壓彎成型工藝培訓(xùn)課程

1、壓彎成型工藝 主講：劉賢文主講：劉賢文 廣東省機(jī)械研究所產(chǎn)學(xué)研中心廣東省機(jī)械研究所產(chǎn)學(xué)研中心第一章 板料壓彎工作原理第一節(jié)、壓彎曲概述第二節(jié)、 彎曲件的質(zhì)量分析第二章、管子彎曲第一節(jié)、管子彎曲概述第二節(jié)、管材彎曲形式第三節(jié)、管子彎曲工藝分析第五節(jié)、管子最小彎曲圓角半徑第六節(jié)、管子彎曲工藝方法第七節(jié)、彎曲回彈第四節(jié)、管子彎曲產(chǎn)生的橢圓度分析第一章 板料壓彎工作原理彎曲彎曲：彎曲方法彎曲方法： 將板料、型材、管材或棒料等按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角度和一定的曲率，形成所需形狀零件的沖壓工序。彎曲方法可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以及在專用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的壓彎、繞彎、滾彎、拉彎等。 生活中的彎曲件一、

2、壓彎曲概念一、壓彎曲概念：第一節(jié)、壓彎曲概述二、鋼板在壓彎曲變形過程及特點(diǎn)1.彎曲變形過程圖1-1所示為比較典型的V形校正彎曲，這里以此為例來說明材料彎曲變形的過程。圖1-1彎曲過程a）r=r0 b）r=r1 c）r=r2 d）r=r圖1-2材料彎曲前后的網(wǎng)格變化2.彎曲變形的特點(diǎn)為了觀察板料彎曲時(shí)的金屬流動(dòng)情況，便于分析材料的變形特點(diǎn).1、 板料彎曲時(shí)截面上彎曲正應(yīng)力的分布規(guī)律。圖1-3 板的彎曲實(shí)驗(yàn)三、 板料彎曲正應(yīng)力。 1）纖維變化情況：如上圖所示，平面彎曲時(shí)，其橫截面仍保持為平面，只產(chǎn)生了相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，一部分縱向“纖維”伸長(zhǎng)，一部分縱向 “纖維”縮短。中性層不變，其余的越遠(yuǎn)離中層性的縱向“

3、纖維”伸長(zhǎng)（或縮短量）越大。v中性軸是橫截面上壓力、拉應(yīng)力的分界線，中性軸上各點(diǎn)為壓應(yīng)力 。以下的各點(diǎn)為拉應(yīng)力 。由虎克定律 可知，橫截面上各點(diǎn)的應(yīng)力大小與所在點(diǎn)到中性軸z的距離y成正比，距中性軸越遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)力截越大。1yEmaxmaxyy式1-12）中性軸上應(yīng)力分析2、彎曲正應(yīng)力的計(jì)算zMyzDdaaDdD；yz式中對(duì)于管子)1(05.0)(644444式中M為彎矩，y是中性層到外受力點(diǎn)距離。慣性矩121233hbbh：yz矩形板料式1-2式1-3圖1-4 梁截面上的彎曲應(yīng)力分布第二節(jié)、 彎曲件的質(zhì)量分析(1)最小彎曲半徑rmin/t的概念 :在板料不發(fā)生破壞的條件下，所能彎成零件內(nèi)表面的最小

4、圓角半徑。 常用最小相對(duì)彎曲半徑rmin/t表示彎曲時(shí)的成形極限。其值越小越說明板料彎曲性能越好。 一、最小彎曲半徑 r min/t：最小彎曲半徑rmin的數(shù)值查相關(guān)表圖1-5板料彎曲狀態(tài)及中性層位置二.彎曲件卸載后的回彈1、回彈現(xiàn)象。 塑性彎曲時(shí)伴隨有彈性變形，當(dāng)外載荷去除后，塑性變形保留下來，而彈性變形會(huì)完全消失，使彎曲件的形狀和尺寸發(fā)生變化而與模具尺寸不一致，這種現(xiàn)象叫回彈回彈。圖1-6彎曲時(shí)的回彈圖1-7彎曲時(shí)的回彈2 2、回彈的表現(xiàn)形式：、回彈的表現(xiàn)形式：彎曲回彈會(huì)使工件的圓角半徑增大，即彎曲回彈會(huì)使工件的圓角半徑增大，即r rz zr rp p。則回。則回彈量可表示為：彈量可表示為

