第二章第3节冲压模具设计——弯曲模

1、第二章第第二章第3节节 冲压模具设计冲压模具设计弯曲模弯曲模本节主要内容：本节主要内容：一.弯曲加工原理弯曲加工原理二二.弯曲模具设计程序弯曲模具设计程序一一.弯曲加工原理弯曲加工原理弯曲：在冲压力的作用下，把平板坯料弯折成一定角度和形状的一种塑性成型工艺。 分类：压弯、折弯、扭弯、滚弯和拉弯。 弯曲模：弯曲工艺使用的冲模。压弯的典型形状：典型压弯工件：弯曲过程及工作原理二二.弯曲模具设计程序弯曲模具设计程序审图审图弯曲工艺性分析弯曲工艺性分析冲压工艺方案制定冲压工艺方案制定毛坯尺寸计算毛坯尺寸计算回弹补偿量确定回弹补偿量确定冲压力及压力中心计算冲压力及压力中心计算凸、凹模结构设计凸、凹模结构

2、设计总体结构设计总体结构设计冲压设备选择冲压设备选择冲压模装配图绘制冲压模装配图绘制非标零件图绘制非标零件图绘制1.审图 收集并分析冲压件的产品图及技术条收集并分析冲压件的产品图及技术条件；原材料的尺寸规格、性能；产品件；原材料的尺寸规格、性能；产品的生产批量；的生产批量； 此外，工厂现有的冲压设备条件；工此外，工厂现有的冲压设备条件；工厂现有的模具制造条件及技术水平；厂现有的模具制造条件及技术水平；其他技术资料等也应作为设计的资料。其他技术资料等也应作为设计的资料。注：此程序同上述冲裁模具设计。注：此程序同上述冲裁模具设计。2.弯曲工艺性分析 2.1 弯曲件结构工艺性要求（1）工件的弯曲圆角

3、半径应不小于允许的最小弯曲半径；最小弯曲半径：导致材料开裂前的临界弯曲半径。相对弯曲半径（r/t）：表示弯曲变形程度的工艺参数。影响材料最小弯曲半径数值的因素：影响材料最小弯曲半径数值的因素：1.材料的力学性能（塑性）2.材料的热处理状态(退火、加工硬化)3.制件弯曲角大小(以90为界)4.弯曲线方向(与材料纹向的关系)5.板料表面和冲裁断面质量（应力集中）2.2 弯曲件精度 一般弯曲件的尺寸公差等级应在IT13级以下，角度公差应大于15。2.3 弯曲件材料 要求具有足够的塑性、较低的屈服极限和较高的弹性模数。3.弯曲成形工艺方案制定3.1 3.1 弯曲工艺方案制定弯曲工艺方案制定 弯曲工艺弯

4、曲工艺：指成形制件各弯曲部位的先后顺序以及弯曲工序的分散与集中的程度。1.1.弯曲工序安排原则：弯曲工序安排原则：（1）先外部后内部弯曲成形；（2）前道工序必须为后道工序准备定位；（3）后次弯曲不破坏前次弯曲的形状；（4）小型复杂件宜采用工序集中的工艺，大型件宜采用工序分散的工艺；（5）精度要求高的部位的弯曲宜采用单独工序弯曲，以便模具的调整与修正。2.弯曲件的工序安排（1）简单弯曲件可一次弯曲成形，如V形件、U形件、Z形件；复杂弯曲件需二次或多次弯曲成形，但尺寸小、材料薄、形状较复杂的弹性接触件最好一次复合弯曲成形。（2）非对称弯曲件应尽可能采用成对弯曲；（3）批量大，尺寸小的弯曲件宜用连续

5、模成型。3.2 3.2 弯曲件成形工艺方案的制定弯曲件成形工艺方案的制定弯曲工艺制定原则：（1）整体曲线弯曲件宜采用冲裁与弯曲分离的 工艺方案。（2）小型弯曲件宜采用冲裁与弯曲结合的级进 工序模，大型弯曲件宜采用冲裁与弯曲分 离的工艺方案。（3）采用级进工艺方案时，先用切废方式冲裁 出需弯曲部分，后由外至内进行弯曲。（4）级进工艺方案按切废、冲孔、弯曲、切除 载体（落料）顺序安排。实例分析：弹簧接触片材 料 ：4 弯曲件展开尺寸计算4.1 中性层位置的确定中性层：指金属在塑性变形过程中既没有伸长， 亦没有缩短，其变形量为零的层面。中性层位置计算公式：式中 弯曲中性层的曲率半径； r弯曲件内层的

