模具第三章彎曲

1、2022-3-211第三章彎曲工藝及彎曲第三章彎曲工藝及彎曲模設計模設計2022-3-212設計任務：設計任務：完成圖示彎曲件的模具設計完成圖示彎曲件的模具設計2022-3-213課題一課題一 彎曲概述彎曲概述1.概念（概念（P64）金屬材料被彎成一定形狀和角度的零件的成形方法稱為彎曲。金屬材料被彎成一定形狀和角度的零件的成形方法稱為彎曲。2.應用應用 2022-3-2142022-3-215模具彎曲成形、折彎、輥彎、拉彎。a)模具彎曲模具彎曲 b)折彎折彎 c)滾彎滾彎 d)拉彎拉彎2022-3-2161-模柄 2-橫銷 3-彎曲凸模 4-彎曲凹模 5-銷釘 6-下模座 7-螺釘 8-彈簧

2、9-頂桿 10-擋料銷2022-3-217課題二 彎曲變形過程及變形特點一、彎曲變形過程一、彎曲變形過程 彎曲半徑逐漸減小彎曲半徑逐漸減小 ，即，即 彎曲力臂逐漸減小，彎曲力臂逐漸減小， 即即rrrr210kllll2102022-3-218二、彎曲變形特點二、彎曲變形特點 板料彎曲前后的網(wǎng)格變化板料彎曲前后的網(wǎng)格變化2022-3-219在彎曲帶中心角范圍內，中心角以外基本上不變形。在彎曲帶中心角范圍內，中心角以外基本上不變形。彎曲角彎曲角與彎曲中心角與彎曲中心角2022-3-2110變形特點變形特點長度方向：內側單元格長度減小長度方向：內側單元格長度減小 受壓受壓 外側單元格長度增加外側單元

3、格長度增加 受拉受拉 彎曲中性層：長度既不減小也不增加的那層金屬。彎曲中性層：長度既不減小也不增加的那層金屬。厚度方向：內側單元格長度減小，厚度增加厚度方向：內側單元格長度減小，厚度增加 外側單元格長度增加，厚度減小外側單元格長度增加，厚度減小寬度方向：寬度方向： 窄板窄板a) 矩形截面矩形截面 內寬外窄的扇形截面內寬外窄的扇形截面 寬板寬板b) 矩形截面無變化矩形截面無變化總體厚度減小總體厚度減小2022-3-2111一、最小相對彎曲半徑一、最小相對彎曲半徑（1）最小相對彎曲半徑）最小相對彎曲半徑 概念：概念： 在自由彎曲保證坯料最外層纖維不發(fā)生破裂在自由彎曲保證坯料最外層纖維不發(fā)生破裂的前

4、提下，所能獲得的彎曲件內表面最小圓角半的前提下，所能獲得的彎曲件內表面最小圓角半徑與彎曲材料厚度的比值徑與彎曲材料厚度的比值 ，稱為最小相對，稱為最小相對彎曲半徑。彎曲半徑。 意義：意義： tr/min1212/2/2/)2/()()(0011trtrttrtrtrrrooaa外2022-3-2112（2）最小彎曲半徑的影響因素）最小彎曲半徑的影響因素 1）材料的塑性和熱處理狀態(tài)）材料的塑性和熱處理狀態(tài) ：材料塑性越好，最小相對材料塑性越好，最小相對彎曲半徑可越小。彎曲半徑可越小。 2）坯料的邊緣及表面狀態(tài)）坯料的邊緣及表面狀態(tài) ：應將毛刺和其他缺陷置于彎應將毛刺和其他缺陷置于彎曲內側。曲內側

