材料弯曲时,其圆角区上,外层收到拉伸,内层则受到压缩。当材料厚度一定时,内r越小,材料的拉伸和压缩就越严重;当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时,就会产生裂缝和折断,因此,弯曲零件的结构设计,应避免过小的弯曲圆角半径。公司常用材料的最小弯曲半径见下表。
- 弯曲半径是指弯曲件的内侧半径,t是材料的壁厚。
- t为材料壁厚,M为退火状态,Y为硬状态,Y2为1/2硬状态。
3.2 弯曲件的直边高度
3.2.1 一般情况下的最小直边高度要求
弯曲件的直边高度不宜太小,最小高度按(图4.2.1)要求:h>2t。
图4.2.1.1 弯曲件的直边高度最小值
3.2.2特殊要求的直边高度
如果设计需要弯曲件的直边高度h≤2t,,则首先要加大弯边高度,弯好后再加工到需要尺寸;或者在弯曲变形区内加工浅槽后,再折弯(如下图所示)。

图4.2.2.1 特殊情况下的直边高度要求
3.2.3 弯边侧边带有斜角的直边高度
当弯边侧边带有斜角的弯曲件时(图4.2.3),侧面的最小高度为:h=(2~4)t>3mm

图4.2.3.1 弯边侧边带有斜角的直边高度
3.3 折弯件上的孔边距
孔边距:先冲孔后折弯,孔的位置应处于弯曲变形区外,避免弯曲时孔会产生变形。孔壁至弯边的距离见表下表。
表6 折弯件上的孔边距

3.4 局部弯曲的工艺切口
3.4.1折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置
局部弯曲某一段边缘时,为了防止尖角处应力集中产生弯裂,可将弯曲线移动一定距离,以离开尺寸突变处(图4.4.1.1 a),或开工艺槽(图4.4.1.1b),或冲工艺孔(图4.4.1.1c)。注意图中的尺寸要求:S≥R;槽宽k≥t;槽深L≥t+R+k/2。

图4.4.1.1 局部弯曲的设计处理方法
3.4.2 当孔位于折弯变形区内,所采取的切口形式
当孔在折弯变形区内时,采用的切口形式示例(图4.4.2.1)

图4.4.2.1 切口形式示例
3.5 带斜边的折弯边应避开变形区

图4.5.1 带斜边的折弯边应避开变形区
3.6 打死边的设计要求
打死边的死边长度与材料的厚度有关。如下图所示,一般死边最小长度L≥3.5t+R。
其中t为材料壁厚,R为打死边前道工序(如下图右所示)的最小内折弯半径。

图4.6.1 死边的最小长度L
3.7 设计时添加的工艺定位孔
为保证毛坯在模具中准确定位,防止弯曲时毛坯偏移而产生废品,应预先在设计时添加工艺定位孔,如下图所示。特别是多次弯曲成形的零件,均必须以工艺孔为定位基准,以减少累计误差,保证产品质量。

图4.7.1 多次折弯时添加的工艺定位孔
3.8 标注弯曲件相关尺寸时,要考虑工艺性

图4.8.1 弯曲件标注示例
如上图所示所示, a)先冲孔后折弯,L尺寸精度容易保证,加工方便。b)和c)如果尺寸L精度要求高,则需要先折弯后加工孔,加工麻烦。
3.9 弯曲件的回弹
影响回弹的因素很多,包括:材料的机械性能、壁厚、弯曲半径以及弯曲时的正压力等。
3.9.1 折弯件的内圆角半径与板厚之比越大,回弹就越大。
3.9.2 从设计上抑制回弹的方法示例
弯曲件的回弹,目前主要是由生产厂家在模具设计时,采取一定的措施进行规避。同时,从设计上改进某些结构促使回弹角简少如下图所示:在弯曲区压制加强筋,不仅可以提高工件的刚度,也有利于抑制回弹。

图4.9.2.1 设计上抑制回弹的方法示例
【相关链接】
钣金加工工艺教程(1)——下料
钣金加工工艺教程(2)——折弯
钣金加工工艺教程(3)——拉伸
钣金加工工艺教程(4)——成形