压弯工艺参数的确定方法与优化

弯曲加工工艺参数的确定主要包括弯曲毛坯长度的计算、弯曲力的计算、弯曲模间隙的确定等内容。

1.弯曲毛坯长度的计算

弯曲毛坯长度的计算与手工弯曲时展开长度的计算相同，可参照本书第4章“4.1.1小型、薄板件的手工弯曲”的相关内容。

2.弯曲力的计算

弯曲力是指工件完成预定弯曲需要压力机所施加的压力。弯曲力是设计弯曲模和选择压力机吨位的重要依据，可根据弯曲类型，分别运用经验公式来计算。

（1）自由弯曲时的弯曲力F_自根据所弯曲工件形状的不同，自由弯曲时的弯曲力F_自可分别按下式计算：

1）V形件

2）U形件

式中 F_自——冲压行程结束时的自由弯曲力（N）；

K——安全系数，一般取K=1.3；

b——弯曲件的宽度（mm）；

t——弯曲材料的厚度（mm）；

r——弯曲件的内弯曲半径（mm）；

σ_b——材料的强度极限（MPa）。

（2）校正弯曲时的弯曲力F_校由于校正弯曲时的校正弯曲力比压弯力大得多，而且两个力先后作用，因此只需计算校正弯曲力。V形件和U形件的校正力均按下式计算：

F_校=Ap

式中 F_校——校正弯曲时的校正弯曲力（N）；

A——校正部分的垂直投影面积（mm²）；

p——单位面积上的校正力（MPa），按表4-6选取。

表4-6 单位面积上的校正力p （单位：MPa）

（3）顶件力和卸料力F_Q不论采用何种形式的弯曲，在压弯时均需顶件力和卸料力，顶件力和卸料力F_Q可近似取自由弯曲力的30%～80%，即

F_Q=（0.3～0.8）F_自

（4）压力机吨位F_压自由弯曲时，考虑到压弯过程中的顶件力和卸料力的影响，压力机吨位为

校正弯曲时，校正力比顶件力和卸料力大许多，F_Q的分量已无足轻重，因此压力机吨位为

F_压≥F_校

3.弯曲模间隙的确定

凸模与凹模之间的间隙大小和圆角半径一样，对弯曲所需的压力及零件的质量影响很大。

弯曲V形工件时，凸、凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的，不需要在模具结构上确定间隙。

弯曲U形类工件（生产中习惯称为双角弯曲）必须选择适当的间隙。间隙的大小与工件质量和弯曲力有很大的关系，若过大，则回弹量大，降低零件的精度；间隙越小，所需的弯曲力越大，同时零件受压部分变薄越甚，若间隙过小，则可能发生划伤或断裂，降低模具寿命，甚至造成模具损坏。

对于一般弯曲件的间隙可由表4-7查得，也可由下列近似计算公式直接求得：

非铁金属（纯铜、黄铜） z=（1～1.1）t(www.xing528.com)

钢 z=（1.05～1.15）t

当工件精度要求较高时，其间隙值应适当减少，取z=t。生产中，当对材料厚度变薄要求不高时，为减少回弹等，也可取负间隙，即取z=（0.85～0.95）t。

表4-7 弯曲模凹模和凸模的间隙 （单位：mm）

图4-91 弯曲V形件模具结构示意图

4.弯曲模工作部分尺寸计算

弯曲模工作部分的设计主要是确定凸、凹模圆角半径，凸、凹模的尺寸及制造公差等。

凸模圆角半径一般取略小于弯曲件内圆角半径的数值，凹模进口圆角半径不能太小，否则会擦伤材料表面。凹模深度要适当，如果过小，则工件两端的自由部分太多，弯曲件回弹大，不平直，影响零件质量；过大，则多消耗模具钢材，且需较长的压力机行程。

（1）V形件弯曲的模具结构 V形件弯曲模的结构如图4-91所示，凹模厚度H及槽深h的确定见表4-8。

表4-8 弯曲V形件模具尺寸H及h的确定 （单位：mm）

注：1.当弯曲角度为85°～95°，L₁=8t时，r_凸=r₁=t。

2.当k（小端）≥2t时，h值按h=L₁/2-0.4t公式计算。

（2）V形与U形弯曲的圆角半径r_凹、深度L₀的确定V形与U形弯曲的圆角半径r_凹、深度L₀的确定见图4-92及表4-9。

图4-92 弯曲模结构尺寸

表4-9 弯曲模的圆角半径r_凹、深度L₀（单位：mm）

（3）弯曲凸模、凹模宽度尺寸计算 一般原则：当工件要保证外形尺寸时，则模具以凹模为基准（即凹模做成名义尺寸），间隙取在凸模上；若工件标注内形尺寸，则模具以凸模为基准（即凸模做成名义尺寸），间隙取在凹模上。

当工件要保证外形尺寸时，其凹模宽度尺寸L_凹、凸模宽度尺寸L_凸分别按以下公式计算：

当工件要保证内形尺寸时，其凸模宽度尺寸L_凸、凹模宽度尺寸L_凹分别按以下公式计算：

式中 L_max——弯曲件宽度的最大尺寸（mm）；

L_min——弯曲件宽度的最小尺寸（mm）；

L_凸——凸模宽度（mm）；

L_凹——凹模宽度（mm）；

z——凸模与凹模单边的间隙（mm）；

Δ——弯曲件宽度尺寸的公差（mm）；

δ_凸、δ凹——分别为凸模和凹模的制造偏差（mm），一般按IT9级选用。