沖壓模具及沖模設(shè)計(jì)第四章

1、沖壓模具及沖模設(shè)計(jì)第四章第1頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第四章 彎 曲第五節(jié) 彎曲力計(jì)算第六節(jié) 彎曲件的工藝性第七節(jié) 彎曲件的工序安排第八節(jié) 彎曲模設(shè)計(jì)第2頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一本章要求1、學(xué)習(xí)目的和要求 1）通過(guò)學(xué)習(xí)，了解板材彎曲變形過(guò)程及特點(diǎn)，最小彎曲半徑及其影響因素和彎曲回彈； 2）掌握彎曲件毛坯尺寸計(jì)算和彎曲力的計(jì)算； 3）掌握彎曲的工藝分析； 4）熟悉彎曲模的典型結(jié)構(gòu)，管料的彎曲加工方法，能安排彎曲件的工藝。第3頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一本章要求2、學(xué)習(xí)內(nèi)容1、彎曲變形過(guò)程及變形特

2、點(diǎn)、最小彎曲半徑；2、彎曲卸載后的回彈、彎曲件毛坯尺寸計(jì)算；3、彎曲力計(jì)算、彎曲件的工藝性；4、彎曲件的工序安排、彎曲模設(shè)計(jì)。3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求 領(lǐng)會(huì)：彎曲變形特點(diǎn)；彎曲回彈；彎曲工藝性分析和工藝方案制定。 綜合運(yùn)用：彎曲工藝計(jì)算；彎曲模零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。第4頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第一節(jié) 彎曲變形過(guò)程及變形特點(diǎn)彎曲：將板料、棒料、型材或管料等完成一定形狀和角度的零件的一種沖壓成形工序。第5頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第一節(jié) 彎曲變形過(guò)程及變形特點(diǎn)彎曲方法：(D)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

3、曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎、滾彎、拉彎等。彎曲模：(D)彎曲所使用的模具。用模具成形的彎曲件之一(D)、之二(D)。本章與第3章相比： 準(zhǔn)確工藝計(jì)算難，模具動(dòng)作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律性不強(qiáng)。第6頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)彎曲件的彎曲方法 模具壓彎折彎滾彎拉彎第7頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)形件彎曲模1下模板 2、5圓柱銷 3彎曲凹模 4彎曲凸模 6模柄 7頂桿 8、9螺釘 10定位板第8頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)用模具成形彎曲件一第9頁(yè)，共1

4、23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲模工作部分設(shè)計(jì)用模具成形彎曲件二第10頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第一節(jié) 彎曲變形過(guò)程及變形特點(diǎn)一、彎曲變形過(guò)程圖4-1彎曲毛坯受力情況）彎曲前 ）彎曲后1凸模式 2凹模 在板料A處，凸模施加彎曲力形）或2P（V形），在凹模的圓角半徑支撐點(diǎn)B處產(chǎn)生反力P，這樣就形成彎曲力矩，該彎曲力矩使板料產(chǎn)生彎曲。自由彎曲校正彎曲彈性彎曲塑性彎曲第11頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲變形過(guò)程圖4-2 V形彎曲模校正彎曲過(guò)程 彎曲開(kāi)始階段為自由彎曲，隨著凸模下壓，板料的彎曲半徑與支撐

5、點(diǎn)距離逐漸減小。在彎曲行程接近終了時(shí)，彎曲半徑繼續(xù)減小，而直邊部分反而向凹模方向變形（圖），直至板料與凸、凹模完全貼合。彎曲效果：表現(xiàn)為彎曲半徑和彎曲中心角的變化（減?。?。 第12頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲變形過(guò)程圖4-3 彎曲前后坐標(biāo)網(wǎng)格變化a）彎曲前 b）彎曲后彎曲變形的特點(diǎn)1)彎曲的變形區(qū)主要是彎曲件的圓角部分：圓角部分網(wǎng)格變成扇形，直邊部分沒(méi)有變形。2)應(yīng)變中性層：外部受拉變長(zhǎng)內(nèi)部受壓變短，有一層金屬纖維變形前后長(zhǎng)度保持不變。3)彎曲變形區(qū)中，板料變形后產(chǎn)生厚度變薄現(xiàn)象，r/t越小，厚度變薄越大。變形區(qū)厚度變薄t至t1 其比值=t1/t稱為變薄