5、：r r= =r rz z- - r rp p彎曲回彈會(huì)使彎曲件的彎曲中心角增大，即彎曲回彈會(huì)使彎曲件的彎曲中心角增大，即pp。則回彈量可表示為：則回彈量可表示為：= =- -p p3、回彈值的確定、回彈值的確定1）小圓角半徑彎曲回彈：）小圓角半徑彎曲回彈： A、 當(dāng)相對(duì)彎曲角當(dāng)相對(duì)彎曲角900時(shí)，半徑時(shí)，半徑r/t58時(shí)，彎曲半徑時(shí)，彎曲半徑變化很小變化很小,可以不考慮可以不考慮,僅考慮彎曲角變化回彈值時(shí)。可僅考慮彎曲角變化回彈值時(shí)?？刹楦戒洸楦戒汸及有關(guān)沖壓手冊(cè)初步確定回彈值，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)沖壓手冊(cè)初步確定回彈值，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)修正給定制造時(shí)的回彈量。然后在試模時(shí)進(jìn)行修正。修正給定制造時(shí)的回

6、彈量。然后在試模時(shí)進(jìn)行修正。B、當(dāng)彎曲角不是、當(dāng)彎曲角不是900時(shí)時(shí),其回彈角則用公式計(jì)算其回彈角則用公式計(jì)算900902）按純塑性彎曲計(jì)算，凸模圓角半徑及角度按下式計(jì)算。）按純塑性彎曲計(jì)算，凸模圓角半徑及角度按下式計(jì)算。 當(dāng)板料相對(duì)彎曲半徑當(dāng)板料相對(duì)彎曲半徑r/t5 8時(shí)，凸模圓角半徑和中心時(shí)，凸模圓角半徑和中心角可按下式計(jì)算，在試模時(shí)再修正。角可按下式計(jì)算，在試模時(shí)再修正。EtrEtrrrssp31131pprr式中 r工件的圓角半徑（mm）； rp凸模的圓角半徑（mm）； pt0180 由于影響彎曲回彈的因素很多，而且各因素又相互影響，因此，計(jì)算回彈角比較復(fù)雜，也不準(zhǔn)確。生產(chǎn)中一般是按經(jīng)

7、驗(yàn)數(shù)表或按力學(xué)公式計(jì)算出回彈值作為參考，再在試模時(shí)修正。工件的圓角半徑r所對(duì)弧長(zhǎng)的中心角； p凸模的圓角半徑rp所對(duì)弧長(zhǎng)的中心角。t毛坯的厚度（mm）。 E彎曲材料的彈性模量（MPa）。 s彎曲材料的屈服強(qiáng)度（MPa）。)材料的力學(xué)性能ES/越大，回彈越大。材料的力學(xué)性能對(duì)回彈值的影響1、3退火軟鋼2-軟錳黃銅4-經(jīng)冷變形硬化的軟鋼 ().影響回彈的因素)相對(duì)彎曲半徑越大，回彈越大。tr/tr/變形程度對(duì)彈性恢復(fù)值的影響 )彎曲中心角 越大，變形區(qū)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，回彈積累值也越大，故回彈角越大。5)彎曲的形狀. (U形回彈小于V形) 校正彎曲校正彎曲圓角部分的回彈比自由彎曲時(shí)大為減小。 校正彎曲時(shí)

8、圓角部分的較小正回彈與直邊部分負(fù)回彈的抵銷 ，回彈可能出現(xiàn)正正、零零或是負(fù)負(fù)三種情況。 在彎曲U形件時(shí)，凸、凹模之間的間隙對(duì)回彈有較大的影響。間隙越大，回彈角也就越大。 第二章、管子彎曲一、管子壓彎v (一)壓彎原理和壓彎變形特點(diǎn)v 1壓彎原理v 壓彎是用機(jī)械加壓的方法對(duì)金屬材料施加彎矩，使其彎曲成形的方法。v2、工藝v一般按管壞直徑和壁厚不同情況選擇不同的加工工藝。v小直徑薄壁管 冷彎v大直徑管材 熱彎第一節(jié)、管子彎曲概述n管子彎曲一般分為壓彎、擠彎、拉彎及專用彎管機(jī)彎曲等。3壓彎變形的特點(diǎn)v 壓彎時(shí)金屬材料產(chǎn)生外拉內(nèi)壓，材料中間有一層既不受拉也不受壓的中性層。彎曲變形受最小彎曲半徑的限制和

