彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)

1、4.1 彎曲變形過程分析彎曲變形過程分析4.2 彎曲件質(zhì)量分析及控制彎曲件質(zhì)量分析及控制4.3 彎曲工藝計(jì)算彎曲工藝計(jì)算4.4 彎曲工藝設(shè)計(jì)彎曲工藝設(shè)計(jì)4.5 彎曲模設(shè)計(jì)彎曲模設(shè)計(jì)4.6 彎曲模設(shè)計(jì)舉例彎曲模設(shè)計(jì)舉例能根據(jù)彎曲件的廢品形式分析其產(chǎn)生的原因，熟能根據(jù)彎曲件的廢品形式分析其產(chǎn)生的原因，熟悉解決的措施。悉解決的措施。能完成典型彎曲件的工藝與模具設(shè)計(jì)。能完成典型彎曲件的工藝與模具設(shè)計(jì)。能力要求能力要求 彎曲定義彎曲定義 彎曲彎曲是指在沖壓生產(chǎn)中，利用模具將制件彎曲成一定是指在沖壓生產(chǎn)中，利用模具將制件彎曲成一定角度和形狀的加工方法。角度和形狀的加工方法。彎曲示例彎曲示例生活中的彎曲零件

2、生活中的彎曲零件用模具成形彎曲件一用模具成形彎曲件一用模具成形彎曲件二用模具成形彎曲件二彎曲使用的模具叫彎曲模彎曲使用的模具叫彎曲模擴(kuò)展閱讀擴(kuò)展閱讀4.1 彎曲變形過程分析彎曲變形過程分析4.1.1 彎曲變形過程彎曲變形過程 V形彎曲件的彎曲過程形彎曲件的彎曲過程l0l1l2lr0r1r2r第一節(jié)第一節(jié) 彎曲變形過程及變形特點(diǎn)彎曲變形過程及變形特點(diǎn)一、彎曲變形過程圖4-1彎曲毛坯受力情況）彎曲前 ）彎曲后1凸模式 2凹模 在板料A處，凸模施加彎曲力形）或2P（V形），在凹模的圓角半徑支撐點(diǎn)B處產(chǎn)生反力P，這樣就形成彎曲力矩，該彎曲力矩使板料產(chǎn)生彎曲。第一節(jié)第一節(jié) 彎曲變形過程及變形特點(diǎn)彎曲變形

3、過程及變形特點(diǎn)一、彎曲變形過程圖4-2 V形彎曲模校正彎曲過程 彎曲開始階段為自由彎曲，隨著凸模下壓，板料的彎曲半徑與支撐點(diǎn)距離逐漸減小。在彎曲行程接近終了時(shí)，彎曲半徑繼續(xù)減小，而直邊部分反而向凹模方向變形（圖），直至板料與凸、凹模完全貼合。第一節(jié)第一節(jié) 彎曲變形過程及變形特點(diǎn)彎曲變形過程及變形特點(diǎn)一、彎曲變形過程圖4-3 彎曲前后坐標(biāo)網(wǎng)格變化a）彎曲前 b）彎曲后二、彎曲變形程度及其表示方法1.彎曲變形程度及其表示（r/t）圖4-5 各種彎曲的應(yīng)力分布a）彈性彎曲 b）沒有硬化的彈塑性彎曲c）沒有硬化的純塑性彎曲d）、e）有硬化的彈塑性彎曲和純塑性彎曲 設(shè)彎曲變形區(qū)應(yīng)變中性層曲率半徑為，彎曲

4、中心角為，則距應(yīng)變中性層為y處的材料的切向應(yīng)變?yōu)閘n ln(1+ )切向應(yīng)力為 式中 E材料的彈性模量。(y) y二、彎曲變形程度及其表示方法2.彈塑性彎曲與純塑性彎曲概念圖4-5 各種彎曲的應(yīng)力分布a）彈性彎曲 b）沒有硬化的彈塑性彎曲c）沒有硬化的純塑性彎曲d）、e）有硬化的彈塑性彎曲和純塑性彎曲三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析圖4-6 彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) ）窄板 (1)窄板彎曲 板料在彎曲時(shí)，主要表現(xiàn)是內(nèi)、外層纖維的壓縮和伸長，切向應(yīng)變是最大的主應(yīng)變，其外層應(yīng)變?yōu)檎瑑?nèi)層應(yīng)變?yōu)樨?fù)。三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析 ()寬板彎曲 寬板彎曲時(shí)，切向和厚度方向的應(yīng)變與窄板

