弯曲工艺与模具设计方案分析VIP

1、第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计 材料与能源学院：肖小亭材料与能源学院：肖小亭 冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计基本概念：弯曲，弯曲力，弯曲工艺性，弯曲角，相对基本概念：弯曲，弯曲力，弯曲工艺性，弯曲角，相对 弯曲半径，弯曲回弹等；弯曲半径，弯曲回弹等；基本原理：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及影响基本原理：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及影响 因素，弯曲模工作部分的尺寸计算；因素，弯曲模工作部分的尺寸计算；重点内容：弯曲回弹，弯曲工艺设计，弯曲模具设计；重点内容：弯曲

2、回弹，弯曲工艺设计，弯曲模具设计；关键难点：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及解决关键难点：弯曲变形的应力应变分析，弯曲回弹及解决 措施，弯曲工序的安排。措施，弯曲工序的安排。第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计弯曲：在冲压力的作用下，将板料、管材或型材弯成一弯曲：在冲压力的作用下，将板料、管材或型材弯成一 定曲率或角度，并得到一定形状零件的冲压工序。定曲率或角度，并得到一定形状零件的冲压工序。分类：压弯、折弯、扭弯、辊弯、滚弯和拉弯。分类：压弯、折弯、扭弯、辊弯、滚弯和拉弯。基本概念基本概念第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第一节第一节 弯曲变形分析弯曲变形分析

3、变形区：弯曲圆角部位变形区：弯曲圆角部位 弯曲变形弯曲变形内区、外区内区、外区弹性弯曲，弹塑性弯曲，塑性弯曲弹性弯曲，弹塑性弯曲，塑性弯曲宽板弯曲，窄板弯曲宽板弯曲，窄板弯曲弯曲变形程度：相对弯曲半径弯曲变形程度：相对弯曲半径tr /第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计宽板，窄板宽板，窄板内区，外区内区，外区应力，应变应力，应变一、板弯曲的应力应变特点一、板弯曲的应力应变特点第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计二、弯曲时的中性层二、弯曲时的中性层应力中性层，应变中性层应力中性层，应变中性层中性层内移：中性层内移：应变中性层滞后于且小于应力中性层内移应变中性层滞后于且

4、小于应力中性层内移变形区板厚变薄，变薄量与相对弯曲半径有关变形区板厚变薄，变薄量与相对弯曲半径有关 弯曲弯曲90时变薄系数时变薄系数 和和x0的数值的数值r/t0.10.250.51.02.03.04.04.0 0.820.870.920.960.990.9920.9951.0 x00.320.350.380.420.4450.470.4750.5第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第二节第二节 弯曲力的计算弯曲力的计算一、自由弯曲力一、自由弯曲力214sMBt弯曲力矩弯曲力矩2sBtFl弯曲力弯曲力实际弯曲力经验公式实际弯曲力经验公式2bCKBtFrt第三章第三章 弯曲工艺与模

5、具设计弯曲工艺与模具设计二、校正弯曲力二、校正弯曲力凸模与凹模压靠凸模与凹模压靠(精压精压) 校正弯曲，校正弯曲，提高精度，减小回弹提高精度，减小回弹弯曲力弯曲力FpA弯曲顶件力和压料力按弯曲力的弯曲顶件力和压料力按弯曲力的30%-80%近似计算。近似计算。第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计弯曲件的毛坯长度弯曲件的毛坯长度按按应变中性层应变中性层在弯曲前后在弯曲前后长长度不变（体积不变）度不变（体积不变）的原则进行计算。的原则进行计算。中性层位置与弯曲半径中性层位置与弯曲半径r、板厚、板厚t、中性层位移系数决定、中性层位移系数决定实际计算按不同情况略有差别。实际计算按不同情况略

6、有差别。 r 0.5t r 0.5t 的弯曲件的弯曲件 变形程度小，板厚变薄不严重，可按应变中性层长度等于变形程度小，板厚变薄不严重，可按应变中性层长度等于毛坯长度的原则计算。毛坯长度的原则计算。0()180iiiiLlrx t多角弯曲多角弯曲90 角角弯曲弯曲120()2Lllrx t第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计 二、r 0.50.60.60.80.81.01.01.2x10.70.670.630.59r/t1.21.51.51.81.8x10.560.520.5第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第四节第四节 弯曲工艺设计弯曲工艺设计min1111222