9、材料回彈的影響。 一、圓管子彎曲形式1、管子手動(dòng)彎曲工具如圖示：這類工具制造成本較低，調(diào)節(jié)方便，適用于彎件品種繁多，生產(chǎn)最小而又缺乏專有設(shè)備。第二節(jié)、管材彎曲形式 圖2-1.1 中小型彎管工具 2-1.2 大型彎管工具2、管子彎模v圖2-1.3為管子彎槽結(jié)構(gòu)，凹模3的凹槽直徑小于管子直徑0.30.4mm.為了使管子不發(fā)生畸變，管子在里外支承面的作用下，進(jìn)行壓彎。 圖2-1.3 管子彎曲模 2-1.4 管子擠壓模1上模楔柱，2斜楔支撐，3成形下模。 1壓柱；2料腔；3彎曲型模。3、管子擠壓彎曲模v把管子放在定位塊2中，通過凸模1的擠壓，管子被迫通過型槽中受擠壓成形。見圖2-1.5，凹模3由二塊拼

10、成。彎曲后，分開凹模取出工件2-1.5 擺塊式矩形管彎曲模二、矩形截面管件的彎曲v1、單角彎曲v模具結(jié)構(gòu)見圖2-1.6，凹模由兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)的確良杠桿及夾組成。2-1.6 矩形管彎曲模2-1.7切刀式矩形管彎曲模示意圖 a短邊彎曲； b 長(zhǎng)邊彎曲2-1.8 矩形管切口式彎曲工件2、復(fù)雜形狀的彎曲v模具結(jié)構(gòu)見圖1.6，適用于彎曲較小半徑（r=1025mm）的矩形管件。v矩形管件彎曲的填充料由0.10.3mm厚的成束彈簧鋼帶疊成，與管子的內(nèi)形磨配，裝入后再用0.53mm的楔楔住，彎事再卸除。v3、用切發(fā)模專用壓彎?rùn)C(jī)上的彎曲，模具結(jié)構(gòu)及刀口位置調(diào)整見圖2-1.7，工件圖見圖2-1.8。彎曲半徑R按下式計(jì)

11、算：KtttlR.)(11t矩形管壁厚1tlK刀口切入深度矩形管高度系數(shù)，根據(jù)材料性能和生產(chǎn)試驗(yàn)確定三、 桿形件螺旋彎曲v各種桿形件見圖2-1.92-1.9 各種形狀的桿形件v用桿料（線材）來制造桿件形一般有以下幾種方法：v1、在專用夾具上撓彎。v2、在車床上將線材卷繞在芯棒上，然后切斷并校直v3、使用復(fù)雜的楔形擺塊彎模彎曲v4、采用專用彎曲機(jī)進(jìn)行自動(dòng)彎曲。v在以上方法中，前二種方法生產(chǎn)效較低，后二種方法生產(chǎn)效率高，但比較復(fù)雜，自動(dòng)機(jī)的調(diào)整也較困難。v在普通沖床上采用螺旋彎曲的方法，彎制各種桿形（線材）v工件是一種的成形方法，螺旋彎曲不但模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，調(diào)整、維修也方便。配備上自動(dòng)送料

12、機(jī)構(gòu)后，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化生產(chǎn)。第三節(jié)、管子彎曲工藝v 管材彎曲與板材彎曲相比，雖然從變形性質(zhì)等方面看非常相似，但由于管材空心橫斷面的形狀特點(diǎn)，彎曲加工時(shí)不僅容易引起橫斷面形狀發(fā)生變化，而且也會(huì)使壁厚發(fā)生變化。因此，在彎曲加工方法、需要解決的工藝難點(diǎn)、產(chǎn)品的缺陷形式和防止措施、彎曲用模具及設(shè)備等方面，兩者之間存在很大差別。我們知道 ，在純彎曲的情況下，外徑為D，壁厚為S的管子受外力矩M的作用而彎曲時(shí)，彎曲變形區(qū)的外側(cè)材料受到切向拉伸應(yīng)力的作用而伸長(zhǎng)，從而使外側(cè)管壁減薄:內(nèi)側(cè)材料則受到切向壓應(yīng)力的作用而縮短，從而使內(nèi)側(cè)管壁增厚。一、彎管工藝分析一、彎管工藝分析v由于位于彎曲變形區(qū)最外側(cè)和最內(nèi)

