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3.1弯曲变形过程分析3.1.1弯曲变形过程最基本的弯曲变形过程是板料的V形和U形弯曲，其受力情况如图3-1所示。3.1.2塑性弯曲变形的特点如图3-2所示，通过观察弯曲后网格形状的变化，可以看出弯曲变形的特点。（1）长度方向外长内短，中性层不变、弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域。应变中性层是弯曲前后长度不变的那一层金属。（2）厚度方向变形区材料厚度变薄，变形程度愈大，变薄现象愈严重。（3）宽度方向畸变：变形区横断面形状尺寸发生改变的现象。窄板容易产生畸变，宽板的畸变少（图3-3）宽板：相对厚度B/t＞3的板料。窄板：相对厚度B/t≤3的板料。3.1.3塑性弯曲变形区的应力应变状态（1）应变状态（2）应力状态如表3-1所示。结论：宽板弯曲时是立体应力状态、平面应变状态。宽板弯曲后容易产生弓形翘曲，如图所示。3.1.4弯曲变形程度及表示方法如图3-4所示，弯曲变形程度常用相对弯曲半径R/t表示。R/t越小，变形程度越大。其值由大到小时，板料依次发生弹性弯曲、弹-塑性弯曲、纯塑性弯曲。3.2最小弯曲半径在板料不发生破坏的条件下，所能弯成弯曲件内表面的最小圆角半径，称为最小弯曲半径Rmin，用它来表示弯曲时的成形极限。3.2.1影响最小弯曲半径的因素（1）材料的机械性能材料的塑性愈好，许可的相对弯曲半径愈小。（2）板料的纤维方向弯曲件的折弯线与纤维方向垂直时，材料的最小相对弯曲半径最小。如图3-5所示。（3）板料的冲裁断面质量和表面质量表面质量和断面质量好的板料，其最小相对弯曲半径较小。（4）弯曲件角度α弯曲件角度α较大时，最小弯曲半径小一些。3.3.2最小弯曲半径的数值最小弯曲半径的数值，一般用实验方法确定，如表3-2所示。3.3弯曲件的回弹3.3.1回弹现象弯曲回弹：弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致的现象。如图3-6所示。弯曲件的回弹现象通常表现为两方面：（1）弯曲半径的增大ΔR=R0-R（2）弯曲角度的增大Δα=α0-α3.3.2影响回弹的因素（1）材料的力学性能材料的屈服点σb愈高，弹性模量E愈小，弯曲变形的回弹也愈大。见图3-7。（2）相对弯曲半径R/tR/t愈小，回弹值愈小。见图3-8。（3）弯曲件角度α弯曲件角度小，回弹角大。（4）弯曲方式自由弯曲时回弹大，校正弯曲时回弹小。（5）凸、凹模之间的间隙弯曲模具间隙愈大，回弹也愈大。（6）工件的形状形状复杂的弯曲件一次弯成时，回弹困难，因而回弹角减小。3.3.3回弹值的确定有理论公式计算法和经验值查表法。（1）小半径弯曲的回弹R/t＜5时，弯曲半径变化小，不考虑，仅考虑弯曲角度的回弹变化。（2）大圆角半径的回弹R/t＞10时，可按下式计算（如图3-9）：3.3.4减小回弹的措施（1）弯曲件设计上采取措施设计弯曲件时改进某些结构，加强弯曲件的刚度以减小回弹。如在工件的弯曲变形区上压制加强筋或成形折边，如图3-10所示。在满足弯曲件使用要求的条件上，尽可能选用弹性模量E大、屈服极限σs小，机械性能比较稳定的材料，以减少弯曲时的回弹。（2）工艺上采取措施1）采用热处理工艺2）增加校正工序3）采用拉弯工艺如图1、2、3所示。（3）模具设计上采取措施1）硬料先计算回弹值，对凸模修正，再试模。2）对软料可以采用图3-11所示的措施。3.4弯曲力的计算在生产实际中，通常根据板料的机械性能以及厚度和宽度，按照经验公式计算弯曲力。3.4.1自由弯曲时的弯曲力V形件弯曲力U形件弯曲力式中b——弯曲件的宽度（mm）；t——弯曲件的厚度（mm）；R——内圆弯曲半径（mm）；σb——弯曲材料的抗拉强度（MPa）；K——安全系数，一般取1.3。从公式可以看出，自由弯曲时，弯曲力随着材料抗拉强度的增加而增大，且弯曲力和材料的宽度与厚度成正比。增大凸模圆角半径虽然可以降低弯曲力，但是将会使弯曲件发回弹加大。3.4.2校正弯曲时的弯曲力校正弯曲是在自由弯曲阶段后，进一步对贴合于凸、凹模表面的弯曲件进行挤压，其弯曲力比自由弯曲力更多。