7、rt弯曲件的工艺性指弯曲件的形状、尺寸、材料及技术要求等弯曲件的工艺性指弯曲件的形状、尺寸、材料及技术要求等是否适合于弯曲成形的工艺要求。是否适合于弯曲成形的工艺要求。一、最小相对弯曲半径一、最小相对弯曲半径最大伸长率最大伸长率最大端面收缩率最大端面收缩率除外除外和和，还有其它影响因素。实际生产中使用的最小相，还有其它影响因素。实际生产中使用的最小相对弯曲半径可更小些。对弯曲半径可更小些。第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计最小相对弯曲半径的其它影响因素最小相对弯曲半径的其它影响因素 弯曲角弯曲角 板料的方向性板料的方向性 板料表面质量和剪切断面质量板料表面质量和剪切断面质量 板

8、料的厚度和宽度板料的厚度和宽度第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计二、弯曲件的工艺性二、弯曲件的工艺性 1、弯曲半径：过大、弯曲半径：过大回弹，精度难保证，过小回弹，精度难保证，过小拉裂。拉裂。最小弯曲半径最小弯曲半径rmin/t第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计2、直边高度：、直边高度：H2t第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计3、孔边距离：、孔边距离：t2mm，L2t第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计4、形状与尺寸的对称性、形状与尺寸的对称性不对称时，成对成形，或增加压料板、定位销等不对称时，成对成形，或增加压料板、定位销等第三章

9、第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计5、局部边缘弯曲、局部边缘弯曲 应力集中，预冲卸荷孔或切槽。应力集中，预冲卸荷孔或切槽。第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计1、先弯外角，再弯内角，保证弯曲定位和不影响前次弯曲形状；、先弯外角，再弯内角，保证弯曲定位和不影响前次弯曲形状；2、非对称弯曲件尽可能采用成对弯曲；、非对称弯曲件尽可能采用成对弯曲；3、批量大、尺寸小的弯曲件采用级进模弯曲成形，以提高生产效、批量大、尺寸小的弯曲件采用级进模弯曲成形，以提高生产效率。率。三、弯曲件的工序安排三、弯曲件的工序安排 复杂弯曲件复杂弯曲件 多次弯曲多次弯曲 弯曲件精度，弯曲模结构。弯曲件

10、精度，弯曲模结构。弯曲模工序安排：材料属性、生产批量、精度要求、生产率等。弯曲模工序安排：材料属性、生产批量、精度要求、生产率等。基本规则：基本规则：第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计成对弯曲成对弯曲二工序弯曲二工序弯曲三工序弯曲三工序弯曲级进模弯曲级进模弯曲第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第五节第五节 提高弯曲件精度的工艺措施提高弯曲件精度的工艺措施弯曲工艺的主要质量问题：弯曲工艺的主要质量问题：拉裂、截面畸变、翘曲、偏移、回弹拉裂、截面畸变、翘曲、偏移、回弹第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计一、拉裂一、拉裂拉裂的原因：弯曲变形过大，表面有缺

11、陷、不光洁，有毛刺拉裂的原因：弯曲变形过大，表面有缺陷、不光洁，有毛刺解决措施：解决措施： 增加圆角半径，多次成形（弯曲再整形）增加圆角半径，多次成形（弯曲再整形） 合理的弯曲方向合理的弯曲方向 表面质量和毛刺表面质量和毛刺 附加反压的弯曲方法附加反压的弯曲方法第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计二、截面畸变二、截面畸变板弯曲时由于受力变形，使内区宽度增加外区宽度减小，导致出板弯曲时由于受力变形，使内区宽度增加外区宽度减小，导致出现截面畸变，窄板弯曲时更为明显。现截面畸变，窄板弯曲时更为明显。解决方案：工艺切口解决方案：工艺切口第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计三

12、、翘曲变形三、翘曲变形板弯曲时宽度方向内层受压应力，外层受拉应力，形成弯曲力矩，板弯曲时宽度方向内层受压应力，外层受拉应力，形成弯曲力矩，导致产生翘曲变形导致产生翘曲变形解决方案：带侧板的模具成形，或模具型面反变形处理。解决方案：带侧板的模具成形，或模具型面反变形处理。第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计四、偏移四、偏移不对称形状板弯曲时，由于金属流动阻力不对称，导致弯曲工件不对称形状板弯曲时，由于金属流动阻力不对称，导致弯曲工件产生偏移。产生偏移。解决方案：带压料板或定位销的模具成形。解决方案：带压料板或定位销的模具成形。第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计五、弯

13、曲回弹五、弯曲回弹弯曲回弹：卸载后由于弹性回复引起弯曲角形状和尺寸发生变化弯曲回弹：卸载后由于弹性回复引起弯曲角形状和尺寸发生变化的现象，是弯曲工艺的主要质量问题。的现象，是弯曲工艺的主要质量问题。11K00中性层曲率的变化中性层曲率的变化 弯曲角的变化弯曲角的变化1、弯曲回弹及其影响因素、弯曲回弹及其影响因素第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计影响弯曲回弹因素：影响弯曲回弹因素： 材料力学性能：材料力学性能： s 越大，弹性模量越大，弹性模量E越小，加工硬化越严重，回弹越大；越小，加工硬化越严重，回弹越大； 相对弯曲半径：相对弯曲半径：r/t小时，弹性变形比例减小，回弹量减小；

