第3章弯曲工艺与弯曲模课件

第三节弯曲卸载后的回弹第四节弯曲件毛坯尺寸计算第五节弯曲力的计算第六节弯曲件的工艺性第七节弯曲件的工序安排第八节弯曲模设计第一节弯曲变形过程及变形特点第二节最小弯曲半径本章目录第3章弯曲1精选课件弯曲是将板料、棒料、型材或管料等弯成一定形状和角度的零件的一种冲压成形工序。弯曲成形典型零件

2精选课件概述第四章弯曲弯曲方法：弯曲模：弯曲模与冲裁模相比：

准确工艺计算难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。

弯曲所使用的模具。

弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。用模具成形的弯曲件之一、之二生活中的弯曲件3精选课件生活中的弯曲零件4精选课件弯曲件的弯曲方法5精选课件用模具成形弯曲件一6精选课件用模具成形弯曲件二7精选课件1)弯曲变形区主要在弯曲件的圆角部分。2)弯曲变形区内,在板料的外层切向纤维受拉而伸长,在内层切向纤维受压缩而缩短。应变中性层:在缩短和伸长两变形区域之间,必有一层金属纤维变形前后长度保持不变。随着弯曲逐渐进行,应变中性层逐渐内移。8精选课件3)在弯曲变形区中,板料变形后产生厚度变薄现象。(r/t)↘,t↘t(↘)→t1

变薄系数η=t1/t9精选课件2.弹-塑性弯曲与纯塑性弯曲概念弯曲变形过程:1.弹性弯曲阶段;2.弹-塑性弯曲阶段:当r/t=1/2[(E/σs)-1]时,处于临界阶段;r/t不断减少,使得塑性变形由内外表面向中心逐步扩展。3.纯塑性弯曲阶段:r/t进一步减少,材料内部基本上全是塑性变形区,只有中间极薄的一层弹性变形区,可以忽略不计。10精选课件五.板料塑性弯曲的变形特点1.应变中性层位置的内移11精选课件根据变形前后金属体积不变条件:塑性弯曲后,其应变中性层长度不变:

l=αρ

R=r+ηt塑性弯曲后,其应变中性层位置:

ρ=(r/t+η/2)ηβt式中:η—变薄系数,η=t1/t＜1,其值由表4-1查得;β—展宽系数,β=b1/b,当b/t＞3时,β=1;b、b1—分别为弯曲前后毛坯的宽度和平均宽度;t、t1—分别为弯曲前后毛坯厚度.12精选课件一般生产中,板料的b/t＞3,β=1,可得:ρ:r/t,η弯曲时,随着凸模下行,r/t和η不断减少,所以板料的应变中性层不断内移。13精选课件14精选课件第二节最小弯曲半径最小弯曲半径rmin:在保证弯曲件毛坯外表面纤维不发生破坏的条件下,工件所能弯成的内表面最小圆角半径。一.影响最小弯曲半径的因素1.材料的力学性能塑性指标(δ、Ψ等)15精选课件2.板料的轧制方向与弯曲线夹角的关系(1)弯曲件的弯曲线与板料轧制方向垂直时,最小弯曲半径最小;(2)弯曲件的弯曲线与板料轧制方向平行时,最小弯曲半径最大;图板料的纤维方向对弯曲半径的影响16精选课件3.板料表面及冲裁断面的质量冲裁件断面上的断裂带及毛刺在拉应力作用下会产生应力集中,导致弯曲件从侧边开始破裂。17精选课件二.最小弯曲半径值确定1.最小弯曲半径的近似理论计算弯曲变形区外表面纤维的变形程度与弯曲半径有如下关系:式中:δ—伸长率;r—弯曲件内表面圆角半径(mm);

η—变薄系数;t—材料厚度(mm);ρ—应变中性层曲率半径(mm)。

18精选课件则弯曲半径r=ρ(1+δ)-ηt若以断面收缩率Ψ表示变形程度,则Ψ与δ有如下关系:δ=Ψ/(1-Ψ)根据式(4-15),ρ=(r/t+η/2)ηβt,当板料宽度大于板料厚度3倍时,则

