冷冲压工艺与模具设计模块三

冷冲压工艺与模具设计

模块三本模块内容

U形件弯曲模

弯曲是冷冲压基本工序之一。本模块以U形件弯曲工艺和弯曲模结构设计为学习任务，包含的弯曲工 序基本知识有：弯曲变形过程及弯曲件质量影响因素， 弯曲工艺计算、工艺方案制定和弯曲模设计。涉及弯 曲变形过程分析、弯曲半径及最小弯曲半径影响因素、

弯曲卸载后的回弹及影响因素、减少回弹的措施、坯料尺寸计算、工艺性分析与工艺方案确定、弯曲模典 型结构、弯曲模工作零件设计等。

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本模块重点1. 弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素；2. 弯曲工艺计算方法； 3. 弯曲工艺性分析与工艺方案制定；

4. 弯曲模典型结构与结构设计；5. 弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤。

难点1.弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素； 2.影响回弹的因素与减少回弹的措施 ； 3.弯曲工艺计算； 4.弯曲模典型结构与弯曲模工作零件设计。

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课题一 弯曲概述弯曲：将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。弯曲方法： 弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以 及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。 弯曲模： 弯曲所使用的模具。

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典型弯曲件及实物

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弯曲方法

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V形件弯曲模

1—模柄;2—圆柱销;3—凸模;4—凹模;5—定位销;6—下模座;7— 螺钉;8—弹簧;9—顶杆;10—挡料销

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课题二 弯曲变形过程及变形特点 一 弯曲变形过程弯曲分类：自由弯曲和校正弯曲。

校正弯曲过程

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二 弯曲变形特点1.弯曲变形主要发生在弯曲带中心角α 范围内，中心 角以外基本不变形。 2.坯料在长、宽、厚三个方向都发生了变形。

弯曲前后网格变化

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二 弯曲变形特点

弯曲角与弯曲带中心角

弯曲变形区的横截面变化

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三

弯曲变形时的应力与应变状态长度方向σ 1:内区受压，外区受拉 窄板 厚度方向σ 2:内外均受压应力 (B/t<3)宽度方向σ :内外侧压力均为零 3 两 向 应 力 三 向 应 力

应力状态 宽板 (B/t>3)

长度方向σ 1:内区受压，外区受拉 厚度方向σ 2:内外均受压应力 宽度方向σ 3:内区受压，外区受拉

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三 弯曲变形时的应力与应变状态窄板 (B/t<3) 应变状态 宽板 长度方向ε 1:内区压应变，外区拉应变 厚度方向ε 2:内区拉应变，外区压应变 三 向 应 变 两 向 应 变

宽度方向ε 3:内区拉应变，外区压应变长度方向ε 1:内区压应变，外区拉应变

(B/t>3)

厚度方向ε 2:内区拉应变，外区压应变宽度方向ε 3:内外区近似为零

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课题三 弯曲件质量分析 一 弯曲变形程度与最小弯曲半径1.弯曲变形程度 ：常用板料的相对

弯曲半径r/t来表示板料弯曲变形程度的大小 。

2.最小弯曲半径：通常将不致使材料弯曲时发生开裂的最小弯曲半径的极限值，称为该材料的最小弯曲半径。

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二 弯裂与最小相对弯曲半径的控制1.最小相对弯曲半径rmin/t2.最小弯曲半径影响因素(1)材料的力学性能；(2)弯曲方向；(3)弯曲件 角度φ ;(4)板料的热处理状态 ；(5)板料的边缘 以及表面状态: (6)板宽的影响 。

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3.最小弯曲半径rmin的数值参见表3-1

4.防止弯裂的措施不宜采用最小弯曲半径。当零件的弯曲半径小于表3-1所 列数值时，为了提高极限弯曲变形程度，防止弯裂，常 采用的措施有退火、加热弯曲、消除冲裁毛刺、两次弯 曲 (先加大弯曲半径，退火后再按工件要求小弯曲半 径弯曲)、校正弯曲以及对较厚的材料开槽后弯曲。

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三 弯曲卸载后的回弹1.回弹现象塑性弯曲时伴随有弹性变 形，当外载荷去除后，塑性变 形保留下来，而弹性变形会完 全消失，使弯曲件的形状和尺 寸发生变化而与模具尺寸不一 致，这种现象叫回弹。

2.弯曲回弹的表现形式(1)曲率减小 (2)弯曲中心角减小

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3.影响回弹的因素(1)材料的力学性能 越大，回弹越大。

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