冲压工艺学第3章.pptx

第3章 弯曲 ;; 弯曲方法：压弯（U弯、V弯）、滚弯、辊弯、折弯、拉弯等;;1 . 弯曲变形过程 弯曲过程是由自由弯曲和校正弯曲组成，而自 由弯曲包括弹性变形和塑性变形这两个阶段。;采用网格分析法。 先在板料毛坯侧面用机械刻线或照相腐蚀的方法画出网格，观察弯曲变形后网格的变形情况，就可分析出板料的变形特点。;(2)在变形区内，毛坯在长、宽、厚三个方向都产生了变形，但变形不均匀。;3.弯曲过程分析 弯曲变形区是毛坯上曲率发生变化的部分，即圆角部分 （如图ABCD）。; 图3 中板料弯曲过程中的应力分布情况，随着凸模的下行，弯曲变形程度逐渐增大，表层切向应力首先达到屈服点，并向板中心扩展，这时板料内部处于弹性变形状态（如图3中b所示），当发生弹性变形时，应变中性层与应力中性层相重合，其应力和应变为零。中性层位置一定通过板料横截面中心，可用曲率半径ρ0。 即ρ0=r+t/2。 凸模继续下行，变形程度继续增大，板料内、外层和中心的切向应力全部超过屈服点进入全塑性弯曲（如图3中c所示）。;根据塑性弯曲后，应变中性层长度不变，所以： 将上式联立求解后，并以R=r+ξt 代入，的应变中性层位置为：;随着凸模的下行，相对弯曲半径r/t和系数ξ是不断变化的，所以板料弯曲时，应变中性层位置也在不断变化、逐步移动。 当r/t≤4时，由试验测得ξ＜1，则;弯曲区板料厚度的变薄;二、窄板弯曲与宽板弯曲时的应力应变状态分析;从弯曲件变形区域的横断面来看，变形有以下两种情况： (1)对于窄板(B＜3t)，在宽度方向产生显著变形，弯曲内侧材料受到切向压缩后，便向宽度方向流动，内侧宽度增加，在弯曲区外侧的材料受到切向拉延后，外侧宽度减小，断面略呈扇形。 (2)对于宽板(B＞3t)，由于弯曲时宽度方向变形阻力大，材料不易流动，因此弯曲后在宽度方向无明显变化，因此内外层在宽度方向的应变接近于零（ εb≈0 ），断面仍为矩形。 在板料在弯曲变形过程中，主要表现在内外层纤维的伸长和压缩，其外层应变（ εθ ）为正，内层应变（ εθ ）为负。 ;窄板为平面应力状态，立体应变状态； 宽板为立体应力???态，平面应变状态。;三、宽板弯曲时的应力和弯矩的计算;某一曲率半径 时板料内、外层任意一点y的切向应力及其分布规律。;式中：b为板料宽度，ρθ为曲率半径或中性层位置，系数B和硬化指数n见书上52页表3-2所示。 当n=0，B=σs时，可得出无硬化现象的弯矩为： 当n=1，B=E时，可得出弹性弯曲时的弯矩为：;四、弯曲力计算和设备选择; 压力机完成预定的弯曲工序所施加给板料的压力，是选择压力机的依据。;1. 自由弯曲的弯曲力;2.校正弯曲的弯曲力 ;顶件力和压料力 FD＝（0.3~0.8）F自 弯曲时压力机吨位的确定 自由弯曲时： F压力机≥F自＋FD 校正弯曲时，由于校正力比压料力或顶件力大得多，所以FD可以忽略。即 F压力机≥F校正;五. 弯曲件毛坯长度计算;2.弯曲件尺寸标注在外侧的毛坯长度计算;4.板料弯曲角α大于或小于90度的毛坯长度;;6.外缘90度弯曲件的毛坯展开尺寸;8.折弯件的毛坯展开尺寸;由下列公式：;将以上各式代入：;（4）板料的边缘及表面状况。由于下料造成板料边缘冷作硬化、产生毛刺以及板料表面被划伤等缺陷，弯曲时容易造成应力集中而增加破裂倾向，因此最小相对弯曲半径增大。 （5）板料的纤维弯曲方向。当折弯线与纤维组织方向垂直时，r min / t 数值最小，当折弯线与纤维方向平行时，r min / t 数值最大。;七 弯曲件的回弹;3.影响回弹的主要因素;查表法;（3）合理设计弯曲模。;②校正法：在模具结构上采取措施，让校正压力集中在弯角处，使其产生一定的塑性变形，克服回弹。;4 弯曲件的工序安排 ;三道工序弯曲成形;4）.批量大、尺寸较小的弯曲件;5. 弯曲模的结构 ;5.1 弯曲模的典型结构;2) U形件弯曲模;弯角小于90o的U形件弯曲模，两侧的活动凹模镶块可在圆腔内回转，当凸模上升后，弹簧使活动凹模镶块复位，工件从凸模侧向取出。用于弯曲较厚度的材料。;带斜楔的U形闭角弯曲模，毛坯首先在凸模的作用下被压成U形，弹簧被压缩，斜楔压滚柱，使活动凹模分别向中间移动，使U形件内弯成小于90o。上模回程，弹簧使凹模复位，工件从凸模侧向取出。用于薄料。;3）Z形件弯曲模;4）圆形件弯曲模;大圆一次弯曲成形模 1-支撑 2-凸模 3-摆动凹模 4-顶板 5-上模座 6-芯棒 7-反侧压