6.1.1弯曲加工概述 

弯曲工艺是根据零件形状的需要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度、一定形状工件的冲压工艺方法。弯曲分自由弯曲和校正弯曲。自由弯曲是指当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者吻合后就不再下压。校正弯曲是指三者吻合后继续下压，对工件起校正作用，产生进一步的塑变。弯曲工艺属于成形工序，是冲压基本工序之一，在冲压零件生产中应用较普遍，如图6-1所示是用弯曲方法加工的一些典型零件。 

图6-1典型弯曲件 

根据所使用的工具与设备的不同，弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等，如图6-2所示。各种弯曲方法尽管所用设备与工具不同，但其变形过程及特点有共同规律。 

弯曲所使用的模具叫弯曲模，它是弯曲过程必不可少的工艺装备。如图6-3所示是一副常见的V形件弯曲模。弯曲开始前，先将平板毛坯放入定位板10中定位， 然后凸模4下行，凸模与顶杆7将板材压住（可防止板材在弯曲过程中发生偏移），实施弯曲，直至板材与凸模、凹模3完全贴紧，最后开模，V形件被顶杆顶出。 

图6-2 弯曲件的弯曲方法

图6-3  V形件弯曲模

1-下模板 2、5-圆柱销  3-凹模 4-凸模6-模柄 

 7-顶杆  8、9-螺钉 10-定位板

6.1.2 弯曲工艺 

弯曲件的工艺性是指弯曲零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加工的工艺要求。具有良好工艺性的弯曲件，能简化弯曲的工艺过程及模具结构，提高工件的质量。

1. 弯曲件材料

如果弯曲件的材料具有足够的塑性，屈强比（）小，屈服强度与弹性模量的比值（）小，则有利于弯曲成形和工件质量的提高。如软钢、黄铜和铝等材料的弯曲成形性能好。而脆性较大的材料，如磷青铜、铍青铜、弹簧等，则最小相对弯曲半径大，回弹大，不利于成形。

2.弯曲件结构

(1) 弯曲半径

弯曲件的弯曲半径不宜小于最小弯曲半径，否则，要多次弯曲，增加工序数；也不宜过大，因为过大时，受到回弹的影响，弯曲角度与弯曲半径的精度都不易保证。 

(2) 弯曲件的形状

一般要求弯曲件形状对称，弯曲半径左右一致，则弯曲时坯料受力平衡而无滑动。如果弯曲件不对称，由于摩擦阻力不均勾，坯料在弯曲过程中会产生滑动，造成偏移。 

图6-4 形状对称和不对称的弯曲件  

图6-5 弯曲件的直边高度

(3) 弯曲件直边高度 

弯曲件的直边高度不宜过小，其值应为 (如图6-5a所示)。当较小时，直边在模具上支持的长度过小，不容易形成足够的弯矩，很难得到形状准确的零件。若时， 则须预先压槽，再弯曲；或增加弯边高度，弯曲后再切掉（如图6-5b所示）。如果所弯直边带有斜角，则在斜边高度小于的区段不可能弯曲到要求的角度，而且此处也容易开裂(如图6-5c所示)。因此可以采取增添侧面直边的方法（如图6-5d所示）或者改变弯曲件的结构。 

(4) 防止弯曲根部裂纹的工件结构 

在局部弯曲某一段边缘时，为避免弯曲根部撕裂，应减小不弯曲部分的长度，使其退出弯曲线之外，即。如果零件的长度不能减小，应在弯曲部分与不弯曲部分之间切槽（如图6-6a所示）或在弯曲前冲出工艺孔（如图6-6b所示）。 

图6-6  加冲工艺槽和孔 

图6-7 弯曲件孔边距离

(5) 弯曲件孔边距离

弯曲有孔的工件时，如果孔位于弯曲变形区内，则弯曲时孔要发生变形，为此必须使孔处于变形区之外，如图6-7a所示。如果孔边至弯曲半径中心的距离过小，为防止弯曲时孔变形，可在弯曲线上冲工艺孔或切槽，如图6-7b、图6-7c所示。如对零件孔的精度要求较高，则应弯曲后再冲孔。

(6) 增添连接带和定位工艺孔

在弯曲变形区附近有缺口的弯曲件，若在坯料上先将缺口冲出，弯曲时会出现叉口，严重时无法成形。这时应在缺口处留连接带，待弯曲成形后再将连接带切除，如图6-8a图所示。为保证坯料在弯曲模内准确定位，或防止在弯曲过程中坯料的偏移，最好能在坯料上预先增添定位工艺孔，如图6-8b、图6-8c所示。 