5、相同。在寬度方向，由于板料寬度寬，變形阻力較大，彎曲后板寬基本不變，因此內(nèi)、外層寬度方向的應(yīng)變接近于零（2）。圖4-6 彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) ）窄板 彎曲方式彎曲方式a）自由彎曲）自由彎曲 b）校正彎曲）校正彎曲a1b14.1.2 彎曲變形特點(diǎn)彎曲變形特點(diǎn) 彎曲后彎曲后彎曲前彎曲前五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)1.應(yīng)變中性層位置的內(nèi)移 板料在彈性彎曲時(shí)，應(yīng)變中性層位于板料橫斷面中間，塑性彎曲時(shí)，設(shè)板料原來長度、寬度和厚度分別為l、b、t。圖4-9 應(yīng)變中性層的確定 板料彎曲時(shí)，外層纖維受拉使厚度減薄，內(nèi)層纖維受壓使厚度增加。由于應(yīng)變中性層的內(nèi)移，外層拉伸區(qū)逐步擴(kuò)大，內(nèi)層壓縮區(qū)不斷減小，外層的減

6、薄量大于內(nèi)層的增厚量，從而使板料的厚度變薄。根據(jù)材料塑性變形體積不變的條件，厚度的減薄必然使板料的長度增加。五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)2.變形區(qū)內(nèi)板料的變薄和增長五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)3.變形區(qū)板料剖面的畸變、翹曲和破裂 相對寬度b/t較小的板料彎曲時(shí)，由于外層材料切向受拉，引起板料寬度和厚度的收縮。圖4-10 板料彎曲后的畸變、翹曲和破裂）翹曲）翹曲和不平 ）拉裂寬板彎曲寬板彎曲窄板彎曲窄板彎曲彎曲毛坯的橫截面變化情況彎曲毛坯的橫截面變化情況彎曲變形區(qū)的變形特點(diǎn)彎曲變形區(qū)的變形特點(diǎn)工件分成了直邊和圓角兩個(gè)部分，變形主要發(fā)生在圓角部分，工件分成了直邊和圓角兩個(gè)部分，變形主要發(fā)生在圓角部分，

7、圓角是彎曲變形的主要變形區(qū)圓角是彎曲變形的主要變形區(qū)。變形區(qū)變形不均勻：外區(qū)切向受拉伸長；內(nèi)區(qū)切向受壓縮短，變形區(qū)變形不均勻：外區(qū)切向受拉伸長；內(nèi)區(qū)切向受壓縮短，出現(xiàn)出現(xiàn)應(yīng)變中性層應(yīng)變中性層變形前后長度不發(fā)生變化的金變形前后長度不發(fā)生變化的金 屬層。屬層。變形區(qū)厚度變薄，變形區(qū)厚度變薄，t/t1，變薄程度與，變薄程度與r 的大小有關(guān)。的大小有關(guān)。橫截面的變化：寬板不變，窄板內(nèi)區(qū)變寬、外區(qū)變窄。橫截面的變化：寬板不變，窄板內(nèi)區(qū)變寬、外區(qū)變窄。4.1.3 彎曲變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)彎曲變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)4.2 彎曲件質(zhì)量分析及控制彎曲件質(zhì)量分析及控制4.2.1 彎裂彎裂4.2.2 回彈回彈4.2.

8、3 偏移偏移4.2.4 板料橫截面的畸變和翹曲變形板料橫截面的畸變和翹曲變形4.2.5 變形區(qū)變薄和彎曲件長度增加變形區(qū)變薄和彎曲件長度增加 彎裂彎裂是指彎曲變形區(qū)外層材料產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。是指彎曲變形區(qū)外層材料產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。 產(chǎn)生彎裂的主要原因是彎曲變形程度超出被彎材料的成形極產(chǎn)生彎裂的主要原因是彎曲變形程度超出被彎材料的成形極限。限。 彎裂可以避免。彎裂可以避免。4.2.1 彎裂彎裂（1）彎曲變形區(qū)的內(nèi)圓角半徑）彎曲變形區(qū)的內(nèi)圓角半徑r 稱為稱為彎曲半徑。彎曲半徑。（2）彎曲半徑與板料厚度的比值）彎曲半徑與板料厚度的比值r/t 稱為稱為相對彎曲半徑。相對彎曲半徑。（3）彎曲時(shí)板料最外層纖維

9、瀕于拉裂時(shí)的彎曲半徑稱為）彎曲時(shí)板料最外層纖維瀕于拉裂時(shí)的彎曲半徑稱為最小最小彎曲半徑彎曲半徑rmin。（4）最小彎曲半徑與板料厚度的比值稱為）最小彎曲半徑與板料厚度的比值稱為最小相對彎曲半最小相對彎曲半徑徑rmin/t。（5）制件被彎曲加工的角度，即彎曲后制件直邊夾角的補(bǔ)角）制件被彎曲加工的角度，即彎曲后制件直邊夾角的補(bǔ)角 1稱為稱為彎曲角。彎曲角。（6）彎曲后制件直邊夾角的對角）彎曲后制件直邊夾角的對角稱為稱為彎曲中心角彎曲中心角。（7）彎曲后制件直邊的夾角）彎曲后制件直邊的夾角稱為稱為彎曲件角度彎曲件角度。彎曲工藝各參數(shù)定義：彎曲工藝各參數(shù)定義： 1. 彎曲變形程度彎曲變形程度 r/t表