13、側(cè)的材料所受的切向應(yīng)力最大，故其管壁的厚度變化也最大。因此，外側(cè)管壁會(huì)過量減薄。當(dāng)變形程度過大時(shí)，最外側(cè)管壁會(huì)產(chǎn)生裂紋，最內(nèi)側(cè)管壁會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)而起皺。同時(shí)，由于彎曲內(nèi)、外側(cè)管壁上切向應(yīng)力在法向的合力(外側(cè)切向拉應(yīng)力的合力N,向下，內(nèi)側(cè)切向壓應(yīng)力的合力N2向上)的作用，使彎曲變形區(qū)的圓管橫截面在法向受壓而產(chǎn)生畸變，即法向直徑減小，橫向直徑增大，從而成為近似橢圓形(見圖2-2.23)。變形程度越大，則畸變現(xiàn)象越嚴(yán)重。另外，由于從拉應(yīng)力過渡到壓應(yīng)力的彈性階段的存在，卸載時(shí)外層纖維因彈性恢復(fù)而縮短，內(nèi)層纖維因彈性恢復(fù)而伸長(zhǎng)，結(jié)果使工件彎曲的曲率和角度發(fā)生顯著變化，與模具的形狀和設(shè)計(jì)要求的形狀不一致，造成

14、彎曲回彈現(xiàn)象，降低了彎曲件的工藝精度。圖2-2.1 管子彎曲時(shí)的開裂與起皺（a）外側(cè)開裂 （b）內(nèi)側(cè)起皺二、管子彎曲變形過程 管子在彎曲過程中，外側(cè)受拉，管壁變??；內(nèi)側(cè)受壓，管壁增厚。當(dāng)變形量過大時(shí)，外側(cè)會(huì)開裂，內(nèi)側(cè)會(huì)起皺，見圖2-2.1。三、彎管的橢圓度和減薄量v1、彎管的橢圓度v 管材在自由彎曲時(shí)，其橫剖面會(huì)產(chǎn)生很大的變形，且外側(cè)管壁會(huì)減薄，內(nèi)側(cè)管壁相應(yīng)增厚如圖的示：v 變形取決于 與v相對(duì)彎曲半徑 v是指管子中性層的彎曲半徑R 和管子外徑D的比值RDRR 圖2-2。2 彎管的截面變化 圖2-2。3 彎管的橢圓度A橢圓長(zhǎng)軸直徑 b橢圓短軸直徑 D管子外徑相對(duì)壁厚是指管子壁厚 與管子外徑的比

15、值D。相對(duì)彎曲半徑和相對(duì)壁厚的值越小，則彎曲變形越大，甚至造成外側(cè)管壁破裂和內(nèi)側(cè)管壁起皺。管子彎曲后的橢圓度不應(yīng)過大，應(yīng)符合橢圓度E計(jì)算公式D%100)(DbaE%100)(1tttCt1t2、彎管減速薄量的計(jì)算 管子彎曲后壁厚由于受拉，壁厚一般都有一定的減薄現(xiàn)象，其減薄率的計(jì)算公式為式中彎曲前管坯的壁厚000021DrtDtt彎曲后管子壁厚 圖2-82 管子受力后彎曲變形情況0tt彎曲后外側(cè)管壁厚Dr管材厚度管材外徑彎曲半徑，見圖2-82 圖2-2.2管子彎曲時(shí)的開裂與起皺（a）有填料和芯子彎曲 （b）無填料限制時(shí)的彎曲一般情況下，管子彎曲后剖面形狀近似于橢圓，當(dāng)有填料和芯子彎曲時(shí)，管子彎曲

16、后剖面形狀變化不大，見圖2-2.2。 彎管剖面形狀為近似橢圓形時(shí)，管壁厚度變薄量可按下式計(jì)算：v從工藝分析可知，常見的彎管缺陷主要有以下幾種形式:圓弧處變扁嚴(yán)重(橢圓形)、圓弧外側(cè)管壁減薄量過大、圓弧外側(cè)彎裂、圓弧內(nèi)側(cè)起皺及彎曲回彈等。隨著彎管半徑的不同，前四種缺陷產(chǎn)生的方式及部位有所不同，而且不一定同時(shí)發(fā)生，而彎曲工件的彈性回彈卻是不可避免的。彎管缺陷的存在對(duì)彎制管件的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。管壁厚度變薄，必然降低管件承受內(nèi)壓的能力，影響其使用性能;彎曲管材斷面形狀的畸變，一方面可能引起橫斷面積減小，從而增大流體流動(dòng)的阻力，第四節(jié)、彎管質(zhì)量分析彎管質(zhì)量分析一、彎管常見的缺陷及其解決措施一、

