1、冲压工艺及冲模设计王志刚1冲压工艺及冲模设计王志刚2冲压工艺及冲模设计王志刚3冲压工艺及冲模设计王志刚4第四章 弯 曲内容简介:弯曲是冲压基本工序。本章在分析弯曲变形过程及弯曲件质量影响因素的基础上，介绍弯曲工艺计算、工艺方案制定和弯曲模设计。涉及弯曲变形过程分析、弯曲半径及最小弯曲半径影响因素、弯曲卸载后的回弹及影响因素、减少回弹的措施、坯料尺寸计算、工艺性分析与工艺方案确定、弯曲模典型结构、弯曲模工作零件设计等。学习目的与要求：1.了解弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素；2.掌握弯曲工艺计算方法。3.掌握弯曲工艺性分析与工艺设计方法；4.认识弯曲模典型结构及特点，掌握弯曲模工作零件设计方法；
2、5.掌握弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤。冲压工艺及冲模设计王志刚5第四章 弯 曲难点：1 弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素；2 弯曲工艺计算方法；3 弯曲工艺性分析与工艺方案制定；4 弯曲模典型结构与结构设计；5 弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤。1弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素；2影响回弹的因素与减少回弹的措施；3弯曲工艺计算；4弯曲模典型结构与弯曲模工作零件设计。重点：冲压工艺及冲模设计王志刚6第四章 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 弯曲模设计第一节 弯曲变形过程及其变形特点第二节 最小
3、弯曲半径弯曲概述今天学习内容冲压工艺及冲模设计王志刚7第四章 弯 曲弯曲概述：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，形成所需状零件的冲压工序。弯曲：弯曲模：弯曲方法：模具压弯 折弯 滚弯 拉弯弯曲工艺所用的模具冲压工艺及冲模设计王志刚8第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲一、弯曲变形过程 V形弯曲是最基本的弯曲变形，任何复杂弯曲都可看成是由多个V形弯曲组成。以V形弯曲为代表分析弯曲变形过程 1.弯曲变形时板材变形区受力情况 在板材A处，凸模1施加外力2F，在凹模2支承点B处，则产生反力并与这外力构成了弯曲力矩M=F*L，该弯曲力矩使板材产生弯曲变形。冲压工艺及
4、冲模设计王志刚9第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲2.弯曲变形过程弹性弯曲变形：弯曲圆角半径r很大，弯曲力矩很小弹-塑性弯曲变形：塑性弯曲变形：贴模：自由弯曲校正弯曲：内外表面毛坯内部力臂L弯曲力弯曲力矩塑性变形板料截面全部进入塑性变形状态 板料与凸、凹模完全贴紧？贴模后，凸模回程，继续下一个弯曲件的弯曲贴模后，凸模继续下压，压力增大到一定值后凸模回程，继续下一个弯曲件的弯曲？冲压工艺及冲模设计王志刚10第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲二、弯曲变形的特点 观察板料弯曲时的金属流动情况，便于分析材料的变形特点目的：过程：用机械刻线或照相腐蚀法在弯曲前的板料侧表面设置坐标网格
5、用显微镜观察测量弯曲前后网格的尺寸和形状变化情况坐标网格法弯曲分析方法：冲压工艺及冲模设计王志刚11第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲二、弯曲变形的特点1、弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域 弯曲圆角部分正方形网格变成了扇形靠近圆角部分的直边有少量变形其余直边部分的网格仍保持原状2、弯曲变形区内存在中性层 板料内侧的纵向网格线长度缩短，愈靠近内侧愈短板料外侧的纵向网格线长度伸长，愈靠近外侧愈长材料的连续性，在伸长和缩短两个变形区域之间，其中必定有一层金属纤维材料的长度在弯曲前后保持不变，这一金属层称为应变中性层 受压受拉冲压工艺及冲模设计王志刚12第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章
6、弯 曲3、变形区材料厚度变薄和增长的现象 变形区外侧材料受拉伸长，厚度减薄；变形区内侧材料受压收缩，厚度增厚。外侧的减薄量大于内侧的增厚量 4、变形区板料剖面的畸变、翘曲、起皱和破裂 相对宽度 b/t 3，称为窄板，横断面形状变成了外窄内宽的扇形相对宽度 b/t 3，称为宽板，横断面形状基本保持为矩形变形区横断面形状尺寸发生改变称为畸变 翘曲、起皱和破裂厚度变薄长度增长弯曲变形后体积不变冲压工艺及冲模设计王志刚13第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲5、弯曲变形区中性层内移弯曲前变形区的体积：v v0 0=Lbt=Lbt 弯曲后变形区的体积：中性层的长度弯曲变形前后不变：弯曲变形区变形