5、。 3）彎曲方向）彎曲方向 ：彎曲方向與纖彎曲方向與纖 維方向垂直時，對彎曲有利。維方向垂直時，對彎曲有利。 4）彎曲角）彎曲角a ：彎曲角彎曲角a越大，越大， 最小相對彎曲半徑越小。最小相對彎曲半徑越小。 2022-3-2113（3）防止彎裂的措施）防止彎裂的措施n 退火、加熱彎曲退火、加熱彎曲n 消除沖裁毛刺消除沖裁毛刺n 兩次彎曲（先加大彎曲半徑，退火后再按工件兩次彎曲（先加大彎曲半徑，退火后再按工件要要 求的小半徑彎曲）求的小半徑彎曲）n 校正彎曲校正彎曲n 對較厚材料的開槽后彎曲對較厚材料的開槽后彎曲2022-3-2114二、彎曲件的回彈二、彎曲件的回彈 回彈：回彈：在材料彎曲變形結

6、束，零件不受外力作用時，在材料彎曲變形結束，零件不受外力作用時，由于彈性恢復，使彎曲件的角度，彎曲件與模具的尺寸形由于彈性恢復，使彎曲件的角度，彎曲件與模具的尺寸形狀不一致的現(xiàn)象稱為回彈。狀不一致的現(xiàn)象稱為回彈。 （1）回彈的表現(xiàn)形式）回彈的表現(xiàn)形式 1）彎曲件半徑增大）彎曲件半徑增大 2）彎曲件角增大）彎曲件角增大 2022-3-2115（2）影響回彈的因素）影響回彈的因素 1）材料的力學性能：材料的屈服點越大，彈性模量越小，）材料的力學性能：材料的屈服點越大，彈性模量越小， 彎曲回彈越大。彎曲回彈越大。 2）相對彎曲半徑：相對彎曲半徑越小，回彈值越小。）相對彎曲半徑：相對彎曲半徑越小，回彈

7、值越小。 3）彎曲件角度）彎曲件角度a：彎曲件角度越小，表示彎曲變形區(qū)域越：彎曲件角度越小，表示彎曲變形區(qū)域越 大，回彈越大。大，回彈越大。 4）彎曲方式：校正彎曲回彈小。）彎曲方式：校正彎曲回彈小。 5）模具間隙：間隙大，材料處于松動狀態(tài)，回彈就大；反）模具間隙：間隙大，材料處于松動狀態(tài)，回彈就大；反 之，回彈就小。之，回彈就小。 6）零件形狀：）零件形狀： 零件形狀復雜，一次彎曲成形角的數(shù)量越零件形狀復雜，一次彎曲成形角的數(shù)量越 多，各部分的回彈相互牽制作用越大，回多，各部分的回彈相互牽制作用越大，回彈就越小。彈就越小。2022-3-2116（3）回彈值的確定）回彈值的確定 1）大變形程度

8、）大變形程度( 5)自由彎曲時的回彈自由彎曲時的回彈 回彈值較小，只修正角度。回彈值較小，只修正角度。 2）小變形程度）小變形程度( 10)自由彎曲時的回彈自由彎曲時的回彈 回彈值較大需修正彎曲半徑和彎曲角度?；貜椫递^大需修正彎曲半徑和彎曲角度。 tr /tr /EtrrtrErrssp3131) 1)(180(pprr彎曲角度的修正：彎曲角度的修正：彎曲半徑的修正：彎曲半徑的修正：2022-3-2117三、減小回彈的措施三、減小回彈的措施 1）改進零件的設計）改進零件的設計 2022-3-21182）從彎曲工藝上采取措施）從彎曲工藝上采取措施 如采用校正彎曲、拉彎等工藝以減小回彈值。如采用校

9、正彎曲、拉彎等工藝以減小回彈值。拉彎用模拉彎用模2022-3-21193）從模具結構上采取措施）從模具結構上采取措施 補償回彈的方法補償回彈的方法 改變凸模形狀減小回彈改變凸模形狀減小回彈 增加拉應變減小回彈增加拉應變減小回彈 端部加壓減小回彈端部加壓減小回彈2022-3-2120四、彎曲時的偏移四、彎曲時的偏移 偏移偏移：當坯料各邊所受的摩擦阻力不等時，有可能使坯料：當坯料各邊所受的摩擦阻力不等時，有可能使坯料在彎曲過程中沿零件的長度方向產(chǎn)生移動，使零件兩直邊在彎曲過程中沿零件的長度方向產(chǎn)生移動，使零件兩直邊的高度不符合零件的要求，這種現(xiàn)象稱為偏移。的高度不符合零件的要求，這種現(xiàn)象稱為偏移。