6、系數(shù)。第13頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲變形過(guò)程圖4-4 板料彎曲后橫斷面形狀a）窄板 b）厚板彎曲變形的特點(diǎn)4)寬板彎曲時(shí)：（B/t3）橫斷面幾乎不變，仍矩形； 窄板彎曲時(shí)：（B/t3） 橫截面由矩形變成了扇形。生產(chǎn)中，一般為寬板彎曲變形區(qū)橫斷面形狀尺寸發(fā)生改變稱為畸變。第14頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲變形程度及其表示方法1.彎曲變形程度及其表示（r/t） 圖4-5 各種彎曲的應(yīng)力分布a）彈性彎曲 b）沒(méi)有硬化的彈塑性彎曲c）沒(méi)有硬化的純塑性彎曲d）、e）有硬化的彈塑性彎曲和純塑性彎曲板料彎曲時(shí)變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力和

7、應(yīng)變狀態(tài)與彎曲變形程度有關(guān)。第15頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲變形程度及其表示方法1.彎曲變形程度及其表示（r/t）a）彈性彎曲 設(shè)彎曲變形區(qū)應(yīng)變中性層曲率半徑為，彎曲中心角為，則距應(yīng)變中性層為y處的材料的切向應(yīng)變和切向應(yīng)力分別為由外區(qū)拉應(yīng)力過(guò)渡到內(nèi)區(qū)壓應(yīng)力，必有一層纖維其切向應(yīng)力為零，此層成為應(yīng)力中性層。（4-1）第16頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲變形程度及其表示方法1.彎曲變形程度及其表示（r/t） 厚度為t的板料，當(dāng)其彎曲半徑為r時(shí)，板料表面的應(yīng)變和應(yīng)力為：假定材料的屈服應(yīng)力為s，彈性彎曲的條件是： r/t稱

8、為板料的相對(duì)彎曲半徑，表示板料彎曲變形程度的重要參數(shù)。r/t越小，彎曲變形程度越大。（4-2） （4-3）第17頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲變形程度及其表示方法2.彈塑性彎曲與純塑性彎曲概念b）沒(méi)有硬化的彈塑性彎曲c）沒(méi)有硬化的純塑性彎曲d）、e）有硬化的彈塑性彎曲和純塑性彎曲 r/t不斷減小，塑性變形由內(nèi)、外表面向中心擴(kuò)展，這時(shí)候的彎曲稱為彈塑性彎曲階段。 r/t進(jìn)一步減小，材料內(nèi)部基本上全是塑性變形區(qū)，只有中間極薄的一層彈形變形區(qū)，可以忽略不計(jì)，這時(shí)的彎曲稱為純塑性彎曲階段。第18頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲變

9、形程度及其表示方法3.彎曲力行程曲線V形件彎曲過(guò)程力行程曲線如圖所示。在凸、凹模隔著材料完全吻合以前的彎曲過(guò)程稱為自由彎曲。接著，凸模繼續(xù)下壓，彎曲力急劇上升，稱為校正彎曲。如圖中所示，在彈性彎曲階段，彎曲力線性上升；在彈-塑性和純塑性變形（自由彎曲）階段，彎曲力基本不變或略呈下降趨勢(shì)；當(dāng)進(jìn)入校正彎曲階段時(shí)，彎曲力將急劇上升。1彈性彎曲；2自由彎曲;3校正彎曲彎曲過(guò)程力行程曲線第19頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析圖4-6 彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) ）窄板 b)寬板切向主應(yīng)力和主應(yīng)變（ 1 ， 1 ）；寬度方向主應(yīng)力和主應(yīng)變（

10、 2 ， 2 ）；厚度方向主應(yīng)力和主應(yīng)變（ 3 ， 3 ）。第20頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析圖4-6 彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) ）窄板 (1)窄板彎曲應(yīng)變：板料在彎曲時(shí)，主要表現(xiàn)是內(nèi)、外層纖維的壓縮和伸長(zhǎng)，切向應(yīng)變是最大的主應(yīng)變，其外層應(yīng)變?yōu)檎?，?nèi)層應(yīng)變?yōu)樨?fù)。在寬度方向，外層應(yīng)變?yōu)樨?fù)，內(nèi)層應(yīng)變?yōu)檎?。在厚度方向，外層?yīng)變?yōu)樨?fù)，內(nèi)層應(yīng)變?yōu)檎５?1頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析圖4-6 彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) ）窄板 (1)窄板彎曲應(yīng)力：在切向，外層為拉

