武汉职业技术学院教案 课根名#：【冲压工艺及响具设计与潮造？ 授课饮师：新装和 序号21 课思牵方：3.4车曲桐具的设计及计宅 内海 中性的仕和长度弃 楼毕. 了都需斯楔是效计夫竞 的和到. 余计弃色任长度】 点 重在：长度阳值的计 和项点 米忘：阳绿值的计异. 传业 有类
3.4弯曲模具设计及计算 3.4.1模具结构设计要点 对于不同形状、尺寸、精度要求和复杂程度 的弯曲件，弯曲模具的结构形式和复杂程度都有 很大的差异。因此，弯曲模具设计难以达到标准 化。针对弯曲工序的工艺特点，弯曲模具设计的 要点如下： (1)毛坯的定位要准确、可靠，尽可能是水平放置： 尽可能采用毛还上的孔定位；多次弯曲时，最好 用同一定位基准。 (2)模具结构上应能防止毛坯在弯曲过程中发生偏 移。 (3)坯料的变形尽可能是简单的变形，避免毛坯厚 度变薄、断面畸变，表面拉伤
3.4 弯曲模具设计及计算 3.4.1 模具结构设计要点 对于不同形状、尺寸、精度要求和复杂程度 的弯曲件，弯曲模具的结构形式和复杂程度都有 很大的差异。因此，弯曲模具设计难以达到标准 化。针对弯曲工序的工艺特点，弯曲模具设计的 要点如下： （1）毛坯的定位要准确、可靠，尽可能是水平放置； 尽可能采用毛坯上的孔定位；多次弯曲时，最好 用同一定位基准。 （2）模具结构上应能防止毛坯在弯曲过程中发生偏 移。 （3）坯料的变形尽可能是简单的变形，避免毛坯厚 度变薄、断面畸变，表面拉伤
3.4弯曲模具设计及计算 (4)尽可能采用对称弯曲和校正弯曲。 (5)毛坯的安放和制件的取出要方便、迅速，操作 简单、安全。 (6)模具结构简单，模具便于修理。弯曲回弹较大 的材料材料时，模具结构上应便于试模时对凸、 凹模工作部分进行修整 本例采用2一3的底孔定位，U形弯曲模可采用图 3-15,L型弯曲模可采用图3-11
3.4 弯曲模具设计及计算 （4）尽可能采用对称弯曲和校正弯曲。 （5）毛坯的安放和制件的取出要方便、迅速，操作 简单、安全。 （6）模具结构简单，模具便于修理。弯曲回弹较大 的材料材料时，模具结构上应便于试模时对凸、 凹模工作部分进行修整 本例采用2－m3的底孔定位，U形弯曲模可采用图 3-15， L型弯曲模可采用图3-11
3.4弯曲模具设计及计算 3.4.2弯曲件的中性层位置及毛坯长度计算 弯曲模设计除了考虑模具设计要点确定模具结构外，还 要计算毛还长度，回弹及补偿，弯曲力及凸、凹模圆角半 径及相关尺寸。 一、 中性层的位置 根据中性层在弯曲前后长度保持不变的特性，可将其作 为弯曲件毛坯展开长度计算的依据。其曲率半径可由下式 计算： p=r+kt (3-1) 式中p一中心层曲率半径(mm): r一弯曲件内圆角半径(mm); k—中性层偏移量系数，见表3-5、表3-7； t 材料厚度(mm)
3.4 弯曲模具设计及计算 3.4.2 弯曲件的中性层位置及毛坯长度计算 弯曲模设计除了考虑模具设计要点确定模具结构外，还 要计算毛坯长度，回弹及补偿, 弯曲力及凸、凹模圆角半 径及相关尺寸。 一、中性层的位置 根据中性层在弯曲前后长度保持不变的特性，可将其作 为弯曲件毛坯展开长度计算的依据。其曲率半径可由下式 计算： ρ= r + k t (3 –1) 式中 ρ——中心层曲率半径（mm）； r——弯曲件内圆角半径（mm）； k——中性层偏移量系数，见表3-5 ~ 表3-7； t——材料厚度（mm）