14、小时，弹性变形比例减小，回弹量减小； 弯曲角：弯曲脚越大，回弹也越大；弯曲角：弯曲脚越大，回弹也越大； 弯曲方式和模具结构：自由弯曲和校正弯曲的回弹量不同；弯曲方式和模具结构：自由弯曲和校正弯曲的回弹量不同； 摩擦条件：摩擦对多个部位弯曲影响显著，一般产生拉应力，有利于工摩擦条件：摩擦对多个部位弯曲影响显著，一般产生拉应力，有利于工 件贴近模具表面件贴近模具表面 其次，弯曲件的形状尺寸，板料厚度偏差，模具间隙，模具圆角半径等对回其次，弯曲件的形状尺寸，板料厚度偏差，模具间隙，模具圆角半径等对回弹也有影响。弹也有影响。第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计合理设计产品合理设计产品产品

15、形状结构，零件的材料产品形状结构，零件的材料2、减小弯曲回弹的措施、减小弯曲回弹的措施第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计改变应力状态改变应力状态校正弯曲校正弯曲纵向加压法纵向加压法拉弯法拉弯法第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计利用回弹规律利用回弹规律回弹补偿回弹补偿软模弯曲软模弯曲第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计一、弯曲模工作部分的尺寸计算一、弯曲模工作部分的尺寸计算第六节第六节 弯曲模具设计弯曲模具设计凸模、凹模的圆角半径，凹模的深度；凸模、凹模的圆角半径，凹模的深度；凸凹模之间的间隙和模具宽度。凸凹模之间的间隙和模具宽度。第三章第三章 弯曲

16、工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计凸模、凹模的圆角半径凸模、凹模的圆角半径2;(36)2 4;(23)4;2dddtmmrttmmrttmmrt凸模圆角半径取等于弯曲件内侧圆角半径，应大于最小弯曲半径。凸模圆角半径取等于弯曲件内侧圆角半径，应大于最小弯曲半径。弯曲件圆角过小时，须先弯曲后校正；过大时，须考虑回弹。弯曲件圆角过小时，须先弯曲后校正；过大时，须考虑回弹。凹模圆角半径不能过小，且应两边一致。一般凹模圆角半径不能过小，且应两边一致。一般V形弯曲的凹模底部可开槽或取圆角半径为形弯曲的凹模底部可开槽或取圆角半径为(0.60.8)()dprrt 第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设

17、计凹模深度凹模深度第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计凸模、凹模之间的间隙凸模、凹模之间的间隙V形弯曲，凸模、凹模之间的间隙通过调整压力机闭合高形弯曲，凸模、凹模之间的间隙通过调整压力机闭合高度控制；度控制；U形弯曲，必须选择合理的模具间隙。形弯曲，必须选择合理的模具间隙。钢板：钢板： C=(1.051.15)t有色金属：有色金属： C=(1.01.1)t第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计U形弯曲模具工作部分尺寸形弯曲模具工作部分尺寸U形弯曲宽度尺寸标注在外侧时，先确定凹模尺寸，凸模配作保证间隙。形弯曲宽度尺寸标注在外侧时，先确定凹模尺寸，凸模配作保证间隙。0(0

18、.75 )ddLL2pdLLCU形弯曲宽度尺寸标注在内侧时，先确定凸模尺寸，凹模配作保证间隙。形弯曲宽度尺寸标注在内侧时，先确定凸模尺寸，凹模配作保证间隙。0(0.25 )ppLL2dpLLC第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计二、弯曲模的典型结构二、弯曲模的典型结构1、敞开式弯曲模、敞开式弯曲模第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计带压料装置弯曲模带压料装置弯曲模第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计活动式弯曲模活动式弯曲模第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计级进弯曲模级进弯曲模第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第七节第七节 辊弯和滚弯辊弯和滚弯辊弯（卷板）辊弯（卷板）是在旋转辊轮摩擦力的带动下，使板料连续进入辊轮之是在旋转辊轮摩擦力的带动下，使板料连续进入辊轮之间而弯曲成形的加工方法。间而弯曲成形的加工方法。滚弯（辊弯）滚弯（辊弯）是将带料通过带有型槽的数组辊轮，渐次进行多道弯曲是将带料通过带有型槽的数组辊轮，渐次进行多道弯曲成形，从而获得所需截面形状零件的加工方法。成形，从而获得所需截面形状零件的加工方法。第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计一、辊弯一、辊弯第三章第三章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计二