冷冲压工艺与模具设计弯曲教学省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖

第三章弯曲工艺与模具设计3-1弯曲变形过程及变形特点3-2最小弯曲半径3-3弯曲回弹3-4弯曲件坯料尺寸计算3-5弯曲力计算3-6弯曲件工艺性3-7弯曲模设计11/843-1弯曲变形过程及变形特点一.弯曲二.弯曲变形过程三.板料塑性弯曲变形特点22/84一.弯曲弯曲：将板料、型材、管材或棒材等弯成一定角度和曲率，形成一定形状零件冲压方法。弯曲变形利用模具在压力机、专用折弯机、滚弯机、拉弯机、弯管机等设备上进行。33/84常见弯曲件44/84二.弯曲变形过程弹性变形阶段塑性变形阶段自由弯曲校正弯曲55/84三.板料塑性弯曲变形特点研究方法：坐标网格法自由弯曲时应力应变状态板料弯曲状态与中性层位置66/841.中性层内移应力中性层：板料截面上应力由外层拉应力过渡到内层压应力，其间金属切向应力为零金属层。变形程度较小时，应力中性层和应变中性层相重合，均位于板料截面中心轨迹上。变形程度比较大时，因为径向压应力作用，应力中性层和应变中性层都从板厚中央向内侧移动，应力中性层位移量大于应变中性层位移量。77/84弯曲变形过程中，变形区切向受拉外区（拉区）使板料减薄，切向受压内区（压区）使板料增厚。因为中性层向内移动，拉区扩大，压区减小，板料减薄将大于板料增厚，整个板料便出现变薄现象。变形程度越大，变薄现象越严重。弯曲所用坯料普通属于宽板，板料宽度方向变形困难，因而变形区厚度减薄将造成板料长度增加。变形程度越大，长度增加量越大。2.变形区板料厚度变薄和长度增加88/843.弯曲后翘曲与剖面畸变细而长板料弯曲件，弯曲后纵向产生翘曲变形。板料弯曲件短而粗时，弯曲后纵向产生翘曲不显著。窄板弯曲、管材、型材弯曲后剖面因为径向压应力作用，剖面产生畸变。99/843-2最小弯曲半径

一.影响最小弯曲半径原因

二.提升弯曲极限变形程度方法1010/84一.影响最小弯曲半径原因最小弯曲半径：在板料不发生破坏条件下，所能弯曲成零件内表面最小圆角半径。

材料力学性能板料表面和侧面质量弯曲线方向弯曲中心角（弯曲角和弯曲中心角定义）1111/84二.提升弯曲极限变形程度方法

经冷变形硬化材料，可采取热处理恢复板材塑性方法。去除冲裁毛刺，毛刺较小时能够使毛刺一面处于弯曲受压内缘，以免应力集中而开裂。对于低塑性材料或厚板料，采取加热弯曲。

采取两次弯曲工艺方法，弯曲-退火-弯曲。对于厚板料，结构允许时能够采取先在弯角内侧开槽后再进行弯曲工艺。材料厚度对最小弯曲半径影响1212/84开槽后再弯曲示意图1313/843-3弯曲回弹一.回弹现象二.影响回弹原因三.回弹值确实定四.降低回弹办法1414/84一.回弹现象弯曲件回弹回弹现象：弯曲时材料产生弹性变形、塑性变形，外载荷去除后，塑性变形保留，弹性变形消失，使弯曲件形状和尺寸发生改变。弯曲时内区弹性伸长，外区弹性缩短，加剧了工件形状和尺寸改变。曲率减小弯曲中心角减小1515/84二.回弹值确实定小变形程度自由弯曲时回弹值大变形程度自由弯曲时回弹值大变形程度时，卸载后弯曲件圆角半径改变很小，普通可不予考虑，仅考虑弯曲中心角改变。1616/84三．降低回弹办法改进弯曲件设计尽可能防止选取过大相对弯曲半径。尽可能选取力学性能稳定和板料厚度波动小材料。结构允许情况下在弯曲件弯曲区压制加强筋，以提升零件刚度。1717/84采取适当弯曲工艺采取校正弯曲代替自由弯曲。对冷作硬化材料进行退炽热处理后再进行弯曲。采取加热弯曲。相对弯曲半径很大弯曲件采取拉弯工艺。拉弯时板料内部切向应变1818/84合理设计弯曲模对于较硬材料，可依据回弹值对模具工作部分形状和尺寸进行修正。（修正法）

对于软材料，可采取在模具上做出赔偿角及小间隙进行弯曲。（赔偿法）

采取小间隙进行弯曲。U形件采取背压法进行弯曲。1919/843-4弯曲件坯料尺寸计算一.弯曲件应变中性层位置确实定二.弯曲件坯料尺寸计算2020/84一.弯曲件应变中性层位置确实定p：弯曲件应变中性层半径r：弯曲件内弯曲半径t：材料厚度x：应变中性层位移系数