图6-8 增添连接带和定位工艺孔的弯曲件

(8) 尺寸标注

尺寸标注对弯曲件的工艺性有很大的影响。例如，图6-9所示是弯曲件孔的位置尺寸的3种标注法。对于第一种标注法，孔的位置精度不受坯料展开长度和回弹的影响，将大大简化工艺设计。因此，在不要求弯曲件有一定装配关系时，应尽量考虑冲压工艺的方便来标注尺寸。 

图6-9 尺寸标注对弯曲工艺的影响    

6.1.3 弯曲模典型结构  

确定弯曲件工艺方案后，即可进行弯曲模的结构设计。常见的弯曲模结构类型有：单工序弯曲模、级进弯曲模、复合模和通用弯曲模。下面对一些比较典型的模具结构进行简单介绍。

1. 单工序弯曲模

(1) V形件弯曲模

    图6-l0a所示为简单的V形件弯曲模，其特点是结构简单、通用性好。但弯曲时坯料容易偏移，影响工件精度。图6-10b?图6-10d所示分别为带有定位尖、顶杆、V形顶板的模具结构，可以防止坯料滑动，提高工件精度。图6-l0e所示的V形弯曲模，由于有顶板及定料销，可以有效防止弯曲时坯料的偏移，得到边长差偏差为0.1mm的工件。反侧压块的作用为平衡左边弯曲时产生的水平侧向力。 

图6-10 V形件弯曲模的一般结构形式

1-凸模  2-定位板  3-凹模  4-定位尖  5-顶杆  6-V形顶板

图6-11 V形件精弯模

1-凸模  2-支架  3-定位板（或定位销） 4-活动凹模 5-转轴 6-支承板 7-顶杆 

图6-11所示为V形件精弯模，两块活动凹模4 通过转轴5铰接，定位板3 （或定位销）固定在活动凹模上。弯曲前顶杆7将转轴顶到最高位置，使两块活动凹模成一平面。在弯曲过程中坯料始终与活动凹模和定位板接触，以防止弯曲过程中坯料的偏移。这种结构特别适用于有精确孔位的小零件、坯料不易放平稳的带窄条的零件以及没有足够压料面的零件。

(2) U形件弯曲模

根据弯曲件的要求，常用的U形件弯曲模有图6-12所示的几种结构形式。图6-12a所示为开底凹模， 用于底部不要求平整的制件。图6-12b所示弯曲模用于底部要求平整的弯曲件。图6-12c所示弯曲模用于料厚公差较大而外侧尺寸要求较高的弯曲件，其凸模为活动结构，可随料厚自动调整凸模横向尺寸。图6-12d所示弯曲模用于料厚公差较大而内侧尺寸要求较高的弯曲件，凹模两侧为活动结构，可随料厚自动调整凹模横向尺寸。图6-12e为U形件精弯模，两侧的凹模活动镶块用转轴分别与顶板铰接。弯曲前顶杆将顶板顶出凹模面，同时顶板与凹模活动镶块成一平面，镶块上有定位销，供工序件定位之用。弯曲时工序件与凹模活动镶块一起运动，这样就保证了两侧孔的同轴。图6-12f所示为弯曲件两侧壁厚变薄的弯曲模。 

图6-12 U形件精弯模

1-凸模 2-凹模 3-弹簧 4-凸模活动镶块 5、9-凹模活动镶块 6-定位销  7-转轴  8-顶板

图6-13所示是弯曲角小于90°的U形件弯曲模。压弯时凸模首先将坯料弯曲成U形，当凸模继续下压时，两侧的转动凹模使坯料最后压弯成弯曲角小于90°的U形件。凸模上升，弹簧使转动凹模复位，工作件则由垂直图面方向从凸模上卸下。 

图6-13  弯曲角小于90°的U形件弯曲模

1-凸模 2-转动凹模 

(3) П形件弯曲模

П形弯曲件可以一次弯曲成形，也可以二次弯曲成形。图6-14所示为一次成形弯曲模。从图6-14a可以看出，在弯曲过程中由于凸模肩部妨碍了坯料的转动，加大了坯料通过凹模圆角的摩擦力，使弯曲件侧壁容易擦伤和变薄，成形后弯曲件两肩部与底面不易平行。特别是材料厚、弯曲件直壁高、圆角半径小时，这一现象更为严重。 

图6-14 П形件一次成形弯曲模

图6-15所示为二次成形弯曲模，因采用两副模具弯曲，从而避免了上述现象，提高了弯曲件质量。但从图6-15b可以看出，只有弯曲件高度时，才能使凹模保持足够的强度。6-16所示为在一副模具中完成二次弯曲的Π形件复合弯曲模。凸凹模下行，先使坯料凹模压弯成U形，凸凹模继续下行与活动凸模作用，最后压弯成Π形。这种结构需要凹模下腔空间较大，以方便工件侧边的转动。 

