冲压模具技术 教学课件 ppt 作者 范玖红 3章
79页1、冲压模具技术,第三章 弯曲,弯曲是将板料、棒料、管料或型材等弯成一定形状和角度的工件的成型方法。弯曲件的形状很多,如V形件、U形件、Z形件以及其他形状的工件。弯曲可以利用模具在压力机上进行,也可在其他专用设备(如折弯机、滚弯机、拉弯机、弯管机)上进行。本章主要介绍板料在压力机上用模具弯曲的工艺及模具设计。,第一节 弯曲变形的特点,一、变形过程分析 (一)变形过程 板料的V形弯曲和U形弯曲是最基本的弯曲变形。板料在V形模内的弯曲过程如图3-1所示。,(二)弯曲变形特点,为研究弯曲变形的特点,可先在板料侧壁上画上坐标网格,然后进行弯曲。观察变形后的网格及横断面的变化,如图3-2所示,可以发现弯曲变形有如下特点:,1)工件分成了直边和圆角两部分,圆角部分是变形区。其中圆角部分的内半径为r,中心角为。圆角部分的正方形网格变成了扇形,远离圆角的直边部分网格没有变化,而靠近圆角的直边网格有少许的变化。 2)在圆角变形区内,变形不均匀。弯曲前aa=bb, 弯曲后aabb,说明板料内缘的切向纤维受压而缩短,外缘的切向纤维受拉而伸长。由内、外表面至板料中心,其缩短和伸长的程度逐渐变小。从外层的伸长过渡到
2、内层的压缩,由于材料的连续性,其间必有一层纤维,它的长度在弯曲前后保持不变,称为应变中性层。 3)当相对弯曲半径r/t较小时,厚度变薄和长度增加较大。 弯曲变形区,内区受压,外区受拉,拉区使板料减薄,压区使板料增厚,中性层内移,拉区扩大,压区减小,使板料的减薄大于增厚,从而使整个板料出现变薄现象。r/t越小,变薄现象越严重。,二、弯曲半径 (一)最小弯曲半径 r/t称为相对弯曲半径,生产中常用r/t表示弯曲变形程度的大小。r/t值越小,板料最外层纤维的伸长变形程度越大,当r/t小到一定值后,最外层纤维的伸长变形将超过材料的最大许可变形而产生裂纹。防止外层纤维拉裂的极限弯曲半径,称为最小相对弯曲半径,用rmin/t来表示。 (二)影响最小弯曲半径的因素 1.材料的力学性能 材料的塑性越好,塑性指标如伸长率、断面收缩率等越高。便可采用较小的rmin/t。,2.板料的表面和侧面质量 板料的表面有划伤、裂纹或侧面(剪切面)有毛刺、裂口及冷作硬化等缺陷时,弯曲中容易开裂,使材料过早地破坏,不可采用较小的rmin/t。 3.板料的纤维方向 图3-3纤维方向对rmin/t的影响轧制板材具有方向性,顺
3、着纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的指标。,图3-3,如图3-3所示,当工件的弯曲线与板料的纤维方向垂直时,可具有最小的弯曲半径。若弯曲线与板料的纤维方向平行时,其最小弯曲半径最大。故在弯制r/t较小的工件时,其排样应使弯曲线尽可能垂直于板料的纤维方向。如工件有两个互相垂直的弯曲线,且r/t很小时,应在排样时使两个弯曲线与板料的纤维方向成45夹角。,4.工件的弯曲角 弯曲变形集中在圆角部分,直边基本不参与变形。但由于板料纤维之间的互相牵制,靠近圆角的直边材料也参与了弯曲变形。弯曲角越小,直边部分参与变形的分散效应越显著,最小弯曲半径rmin/t也越小。90时,弯曲角的影响很小。,(三)相对最小弯曲半径的确定 表3-1为多次试验获得的相对最小弯曲半径rmin/t值。本表用于板厚小于10mm,弯曲角大于90,剪切断面良好的情况。 表3-1最小弯曲半径rmin/t,第二节 弯曲卸载后的回弹,一、弯曲回弹现象及原因 在外力作用下,板料产生的总变形由塑性变形和弹性变形两部分组成。当外力去除后,塑性变形保留下来,而弹性变形则会完全消失,使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具不一致,这种现象称为回
4、弹。回弹的结果表现为弯曲件半径和角度的变化,如图3-4所示。 通过研究回弹,可以预先掌握弯曲件的回弹趋向,初定回弹量的大小,以减少模具在试模调整阶段的工作量,保证弯曲件的质量。 二、弯曲件回弹值的确定 影响回弹的因素很多,生产中,按回弹量来制造的模具需要经过多次调试和修磨,才能使回弹量控制在许可的范围内。此外,还可以采用一些工艺措施用以减小回弹。,(一)小变形程度(r/t10)自由弯曲时,回弹值的确定 当r/t10时,卸载后弯曲件的回弹较大,凸模工作部分的圆角半径和角度可按下式计算,式中rT 凸模工作部分的圆角半径; r弯曲件的圆角半径; T凸模圆角部分中心角; 弯曲件圆角部分中心角; S弯曲件材料的屈服点; E弯曲件材料的弹性模量; t弯曲件材料厚度。,(二)大变形程度(r/t5)自由弯曲时,回弹值的确定 当r/t5时,卸载后弯曲件圆角半径的变化很小,可以不予考虑。对于弯曲中心角为90的V形件自由弯曲时,回弹角可查表3-2。,当弯曲中心角不为90时,其回弹角可按下式换算,(三)校正弯曲时回弹值的确定 V形件校正弯曲时,一般r/t都比较小,可以不考虑弯曲半径的回弹,弯曲角的回弹量也比较
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