3.4弯曲模具设计及计算 板料弯曲时，中性层一般向内侧偏移，如图330(a) 所示，中性层偏移量系数k≤0.5，见表3-5。 (a)板料弯曲中性层位置(b)圆杆形弯曲件中性层位置 图330弯曲中性层位置示意图 圆杆形件的弯曲如图3-12(b)所示。当弯曲半径 r≥1.5d时，其断面几乎没有变化，中性层系数为0.5若弯 曲半径r<1.5d时，弯曲后其断面将发生畸变，中性层向外 侧外移，偏移量系数查表3-6。 铰链式弯曲件偏移量系数k20.5,见表3-7
3.4 弯曲模具设计及计算 板料弯曲时，中性层一般向内侧偏移，如图3-30（a） 所示，中性层偏移量系数k≤0.5，见表3-5。 d1 d R0 kt t r R0 R R r (a) (b) （a）板料弯曲中性层位置 （b）圆杆形弯曲件中性层位置 图3-30 弯曲中性层位置示意图 圆杆形件的弯曲如图3-12（b）所示。当弯曲半径 r≥1.5d时，其断面几乎没有变化，中性层系数为0.5；若弯 曲半径r<1.5d时，弯曲后其断面将发生畸变，中性层向外 侧外移，偏移量系数查表3-6。 铰链式弯曲件偏移量系数k≥0.5，见表3-7
3.4弯曲模具设计及计算 二、弯曲件毛坯长度的计算 >弯曲件的毛坯长度可以通过中性层长度不变的特 性或弯曲前后体积不变的原则进行计算。但是， 计算结果往往存在一定的误差。应该先行设计、 制造弯曲模，用按照计算结果预先制备的试弯毛 坯进行试弯，按试弯结果修正、确定毛坯的长度 然后再设计制造弯曲毛坯的冲裁模
3.4 弯曲模具设计及计算 二、弯曲件毛坯长度的计算 ➢ 弯曲件的毛坯长度可以通过中性层长度不变的特 性或弯曲前后体积不变的原则进行计算。但是， 计算结果往往存在一定的误差。应该先行设计、 制造弯曲模，用按照计算结果预先制备的试弯毛 坯进行试弯，按试弯结果修正、确定毛坯的长度， 然后再设计制造弯曲毛坯的冲裁模
3.4 弯曲模具设计及计算 1毛坯长度计算公式 1).圆角半径≥0.5t的弯曲件毛坯长度计算 弯曲件圆角半径r≥0.5t时，由于圆角半径较大 弯曲变形区料厚变薄不严重，断面畸变较少，可 以按毛坯长度等于中性层展开长度的原则计算毛 坯长度
3.4 弯曲模具设计及计算 1毛坯长度计算公式 1)．圆角半径r≥0.5t的弯曲件毛坯长度计算 弯曲件圆角半径r≥ 0.5t时， 由于圆角半径较大， 弯曲变形区料厚变薄不严重，断面畸变较少，可 以按毛坯长度等于中性层展开长度的原则计算毛 坯长度
3.4弯曲模具设计及计算 图3-31弯曲件毛坯长度计算 图3-31(a)所示弯曲件，毛坯长度为： L=L1+L2+A =L1+L2+pa(r+kt)/180°(3-2) 式中L一弯曲件毛坯长度(mm); L1、L2一弯曲件直边部分长度(mm); A一弯曲变形区中性层弧长(mm); a一弯曲中心角： r一弯曲件内圆角半径(mm): k一中性层偏移量系数 t一弯曲件材料厚度(mm)
3.4 弯曲模具设计及计算 图3-31（a）所示弯曲件，毛坯长度为： L= L1+L2 + A = L1+L2+pa（r+kt）/180° (3 –2) 式中 L——弯曲件毛坯长度（mm）； L1、L2——弯曲件直边部分长度（mm）； A——弯曲变形区中性层弧长（mm）； a——弯曲中心角； r——弯曲件内圆角半径（mm）； k——中性层偏移量系数； t——弯曲件材料厚度（mm）。 r 中性层弧长A L2 1 L kt t L L l1 l2 t B （a） （b） 图3-31 弯曲件毛坯长度计算
