 偿 角 ， 并 减 小 凸 、 凹 模 之 间 间 隙 来克 服 回 弹 。图 4-18 模 具 补 偿 角 克 服 回 弹 四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施3.正 确 设 计 弯 曲 模 2） 对 于 厚 度 在 0.8mm以 上 软 材 料 ， 弯 曲 半 径又 不 大 时 ， 可 把 凸 模 作 成 局 部 凸 起 （ 图 4-19） ，以 便 对 弯 曲 变 形 区 进 行 局

32、 部 整 形 来 减 小 回 弹 。图 4-19 局 部 整 形 克 服 回 弹 3） 对 于 较 硬 材 料 （ 45钢 、 50钢 ， H62硬 黄 铜等 ） ， 弯 曲 半 径 rt时 ， 根 据 回 弹 值 ， 对 模 具 工 作部 分 的 形 状 和 尺 寸 进 行 修 正 。四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施3.正 确 设 计 弯 曲 模 四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施3.正 确 设 计 弯 曲 模 4） 对 于 U形 件 弯 曲 ， 可 改 变 背 压 （ 顶 板 压 力 ）的 方 法 改 变 回 弹 角 。 图 4-20 U形 件 弧 面 底 边 回

33、 弹 抵 消 法 5） 采 用 橡 胶 、 聚 氨 酯 软 凹 模 代 替 金 属 凹 模 （图 4-21） ， 用 调 节 凸 模 压 入 软 凹 模 深 度 方 法 来 控制 回 弹 。四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施3.正 确 设 计 弯 曲 模 图 4-21 软 凹 模 弯 曲 6） 在 弯 曲 件 的 端 部 加 压 ， 可 以 获 得 精 确 的弯 边 高 度 ， 并 由 于 改 变 了 应 力 状 态 而 减 小 回 弹 （图 4-22） 。 四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施3.正 确 设 计 弯 曲 模 图 4-22 端 部 加 压 的 弯 曲 相

34、对 弯 曲 半 径 非 常 大 的 弯 曲 件 ， 如 飞 机 机翼 上 蒙 皮 ， 采 用 普 通 的 弯 曲 方 法 ， 由 于 毛 坯 大部 分 处 于 弹 性 变 形 状 态 ， 弯 曲 后 产 生 很 大 的 回弹 ， 有 的 甚 至 无 法 弯 曲 成 形 ， 这 时 就 必 须 采 用拉 弯 工 艺 。四 、 提 高 弯 曲 件 精 度 的 措 施4.采 用 拉 弯 工 艺 图 4-23 拉 弯 工 艺3. 减 少 回 弹 的 措 施（ 1） 改 进 弯 曲 件 的 设 计 并 合 理 选 材 1） 尽 量 避 免 选 用 过 大 的 r/t。2） 尽 量 选 用 屈 服 极 限

35、 小 、 硬 化 指 数 小 、 弹 性 模 量 大 的 板 料 进 行 弯 曲 。（ 2） 采 取 适 当 的 弯 曲 工 艺 ,改 变 变 形 区 的 应 力 应 变 状 态 。1） 采 用 校 正 弯 曲 代 替 自 由 弯 曲 。2） 采 用 拉 弯 工 艺 3） 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） 合 理 设 计 弯 曲 模1） 补 偿 法 2） 将 模 具 做 成 局 部 突 起3） 软 模 法4.2.3 偏 移 偏 移 是 指 弯 曲 过 程

36、 中 板 料 毛 坯 在 模 具 中 发 生 移 动 的 现 象 。 偏 移 的 结 果 使 弯 曲 件 两 直 边 的 长 度 不 符 合 图 纸 要 求 ， 因 此 必须 消 除 偏 移 现 象 。 1.产 生 偏 移 的 原 因 （ 1） 弯 曲 件 坯 料 形 状 左 右 不 对 称 。（ 2） 坯 料 定 位 不 稳 定 ， 压 料 效 果 不 理 想 。（ 3） 模 具 结 构 左 右 不 对 称 。2. 控 制 偏 移 的 措 施 1） 选 择 可 靠 的 定 位 和 压 料 方 式 ， 采 用 合 适 的 模 具 结 构 2） 对 于 小 型 不 对 称 的 弯 曲 件 采 用