10、示彎曲變形程度大小。表示彎曲變形程度大小。r/t越小，彎曲變形程度越大，有一最小相對彎曲半徑越小，彎曲變形程度越大，有一最小相對彎曲半徑rmin/t2. 最小相對彎曲半徑及其影響因素最小相對彎曲半徑及其影響因素1)1)材料的力學(xué)性能：塑性好，材料的力學(xué)性能：塑性好， r rminmin/t/t小。小。2)2)板料的纖維方向：彎曲線與板料的纖維方向：彎曲線與纖維方向垂直，纖維方向垂直，r rminmin/t/t小小最小相對彎曲半徑最小相對彎曲半徑是指板料彎曲時(shí)最外層纖維瀕于拉裂時(shí)的是指板料彎曲時(shí)最外層纖維瀕于拉裂時(shí)的彎曲半徑與板料厚度的比值彎曲半徑與板料厚度的比值 影響最小相對彎曲半徑的因素：影

11、響最小相對彎曲半徑的因素：3)3)板料的表面質(zhì)量和側(cè)邊質(zhì)量：表面質(zhì)量和側(cè)面質(zhì)量好，板料的表面質(zhì)量和側(cè)邊質(zhì)量：表面質(zhì)量和側(cè)面質(zhì)量好， r rminmin/t/t小小4)4)板料的厚度?。喊辶系暮穸缺。?r rminmin/t/t小小 3.最小彎曲半徑的值最小彎曲半徑的值 見表見表4-24.控制彎裂的措施控制彎裂的措施（1）選擇塑性好的材料進(jìn)行彎曲，對冷作硬化的材料在彎）選擇塑性好的材料進(jìn)行彎曲，對冷作硬化的材料在彎 曲前進(jìn)行退火處理。曲前進(jìn)行退火處理。（2）采用）采用r/t大于大于rmin/t的彎曲。的彎曲。（3）排樣時(shí)，使彎曲線與板料的纖維組織方向垂直。）排樣時(shí)，使彎曲線與板料的纖維組織方向垂

12、直。（4）將有毛刺的一面朝向彎曲凸模一側(cè)，或彎曲前去除毛）將有毛刺的一面朝向彎曲凸模一側(cè)，或彎曲前去除毛 刺。避免彎曲毛坯外側(cè)有任何劃傷、裂紋等缺陷。刺。避免彎曲毛坯外側(cè)有任何劃傷、裂紋等缺陷。 影響材料最小彎曲半徑的力學(xué)性能主要是塑性，材料塑性指標(biāo)（、 等）越高，其彎曲時(shí)塑性變形的穩(wěn)定性越好，可以采用的最小彎曲半徑越小。最小彎曲半徑最小彎曲半徑一、影響最小彎曲半徑的因素1.材料的力學(xué)性能 彎曲中心角越小，圓角部分外表面纖維的變形分散效應(yīng)越顯著，最小彎曲半徑的數(shù)值也越小。最小彎曲半徑最小彎曲半徑一、影響最小彎曲半徑的因素2.零件彎曲中心角的大小 板料經(jīng)過多次軋制，其力學(xué)性能具有方向性，因此彎曲

13、件的彎曲線與板料軋制方向垂直時(shí)，最小彎曲半徑數(shù)值最??；彎曲件的彎曲線與板料軋制方向平行時(shí)，則最小彎曲半徑最大。所以對于較小的彎曲件，應(yīng)盡可能使彎曲線垂直于軋制方向。如果零件有兩個(gè)以上彎曲線相互垂直，可安排彎曲線與軋制方向成45夾角。最小彎曲半徑最小彎曲半徑一、影響最小彎曲半徑的因素3.板料的軋制方向與彎曲線夾角的關(guān)系 彎曲件毛坯一般由沖裁獲得，其斷面存在冷作硬化層，彎曲時(shí)，沖裁件斷面上的斷裂帶及毛刺在拉應(yīng)力作用下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致彎曲件從側(cè)邊開始破裂。因此在彎曲前，應(yīng)將毛坯上的毛刺去除。如彎曲件毛坯帶有較小的毛刺，彎曲時(shí)應(yīng)使帶毛刺朝內(nèi)（即朝彎曲凸模方向），以避免應(yīng)力集中而產(chǎn)生破裂。最小彎曲半