17、彎管常見的缺陷及其解決措施v另一方面也影響管件在結(jié)構(gòu)中的功能效果;管材內(nèi)壁起皺不但會(huì)削弱管子強(qiáng)度，而且容易造成流動(dòng)介質(zhì)速度不均，產(chǎn)生渦流和彎曲部位積聚污垢，影響彎制管件的正常使用;回彈現(xiàn)象必然使管材的彎曲角度大于預(yù)定角度，從而降低彎曲工藝精度。因此，應(yīng)在彎制之前采取對(duì)應(yīng)措施防止上述缺陷的產(chǎn)生，以獲得理想的管件，保證產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)和外觀質(zhì)量。在通常情況下，對(duì)于前面提到的幾種常見缺陷，可以有針對(duì)性地采取下列措施:v(1) 對(duì)于圓弧外側(cè)變扁嚴(yán)重的管件，在進(jìn)行無芯彎管時(shí)可將壓緊模設(shè)計(jì)成有反變形槽的結(jié)構(gòu)形式:在進(jìn)行有芯彎管時(shí)，應(yīng)選擇合適的芯棒(必要時(shí)可采用由多節(jié)段芯棒組裝而成的柔性芯棒)，正確安裝之

18、，并在安裝模具時(shí)保證各部件的管槽軸線在同一水平面上。v(2) 小半徑彎管時(shí)圓弧外側(cè)減薄是彎曲的工藝特點(diǎn)決定的，是不可避免的。為了避免減薄量過大，常用的有效方法是使用側(cè)面帶有助推裝置或尾部帶有頂推裝置的彎管機(jī)，通過助推或頂推來抵消管子彎制時(shí)的部分阻力，改善管子橫剖面上的應(yīng)力分布狀態(tài)，使中性層外移，從而達(dá)到減少管子外側(cè)管壁減薄量的目的。v(3) 對(duì)于管子圓弧外側(cè)彎裂的情況，首先應(yīng)保證管材具有良好的熱處理狀態(tài)，然后檢查壓緊模的壓力是否過大，并調(diào)整使其壓力適當(dāng)，最后應(yīng)保證芯棒與管壁之間有良好的潤(rùn)滑，以減少彎管阻力及管子內(nèi)壁與芯棒的摩擦力。v(4) 對(duì)于圓弧內(nèi)側(cè)起皺，應(yīng)根據(jù)起皺位置采取對(duì)應(yīng)措施。若是前切

19、點(diǎn)起皺，應(yīng)向前調(diào)整芯棒位置，以達(dá)到彎管時(shí)對(duì)管子的合理支撐:若是后切點(diǎn)起皺，應(yīng)加裝防皺塊，使防皺塊安裝位置正確，并將壓模力調(diào)整至適當(dāng);若圓弧內(nèi)側(cè)全是皺紋，則說明所使用的芯棒直徑過小，使得芯棒與管壁之間的間隙過大，或者就是壓模力過小，不能使管子在彎曲過程中很好地與彎管模及防皺塊貼合。因此，應(yīng)更換芯棒，并調(diào)整壓緊模使壓模力適當(dāng)。v(5) 對(duì)于彎曲回彈現(xiàn)象，主要采用補(bǔ)償法和校正法來加以控制。補(bǔ)償法是通過綜合分析彎曲回彈的影響因素，根據(jù)彎曲時(shí)的各種條件和回彈趨勢(shì)，預(yù)先估算回彈量的大小，在設(shè)計(jì)制造模具時(shí)，修正凸、凹模工作部分尺寸和幾何形狀，實(shí)現(xiàn)“過正”彎曲。校正法是在模具結(jié)構(gòu)上采取措施，使校正力集中在彎角

