1、第第3章章 彎曲模設計彎曲模設計 3.1 彎曲模設計基礎彎曲模設計基礎 3.2 彎曲模的設計實例彎曲模的設計實例 3.1 彎曲模設計基礎彎曲模設計基礎3.1.1 彎曲變形分析彎曲變形分析3.1.2 彎曲質量分析彎曲質量分析3.1.3 彎曲件展開長度的確定彎曲件展開長度的確定3.1.4彎曲力計算彎曲力計算3.1.5 彎曲模工作部分尺寸計算彎曲模工作部分尺寸計算3.1.6 彎曲件的工序安排彎曲件的工序安排3.1.1 彎曲變形分析彎曲變形分析1. 彎曲變形過程彎曲變形過程 2. 彎曲變形的特點研究材料的沖壓變形規律，常采用畫網格的方法進行輔研究材料的沖壓變形規律，常采用畫網格的方法進行輔助分析。如助

2、分析。如圖圖3.2所示，先在板料毛坯側面用機械刻線所示，先在板料毛坯側面用機械刻線或照相腐蝕的方法畫出網格，觀察彎曲變形后網格的或照相腐蝕的方法畫出網格，觀察彎曲變形后網格的變形情況，就可分析出板料內部受力情況。變形情況，就可分析出板料內部受力情況。3. 彎曲變形時的應力、應變狀態分析由于板料的相對寬度由于板料的相對寬度b/t對板料寬度方向的應力、應變影對板料寬度方向的應力、應變影響很大，因此，應力、應變值隨之變化較大。響很大，因此，應力、應變值隨之變化較大。 圖圖3.2 材料彎曲前后的網格變化材料彎曲前后的網格變化 3.1.2 彎曲質量分析彎曲質量分析 1. 彎曲裂紋與最小彎曲半徑2. 影響

3、最小相對彎曲半徑值的因素表3.2 最小彎曲圓角半徑 3. 彎曲件的回彈4. 最小彎曲高度5. 對彎曲形狀的要求6. 孔與彎曲處的最小距離7. 沖裁毛刺與彎曲方向表表3.2 最小彎曲圓角半徑最小彎曲圓角半徑 材 料退火正火狀態冷作硬化狀態彎曲線位置垂直碾壓紋向平行碾壓紋向垂直碾壓紋向平行碾壓紋向08、1015、2025、3035、4045、5055、6065Mn、T7Cr18Ni9軟杜拉鋁硬杜拉鋁磷銅半硬黃銅軟黃銅紫銅鋁0.1t0.1t0.2t0.3t0.5t0.7tttt2t0.1t0.1t0.1t0.1t0.4t0.5t0.6t0.8t1t1.3t2t2t1.5t3t0.35t0.35t0.

4、35t0.35t0.4t0.5t0.6t0.8t1t1.3t2t3t1.5t3tt0.5t0.35tt0.5t0.8t1t1.2t1.5t1.7t2t3t4t2.5t4t3t1.2t0.8t2tt3.1.3 彎曲件展開長度的確定彎曲件展開長度的確定 1. 概算法分為直邊部分與彎曲部分，以中性層的長度之和求得，分為直邊部分與彎曲部分，以中性層的長度之和求得，如如圖圖3.18所示，即所示，即2. 外側尺寸加算法先將外側尺寸全部加算，從其和減去取決于板厚和彎曲先將外側尺寸全部加算，從其和減去取決于板厚和彎曲半徑兩要素的伸長量，即半徑兩要素的伸長量，即3. 內側尺寸加算法先將內側尺寸全部加算，再加補正

5、伸長量，即先將內側尺寸全部加算，再加補正伸長量，即)(360/2tRbaLCnLLLLLn) 1()(321aBAL圖圖3.18 中性層長度之和中性層長度之和 3.1.4彎曲力計算彎曲力計算 1. 自由彎曲的彎曲力計算V形彎曲件的計算見式形彎曲件的計算見式(3.9)。U形彎曲件的計算見式形彎曲件的計算見式(3.10)。2. 校正彎曲的彎曲力計算表3.7 單位校正力/MPa3. 頂件力和壓料力4. 彎曲時壓力機的壓力 F 1)8 . 03 . 0(FQ 21FF qAF 2tRKBtFb217 . 0tRKBtFb216 . 0表表3.7 單位校正力單位校正力/MPa材 料材料厚度/mm1122