图6-15 Π形件二次成形弯曲模

1-凸模 2-定位板 3-凹模 4-顶板 5-下模形

图6-16 Π形件复合弯曲模

1-凸凹模  2-凹模  3-活动凸模  4-顶杆 

图6-17  Z形件弯曲模

1-顶板  2-定位销  3-反侧压块 4-凸模 5-凹模  6-上模座 

 7-压块  8-橡皮 9-凸模托板  10-活动凸模  11-下模座 

(4) Z形件弯曲模

    Z形件一次弯曲即可成形，图6-17a所示弯曲模结构简单，但由于没有压料装置，压弯时坯料容易滑动，只适用于要求不高的零件。图6-17b所示为有顶板和定位销的Z 形件弯曲模，能有效防止坯料的偏移。反侧压块的作用是克服上、下模之间水平方向的错移力，同时也为顶板导向，防止其窜动。图6-17c所示的Z形件弯曲模，在冲压前活动凸模10在橡皮8的作用下与凸模4端面齐平。冲压时活动凸模与顶板1将坯料压紧，由于橡皮8产生的弹压力大于顶板1 下方缓冲器所产生的弹顶力，推动顶板下移使坯料左端弯曲。当顶板接触下模座11后， 橡皮8压缩，则凸模4相对于活动凸模10下移将坯料右端弯曲成形。当压块7与上模座6相碰时，整个工件得到校正。 

(5) 圆形件弯曲模

圆形件的尺寸大小不同，其弯曲方法也不同，一般按直径分为小圆和大圆两种。

1)直径d≤5mm的小圆形件

弯小圆的方法是先弯成U形，再将U形弯成圆形。用两套简单模弯圆的方法如图6-18a所示。由于工件小，分两次弯曲操作不便，故可将两道工序合并。图6-18b所示为有侧楔的一次弯圆模，上模下行，芯棒3先将坯料弯成U形，上模继续下行，侧楔推动活动凹模将U形弯成圆形。 图6-18c所示也是一次弯圆模。上模下行时，压板将滑块往下压，滑块带动芯棒将坯料弯成U形。上模继续下行，凸模再将U形弯成圆形。如果工件精度要求高， 可以旋转工件连冲几次，以获得较好的圆度。工件由垂直图面方向从芯棒上取下。 

图6-18 小圆弯曲模

1-凸模 2-压板 3-芯棒 4-坯料 5-凹模 6-滑块

2)直径d≥20mm的大圆形件

    图6-19所示是用三道工序弯曲大圆的方法，这种方法生产率低，适合于材料厚度较大的工件。 图6-20所示是用两道工序弯曲大圆的方法，先预弯成3个120°的波浪形，然后再用第2套模具弯成圆形，工件顺凸模轴线方向取下。 

图6-19 大圆三次弯曲

图6-20  大圆二次弯曲模

1-凸模  2-凹模  3-定位板

(6) 铰链件弯曲模 

    图6-21所示为常见的铰链件形式和弯曲工序的安排。铰链件弯曲模如图6-22所示。卷圆的原理通常是采用推圆法。图6-22b所示是立式卷圆模，结构简单。图6-22c所示是卧式卷圆模，有压料装置，工件质量较好，操作方便。  

图6-21  铰链件弯曲工序的安排 

2. 级进模

    对于批量大、尺寸较小的弯曲件，为了提高生产率，操作安全，保证产品质量等，可以采用级进弯曲模进行多工位的冲裁、压弯、切断连续工艺成形。图6-23所示为丝架级进模。

图6-22  铰链件弯曲模 

1-摆动凸模 2-压料装置 3-凹模

图6-23 丝架级进模

1-冲导正孔 2-筋 3-外形 4-L形弯曲 5-切外形 6-U形弯曲  7-弯曲整形  8-切断分离

3.复合模

对于尺寸不大的弯曲件，还可以采用复合模，即在压力机一次行程内，在模具同一位置上完成落料、弯曲、冲孔等几种不同工序。图6-24a、图6-24b是切断、弯曲复合模结构简图。图6-24c所示是落料、弯曲、冲孔复合模，模具结构紧凑，工件精度高，但凸凹模修磨困难。 

4. 通用弯曲模

对于小批生产或试制生产的零件，因为生产量少、品种多且形状尺寸经常改变，所以在大多数情况下不能使用专用弯曲模。如果用手工加工，不仅会影响零件的加工精度，增加劳动强度，而且延长了产品的制造周期，增加了产品成本。

解决这一问题的有效途径是釆用通用弯曲模。采用通用弯曲模不仅可以制造一般的V形、U形、Π形零件，还可以制造精度要求不高的复杂形状的零件，图6-25所示是经多次V形弯曲制造复杂零件的例子。 

图6-24 复合弯曲模 

1-冲孔凹模 2-冲孔凸模 3-凸凹模 4-顶件销 5-挡块 6-弯曲凸模

图6-25 多次V形弯曲制造复杂零件举例