11、應(yīng)力，內(nèi)層為壓應(yīng)力。在寬度方向，由于材料彎曲時(shí)不受約束自由變形，則從矩形斷面變成扇形斷面，可認(rèn)為應(yīng)力20。在厚度方向，由于彎曲時(shí)板材纖維之間相互壓縮，因此內(nèi)、外層應(yīng)力均為壓應(yīng)力。 窄板彎曲時(shí)，內(nèi)、外層的應(yīng)變是立體的，應(yīng)力狀態(tài)是平面的。第22頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析 ()寬板彎曲圖4-6 彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) b）寬板 應(yīng)變：寬板彎曲時(shí)，切向和厚度方向的應(yīng)變與窄板相同。在寬度方向，由于板料寬度寬，變形阻力較大，彎曲后板寬基本不變，因此內(nèi)、外層寬度方向的應(yīng)變接近于零（2）。第23頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，

12、19點(diǎn)11分，星期一三、寬板與窄板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分析 ()寬板彎曲圖4-6 彎曲變形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) b）寬板 應(yīng)力：切向與厚度方向的應(yīng)力狀態(tài)與窄板相同。在寬度方向，由于材料不能自由變形，外層材料為拉應(yīng)力，內(nèi)層材料為壓應(yīng)力。 寬板彎曲時(shí)，內(nèi)、外層的應(yīng)變狀態(tài)是平面的，應(yīng)力狀態(tài)是立體的。第24頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算假定1）彎曲過(guò)程中，毛坯變形區(qū)內(nèi)任意位置上的橫截面始終為平面；2）彎曲過(guò)程中，毛坯變形區(qū)內(nèi)橫截面的形狀尺寸不變，中性層位置仍在板料中間；3）彎曲件內(nèi)、外層切向應(yīng)力和切向應(yīng)變與單向狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系完全一致。第25頁(yè)

13、，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算1.線性彈塑性彎曲彎矩（1）設(shè)定應(yīng)力函數(shù)圖4-7 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線式中 E彈性模量； s屈服點(diǎn)； 硬化模數(shù)； s與屈服點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的切向應(yīng)變。 彈性變形范圍內(nèi)（OA部分）切向應(yīng)力值為 塑性變形范圍內(nèi)（AB部分）切向應(yīng)力值為：（4-4）（4-5）第26頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算1.線性彈塑性彎曲彎矩（2）彎矩計(jì)算 先在彎曲變形區(qū)任意位置取一橫截面，該橫截面上應(yīng)力分布如圖所示。圖4-8 任意橫截面及其應(yīng)力分布第27頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)

14、11分，星期一四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算1.線性彈塑性彎曲彎矩（2）彎矩計(jì)算式中 b毛坯寬度； 中性層曲率半徑； s彈性變形區(qū)與塑性變形區(qū)分界點(diǎn)上切向應(yīng)變； b毛坯內(nèi)、外表面的切向應(yīng)變。彈性變形硬化使塑性變形部分形成彎矩增量不考慮硬化時(shí)塑性變形（4-7）（4-8）第28頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算2.線性純塑性彎曲（4-11）第29頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、彎曲時(shí)的應(yīng)力和彎矩計(jì)算3.無(wú)硬化線性純塑性彎曲（r/t較小時(shí)熱彎曲）彎矩 由于沒(méi)有硬化現(xiàn)象，所以毛坯斷面內(nèi)切向應(yīng)力是恒定不變的。(4-12)第3

15、0頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)1.應(yīng)變中性層位置的內(nèi)移 板料在彈性彎曲時(shí)，應(yīng)變中性層位于板料橫斷面中間，塑性彎曲時(shí)，設(shè)板料原來(lái)長(zhǎng)度、寬度和厚度分別為l、b、t。彎曲成為外半徑R、內(nèi)半徑r、寬度b1、厚度t1和彎曲中心角a的形狀。圖4-9 應(yīng)變中性層的確定由體積不變?cè)瓌t得塑性彎曲時(shí)應(yīng)變中性層位置：式中 變薄系數(shù)，=t1/t3時(shí)，=1。第31頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)1.應(yīng)變中性層位置的內(nèi)移圖4-9 應(yīng)變中性層的確定一般生產(chǎn)中b/t3=1(4-16)應(yīng)變中性層與r/t和有關(guān)。凸模下

