彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)（3-1）

1、第三章 彎曲工藝與彎曲模設(shè)計(jì) 彎曲是沖壓基本工序。 本章在分析彎曲變形過(guò)程及彎曲件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，介紹彎曲工藝計(jì)算、工藝方案制定和彎曲模設(shè)計(jì)。涉及彎曲變形過(guò)程分析、彎曲半徑及最小彎曲半徑影響因素、彎曲卸載后的回彈及影響因素、減少回彈的措施、坯料尺寸計(jì)算、工藝性分析與工藝方案確定、彎曲模典型結(jié)構(gòu)、彎曲模工作零件設(shè)計(jì)等。內(nèi)容簡(jiǎn)介：內(nèi)容簡(jiǎn)介：1第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目的與要求：學(xué)習(xí)目的與要求：1 了解彎曲變形規(guī)律及彎曲件質(zhì)量影響因素；2 掌握彎曲工藝計(jì)算方法。3 掌握彎曲工藝性分析與工藝設(shè)計(jì)方法；4 認(rèn)識(shí)彎曲模典型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，掌握彎曲模工作零件設(shè)計(jì)方法；5 掌握彎曲工藝與彎曲模設(shè)計(jì)的方

2、法和步驟。 2第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)重點(diǎn)：重點(diǎn)：難點(diǎn)：難點(diǎn)：1彎曲變形規(guī)律及彎曲件質(zhì)量影響因素；2彎曲工藝計(jì)算方法；3彎曲工藝性分析與工藝方案制定；4彎曲模典型結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5彎曲工藝與彎曲模設(shè)計(jì)的方法和步驟。 1彎曲變形規(guī)律及彎曲件質(zhì)量影響因素；2影響回彈的因素與減少回彈的措施；3彎曲工藝計(jì)算；4彎曲模典型結(jié)構(gòu)與彎曲模工作零件設(shè)計(jì)。 3第一節(jié) 概述第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲方法彎曲方法：彎曲模：本章與第2章相比： 準(zhǔn)確準(zhǔn)確工藝計(jì)算難，模具動(dòng)作復(fù)雜動(dòng)作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律性不強(qiáng)規(guī)律性不強(qiáng)。 彎曲是將板料、棒料、型材或管材等彎曲成一定形狀和角度零件的一種沖壓成形工序。彎曲所使用的模具。彎

3、曲方法可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以及在專用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎、滾彎、拉彎等。生活中的彎曲件用模具成形的彎曲件之一、之二4第二節(jié) 彎曲變形過(guò)程 在壓力機(jī)上采用壓彎模具對(duì)板料進(jìn)行壓彎是彎曲工藝中運(yùn)用最多的方法。彎曲變形的過(guò)程一般經(jīng)歷彈性彎曲彈性彎曲變形、彈變形、彈-塑性彎曲變形、塑性彎曲變形塑性彎曲變形、塑性彎曲變形三個(gè)階段。板料從平面彎曲成一定角度和形狀，其變形過(guò)程是圍繞著彎曲圓角區(qū)域展開的，彎曲圓角區(qū)域?yàn)橹饕冃螀^(qū)。彎曲成形的效果表現(xiàn)為曲率半徑和兩邊直邊夾角的變化?，F(xiàn)以常見(jiàn)的V形件彎曲為例進(jìn)行彎曲成形過(guò)程分析。第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲變形過(guò)程5（1）彈性彎曲變形）彈性彎曲變形彎

4、曲開始時(shí)，模具的凸、凹模分別與板料在A、B處相接觸。設(shè)凸模在A處施加的彎曲力為2F。這時(shí)在B處（凹模與板料的接觸支點(diǎn)則產(chǎn)生反作用力并與彎曲力構(gòu)成彎曲力矩第二節(jié) 彎曲變形過(guò)程 使板料產(chǎn)生彎曲。在彎曲的開始階段，彎曲圓角半徑r0很大，彎曲力矩很小，僅引起材料的彈性彎曲變形。第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)（2）彈塑性彎曲變形）彈塑性彎曲變形 隨著凸模進(jìn)入，凹模深度的增大，凹模與板料的接觸處位置發(fā)生變化，支點(diǎn)B沿凹模斜面不斷下移，彎曲力臂逐漸減小。同時(shí)彎曲圓角半徑r亦逐漸減小，板料的彎曲變形程度進(jìn)一步加大。 彎曲變形程度可以用相對(duì)彎曲半徑r/t 表示，t為板料的厚度。 r/t越小，表明彎曲變形程度越大。一

5、般認(rèn)為當(dāng)相對(duì)彎曲半徑r/t200 時(shí)，彎曲區(qū)材料即開始進(jìn)入彈-塑性彎曲階段，毛坯變形區(qū)內(nèi)（彎曲半徑發(fā)生變化的部分）料厚的內(nèi)外表面首先開始出現(xiàn)塑性變形，隨后塑性變形向毛坯內(nèi)部擴(kuò)展。在彈-塑性彎曲變形過(guò)程中，促使材料變形的彎曲力矩逐漸增大，彎曲力臂繼續(xù)減小，彎曲力則不斷加大。6第二節(jié) 彎曲變形過(guò)程第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)（3）塑性彎曲變形）塑性彎曲變形 凸模繼續(xù)下行，當(dāng)相對(duì)彎曲半徑 時(shí)，變形由彈-塑性彎曲逐漸過(guò)渡到塑性變形。這時(shí)彎曲圓角變形區(qū)內(nèi)彈性變形部分所占比例已經(jīng)很小，可以忽略不計(jì)，視板料截面都已進(jìn)入塑性變形狀態(tài)。最終，B點(diǎn)以上部分在與凸模的V形斜面接觸后被反向彎曲，再與凹模斜面逐漸靠緊，直

