弯曲模的结构与设计
弯曲模设计
弯曲模设计一．凸模圆角半径当弯曲件的相对弯曲半径r / t 较小时，取凸模圆角半径等于或略小于工件内侧的圆角半径r ，但不能小于材料所允许的最小弯曲半径r min 。
若弯曲件的r / t 小于最小相对弯曲半径，则应取凸模圆角半径r t > r min ，然后增加一道整形工序，使整形模的凸模圆角半径r t = r 。
当弯曲件的相对弯曲半径r / t 较大（r / t > 10 ），精度要求较高时，必须考虑回弹的影响，根据回弹值的大小对凸模圆角半径进行修正。
二．凹模圆角半径凹模入口处圆角半径r a 的大小对弯曲力以及弯曲件的质量均有影响，过小的凹模圆角半径会使弯矩的弯曲力臂减小，毛坯沿凹模圆角滑入时的阻力增大，弯曲力增加，并易使工件表面擦伤甚至出现压痕。
在生产中，通常根据材料的厚度选取凹模圆角半径：当t ≤ 2 mm ，r a = (3 ~ 6) tt ＝2 ~ 4 mm ，r a = (2 ~ 3) tt ＞4 mm ，r a = 2 t对于V 形弯曲件凹模，其底部圆角半径可依据弯曲变形区坯料变薄的特点取r ＇ a = (0.6 ~ 0.8)( r t + t) 或者开退刀槽。
三. 弯曲凹模深度凹模深度要适当，若过小则弯曲件两端自由部分太长，工件回弹大，不平直；若深度过大则凹模增高，多耗模具材料并需要较大的压力机工作行程。
图20 弯曲模工作部分尺寸对于V 形弯曲件，凹模深度及底部最小厚度如图20a 所示，数值查表2 。
表2 弯曲V 形件的凹模深度及底部最小厚度值(mm)对于 U 形弯曲件，若直边高度不大或要求两边平直，则凹模深度应大于工件的深度，如图 20b 所示，图中 h 0 查表 3 。
如果弯曲件直边较长，而且对平直度要求不高，凹模深度可以小于工件的高度，见图 20c ，凹模深度 l 0 值查表 4。
表 3 弯曲 U 形件凹模 的 h 0 值 (mm) 板料厚度 t≤ 1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~10 h 03456810 15 20 25表 4 弯曲 U 形件的 凹模深度 l 0 (mm)四. 弯曲 凸 、凹模的间隙V 形件弯曲 时， 凸 、凹模的间隙是*调整压力机的闭合高度来控制的。
模具设计基础-第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
当t 2mm ，S t 当t 2mm ，S 2t
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
5．止裂孔、止裂槽 如图 3.12 所示， 当局部弯曲某一段边缘时， 为了防止 尖角处由于应力集中而产生裂纹，可增添工艺孔、 工艺槽或 将弯曲线移动一定距离， 以避开尺寸突变处， 并满足b≥t， h=t+r+b/2的条件。
弯曲件的结构工艺性对弯曲生产有很大的影响。弯曲件良 好的工艺性，不仅能简化弯曲工序和弯曲模的设计，而且还能 提高弯曲件的精度、节约材料、提高生产率。 （1）弯曲件的形状 弯曲件的形状一般应对称，弯曲半径应左右一致，如图 所示。图(b)所示形状左右不对称，弯曲时由于工件受力不平 衡将会产生滑动现象，影响工件精度。
3.7补偿法
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
2) 校正法 校正弯曲时，在模具结构上采取措施，让校正压力集 中施加在弯曲变形区，使其塑性变形成分增加，弹性变形 成分减小，从而使回弹量减小，如图 3.8 所示。
3.8 校正法示意
模具设计ห้องสมุดไป่ตู้础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
四、弯曲件的工艺性
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
3．回弹 由于影响回弹的因素很多，各因素之间往往又互相影 响，因此很难实现对回弹量的精确计算和分析。在模具设 计时，对回弹量的确定大多按经验确定(也可查有关冲压资 料进行估算)，最后通过试模来修正。 在模具设计时，要尽可能消除或减小回弹的影响响(指 消除回弹对弯曲件的影响，但并不能消除弯曲件的回弹现 象)。
第3章 弯曲工艺与模具设计
3.2.2、影响回弹的因素 材料的机械性能 相对弯曲半径 弯曲中心角 模具间隙 弯曲件的形状 弯曲力
3.2.3、回弹值的确定 目的：作为修正模具工作部分参数的 依据。 经验公式： 1.小半径弯曲的回弹（ r / t 5 ~ 8 ）
0 t
rt r 1 3
90
90
６）弹性材料的准确回弹值需要通过试模对凸、 凹模进行修正确定，因此模具结构设计要便于拆 卸。 ７）由于U形弯曲件校正力大时会贴附凸模，所以 在这种情况下弯曲模需设计卸料装置。 ８）结构设计应考虑当压力机滑块到达下极点时， 使工件弯曲部分在与模具相接触的工作部分间得 到校正。 ９）设计制造弯曲模具时，可以先将凸模圆角半 径做成最小允许尺寸，以便试模后根据需要修整 放大。
