冲压工艺学4-弯曲课件.ppt

1、第第4章章 弯曲弯曲第三节 弯曲卸载后的回弹第四节 弯曲件坯料尺寸的计算第五节 弯曲力的计算第六节 弯曲件的工艺性第七节 弯曲件的工序安排第八节 弯曲模典型结构第九节 弯曲模结构设计第一节 概述第二节 弯曲变形分析本章目录第一节 概述弯曲弯曲：第四章 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，形成所需形状零件零件的冲压工序。生活中的弯曲件第一节 概述第四章 弯曲弯曲方法弯曲方法：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。模具压弯折弯滚弯拉弯第一节 概述第四章 弯曲弯曲模：弯曲与冲裁相比：准确准确工艺计算难，模具动作复杂动

2、作复杂、结构设计规律性不强规律性不强。弯曲所使用的模具。用模具成形的弯曲件第二节 弯曲变形分析V形弯曲是最基本的弯曲变形。第四章 弯曲一、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。1-1-凸模凸模 2-2-凹模凹模 第二节 弯曲变形分析第四章 弯曲一、弯曲变形过程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）。坯料弯曲变形区内切向应力的分布坯料弯曲变形区内切向应力的分布）弹性弯曲）弹塑性弯曲）纯塑性弯曲第四章 弯曲第二节 弯曲变形分析第四章 弯曲二、塑性弯曲变形区的应力、应变弯曲后坐标

3、网格变化。内区内区:变形区内靠近曲率中心的一侧。外区外区：变形区内远离曲率中心的一侧。中性层中性层：是指数值不变的中间区域，分应力中性层和应变中性层，二者不一定相等，一般情况下弯曲后 弯曲前第二节 弯曲变形分析第四章 弯曲二、塑性弯曲变形区的应力、应变窄板（B/t3）：宽板（B/t3）：内区宽度增加，外区宽度减小，原矩形截面变成了扇形 横截面几乎不变，仍为矩形，仅在两端出现翘曲弯曲后毛坯端面的变化。窄板（B/t3）宽板（B/t3）第二节 弯曲变形分析第四章 弯曲二、塑性弯曲变形区的应力、应变（续）应力状态 宽板（B/t3）窄板（B/t3）长度方向1：内区受压，外区受拉厚度方向2：内外均受压应力

4、 宽度方向3：内外侧压力均为零长度方向1：内区受压，外区受拉厚度方向2：内外均受压应力 宽度方向3：内区受压，外区受拉两向应力三向应力第二节 弯曲变形分析第四章 弯曲二、塑性弯曲变形区的应力、应变（续）应变状态 宽板（B/t3）窄板（B/t3）长度方向1：内区压应变，外区拉应变厚度方向2：内区拉应变，外区压应变 宽度方向3：内区拉应变，外区压应变长度方向1：内区压应变，外区拉应变厚度方向2：内区拉应变，外区压应变 宽度方向3：内外区近似为零三向应变两向应变第二节 弯曲变形分析1中性层的内移第四章 弯曲三、板料弯曲的变形特点变形区板料厚度变薄和长度增加第二节 弯曲变形分析第四章 弯曲三、板料弯曲

5、的变形特点细而长的板料弯曲后的纵向翘曲纵向翘曲与窄板弯曲后的剖面畸变剖面畸变管材、型材弯曲后的剖面畸变4变形区主要在圆角部分。型材、管材弯曲后的剖面畸变型材、管材弯曲后的剖面畸变弯曲后的翘曲弯曲后的翘曲第二节 弯曲变形分析相对弯曲半径相对弯曲半径（r/tr/t）：）：弯曲系数弯曲系数K=K=r/tr/t第四章 弯曲四、变形程度及其表示方法弯曲中心角为 表示板料弯曲变形程度的大小。1212trt弯曲最外侧的拉伸应变 tr,2式中+为中性层曲率半径minminrtK实际应用：最小弯曲半径=第三节 最小弯曲半径最小弯曲半径最小弯曲半径r rminmin：在板料不发生破坏的条件下，所能弯成零件内表面的

6、最小圆角半径。常用最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径r rminmin/t/t表示弯曲时的成形极限。其值越小越有利于弯曲成形。第四章 弯曲第四章 弯曲minminminmaxrtK1,K1,24 1实际应用：最小弯曲半径=其中最小弯曲系数不必计算，查表-可得。最小弯曲半径的近似计算：1=+断面收缩率可表示为：1212trt1r1)t2=(r11)t2=(第三节 最小弯曲半径弯曲最外侧的拉伸应变 第四章 弯曲1.影响最小弯曲半径的因素（）材料的力学性能:塑性越好，最小弯曲半径越小。（）材料表面和侧面的质量：表面质量越好，越容易弯曲。第三节 最小弯曲半径第四章 弯曲1.影响最小弯曲半径的因素（）弯曲