10、 （1）偏移現(xiàn)象的產(chǎn)生 a.b-坯料形狀不對稱坯料形狀不對稱C-零件結構不對稱零件結構不對稱d.e-模具結構不合理模具結構不合理2022-3-2121（2）克服偏移的措施）克服偏移的措施 1）壓料；）壓料； 2）孔定位；）孔定位； 3）不對稱零件成對）不對稱零件成對生產(chǎn)；生產(chǎn)； 4）合理設計模具。）合理設計模具。 a.b-壓料壓料 c-孔定位孔定位不對稱零件成對生產(chǎn)不對稱零件成對生產(chǎn)2022-3-2122五、五、 彎曲后的翹曲與剖面畸變彎曲后的翹曲與剖面畸變 彎曲后的翹曲彎曲后的翹曲 管材彎曲后的剖面畸變管材彎曲后的剖面畸變2022-3-2123兩道工序彎曲大圓兩道工序彎曲大圓2022-3-2

11、124四、通用彎曲模四、通用彎曲模多次多次V形彎曲制造復雜零件舉例形彎曲制造復雜零件舉例2022-3-2125課題四課題四 彎曲件的結構工藝性彎曲件的結構工藝性彎曲件工藝性分析彎曲件工藝性分析1. 材料分析材料分析 如果彎曲件的材料具有足夠的塑性，屈強比小，屈服點如果彎曲件的材料具有足夠的塑性，屈強比小，屈服點與彈性模量的比值小，則有利于彎曲成形和工件質量與彈性模量的比值小，則有利于彎曲成形和工件質量的提高的提高 。2. 結構分析結構分析（1）最小彎曲半徑和彎曲件的彎曲高度）最小彎曲半徑和彎曲件的彎曲高度 1）彎曲半徑）彎曲半徑minrr 2022-3-2126 2)彎曲高度彎曲高度 彎曲件的

12、彎邊高度不宜過小，其值應為彎曲件的彎邊高度不宜過小，其值應為 。 trh2 彎邊高度過小的解決方法彎邊高度過小的解決方法2022-3-2127（2）預沖工藝孔或切槽）預沖工藝孔或切槽 防止根部彎裂的方法：改變彎曲線的位置防止根部彎裂的方法：改變彎曲線的位置 預沖工藝槽孔預沖工藝槽孔2022-3-2128（3）彎曲件孔邊距）彎曲件孔邊距 一般孔邊到彎曲半徑一般孔邊到彎曲半徑r中心的安全距離按料厚確定：中心的安全距離按料厚確定： 時，時， 時，時，mmt2tL mmt2tL2 彎曲件孔邊距離彎曲件孔邊距離 防止彎曲時孔變形的措施防止彎曲時孔變形的措施2022-3-2129（4）彎曲樣的幾何形狀）彎

13、曲樣的幾何形狀 彎曲件應盡量設計成對稱狀，彎曲半徑左右一致，以防彎曲彎曲件應盡量設計成對稱狀，彎曲半徑左右一致，以防彎曲變形時坯料受力不均而產(chǎn)生偏移。變形時坯料受力不均而產(chǎn)生偏移。 增加連接帶和定位工藝孔的彎曲件增加連接帶和定位工藝孔的彎曲件2022-3-2130（5）彎曲件的尺寸標注）彎曲件的尺寸標注 尺寸標注形式對彎曲工藝的影響尺寸標注形式對彎曲工藝的影響3. 精度分析精度分析一般彎曲件長度的尺寸公差等級在一般彎曲件長度的尺寸公差等級在IT13級以下，角度級以下，角度公差大于公差大于15。 2022-3-2131課題五課題五 彎曲件展開尺寸計算彎曲件展開尺寸計算 一、一、 中性層和中性層位