37、 成 对 弯 曲 再 剖 切 的 工 艺 4.2.4 板 料 横 截 面 的 畸 变 和 翘 曲 变 形4.2.5 变 形 区 变 薄 和 弯 曲 后 长 度 增 加 使 得 弯 曲 件 毛 坯 尺 寸 难 以 精 确 确 定 。 弯 曲 模 设 计 步 骤 是 先 设 计 弯 曲 模 ， 再 设 计 落 料 模 。4.3 弯 曲 工 艺 计 算4.3.1 弯 曲 件 毛 坯 尺 寸 的 计 算1. 应 变 中 性 层 的 位 置应 变 中 性 层 是 指 弯 曲 变 形 前 后 长 度 保 持 不 变 的 金 属 层 。 或 弯 曲 变 形 区 切 向 应 变 为 零 的 金 属 层 。2.

38、弯 曲 件 毛 坯 长 度 的 计 算（ 1） 圆 角 半 径 r 0.5t的 弯 曲 件 1） 从 弯 曲 件 一 端 开 始 ， 将 其 分 成 若 干 段 直 线 段 和 圆 弧 段 。（ 2） 圆 角 半 径 rr+2t（ 3） 弯 曲 件 孔 边 距 离 应 满 足 ： 弯 曲 直 角 时 ， lmin=r+2t 3.对 弯 曲 件 的 精 度 要 求弯 曲 件 的 尺 寸 公 差 须 符 合 GB/T13914-2002，角 度 公 差 符 合 GB/T13915-2002，未 注 形 位 公 差 符 合 GB/T13916-2002，未 注 形 位 公 差 尺 寸 的 极 限 偏

39、 差 符 合 GB/T15055-2007 4.对 弯 曲 件 的 材 料 要 求 弯 曲 件 的 材 料 要 具 有 良 好 的 塑 性 ， 较 小 的 屈 强 比 ，较 大 的 弹 性 模 量 5.对 尺 寸 标 注 的 要 求 弯 曲 件 的 弯 曲 半 径 不 能 小 于 该 工 件 材 料 的最 小 弯 曲 半 径 ， 否 则 在 弯 曲 变 形 区 外 表 面 将 产生 拉 裂 ， 造 成 废 品 。 如 果 工 件 要 求 的 弯 曲 半 径很 小 时 ， 可 按 本 章 第 二 节 中 有 关 提 高 弯 曲 极 限变 形 程 度 方 法 予 以 解 决 。二 、 弯 曲 件

40、的 结 构 工 艺 性1.弯 曲 件 的 弯 曲 半 径二 、 弯 曲 件 的 结 构 工 艺 性2.弯 曲 件 的 形 状图 4-29 弯 曲 件 形 状 不 对 称 产 生 侧 移 图 4-30 带 缺 口 的 弯 曲 件二 、 弯 曲 件 的 结 构 工 艺 性3.弯 曲 件 直 边 高 度图 4-31 弯 曲 件 直 边 的 高 度 图 4-32 直 边 侧 面 带 有 斜 边 的 弯 曲 件 为 了 保 证 弯 曲 件 的 直 边 部 分 平 直 ， 其 直 边 高 度 h应 不小 于 2t， 最 好 大 于 3t。 若 h2t， 则 必 须 在 弯 曲 圆 角 处 预 先压 槽 后

41、 再 弯 曲 ， 或 加 长 直 边 部 分 ， 待 弯 曲 后 再 切 掉 多 余 部分 ， 如 图 所 示 。 弯 曲 预 先 冲 好 孔 的 毛 坯 时 ， 如 果 孔 位 于 弯 曲 变形 区 内 ， 则 孔 形 将 直 接 受 弯 曲 变 形 的 影 响 而 畸 变 。二 、 弯 曲 件 的 结 构 工 艺 性4.弯 曲 件 上 孔 的 位 置 图 4-33 弯 曲 件 上 的 孔 边 距 离二 、 弯 曲 件 的 结 构 工 艺 性5.弯 曲 件 上 增 添 工 艺 孔 和 工 艺 槽图 4-34 防 止 尖 角 处 撕 裂 的 措 施 弯 曲 件 形 状 复 杂 或 需 多 道