6、弯曲半径； t材料厚度； k中性层位置系数。 ktr 4.2 弯曲件展开尺寸计算1.弯曲半径r/t0.5的弯曲件计算步骤：（1）将标注尺寸转换成计算尺寸，即将直线部分与圆弧部分分开标注。（2）计算圆弧部分中性层曲率半径及弧长。式中 圆弧对应的中心角以弧度表示。S弯曲角弯曲角与与圆弧对应的中心角圆弧对应的中心角（3）计算总展开长度，即各相关的弧长及直线 相加。 弧直SLL2.无圆角弯曲或弯曲半径r0.5t的弯曲件 毛坯尺寸可用下表所列经验公式。 形状复杂或精度要求高的弯曲件，需反复试验弯曲，才能确定弯曲件毛坯尺寸。5.弯曲时回弹补偿量的确定回弹：弯曲件在去掉外力后，因弹性回复而使弯曲半径和弯曲角

7、变化。表现：回弹主要使得弯曲半径和弯曲角度变大，其差值称为回弹量。 6.弯曲力的计算自由弯曲与校正弯曲自由弯曲1）V形弯曲 2）U形弯曲校正弯曲1）V形弯曲 2）U形弯曲7.弯曲凸、凹模成形尺寸7.1 凸模 凸模设计主要是圆角半径和圆弧中心角。圆角半径应始终大于材料最小相对弯曲半径。7.2 凹模 凹模圆角半径各方向应一致，通常根据材料的厚度t选取。7.3 凸、凹模间隙 V形件弯曲：间隙由调整冲床的闭合高度获得。8.弯曲模结构设计8.1 V形件的弯曲（1）V形件弯曲 简单弯曲模结构简单、制造加工容易，但生产效率、加工精度低，只适用于小批量弯曲件生产。a）有压料装置）有压料装置 b）无压料装置）无

8、压料装置V形件弯曲形件弯曲 折板式弯曲模折板式弯曲模 适用于精度要求较高，不对称、窄而长的适用于精度要求较高，不对称、窄而长的V形弯曲件。形弯曲件。1-凸模2-支柱3-折板活动凹模4-靠板5-铰链6-定位板7-顶杆a）竖边无校正）竖边无校正 b）竖边可校正）竖边可校正L形件弯曲形件弯曲（2）L形件弯曲形件弯曲适用于两直边长度相差不大的情况适用于两直边长度相差不大的情况 1-凸模2-挡块3-凹模 4-定位销钉5-反顶板 垂直于一条直边的方向弯曲，多用于级进垂直于一条直边的方向弯曲，多用于级进模之中，适用于两直边长度相差较大的情况。模之中，适用于两直边长度相差较大的情况。8.2 U形件弯曲形件弯曲

9、顺出件顺出件形件形件弯曲模弯曲模适于高度较小、尺寸精度要求低、底部不要求平整的小型形件。适于高度较小、尺寸精度要求低、底部不要求平整的小型形件。顺出件顺出件U U形件弯曲模形件弯曲模逆出件U形件弯曲模可以对侧壁和底部进行校正逆出件逆出件U U形件弯曲模形件弯曲模活动凸模式结构活动凸模式结构活动凹模式结构活动凹模式结构活动式结构形件弯曲模活动式结构形件弯曲模凸模或凹模为活动结构，在冲压过程中对凸模或凹模为活动结构，在冲压过程中对侧壁和底部可以进行校正。侧壁和底部可以进行校正。转轴式凹模弯曲模适用于弯曲角小于90o的U形件转轴式转轴式凹模凹模弯曲模弯曲模斜楔式凹模弯曲模斜楔式凹模弯曲模斜楔式凹模弯

10、曲模8.3 形件弯曲一次弯曲成形a适用于尺寸精度不高， H(810)t、t 1mm的弯曲件b适用于弯曲半径较小，尺寸精度较高的弯曲件一次弯曲成形复合模摆块式复合弯曲模摆块式复合弯曲模复合弯曲模复合弯曲模二次弯曲成形适用于（1215)t，弯曲半径较小，尺寸精度要求较高的弯曲件。8.4 Z形件弯曲简单形件弯曲模1-定位板2-凸模3-凹模4-顶板形件复合弯曲模形件复合弯曲模8.5 圆筒形件弯曲一般分两次成形第一次成形第二次成形大圆形件弯曲模适用于圆筒直径d20mm的大圆一次成形转动凹模弯曲模转动凹模弯曲模小圆形件弯曲模小圆形件弯曲模适合适合dmm的小圆形件的小圆形件8.6 铰链件弯曲一般分两次成形9 弯曲件成形模具总体结构设计弯曲件成形模具总体结构设计9.1 排样与材料纹向实例分析：弹簧接触片实例分