ρ=(r/t+η/2)ηt将上式与式(4-19)代入式(4-18),化简后得:19精选课件2.最小弯曲半径的经验值确定

表3-2最小弯曲半径rmin/t材料正火或退火的硬化的弯曲线方向与轧制方向垂直与轧制方向平行与轧制方向垂直与轧制方向平行铝,退火纯铜,黄铜H62,05

00.30.30.81.02.00.40.80.20.508～1000.40.40.815～200.10.50.51.025～300.20.60.61.235～400.30.80.81.520精选课件三.提高弯曲极限变形程度方法1.弯曲件分两次弯曲。第一次采用较大的弯曲半径(大于rmin),然后退火,第二次再按工件要求的弯曲半径进行弯曲。

2.采用先退火以增加材料塑性再进行弯曲,或热弯。3.先在弯曲件弯曲圆角内侧开槽,再进行弯曲。

图4-12开槽后弯曲a)U形件b)V形件21精选课件第三节弯曲卸载后的回弹一.回弹原因及表现形式回弹(也称为弹复):弯曲卸载后,由于中性层附近的弹性变形以及内、外层总变形中弹性变形部分的恢复,使弯曲件的弯曲中心角和弯曲半径变得和模具尺寸不一致的现象。22精选课件图弯曲时的回弹(1)rtr0,r↗(2)αt

α0,α↘23精选课件弯曲回弹的表现形式有两种:(1)弯曲半径的改变(rtro);(2)弯曲中心角的改变(αt

αo).24精选课件二.影响回弹的因素1.材料的力学性能

σs↗,回弹↗;E↘,回弹↗2.相对弯曲半径r/tr/t↘,回弹↘3.弯曲中心角α

α↗,Δα↗4.弯曲方式及校正力大小自由弯曲时的回弹角＞校正弯曲时的回弹角校正力↗,回弹值↘25精选课件二.影响回弹的因素5.工件形状U形件的回弹＜V形件的回弹形状复杂程度↗,回弹角↘6.模具间隙间隙↘,回弹↘26精选课件三.回弹值的确定1.理论计算2.经验值选用27精选课件正确设计弯曲模(1)作补偿角。

图模具补偿克服回弹四.提高弯曲件精度的措施28精选课件(2)对于U形件弯曲,可采用背压,也可将工件底部压出反向凸起弧面。29精选课件第四节弯曲件毛坯尺寸计算原理:根据弯曲件应变中性层在弯曲前后长度不变的特点,先确定应变中性层位置,再计算应变中性层长度,最后得出毛坯的长度。30精选课件第四节弯曲件毛坯尺寸的计算据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。一、弯曲中性层位置的确定中性层位置以曲率半径表示（右图），通常用下面经验公式确定：31精选课件一.弯曲应变中性层位置的确定经验公式:ρ=r+Kt式中:K—应变中性层位移系数,其值可查表3-1。

表4-3应变中性层位移系数r/t0.10.20.30.40.50.60.70.811.2K0.210.220.230.240.250.260.280.30.320.33r/t1.31.522.534567≥8K0.340.360.380.390.40.420.440.460.480.532精选课件二.弯曲件毛坯尺寸计算应按不同的情况分别对待1.r＞0.5t的弯曲件L=l1+l2+l0=l1+l2+π/2(r+Kt)式中:L—毛坯展开长度(mm);l1、l2—工件直边长度(mm);K—应变中性层位移系数;r—弯曲件内弯半径(mm);t—板厚(mm)。33精选课件第四节弯曲件毛坯尺寸的计算第三章弯曲1.圆角半径r>0.5t的弯曲件(续)按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即34精选课件二.弯曲件毛坯尺寸计算2.r＜0.5t的弯曲件根据弯曲前后体积相等原则可得:L=l1+l2+0.785t修正:L=l1+l2+(0.4～0.6)t