20、處，改變應(yīng)力狀態(tài)，力圖消除彈性變形，克服回彈。如拉彎工藝，在彎曲的同時(shí)施加拉力，使整個(gè)斷面都處于拉應(yīng)力的作用下，卸載時(shí)彈性回復(fù)與變形方向一致，可明顯減小回彈量。二、管子彎曲產(chǎn)生的橢圓度分析v管了在彎曲中，會(huì)由圓管變?yōu)闄E圓，現(xiàn)對(duì)橢圓進(jìn)行分析與估算。 管子彎曲時(shí)處于純彎曲狀態(tài)如下圖所示，純彎曲不產(chǎn)生剪應(yīng)力，各個(gè)剖面的彎矩是個(gè)常數(shù)。0圖4-1 管子純彎曲011v兩個(gè)剖面ab和cd在彎曲前后都是平剖面。由于彎M,矩，使管子彎到半徑 兩個(gè)原來平行的剖面ab和cd，轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)角度 。在上部產(chǎn)生了拉應(yīng)力 ，在下部產(chǎn)生了壓應(yīng)力 ，其作用方向都垂直于平剖面。1N一般說，應(yīng)力沿厚度方向是變化的，我們按薄殼理論，將

21、沿厚度方向的均變應(yīng)力 ，用集中在中層的合力 和彎矩 來代替， 都指單位中層長(zhǎng)度而言，其值為：1M11MN 和1dzzMdzNtttt22112211;v式1-14v圖4-2 管子上部受拉力單元的作用力與彎矩在上圖中，是 的作用情況。管在變形中，各個(gè)單元都在內(nèi)力作下保持平衡。1圖4-3作用在上部單元的力系2在上圖4-3中，是除了合力N1彎矩M1 外。為了在Z向保持平衡，在另一個(gè)側(cè)面還應(yīng)有作用力N2，兩者在Z向的投影之和等于零。另一側(cè)面也是應(yīng)力分布也是均勻，還有一個(gè)彎矩M2。v這樣圖4-3中，其作用力系統(tǒng)是：N1是均布的拉力，在同一剖面上還有彎矩M1 ，后者的作用是增加縱向纖維的曲率。為了保持平衡

22、，在另一個(gè)側(cè)，還應(yīng)有作用力N2，是壓應(yīng)力 的合力。因管子屬薄殼一類，各層纖維的徑向應(yīng)力可以小到可不計(jì)， 應(yīng)力 沿厚度方向隨 變化，即外層 最大。 M1的作用是減小其作面內(nèi)的曲率。12，即031，即03v圖4-4 作在下部單元的力系1v圖4-4中，作在下部單元的力系v均變壓應(yīng)力為 ， 合力為N2 ，彎矩M1 ，后者的作用是增加縱向纖維的曲率。平衡力N1在Z向的分力 ，單元側(cè)面作用有合力N2。仍假設(shè)各層之間不存在壓力， 由于 是均變的，為代替 ，除合力N2外 ，還應(yīng)有彎矩M2，其作用是減小橫向纖維的曲率。2. 03故22MM 和圖4-4中，作在下部單元的力系v彎矩 是使管子在彎曲中變成橢圓形的原因

23、所在，因其有減小剖面曲率的作用，使原來的圓管變成扁管。設(shè)管子的橢圓度如下圖所示，wrr1圖4-5 管子橢圓度v管子中層變形后的徑向偏移，原來到中層距離為y的纖維cd，變到距離為y的ef。這樣橢圓半徑為：2sin) (wr y sin)(1wry002時(shí)，當(dāng) z再假設(shè)垂直于中層任意直線，變形后仍垂直于中層，如圖所示?，F(xiàn)求變扁后到中層距離為Z的纖維應(yīng)變值 為：v圖4-6 管截面的平剖面變形RZRRz）（R2222rrtDCS4225.1131v產(chǎn)生應(yīng)變后的橢圓C的值用下式計(jì)算sv下圖是LF2M鋁合金管，在彎曲中變扁的最小直徑dmin與彎曲半徑 的關(guān)系。注意式中 在這里指屈服點(diǎn)，其值一般約為等于極v

24、限強(qiáng)度 。bv圖4-7 確定LF2M鋁合金管彎曲橢圓度的曲線二、管子最小彎曲圓角半徑v管子彎曲時(shí)的最小圓角半徑，見下表第五節(jié)、管子最小彎曲圓角半徑二、最小彎曲半徑由于管材性質(zhì)和管子直徑、壁厚等條件限制，必須在一定的彎曲范圍內(nèi)進(jìn)行彎曲加工。否則會(huì)造成管子的破裂、橢圓度過大、起皺等一系列問題，造成管子報(bào)廢。管子最小彎曲圓角半徑. 10, 2 . 0 , 5 . 0 1 . 00mmD B mmH mmR 常見管材的的最小彎曲半徑見表。常見管材的的最小彎曲半徑第六節(jié)、管子彎曲工藝方法v為減少彎管剖面的畸變，一般彎曲管子直徑大于10毫米時(shí)均要考慮加填充料和芯子。v填料的選用與管子的相對(duì)厚度t /D(t

