沖壓模具及沖模設(shè)計(jì)第四章

沖壓模具及沖模設(shè)計(jì)第四章第一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第四章彎曲第五節(jié)彎曲力計(jì)算第六節(jié)彎曲件的工藝性第七節(jié)彎曲件的工序安排第八節(jié)彎曲模設(shè)計(jì)第二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日本章要求1、學(xué)習(xí)目的和要求

1）通過學(xué)習(xí)，了解板材彎曲變形過程及特點(diǎn)，最小彎曲半徑及其影響因素和彎曲回彈；

2）掌握彎曲件毛坯尺寸計(jì)算和彎曲力的計(jì)算；

3）掌握彎曲的工藝分析；

4）熟悉彎曲模的典型結(jié)構(gòu)，管料的彎曲加工方法，能安排彎曲件的工藝。第三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日本章要求2、學(xué)習(xí)內(nèi)容1、彎曲變形過程及變形特點(diǎn)、最小彎曲半徑；2、彎曲卸載后的回彈、彎曲件毛坯尺寸計(jì)算；3、彎曲力計(jì)算、彎曲件的工藝性；4、彎曲件的工序安排、彎曲模設(shè)計(jì)。3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求

領(lǐng)會(huì)：彎曲變形特點(diǎn)；彎曲回彈；彎曲工藝性分析和工藝方案制定。綜合運(yùn)用：彎曲工藝計(jì)算；彎曲模零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。第四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第一節(jié)彎曲變形過程及變形特點(diǎn)彎曲：將板料、棒料、型材或管料等完成一定形狀和角度的零件的一種沖壓成形工序。第五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第一節(jié)彎曲變形過程及變形特點(diǎn)彎曲方法：(D)彎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。彎曲模：(D)彎曲所使用的模具。用模具成形的彎曲件之一(D)、之二(D)。本章與第3章相比：

準(zhǔn)確工藝計(jì)算難，模具動(dòng)作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律性不強(qiáng)。第六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)彎曲件的彎曲方法模具壓彎折彎滾彎拉彎第七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)Ｖ形件彎曲模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－定位板第八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)用模具成形彎曲件一第九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)用模具成形彎曲件二第十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第一節(jié)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ａ）彎曲前ｂ）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Ｍ＝ＰＬ，該彎曲力矩使板料產(chǎn)生彎曲。自由彎曲校正彎曲彈性彎曲塑性彎曲第十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲變形過程圖4-2V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ｃ），直至板料與凸、凹模完全貼合。彎曲效果：表現(xiàn)為彎曲半徑和彎曲中心角的變化（減?。?。第十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、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）彎曲后彎曲變形的特點(diǎn)1)彎曲的變形區(qū)主要是彎曲件的圓角部分：圓角部分網(wǎng)格變成扇形，直邊部分沒有變形。2)應(yīng)變中性層：外部受拉變長內(nèi)部受壓變短，有一層金屬纖維變形前后長度保持不變。3)彎曲變形區(qū)中，板料變形后產(chǎn)生厚度變薄現(xiàn)象，r/t越小，厚度變薄越大。變形區(qū)厚度變薄t至t1其比值η=t1/t稱為變薄系數(shù)。第十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲變形過程圖4-4板料彎曲后橫斷面形狀a）窄板b）厚板彎曲變形的特點(diǎn)4)寬板彎曲時(shí)：（B/t>3）橫斷面幾乎不變，仍矩形；窄板彎曲時(shí)：（B/t<3）橫截面由矩形變成了扇形。生產(chǎn)中，一般為寬板彎曲變形區(qū)橫斷面形狀尺寸發(fā)生改變稱為畸變。第十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、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板料彎曲時(shí)變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)與彎曲變形程度有關(guān)。第十五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、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）a）彈性彎曲

設(shè)彎曲變形區(qū)應(yīng)變中性層曲率半徑為ρ，彎曲中心角為α，則距應(yīng)變中性層為y處的材料的切向應(yīng)變?chǔ)纽群颓邢驊?yīng)力σθ分別為由外區(qū)拉應(yīng)力過渡到內(nèi)區(qū)壓應(yīng)力，必有一層纖維其切向應(yīng)力為零，此層成為應(yīng)力中性層。（4-1）第十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、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）

