弯曲工艺和弯曲模具设计.ppt

2021/9/252021/9/252021/9/252021/9/25弯曲成型工艺方法：压弯、折弯、拉弯、滚弯、辊弯3.1板料弯曲变形过程及变形特点3.1.1弯曲变形过程弯曲变形过程：如图3.1.2所示V形件的弯曲，随着凸模进入凹模深度的增大，凹模与板料的接触处位置发生变化，支点B沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂l逐渐减小，接近行程终了，时弯曲半径r继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形，直至板料与凸、凹模完全贴合。3.1.2板料弯曲变形特点通过网格试验观察弯曲变形特点（如图3.1.3）。2021/9/25图3.1.3弯曲前后坐标网络的变化1.弯曲圆角部分是弯曲变形的主要变形区变形区的材料外侧伸长，内侧缩短，中性层长度不变。2.弯曲变形区的应变中性层应变中型层是指在变形前后金属纤维的长度没有发生改变的那一层金属纤维。3.变形区材料厚度变薄的现象变形程度愈大，变薄现象愈严重。4.变形区横断面的变形变形区横断面形状尺寸发生改变称为畸变。主要影响因素为板料的相对宽度。(宽板)：横断面几乎不变；(窄板)：断面变成了内宽外窄的扇形。回弹性的表现形式：(1)弯曲半径增大卸载前板料的内半径(与凸模的半径吻合)在卸载后增加至r。弯曲半径的增加量为：(2)弯曲中心角的变化卸载前弯曲中心角为(与凸模顶角相吻合)，卸载后变化为。弯曲件角度的变化量为：3.2.2影响回弹的因素1.材料的力学性能材料的屈服点越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳越大。2.相对弯曲半径相对弯曲变径越大，则回弹也越大。3.弯曲中心角弯曲中心角越大，表明变形区的长度越长，故回弹的积累值越大，其回弹角越大。但对弯曲半径的回弹影响不大。4.弯曲方式及弯曲模具结构采用校正弯曲时，工件的回弹小。5.弯曲件形状工件的形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量越多，使回弹困难，因而回弹角减小。6.模具间隙在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；间隙小，材料被挤压，回弹就小。7.非变形区的影响3.2.3改进零件的结构设计3.从工艺上采取措施(1)采用热处理工艺对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。(2)增加校正工序运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以减少回弹量。(3)采用拉弯工艺对于相对弯曲半径很大的弯曲件，由于变形区大部分处于弹性变形状态，弯曲回弹量很大。这时可以采用拉弯工艺(如图3.2.4)。2021/9/25图3.2.9用补偿法修正模具结构图3.2.10用校正法修正模具结构图3.2.11纵向加压弯曲(4)采用聚氨酯弯曲模利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲（图3.2.12）。弯曲时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的效果，从而减少回弹。图3.2.12聚氨酯弯曲模3.3弯曲成形的工艺设计弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、材料的选用及技术要求等是否满足弯曲加工的工艺要求。具有良好冲压工艺性的弯曲件，不仅能提高工件质量，减少废品率，而且能简化工艺和模具结构，降低材料消耗。图3.3.1板料纤维方向对弯曲半径的影响3.最小相对弯曲半径经验数值的确定表3.3.1图3.3.2压槽后再进行弯曲图3.3.3弯曲件形状对弯曲过程的影响图3.3.4弯曲件边缘缺口对弯曲过程的影响3.弯曲件直边高度对弯曲的影响(如图3.3.5)在进行弯曲时，若弯曲的直边高度过短，弯曲过程中不能产生足够的弯距,将无法保证弯曲件的直边的平直。4.弯曲件孔边距离带孔的板料在弯曲时，如果孔位位于弯曲变形区内，则孔的形状会发生畸变。因此，孔边到弯曲半径r中心的距离(如图3.3.7)要满足以下关系：当t＜2mm时，L≥t；t≥2mm时；L≥2t。如不能满足上述条件，在结构许可的情况下，可在弯曲变形区上预先冲出工艺孔或工艺槽来改变变形区范围，有意使工艺孔的变形来保证所要求的孔不产生变形(如图3.3.8)。图3.3.5弯曲件直边的高度对弯曲的影响图3.3.6弯曲件的孔边距3.3.7防止孔变形的措施5.防止弯曲边交接处应力集中的措施当弯曲图3.3.9所示弯曲件时，为防止弯曲边交接处由于应力集中，可能产生的畸变和开裂，可预先在折弯线的两端冲裁卸荷孔或卸荷槽，也可以将弯曲线移动一段距离，以离开尺寸突变处。6.弯曲件尺寸的标注应考虑工艺性弯曲件尺寸标注不同，会影响冲压工序的安排。如图3.3.10a)所示的弯曲件尺寸标注，孔的位置精度不受毛坯展开尺寸和回弹的影响，可简化冲压工艺。采用先落料冲孔，然后再弯曲成形。b)、c)图所示的标注法，冲孔只能安排在弯曲工序之后进行，才能保证孔位置精度的要求。在不存在弯曲件有一定的装配