14、徑最小彎曲半徑一、影響最小彎曲半徑的因素4.板料表面及沖裁斷面的質(zhì)量最小彎曲半徑最小彎曲半徑一、影響最小彎曲半徑的因素5.板料的相對寬度圖4-11 板料相對寬度對最小彎曲半徑的影響 圖4-11為彎曲件相對寬度bt對最小彎曲半徑的影響，當(dāng)彎曲件的相對寬度較小時(shí)，其影響比較明顯，但當(dāng)bt10時(shí)，其影響不大。 彎曲變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)變在厚度方向呈線性規(guī)律變化，在外表面最大，在應(yīng)變中性層為零。當(dāng)板料厚度較小時(shí)，切向應(yīng)變變化的梯度大，能很快地由外表面的最大值衰減為零，這樣與切向變形最大的外表面相鄰近的金屬材料，可以起到阻礙外表面材料產(chǎn)生局部不穩(wěn)定塑性變形的作用，因此可以得到較大的變形或采用較小的最小彎曲半徑

15、。最小彎曲半徑最小彎曲半徑一、影響最小彎曲半徑的因素6.板料厚度二、最小彎曲半徑值確定1.最小彎曲半徑的近似理論計(jì)算 由于影響最小彎曲半徑大小的因素很多，因此計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的rmin有一定的誤差，在實(shí)際生產(chǎn)中主要是參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定各種材料的最小彎曲半徑。二、最小彎曲半徑值確定2.最小彎曲半徑的經(jīng)驗(yàn)值確定 1.彎曲件分兩次彎曲，第一次采用較大的彎曲半徑（大于rmin），第二次按要求的彎曲半徑彎曲。 2.采用先退火以增加材料塑性再進(jìn)行彎曲，以獲得所需的彎曲半徑，或者在工件許可情況下采用熱彎。三、提高彎曲極限變形程度方法三、提高彎曲極限變形程度方法 3.先在彎曲件彎曲圓角內(nèi)側(cè)開槽，如圖所示，再進(jìn)行

16、彎曲。圖4-12 開槽后彎曲a）U形件 b）V形件4.2.2 回彈回彈彎曲回彈彎曲回彈是指彎曲件從模具中取出時(shí)，其形狀和尺寸變得與模是指彎曲件從模具中取出時(shí)，其形狀和尺寸變得與模具不一致的現(xiàn)象，具不一致的現(xiàn)象，簡稱回彈或彈復(fù)或回跳簡稱回彈或彈復(fù)或回跳?；貜椀脑蚴撬苄詮澢鷷r(shí)的回彈的原因是塑性彎曲時(shí)的總變形是由塑性變形和彈性總變形是由塑性變形和彈性變形兩部分組成，當(dāng)外載荷變形兩部分組成，當(dāng)外載荷去除后，塑性變形保留下來，去除后，塑性變形保留下來，而彈性變形會(huì)完全消失。而彈性變形會(huì)完全消失。1. 回彈的表現(xiàn)形式回彈的表現(xiàn)形式p-00（）彎曲半徑的改變，由加載時(shí)的（）彎曲半徑的改變，由加載時(shí)的rp變

17、為卸載時(shí)的變?yōu)樾遁d時(shí)的r（）彎曲件角度的改變，改變量：（）彎曲件角度的改變，改變量：當(dāng)當(dāng)時(shí)，稱為正回彈時(shí)，稱為正回彈當(dāng)當(dāng)時(shí)，稱為負(fù)回彈時(shí)，稱為負(fù)回彈彎曲卸載后的回彈彎曲卸載后的回彈一、回彈原因及表現(xiàn)形式彎曲回彈的表現(xiàn)形式有兩種。圖4-15 彎曲變形的回彈 材料的屈極點(diǎn)s越高，彈性模量E 越小，彎曲變形的回彈也越大。若材料的力學(xué)性能不穩(wěn)定，其回彈值也不穩(wěn)定。材料的屈服點(diǎn)s越高，則材料在一定的變形程度時(shí)，變形區(qū)斷面內(nèi)的應(yīng)力也越大，因而引起更大的彈性變形，故回彈值也越大。彈性模量E越大，則抵抗彈性變形的能力越強(qiáng)，故回彈值越小。影響回彈的因素1.材料的力學(xué)性能二、影響回彈的因素2.相對彎曲半徑r/t

18、相對彎曲半徑r/t越小，彎曲變形區(qū)的總切向變形程度增大，塑性變形部分在總變形中所占的比例增大，而彈性變形部分所占的比例則相應(yīng)減小，因而回彈值減小。反之，當(dāng)相對彎曲半徑越大，回彈值增大，這就是曲率半徑很大的零件不易彎曲成形的道理。 彎曲中心角越大，表示彎曲變形區(qū)的長度越長，回彈積累值也越大，故回彈角越大，但對彎曲半徑的回彈影響不大。二、影響回彈的因素3.彎曲中心角 自由彎曲時(shí)的回彈角要比校正彎曲來得大,這是因?yàn)樾Ｕ龔澢鷷r(shí)，材料受到凸、凹模的壓縮作用，不僅使彎曲變形區(qū)毛坯外側(cè)的拉應(yīng)力有所減小，并且在外側(cè)靠近中性層附近的切向也出現(xiàn)和毛坯內(nèi)側(cè)切向一樣的壓縮應(yīng)力。隨著校正力的增加，切向壓應(yīng)力區(qū)向毛坯的外