25、 -管子的壁厚， D0 管子外徑)、相對(duì)彎曲圓角半徑r/D0 在小(r管子內(nèi)側(cè)彎曲半徑)、材料性質(zhì)、管子橢圓度的允許差范圍及彎管的方法有關(guān)。v填料選擇時(shí)應(yīng)注意下列條件：v 1、易于裝入或取出。v2、受壓后體積不變。v3、不會(huì)壓傷管壁。v4、加熱后不起化學(xué)變化，不會(huì)粘結(jié)內(nèi)壁。v5、對(duì)管壁無腐蝕現(xiàn)象。一、帶填料和襯芯的管子彎曲v目前最常用的填充料有松香、石英砂、低熔點(diǎn)化合物（如硫化硫、磷酸鈉等）、及易熔合金。最近新發(fā)現(xiàn)的“冰棟”方法（管內(nèi)浸水后二頭封口；放入冰箱內(nèi)使之凍結(jié)），用冰作為填料。v 目前有如下幾種填充芯子：滾珠、螺旋彈簧、薄的金屬片及軟金屬絲。圖2-3.1是專用填充芯子，其長(zhǎng)度可根據(jù)需要

26、調(diào)整。. 10, 2 . 0 , 5 . 0 1 . 00mmDB mmHmmR 圖2-3.1填充芯子（a）滾珠式芯子 （b）襯片式芯子 圖2-3.2管子模工作部分結(jié)構(gòu)1導(dǎo)板； 2芯棒；3彎曲型胎； 4壓塊。 v專用彎管機(jī)上地彎管模一般由芯棒、壓塊、導(dǎo)板和彎曲型胎等幾部分組成，見圖2-3.2。v彎曲型胎3固定在機(jī)床心軸上，可以轉(zhuǎn)動(dòng)。管子在彎曲前由壓塊4夾緊于彎曲型胎內(nèi)，在成型彎曲點(diǎn)處有導(dǎo)板1、管內(nèi)填以芯棒2。當(dāng)彎曲模轉(zhuǎn)動(dòng)的，管子繞彎曲型胎逐漸成形。彎路型胎3、壓塊4及導(dǎo)板1工作部分尺寸，見力圖2-3.2，vD0為管子外徑，r0管子外緣半徑。導(dǎo)板1長(zhǎng)度按需要確定，其工作面光潔 度在 以上。 7.

27、 100mmDB 圖2-3.3彎管模各部分工作尺寸1導(dǎo)板； 2芯棒；3彎曲型胎； 4壓塊。 n 管子彎曲時(shí)，芯棒的工作位置與形狀對(duì)管子彎曲質(zhì)量有很大影響。芯軸超前，則外側(cè)受拉伸，變薄量增加，甚至開裂；芯軸偏后，則內(nèi)側(cè)失穩(wěn)，起皺變扁。應(yīng)視生產(chǎn)實(shí)際及管子外徑的大小來適當(dāng)?shù)乜紤]調(diào)整提前量，使彎曲管子橢圓度及內(nèi)壁的皺紋盡量減小，從而提高形質(zhì)量。v圖2-3.4為芯棒的型式。 h尺寸可0.54mm范圍內(nèi)選取。v R=R+d/2v式中：R管子中性層彎曲圓角半徑（mm）vD芯棒直徑（mm）. 100mmDB圖2-3.4芯棒的型式v如果管子直徑較大，容易失穩(wěn)變形，可以考慮用圖23.4（C）球頭芯棒，在管子成形過

