弯曲工艺培训讲义
86页1、USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing第三章弯曲工艺弯曲是将板料、棒料、管料或型材等弯成一定形状和角度零件的成形方法。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing生活中的弯曲零件生活中的弯曲零件USTBUSTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing弯曲方法弯曲方法:根据所使用的工具和设备的不同,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。USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing弯曲模:弯曲模:弯曲所使用的模具。它是弯曲过程必不可少的工艺装备。形形件件弯弯曲曲模模1下模板2、5圆柱销3弯曲凹模4弯曲凸模6模柄7顶杆8、9螺钉10定位板USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing3.13.1弯曲弯曲变变形形过过程程以以V V形弯曲形弯曲为为代表分析弯曲代表
2、分析弯曲变变形形过过程。程。1.弯曲变形时板材变形区受力情况分析变形区主要在弯曲件的圆角部分,板料受力情况如图所示。V V形弯曲板材受力情况形弯曲板材受力情况USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing弯曲弯曲过过程程1 1、弹弹性弯曲性弯曲阶阶段段弯曲圆角半径很大,弯曲力矩很小。2 2、弹弹-塑性弯曲塑性弯曲阶阶段段在弹-塑性弯曲阶段,毛坯变形区内(弯曲半径发生变化的部分)的内外表面首先开始出现塑性变形,随后塑性变形向毛坯内部扩展。在弹-塑性弯曲变形过程中,促使材料变形的弯曲力矩逐渐增大,弯曲力臂继续减小,弯曲力不断加大。3 3、塑性弯曲、塑性弯曲阶阶段段变形由弹-塑性弯曲逐渐过渡到塑性变形。USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing弯曲弯曲过过程程开始弯曲开始弯曲时时,相对弯曲半径较大,板料内部仅发生弹性弯曲。由于外层纤维受拉,内层纤维受压,所以弯曲区内、外层的切向应力最大,在板的中间层,应力和应变为零。USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing弯曲弯曲
3、过过程程凸模下行,r/t值不断减小,弯曲区变形程度逐步增大,表层的切向应力首先达到屈服点,并逐步向中心扩展。这时板料内部处于弹塑性变形状态。USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing弯曲弯曲过过程程凸模继续下行,r/t值继续减小,变形程度继续增大,板料内、外层和中线的切向应力应力全部达到屈服点,进行全塑性的弯曲。USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing弯曲弯曲过过程程由此可见,板料在弯曲过程中,随着r/t的不断减小,由弹性变形状态发展到塑性变形状态,最后使板料产生永久变形。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTB板料的弯曲板料的弯曲现现象象1 1、弯曲件的、弯曲件的弹弹性回性回弹弹弹性回弹是弯曲成形时的常见现象,弯曲件弹性回弹的结果,其弯曲半径和弯曲角与模具发生差异,与弯曲件要求的形状和角度不一致。这种差异,将影响板料的弯曲质量。生产实践证明,弯曲件的弹性回弹值,与板料的性质、相对弯曲半径和模具结构等因素有关。当材料相同时,弹性回弹值主要取决于相对弯曲
4、半径的大小。UniversityOfScienceandTechnologyBeijingUSTB2 2、中性、中性层层位置的内移位置的内移应变应变中性中性层层:板料弯曲时,外层纤维受拉,内层纤维受压,在拉伸与压缩之间存在着一个既不伸长、也不压缩的纤维层,称为应变应变中性中性层层。应应力中性力中性层层:毛坯截面上的应力,在外层的拉应力过渡到内层压力时,发生突然变化的或应力不连续的纤维层,称为应应力中性力中性层层。板料的弯曲板料的弯曲现现象象USTB塑性弯曲后,应变中性层长度不变UniversityOfScienceandTechnologyBeijing2 2、中性、中性层层位置的内移位置的内移弹弹性弯曲性弯曲时时,应变中性层与应力中性层重合,其应变和应力为零,中性层位置通过板料横截面中心,可用曲率半径0表示。0=r+t/2.塑性弯曲塑性弯曲时时,设板料原来长度、宽度和厚度分别为l、b和t。弯曲后成为外径为R、内径r、厚度t(为变薄系数)和弯曲角为的形状。根据变形前后金属体积不变的条件,得由此式可以看出,塑性弯曲时应变中性层位置与r/t、系数的数值有关,而弯曲时,随着凸模下行,相对弯曲
5、半径r/t、系数是不断变化的,所以板料塑性弯曲时的应变中性层位置,也在不断改变、逐步移动。USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing2 2、中性、中性层层位置的内移位置的内移以R=r+t代入,得塑性弯曲时的应变中性层位置USTB表示了塑性弯曲时应变中性层位置向内移动。因此,凸模下行,变形程度不断增加,应变中性层位置逐步向内移动,变形量愈大,中性层内移量也愈大。UniversityOfScienceandTechnologyBeijing2 2、中性、中性层层位置的内移位置的内移在r/t4的情况下,由试验测定系数1。此时USTBUniversityOfScienceandTechnologyBeijing2 2、中性、中性层层位置的内移位置的内移此外,由应变中性层内移可知,应变中性层处的纤维,在弯曲前期的变形是切向压缩,而弯曲后期必然是伸长变形,才能补偿弯曲前期的纤维缩短,使其切向应变为零。而弯曲后期的纤维伸长变形,一般来说,仅发生在应力中心层的外层纤维上,由此可见,应力中性层在塑性弯曲时,也是从板料中间向内移动的,且内移量比应变中性层还大。U
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