6、至板料與凸、凹模完全貼緊。 若彎曲終了時(shí)，凸模與板料、凹模三者貼合后凸模不再下壓，稱為自由彎曲。若凸模再下壓，對(duì)板料再增加一定的壓力，則稱為校正彎曲，這時(shí)彎曲力將急劇上升。校正彎曲與自由彎曲的凸模下止點(diǎn)位置是不同的，校正彎曲使彎曲件在下止點(diǎn)受到剛性鐓壓，減小了工件的回彈。7第三節(jié) 彎曲變形分析第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)二、塑性彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變窄板（B/t3）：彎曲后坐標(biāo)網(wǎng)格變化。寬板（B/t3）：內(nèi)區(qū)寬度增加，外區(qū)寬度減小，原矩形截面變成了扇形 橫截面幾乎不變，仍為矩形內(nèi)區(qū)中性層外區(qū)8a)窄板 b)寬板 窄板和寬板變形后截面彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)9第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)第三節(jié) 彎曲

7、變形分析第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)二、塑性彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變（續(xù)）應(yīng)力狀態(tài)寬板（B/t3） 窄板（B/t3）長(zhǎng)度方向1：內(nèi)區(qū)受壓，外區(qū)受拉厚度方向2：內(nèi)外均受壓應(yīng)力寬度方向3：內(nèi)外側(cè)壓力均為零長(zhǎng)度方向1：內(nèi)區(qū)受壓，外區(qū)受拉厚度方向2：內(nèi)外均受壓應(yīng)力寬度方向3：內(nèi)區(qū)受壓，外區(qū)受拉兩向應(yīng)力三向應(yīng)力10第三節(jié) 彎曲變形分析第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)二、塑性彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變（續(xù)）應(yīng)變狀態(tài)寬板（B/t3） 窄板（B/t3）長(zhǎng)度方向1：內(nèi)區(qū)壓應(yīng)變，外區(qū)拉應(yīng)變厚度方向2：內(nèi)區(qū)拉應(yīng)變，外區(qū)壓應(yīng)變寬度方向3：內(nèi)區(qū)拉應(yīng)變，外區(qū)壓應(yīng)變長(zhǎng)度方向1：內(nèi)區(qū)壓應(yīng)變，外區(qū)拉應(yīng)變厚度方向2：內(nèi)區(qū)拉應(yīng)變，外區(qū)壓應(yīng)變寬度

8、方向3：內(nèi)外區(qū)近似為零三向應(yīng)變兩向應(yīng)變11第三節(jié) 彎曲變形分析2中性層的內(nèi)移(板料彎曲狀態(tài));第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)四、板料彎曲的變形特點(diǎn)3變形區(qū)板料厚度變薄和長(zhǎng)度增加;4細(xì)而長(zhǎng)的板料彎曲后的縱向翹曲與窄板彎曲后的剖面畸變管材、型材彎曲后的剖面畸變。1.彎曲件的回彈（板料彎曲內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)）;12板料彎曲內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)13第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)板料彎曲狀態(tài)第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)14第三節(jié) 彎曲變形分析最小彎曲半徑最小彎曲半徑r rminmin： 在板料不發(fā)生破壞的條件下，所能彎成零件內(nèi)表面的最小圓角半徑。 常用最小相對(duì)彎曲半徑最小相對(duì)彎曲半徑r rminmin/t/t表示彎曲時(shí)的成

9、形極限。其值越小越有利于彎曲成形。 第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)五、最小彎曲半徑1.影響最小彎曲半徑的因素（）材料的力學(xué)性能（）材料表面和側(cè)面的質(zhì)量（）彎曲線的方向（）彎曲中心角15第三節(jié) 彎曲變形分析最小彎曲半徑rmin的數(shù)值第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)五、最小彎曲半徑（續(xù)）3提高彎曲極限變形程度的方法 （1）經(jīng)冷變形硬化的材料，可熱處理后再?gòu)澢?（2）清除沖裁毛刺，或?qū)⒂忻痰囊幻嫣幱趶澢軌旱膬?nèi)緣。16第三節(jié) 彎曲變形分析第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)五、最小彎曲半徑（續(xù)）3提高彎曲極限變形程度的方法 （3）對(duì)于低塑性的材料或厚料，可采用加熱彎曲。 （4）采取兩次彎曲的工藝方法，中間加一次退火

10、。 （5）對(duì)較厚材料的彎曲，如結(jié)構(gòu)允許，可采取開槽后彎曲。17彎彎曲曲成成形形典典型型零零件件 第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)18彎曲件的彎曲方法彎曲件的彎曲方法 第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)模具壓彎折彎滾彎拉彎19形形件件彎彎曲曲模模1下模板 2、5圓柱銷 3彎曲凹模 4彎曲凸模 6模柄 7頂桿 8、9螺釘 10定位板第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)20V V形形彎彎曲曲板板材材受受力力情情況況1-1-凸模凸模 2-2-凹模凹模 第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)21彎彎曲曲過(guò)過(guò)程程第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)22彎彎曲曲前前后后坐坐標(biāo)標(biāo)網(wǎng)網(wǎng)格格的的變變化化 第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲后彎曲前23彎曲變形區(qū)的橫截面變化情況彎曲變形區(qū)的橫截面變化情況 第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)窄板（B/t3） 寬板（B/t3）24坯料彎曲變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)為的分布坯料彎曲變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)為的分布 ）彈性彎曲）彈塑性彎曲）純塑性彎曲第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)25彎曲后的翹曲彎曲后的翹曲第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)26型材、管材彎曲后的剖面畸變型材、管材彎曲后的剖面畸變第三章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)27纖纖維維方方向向?qū)?duì)的的影影響響第三章 彎曲工藝