冲压模具设计与实践范建蓓教学单元四弯曲工艺与弯曲模设计

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1、冲压工艺模具及设备第四章弯曲工艺与弯曲模设计目录4.1任务引入4.2相关知识4.3任务实施思考与练习题弯曲工艺与弯曲模设计4.1任务引入弯曲方法可分为压弯、折弯、滚弯、拉弯等。为压板与保持架零件，要将平板坯料加工成图中所示形状的冲件。讨论这两个零件的成形工艺及弯曲模设计。这些是学习单元要讨论解决的内容。试确定冲压成形工艺及模具设计。压板与保持架零件的弯曲弯曲工艺与弯曲模设计4.2相关知识弯曲变形分析及特点弯曲件的质量问题及控制弯曲件的工艺性弯曲件坯料尺寸的计算弯曲力的计算弯曲件的工序安排弯曲模典型结构弯曲模工作部分设计弯曲工艺与弯曲模设计4.2.1弯曲变形分析及特点1.弯曲变形过程

2、V形件的弯曲是板料最基本的弯曲。弯曲变形过程弯曲工艺与弯曲模设计2.弯曲变形特点板料弯曲前后网格的变化（1）弯曲变形区的位置弯曲变形区主要集中在圆角部分，此处正方形网格已变成扇形；在圆角与直边交界附近只有少量变形，其余直边部分不发生变形。（2）应变中性层变形区在由外侧的拉伸应变过渡到内侧的压缩应变时，必然存在一层金属的纤维长度在变形前后保持不变，此层称为应变中性层。弯曲工艺与弯曲模设计（3）变形区厚度和板料长度变薄后的厚度为：（4）变形区的断面窄板弯曲后的断面变化弯曲工艺与弯曲模设计3.弯曲变形时的应力、应变状态（1）应变状态外侧伸长应变，内侧压缩应变。其应变ε1为绝对值最大的主应

3、变。1）长度方向（切向）2）厚度方向（径向）根据塑性变形体积不变定律可知，沿着板料的宽度和厚度方向，必然产生与ε1符号相反的应变。在板料的外侧，厚度方向的ε2为压缩应变；在板料的内侧，厚度方向的ε2为拉伸应变。弯曲工艺与弯曲模设计弯曲工艺与弯曲模设计3）宽度方向（轴向）窄板弯曲b/t＜3时，材料在宽度方向可以自由变形，因此外侧为压缩应变，内侧为拉伸应变；宽板弯曲b/t≥3时，沿宽度方向，板料的变形受到材料彼此的限制，使内侧和外侧的应变ε3近似为零。（2）应力状态1）长度方向（切向）外侧受拉应力，内侧受压应力。其应力σ1为最大主应力。弯曲工艺与弯曲模设计2）厚度方向（径向）在弯曲过程

4、中，材料有挤向曲率中心的倾向。3）宽度方向（轴向）窄板弯曲b/t＜3时：其内侧和外侧的应力均可忽略为零。宽板弯曲b/t≥3时：外侧材料在横向的收缩受阻，产生拉应力σ3，内侧横向拉伸受阻，产生压应力σ3。板料在弯曲过程中的应力、应变状态弯曲工艺与弯曲模设计4.2.2弯曲件的质量问题及控制1.回弹及其控制弯曲时的回弹回弹的大小：弯曲工艺与弯曲模设计（1）影响回弹的因素1）材料的力学性能2）相对弯曲半径r/t3）弯曲件的形状4）模具间隙5）弯曲力（2）回弹值的确定1）大变形自由弯曲（r/t＜5）只考虑角度的回弹，回弹角应作如下修正：弯曲工艺与弯曲模设计材料r/t材料厚度t/mm＜0.80

5、.8～2＞2软钢σb＝350MPa黄铜σb＝350MPa铝和锌＜11～5＞54°5°6°2°3°4°0°1°2°中硬钢σb＝400～500MPa硬黄铜σb＝400～500MPa硬青铜＜11～5＞55°6°8°2°3°5°0°1°3°硬钢σb＞550MPa＜11～5＞57°9°12°4°5°7°2°3°6°硬铝2A12＜22～5＞52°4°6°30′3°6°10°4°30′8°30′14°单角自由弯曲90°时的平均回弹角弯曲工艺与弯曲模设计2）小变形自由弯曲（r/t＞10）弯曲半径及弯曲角均有较大变化，用下列公式计算回弹补偿时弯曲凸模的圆角半径及角度。棒料弯曲时，其凸模圆角半径按下式

6、计算：弯曲工艺与弯曲模设计3）校正弯曲时的回弹值只考虑弯曲角的回弹值。弯曲角的回弹值可按下表中的经验公式计算。材料弯曲角30°60°90°120°08、10、Q19515、20、Q215、Q23525、30、Q25535、Q275V形件校正弯曲时的回弹角弯曲工艺与弯曲模设计（3）减小回弹的措施1）改善冲件的结构a）加强部件变形部位的刚性。b）设计有利于变形的弯曲形状。c）采用σs/E小，力学性能稳定和板料厚度均匀的材料，以减小回弹。改善冲件结构减小回弹弯曲工艺与弯曲模设计2）采用正确的弯曲工艺a）采用校正弯曲。b）采用拉弯工艺。c）采用端部加压弯曲。d）对经冷作硬化后的材料在弯曲前

7、进行退火处理，弯曲后再用热处理方法恢复处理性能。拉弯工艺采用端部加压减小回弹弯曲工艺与弯曲模设计3）合理设计弯曲模结构补偿回弹增大局部变形减小回弹采用软凹模弯曲减小回弹弯曲工艺与弯曲模设计2.弯裂及其控制板料弯曲时外层受拉，当拉伸应力超过材料的强度极限时，板料外层将出现弯曲裂纹。（1）最小相对弯曲半径弯曲时的变形情况相对弯曲半径r/t反映了板料的弯曲变形程度，r/t越小，弯曲变形程度越大。弯曲工艺与弯曲模设计（2）影响最小相对弯曲半径的因素1）材料的力学性能和热处理状