厚度為t的板料，當(dāng)其彎曲半徑為r時(shí)，板料表面的應(yīng)變和應(yīng)力為：假定材料的屈服應(yīng)力為σs，彈性彎曲的條件是：

r/t稱為板料的相對(duì)彎曲半徑，表示板料彎曲變形程度的重要參數(shù)。r/t越小，彎曲變形程度越大。（4-2）（4-3）第十七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、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r/t不斷減小，塑性變形由內(nèi)、外表面向中心擴(kuò)展，這時(shí)候的彎曲稱為彈—塑性彎曲階段。r/t進(jìn)一步減小，材料內(nèi)部基本上全是塑性變形區(qū)，只有中間極薄的一層彈形變形區(qū)，可以忽略不計(jì)，這時(shí)的彎曲稱為純塑性彎曲階段。第十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲變形程度及其表示方法3.彎曲力——行程曲線V形件彎曲過程力—行程曲線如圖所示。在凸、凹模隔著材料完全吻合以前的彎曲過程稱為自由彎曲。接著，凸模繼續(xù)下壓，彎曲力急劇上升，稱為校正彎曲。如圖中所示，在彈性彎曲階段，彎曲力線性上升；在彈-塑性和純塑性變形（自由彎曲）階段，彎曲力基本不變或略呈下降趨勢；當(dāng)進(jìn)入校正彎曲階段時(shí)，彎曲力將急劇上升。1—彈性彎曲；2—自由彎曲;3—校正彎曲彎曲過程力—行程曲線第十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日三、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)ａ）窄板b)寬板切向主應(yīng)力和主應(yīng)變（σ1

，ε1

）；寬度方向主應(yīng)力和主應(yīng)變（σ2

，ε2

）；厚度方向主應(yīng)力和主應(yīng)變（σ3

，ε3

）。第二十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日三、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)ａ）窄板

(1)窄板彎曲應(yīng)變：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?，?nèi)層應(yīng)變?yōu)樨?fù)。在寬度方向，外層應(yīng)變?yōu)樨?fù)，內(nèi)層應(yīng)變?yōu)檎?。在厚度方向，外層?yīng)變?yōu)樨?fù)，內(nèi)層應(yīng)變?yōu)檎５诙豁?，共一百二十三頁?022年，8月28日三、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)ａ）窄板

(1)窄板彎曲應(yīng)力：在切向，外層為拉應(yīng)力，內(nèi)層為壓應(yīng)力。在寬度方向，由于材料彎曲時(shí)不受約束自由變形，則從矩形斷面變成扇形斷面，可認(rèn)為應(yīng)力σ2≈0。在厚度方向，由于彎曲時(shí)板材纖維之間相互壓縮，因此內(nèi)、外層應(yīng)力均為壓應(yīng)力。

窄板彎曲時(shí)，內(nèi)、外層的應(yīng)變是立體的，應(yīng)力狀態(tài)是平面的。第二十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析(２)寬板彎曲圖4-6彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)b）寬板應(yīng)變：寬板彎曲時(shí)，切向和厚度方向的應(yīng)變與窄板相同。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（ε2≈０）。第二十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析(２)寬板彎曲圖4-6彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)b）寬板應(yīng)力：切向與厚度方向的應(yīng)力狀態(tài)與窄板相同。在寬度方向，由于材料不能自由變形，外層材料為拉應(yīng)力，內(nèi)層材料為壓應(yīng)力。

寬板彎曲時(shí)，內(nèi)、外層的應(yīng)變狀態(tài)是平面的，應(yīng)力狀態(tài)是立體的。第二十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算假定1）彎曲過程中，毛坯變形區(qū)內(nèi)任意位置上的橫截面始終為平面；2）彎曲過程中，毛坯變形區(qū)內(nèi)橫截面的形狀尺寸不變，中性層位置仍在板料中間；3）彎曲件內(nèi)、外層切向應(yīng)力和切向應(yīng)變與單向狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系完全一致。第二十五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算1.線性彈—塑性彎曲彎矩（1）設(shè)定應(yīng)力函數(shù)圖4-7應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線式中E——彈性模量；

σs——屈服點(diǎn)；

Ｄ——硬化模數(shù)；

εs——與屈服點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的切向應(yīng)變。

彈性變形范圍內(nèi)（OA部分）切向應(yīng)力值為

塑性變形范圍內(nèi)（AB部分）切向應(yīng)力值為：（4-4）（4-5）第二十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算1.線性彈—塑性彎曲彎矩（2）彎矩計(jì)算