3.4弯曲模具设计及计算 2).圆角半径r<0.5t的弯曲件毛坯长度计算 弯曲件圆角半径<0.5t时，由于圆角半径很小，弯曲变形区断 面发生畸变，应采用毛坯体积与弯曲件体积相等的原则计算毛 坯长度。对于图3-31(b)所示弯曲件，毛坯长度计算的方法 如下： 弯曲前的毛坯体积V0=LBt 弯曲件的体积 V=(11+2)Bt+pt2B/4 由 V=VO 得 L=/1+2+0.785t (3-3) 考虑到弯曲变形时圆角部分以及与圆角部分向邻的直边部分 材料将会变薄，材料沿长度方向有一定的伸长，应对上式进行 修正，得到下式： L=/1+2+X1 (3-4) 式中L一弯曲件毛坯长度(mm)； /1、2一弯曲件直边部分长度(mm): X”—修正系数，一般取x=0.4~0.6: t一弯曲件材料厚度(mm)。 表3-8为部分形状的弯曲件在r<0.5时的毛坯长度计算公式
3.4 弯曲模具设计及计算 2)．圆角半径r<0.5t的弯曲件毛坯长度计算 弯曲件圆角半径r<0.5t时，由于圆角半径很小，弯曲变形区断 面发生畸变，应采用毛坯体积与弯曲件体积相等的原则计算毛 坯长度。对于图3-31（b）所示弯曲件，毛坯长度计算的方法 如下： 弯曲前的毛坯体积 V0 = LBt 弯曲件的体积 V =（l1+l2）Bt+pt2B/4 由 V = V0 得 L = l1 + l2 + 0.785 t (3 –3) 考虑到弯曲变形时圆角部分以及与圆角部分向邻的直边部分 材料将会变薄，材料沿长度方向有一定的伸长，应对上式进行 修正，得到下式： L = l1 + l2 + x ′t (3 –4) 式中 L——弯曲件毛坯长度（mm）； l1 、l2 ——弯曲件直边部分长度（mm）； x ′——修正系数，一般取x ′= 0.4 ~ 0.6 ； t —— 弯曲件材料厚度（mm）。 表3-8为部分形状的弯曲件在r<0.5t时的毛坯长度计算公式
3.4弯曲模具设计及计算 3).铰链式弯曲件毛坯长度计算 铰链式弯曲件通常采用凸模对毛坯一端施加压力进行卷 圆弯曲成形，其变形区外表面与模具工作面接触，变形后 材料厚度不是变薄而是增厚，即中性层位置由板料中心向 外侧偏移。 铰链式弯曲件的常觉彩35蔡，毛坏展开长度的计 算方法为： (1)对于(a)图L=L1+m(r+kt)a/180 (3-5 (2)对于(b)图L=L1+L2+T(r+kt)a/10 (36) 式中k一中性层偏移量系数 4).圆杆弯曲件毛坯长度计算 公式与≥0.5毛坯长度计算公式相同，中性层偏移系数见表3
3.4 弯曲模具设计及计算 3)．铰链式弯曲件毛坯长度计算 ➢ 铰链式弯曲件通常采用凸模对毛坯一端施加压力进行卷 圆弯曲成形，其变形区外表面与模具工作面接触，变形后 材料厚度不是变薄而是增厚，即中性层位置由板料中心向 外侧偏移。 R r 1 R r 1 2 (a) (b) 图3-32 铰链式弯曲件的形式 铰链式弯曲件的常见形式如图3-32所示，毛坯展开长度的计 算方法为： （1） 对于（a）图 L = L1 +π(r + k t) a /180° (3 –5) （2） 对于（b）图 L = L1 + L2 +π( r + k t ) a / 10° (3 –6) 式中 k —— 中性层偏移量系数。 4)．圆杆弯曲件毛坯长度计算 公式与r≥0.5t毛坯长度计算公式相同，中性层偏移系数见表3- 6