1、1冷冲压工艺与模具设计弯曲教学23-1弯曲变形过程及变形特点一.弯曲二.弯曲变形过程三.板料塑性弯曲的变形特点3一.弯曲弯曲：将板料、型材、管材或棒材等弯成一定的角度和曲率，形成一定形状零件的冲压方法。弯曲变形利用模具在压力机、专用的折弯机、滚弯机、拉弯机、弯管机等设备上进行。4常见弯曲件5二.弯曲变形过程弹性变形阶段塑性变形阶段自由弯曲校正弯曲 6三.板料塑性弯曲的变形特点q研究方法：坐标网格法q自由弯曲时的应力应变状态q板料的弯曲状态与中性层位置71.中性层的内移应力中性层：板料截面上的应力由外层的拉应力过渡到内层的压应力，其间金属的切向应力为零的金属层。变形程度较小时，应力中性层和应变中
2、性层相重合，均位于板料截面中心的轨迹上。变形程度比较大时，由于径向压应力的作用，应力中性层和应变中性层都从板厚的中央向内侧移动，应力中性层的位移量大于应变中性层的位移量。8弯曲模结构设计应注意的问题3-4 弯曲件坯料尺寸的计算提高弯曲极限变形程度的方法预冲工艺槽、孔的弯曲件联系电话：0518-5690852；材料厚度对最小弯曲半径的影响板料塑性弯曲的变形特点对于低塑性的材料或厚板料，采用加热弯曲。弯曲模上模三维图形（爆炸）有压料装置的V形件弯曲模断面质量对最小相对弯曲半径的影响谢谢使用本课件，欢迎您提出宝贵意见。细而长的板料弯曲件，弯曲后纵向产生翘曲变形。弯曲中心角（弯曲角和弯曲中心角定义）弯
3、曲后的翘曲与剖面畸变提高弯曲极限变形程度的方法经冷变形硬化的材料，可采用热处理恢复板材塑性的方法。工件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模圆角半径取工件的弯曲内半径。拉弯时板料内部的切向应变弯曲模下模三维图形（爆炸）弯曲变形过程中，变形区切向受拉的外区（拉区）使板料减薄，切向受压的内区（压区）使板料增厚。由于中性层向内移动，拉区扩大，压区减小，板料的减薄将大于板料的增厚，整个板料便出现变薄现象。变形程度越大，变薄现象越严重。弯曲所用坯料一般属于宽板，板料宽度方向变形困难，因而变形区厚度的减薄将导致板料长度的增加。变形程度越大，长度增加量越大。2.变形区板料的厚度变薄和长度增加93.弯曲后的翘曲与剖
4、面畸变n细而长的板料弯曲件，弯曲后纵向产生翘曲变形。板料弯曲件短而粗时，弯曲后纵向产生翘曲不明显。窄板弯曲、管材、型材弯曲后的剖面由于径向压应力的作用，剖面产生畸变。103-2最小弯曲半径 一.影响最小弯曲半径的因素 二.提高弯曲极限变形程度的方法11一.影响最小弯曲半径的因素q最小弯曲半径：在板料不发生破坏条件下，所能弯曲成的零件内表面的最小圆角半径。材料的力学性能板料表面和侧面质量弯曲线的方向弯曲中心角（弯曲角和弯曲中心角定义）12 二.提高弯曲极限变形程度的方法 经冷变形硬化的材料，可采用热处理恢复板材塑性的方法。清除冲裁毛刺，毛刺较小时可以使毛刺的一面处于弯曲受压的内缘，以免应力集中而
5、开裂。对于低塑性的材料或厚板料，采用加热弯曲。采取两次弯曲的工艺方法，弯曲-退火-弯曲。对于厚板料，结构允许时可以采取先在弯角内侧开槽后再进行弯曲的工艺。材料厚度对最小弯曲半径的影响 13开槽后再弯曲示意图143-3 弯曲回弹 一.回弹现象二.影响回弹的因素三.回弹值的确定四.减少回弹的措施15一.回弹现象q弯曲件的回弹q回弹现象：弯曲时材料产生弹性变形、塑性变形，外载荷去除后，塑性变形保留，弹性变形消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化。弯曲时内区弹性伸长，外区弹性缩短，加剧了工件形状和尺寸的改变。曲率减小弯曲中心角减小16二.回弹值的确定小变形程度自由弯曲时的回弹值大变形程度自由弯曲时的回弹值
