冲压工艺与模具设计 教学课件 作者 张信群 第3章 弯曲工艺与弯曲模.ppt

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1、第3章弯曲工艺与弯曲模弯曲变形过程分析3.1弯曲变形程度及其表示法3.2弯曲件的工艺性分析3.3弯曲件卸载后的回弹3.4弯曲件坯料尺寸的计算3.5弯曲工艺与模具设计实训3.10弯曲模的典型结构3.7弯曲模工作部分的尺寸设计3.8弯曲工艺中常见问题及解决措施3.9弯曲力的计算3.63.1弯曲变形过程分析3.1.1弯曲变形过程V形工件的弯曲是最基本的弯曲变形，其弯曲过程如图3－2所示。板料的弯曲变形过程是围绕着弯曲圆角区域展开的，该区域为弯曲主要变形区。当弯曲圆角半径减小到一定值时，板料的内外表面首先开始出现塑性变形，并逐渐向板料内部扩展。当凸模、板料和凹模三者完全压紧，板

2、料的弯曲内侧半径和弯曲力臂达到最小时，弯曲过程结束。3.1.2弯曲变形的特点1．弯曲变形区主要在弯曲件的圆角部分。2.弯曲变形区的中性层长度保持不变。3.弯曲变形区材料厚度变薄。4.弯曲变形区内横断面的形状变化3.2弯曲变形程度及其表示法3.2.1最小弯曲半径对于厚度一定的板料，弯曲半径越小，板料外表面变形程度越大，当弯曲半径减小到一定值以后，板料外表面变形将超过最大许可变形程度而产生弯曲裂纹。在保证板料外层不产生裂纹的前提下，所能达到的工件内表面最小圆角半径，称为最小弯曲半径rmin。生产中用它来表示材料弯曲时的变形程度极限。最小弯曲半径rmin的数值参见表3－1。3

3、.2.2影响最小弯曲半径的因素1.材料的力学性能2.弯曲中心角3.材料表面和剪切断面的质量4.弯曲线的方向3.2.3提高弯曲极限变形程度的方法1.对于塑性较低的材料，可以采用加热弯曲。2.经过冷作硬化的材料，可以采用退火等热处理方法恢复其塑性，再进行弯曲。3．采取两次弯曲的工艺方法，即第一次采用较大的弯曲半径，然后退火；第二次再弯曲至工件要求的半径尺寸。这样就使变形区域扩大，减小了外层材料的伸长率。4．对于厚度较大的板料，如结构允许，可以采取预先沿弯角变形区开槽，然后再进行弯曲的方法，如图3－6所示。3.3弯曲件的工艺性分析弯曲件的精度受坯料定位、偏移、翘曲和回弹等因素

4、的影响，弯曲的工序数目越多，精度也越低。一般弯曲加工，弯曲件的角度偏差见表3－2，弯曲件的尺寸公差见表3－3。3.3.1弯曲件的精度弯曲件的材料如果具有足够的塑性，并且屈服强度σs小，弹性模量E大、力学性能稳定，则有利于弯曲成形和工件质量的提高。例如软钢、软黄铜和铝等材料的弯曲成形性能好。而脆性较大的材料，如磷青铜、铍青铜、弹簧等，则不利于弯曲成形。3.3.2弯曲件的材料1.弯曲件的形状2.弯曲件的直边高度3.弯曲件的孔边距离4.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽5.弯曲件上增添连接带和定位工艺孔3.3.3弯曲件的结构工艺性3.4弯曲件卸载后的回弹3.4.1回弹现象及表现形式1

5、.回弹现象弯曲变形与所有塑性变形一样，伴随有弹性变形，当外载荷去除后，弯曲过程中的塑性变形保留下来，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，如图3－14所示：。2．弯曲回弹的表现形式(1)弯曲半径增大(２)弯曲角增大当相对弯曲半径r/t≥10时，弯曲变形程度小，卸载后弯曲件的角度和圆角半径变化都较大。在此情况下，用公式（3.3）和（3.4）计算。回弹补偿时凸模工作部分的圆角半径和角度，如图3－15所示。3.4.2回弹值的确定1．大圆角半径自由弯曲时的回弹值当相对弯曲半径r/t＜5时，弯曲变形程度大，卸载后弯曲件的圆角半径变

6、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。当V形件弯曲中心角为90°时，部分材料的平均回弹角如表3－41所示。当弯曲件弯曲中心角不为90°时，其回弹角可用公式（3.5）计算。2．小圆角半径自由弯曲时的回弹值V形件校正弯曲的回弹如图3－16所示。回弹量一般用弯曲角的增大量△β表示，可用试验所得的公式计算，公式如表3－5所示。3．校正弯曲时的回弹值1.改进弯曲件的设计（1）在工件的弯曲变形区压制出加强筋，以提高工件的刚度，减少回弹，如图3－17所示。（2）设计出有利于弯曲变形的工件形状，尽量避免选用过大的相对弯曲半径r/t。（3）选择适合的弯曲件材料，尽量选用

7、屈服强度σs小，弹性模量E大、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。3.4.3减少回弹值的措施2.采取适当的弯曲工艺（1）采用校正弯曲代替自由弯曲。（2）对冷作硬化的材料，应先退火，使其屈服点σs降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。（3）采用拉弯工艺３.合理设计弯曲模3.5弯曲件坯料尺寸的计算3.5.1弯曲中性层位置的确定由于中性层的长度在弯曲变形前后长度不变，所以中性层的长度就是所要求的弯曲件坯料展开尺寸的长度。当弯曲变形程度很小时，可以认为中性层位于板料厚度的中心。当弯曲变形程度较大时，弯曲变形区的厚度变薄，中性层的位置将向内