因两个力并非同时存在，校正弯曲时只需要计算校正弯曲力，即：Ｆ校＝Ａpp——为单位面积上的校正力（MPa)，其值见表3-3；A——为弯曲件被校正部分的投影面积（mm2).3.4.3压力机公称压力的确定自由弯曲时压力机公称压力：F机=1.2F自校正弯曲时压力机公称压力：F机=1.2F校一般情况下，压力机的公称压力应该大于或等于冲压总工艺力的1.3倍，因此，取压力机的压力为：F机≥1.3F总3.5.1弯曲件中性层位置的确定计算依据：（1）变形区弯曲前后体积不变；（2）应变中性层弯曲变形前后长度不变。中性层位置以曲率半径ρ表示(如图3-12)，用经验公式确定：ρ=R+xtx是与变形程度有关的中性层位移系数，其值可由表3-4查得。3.5.2弯曲件毛坯展开尺寸的计算（1）R0.5t的弯曲件如图3-13所示，毛坯的展开长度为：（2）R0.5t的弯曲件料厚变薄，根据经验公式计算，见表3-5所示。（3）铰链式弯曲件料厚变厚，中性层外移，见图3-14。（4）简化计算法即查表法，见表3-7。3.6弯曲件的工艺性弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加工工艺要求。3.6.1弯曲件的结构（1）圆角半径弯曲件的圆角半径不宜小于最小许可弯曲半径，否则弯曲时会产生裂纹。如需清角可以按图1、2改进。半径过大则回弹也大。（2）弯曲件的形状弯曲件形状尽量对称（图3-15），否则会偏移（如图所示）。（3）弯曲件孔边距注意防止孔的变形（如图3-16所示）。t＜2mm时，l＞t；t≥2mm时，l≥2t。（4）弯曲件直边高度必须使弯曲件的直边高度H＞2t；若H＜2t,则需开槽再弯曲，或者先增加直边高度，弯曲后再切除多余的部分。弯曲件侧面带有斜边时也要保证直边的成形。3.6.2弯曲件的精度弯曲件的精度与材料性能及其厚度误差，模具结构与精度，弯曲工序设计，模具的安装与调整以及弯曲件本身的形状尺寸等有关。弯曲件的长度和角度偏差可分别查表3-8和表3-9。3.7弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排可以遵循一下方法：（1）对于形状简单的弯曲件，可以采用一次弯曲成形的方法。（2）对于形状复杂的弯曲件，一般需要采用两次（图3-18）或者多次弯曲成形（图3-19、图3-20）。（3）对于大批量而尺寸较小的弯曲件，可以采用多工位级进冲压的工艺方法。（4）采用工件成对弯曲成形，弯曲后再切开的方法。可以防止偏移。（5）先弯曲再冲孔可以保证孔的位置精度。3.8弯曲模工作部分结构参数的确定（1）凸模圆角半径1）当弯曲件的相对半径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Rmin。2）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RT＞Rmin，然后增加一道整形工序，使整形模的凸模圆角半径RT＝Ro。3）当弯曲件的相对弯曲半径R/t较大时（R/t＞10），且精度要求较高时，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。3.8.2凹模尺寸的确定弯曲模工作部分尺寸见图3-21.（1）凹模圆角半径通常根据材料的厚度选取凹模圆角半径：当t≤2mm时，RA＝(3～6)t；当t＝2～4mm时,RA=(2～3)t；当t＞４mm时，RA＝２t。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RA＝(0.6～0.8)(RT+t)或开退刀槽。（2）凹模深度对于Ｖ形弯曲件，凹模的深度及底部最小厚度如图3-21a所示，其数值可从表3-10中查出。对于Ｕ形弯曲件，１）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3-21b所示，图中h0的值可从表3-11查出。２）如果弯曲件的直边较长，而且对平直度的要求不高，凹模的深度可以小于工件的高度，如图3-21c所示，凹模深度h0的值可从表3-12查出。