6、 大变形程度时，卸载后弯曲件圆角半径的变化很小，一般可不予考虑，仅考虑弯曲中心角的变化。EtrrrsT31 TTrr17三减少回弹的措施改进弯曲件的设计尽量避免选用过大的相对弯曲半径。尽量选用力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。结构允许的情况下在弯曲件弯曲区压制加强筋，以提高零件的刚度。18采取适当的弯曲工艺采用校正弯曲代替自由弯曲。对冷作硬化材料进行退火热处理后再进行弯曲。采用加热弯曲。相对弯曲半径很大的弯曲件采用拉弯工艺。拉弯时板料内部的切向应变19变形程度较小时，应力中性层和应变中性层相重合，均位于板料截面中心的轨迹上。弯曲模上模三维图（爆炸）采用校正弯曲代替自由弯曲。弯曲模上模上部三维
7、图（爆炸）清除冲裁毛刺，毛刺较小时可以使毛刺的一面处于弯曲受压的内缘，以免应力集中而开裂。拉弯时断面内切向应变分布弯曲件应变中性层位置的确定变形程度较小时，应力中性层和应变中性层相重合，均位于板料截面中心的轨迹上。回弹现象：弯曲时材料产生弹性变形、塑性变形，外载荷去除后，塑性变形保留，弹性变形消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化。对冷作硬化材料进行退火热处理后再进行弯曲。V形件弯曲模的凸、凹模间隙靠调整压力机闭合高度来控制的。弯曲件的材料具有足够的塑性，屈强比小，屈服点与弹性模量的比值小，有利于弯曲成形和工件质量的提高。弯曲件的工艺性：弯曲件的形状、尺寸、精度、材料及技术要求等对弯曲加工工艺的适
8、应性。p：弯曲件应变中性层半径弯曲模上模三维图（爆炸）弯曲模结构设计应注意的问题材料厚度对最小弯曲半径的影响预冲工艺槽、孔的弯曲件清除冲裁毛刺，毛刺较小时可以使毛刺的一面处于弯曲受压的内缘，以免应力集中而开裂。对于较硬材料，可根据回弹值对模具工作部分形状和尺寸进行修正。弯曲模上模三维图（爆炸）合理设计弯曲模对于较硬材料，可根据回弹值对模具工作部分形状和尺寸进行修正。（修正法）对于软材料，可采用在模具上做出补偿角及小间隙进行弯曲。（补偿法）采用小间隙进行弯曲。U形件采用背压法进行弯曲。203-4 弯曲件坯料尺寸的计算一.弯曲件应变中性层位置的确定二.弯曲件坯料尺寸的计算21一.弯曲件应变中性层位
9、置的确定p：弯曲件应变中性层半径r：弯曲件内弯曲半径t：材料厚度x：应变中性层位移系数 xtr 22二.弯曲件坯料尺寸的计算)(180txrlLiiiiZ233-5弯曲力的计算一自由弯曲时的弯曲力二.校正弯曲时的弯曲力三.顶件力或压料力24一自由弯曲时的弯曲力V形件 U形件 trBt8.0b2自FtrBtb2自F25二校正弯曲时的弯曲力Ap校F三顶件力或压料力自FFD)8.03.0(263-6弯曲件的工艺性一弯曲件的精度二弯曲件的材料三弯曲件的结构27一弯曲件的精度q弯曲件的工艺性：弯曲件的形状、尺寸、精度、材料及技术要求等对弯曲加工工艺的适应性。弯曲件的精度受坯料定位、偏移、翘曲和回弹等因素
10、的影响，弯曲的工序数目越多，精度越低。弯曲件尺寸公差按GB/T13914-92，角度公差按GB/T13915-92，形位公差按GB/T13916-92。28二弯曲件的材料弯曲件的材料具有足够的塑性，屈强比小，屈服点与弹性模量的比值小，有利于弯曲成形和工件质量的提高。29弯曲半径、弯曲件的形状、弯曲高度、弯曲件孔边距离、弯曲件的尺寸一自由弯曲时的弯曲力工件的相对弯曲半径r/t较大时，考虑到弹性回弹，凸模圆角半径加以修正。板料弯曲件短而粗时，弯曲后纵向产生翘曲不明显。板料的弯曲状态及中性层位置上模上部三维图形（爆炸）变形程度越大，变薄现象越严重。U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙弯曲半径、弯曲件的形状