当工件局部边缘部分需弯曲时，为防 止弯曲部分受力不均而产生变形和裂纹， 应预先切槽或冲工艺孔(如图所示) 5.弯曲件的几何形状 如果弯曲件的形状不对称或者左右弯 曲半径不一致，弯曲时板料将会因摩擦阻 力不均匀而产生滑动偏移(如图所示), 为了防止这种现象的发生，应在模具上设 置压料装置,或利用弯曲件上的工艺孔采用 定位销定位（如图所示）
第 3 章 弯曲工艺与模具设计
3.1
3.2
弯曲的基本原理 应变中性层位置、最小弯曲半径的确定及回弹现象 弯曲力和弯曲件的毛坯尺寸计算 弯曲件的工艺性 弯曲模具的设计
3.3 3.4
3.5
3.1 弯曲的基本原理
弯曲是使材料产生塑性变形，形成一 定曲率和角度零件的冲压工序(如图所示) 弯曲材料：板料、棒料、型材、管材 弯曲方法：压弯、折弯、拉弯、滚弯、 辊弯
3.1.1 弯曲变形过程 (图3.1.1) 1、变形毛坯的受力情况 从力学角度，弯曲分为： 弹性弯曲 弹塑性弯曲 纯塑性弯曲 无硬化弯曲
弯曲模具的基本原理
弯曲模的基本原理（一）一、弯曲的基本原理（一） 弯曲工艺的概念及弯曲件1． 弯曲工艺：是根据零件形状的需要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度，一定形状工件的冲压工艺方法。
2． 弯曲成形工艺在工业生产中的应用：应用相当广泛，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，小的如门扣，夹子（铁夹）等。
（二）、弯曲的基本原理：以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。
其过程为：1． 凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。
2． 随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。
（塑变开始阶段）。
3． 随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。
（回弯曲阶段）。
4． 压平阶段，随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。
5． 校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。
（三） 、弯曲变形的特点：弯曲变形的特点是：板料在弯曲变形区内的曲率发生变化，即弯曲半径发生变化。
从弯曲断面可划分为三个区：拉伸区、压缩区和中性层。
二、弯曲件的质量分析在实际生产中，弯曲件的主要质量总是有回弹、滑移、弯裂等。
1． 弯曲件的回弹：由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后（工件小模具中取出后）发生变化（与加工中在模具里的形状发生变化）的现象称弹性回复跳（回弹）。
回弹以弯曲角度的变化大小来衡量。
Δφ=φ-φt1） 影响回弹的回素：A． 材料的机械性能与屈服极限成正比，与弹性模数E成反比。
B． 相对弯曲半径r/t，r越小，变形量越大，弹性变形量所点变形量比例越小。
回弹越小。
C． 弯曲力：弯曲力适当，带校正成分适合，弯曲回弹很小。
D． 磨擦与间隙：磨擦越大，变形区拉应力大，回弹小。
凸、凹模之间隙小，磨擦大，校正力大，回弹小。
V形弯曲件模具设计
V形弯曲件模具设计（一）零件工艺分析工件图为图1所示V形件，材料为Q235，料厚1.5mm。
大批量生产其工艺分析如下：图1弯曲工件图1.材料分析Q235为普通钢，属于软钢，具有良好的弯曲成形性能。
2.结构分析零件结构简单，弯曲成90度，对弯曲成形较为有利，可查得此材料允许的最小弯曲半径rmin =0.5t=0.75mm,而零件弯曲半径r=1mm>0.75mm，故不会弯裂。
另外零件上的孔位于弯曲变形之外，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r/t=0.67<5，卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角发生了变化，采用校正弯曲来控制角度回弹。
3.精度分析零件上尺寸无公差要求，从公差表选取IT14，可满足普通弯曲和冲裁。
4.结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺良好，可以冲裁和弯曲。
（二）工艺方案的确定零件为V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，可有以下四种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。
采用三套工序模生产。