19、表面不斷擴(kuò)展，以致毛坯的全部或大部分?jǐn)嗝婢a(chǎn)生切向壓縮應(yīng)力。這樣內(nèi)、外層材料回彈的方向取得一致，使其回彈量比自由彎曲時(shí)大為減少。因此校正力越大，回彈值越小。二、影響回彈的因素4.彎曲方式及校正力大小 U 形件的回彈小于V 形件。復(fù)雜形狀彎曲件，若一次彎曲成形，由于在彎曲時(shí)各部分材料互相牽制及彎曲件表面與模具表面之間摩擦力的影響，因而改變了彎曲件彎曲時(shí)各部分材料的應(yīng)力狀態(tài)，這樣使回彈困難，回彈角減小。二、影響回彈的因素5.工件形狀 在彎曲U形件時(shí)，模具凸、凹模間隙對彎曲件的回彈有直接的影響。間隙小，回彈減小。相反，當(dāng)間隙較大時(shí)，材料處于松動(dòng)狀態(tài)，工件的回彈就大。二、影響回彈的因素6.模具間隙1

20、1）材料的力學(xué)性能）材料的力學(xué)性能: :屈服極限越大、硬化指數(shù)越高，回彈量越大；屈服極限越大、硬化指數(shù)越高，回彈量越大； 彈性模量越大，回彈越小。彈性模量越大，回彈越小。2 2）相對彎曲半徑）相對彎曲半徑: :越大，回彈越大。越大，回彈越大。3 3）彎曲中心角）彎曲中心角: :越大，變形區(qū)的長度越長，回彈積累值也越大，越大，變形區(qū)的長度越長，回彈積累值也越大， 故回彈增加。故回彈增加。4 4）彎曲方式）彎曲方式 ：校正彎曲的回彈比自由彎曲時(shí)大為減小。校正彎曲的回彈比自由彎曲時(shí)大為減小。5 5）工件形狀：）工件形狀： 形狀越復(fù)雜、一次彎曲的角度越多，回彈越小。形狀越復(fù)雜、一次彎曲的角度越多，回彈

21、越小。6 6）模具結(jié)構(gòu)：）模具結(jié)構(gòu)： 帶底凹模的回彈小。帶底凹模的回彈小。2. 影響回彈的因素影響回彈的因素 三、回彈值的確定1.理論計(jì)算圖4-16 彎曲時(shí)加載和卸載過程 加載為沿折線OAB，卸載沿線段BC。 在實(shí)際彎曲時(shí)影響回彈值的因素又較多，而且各因素相互影響，因此計(jì)算結(jié)果往往不準(zhǔn)確，在生產(chǎn)實(shí)踐中采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。各種彎曲方法與彎曲角度的回彈經(jīng)驗(yàn)值可查有關(guān)手資料。三、回彈值的確定2.經(jīng)驗(yàn)值選用 四、提高彎曲件精度的措施1.改進(jìn)彎曲件的設(shè)計(jì) 在彎曲件彎曲變形區(qū)壓制加強(qiáng)筋，以提高零件剛度來減少回彈。圖4-17 在彎曲變形區(qū)壓制加強(qiáng)筋 在制定彎曲工藝時(shí)，可采用校正彎曲來代替自由彎曲。對冷作硬化的硬材

22、料，先進(jìn)行退火，使其屈服極限降低后再進(jìn)行彎曲。 四、提高彎曲件精度的措施2.采取適當(dāng)?shù)膹澢に?四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模 1）對于軟材料（Q215、Q235、10鋼、20鋼，H62軟黃銅），其回彈角5，可在凸?；虬寄Ｉ献鞒鲅a(bǔ)償角，并減小凸、凹模之間間隙來克服回彈。圖4-18 模具補(bǔ)償角克服回彈 四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模 2）對于厚度在0.8mm以上軟材料，彎曲半徑又不大時(shí)，可把凸模作成局部凸起（圖4-19），以便對彎曲變形區(qū)進(jìn)行局部整形來減小回彈。圖4-19 局部整形克服回彈 3）對于較硬材料（45鋼、50鋼，H62硬黃銅等），彎曲半徑rt時(shí)，根據(jù)回彈值，對

23、模具工作部分的形狀和尺寸進(jìn)行修正。四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模 四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模 4）對于U形件彎曲，可改變背壓（頂板壓力）的方法改變回彈角。圖4-20 U形件弧面底邊回彈抵消法 5）采用橡膠、聚氨酯軟凹模代替金屬凹模（圖4-21），用調(diào)節(jié)凸模壓入軟凹模深度方法來控制回彈。四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模圖4-21 軟凹模彎曲 6）在彎曲件的端部加壓，可以獲得精確的彎邊高度，并由于改變了應(yīng)力狀態(tài)而減小回彈（圖4-22）。四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模圖4-22 端部加壓的彎曲 相對彎曲半徑非常大的彎曲件，如飛機(jī)機(jī)翼上蒙皮，采用普通的