7、前后体积不变：变薄系数：可以看出，中性层位置与板料厚度t、弯曲半径r以及变薄系数等因素有关。相对弯曲半径r/t 越小，则变薄系数、中性层的曲率半径越小，中性层位置的 内移越大。冲压工艺及冲模设计王志刚14第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲三、弯曲变形的特点小结：1、弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域 2、弯曲变形区内存在中性层 3、变形区材料厚度变薄和增长的现象 4、变形区板料剖面的畸变、翘曲、起皱和破裂 5、弯曲变形区中性层内移冲压工艺及冲模设计王志刚15第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲二、塑性弯曲变形区的应力、应变1、窄板（B/t3）：应力状态：长度方向1：内区受压，外
8、区受拉宽度方向2：内外侧压力均为零厚度方向3：内外均受压应力两向应力长度方向1：内区压应变，外区拉应变宽度方向2：内区拉应变，外区压应变厚度方向3：内区拉应变，外区压应变应变状态：三向应变2、宽板（B/t3）：冲压工艺及冲模设计王志刚16第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲2、宽板（B/t3）：长度方向1：内区压应变，外区拉应变宽度方向2：内外区近似为零厚度方向3：内区拉应变，外区压应变长度方向1：内区受压，外区受拉宽度方向2：内区受压，外区受拉厚度方向3：内外均受压应力应力状态：应变状态：三向应力两向应变冲压工艺及冲模设计王志刚17第一节 弯曲变形过程及变形特点第四章 弯 曲三、塑性
9、弯曲变形区的应力、应变小结：1、窄板（B/t3）：两向应力、三向应变2、宽板（B/t3）：三向应力、两向应变弯曲概述：第一节 弯曲变形过程及变形特点二、弯曲变形的特点1、弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域 2、弯曲变形区内存在中性层 3、变形区材料厚度变薄和增长的现象 4、变形区板料剖面的畸变、翘曲、起皱和破裂 5、弯曲变形区中性层内移1、弯曲变形时板材变形区受力情况2、弯曲变形过程一、弯曲变形过程冲压工艺及冲模设计王志刚18第二节 最小弯曲半径冲压工艺及冲模设计王志刚19第二节 最小弯曲半径第四章 弯 曲弯曲半径愈小外表面的变形程度愈大出现裂纹或拉裂 在保证弯曲变形区材料外表面不发生破坏的条件
10、下，弯曲件内表面所能形成的最小圆角半径r min。最小弯曲半径：最小相对弯曲半径：最小弯曲半径与弯曲材料厚度的比值 r min/tr min/t 又被称为最小弯曲系数，是衡量弯曲变形程度的主要标志。理论公式计算的结果与实际的值有一定误差，在实际生产中主要参考经验数据来确定各种材料的最小弯曲半径及最小相对弯曲半径，既可查相关手册。为什么理论公式计算的结果与实际的值有一定误差？一、弯曲变形程度及其表示方法冲压工艺及冲模设计王志刚20第二节 最小弯曲半径第四章 弯 曲冲压工艺及冲模设计王志刚21二、影响最小弯曲半径的因素第四章 弯 曲第二节 最小弯曲半径 材料的塑性愈好，许可的相对弯曲半径愈小。1、
11、材料的力学性能2、弯曲中心角 的大小理论上：弯曲变形区局限于圆角区域，直边部分不参与变形，似乎变形程度只与相对弯曲半径 r/t 有关，而与弯曲中心角无关。由于材料的相互牵制作用，接近圆角的直边也参与了变形，扩大了弯曲变形区的范围，分散了集中在圆角部分的弯曲应变，使圆角外表面受拉状态有所缓解，从而有利于降低最小弯曲半径的数值。实际上：变形分散效应最小相对弯曲半径冲压工艺及冲模设计王志刚22第四章 弯 曲第二节 最小弯曲半径3、板料的轧制方向与弯曲线夹角的关系板料的轧制方向板料的纤维方向 板料性能方向性 板料的弯曲线：当弯曲件的折弯线与纤维方向垂直时，材料具有较大的拉伸强度，不易拉裂，最小相对弯曲
12、半径 r min/t的数值最小。顺着纤维方向的塑性指标优于与纤维相垂直的方向某些性能冲压工艺及冲模设计王志刚23第四章 弯 曲第二节 最小弯曲半径4、板料表面及冲裁断面质量弯曲用的板料毛坯由冲裁或剪裁获得剪切断面上各种缺陷应力集中，材料易破裂表面质量和断面质量差的板料弯曲最小相对弯曲半径弯曲生产实际中需要用到较小的 r min/t 值时？采用弯曲前去除毛刺 或将材料有小毛刺的一面朝向弯曲凸 模弯曲；切除剪切断面上的硬化层；退火处理等方法；避免工件的破裂 冲压工艺及冲模设计王志刚245、板料的相对宽度第四章 弯 曲第二节 最小弯曲半径弯曲件的相对宽度b/t材料沿宽向流动的阻碍相对弯曲半径冲压工艺
13、及冲模设计王志刚256、板料的厚度第四章 弯 曲第二节 最小弯曲半径 弯曲变形区切向应变在板料厚度方向上按线性规律变化，内、外表面最大，在中性层上为零。厚度较小切向应变梯度很大与最大应变的外表面相邻近的纤维层可以阻止外表面材料局部不均匀延伸薄板最小弯曲半径允许延伸均匀冲压工艺及冲模设计王志刚261、材料的力学性能2、弯曲中心角 的大小3、板料的轧制方向与弯曲线夹角的关系4、板料表面及冲裁断面质量5、板料的相对宽度6、板料的厚度第四章 弯 曲第二节 最小弯曲半径小结：二、影响最小弯曲半径的因素冲压工艺及冲模设计王志刚27三、提高弯曲极限变形程度的方法第四章 弯 曲第二节 最小弯曲半径弯曲件变形区
14、的变形程度受该材料最小弯曲半径的限制。当弯曲件有特殊要求必须小于最小弯曲圆角半径时怎么办？3、弯曲件毛坯弯曲圆角内侧开工艺槽1、分两次弯曲：第一次采用较大的弯曲件半径，经中间退火后第二次再弯 至要求 的半径尺寸。2、先退火后弯曲或采用热弯冲压工艺及冲模设计王志刚28小结：第四章 弯 曲第二节 最小弯曲半径介绍了本章内容、学习目的与要求以及重点和难点第一节 弯曲变形过程及变形特点第二节 最小弯曲半径一、弯曲变形程度及其表示方法二、影响最小相对弯曲半径 r min/t 的因素三、提高弯曲极限变形程度的方法 一、弯曲变形过程二、弯曲变形的特点三、塑性弯曲变形区的应力、应变弯曲概述冲压工艺及冲模设计王志刚29下 课 ！