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。
采用连续模和单工序弯曲模生产。
方案四：冲孔落料弯曲，采用多工位级进模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，且用复合模生产的冲压件行位精度和尺寸精度保证，生产效率较高。
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。
方案四需一副模具，可以冲裁和弯曲，同时采用了自动送料、自动检测、自动出件等自动化装置，操作安全，具有较高的劳动生产率。
通过对上述四种方案的综合分析比较，该件的冲压生产采用方案四为佳。
图2坯料展开图1.弯曲工艺计算（1）毛坯尺寸计算，对于r>0.5t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Lz=48×2+270π（1+0.28）÷180=102.288≈102mm 由于零件宽度尺寸为40mm，故毛坯尺寸应为102mm×40mm。
U形件弯曲成型模具的优化设计
2018年 第8期冷加工1. 零件的结构工艺性分析零件为U 形弯曲成型件，结构简单，左右呈对称状态，具体结构如图1所示。
材质为Q235-A ，板材厚度t ＝4m m ，图中两处公差要求，采用模具成型形件弯曲成型模具加装导向定位装置与自动送料机构，优化了模具结构，产品质量和生产效率有了明显提高，安全生产也得到了有效的保证，为类似产品的弯曲成型优化工艺设计提供了一种解决问题的有效途径与思路。
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根据零件弯曲成型的工艺性要求，允许的最小弯曲半径r min ＝0.5t ＝2mm ，而零件实际的弯曲半径为5mm ，大于2mm ，所以弯曲时根部圆角处不会拉裂，普通碳素结构钢具有较好的弯曲成型性能，图1 U 形件结构析可知，轮毂加工过程中动平衡位置固定，动平衡量可以通过校正的方式降低，根据校正量的不同，影响的动平衡量也不同，可以根据轮毂实际动平衡量选择合适的校正量。
校正后轮毂动平衡量可显著降低。
采用此工艺流程也可将动平衡量过大的轮毂预先挑出，直接报废处理，从而减少成本的浪费。
这些经验可以在轮毂加工行业推广。
参考文献：[1] 尹成湖，周湛学．机械加工工艺简明速查手册[M]．北京：化学工业出版社，2015.赵午云，郭维强．动平衡测试技术方法浅析[J]．机械工程师，2004（4）：15-17.（收稿日期：20180516冷加工图2 U 形件三维结构效果图图3 U 形件展开结构图4 U 形件弯曲成型模具结构六角螺母 2.M16六角螺母 3.螺杆 4.退料橡胶垫 5.垫圈 6.8××80内六角头螺栓 8.下模座 9.凹模 10.M8×70内六角头螺栓 11.冲头 13.上模座 14.M10×35内六角头螺栓 15.8×50圆柱销 16.图5 U形件弯曲成型模具优化设计方案图1.导柱2.推杆3.导套4.冲头5.冲头固定板6.模柄7.上模板8.料斗9.料片 10.自动送料机构 11.凹模 12.下模板 13.顶料装置图6 U形件弯曲成型模具自动送料机构1.料斗2.推料板3.横臂4.销轴5.凹模6.导向套7.拉力弹簧8.滑动杆 9.滚动轴承自动送料机构的设置，在不依托其他外力的情况下，仅仅依靠模具结构的优化设计，就轻松实现了自动送料的繁锁工序，进一步提高了工作效率，消除了安全生产隐患，减轻了操作者的劳动强度，极大地提升了模具的自动化生产水平，为类似产品的弯曲成型优化工艺设计提供了一种解决问题的有效途径与思路。
模具设计第3章弯曲工艺与弯曲模课件
b/t<3窄板弯曲，断面产生了 畸变 ,外窄内宽
3.1.4 弯曲件的结构工艺性
弯曲件的结构工艺性是指弯曲零件的形状、 尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯 曲加工的工艺要求。具有良好工艺性的弯曲件， 能简化弯曲的工艺过程及模具结构，提高工件 的质量。
1. 弯曲件的形状 弯曲件形状对称，对应r 相等
播放动画
1-顶杆 2-定位钉 3-模柄 4-凸模 5-凹模 6-下模座
3. L形件弯曲 适用于两直边长度相差较大的单角弯曲件
a）竖边无校正
b）竖边可校正
L形件弯曲
4.复杂零件 多次V形弯曲制造复杂零件举例
3.2.2 U形件弯曲模
1.U形件弯曲模的一般结构形式
Ｕ 形 件 弯 曲 模
1.凸模 2.凹模 3.弹簧 4.凸模活动镶块 5.凹模活动镶块 6.定位销 7.转轴 8.顶板 9.凹模活动镶块
弯曲半径r＞0.5t： 按中性层不变原理，坯料总长度应等于弯曲 件直线部分和圆弧段长度之和，即：
提问：下面的弯曲件展开长度如何计算？
L
l1
l2
l3
π α1 180
(r1
xt
)
π α2 180
S / E 越大，回弹越大。
E1>E2
1 2
.