7、线的方向：弯曲件的弯曲线尽可能的和板料的纤维方向垂直（）弯曲中心角：理论上弯曲件的变形程度和弯曲中心角无关，实际弯曲过程 靠近圆角的直边也参与了变形，所以弯曲角小，弯曲系数Kmin可以取得小些。第三节 最小弯曲半径第四章 弯曲2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。第三节 最小弯曲半径第四节 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

8、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，这种现象称为回弹回弹。第四章 弯曲一、回弹现象弯曲回弹的表现形式：曲率半径增大弯曲中心角减小 一、回弹现象原因：弯曲件的回弹是由其内部产生的弹性恢复力矩形成的。原因：弯曲件的回弹是由其内部产生的弹性恢复力矩形成的。弯曲时变形区断面上作用的切应力抵抗弯曲时变形区断面上切应力的弹性变形应力卸载回弹后，弹性变形应力和新的塑性应力形成新的平衡回弹现象产生的原因回弹现象产生的原因第四节 弯曲卸载后的回弹方法: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，然后在试模时进行修正修正。回弹值的大小依弯曲变形程度及自由弯曲或

9、校正弯曲而不同。第四章 弯曲二、回弹值的确定第四节 弯曲卸载后的回弹大半径自由弯曲（）时的回弹值 第四章 弯曲二、回弹值的确定（续）/10Kr t弯曲系数 凸模工作部分的圆角半径可按下式进行计算：13psrrrEtppr卸载前弯曲半径,即凸模圆角半径卸载后弯曲半径K10时，弯曲半径较大，弯曲变形程度较小，弹性变形的影响较大，回弹明显。第四节 弯曲卸载后的回弹第四章 弯曲二、回弹值的确定（续）/10Kr t 凸模工作部分的角度可按下式进行计算：pprrppr卸载前弯曲角卸载后弯曲角大半径自由弯曲（）时的回弹值 p回弹角：第四节 弯曲卸载后的回弹 2小半径自由弯曲（）时的回弹值 第四章 弯曲二、回

10、弹值的确定（续）/5Kr t 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。第四节 弯曲卸载后的回弹第四章 弯曲9090弯曲中心角为90时部分材料的平均回弹角见表4-2。当弯曲件弯曲中心角不为90时，其回弹角可用下式计算：第四节 弯曲卸载后的回弹 校正弯曲时的回弹值第四章 弯曲二、回弹值的确定（续）校正弯曲时，板料变形区的大部受压应力，回弹量比自由弯曲时小。V形件校正弯曲的回弹 V型件校正弯曲时，当K0.5t的弯曲件 1212()180180zLllllrkt 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 第四节 弯曲件坯料尺寸的计

11、算第四章 弯曲二、弯曲件坯料尺寸的计算（续）2.圆角半径r0.5t的弯曲件 按变形前后体积不变体积不变条件确定坯料长度。通常采用表4-6所列经验公式计算。圆角半径圆角半径rr+2t第四章 弯曲三、弯曲件的结构（续）斜线不应到达变形区第八节 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，为避免弯曲根部撕裂，应减小不弯曲部分的长度B，使其退出弯曲线之外，即br（如上页图a），或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。第四章 弯曲三、弯曲件的结构（续）第八节 弯曲件的工艺性5弯曲件孔边距离第四章 弯曲三、弯曲件的结构（续）tl tl2当t2mm时，当t2mm时，第

12、八节 弯曲件的工艺性第四章 弯曲三、弯曲件的结构（续）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 第八节 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。第四章 弯曲三、弯曲件的结构（续）第九节 弯曲件的工序安排和模具结构形状简单的弯曲件：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（图3.7.1）第四章 弯曲一、弯曲件的工序安排原则第四章 弯曲二、

13、典型弯曲件的工序安排一次弯曲零件二次弯曲零件第一次弯曲第二次弯曲第九节 弯曲件的工序安排和模具结构第四章 弯曲二、典型弯曲件的工序安排（续）三次弯曲零件第一次弯曲第二次弯曲第三次弯曲第九节 弯曲件的工序安排和模具结构第四章 弯曲二、典型弯曲件的工序安排（续）四次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第三次弯曲第四次弯曲第九节 弯曲件的工序安排和模具结构第四章 弯曲成对弯曲成成对弯曲成形形单面不对称零单面不对称零件件二、典型弯曲件的工序安排（续）防止弯曲时滑移偏防止弯曲时滑移偏斜。斜。第四章 弯曲二、典型弯曲件的工序安排（续）级进模用于制造级进模用于制造批量大尺寸小批量大尺寸小的零件的零件冲裁、弯曲、切断多工