先在彎曲變形區(qū)任意位置取一橫截面，該橫截面上應(yīng)力分布如圖所示。圖4-8任意橫截面及其應(yīng)力分布第二十七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算1.線性彈—塑性彎曲彎矩（2）彎矩計(jì)算式中b——毛坯寬度；ρ——中性層曲率半徑；

εs——彈性變形區(qū)與塑性變形區(qū)分界點(diǎn)上切向應(yīng)變；

εb——毛坯內(nèi)、外表面的切向應(yīng)變。彈性變形硬化使塑性變形部分形成彎矩增量不考慮硬化時(shí)塑性變形（4-7）（4-8）第二十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算2.線性純塑性彎曲（4-11）第二十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算3.無硬化線性純塑性彎曲（r/t較小時(shí)熱彎曲）彎矩

由于沒有硬化現(xiàn)象，所以毛坯斷面內(nèi)切向應(yīng)力是恒定不變的。(4-12)第三十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日五、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。彎曲成為外半徑R、內(nèi)半徑r、寬度b1、厚度t1和彎曲中心角a的形狀。圖4-9應(yīng)變中性層的確定由體積不變?cè)瓌t得塑性彎曲時(shí)應(yīng)變中性層位置：式中η——變薄系數(shù)，η=t1/t<1,

其值又表4-1查得；

β——展寬系數(shù)，β=b1/b,

當(dāng)b/t>3時(shí)，β=1。第三十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)1.應(yīng)變中性層位置的內(nèi)移圖4-9應(yīng)變中性層的確定一般生產(chǎn)中b/t>3β=1(4-16)應(yīng)變中性層與r/t和η有關(guān)。凸模下移，r/t和η減小，應(yīng)變中性層內(nèi)移。彎曲變形程度越大，內(nèi)移量越大。第三十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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r/t越小減薄量越大，增長量越大。第三十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)3.變形區(qū)板料剖面的畸變、翹曲和破裂圖4-10板料彎曲后的畸變、翹曲和破裂ａ）翹曲ｂ）翹曲和不平ｃ）拉裂b/t<3窄板b/t>3寬板r/t越小，拉裂可能性越大第三十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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)（ε、δ、ψ

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。第二節(jié)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

在保證彎曲件毛坯外表面纖維不發(fā)生破壞的條件下，工件所能完成的內(nèi)表面最小圓角半徑，稱為最小彎曲半徑rmin。第三十五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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。第二節(jié)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

彎曲角在大于60度后對(duì)最小彎曲半徑的數(shù)值沒有影響。第三十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、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3、ｒ／ｔ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。1、板料經(jīng)過多次軋制，其力學(xué)性能具有方向性，因彎曲件的彎曲線與板料軋制方向垂直時(shí)，最小彎曲半徑數(shù)值最小；2、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。第三十七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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。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)量第三十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、影響最小彎曲半徑的因素5.板料的相對(duì)寬度圖4-11板料相對(duì)寬度對(duì)最小彎曲半徑的影響

圖4-11為彎曲件相對(duì)寬度b／t對(duì)最小彎曲半徑的影響，當(dāng)彎曲件的相對(duì)寬度較小時(shí)，其影響比較明顯，但當(dāng)b／t>10時(shí)，其影響不大。第三十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

彎曲變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)變?cè)诤穸确较虺示€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。一、影響最小彎曲半徑的因素6.板料厚度第四十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、最小彎曲半徑值確定1.最小彎曲半徑的近似理論計(jì)算（4-22）（4-17）第四十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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，參看表（4-2）。二、最小彎曲半徑值確定2.最小彎曲半徑的經(jīng)驗(yàn)值確定第四十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日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第四十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日三、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)行彎曲。圖4-12開槽后彎曲a）U形件b）V形件第四十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第三節(jié)彎曲卸載后的回彈一、回彈原因及表現(xiàn)形式回彈現(xiàn)象產(chǎn)生于彎曲變形結(jié)束后的卸載過程。

彎曲卸載后，由于中性層附近的彈性變形以及內(nèi)、外層總變形中彈性變形部分的恢復(fù)，使彎曲件的彎曲中心角和彎曲半徑變得和模具尺寸不一致的現(xiàn)象稱為回彈（又稱為彈復(fù)D）?；貜椀母拍罨貜椀脑虻谒氖屙摚惨话俣?，2022年，8月28日一、回彈原因及表現(xiàn)形式圖4-14彈—塑性彎曲卸載過程中工件斷面上切向應(yīng)力的變化圖4-13純塑性彎曲卸載過程中工件斷面上切向應(yīng)力的變化第四十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、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r回彈角：rˊααˊ回彈前回彈后第四十七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