14、置的確定中性層和中性層位置的確定 彎曲件的坯料長度應等于中彎曲件的坯料長度應等于中 性層的展開長度。由于彎曲時坯性層的展開長度。由于彎曲時坯 料的厚度減薄，所以中性層的位料的厚度減薄，所以中性層的位置發(fā)生內移，其內移量隨變形成度的增加而增加。置發(fā)生內移，其內移量隨變形成度的增加而增加。 中性層位置以曲率半徑中性層位置以曲率半徑表示（見上圖），通常用下列表示（見上圖），通常用下列經(jīng)驗公式確定，其中經(jīng)驗公式確定，其中x為中性層位移系數(shù)。為中性層位移系數(shù)。 xtr 2022-3-2132二、彎曲件展開尺寸的計算二、彎曲件展開尺寸的計算（1）有圓角半徑的彎曲（）有圓角半徑的彎曲（ ）tr5 . 018

15、0)(1802121xtrllllLZ2022-3-2133（2）圓角半徑很?。ǎ﹫A角半徑很?。?）的彎曲）的彎曲 由于變形程度大，一般變形前后由于變形程度大，一般變形前后體積不變體積不變的原則由的原則由經(jīng)驗公式計算。經(jīng)驗公式計算。（3）鉸鏈式彎曲件）鉸鏈式彎曲件 鉸鏈件一般采用推圓的方法生產(chǎn)，其中性層會發(fā)生鉸鏈件一般采用推圓的方法生產(chǎn)，其中性層會發(fā)生外移，外移系數(shù)用外移，外移系數(shù)用 表示。表示。tr5 . 0txrlrtxrlLZ117 . 47 . 5)(5 . 11x2022-3-2134課題六課題六 彎曲力的計算彎曲力的計算trKBtFb26 . 0自trKBtFb27 . 0自V形件

16、彎曲力形件彎曲力U形件彎曲力形件彎曲力自由彎曲在沖壓行程結束時的彎曲力；自由彎曲在沖壓行程結束時的彎曲力；彎曲件的寬度；彎曲件的寬度；彎曲材料的厚度；彎曲材料的厚度；彎曲件的內彎曲半徑彎曲件的內彎曲半徑材料的抗拉強度；材料的抗拉強度；安全系數(shù)，一般取安全系數(shù)，一般取K1.3。自FBtrbK一一.自由彎曲的彎曲力自由彎曲的彎曲力2022-3-2135二二. 校正彎曲時的彎曲力校正彎曲時的彎曲力ApF校校正彎曲應力；校正彎曲應力；校正部分投影面積；校正部分投影面積；單位面積校正力單位面積校正力。三三. 頂件力或壓料力頂件力或壓料力若彎曲模設有頂件裝置或壓料裝置，其頂件力若彎曲模設有頂件裝置或壓料裝

17、置，其頂件力 （或（或壓料力壓料力 )可近似取自由彎曲力的可近似取自由彎曲力的3080%，即即DF校FAp自FFD)8 . 03 . 0(YF2022-3-2136四四. 壓力機噸位的選取壓力機噸位的選?。?）對于有壓料的自由彎曲）對于有壓料的自由彎曲）（自壓機YFFF) 3 . 12 . 1 (校壓機FF) 3 . 12 . 1 (（2）對于校正彎曲，由于校正彎曲力比壓料力或）對于校正彎曲，由于校正彎曲力比壓料力或頂件力大得多，故壓料力和頂件力一般可以忽略，頂件力大得多，故壓料力和頂件力一般可以忽略，即即2022-3-2137課題七 彎曲件的工序安排一、彎曲件工序安排原則一、彎曲件工序安排原

18、則 1對于形狀簡單的彎曲件，比如V形、U形、Z形工件等，可以采用一次彎曲成形；對于復雜形狀的彎曲件，一般需要采用二次或多次彎曲成形。 2對于批量大而尺寸較小的彎曲件，為便于彎曲件的定位以及工人操作方便、安全，保證彎曲件準確和提高生產(chǎn)率，應盡可能采用級進?；驈秃夏３尚巍?022-3-2138 3需要多次彎曲時，一般是先彎外角后彎內角，后次彎曲不影響前次彎曲部分的變形以及前次彎曲必須考慮有適當?shù)亩ㄎ换鶞室赃M行分次彎曲的安排。 4當彎曲件的形狀不對稱時，為了避免壓彎時坯料偏移，應盡量采用成對彎曲，然后再切成兩件。2022-3-2139二、典型彎曲件的工序安排2022-3-2140課題八課題八 彎曲模