14、序连续成形冲裁、弯曲、切断多工序连续成形第九节 弯曲模典型结构弯曲模设计时的注意要点：弯曲模设计时的注意要点：第四章 弯曲1.1.有合适的定位装置，保证定位准确可靠。有合适的定位装置，保证定位准确可靠。2.2.模具结构保证弯曲时毛坯不产生滑动和偏移。模具结构保证弯曲时毛坯不产生滑动和偏移。3.3.制造、维修和使用简单、方便。制造、维修和使用简单、方便。4.4.在大批量生产中，对于一些小型工件，将弯曲工艺在大批量生产中，对于一些小型工件，将弯曲工艺和模具结构的其它工序，如冲孔、落料、剪切等符和模具结构的其它工序，如冲孔、落料、剪切等符合在一套模具里。采用符合模合在一套模具里。采用符合模+自动上料

15、装置，可以自动上料装置，可以极大地提高生产效率。极大地提高生产效率。第九节 弯曲模典型结构V V形件弯曲模形件弯曲模第四章 弯曲形弯曲模的一般结构形式形弯曲模的一般结构形式模柄上模座定位板凹模下模座凸模导柱/导套定位板第九节 弯曲模典型结构V V形件弯曲模形件弯曲模第四章 弯曲第九节 弯曲模典型结构V V形件弯曲模形件弯曲模第四章 弯曲防止弯曲过程发生滑动的措施防止弯曲过程发生滑动的措施定位尖顶杆压料V型顶杆压料第九节 弯曲模典型结构U形件弯曲模第四章 弯曲模柄上模座凸模卸料杆凹模下模座顶料装置顶板定位销定位销第四章 弯曲1凸模2转动凹模3弹簧 2.弯曲角小于弯曲角小于9090的的U U形弯曲

16、模形弯曲模第九节 弯曲模典型结构第四章 弯曲 四角形件一次弯曲模四角形零件两次成形弯曲模 四角形件复合弯曲模带摆块的四角形件弯曲模 四角形件弯曲模第八节 弯曲模典型结构第四章 弯曲4圆形件弯曲模（1）（2）直径d20mm的大圆形件带摆动凹模的一次弯曲成形模 两道工序弯曲大圆三道工序弯曲大圆小圆一次压弯模自动推件圆形件一次弯曲模第八节 弯曲模典型结构第四章 弯曲5铰链件弯曲模6其它形状弯曲件的弯曲模滚轴式弯曲模 带摆动凸模弯曲模 带摆动凹模的弯曲模卷圆的原理：通常是采用推圆法 铰支板弯曲模 第八节 弯曲模典型结构 对于小批生产小批生产或试制试制生产的零件，一般采用通用弯曲模。图3.8.20是经多

17、次V形弯曲制造复杂零件的例子。图3.8.21是折弯机上用的通用弯曲模。图3.8.22为通用V形弯曲模。第四章 弯曲四、通用弯曲模第九节 弯曲模结构设计 1.模具结构应能保证坯料在弯曲时不发生偏移偏移:用定料销定位（图3.8.3b），定料销装在顶板上时应注意防止顶板与凹模之间产生窜动（3.8.1e）、（图3.8.9b）;工件无孔时可采用定位尖（图3.8.1b）、顶杆（图3.8.7）、顶板（图3.8.1d、图3.8.6）等措施防止坯料偏移。第四章 弯曲六、弯曲模结构设计应注意的问题第九节 弯曲模结构设计2.模具结构不应妨碍坯料在合模过程中应有的转动转动和移动移动 （图3.8.7、3.8.20）。3

18、.模具结构应能保证弯曲时产生的水平方向的错移力得到平衡平衡（图3.8.1e、图3.8.9b、图3.8.13）。第四章 弯曲六、弯曲模结构设计应注意的问题（续）第十节 弯曲模工作部分尺寸确定1.凸模圆角半径第四章 弯曲一、弯曲模工作部分尺寸的设计当工件的相对弯曲半径/较小时，凸模圆角半径pr取等于工件的弯曲半径，但不应小于材料允许的最小弯曲半径值rmin。当/10时，则应考虑回弹，将凸模圆角半径rp根据回弹角的大小加以修正。第十节 弯曲模结构设计第四章 弯曲二、弯曲模工作部分尺寸的设计（续）2.凹模圆角半径 dr(0.6 0.8)()dprrt凹模两边的圆角半径应一致一致，否则在弯曲时坯料会发生