图4-25一个直角弯曲件35精选课件36精选课件第五节弯曲力计算

一.自由弯曲时弯曲力计算V形件弯曲U件弯曲

式中:F—自由弯曲力(N);b—弯曲件宽度(mm);r—弯曲件内弯曲半径(mm);σb—材料抗拉强度(MPa);k—系数,一般取k=1～1.3。

37精选课件第五节弯曲力计算

一.校正弯曲时弯曲力计算

F=qA式中:F—校正弯曲力(N);A—校正部分投影面积(mm2);q—单位面积上的校正力(MPa),值可按表3-4选取。

图3-35校正弯曲示意图38精选课件四.压力机公称压力的确定对于自由弯曲

F压机≥1.3(F自+Q)式中F压机—选用的压力机公称压力(kN);

F自—自由弯曲力(kN);Q—有压料或顶件装置的压力(kN).39精选课件四.压力机公称压力的确定对于校正弯曲

F压机≥1.3F校式中F校—校正弯曲力(kN)。

40精选课件第六节弯曲件的工艺性弯曲件的工艺性是指弯曲件结构形状、尺寸精度要求、材料选用及技术要求是否适合于弯曲加工的工艺要求。41精选课件弯曲件的结构工艺性1.弯曲件的弯曲半径弯曲件的弯曲半径不能小于该工件材料的最小弯曲半径,否则在弯曲变形区外表面将产生拉裂,造成废品。42精选课件2.弯曲件的形状弯曲件的形状应对称,弯曲半径应左右一致,以免板料与模具之间的摩擦阻力不均而产生工件侧移。

43精选课件44精选课件45精选课件2.弯曲件的形状弯曲件形状应力求简单。

有些带缺口的弯曲件,缺口要安排在弯曲成形以后切除。

否则,弯曲时切口处发生张口现象,严重时将难以成形。

图4-30带缺口的弯曲件46精选课件3.弯曲件上孔的位置t＜2mm,l≥t;t≥2mm,l≥2t.

图4-33弯曲件上的孔边距离47精选课件4.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽图4-34防止尖角处撕裂的措施48精选课件5.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽49精选课件6.定位工艺孔图4-35定位工艺孔50精选课件第七节弯曲件的工序安排一.弯曲件工序安排原则1)简单形状精度不高的弯曲件,如V形、U形、Z形件,可以一次弯曲成形。2)复杂形状弯曲件,一般需采用两次或多次弯曲成形。一般先弯外角,后弯内角。前次弯曲要给后次弯曲留出可靠的定位,并保证后次弯曲不破坏前次已弯的形状。3)批量大、尺寸较小的弯曲件,为了提高生产率,可采用多工序的冲裁、弯曲、切断等连续工艺成形。(avi4-64)4)单面不对称几何形状的弯曲件,若单个弯曲时毛坯容易发生偏移,可采用成对弯曲成形,弯曲后再切开。51精选课件二.典型弯曲件工序安排图4-36一次弯曲成形示例52精选课件二.典型弯曲件工序安排图4-37二次弯曲成形示例53精选课件二.典型弯曲件工序安排图4-38三次弯曲成形示例54精选课件第八节弯曲模设计一.弯曲模的典型结构为了保证弯曲件的精度,在确定弯曲模结构型式时应考虑以下几点:1)弯曲毛坯的定位要准确、可靠,尽可能采用水平放置。多次弯曲最好采用同一基准定位。2)保证毛坯在弯曲过程中不产生滑动偏移。3)毛坯的安放和工件的取出要方便、安全。4)应考虑凸模、凹模在制造及试模返修过程中可采取减小回弹办法的可能性。55精选课件1.V形件弯曲模

