弯曲模设计模块
弯曲模设计模块
• •弯曲模设计
学生任务设计 学生在本章学习过程中，需完成上述U形弯
曲件展开坯料的工艺性分析、工艺方案制定以 及相关工艺计算，并绘制制坯模简图。目的在 于强化冲裁模设计步骤和主要内容。
• •弯曲模设计
本模块学习重点
1．弯曲件主要质量问题的产生原因与解决措施； 2．弯曲工艺分析主要内容与工艺设计方法； 3．弯曲工艺计算； 4．认识弯曲模典型结构及特点； 5. 弯曲模设计方法与步骤；
•拉弯工艺
• •弯曲模设计
3）从模具结构上采取措施
• 补偿回弹的方法
改变凸模形状减小回弹
• 增加拉应变减小回弹
端部加压减小回弹
• •弯曲模设计 3. 弯曲时的偏移
偏移：当坯料各边所受的摩擦阻力不等时，有可能使坯料 在弯曲过程中沿零件的长度方向产生移动，使零件两直边 的高度不符合图样的要求，这种现象称为偏移。 （1）偏移现象的产生
发生的变化，可以采用校正弯曲来控制。
• •第三章 弯曲模设 计
（3）精度分析 零件上只有1个尺寸有公差要求，由公差表查得
其公差要求属于IT14，其余未注公差尺寸也均按 IT14选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精 度要求。
结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，
可以冲裁和弯曲。
• •弯曲模设计
• •第三章 弯曲模设 计
（2）结构分析
❖ 零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利 。
❖ 查得此材料所允许的最小弯曲半径1.5mm，而零 件弯曲半径为2mm，故不会弯裂。
❖ 零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔 不会变形，可以先冲孔后弯曲。
❖ 计算零件相对弯曲半径
，卸载后弯曲
件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角
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学习项目一 概述
一、弯曲的概念与应用
1.概念 金属材料被弯成一定形状和角度的零件的成形方法称为弯 曲。
2.应用
• •弯曲模设计
• •弯曲模设计 二、常用弯曲方法
模具弯曲成形、折弯、滚弯、拉弯。
a)模具弯曲 b)折弯 c)滚弯 d)拉弯
• •第三章 弯曲模设 计
三、弯曲模简介
•1-凸凹模 2-凹模 3-活动凸模 4-顶
杆
• •弯曲模设计
（4）带摆块的 形件弯曲模
• 1-凹模 2-活动凸模 3-摆块 4-垫板 5-推板
• •弯曲模设计
4. Z形件弯曲模
•1-顶板 2-定位销 •3-反侧压块 4-凸模 •5-凹模 6-上模座 •7-压块 8-橡皮 •9-凸模托板 •10-活动凸模 •11-下模座
5. 本章设计任务工艺方案的制定 零件为U形弯曲件，该零件的生产包括落料、冲孔 和弯曲三个基本工序，可有以下三种工艺方案： ❖ 方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工
序模生产。 ❖ 方案二：落料—冲孔复合冲压，再弯曲。采用复合
模和单工序弯曲模生产。 ❖ 方案三：冲孔—落料连续冲压，再弯曲。采用连续
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（2）最小弯曲半径的影响因素
1）材料的塑性和热处理状态 ：材料塑性越好，最小弯曲 半径可越小。
2）坯料的边缘及表面状态 ：应将毛刺和其他缺陷置于弯 曲内区。 3）弯曲方向 ：弯曲方向与纤
维方向垂直时，对弯曲有利。
4）弯曲角a ：弯曲角a越大， 最小弯曲半径越小。
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（3）防止弯裂的措施 ❖ 退火、加热弯曲 ❖ 消除冲裁毛刺 ❖ 两次弯曲（先加大弯曲半径，退火后再按工件要
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学习项目四 弯曲件模具设计步骤与实例
求的小半径弯曲） ❖ 校正弯曲 ❖ 对较厚材料的开槽弯曲
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2. 弯曲件的回弹
回弹：在材料弯曲变形结束，零件不受外力作用时， 由于弹性恢复，使弯曲件的角度，弯曲半与模具的尺寸形 状不一致的现象称为回弹。 （1）回弹的表现形式
1）弯曲半径增大
2）弯曲角增大
• •弯曲模设计
（2）影响回弹的因素 1）材料的力学性能：材料的屈服点越大，弹性模量越小， 弯曲回弹越大。 2）相对弯曲半径：相对弯曲半径越小，回弹值越小。 3）弯曲件角度a：弯曲件角度越小，表示弯曲变形区域越 大，回弹越大。 4）弯曲方式：校正弯曲回弹小。 5）模具间隙：间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；反 之，回弹就小。 6）零件形状： 零件形状复杂，一次弯曲成形角的数量越 多，各部分的回弹相互牵制作用越大，回弹 就越小。
• 坯料弯曲前后的网格变化
• •弯曲模设计
1.变形区的位置 在弯曲带中心角范围内，中心角以外基本上不变形。