材料的屈極點(diǎn)σs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)σs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。二、影響回彈的因素1.材料的力學(xué)性能第四十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、影響回彈的因素2.相對(duì)彎曲半徑r/t

相對(duì)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(duì)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。

彎曲變形程度用r／t來表示。彎曲變形程度越大，回彈愈小，彎曲變形程度越小，回彈愈大。第四十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

彎曲中心角α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Δα越大，但對(duì)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α第五十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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第五十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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.工件形狀第五十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

在彎曲U形件時(shí)，模具凸、凹模間隙對(duì)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.模具間隙第五十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日三、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。第五十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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)值選用第五十五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、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)筋第五十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

在制定彎曲工藝時(shí)，可采用校正彎曲來代替自由彎曲。對(duì)冷作硬化的硬材料，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に嚨谖迨唔?，共一百二十三頁?022年，8月28日四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模1）對(duì)于軟材料（Q215、Q235、10鋼、20鋼，H62軟黃銅），其回彈角Δα＜5°，可在凸模或凹模上作出補(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)償角克服回彈第五十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模2）對(duì)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(duì)彎曲變形區(qū)進(jìn)行局部整形來減小回彈。圖4-19局部整形克服回彈第五十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日3）對(duì)于較硬材料（45鋼、50鋼，H62硬黃銅等），彎曲半徑r>t時(shí)，根據(jù)回彈值，對(duì)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)彎曲模第六十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模4）對(duì)于U形件彎曲，可改變背壓（頂板壓力）的方法改變回彈角。圖4-20U形件弧面底邊回彈抵消法第六十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日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軟凹模彎曲第六十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日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端部加壓的彎曲第六十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

相對(duì)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拉彎工藝第六十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第四節(jié)彎曲件毛坯尺寸計(jì)算一、彎曲應(yīng)變中性層位置的確定

在沖壓生產(chǎn)中也常采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來確定應(yīng)變中性層的曲率半徑

ρ＝ｒ＋Ｋｔ式中K——應(yīng)變中性層位移系數(shù),其值參照表4-3。第六十五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日式中Ｌ——毛坯展開長度(mm)；

l1、l2——工件直邊長度(mm)

Ｋ——應(yīng)變中性層位移系數(shù)；

ｒ——彎曲件內(nèi)彎曲半徑(mm)；

ｔ——板厚(mm)。二、彎曲件毛坯尺寸計(jì)算1.r＞0.5t的彎曲件圖4-24一個(gè)90°角彎曲件L＝l1＋l2＋l0＝l1＋l2＋（r＋Kt）2π第六十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲件毛坯尺寸計(jì)算2.r＜0.5t的彎曲件圖4-25一個(gè)直角彎曲件

按彎曲前毛坯體等于彎曲件體積可得

L1＝l1＋l2＋0.785t

由于彎曲變形時(shí)，不僅在毛坯的圓角變形區(qū)產(chǎn)生變薄，而且與其相鄰的直邊部分也產(chǎn)生一定程度的變薄，所以上式求得的結(jié)果往往偏大，還必須作如下修正。

L＝l1＋l2＋（0.4～0.6）t第六十七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第五節(jié)彎曲力計(jì)算一、自由彎曲時(shí)彎曲力計(jì)算圖4-26自由彎曲示意圖ａ）Ｖ形件Ｖ形件彎曲

Ｆ＝0.6kbt2σbr＋t式中Ｆ——自由彎曲力(N)；

ｂ——彎曲件寬度(mm)；

ｒ——彎曲件內(nèi)彎曲半徑(mm)；

σｂ——材料抗拉強(qiáng)度(MPa)；

k——系數(shù)，一般取k=1～1.3。第六十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日式中Ｆ——自由彎曲力(N)；

ｂ——彎曲件寬度(mm)；

ｒ——彎曲件內(nèi)彎曲半徑(mm)；

σｂ——材料抗拉強(qiáng)度(MPa)；

k——系數(shù)，一般取k=1～1.3。第五節(jié)彎曲力計(jì)算一、自由彎曲時(shí)彎曲力計(jì)算圖4-26自由彎曲示意圖

b）U形件U形件彎曲

Ｆ＝0.7kbt2σbr＋t第六十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、校正彎曲時(shí)彎曲力計(jì)算圖4-27校正彎曲示意圖校正彎曲力按下式計(jì)算：