24、彎曲方法，由于毛坯大部分處于彈性變形狀態(tài)，彎曲后產(chǎn)生很大的回彈，有的甚至無法彎曲成形，這時(shí)就必須采用拉彎工藝。四、提高彎曲件精度的措施4.采用拉彎工藝圖4-23 拉彎工藝3. 減少回彈的措施減少回彈的措施（1 1）改進(jìn)彎曲件的設(shè)計(jì)并合理選材）改進(jìn)彎曲件的設(shè)計(jì)并合理選材 1）盡量避免選用過大的）盡量避免選用過大的r/t。2）盡量選用屈服極限小、硬化指數(shù)小、彈性模量大的板料）盡量選用屈服極限小、硬化指數(shù)小、彈性模量大的板料 進(jìn)行彎曲。進(jìn)行彎曲。（2 2）采取適當(dāng)?shù)膹澢に嚕┎扇∵m當(dāng)?shù)膹澢に? ,改變變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。改變變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。1 1）采用校正彎曲代替自由彎曲。）采用校正彎曲代

25、替自由彎曲。2 2）采用拉彎工藝）采用拉彎工藝 3 3）對冷作硬化的材料須先退火，使其屈服點(diǎn)）對冷作硬化的材料須先退火，使其屈服點(diǎn)s s 降低。對回降低。對回 彈較大的材料，必要時(shí)可采用加熱彎曲。彈較大的材料，必要時(shí)可采用加熱彎曲。（3 3）合理設(shè)計(jì)彎曲模）合理設(shè)計(jì)彎曲模1）補(bǔ)償法）補(bǔ)償法 2）將模具做成局部突起）將模具做成局部突起3）軟模法）軟模法4.2.3 偏移偏移 偏移偏移是指彎曲過程中板料毛坯在模具中發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)象。是指彎曲過程中板料毛坯在模具中發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)象。 偏移的結(jié)果使彎曲件兩直邊的長度不符合圖紙要求，因此必偏移的結(jié)果使彎曲件兩直邊的長度不符合圖紙要求，因此必須消除偏移現(xiàn)象。須消

26、除偏移現(xiàn)象。 1.產(chǎn)生偏移的原因產(chǎn)生偏移的原因 （1）彎曲件坯料形狀左右不對稱。）彎曲件坯料形狀左右不對稱。（2）坯料定位不穩(wěn)定，壓料效果不理想。）坯料定位不穩(wěn)定，壓料效果不理想。（3）模具結(jié)構(gòu)左右不對稱。）模具結(jié)構(gòu)左右不對稱。2. 控制偏移的措施控制偏移的措施 1）選擇可靠的定位和壓料方式，采用合適的模具結(jié)構(gòu)）選擇可靠的定位和壓料方式，采用合適的模具結(jié)構(gòu) 2）對于小型不對稱的彎曲件采用成對彎曲再剖切的工藝）對于小型不對稱的彎曲件采用成對彎曲再剖切的工藝 4.2.4 板料橫截面的畸變和翹曲變形板料橫截面的畸變和翹曲變形4.2.5 變形區(qū)變薄和彎曲后長度增加變形區(qū)變薄和彎曲后長度增加 使得彎曲件

27、毛坯尺寸難以精確確定。使得彎曲件毛坯尺寸難以精確確定。 彎曲模設(shè)計(jì)步驟是先設(shè)計(jì)彎曲模，再設(shè)計(jì)落料模。彎曲模設(shè)計(jì)步驟是先設(shè)計(jì)彎曲模，再設(shè)計(jì)落料模。4.3 彎曲工藝計(jì)算彎曲工藝計(jì)算4.3.1 彎曲件毛坯尺寸的計(jì)算彎曲件毛坯尺寸的計(jì)算1. 應(yīng)變中性層的位置應(yīng)變中性層的位置應(yīng)變中性層應(yīng)變中性層是指彎曲變形前后長度保持不變的金屬層?；驈澢侵笍澢冃吻昂箝L度保持不變的金屬層?；驈澢?變形區(qū)切向應(yīng)變?yōu)榱愕慕饘賹?。變形區(qū)切向應(yīng)變?yōu)榱愕慕饘賹印?.彎曲件毛坯長度的計(jì)算彎曲件毛坯長度的計(jì)算（1 1）圓角半徑圓角半徑r r 0.5t0.5t的彎曲件的彎曲件 1 1）從彎曲件一端開始，將其分成若干段直線段和圓弧段。