28、程中起校形的作用。v芯棒直徑d視管子直徑的大小而定，一般取比管子直徑小0.40.8mm ，芯棒工作部分光潔度在 以上。二、無芯的管子彎曲1、簡(jiǎn)單原理管子彎曲成形時(shí)，由于徑向壓應(yīng)力的作用，產(chǎn)生橢圓度，若在管子彎曲前，預(yù)加一反向變形，則管子彎曲后，由于不同方向變形的相互抵消，使管子截面基本上保持圓形，而不致過于壓扁。v2、主要優(yōu)點(diǎn)v1）避免芯棒劃傷管子和填料腐蝕管壁v2）簡(jiǎn)化了機(jī)床和工具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)v3、彎模工件部分尺寸的確定 圖2-4.1. 彎管模工作部分尺寸a壓板； b導(dǎo)板。 v彎曲型胎與壓塊的工作部分尺寸一般可參照?qǐng)D2-4.1確定。R0為管子的外半徑。 vD0為管子外徑。v導(dǎo)板工作部分尺寸見圖

29、，圖中為彎曲外徑v的管子成型尺寸數(shù)據(jù)。般需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)修正?？紤]管子在彎曲過程中參與變形的各部位的受力大小不一致，因此，管子各段彈性恢復(fù)的程度也不同。當(dāng)變形終了時(shí)，靠近導(dǎo)板處，管子的彈性恢復(fù)受到導(dǎo)板或成型面對(duì)管子預(yù)壓變形的影響，而出現(xiàn)壓痕（截面不是圓形）。108及168 及導(dǎo)板的長(zhǎng)度L按需要確定彎模工作部分光潔度均按 以上制造。無芯彎管一般適用于 的鋼管和鋁管。彎曲圓角半徑R1.5D時(shí),由于彎曲后橢圓度過大,而不宜采用無芯彎管。n為了消除這一現(xiàn)象?？煽紤]在導(dǎo)板上（對(duì)管子預(yù)壓變形部位）修整出變化的過渡成型面。三、手工彎管工藝v手工彎管是利用簡(jiǎn)單的彎管裝置，對(duì)管坯進(jìn)行彎曲加工。v冷彎：管材外徑D25

30、mm。v熱彎：管材外徑D25mm。v1、手工彎管理裝置及原理v裝置主要有：平臺(tái)、定模、滾輪和杠桿組成v原理：彎曲前，將管坯的一端置于定模凹槽中，并用壓板壓緊。然后扳動(dòng)杠桿，迫使管坯圍繞定模彎曲變形，便彎出所需半徑彎管產(chǎn)品。v2、手工彎管的基本工藝v冷彎：一般壁厚較小，小直徑。直接冷彎。v熱彎：一般壁厚較大，較大直徑。主要工序有灌沙、劃線、加熱和彎曲。mmDd) 5 . 1 5 . 0 (1v灌沙: 防畸形，填入石英砂、沙子、松香和低熔點(diǎn)合金v劃線：劃線確定彎曲部分中心點(diǎn)，確定加熱長(zhǎng)度v加熱：用木碳、焦碳、煤氣或重油作燃料，普通碳鋼加熱到約1050。v彎曲：彎曲調(diào)整彎曲率。校正時(shí)利用熱脹冷卻法。

31、3、手工彎管的注意事項(xiàng)v三方面：v1）、同一管件上有幾處需要彎曲，應(yīng)先彎曲最靠近管端的部位，后再按順序彎曲其他部位。v2）、如管件是空間彎曲件（幾個(gè)彎曲部位的彎曲方向不在同一個(gè)平面內(nèi)），則在平臺(tái)上先彎好一個(gè)彎以后，管件的一端必須翹起定位，才能按順序再彎其他部位。v3）、有縫鋼管彎曲時(shí)，應(yīng)將管縫置于彎曲的中性層位置，以防止管縫處開裂。四、機(jī)械彎曲管工藝v機(jī)械彎管是利用彎管設(shè)備和彎管模進(jìn)行彎管，基本方法一般有繞彎、推彎和熱彎三種。v1、繞彎法v分有芯彎管和無芯彎管兩種。v1）、有芯彎管v 在彎管機(jī)上利用芯棒使管坯沿彎曲模胎繞彎的工藝方法。其工作原理見下圖：1Dv彎曲時(shí)模胎轉(zhuǎn)，管坯即繞彎曲模胎逐漸彎曲成形，彎曲角度由擋塊控制。vA、芯棒，作圓頭式芯棒和多球式芯棒v 其作用：從管坯內(nèi)部支撐管壁，防止截面畸形和管壁折皺。v為使芯棒進(jìn)入管內(nèi)，直徑d一般按下式取值。v式中 為管坯內(nèi)徑v芯棒的圓柱體長(zhǎng)度為 LdL ) 5 3 ( e21)2(2z