冷冲压工艺及模具设计(弯曲教学).ppt

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弯曲件坯料尺寸的计算 3-5弯曲力的计算 3-6弯曲件的工艺性 3-7弯曲模设计 3-1弯曲变形过程及变形特点 一.弯曲 二.弯曲变形过程 三.板料塑性弯曲的变形特点 一.弯曲 弯曲：将板料、型材、管材或棒材等弯成一定的角度和曲率，形成一定形状零件的冲压方法。 弯曲变形利用模具在压力机、专用的折弯机、滚弯机、拉弯机、弯管机等设备上进行。 常见弯曲件 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 三.板料塑性弯曲的变形特点 研究方法：坐标网格法 自由弯曲时的应力应变状态 板料的弯曲状态与中性层位置 1.中性层的内移 应力中性层：板料截面上的应力由外层的拉应力过渡到内层的压应力，其间金属的切向应力为零的金属层。 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的轨迹上。 变形程度比较大时，由于径向压应力的作用，应力中性层和应变中性层都从板厚的中央向内侧移动，应力中性层的位移量大于应变中性层的位移量。 2.变形区板料的厚度变薄和长度增加 弯曲变形过程中，变形区切向受拉的外区（拉区）使板料减薄，切向受压的内区（压区）使板料增厚。由于中性层向内移动，拉区扩大，压区减小，板料的减薄将大于板料的增厚，整个板料便出现变薄现象。变形程度越大，变薄现象越严重。弯曲所用坯料一般属于宽板，板料宽度方向变形困难，因而变形区厚度的减薄将导致板料长度的增加。变形程度越大，长度增加量越大。 3.弯曲后的翘曲与剖面畸变 细而长的板料弯曲件，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明显。 窄板弯曲、管材、型材弯曲后的剖面由于径向压应力的作用，剖面产生畸变。 3-2最小弯曲半径 一.影响最小弯曲半径的因素 二.提高弯曲极限变形程度的方法 一.影响最小弯曲半径的因素 最小弯曲半径：在板料不发生破坏条件下，所能弯曲成的零件内表面的最小圆角半径。 ? 材料的力学性能 板料表面和侧面质量 弯曲线的方向 弯曲中心角（弯曲角和弯曲中心角定义） 二.提高弯曲极限变形程度的方法 经冷变形硬化的材料，可采用热处理恢复板材塑性的方法。 清除冲裁毛刺，毛刺较小时可以使毛刺的一面处于弯曲受压的内缘，以免应力集中而开裂。 对于低塑性的材料或厚板料，采用加热弯曲。 采取两次弯曲的工艺方法，弯曲-退火-弯曲。 对于厚板料，结构允许时可以采取先在弯角内侧开槽后再进行弯曲的工艺。 材料厚度对最小弯曲半径的影响 开槽后再弯曲示意图 3-3 弯曲回弹 一.回弹现象 二.影响回弹的因素 三.回弹值的确定 四.减少回弹的措施 一.回弹现象 弯曲件的回弹 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，使弯曲件的形状和尺寸发生变化。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的改变。 曲率减小 弯曲中心角减小 二.回弹值的确定 小变形程度自由弯曲时的回弹值 大变形程度自由弯曲时的回弹值 大变形程度时，卸载后弯曲件圆角半径的变化很小，一般可不予考虑，仅考虑弯曲中心角的变化。 三．减少回弹的措施 改进弯曲件的设计 尽量避免选用过大的相对弯曲半径。 尽量选用力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。 结构允许的情况下在弯曲件弯曲区压制加强筋，以提高零件的刚度。 采取适当的弯曲工艺 采用校正弯曲代替自由弯曲。 对冷作硬化材料进行退火热处理后再进行弯曲。 采用加热弯曲。 相对弯曲半径很大的弯曲件采用拉弯工艺。 拉弯时板料内部的切向应变 合理设计弯曲模 对于较硬材料，可根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，可采用在模具上做出补偿角及小间隙进行弯曲。（补偿法） 采用小间隙进行弯曲。 U形件采用背压法进行弯曲。 3-4 弯曲件坯料尺寸的计算 一.弯曲件应变中性层位置的确定 二.弯曲件坯料尺寸的计算 一.弯曲件应变中性层位置的确定 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 二.弯曲件坯料尺寸的计算 3-5弯曲力的计算 一自由弯曲时的弯曲力 二.校正弯曲时的弯曲力 三.顶件力或压料力 一．自由弯曲时的弯曲力 V形件 U形件 二．校正弯曲时的弯曲力 三．顶件力或压料力 3-6弯曲件的工艺性 一．弯曲件的精度 二．弯曲件的材料 三．弯曲件的结构 一．弯曲件的精度 弯曲件的工艺性：弯曲件的形状、尺寸、精度、材料及技术要求等对弯曲加工工艺的适应性。 弯曲件的精度受坯料定位、偏移、翘曲和回弹等因素的影响，弯曲的工序数目越多，精度越低。 弯曲件尺寸公差按GB/T13914-92，角度公差按GB/T139