11、、弯曲高度、弯曲件孔边距离、弯曲件的尺寸拉弯时断面内切向应变分布大变形程度时，卸载后弯曲件圆角半径的变化很小，一般可不予考虑，仅考虑弯曲中心角的变化。弯曲件应变中性层位置的确定变形程度比较大时，由于径向压应力的作用，应力中性层和应变中性层都从板厚的中央向内侧移动，应力中性层的位移量大于应变中性层的位移量。弯曲模结构设计应注意的问题V形件弯曲模凹模深度及底部最小厚对于低塑性的材料或厚板料，采用加热弯曲。清除冲裁毛刺，毛刺较小时可以使毛刺的一面处于弯曲受压的内缘，以免应力集中而开裂。夹角小于90度的U形件弯曲模谢谢使用本课件，欢迎您提出宝贵意见。凹模开口宽度LA不能大于弯曲坯料展开长度的0.弯曲模
12、工作部分尺寸的设计工件的相对弯曲半径r/t较大时，考虑到弹性回弹，凸模圆角半径加以修正。板料的弯曲状态与中性层位置弯曲模上模三维图形（爆炸）尽量避免选用过大的相对弯曲半径。弯曲模上模三维图（爆炸）对冷作硬化材料进行退火热处理后再进行弯曲。谢谢使用本课件，欢迎您提出宝贵意见。夹角小于90度的U形件弯曲模工件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模圆角半径取工件的弯曲内半径。一自由弯曲时的弯曲力凹模圆角半径不能过小，以免擦伤工件表面，影响冲模寿命。对冷作硬化材料进行退火热处理后再进行弯曲。弯曲件应变中性层位置的确定采用校正弯曲代替自由弯曲。采用校正弯曲代替自由弯曲。上模中间三维图形（爆炸）提高弯曲极限变形
13、程度的方法断面质量对最小相对弯曲半径的影响拉弯时板料内部的切向应变拉弯时断面内切向应变分布U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙三弯曲件的结构 弯曲半径、弯曲件的形状、弯曲高度、弯曲件孔边距离、弯曲件的尺寸30弯曲件的直边高度31侧面为斜边的弯曲件32弯曲件的孔边距离33防止孔变形的措施34预冲工艺槽、孔的弯曲件35带有缺口的弯曲件36切口弯曲件的形状37 3-7 弯曲模设计一.弯曲件的工序安排二.典型弯曲模结构三.弯曲模结构设计应注意的问题四.弯曲模工作部分尺寸的设计38一.弯曲件的工序安排n一次弯曲成形n二次弯曲成形n三次弯曲成形39二.典型弯曲模结构1.有压料装置的V形件弯曲模2.U形件弯曲模3
14、.一次弯曲成形的复合弯曲模4.夹角小于90度的U形件弯曲模5.铰链弯曲卷圆模6.Z形件弯曲模7.闹钟双铃提环弯曲模40Z形件弯曲模Z形弯曲件弯曲模三维图弯曲模三维图（爆炸）弯曲模上模三维图（爆炸）弯曲模上模上部三维图（爆炸）弯曲模上模中间三维图（爆炸）弯曲模下模三维图（爆炸）41三.弯曲模结构设计注意问题模具结构应能保证坯料在弯曲时不发生偏移。（弯曲偏移现象）模具结构不应妨碍坯料在合模过程中应有的转动和移动。模具结构应能保证弯曲时上、下模之间水平方向的力得到平衡。42四.弯曲模工作部分尺寸设计凸模圆角半径工件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模圆角半径取工件的弯曲内半径。（不应小于许可的最小弯曲半
15、径。）工件的相对弯曲半径r/t较大时，考虑到弹性回弹，凸模圆角半径加以修正。43凹模圆角半径凹模圆角半径不能过小，以免擦伤工件表面，影响冲模寿命。凹模两边的圆角半径应一致。t2rmm4tt32rmm42tt632AAA时）（时）（时rmmt 44弯曲模上模三维图形（爆炸）工件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模圆角半径取工件的弯曲内半径。二校正弯曲时的弯曲力计算原则：工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上。材料厚度对最小弯曲半径的影响弯曲件的工艺性：弯曲件的形状、尺寸、精度、材料及技术要求等对弯曲加工工艺的适应性。板料的弯曲状态及中性层位置工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取