28、）從彎曲件一端開始，將其分成若干段直線段和圓弧段。（2 2）圓角半徑）圓角半徑r0.5trr+2t（3）彎曲件孔邊距離應(yīng)滿足：）彎曲件孔邊距離應(yīng)滿足： 彎曲直角時(shí)，彎曲直角時(shí)，lmin=r+2t 3.對彎曲件的精度要求對彎曲件的精度要求彎曲件的尺寸公差須符合彎曲件的尺寸公差須符合GB/T13914-2002，角度公差符合角度公差符合GB/T13915-2002，未注形位公差符合未注形位公差符合GB/T13916-2002，未注形位公差尺寸的極限偏差符合未注形位公差尺寸的極限偏差符合GB/T15055-2007 4.對彎曲件的材料要求對彎曲件的材料要求 彎曲件的材料要具有良好的塑性，較小的屈強(qiáng)比

29、，彎曲件的材料要具有良好的塑性，較小的屈強(qiáng)比，較大的彈性模量較大的彈性模量 5.對尺寸標(biāo)注的要求對尺寸標(biāo)注的要求 彎曲件的彎曲半徑不能小于該工件材料的最小彎曲半徑，否則在彎曲變形區(qū)外表面將產(chǎn)生拉裂，造成廢品。如果工件要求的彎曲半徑很小時(shí)，可按本章第二節(jié)中有關(guān)提高彎曲極限變形程度方法予以解決。二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性1.彎曲件的彎曲半徑二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性2.彎曲件的形狀圖4-29 彎曲件形狀不對稱產(chǎn)生側(cè)移圖4-30 帶缺口的彎曲件二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性3.彎曲件直邊高度圖4-31 彎曲件直邊的高度圖4-32 直邊側(cè)面帶有斜邊的彎曲件 為了保證彎曲件的直邊部分平直，其直邊高度h應(yīng)不小于2t，最好

30、大于3t。若h2t，則必須在彎曲圓角處預(yù)先壓槽后再彎曲，或加長直邊部分，待彎曲后再切掉多余部分，如圖所示。 彎曲預(yù)先沖好孔的毛坯時(shí)，如果孔位于彎曲變形區(qū)內(nèi)，則孔形將直接受彎曲變形的影響而畸變。二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性4.彎曲件上孔的位置圖4-33 彎曲件上的孔邊距離二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性5.彎曲件上增添工藝孔和工藝槽圖4-34 防止尖角處撕裂的措施 彎曲件形狀復(fù)雜或需多道彎曲，為了使毛坯在彎曲模內(nèi)定位準(zhǔn)確，可在彎曲件上設(shè)計(jì)出定位工藝孔，如圖所示。二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性6.定位工藝孔圖4-35 定位工藝孔3.4.2 彎曲件的工序安排彎曲件的工序安排）形狀簡單的彎曲件：采用一次彎曲成形。）形狀簡單的

31、彎曲件：采用一次彎曲成形。 形狀復(fù)雜的彎曲件：采用二次或多次彎曲成形。形狀復(fù)雜的彎曲件：采用二次或多次彎曲成形。）批量大而尺寸較小的彎曲件：盡可能采用級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模。）批量大而尺寸較小的彎曲件：盡可能采用級(jí)進(jìn)模或復(fù)合模。）需多次彎曲時(shí)：先彎兩端，后彎中間部分，前次彎曲應(yīng)考慮）需多次彎曲時(shí)：先彎兩端，后彎中間部分，前次彎曲應(yīng)考慮 后次彎曲有可靠的定位，后次彎曲不能影響前次已成形的形后次彎曲有可靠的定位，后次彎曲不能影響前次已成形的形 狀。狀。）彎曲件形狀不對稱時(shí)：盡量成對彎曲，然后再剖切。）彎曲件形狀不對稱時(shí)：盡量成對彎曲，然后再剖切。 ）簡單形狀精度不高的彎曲件，如V形、U形、Z形件等，可以一

32、次彎曲成形。 ）復(fù)雜形狀彎曲件，一般需采用兩次或多次彎曲成形。一般先彎外角，后彎內(nèi)角。前次彎曲要給后次彎曲留出可靠的定位，并保證后次彎曲不破壞前次已彎的形狀。一、彎曲件工序安排原則 ）批量大、尺寸較小的彎曲件，為了提高生產(chǎn)率，可采用多工序的沖裁、彎曲、切斷等連續(xù)工藝成形。 ）單面不對稱幾何形狀的彎曲件，若單個(gè)彎曲時(shí)毛坯容易發(fā)生偏移，可采用成對彎曲成形，彎曲后再切開。一、彎曲件工序安排原則典型彎曲件的工序安排典型彎曲件的工序安排一次彎曲一次彎曲二次彎曲二次彎曲第一次彎曲第一次彎曲第二次彎曲第二次彎曲三次彎曲三次彎曲第一次彎曲第一次彎曲第二次彎曲第二次彎曲第三次彎曲第三次彎曲四次彎曲四次彎曲第一次