16、移， r/t和減小，應(yīng)變中性層內(nèi)移。彎曲變形程度越大，內(nèi)移量越大。第32頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 板料彎曲時(shí)，外層纖維受拉使厚度減薄，內(nèi)層纖維受壓使厚度增加。由于應(yīng)變中性層的內(nèi)移,外層拉伸區(qū)逐步擴(kuò)大，內(nèi)層壓縮區(qū)不斷減小，外層的減薄量大于內(nèi)層的增厚量，從而使板料的厚度變薄。根據(jù)材料塑性變形體積不變的條件，厚度的減薄必然使板料的長(zhǎng)度增加。五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)2.變形區(qū)內(nèi)板料的變薄和增長(zhǎng)r/t越小減薄量越大，增長(zhǎng)量越大。第33頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一五、板料塑性彎曲的變形特點(diǎn)3.變形區(qū)板料剖面的畸變、翹曲和破裂圖4-10

17、板料彎曲后的畸變、翹曲和破裂）翹曲）翹曲和不平 ）拉裂b/t3寬板r/t越小，拉裂可能性越大第34頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 影響材料最小彎曲半徑的力學(xué)性能主要是塑性，材料塑性指標(biāo)（、 等）越高，其彎曲時(shí)塑性變形的穩(wěn)定性越好，可以采用的最小彎曲半徑越小。第二節(jié) 最小彎曲半徑一、影響最小彎曲半徑的因素1.材料的力學(xué)性能 在保證彎曲件毛坯外表面纖維不發(fā)生破壞的條件下，工件所能完成的內(nèi)表面最小圓角半徑，稱為最小彎曲半徑rmin。第35頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 彎曲中心角越小，圓角部分外表面纖維的變形分散效應(yīng)越顯著，最小彎曲半徑的數(shù)

18、值也越小。第二節(jié) 最小彎曲半徑一、影響最小彎曲半徑的因素2.零件彎曲中心角的大小 彎曲角在大于60度后對(duì)最小彎曲半徑的數(shù)值沒(méi)有影響。第36頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、影響最小彎曲半徑的因素3.板料的軋制方向與彎曲線夾角的關(guān)系3、較小的彎曲件，應(yīng)盡可能使彎曲線垂直于軋制方向。如果零件有兩個(gè)以上彎曲線相互垂直，可安排彎曲線與軋制方向成45夾角。1、板料經(jīng)過(guò)多次軋制，其力學(xué)性能具有方向性，因彎曲件的彎曲線與板料軋制方向垂直時(shí)，最小彎曲半徑數(shù)值最小；2、彎曲件的彎曲線與板料軋制方向平行時(shí)，則最小彎曲半徑最大。第37頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分

19、，星期一 彎曲件毛坯一般由沖裁獲得，其斷面存在冷作硬化層，彎曲時(shí)，沖裁件斷面上的斷裂帶及毛刺在拉應(yīng)力作用下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致彎曲件從側(cè)邊開(kāi)始破裂。因此在彎曲前，應(yīng)將毛坯上的毛刺去除。如彎曲件毛坯帶有較小的毛刺，彎曲時(shí)應(yīng)使帶毛刺朝內(nèi)（即朝彎曲凸模方向），以避免應(yīng)力集中而產(chǎn)生破裂。一、影響最小彎曲半徑的因素4.板料表面及沖裁斷面的質(zhì)量第38頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、影響最小彎曲半徑的因素5.板料的相對(duì)寬度圖4-11 板料相對(duì)寬度對(duì)最小彎曲半徑的影響 圖4-11為彎曲件相對(duì)寬度bt對(duì)最小彎曲半徑的影響，當(dāng)彎曲件的相對(duì)寬度較小時(shí)，其影響比較明顯，但當(dāng)bt10時(shí)，

20、其影響不大。第39頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 彎曲變形區(qū)內(nèi)切向應(yīng)變?cè)诤穸确较虺示€性規(guī)律變化，在外表面最大，在應(yīng)變中性層為零。當(dāng)板料厚度較小時(shí)，切向應(yīng)變變化的梯度大，能很快地由外表面的最大值衰減為零，這樣與切向變形最大的外表面相鄰近的金屬材料，可以起到阻礙外表面材料產(chǎn)生局部不穩(wěn)定塑性變形的作用，因此可以得到較大的變形或采用較小的最小彎曲半徑。一、影響最小彎曲半徑的因素6.板料厚度第40頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、最小彎曲半徑值確定1.最小彎曲半徑的近似理論計(jì)算（4-22）（4-17）第41頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日

