弯曲模设计

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(一)弯曲件的工艺性

1．最小弯曲半径

弯曲件的圆角半径不宜过大和过小。过大时因受回弹的影响，弯曲件的精度不易保证；过小时弯曲半径处容易产生裂纹。各种材料的最小弯曲半径见表1．2－45。弯曲件的内弯曲半径必须大于表中所列的数值。

表1．2－45 最小弯曲半径 (mm)

3．弯曲件的孔边距

当弯曲有孔的毛坯时，如果孔位于弯曲区附近，则弯曲时孔的形状会发生变形。为了避免这种缺陷的出现，必须使孔处于变形区之外(图1．2－27)，从孔边到弯曲边的距离l应符合下式：

当t＜2mm时 l≥r+t

当t≥2mm时 l≥r+2t

4．弯曲件的宽度(工艺切口)

窄板弯曲时，变形区的截面形状发生畸变，内表面的宽度b₁＞b，外表面的宽度b₂＜b。当b＜3t时，尤为明显，如图1．2－28所示。如果弯曲件的宽度b精度要求较高，不允许有图1．2－28所示b₁＞b的鼓起现象时，应在弯曲线上预先做出工艺切口，如图1．2－29所示。

5．连接带和定位工艺孔

在弯曲区附近有缺口的弯曲件，若在毛坯上将缺口先冲出，弯曲时会出现“叉口”现象，不能保证工件质量要求。因此，缺口处应留有连接带，待弯成后，再将缺口处多余部分切除(图1．2－30a)。

对于弯曲形状较复杂或需要多次弯曲的工件，为了使毛坯在模具内准确定位，以防止弯曲时毛坯偏移而产生废品，应预先添加定位工艺孔(图1．2－30b)。

6．局部弯曲边缘

在局部弯曲某一段边缘时，为了防止在交接处由于应力集中而产生撕裂，必须预先冲卸荷孔(图1．2－31a)或切槽(图1．2－31b)，或将弯曲线位移一定距离(图1．2－31c)。

图1．2－31 防止弯曲边交接处应力集中的措施

(二)弯曲件的精度

弯曲件的精度与板料的力学性能、板料的厚度、模具结构和模具精度、工序的数量和工序的顺序、工件本身的形状尺寸等因素有关。弯曲件长度的自由公差和角度的自由公差分别见表1．2－46和表1．2－47。

表1．2－46 弯曲件长度的自由公差 (mm)

❷ 弯曲时毛坯在模具上应有准确的定位。常用的定位方式有两种：一是利用毛坯的外形进行定位(如图1．2－32a)。二是利用定位销进行定位，这要求毛坯上有相应的定位工艺孔。如果制件上的孔不能利用，则应在毛坯上设计出定位工艺孔(如图1．2－32b、c)。

3．弯曲回弹值的计算及减小回弹的措施

(1)回弹值的计算

弯曲回弹前后弯曲角和弯曲半径的变化如图1．2－33所示。

回弹值包括弯曲半径回弹值△r和弯曲角回弹值△α：

△r=r₀－r

△α=α₀－α

式中 r₀、α₀——回弹后的弯曲半径(mm)、弯曲角(°)；

r、α——凸模半径(mm)、凸模的弯曲角(°)。

❶ 相对弯曲半径较小()的工件 由于较小，弯曲后工件的弯曲半径变化不大，弯曲角发生了回弹。弯曲角回弹值β(单面)和的关系见图1．2－34至图1．2－37。

α=30°时，β=0．75r／t－0．39 α=60°时，β=0．58r／t－0．80 α=90°时，β=0．43r／t－0．61 α=120°时，β=0．36r／t－1．26

α=30°时，β=0．69r／t－0．23 α=60°时，β=0．64r／t－0．65 α=90°时，β=0．434r／t－0．36 α=120°时，β=0．37r／t－0．58

α=30°时，β=1．59r／t－1．03 α=60°时，β=0．95r／t－0．94 α=90°时，β=0．78r／t－0．79 α=120°时，β=0．46r／t－1．36

α=30°时，β=1．51r／t－1．48 α=60°时，β=0．84r／t－0．76 α=90°时，β=0．79r／t－1．62 α=120°时，β=0．51r／t－1．71

❷ 相对弯曲半径较大()的工件由于较大，弯曲后的工件不仅弯曲角发生了变化，而且弯曲半径也有较大的变化(如图1．2－33)。

其相互关系如下：

凸模弯曲半径

❷ 从模具设计上考虑

对一般材料，可采用补偿法，在凸模和凹模上做出回弹角的斜度，使工件回弹后恰好等于所要求的角度(图1．2－39a、b、c)。

厚度在0．8mm以上的材料，可在凸模上做出“突起”部分。压弯时“突起”部分对工件弯曲角处进行校正，以此来克服回弹(图1．2－39d、e)。

回弹较大的材料，可将凸模和凹模顶块作成圆弧曲面，当压弯的工件从模具中取出后，曲面部分伸直补偿了回弹(图1．2－39f)。

❸ 采用拉弯工艺

弯曲半径很大，回弹不易消除的弯曲件，可采用拉弯工艺，使板料在拉力下弯曲。这样坯料中性层内外纤维均处于拉应力状态，卸载后，内、外层纤维的回弹互相抵消，因此可以减小回弹。

❹ 利用聚氨酯橡胶软凹模代替金属刚性凹模进行弯曲

如图1．2－40。

❺ 采用其他工艺

在允许的情况下，采用加热弯曲。对U形弯曲件，可采用较小间隙甚至负间隙(c＜t)弯曲。用校正弯曲代替自由弯曲。