6、5510鋼1015152020303040黃銅152020303040406010、15、20203030404060608025、30、35304040505070701003.1.5 彎曲模工作部分尺寸計算彎曲模工作部分尺寸計算 1. 彎曲時凸模與凹模之間的間隙U形工件彎曲的凸、凹模間隙，根據材料的種類、厚度以及彎曲件的高度和寬度(即彎曲線的長度)而定。間隙值按下式確定：2. 彎曲時凸模與凹模的寬度尺寸凸模與凹模的寬度尺寸與工件的尺寸相關，根據工件尺寸的標注方式不同。3. 彎曲時模具圓角半徑與凹模深度凹模的圓角半徑與凹模的深度l，可查表3.10。CttZmax表表3.10 凹模的圓角半徑與

7、凹模的深度凹模的圓角半徑與凹模的深度 展開長度L料厚t0.50.52.02.02.44.07.0lR凹lR凹lR凹lR凹10203550751001502006812152033456101215202530354534568101215101520253035405545681012152020253035405065881012152025單位：mm3.1.6 彎曲件的工序安排彎曲件的工序安排 (1) 對于形狀簡單的彎曲件，如對于形狀簡單的彎曲件，如V形、形、U形、形、Z形等件，可形等件，可以采用一次壓彎成形以采用一次壓彎成形. (2) 對于形狀較復雜的彎曲件，一般需要采用二次或多次對于形

8、狀較復雜的彎曲件，一般需要采用二次或多次壓彎成形壓彎成形 (3) 對于批量大尺寸較小的彎曲件，為了提高生產率，可對于批量大尺寸較小的彎曲件，為了提高生產率，可以采用多工序的沖裁、壓彎、切斷連續工藝成形以采用多工序的沖裁、壓彎、切斷連續工藝成形 (4) 彎曲件本身帶有單面幾何形狀時，若單件壓彎毛坯容彎曲件本身帶有單面幾何形狀時，若單件壓彎毛坯容易發生偏移，故可以采用含有對稱排列的彎曲件的毛易發生偏移，故可以采用含有對稱排列的彎曲件的毛坯彎曲成形，如坯彎曲成形，如圖圖3.24所示。所示。圖圖3.24 成對彎曲成形成對彎曲成形 3.2 彎曲模的設計實例彎曲模的設計實例 3.2.1 V形件彎曲模形件彎

9、曲模3.2.2 U形件彎曲模形件彎曲模3.2.3 彎制夾角小于彎制夾角小于90的的U形件彎曲模形件彎曲模3.2.4 多用彎曲模多用彎曲模3.2.5 帶斜楔的帶斜楔的U形折邊彎曲模形折邊彎曲模3.2.6 C形彎曲模形彎曲模3.2.7 滑板式彎曲模滑板式彎曲模3.2.8 圓形件彎曲模圓形件彎曲模3.2.1 V形件彎曲模形件彎曲模V形件彎曲模的結構形式如形件彎曲模的結構形式如圖圖3.25所示。該模具所示。該模具的特點是結構簡單，在壓力機上安裝及調整方的特點是結構簡單，在壓力機上安裝及調整方便，對材料厚度的公差要求不高，工件在沖壓便，對材料厚度的公差要求不高，工件在沖壓終了時可得到一定程度的校正，因而

10、回彈較小，終了時可得到一定程度的校正，因而回彈較小，工件的平面度較好。頂桿既起頂料作用，又起工件的平面度較好。頂桿既起頂料作用，又起到壓料作用，可防止毛坯偏移。適用于一般到壓料作用，可防止毛坯偏移。適用于一般V形件的彎曲。形件的彎曲。圖圖3.25 V形件彎曲模的結構形件彎曲模的結構 定位銷下模座凹模頂桿凸模模柄 3.2.2 U形件彎曲模形件彎曲模 一種較為簡單的一種較為簡單的U形件的彎曲模，結構形式如形件的彎曲模，結構形式如圖圖3.28所示。壓彎時加壓板將毛坯頂著施加壓力，所示。壓彎時加壓板將毛坯頂著施加壓力，防止毛坯側移，彎曲后將工件頂起。防止毛坯側移，彎曲后將工件頂起。圖圖3.28 U形件

