冲压模具技术 教学课件 作者 范玖红 3章.ppt

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1、冲压模具技术第三章弯曲弯曲是将板料、棒料、管料或型材等弯成一定形状和角度的工件的成型方法。弯曲件的形状很多，如V形件、U形件、Z形件以及其他形状的工件。弯曲可以利用模具在压力机上进行，也可在其他专用设备(如折弯机、滚弯机、拉弯机、弯管机)上进行。本章主要介绍板料在压力机上用模具弯曲的工艺及模具设计。第一节弯曲变形的特点一、变形过程分析(一)变形过程板料的V形弯曲和U形弯曲是最基本的弯曲变形。板料在V形模内的弯曲过程如图3-1所示。(二)弯曲变形特点为研究弯曲变形的特点，可先在板料侧壁上画上坐标网格，然后进行弯

2、曲。观察变形后的网格及横断面的变化，如图3-2所示，可以发现弯曲变形有如下特点：1)工件分成了直边和圆角两部分，圆角部分是变形区。其中圆角部分的内半径为r，中心角为α。圆角部分的正方形网格变成了扇形，远离圆角的直边部分网格没有变化，而靠近圆角的直边网格有少许的变化。2)在圆角变形区内，变形不均匀。弯曲前aa=bb,弯曲后aa

3、的长度在弯曲前后保持不变，称为应变中性层。3)当相对弯曲半径r/t较小时，厚度变薄和长度增加较大。弯曲变形区，内区受压，外区受拉，拉区使板料减薄，压区使板料增厚，中性层内移，拉区扩大，压区减小，使板料的减薄大于增厚，从而使整个板料出现变薄现象。r/t越小，变薄现象越严重。二、弯曲半径(一)最小弯曲半径r/t称为相对弯曲半径，生产中常用r/t表示弯曲变形程度的大小。r/t值越小，板料最外层纤维的伸长变形程度越大，当r/t小到一定值后，最外层纤维的伸长变形将超过材料的最大许可变形而产生裂纹。防止外层纤维拉裂的极限

4、弯曲半径，称为最小相对弯曲半径，用rmin/t来表示。(二)影响最小弯曲半径的因素1.材料的力学性能材料的塑性越好，塑性指标如伸长率、断面收缩率等越高。便可采用较小的rmin/t。2.板料的表面和侧面质量板料的表面有划伤、裂纹或侧面(剪切面)有毛刺、裂口及冷作硬化等缺陷时，弯曲中容易开裂，使材料过早地破坏，不可采用较小的rmin/t。3.板料的纤维方向图3-3纤维方向对rmin/t的影响轧制板材具有方向性，顺着纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的指标。图3-3如图3-3所示，当工件的弯曲线与板料的纤维方向垂

5、直时，可具有最小的弯曲半径。若弯曲线与板料的纤维方向平行时，其最小弯曲半径最大。故在弯制r/t较小的工件时，其排样应使弯曲线尽可能垂直于板料的纤维方向。如工件有两个互相垂直的弯曲线，且r/t很小时，应在排样时使两个弯曲线与板料的纤维方向成45°夹角。4.工件的弯曲角α弯曲变形集中在圆角部分，直边基本不参与变形。但由于板料纤维之间的互相牵制，靠近圆角的直边材料也参与了弯曲变形。弯曲角α越小，直边部分参与变形的分散效应越显著，最小弯曲半径rmin/t也越小。α<90°影响较显著，α>90°时，弯曲角的影响很小。(

6、三)相对最小弯曲半径的确定表3-1为多次试验获得的相对最小弯曲半径rmin/t值。本表用于板厚小于10mm，弯曲角大于90°，剪切断面良好的情况。表3-1最小弯曲半径rmin/t第二节弯曲卸载后的回弹一、弯曲回弹现象及原因在外力作用下，板料产生的总变形由塑性变形和弹性变形两部分组成。当外力去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形则会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具不一致，这种现象称为回弹。回弹的结果表现为弯曲件半径和角度的变化，如图3-4所示。通过研究回弹，可以预先掌握弯曲件的回弹趋向，初定回弹量的

7、大小，以减少模具在试模调整阶段的工作量，保证弯曲件的质量。二、弯曲件回弹值的确定影响回弹的因素很多，生产中，按回弹量来制造的模具需要经过多次调试和修磨，才能使回弹量控制在许可的范围内。此外，还可以采用一些工艺措施用以减小回弹。(一)小变形程度(r/t≥10)自由弯曲时，回弹值的确定当r/t≥10时，卸载后弯曲件的回弹较大，凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式计算式中rT——凸模工作部分的圆角半径；r——弯曲件的圆角半径；αT——凸模圆角部分中心角；α——弯曲件圆角部分中心角；σS——弯曲件材料的屈服点；E——

8、弯曲件材料的弹性模量；t——弯曲件材料厚度。(二)大变形程度(r/t<5)自由弯曲时，回弹值的确定当r/t<5时，卸载后弯曲件圆角半径的变化很小，可以不予考虑。对于弯曲中心角为90°的V形件自由弯曲时，回弹角可查表3-2。当弯曲中心角不为90°时，其回弹角可按下式换算(三)校正弯曲时回弹值的确定V形件校正弯曲时，一般r/t都比较小，可以不考虑弯曲半径的回弹，弯曲角的回弹量也比较小。V形件校正弯曲时的