2121/84二.弯曲件坯料尺寸计算2222/843-5弯曲力计算一自由弯曲时弯曲力二.校正弯曲时弯曲力三.顶件力或压料力2323/84一．自由弯曲时弯曲力V形件

U形件

2424/84二．校正弯曲时弯曲力三．顶件力或压料力2525/843-6弯曲件工艺性一．弯曲件精度二．弯曲件材料三．弯曲件结构2626/84一．弯曲件精度弯曲件工艺性：弯曲件形状、尺寸、精度、材料及技术要求等对弯曲加工工艺适应性。弯曲件精度受坯料定位、偏移、翘曲和回弹等原因影响，弯曲工序数目越多，精度越低。弯曲件尺寸公差按GB/T13914-92，角度公差按GB/T13915-92，形位公差按GB/T13916-92。2727/84二．弯曲件材料弯曲件材料含有足够塑性，屈强比小，屈服点与弹性模量比值小，有利于弯曲成形和工件质量提升。2828/84三．弯曲件结构弯曲半径、

弯曲件形状、

弯曲高度、

弯曲件孔边距离、

弯曲件尺寸2929/84弯曲件直边高度3030/84侧面为斜边弯曲件3131/84弯曲件孔边距离3232/84预防孔变形办法3333/84预冲工艺槽、孔弯曲件3434/84带有缺口弯曲件3535/84切口弯曲件形状3636/843-7弯曲模设计一.弯曲件工序安排二.经典弯曲模结构三.弯曲模结构设计应注意问题四.弯曲模工作部分尺寸设计3737/84一.弯曲件工序安排一次弯曲成形二次弯曲成形三次弯曲成形3838/84二.经典弯曲模结构1.有压料装置V形件弯曲模2.U形件弯曲模3.一次弯曲成形复合弯曲模4.夹角小于90度U形件弯曲模5.铰链弯曲卷圆模6.Z形件弯曲模7.闹钟双铃提环弯曲模3939/84Z形件弯曲模Z形弯曲件弯曲模三维图弯曲模三维图（爆炸）弯曲模上模三维图（爆炸）弯曲模上模上部三维图（爆炸）弯曲模上模中间三维图（爆炸）弯曲模下模三维图（爆炸）4040/84三.弯曲模结构设计注意问题模具结构应能确保坯料在弯曲时不发生偏移。（弯曲偏移现象）

模具结构不应妨碍坯料在合模过程中应有转动和移动。模具结构应能确保弯曲时上、下模之间水平方向力得到平衡。4141/84四.弯曲模工作部分尺寸设计凸模圆角半径工件相对弯曲半径r/t较小时，凸模圆角半径取工件弯曲内半径。（不应小于许可最小弯曲半径。）工件相对弯曲半径r/t较大时，考虑到弹性回弹，凸模圆角半径加以修正。4242/84凹模圆角半径凹模圆角半径不能过小，以免擦伤工件表面，影响冲模寿命。凹模两边圆角半径应一致。4343/84凹模深度V形件弯曲模凹模深度及底部最小厚凹模开口宽度LA不能大于弯曲坯料展开长度0.8倍。U形件弯曲模，对于弯边高度不大或要求两边平直U形件，则凹模深度应大于零件高度。4444/84

凸、凹模间隙V形件弯曲模凸、凹模间隙靠调整压力机闭合高度来控制。U形件弯曲模凸、凹模单边间隙

C间隙系数，C＝0.03～0.24545/84U形件弯曲凸、凹模横向尺寸计算工件尺寸标注计算标准：工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上。工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。

4646/84工件标注外形尺寸

4747/84工件标注内形尺寸凸、凹模制造公差，采取IT7～IT9。

4848/84结束语谢谢使用本课件，欢迎您提出宝贵意见。祝您学习进步，工作顺利！联络电话13961373299E-mail：lygyangtaide@163.com4949/84弯曲件5050/84弯曲模三维图形5151/84弯曲模三维图形（爆炸）5252/84弯曲模上模三维图形（爆炸）5353/84上模上部三维图形（爆炸）5454/84上模中间三维图形（爆炸）5555/84弯曲模下模三维图形（爆炸）5656/84自由弯曲时应力应变5757/84弯曲变形特点5858/84板料弯曲状态及中性层位置5959/84弯曲剖面畸变6060/84断面质量对最小相对弯曲半径影响6161/84材料厚度对最小弯曲半径影响6262/84弯曲回弹6363/84弯曲角与弯曲中心角6464/84改进弯曲件结构以减小回弹6565/84自由弯曲6666/84校正弯曲6767/84拉弯工艺6868/84拉弯时断面内切向应变分布6969/84小间隙拉弯示意图7070/84用赔偿法修正模具结构7171/84用校正法修正模具结构7272/84纵向加压弯曲737