19、偏移。t2mm时，dr（36）24时，（23）4时，2V形弯曲凹模的底部可开退刀槽或取圆角半径 凹模圆角半径一般不应小于3mm，否则弯曲时材料表面容易出现划痕甚至压痕。drdr直边部分较长或凹模较深时取大值第十节 弯曲模结构设计3.凹模深度第四章 弯曲二、弯曲模工作部分尺寸的设计（续）V形件弯曲模：U形件弯曲模：第十节 弯曲模结构设计第四章 弯曲二、弯曲模工作部分尺寸的设计（续）4.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形件弯曲模的间隙越大，回弹越大，工件精度越低；间隙越小，弯曲力越大，材料厚度减薄，摩擦增大，模具寿命降低。第十节 弯曲模结构

20、设计第四章 弯曲二、弯曲模工作部分尺寸的设计（续）4.凸、凹模间隙U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙一般可按下式计算：max/2Ztkttkt 式中 k间隙系数，可查表4-10。板料厚度的正偏差。当工件精度要求较高时，其间隙应适当缩小，取Z/2t。第十节 弯曲模结构设计5.U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差第四章 弯曲二、弯曲模工作部分尺寸的设计（续）决定原则决定原则：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。工件标注外形尺寸 工件标注内形尺寸第十节 弯曲模结构设计第四章 弯曲二、弯曲模工作部分尺寸的设计（续）第四章 弯曲形件弯曲模形

21、件弯曲模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 转轴顶板第四章 弯曲形件一次成形弯曲形件一次成形弯曲模模第四章 弯曲）首次弯曲）二次弯曲1凸模2定位板3凹模4顶板5下模形 形件两次成形弯曲形件两次成形弯曲模模第四章 弯曲1凸凹模2凹模 3活动凸模4顶杆 形件复合弯曲形件复合弯曲模模第四章 弯曲带摆块的带摆块的 形件弯形件弯曲模曲模 1凹模 2活动凸模 3摆块 4垫板 5推板 第四章 弯曲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 形件弯曲模形件弯曲模第四章 弯曲1凸模 2压板 3芯棒 4坯料 5凹模 6滑块 7楔

22、模 8活动凹模 小圆弯曲模小圆弯曲模第四章 弯曲三道工序弯曲大圆三道工序弯曲大圆第四章 弯曲两道工序弯曲大圆两道工序弯曲大圆第四章 弯曲带摆动凹模的一次弯曲成形模带摆动凹模的一次弯曲成形模1支撑 2凸模 3摆动凹模 4顶板5上模座 6芯棒 7反侧压块 8下模座第四章 弯曲第一道工序 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第四章 弯曲滚轴式弯曲模滚轴式弯曲模1凸模2定位板 3凹模4滚轴5挡板 第四章 弯曲带摆动凸模弯曲模带摆动凸模弯曲模摆动凸模压料装置凹模第四章 弯曲带摆动凹模的弯曲模带摆动凹模的弯曲模定位板摆动凹模凸模第四章 弯曲复合弯曲模复合弯曲模第四章 弯曲多次多

23、次V V形弯曲制造复杂零形弯曲制造复杂零件举例件举例第四章 弯曲折弯机用弯曲模的端面形状折弯机用弯曲模的端面形状）通用凹模）直臂式凸模）曲臂式凸模第四章 弯曲通用通用V V形弯形弯曲模曲模 第四章 弯曲通用形、通用形、形件弯形件弯曲模曲模1模柄2螺栓 3主凸模4螺栓 5斜顶块 6特制螺栓 7副凸模8特种螺体9顶杆 10垫板 11弹簧 12框套13顶件块14凹模15定位装置 第四章 弯曲弯曲模工作部分的弯曲模工作部分的尺寸尺寸 第四章 弯曲标注内形和外形的弯曲件及模标注内形和外形的弯曲件及模具尺寸具尺寸第四章 弯曲滑块水平运动几何关系滑块水平运动几何关系s-滑块行程 s1-斜楔行程a5mm b滑块斜面长度/5 第四章 弯曲斜楔滑块结构示意图斜楔滑块结构示意图1-斜楔 2-挡块 3-键 4、5防磨板 6-导销 7-弹簧 8、9-镶块 10-滑块 第四章 弯曲滑块的导滑滑块的导滑形式形式第四章 弯曲