19、的典型結構彎曲模的典型結構一、單工序彎曲模一、單工序彎曲模 1. V形件彎曲模形件彎曲模 形彎曲模的一般結構形式形彎曲模的一般結構形式1 1凸模凸模2 2定位板定位板3 3凹模凹模4 4定位尖定位尖5 5頂桿頂桿6 6形頂板形頂板7 7頂板頂板8 8定料銷定料銷9 9反側壓塊反側壓塊 2022-3-2141 V形件精彎模形件精彎模1-1-凸模凸模 2 2支架支架 3 3定位板（或定位銷）定位板（或定位銷）4 4活動凹模活動凹模 5 5轉軸轉軸 6 6支承板支承板 7 7頂桿頂桿 2022-3-21422. U形件彎曲模形件彎曲模U形彎曲模形彎曲模1-凸模凸模 2-凹模凹模 3-彈簧彈簧 4-凸

20、?；顒予倝K凸?；顒予倝K 5、9-凹?；顒予倝K凹?；顒予倝K 6-定位銷定位銷 7-轉軸轉軸 8-頂板頂板2022-3-2143彎曲角小于彎曲角小于90的的U形件彎曲模形件彎曲模 1-凸模凸模 2-轉動凹模轉動凹模 2022-3-21443. 形件彎曲模形件彎曲模（1）一次彎曲成形）一次彎曲成形形件一次彎曲成形模形件一次彎曲成形模2022-3-2145（2） 形件兩次彎曲成形模形件兩次彎曲成形模a）首次彎曲）首次彎曲 b）二次彎曲）二次彎曲1-凸模凸模 2-定位板定位板3-凹模凹模 4-頂板頂板 5-下模座下模座2022-3-2146（3） 形件兩次彎曲復合的彎曲模形件兩次彎曲復合的彎曲模 形件兩

21、次彎曲復合的彎曲模形件兩次彎曲復合的彎曲模1-凸凹模凸凹模 2-凹模凹模 3-活動凸?；顒油鼓?4-頂桿頂桿2022-3-2147（4）帶擺塊的）帶擺塊的 形件彎曲模形件彎曲模 1-凹模凹模 2-活動凸?；顒油鼓?3-擺塊擺塊 4-墊板墊板 5-推板推板2022-3-21484. Z形件彎曲模形件彎曲模 1-頂板頂板 2-定位銷定位銷 3-反側壓塊反側壓塊 4-凸模凸模 5-凹模凹模 6-上模座上模座 7-壓塊壓塊 8-橡膠橡膠9-凸模托板凸模托板10-活動凸?；顒油鼓?11-下模座下模座2022-3-21495. 圓形件彎曲模圓形件彎曲模 （1）直徑）直徑d5mm 的小圓形件的小圓形件 1

22、1凸模凸模 2 2壓板壓板 3 3芯棒芯棒 4 4坯料坯料 5 5凹模凹模 6 6滑塊滑塊 7 7側楔側楔 8 8活動凹?；顒影寄?2022-3-2150（2）直徑）直徑d20mm大圓形件大圓形件 三道工序彎曲大圓三道工序彎曲大圓2022-3-2151帶擺動凹模的一次彎曲成形模帶擺動凹模的一次彎曲成形模1支撐 2凸模 3擺動凹模 4頂板5上模座 6芯棒 7反側壓塊 8下模座2022-3-21526. 鉸鏈件彎曲模鉸鏈件彎曲模 預彎模預彎模+ +立式卷圓模立式卷圓模臥式卷圓模臥式卷圓模2022-3-21537. 其他形狀彎曲件的彎曲模其他形狀彎曲件的彎曲模 滾軸式彎曲模滾軸式彎曲模1凸模2定位板