11、的彎曲模形件的彎曲模 加壓板定位板凹模凸模3.2.3 彎制夾角小于彎制夾角小于90的的U形件彎形件彎曲模曲模 彎制夾角小于彎制夾角小于90的的U形件彎曲模，結構形式如形件彎曲模，結構形式如圖圖3.29所示。壓彎時凸模靠彈簧的壓力首先將所示。壓彎時凸模靠彈簧的壓力首先將毛坯彎曲成毛坯彎曲成U形，當上模繼續下降時，活動凸形，當上模繼續下降時，活動凸模的兩塊體在凹模底部停止下降，轉而由斜楔模的兩塊體在凹模底部停止下降，轉而由斜楔驅動向兩側推動，對驅動向兩側推動，對U形件的兩臂施加橫向側形件的兩臂施加橫向側壓，使其與凹模斜邊配合將工件壓制成形。壓，使其與凹模斜邊配合將工件壓制成形。圖圖3.29 彎制夾

12、角小于彎制夾角小于90的的U形件彎形件彎曲模曲模 彈簧頂桿凹模板料活動凸模斜楔上模座3.2.4 多用彎曲模多用彎曲模 多用彎曲模，如多用彎曲模，如圖圖3.30所示。凹模被緊固在凹模所示。凹模被緊固在凹模座中，由相同形狀的兩體組成，上面有座中，由相同形狀的兩體組成，上面有4種形種形狀的凹模輪廓。調整凹模塊不同方位，可得到狀的凹模輪廓。調整凹模塊不同方位，可得到圓弧形、圓弧形、U形、形、V形和梯形形和梯形4種沖壓工件所對應種沖壓工件所對應的凹模形狀。的凹模形狀。圖圖3.30 多用彎曲模多用彎曲模 制件凸模壓板組合凹模緊固螺釘固定框壓板螺釘3.2.5 帶斜楔的帶斜楔的U形折邊彎曲模形折邊彎曲模 帶斜

13、楔的帶斜楔的U形折邊彎曲模結構形式，如形折邊彎曲模結構形式，如圖圖3.31所所示。板料首先靠上模彈簧被壓縮所產生的彈力示。板料首先靠上模彈簧被壓縮所產生的彈力推動凸模將板料壓彎。隨著上模座繼續向下移推動凸模將板料壓彎。隨著上模座繼續向下移動，凸模到底后停止下行，板料形成直邊動，凸模到底后停止下行，板料形成直邊U形。形。而彈簧被近一步壓縮，裝在上模座上的兩塊斜而彈簧被近一步壓縮，裝在上模座上的兩塊斜楔分別驅動在下模上的兩滾柱，使其帶動各自楔分別驅動在下模上的兩滾柱，使其帶動各自的活動凹模塊同時向中間滑動，將的活動凹模塊同時向中間滑動，將U形件兩側形件兩側邊彎成折邊形。然后，上模返回，裝在下模板邊

14、彎成折邊形。然后，上模返回，裝在下模板內的彈簧推動凹模塊復位。此種結構形式的模內的彈簧推動凹模塊復位。此種結構形式的模具由于上模彈簧剛度不宜太大，所以只適用于具由于上模彈簧剛度不宜太大，所以只適用于彎曲比較薄的板料工件。彎曲比較薄的板料工件。圖圖3.31 帶斜楔的帶斜楔的U形折邊彎曲模結構形折邊彎曲模結構形式形式 3.2.6 C形彎曲模形彎曲模 彎曲彎曲C形制件的彎曲模，如形制件的彎曲模，如圖圖3.32所示。制件先被彎成所示。制件先被彎成U形，再將端部向內彎曲成形。整個操作過程為：將板形，再將端部向內彎曲成形。整個操作過程為：將板料放置就位，凸模下降，與擺動凹模和頂件器配合將料放置就位，凸模下