Ｆ＝qA式中Ｆ——校正彎曲力(N)；

Ａ——校正部分投影面積(mm2)；

q——單位面積上的校正力(MPa),q值可按表4-4選取。第七十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

對(duì)于設(shè)有頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取自由彎曲力的60％～80%。三、頂件力和壓料力計(jì)算第七十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、壓力機(jī)公稱壓力的確定

對(duì)于自由彎曲

Ｆ壓機(jī)≥Ｆ自＋Ｑ式中Ｆ壓機(jī)——選用的壓力機(jī)公稱壓力(kN)；

Ｆ自——自由彎曲力(kN)；

Ｑ——有壓料或頂件裝置的壓力(kN)。第七十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日四、壓力機(jī)公稱壓力的確定

圖4-28彎曲各階段彎曲力變化曲線１—彈性彎曲階段2—自主彎曲階段3—校正彎曲階段

對(duì)于校正彎曲，其彎曲力要比自由彎曲大得多，而且在彎曲過程中，兩者不重疊（圖4-28）。因此，選擇壓力機(jī)時(shí)，以校正彎曲為依據(jù)即可。第七十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第六節(jié)彎曲件的工藝性一、彎曲件精度表4-5彎曲件角度偏差

彎曲件的工藝性是指彎曲件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度要求、材料選用及技術(shù)要求是否適合于彎曲加工的工藝要求。第七十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第六節(jié)彎曲件的工藝性一、彎曲件精度表4-5彎曲零件的直線尺寸公差第七十五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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.彎曲件的彎曲半徑第七十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、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(duì)稱產(chǎn)生側(cè)移(D)板料與模具之間的摩擦阻力不均產(chǎn)生工件側(cè)移。第七十七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性2.彎曲件的形狀圖4-30帶缺口的彎曲件帶有缺口的彎曲件，缺口要安排在彎曲成形以后切除。否則，彎曲時(shí)缺口處會(huì)發(fā)生張口現(xiàn)象。第七十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、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，最好大于3t。若h<2t，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。第七十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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t<2mm，l≥t；t≥2mm，l≥2t。

可預(yù)先在彎曲線上沖出工藝孔以防工作孔變形。第八十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性4.彎曲件上孔的位置第八十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、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防止彎曲根部裂紋的工件結(jié)構(gòu)第八十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、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S≥tb≥th≥t+r+b/2d≥t防止彎曲根部裂紋的工件結(jié)構(gòu)第八十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

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定位工藝孔第八十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

１）簡單形狀精度不高的彎曲件，如V形、U形、Z形件等，可以一次彎曲成形。２）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。第七節(jié)彎曲件的工序安排一、彎曲件工序安排原則第八十五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

３）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。４）單面不對(duì)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(duì)彎曲成形，彎曲后再切開。第七節(jié)彎曲件的工序安排一、彎曲件工序安排原則第八十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、典型彎曲件工序安排圖4-36一次彎曲成形示例第八十七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、典型彎曲件工序安排圖4-37兩次彎曲成形示例第八十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、典型彎曲件工序安排圖438三次彎曲成形示例第八十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、典型彎曲件工序安排多次彎曲成形示例第九十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日第八節(jié)彎曲模設(shè)計(jì)一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)

最簡單的彎曲模只有一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)；復(fù)雜的彎曲模具除了垂直運(yùn)動(dòng)外，還有一個(gè)乃至多個(gè)水平動(dòng)作。彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：

