弯曲模设计与制作.pdf

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1、第三章弯曲及弯曲模具设计弯曲：将板料及棒料、管料、型材弯曲成具有一定形状和尺寸的弯曲制件的冷冲压工序称为弯曲。弯曲的方法有压弯、折弯、滚弯和拉弯等。其中，在压力机上利用模具对板料进行压弯加工在生产中用得最多。本章主要介绍在压力机上进行板料压弯加工的工艺和模具设计问题。弯曲工艺及模具设计就是搞清弯曲过程及特点及工艺性、确定弯曲工艺方案、设计相应的弯曲模。下面以图3-1为例，分析弯曲件的变形特点及工艺性、确定弯曲工艺方、设计弯曲模具。材料Q235图3-1弯曲件3.13.13.1弯曲变形过程及特点弯曲变形过程及特点3.1.13.1.13.1.1弯曲过程弯曲过程图3-2所示是板料V形弯曲时的弯曲

2、过程示意图。将板料2放在凸模1和凹模3之间，凸模下压，迫使板料产生弯曲变形。图3-2（a）为弹性变形阶段，变形区材料的弯曲半径由∞变为r0，弯曲力臂为l0。图3-2（b）变形区材料应力达到屈服极限而进入塑性变形阶段，变形区弯曲半径和弯曲力臂逐步变小，分别由r0变为r1，l0变为l1。图3-2（c）板料弯曲变形区进一步变小，弯曲半径减小至r2，弯曲力臂减小至l2。图3-2（d）板料的直边和圆角部分与凸、凹模完全贴紧。凸模回升后，即得到所需的弯曲件。11r02j3r1r2r3r45l0l1l2l3a(a)(b)(c)(d)(e)1-凸模2-板料3-凹模4-直边部分（非变形区）5-圆角部分（弯

3、曲变形区）图3-2弯曲变形过程自由弯曲：如果在板料和凸、凹模完全贴紧后凸模立即回升，这种弯曲称为自由弯曲。校正弯曲：如果在板料和凸、凹模完全贴紧后，凸模继续下行一段很小的距离，则这种弯曲称为校正弯曲。3.1.23.1.23.1.2弯曲变形的特点弯曲变形的特点aa00bb(a)00aaabb(b)图3-3弯曲变形网格试验对照图3-3（a）和图3-3（b）弯曲前后网格和变形区断面的变化情况，可以看出弯曲变形的特点为：在变形区内：1、长度变化：（1）网格由正方形变为扇形，靠近凹模的外层材料由于受拉而长度伸长，靠近凸模的内层材料由于受压而长度缩短。（2）内、外层材料既不受拉也不受压，其长度保持不

4、变的层材料称为中性层。2、厚度变化：内层材料紧靠凸模，如图3-4所示，t1=ht5~10时，板料基本上不变薄。2BBttRrRrrt1rt1(a)B<3t(b)B>3t图3-4弯曲变形区的断面变化3、宽度变化：当板料较窄（B<3t）时，宽度断面成内宽外窄，如图3-4（a）所示。当板料较宽（B>3t）时基本保持原状，如图3-4（b）所示。当板料的宽度很大，厚度又较薄，宽度方向的刚性较差时，板料弯曲的弯曲线容易产生纵向弯曲。4、回弹：当凸模完成弯曲回程后，由于弹性变形的回复，弯曲件的弯曲半径r、弯曲角a与凸模圆角半径rp、中心角ap并不一致，这种现象称为回弹。

5、5、弯裂：若弯曲变形程度太大，变形区外层材料所受拉应力达到材料的强度极限时，材料表面将被撕裂，这种现象称为弯裂。3.23.2弯曲件的工艺性3.2弯曲件的工艺性3.2.13.2.1弯曲件的工艺性3.2.1弯曲件的工艺性：指弯曲件的材料、形状、尺寸、精度要求和技术要求等对弯曲工艺的适应程度。一一一、一、、、弯曲件的材料弯曲件的材料弯曲件的材料应具有足够的塑性，较低的屈服极限和较高的弹性模量。最适宜于弯曲的材料：有钢（含碳量不超过0.2%））、紫铜、黄铜、软铝等。脆性较大的材料，如磷青铜、铍青铜、弹簧钢等，要求弯曲时有较大的相对弯曲半径。非金属材料中，只有塑性较大的纸板、有机玻璃等才能进行弯曲

6、，并且在弯曲前要对毛坯进行预热，弯曲时的相对弯曲半径也应较大（一般应使r/t>3~5）。二二二、二、、、弯曲件的圆角半径弯曲件的圆角半径为保证弯曲时外层材料不致弯裂，即要求弯曲件的相对弯曲半径不小于某一极限值，这一极限值称为最小相对弯曲半径，用rmin/t表示。值可查表3-1和表3-2确定。当r/t大于表中数值时可直接弯曲成形；r/t小于表中数值时，可采用下列措施。(1)将弯曲毛坯预先安排退火或正火等热处理工序或采用加热弯曲工艺。(2)对于冲裁或剪切加工的毛坯，应将留有毛刺的一面放置于弯曲变形区的内层，或将3毛坯断面滚光。弯曲裂纹(a)(b)(c)图３－５弯曲线与毛坯纤维方向的关系(3)

7、如果弯曲件的相对弯曲半径较小，在进行弯曲展开毛坯冲裁的排样时，应尽可能使弯曲线与材料纤维方向垂直，如图３－５（ａ）所示，不能如图３－５（b）所示使弯曲线与材料纤维方向平行。多角弯曲时，应如图３－５（ｃ）所示使弯曲线与材料纤维方向相交一定的角度。t)1-3~1-4(tHH图３－６弯曲变形区开槽的弯曲件(4)弯曲件的相对弯曲半径小于材料的最小弯曲半径时，即r/t