（3）凹模的厚度H图3-21b的凹模厚度：H=RA+h0+l+l0图3-21c的凹模厚度：H=RA+h0+RT+t+l0（4）U形件凹模长度和宽度见表3-13.3.8.3凸、凹模间隙Ｖ形件弯曲时，凸、凹模的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控制的。Ｕ形件弯曲时必须合理确定凸、凹模之间的间隙，其单面间隙值一般可按下式计算：Z=tmax+Ct式中Z——弯曲模凸、凹模单边间隙；t——材料的厚度；C——间隙系数，查表3-14。3.8.4U形件弯曲模凸、凹模工作部分尺寸及公差（１）弯曲件标注在外形尺寸上的弯曲件(图3-22a）弯曲件外形尺寸的标注应以凹模为基准件，先确定凹模尺寸，然后再减去间隙值确定凸模尺寸。（２）弯曲件标注在内形尺寸上的弯曲件（图3-22b)应以凸模为基准件，先确定凸模尺寸，然后再增加间隙值确定凹模尺寸。3.9弯曲模进行弯曲模的结构设计时，应注意以下几点：１、毛坯放置在模具上时必须保证有正确可靠的定位。２、采用多道工序弯曲时，各工序尽可能采用同一定位基准。３、设计模具的结构时，应注意放入和取出工件的操作要安全、迅速和方便。４、弯曲凸、凹模的定位要准确，结构要牢靠，不允许有相对转动和位移。５、对于对称弯曲件，弯曲模的凸模圆角半径和凹模圆角半径应保证两侧对称相等，以免弯曲时毛坯发生滑动、偏移。６、弹性材料的准确回弹值需要通过试模，并对凸、凹模进行修正后确定，因此模具的结构要便于拆卸。７、由于Ｕ形件弯曲件校正大时会贴附凸模，所以在这种情况下弯曲模需要设计卸料装置。８、结构设计时应考虑当压力机滑块到达下极点时，使工件的弯曲部分在与模具相接触的工作部分间能得到校正。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正放大。为了尽量减少工件在弯曲过程中拉长、变薄和划伤等现象，弯曲模的凹模圆角应光滑，凸、凹模的间隙要适当。不宜过小。10、当弯曲过程中有较大的水平侧向力作用于模具上时，应设计侧向力平衡挡块德国能结构予以均衡。当分体式凹模受到较大的侧向力作用时，不能采用定位销承受侧向力，要将凹模嵌入下模座内固定。3.9.1V形件弯曲模图3-23是最简单的V形件弯曲模，为了提高弯曲件精度可以做成图3-24所示，V形件不对称时可以做成图3-25、图3-26的结构。对于精度要求高、形状复杂、定位困难的V形件（如图），可以采用折板式弯曲模。3.9.2U形件弯曲模如图3-27所示。(1)计算毛坯展开长度L=46.64mm(2)凸、凹模工作部分尺寸计算z=tmax+ct=1.5+0.05*1.5=1.57LT=24.87-0.03mmLA=28.04+0.04mm(3)凸、凹模圆角RT=1.5mmRA=(3～6)t=5mm(4)凹模厚度H=RA+h0+l+l0=(5+4+12+6)=27mm取28mm(5)凹模外形尺寸的确定选标准100*80，如图3-28；凸模如图3-29；顶板见图3-30；中垫板见图3-31；下模座见图3-32；顶杆见图3-33；螺杆见图3-34；支板见图3-35；定位板见图3-36。凹模做成镶块时可以参考图3-37、图3-38和图3-39。图1是夹角小于90°的U形件弯曲模。图2是带斜楔的U形件弯曲模。3.9.3圆形件弯曲模按大小分三类：衬套类，圆环类和介于两者之间的第三类。（1）直径大于40mm圆环类弯曲件分两道工序，见图3-40和图3-41。（2）直径小于10mm衬套类弯曲件也分两道工序，见图3-42。模具结构见图（3）直径为10～40mm的可以参考上述两类，图3-43是摆动式凹模结构的弯曲模，也可一次弯成。铰链弯曲成形一般分两道工序进行，先将平直的毛坯端部预弯成圆弧，然后再进行卷圆。3.9.4Z形件弯曲模如图3-44所示。或用图A和图B的Z形件弯曲模。3.9.5其他形状弯曲件弯曲模根据弯曲件的形状、尺寸大小、精度要求、材料的性能以及生产批量加以考虑，没有一个统一不变的弯曲方法。如图Ａ和图Ｂ所示。图Ｃ是一次弯曲成形的复合弯曲模结构。图Ｄ是摆块式弯曲模。3.9.6级进冲裁弯曲模对于批量大、尺寸较小的弯曲件，可以采用级进模，以