图4-39无压料装置的V形件弯曲模1—模柄2—上模座3—导柱导套4、7—定位板5—下模座6—凹模8—凸模56精选课件有压料装置的V形件弯曲模(avi4-3)1—顶杆2—定位钉3—模柄4—凸模5—凹模6—下模座57精选课件图4-40防止毛坯偏移的措施58精选课件图4-41带顶料及定料销的弯曲模1—凹模2—顶板3—定料销4—凸凹模5—反侧压块59精选课件第八节弯曲模典型结构第四章弯曲折板式弯曲模(精度要求高,avi4-44)1-凸模2－支架3－定位板（或定位销）4－活动凹模5－转轴6－支承板7－顶杆

60精选课件2.U形件弯曲模

图4-42U形件弯曲模1—模柄2—上模座3—凸模4—推杆5—凹模6—下模座7—顶料装置8—顶板9、10—定位销61精选课件图4-43弯曲角小于900的弯曲模(见avi4-46)62精选课件3.Z形件弯曲模(见flash4-51,avi4-51a)图4-44Z形件弯曲模1—顶板2—托板3—橡胶4—压块5—上模座6、7—凸模8—下模座9—反侧压块63精选课件4.帽罩形件弯曲模图4-45两次弯曲四角形件(c图有误)64精选课件4.帽罩形件弯曲模图4-46一次弯曲四角形件(1)(见avi4-49)65精选课件第四章弯曲一次弯曲四角形件(2)(见avi4-50)1－凹模2－活动凸模3－摆块4－垫板5－推板

66精选课件5.圆形件弯曲模(1)一段通心的圆筒形件应尽量采用标准规格的管材用切断方法获得,不仅质量有保证,而且加工费很低。(2)大直径圆筒形件:滚弯(3)中小直径圆筒形件:模具弯曲模结构形式设计依据:(1)工件直径;(2)尺寸精度;(3)生产批量67精选课件5.圆形件弯曲模(圆形件直径≤5mm)(见avi4-53)(avi4-54,avi4-54-2)

图4-47小圆形件一次弯曲成形模1—模柄2—上模板3—垫板4—凸模5—导柱6—芯轴7—弹簧8—支架9—导套10—圆柱销11—下模座12—垫板13—凹模14—凹模镶块15—压料板16—固定板17—弹簧18—卸料螺钉19—内六角螺钉

68精选课件图4-48摆动式圆形件一次成形弯曲模(5mm＜圆形件直径＜20mm)1—模柄2—凸模支架3—芯棒4—凹模支架5—成形滑块6—摆动块7—限制块8—拉簧9—底座10—滑板11—螺钉12—导柱13—芯轴14—滚套69精选课件

图4-49a)波浪形压弯模(圆形件直径＞20mm)1—螺塞2—定位板3—顶料杆4—凹模5—压料杆6—凸模b)弯圆模1—支架2—凸模3—凹模4—定位钉5—定位块70精选课件第三章弯曲大圆一次弯曲成形模(带摆动凹模的一次弯曲成形模)(avi4-57)(8mm＜圆形件直径＜30mm)1－支撑2－凸模3－摆动凹模4－顶板71精选课件其它形状弯曲件的弯曲模由于品种繁多,其工序安排和模具设计只能根据弯曲件的形状和尺寸精度等要求来考虑,不可能有一个统一不变的弯曲方法。72精选课件滚轴式弯曲模(avi4-60)1－凸模2－定位板3－凹模4－滚轴5－挡板

73精选课件带摆动凸模弯曲模(avi4-61)摆动凸模压料装置凹模74精选课件带摆动凹模的弯曲模(avi4-62)定位板摆动凹模凸模75精选课件第三章弯曲工艺与弯曲模设计(avi4-59ab)立式卷圆模预弯模(铰链件弯曲模)76精选课件第四章弯曲卧式卷圆模(铰链件弯曲模)(avi4-59c)

77精选课件凸、凹模间隙C

3.5.2弯曲模工作部分尺寸的计算凸、凹模间隙：指弯曲模中凸、凹模之间的单边间隙，用C表示。

弯曲V形件时：凸