42、弯 曲 ， 为 了 使 毛 坯在 弯 曲 模 内 定 位 准 确 ， 可 在 弯 曲 件 上 设 计 出 定 位工 艺 孔 ， 如 图 所 示 。二 、 弯 曲 件 的 结 构 工 艺 性6.定 位 工 艺 孔 图 4-35 定 位 工 艺 孔3.4.2 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

43、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 。 ） 简 单 形 状 精 度 不 高 的 弯 曲 件 ， 如 V形 、 U形 、 Z形 件 等 ， 可 以 一 次 弯 曲 成 形 。 ） 复 杂 形 状 弯 曲 件 ， 一 般 需 采 用 两 次 或 多次 弯 曲 成 形 。 一 般 先 弯 外 角 ， 后 弯 内 角 。 前 次 弯曲 要 给 后 次 弯 曲 留 出 可 靠

44、 的 定 位 ， 并 保 证 后 次 弯曲 不 破 坏 前 次 已 弯 的 形 状 。一 、 弯 曲 件 工 序 安 排 原 则 ） 批 量 大 、 尺 寸 较 小 的 弯 曲 件 ， 为 了 提 高 生产 率 ， 可 采 用 多 工 序 的 冲 裁 、 弯 曲 、 切 断 等 连 续 工艺 成 形 。 ） 单 面 不 对 称 几 何 形 状 的 弯 曲 件 ， 若 单 个 弯曲 时 毛 坯 容 易 发 生 偏 移 ， 可 采 用 成 对 弯 曲 成 形 ， 弯曲 后 再 切 开 。一 、 弯 曲 件 工 序 安 排 原 则典 型 弯 曲 件 的 工 序 安 排一 次 弯 曲二 次 弯 曲第

45、一 次 弯 曲第 二 次 弯 曲三 次 弯 曲第 一 次 弯 曲第 二 次 弯 曲第 三 次 弯 曲四 次 弯 曲第 一 次 弯 曲第 二 次 弯 曲第 三 次 弯 曲第 四 次 弯 曲弯 曲 件 的 工 序 安 排 比 较 灵 活工 件 的 形 状精 度 要 求批 量 大 小 一 次 弯 曲 2次 弯 曲 4次 弯 曲二 、 典 型 弯 曲 件 工 序 安 排图 4-36 一 次 弯 曲 成 形 示 例二 、 典 型 弯 曲 件 工 序 安 排图 4-37 两 次 弯 曲 成 形 示 例二 、 典 型 弯 曲 件 工 序 安 排图 438 三 次 弯 曲 成 形 示 例弯 曲 模 的 结 构

46、 分 析弯 曲 模 的 零 件 设 计3.5 弯 曲 模 设 计4.5.1 弯 曲 模 类 型 及 结 构1. V形 件 弯 曲 模 形 件 精 弯 模 1-凸 模2-定 位 板3-活 动 凹 模4-支 撑 板5-顶 杆V形 精 弯 模 形 件 精 弯 模2. L形 件 弯 曲 模3.U形 件 弯 曲 模U形 弯 曲 模闭 角 形 件 的 弯 曲 模闭 角 形 弯 曲 件 模 具 一1 凸 模 2 转 动 凹 模 3 弹 簧 闭 角 形 弯 曲 件 模 具 二闭 角 形 弯 曲 件 模 具 二4 四 角 形 件 弯 曲 模 四 角 形 件 一 次 成 形 弯 曲 模四 角 形 件 两 次 成

47、形 弯 曲 模1 凸 凹 模 2 凹 模 3 活 动 凸 模 4 顶 杆 5-下 模 座 6-定 位 板 7-推 件 块 8-推 杆四 角 形 件 复 合 弯 曲 模四 角 形 件 复 合 弯 曲 模带 摆 块 的 四 角 形 件 弯 曲 模 1 凹 模 2 活 动 凸 模 3 摆 块 4 垫 板 5 推 件 块凹 模 摆 动 四 角 形 件 弯 曲 模5. Z形 件 弯 曲 模 Z形 件 一 次 弯 曲 模分 左 右 两 步 弯 曲 Z形 件 的 弯 曲 模分 左 右 两 步 弯 曲 Z形 件 的 弯 曲 模6. 圆 形 件 弯 曲 模小圆2 次弯曲模 第 一 次 弯 曲 U形 第 一 次