15、降，與擺動凹模和頂件器配合將板料初步壓彎，隨著凸模繼續下降，彎曲程度變大。板料初步壓彎，隨著凸模繼續下降，彎曲程度變大。當凸模降到接近下極限位置時，頂件器的兩翼壓到擺當凸模降到接近下極限位置時，頂件器的兩翼壓到擺動凹模的下端鉤形，驅使擺動凹模上端鉤形繞芯軸向動凹模的下端鉤形，驅使擺動凹模上端鉤形繞芯軸向內擺動，與凸模的矩形上邊二棱配合將制件壓成內擺動，與凸模的矩形上邊二棱配合將制件壓成C形。形。當制件彎曲成形后，凸模上行，由于下邊彈簧力的作當制件彎曲成形后，凸模上行，由于下邊彈簧力的作用，使得擺動凹模的下端鉤形緊隨凸模向上擺動，使用，使得擺動凹模的下端鉤形緊隨凸模向上擺動，使擺動凹模上端鉤形及

16、時向外擺動，為凸模上行讓開了擺動凹模上端鉤形及時向外擺動，為凸模上行讓開了通道。凸模上行的同時還帶出了制件。模框用來限制通道。凸模上行的同時還帶出了制件。模框用來限制擺動凹模向外擺動的范圍，同時支撐擺動凹模。對該擺動凹模向外擺動的范圍，同時支撐擺動凹模。對該模具必須注意的一點是，當凸模降到下極限位置時，模具必須注意的一點是，當凸模降到下極限位置時，頂件器底部必須已經接觸到了下模座。即彎曲沖壓力頂件器底部必須已經接觸到了下模座。即彎曲沖壓力不能由芯軸承擔，而必須由頂件器直接傳給下模座。不能由芯軸承擔，而必須由頂件器直接傳給下模座。圖圖3.32 C形彎曲模形彎曲模 (a)C形制件彎曲模結構 3.2

17、.7 滑板式彎曲模滑板式彎曲模 彎制帶有耳翅的環類工件的滑板式彎曲模，如彎制帶有耳翅的環類工件的滑板式彎曲模，如圖圖3.33所示。沖壓時，先將板料毛坯放置在成形所示。沖壓時，先將板料毛坯放置在成形滑塊的凹槽內。當芯軸凸模下行壓到板料時，滑塊的凹槽內。當芯軸凸模下行壓到板料時，與成形滑塊配合將板料彎成與成形滑塊配合將板料彎成U形。上模繼續下形。上模繼續下行，芯軸凸模通過毛坯壓凹模座架下行，迫使行，芯軸凸模通過毛坯壓凹模座架下行，迫使擺塊作出相應的擺動，帶動成形滑塊向內移動，擺塊作出相應的擺動，帶動成形滑塊向內移動，將板料壓成環形件。上模返回后，環形件留在將板料壓成環形件。上模返回后，環形件留在芯

18、軸凸模上，拔出芯軸凸模，工件即可取出。芯軸凸模上，拔出芯軸凸模，工件即可取出。下模部分在橡皮及彈簧的作用下復位。這種類下模部分在橡皮及彈簧的作用下復位。這種類型的模具也適用于彎制直徑為型的模具也適用于彎制直徑為5mm20mm的的圓筒形件。圓筒形件。圖圖3.33 滑板式彎曲模滑板式彎曲模 (c)滑板式彎曲模爆炸視圖 3.2.8 圓形件彎曲模圓形件彎曲模 圓形件自動卸料彎曲模，如圓形件自動卸料彎曲模，如圖圖3.34所示。板料毛坯放置在定位擺塊所示。板料毛坯放置在定位擺塊上進行安裝定位。沖壓時，上凹模壓到毛坯，與芯軸凸模的共同上進行安裝定位。沖壓時，上凹模壓到毛坯，與芯軸凸模的共同作用使板料向下彎曲，