(1)彎曲毛坯的定位要準(zhǔn)確、可靠，盡可能是水平放置。多次彎曲最好使用同一基準(zhǔn)定位。(2)保證毛坯在彎曲過程中不產(chǎn)生滑動(dòng)偏移。(3)毛坯的安放和工件的取出要方便、安全。(4)為了減小回彈，可實(shí)現(xiàn)校正彎曲。(5)應(yīng)考慮凸模、凹模在制造及試模返修過程中可采取減小回彈的辦法的可能性。第九十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)１.V形件彎曲模V形件形狀簡單，能一次彎曲成形。這類形狀的彎曲件可以用兩種方法彎曲：（1）是沿著工件彎曲角的角平分線方向彎曲，稱為V形彎曲；第九十二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)１.V形件彎曲模圖4-39V形件彎曲模1—模柄2—上模座3—導(dǎo)柱、導(dǎo)套4、7—定位板5—下模座6—凹模8—凸模（2）是垂直于工件一條邊的方向彎曲，稱為L形彎曲。第九十三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)１.V形件彎曲模圖4-40防止毛坯偏移的措施防止彎曲過程產(chǎn)生滑動(dòng)偏移，模具可采用帶壓料裝置的結(jié)構(gòu)形式。定位尖t>1mm頂桿壓料(D)頂桿前端加V形頂板第九十四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)１.V形件彎曲模圖4-41帶頂料及定料銷的彎曲模1—凸模2—頂板3—定料銷4—凹模5—反側(cè)壓塊第九十五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)１.V形件彎曲模多次V形彎曲制造復(fù)雜零件的例子第九十六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)２.U形件彎曲模第九十七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)２.U形件彎曲模(D)圖4-42U形件彎曲模1—模柄2—上模座3—凸模4—推桿5—凹模6—下模座7—頂料裝置8—頂板9、10—定位銷第九十八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)２.U形件彎曲模(D)圖4-43彎曲角小于90°的彎曲模第九十九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)3.Z形件彎曲模(D)圖4-44Z形件彎曲模1—頂板2—托板3—橡膠4—壓塊5—上模座6、7—凸模8—下模座９—反側(cè)壓塊第一百頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)通用彎曲模第一百零一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)4.帽罩形件彎曲模圖4-45兩次彎曲四角形件第一百零二頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)4.帽罩形件彎曲模（D）圖4-46一次彎曲四角形件第一百零三頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)4.帽罩形件彎曲模一次彎曲四角形件第一百零四頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)5.圓形件彎曲模圓筒形件彎曲的彎曲方法可分為三類：（1）對(duì)于圓筒直徑d≤5mm的小圓，一般先將毛坯彎成U形，然后再彎成圓形（如圖）或一次彎曲成形（如圖）。小圓形件兩次彎曲成形第一百零五頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)5.圓形件彎曲模圖4-47小圓形件一次彎曲成形模(D)1—模柄2—上模板3—墊板4—凸模5—導(dǎo)柱6—芯軸7—彈簧8—支架9—導(dǎo)套10—圓柱銷11—下模座12—墊板13—凹模14—凹模鑲塊15—壓料板16—固定板17—彈簧18—卸料螺釘19—內(nèi)六角螺釘關(guān)鍵：上模四個(gè)彈簧的壓力必須大于毛坯預(yù)完成U形件時(shí)的成形壓力。第一百零六頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)5.圓形件彎曲模對(duì)于圓筒直徑5<d<20mm的圓，一般用擺動(dòng)式圓形件彎曲模，一次彎曲成形。圖4-48擺動(dòng)式圓形件一次成形彎曲模1—模柄2—凸模支架3—芯棒4—凹模支架5—成形滑塊6—擺動(dòng)塊7—限制塊8—拉簧9—底座10—滑板11—螺釘12—導(dǎo)柱13—芯軸14—滾套第一百零七頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)5.圓形件彎曲模第一百零八頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)5.圓形件彎曲模圖4-49a）波浪形壓彎模1—螺塞2—定位板3—頂料桿4—凹模5—壓料桿6—凸模

b）彎圓模1—支架2—凸模3—凹模4—定位釘5—定位塊（2）對(duì)于圓筒直徑mm的大圓，一般先將毛坯彎成波浪形，然后再彎成圓形（如圖）。第一百零九頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)5.圓形件彎曲模（3）對(duì)于圓筒直徑為10~40mm、材料厚度大約1mm的圓筒形件，可以采用擺動(dòng)式凹模結(jié)構(gòu)的彎曲模一次彎成。（D）1-支承；2-凸模；3-擺塊凹模；4-墊板第一百一十頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)圖4-50彎曲模結(jié)構(gòu)尺寸第一百一十一頁，共一百二十三頁，2022年，8月28日

（1）凸模圓角半徑彎曲件的彎曲半徑不小于rmin時(shí)，凸模的圓角半徑一般取彎曲件的圓角半徑。彎曲件圓角半徑小于最小彎曲半徑時(shí)，則首次彎曲時(shí)凸模圓角半徑大于最小彎曲半徑，然后經(jīng)過整形工序達(dá)到所需要的彎曲半徑。若彎曲件的彎曲半徑較大，精度要求較高時(shí)，由于圓角半徑的回彈大，凸模的圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值作相應(yīng)的修