1 2
图a)
E3=E4
3 4
3 4
图b)
材料的力学性能对回弹值的影响 1、3－退火软钢 2-软锰黄铜 4-经冷变形硬化的软钢
应尽量选择屈服极限小、n值小的材料以获得 形状规则、尺寸精确的弯曲件。
(2)相对弯曲半径r/t r/t越小，变形程度越大，回弹量减小。
例：1mm厚铝板、65Mn板，弯曲时易裂，退火后 再弯，则弯曲正常。
弯曲与弯曲模具设计
二、弯曲件的工艺计算
2.弯曲力的计算
(1)自由弯曲力对于V形件，有
F自
0.6kbt 2 b
rt
对于U形件，有
F自
0.7kbt 2 b
rt
(2)校正弯曲力如果弯曲件在冲压行程结束时受到模具的校正
(见图3-27)
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第四节 弯曲件的工艺特性及工艺计 算
二、弯曲件的工艺计算
(3)顶件力或压料力
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第四节 弯曲件的工艺特性及工艺计 算
一、弯曲件的工艺性
(6)增添连接带和定位工艺孔 如图3-22所示。 (7尺寸标注 尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。 如图3-23所示。
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第四节 弯曲件的工艺特性及工艺计 算
二、弯曲件的工艺计算
1.弯曲件展开长度的确定
第三章 弯曲与弯曲模具设计
第一节 弯曲技术概述 第二节 弯曲变形过程分析 第三节 弯曲件坯料尺寸的计算 第四节 弯曲件的工艺特性及工艺计算 第五节 弯曲件的工序安排 第六节 弯曲模典型结构及结构设计
第一节 弯曲技术概述
弯曲是利用压力使金属板料、管料、棒料或型材在模具中弯 成一定曲率、一定角度和形状的变形工序。弯曲工艺在冲压 生产中占有很大的比例，应用相当广泛，如汽车纵梁、电器 仪表壳体、支架、铰链等，都是用弯曲方法成型的。
所示为V形件弯曲的变形过程。 2.弯曲变形特点 为了分析板料弯曲变形的规律，将试验用的长方形板料的 侧面画成正方形网格，如图3-4(a)所示，然后弯曲，观察其
变形特点，弯曲后情况如图3-4(b)所示。
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第二节 弯曲变形过程分析
一、弯曲的变形特点
(1)变形区主要在弯曲件的圆角部分，圆角区内的正方形网 格变成厂扇形。
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课 题 弯曲模的结构与设计 08GM 班 编制人 学 习 内 容 陈本安 编制时间：2009 年 9 月 22 日 授课时间：2009 年 9 月 30 日 学 习 过 程
学
习 内
容
学
习 过
程
授课班级