23、 3凹模4滾軸5擋板 2022-3-2154帶擺動凸模的彎曲模帶擺動凸模的彎曲模2022-3-2155帶擺動凹模的彎曲模帶擺動凹模的彎曲模2022-3-2156二、級進彎曲模二、級進彎曲模1-擋塊擋塊 2-頂件銷頂件銷 3-凸凹模凸凹模 4-沖孔凸模沖孔凸模 5-沖孔凹模沖孔凹模 6-彎曲凸模彎曲凸模沖孔、切斷、彎曲級進模沖孔、切斷、彎曲級進模2022-3-2157三、復合彎曲模三、復合彎曲模2022-3-2158 折彎機用彎曲模的端面形狀折彎機用彎曲模的端面形狀 通用通用V形彎曲模形彎曲模a）通用凹模）通用凹模 b）直臂式凸模）直臂式凸模 c）曲臂式凸模）曲臂式凸模2022-3-2159一一

24、. 彎曲模工作部分結構參數(shù)的確定彎曲模工作部分結構參數(shù)的確定 1、凸模圓角半徑、凸模圓角半徑 當零件的相對彎曲半徑較小時，當零件的相對彎曲半徑較小時， ，但不應小于最小，但不應小于最小彎曲半徑彎曲半徑 。 當當 ，精度要求較高時則應考慮回彈，對凸模圓角，精度要求較高時則應考慮回彈，對凸模圓角半徑加以修改。半徑加以修改。 2、凹模圓角半徑、凹模圓角半徑 10/ trrrpminrtrmmtd)63(2，trmmtd)32(42，trmmtd24，prdr2022-3-2160 3、凹模深度、凹模深度 凹模深度過小，坯料未受壓部分太多，回彈大且不平凹模深度過小，坯料未受壓部分太多，回彈大且不平直，

25、影響其質量；深度若過大，則浪費模具鋼材，且需壓力機直，影響其質量；深度若過大，則浪費模具鋼材，且需壓力機有較大的工作行程。有較大的工作行程。 等參數(shù)可查表。等參數(shù)可查表。00hhl、2022-3-2161 4、凸、凸模間隙模間隙 間隙過小，會使零件彎邊厚度變薄，降低凹模的壽命，間隙過小，會使零件彎邊厚度變薄，降低凹模的壽命，增大彎曲力。間隙過大，則回彈大，降低零件的精度。增大彎曲力。間隙過大，則回彈大，降低零件的精度。 對于對于V形件：間隙是靠調整壓力機的閉合高度來控制形件：間隙是靠調整壓力機的閉合高度來控制 ，設，設計時可不予考慮。計時可不予考慮。 對于對于U形件：單邊間隙為形件：單邊間隙為

26、cttcttZmax Z彎曲模凸、凹模單邊間隙；彎曲模凸、凹模單邊間隙； t工件材料厚度（基本尺寸）；工件材料厚度（基本尺寸）； 材料厚度的正偏差；材料厚度的正偏差； C間隙系數(shù)，查表間隙系數(shù)，查表-。2022-3-2162 5、U形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差 間隙的取向原則間隙的取向原則： 工件標注外形尺寸時，應以凹模為基準件，間隙取在凸工件標注外形尺寸時，應以凹模為基準件，間隙取在凸模上。模上。 工件標注內形尺寸時，應以凸模為基準件，間隙取在凹工件標注內形尺寸時，應以凸模為基準件，間隙取在凹模上。模上。2022-3-2163當零件標注外形尺寸時，則當零件標注外形尺寸時，則 當零件標注內形尺寸時，則當零件標注內形尺寸時，則 dLLd0max)75. 0(0min)75. 0(pLLpdZLLpd0)2( 凸、凹模橫向尺寸；凸、凹模橫向尺寸； 彎曲件橫向的最大極限尺寸；彎曲件橫向的最大極限尺寸； 彎曲件橫向的最小極限尺寸；彎曲件橫向的最小極限尺寸； 彎曲件橫向尺寸公差