33、彎曲第一次彎曲第二次彎曲第二次彎曲第三次彎曲第三次彎曲第四次彎曲第四次彎曲彎曲件的工序安排比較靈活彎曲件的工序安排比較靈活工件的形狀工件的形狀精度要求精度要求批量大小批量大小一次彎曲一次彎曲2 2次彎曲次彎曲4 4次彎曲次彎曲二、典型彎曲件工序安排圖4-36 一次彎曲成形示例二、典型彎曲件工序安排圖4-37 兩次彎曲成形示例二、典型彎曲件工序安排圖438 三次彎曲成形示例彎曲模的結(jié)構(gòu)分析彎曲模的結(jié)構(gòu)分析彎曲模的零件設(shè)計(jì)彎曲模的零件設(shè)計(jì)3.5 彎曲模設(shè)計(jì)彎曲模設(shè)計(jì)4.5.1 彎曲模類型及結(jié)構(gòu)彎曲模類型及結(jié)構(gòu)1. V形件彎曲模形件彎曲模形件精彎模形件精彎模1-1-凸模凸模2-2-定位板定位板3-3

34、-活動(dòng)凹?；顒?dòng)凹模4-4-支撐板支撐板5-5-頂桿頂桿V V形精彎模形精彎模形件精彎模形件精彎模2. L形件彎曲模形件彎曲模3.U形件彎曲模形件彎曲模U形彎曲模形彎曲模閉角形件的彎曲模閉角形件的彎曲模閉角形彎曲件模具一閉角形彎曲件模具一1 1凸模凸模2 2轉(zhuǎn)動(dòng)凹模轉(zhuǎn)動(dòng)凹模3 3彈簧彈簧 閉角形彎曲件模具二閉角形彎曲件模具二閉角形彎曲件模具二閉角形彎曲件模具二4四角形件彎曲模四角形件彎曲模 四角形件一次成形彎曲模四角形件一次成形彎曲模四角形件兩次成形彎曲模四角形件兩次成形彎曲模1 1凸凹模凸凹模2 2凹模凹模 3 3活動(dòng)凸模活動(dòng)凸模4 4頂桿頂桿 5-下模座下模座 6-定位板定位板 7-推件塊推

35、件塊 8-推桿推桿四角形件復(fù)合彎曲模四角形件復(fù)合彎曲模四角形件復(fù)合彎曲模四角形件復(fù)合彎曲模帶擺塊的四角形件彎曲模帶擺塊的四角形件彎曲模 1 1凹模凹模 2 2活動(dòng)凸模活動(dòng)凸模 3 3擺塊擺塊 4 4墊板墊板 5 5推件塊推件塊凹模擺動(dòng)四角形件彎曲模凹模擺動(dòng)四角形件彎曲模5. Z形件彎曲模形件彎曲模 Z形件一次彎曲模形件一次彎曲模分左右兩步彎曲分左右兩步彎曲Z形件的彎曲模形件的彎曲模分左右兩步彎曲分左右兩步彎曲Z形件的彎曲模形件的彎曲模6. 圓形件彎曲模圓形件彎曲模小圓小圓2 2次彎曲模次彎曲模第一次彎曲第一次彎曲U U形形第一次彎卷圓第一次彎卷圓小圓一次彎曲模小圓一次彎曲模小圓一次彎曲模小圓一

36、次彎曲模1 1支撐支撐 2 2凸模凸模 3 3擺動(dòng)凹模擺動(dòng)凹模 4 4頂板頂板帶擺動(dòng)凹模圓形件一次彎曲成形模帶擺動(dòng)凹模圓形件一次彎曲成形模帶擺動(dòng)凹模大圓形件一次彎曲成形模帶擺動(dòng)凹模大圓形件一次彎曲成形模兩道工序彎曲大圓兩道工序彎曲大圓首次彎曲首次彎曲二次彎曲二次彎曲三道工序彎曲大圓三道工序彎曲大圓首次彎曲首次彎曲二次彎曲二次彎曲三次彎曲三次彎曲鉸鏈件分鉸鏈件分2 2次彎曲模次彎曲模7. 鉸鏈件彎曲模鉸鏈件彎曲模鉸鏈件一次彎曲模鉸鏈件一次彎曲模8. 其它彎曲模其它彎曲模（1）切斷彎曲復(fù)合模）切斷彎曲復(fù)合模 （2）級(jí)進(jìn)彎曲模）級(jí)進(jìn)彎曲模 級(jí)進(jìn)彎曲模級(jí)進(jìn)彎曲模（1）凸模圓角半徑）凸模圓角半徑（2）凹模圓角半徑）凹模圓角半徑（3）凹模深度）凹模深度（4）凸凹模間隙）凸凹模間隙（5）