•弯曲角α与弯曲中心角φ
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2.变形特点 长度方向：内侧单元格长度减小 受压
外侧单元格长度增加 受拉 弯曲中性层：长度既不减小也不增加的那层金属。 厚度方向：内侧单元格长度减小，厚度增加 外侧单元格长度增加，厚度减小 •总体厚度减小
性层的展开长度。由于弯曲时坯 料的厚度减薄，所以中性层的位 置发生内移，其内移量随变形成度的增加而增加。
中性层位置以曲率半径ρ表示（见上图），通常用下列 经验公式确定，其中x为中性层位移系数。
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2. 各类弯曲件展开尺寸的计算
（1）有圆角半径的弯曲（
）
• •弯曲模设计
（2）圆角半径很小（
一、弯曲件工艺性分析 1. 材料分析
如果弯曲件的材料具有足够的塑性，屈强比小，屈服点和 弹性模量的比值小，则有利于弯曲成形和工件质量的提 高。 2. 结构分析 （1）最小弯曲半径和弯曲件的弯边高度 1）弯曲半径
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2)弯边高度
弯曲件的弯边高度不宜过小，其值应为
。
•
弯边高度过小的解决方法
• •弯曲模设计
（2）预冲工艺孔或切槽
• 防止根部弯裂的方法：改变弯曲线的位置
•
预冲工艺槽孔
• •弯曲模设计
（3）弯曲件孔边距离 一般孔边至弯曲半径r中心的安全距离按料厚确定： 时， 时，
• 弯曲件孔边距离
防止弯曲时孔变形的措施
• •弯曲模设计
（4）弯曲样的几何形状 弯曲件应尽量设计成对称状，弯曲半径左右一致，以防弯曲 变形时坯料受力不均而产生偏移。
•a.b-坯料形状不对称 •C-零件结构不对称 •d.e-模具结构不合理
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（2）克服偏移的措施
1）压料；
2）孔定位；
3）不对称零件成对 生产；
4）合理设计模具。
•a.b-压料 c-孔定位 •不对称零件成对生产
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4. 弯曲后的翘曲与剖面畸变
•
弯曲后的翘曲
管材弯曲后的剖面畸变
• •弯曲模设计
作业：1.简述弯曲变形特点。
2.弯曲件的主要质量问题有哪些？
试述其产生原因和解决措施。
• •弯曲模设计 学习项目三 弯曲模具结构介绍
一、单工序弯曲模
1. V形件弯曲模
•Ｖ形弯曲模的一般结构形式 •1－凸模2－定位板3－凹模4－定位尖5－顶杆 •6－Ｖ形顶板7－顶板8－定料销9－反侧压块
模和单工序弯曲模生产。
• •弯曲模设计 ❖ 方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，生 产效率较低。 ❖ 方案二需两副模具，精度高、生产效率较高。但由 于该零件的孔边距为4.75mm，小于凸凹模允许的 最小壁厚6.7mm，故不能采用复合冲压工序。 ❖ 方案三也需两副模具，生产效率也很高，但零件的 冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模 具上设置导正销导正，故其模具制造、安装较复合 模略复杂。
•1-挡块 2-顶件销 •3-凸凹模 •4-冲孔凸模 •5-冲孔凹模 •6-弯曲凸模
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三、复合模
• •弯曲模设计
四、通用弯曲模
•多次V形弯曲制造复杂零件举例
• •第三章 弯曲模设 计
• 折弯机用弯曲模的端面形状
•a）通用凹模 b）直臂式凸模 c）曲臂式凸模
通用V形弯曲模
• •弯曲模设计
•增添连接带和定位工艺孔的弯曲件
• •弯曲模设计
（5）弯曲件的尺寸标注
•尺寸标注对弯曲工艺的影响
•3. 精度分析 •一般弯曲件长度的尺寸公差等级在IT13级以下，角度 公差大于15′。
• •第三章 弯曲模设 计
4. 本章设计任务工艺性分析
材料：45钢，料厚：3mm
（1）材料分析 45钢为优质碳素结构钢，具有良好的弯曲成形性能。
•1-凸模 •2-转动凹模 •3-弹簧
• •弯曲模设计
3. 形件弯曲模 （1）一次弯曲成形
•形件一次弯曲成形模
• •弯曲模设计
（2） 形件两次弯曲成形模
•a）首次弯曲 b）二次弯曲 •1-凸模 2-定位板3-凹模 4-顶板 5-下模座
• •弯曲模设计
（3） 形件两次弯曲复合的弯曲模
•
形件两次弯曲复合的弯曲模
）的弯曲
由于变形程度大，一般变形前后体积不变的原则由 经验公式计算。
（3）铰链式弯曲件
铰链件一般采用推圆的方法生产，其中性层会发生 外移，外移系数用 表示。
• •弯曲模设计
3. 本章设计任务坯料展开尺寸计算 该例属于有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，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，可查得中性层位移系数 x=0.28，所以坯料展开长度为
•1-模柄 2-横销 •3-弯曲凸模 •4-弯曲凹模 •5-销钉 6-下模座 •7-螺钉 8-弹簧 •9-顶杆 10-定位 钉