48、弯 卷 圆小 圆 一 次 弯 曲 模小 圆 一 次 弯 曲 模1 支 撑 2 凸 模 3 摆 动 凹 模 4 顶 板带 摆 动 凹 模 圆 形 件 一 次 弯 曲 成 形 模带 摆 动 凹 模 大 圆 形 件 一 次 弯 曲 成 形 模两 道 工 序 弯 曲 大 圆首 次 弯 曲 二 次 弯 曲三 道 工 序 弯 曲 大 圆首 次 弯 曲 二 次 弯 曲 三 次 弯 曲铰 链 件 分 2次 弯 曲 模7. 铰 链 件 弯 曲 模铰 链 件 一 次 弯 曲 模8. 其 它 弯 曲 模（ 1） 切 断 弯 曲 复 合 模 （ 2） 级 进 弯 曲 模 级 进 弯 曲 模（ 1） 凸 模 圆 角 半

49、 径（ 2） 凹 模 圆 角 半 径（ 3） 凹 模 深 度（ 4） 凸 凹 模 间 隙（ 5） U形 弯 曲 凸 、 凹 模 的 宽 度 尺 寸4.5.2 弯 曲 模 具 零 件 设 计1.工 作 零 件 的 设 计 （ 1） 凸 模 圆 角 半 径 凹 模 圆 角 半 径 的 大 小 影 响 弯 曲 过 程 中 的 弯 曲 力 、 弯 曲 模 寿 命 和 弯 曲 件 质 量 。（ 2） 凹 模 圆 角 半 径（ 3） 凹 模 深 度（ 4） 凸 、 凹 模 间 隙 c 凸 、 凹 模 间 隙 大 小 影 响 到 弯 曲 力 、 弯 曲 模 寿 命 和 弯曲 件 质 量 。V形 弯 曲 件

50、的 模 具 间 隙 不 需 要 设 计 ， 可 通过 调 整 压 力 机 闭 合 高 度 得 到钢 板 c=（ 1.051.15） t 有 色 金 属 c=（ 11.1） t当 对 弯 曲 件 的 精 度 要 求 较 高 时 ， 间 隙 值 应 适 当 减 小 ，可 以 取 c=t。（ 5） U形 弯 曲 凸 、 凹 模 的 宽 度 尺 寸2.定 位 零 件 的 设 计 由 于 送 进 弯 曲 模 的 毛 坯 是 单 个 毛 坯 ， 因 此 弯 曲 模 中 使用 的 定 位 零 件 是 定 位 板 或 定 位 销 。3.压 料 、 卸 料 、 送 料 零 件 设 计 刚 性 接 触4.固 定

51、零 件 的 设 计 包 括 ： 模 柄 、 上 模 座 、 下 模 座 、 导 柱 、 导 套 、 垫 板 、 固 定 板 、 螺 钉 、 销 钉 等 ， 参 考 冲 裁 模 设 计 。练 习 3加 工 图 示 零 件 ， 试 绘 制 出 具 有 典 型 结 构 的 弯 曲 模 装 配 图 ， 要求 采 用 导 柱 导 套 导 向 、 刚 性 推 件 装 置 推 件 、 顶 件 装 置 顶 件 ，定 位 板 定 位 。复 习 思 考 题 一1.什 么 是 弯 曲 ？2.简 述 弯 曲 变 形 特 点 。3.什 么 是 应 变 中 性 层 ？4.什 么 是 弯 曲 半 径 ？5.什 么 是 最

52、小 相 对 弯 曲 半 径 ？6.什 么 是 弯 曲 角 ？7.什 么 是 弯 曲 中 心 角 ？复 习 思 考 题 二1.什 么 是 回 弹 ？ 简 述 回 弹 的 表 现 、 回 弹 的 原 因 、 减 小 回 弹 的措 施 。2.什 么 是 弯 裂 ？ 简 述 弯 裂 的 原 因 。3.什 么 是 偏 移 ？ 简 述 克 服 偏 移 的 措 施 。4.什 么 是 最 小 相 对 弯 曲 半 径 ？ 简 述 影 响 最 小 相 对 弯 曲 半 径 的因 素 。5.简 述 弯 曲 凹 模 圆 角 半 径 对 弯 曲 过 程 的 影 响 。6.简 述 弯 曲 模 具 间 隙 对 弯 曲 过 程 的 影 响 。