一、学习目标： 上 课 措 施 1、熟悉弯曲模设计时考虑的因素； ★学生阅读教材，仔细寻找知 2、掌握单工序弯曲模、复杂工序弯曲 识点、关键点。 模的结构特点； ★学生以组为单位交流讨论， 3、熟练掌握 V 形件弯曲模、U 形件弯 教师巡视，并对疑难问题进 曲模的结构特点、工作原理及适用 行指导，选出重点知识进行 性。 展示，教师进行点评。 二、学习重、难点： ★展示时，要求学生语言得体； 1、重点：V 形件弯曲模、U 形件弯曲 点评时，要求教师精辟到位。 模的结构特点、工作原理。 2、难点：V 形件弯曲模、U 形件弯曲 模在生产中的灵活运用。 三、明确目标： 老师讲述本次课的学习目标后，分 别布置各小组的学习任务，在各小组讲 述相关内容时，分别就难点、重点内容 有针对性的进行点评。 四、分组展示： 一小组： 1、一小组： 知识点分析： （1）在设计弯曲模是应考虑 、 、 本节知识点主要讲述了设 、 等因素，选择合理的工 计弯曲模设计考虑的因素及设 序方案，来确定弯曲模的结构形 计特点，我们重点所要掌握的 式。 是弯曲模设计的特点。
知识点分析：
本节知识点主要讲述了 V 形件弯曲模的结构特点、工作 原理及适用性，我们重点所要 掌握的是 V 形件弯曲模的结构 特点及适用性。
知识拓展：
V 形件弯曲模在实际生产 中比较常用，同学们在须理论 （1）指出图中标注的名称及作用。 联系实际的学习。 （2）图中所示 6 与 7 可组成什么装 置，在弯曲模中起什么作用？ （3）该种模具结构有什么特点？工 件弯曲成形后又有何特点？
学 3、三小组：
习 内
容
学 三小组：
Байду номын сангаас
习 过 程
学 5、五小组：
习 内
容
学
习 过
程
知识点分析：
本节知识点主要讲述了顺 出件 U 形件弯曲模的结构特点、 工作原理及适用性，我们重点 所要掌握的是顺出件 U 形件弯 曲模的结构特点及适用性。
五小组： 本节知识点主要讲述了弯 曲角小于 90°U 形件弯曲模的 结构特点、工作原理及适用性， 我们重点所要掌握的是弯曲角 小于 90°U 形弯曲模的结构特 点及适用性。
知识点分析：
本节知识点主要讲述了逆 出件 U 形件弯曲模的结构特点、 工作原理及适用性，我们重点 所要掌握的是逆出件 U 形件弯 曲模的结构特点及适用性。 （1）指出图中标注的名称及作用。 追问： （2）该种模具结构主要特点有哪些？ 顺出件 U 形件弯曲模与逆 （3）该种模具的不足之处在于 。 出件 U 形件弯曲模相比，在结 （4）该种模具主要适用 工件的成型。 构上及工作原理有何异同点？ A、高度小；B、尺寸高；C、底部平。
追问：
顺出件 U 形件弯曲模与 V （1）指出图中标注的名称，并画出弯曲 形件弯曲模相比，在结构上有 件的立体图。 何异同点？ （2）该种模具结构主要特点有哪些？ （3）这种结构类型的模具在工作与不工 作的状态下顶杆分别存在何种形 式，起哪些主要作用？ 4、四小组： 四小组：
追问：
弯曲角小于 90°U 形弯曲 （1）指出图中标注的名称。 模与顺出件 U 形件弯曲模、逆 （2）该模具结构主要特点有哪些？ 出件 U 形件弯曲模相比，在结 （3）定位销钉如何设置的，起哪些 构上及工作原理有何异同点？ 关键作用。 （4）反顶板同时兼有 使用及 作用。 课后追记：
（2）一个简单的四角形弯曲件，采 追问： 取 弯成，模具可能设计 弯曲模的设计与我们前面 的很简单，也可能很复杂。 已经学习过的冲裁模的设计有 A、一次；B、多次 C、无数次。 何异同点？ （3）设计简单的单工序弯曲模，要 重要提示： 比设计复杂的复合序弯曲模 弯曲模设计的学习，一定 可靠，但调整比较麻烦。 要注重理论联系实际，多从生 （4）简答题：单工序弯曲模与复合 产中总结实际的设计理念。 工序弯曲模的设计各有何特 点？在实际生产中我们一般 如何来根据实际情况设计出 一幅完整的弯曲模具？ 2、二小组： 二小组：