16、在凹模上。弯曲模上模三维图形（爆炸）凹模开口宽度LA不能大于弯曲坯料展开长度的0.断面质量对最小相对弯曲半径的影响自由弯曲时的应力应变状态弯曲半径、弯曲件的形状、弯曲高度、弯曲件孔边距离、弯曲件的尺寸变形程度越大，长度增加量越大。大变形程度时，卸载后弯曲件圆角半径的变化很小，一般可不予考虑，仅考虑弯曲中心角的变化。对冷作硬化材料进行退火热处理后再进行弯曲。3-4 弯曲件坯料尺寸的计算板料的弯曲状态与中性层位置大变形程度时，卸载后弯曲件圆角半径的变化很小，一般可不予考虑，仅考虑弯曲中心角的变化。拉弯时断面内切向应变分布对于低塑性的材料或厚板料，采用加热弯曲。变形程度比较大时，由于径向压应力的作用
17、，应力中性层和应变中性层都从板厚的中央向内侧移动，应力中性层的位移量大于应变中性层的位移量。凹模深度 V形件弯曲模凹模深度及底部最小厚 凹模开口宽度LA不能大于弯曲坯料展开长度的0.8倍。U形件弯曲模，对于弯边高度不大或要求两边平直的U形件，则凹模深度应大于零件的高度。45 凸、凹模间隙V形件弯曲模的凸、凹模间隙靠调整压力机闭合高度来控制的。U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙 C间隙系数，C0.030.2CttCttZmax46U形件弯曲凸、凹模横向尺寸的计算q工件尺寸的标注q计算原则：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。47
18、工件标注外形尺寸ALLA0max)75.0(0)2(TZLLAT48工件标注内形尺寸凸、凹模的制造公差，采用IT7IT9。0min)75.0(TLLTAZLLTA0)2(49结束语n谢谢使用本课件，欢迎您提出宝贵意见。n祝您学习进步，工作顺利！n联系电话：0518-5690852；13961373299nE-mail：50弯曲件51弯曲模三维图形52弯曲模三维图形（爆炸）53弯曲模上模三维图形（爆炸）54上模上部三维图形（爆炸）55上模中间三维图形（爆炸）56弯曲模下模三维图形（爆炸）57自由弯曲时的应力应变58弯曲变形特点中 性 层B窄 板（B/t3)弯 曲 件 横 截 面 内 的 变 化弯
19、 曲 件 纵 截 面 内 的 变 化59板料的弯曲状态及中性层位置60弯曲剖面畸变61断面质量对最小相对弯曲半径的影响62材料厚度对最小弯曲半径的影响63弯曲回弹64弯曲角与弯曲中心角65改进弯曲件的结构以减小回弹66改进弯曲件的结构以减小回弹大变形程度时，卸载后弯曲件圆角半径的变化很小，一般可不予考虑，仅考虑弯曲中心角的变化。弯曲模上模三维图（爆炸）U形件弯曲凸、凹模横向尺寸的计算清除冲裁毛刺，毛刺较小时可以使毛刺的一面处于弯曲受压的内缘，以免应力集中而开裂。U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙U形件弯曲模的凸、凹模单边间隙采取两次弯曲的工艺方法，弯曲-退火-弯曲。结构允许的情况下在弯曲件弯曲区压
20、制加强筋，以提高零件的刚度。弯曲模三维图形（爆炸）弯曲半径、弯曲件的形状、弯曲高度、弯曲件孔边距离、弯曲件的尺寸弯曲半径、弯曲件的形状、弯曲高度、弯曲件孔边距离、弯曲件的尺寸弯曲件的材料具有足够的塑性，屈强比小，屈服点与弹性模量的比值小，有利于弯曲成形和工件质量的提高。变形程度越大，长度增加量越大。夹角小于90度的U形件弯曲模凹模开口宽度LA不能大于弯曲坯料展开长度的0.p：弯曲件应变中性层半径U形件采用背压法进行弯曲。变形程度越大，长度增加量越大。板料弯曲件短而粗时，弯曲后纵向产生翘曲不明显。板料的弯曲状态与中性层位置自由弯曲67校正弯曲68拉弯工艺69拉弯时断面内切向应变分布70小间隙拉弯示意图71用补偿法修正模具结构72用校正法修正模具结构73纵向加压弯曲74弯曲件坯料尺寸的计算75一次弯曲成形76二次弯曲成形77三次弯曲成形78弯曲模及工件尺寸标注79有压料装置的V形件弯曲模80U形件弯曲模81一次弯曲成形的复合弯曲模82夹角小于90的U形件弯曲模