21、，19點(diǎn)11分，星期一 由于影響最小彎曲半徑大小的因素很多，因此計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的rmin有一定的誤差，在實(shí)際生產(chǎn)中主要是參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定各種材料的最小彎曲半徑，參看表（4-2）。二、最小彎曲半徑值確定2.最小彎曲半徑的經(jīng)驗(yàn)值確定第42頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 1.彎曲件分兩次彎曲，第一次采用較大的彎曲半徑（大于rmin），第二次按要求的彎曲半徑彎曲。 2.采用先退火以增加材料塑性再進(jìn)行彎曲，以獲得所需的彎曲半徑，或者在工件許可情況下采用熱彎。三、提高彎曲極限變形程度方法第43頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一三、提高彎曲極限變形程

22、度方法 3.先在彎曲件彎曲圓角內(nèi)側(cè)開(kāi)槽，如圖所示，再進(jìn)行彎曲。圖4-12 開(kāi)槽后彎曲a）U形件 b）V形件第44頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第三節(jié) 彎曲卸載后的回彈一、回彈原因及表現(xiàn)形式回彈現(xiàn)象產(chǎn)生于彎曲變形結(jié)束后的卸載過(guò)程。 彎曲卸載后，由于中性層附近的彈性變形以及內(nèi)、外層總變形中彈性變形部分的恢復(fù)，使彎曲件的彎曲中心角和彎曲半徑變得和模具尺寸不一致的現(xiàn)象稱為回彈（又稱為彈復(fù)D）。回彈的概念回彈的原因第45頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、回彈原因及表現(xiàn)形式圖4-14 彈塑性彎曲卸載過(guò)程中工件斷面上切向應(yīng)力的變化圖4-13 純塑性

23、彎曲卸載過(guò)程中工件斷面上切向應(yīng)力的變化第46頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、回彈原因及表現(xiàn)形式彎曲回彈的表現(xiàn)形式有兩種。圖4-15 彎曲變形的回彈r回彈角：r回彈前回彈后第47頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 材料的屈極點(diǎn)s越高，彈性模量E 越小，彎曲變形的回彈也越大。若材料的力學(xué)性能不穩(wěn)定，其回彈值也不穩(wěn)定。材料的屈服點(diǎn)s越高，則材料在一定的變形程度時(shí)，變形區(qū)斷面內(nèi)的應(yīng)力也越大，因而引起更大的彈性變形，故回彈值也越大。彈性模量E越大，則抵抗彈性變形的能力越強(qiáng)，故回彈值越小。二、影響回彈的因素1.材料的力學(xué)性能第48頁(yè)，共123頁(yè)，2

24、022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、影響回彈的因素2.相對(duì)彎曲半徑r/t 相對(duì)彎曲半徑r/t越小，彎曲變形區(qū)的總切向變形程度增大，塑性變形部分在總變形中所占的比例增大，而彈性變形部分所占的比例則相應(yīng)減小，因而回彈值減小。反之，當(dāng)相對(duì)彎曲半徑越大，回彈值增大，這就是曲率半徑很大的零件不易彎曲成形的道理。 彎曲變形程度用 rt 來(lái)表示。彎曲變形程度越大，回彈愈小 ，彎曲變形程度越小，回彈愈大 。 第49頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 彎曲中心角越大，表示彎曲變形區(qū)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，回彈積累值也越大，故回彈角越大，但對(duì)彎曲半徑的回彈影響不大。二、影響回彈的因素3.彎

25、曲中心角第50頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 自由彎曲時(shí)的回彈角要比校正彎曲來(lái)得大,這是因?yàn)樾Ｕ龔澢鷷r(shí)，材料受到凸、凹模的壓縮作用，不僅使彎曲變形區(qū)毛坯外側(cè)的拉應(yīng)力有所減小，并且在外側(cè)靠近中性層附近的切向也出現(xiàn)和毛坯內(nèi)側(cè)切向一樣的壓縮應(yīng)力。隨著校正力的增加，切向壓應(yīng)力區(qū)向毛坯的外表面不斷擴(kuò)展，以致毛坯的全部或大部分?jǐn)嗝婢a(chǎn)生切向壓縮應(yīng)力。這樣內(nèi)、外層材料回彈的方向取得一致，使其回彈量比自由彎曲時(shí)大為減少。因此校正力越大，回彈值越小。二、影響回彈的因素4.彎曲方式及校正力大小第51頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 U 形件的回彈小于V 形

26、件。復(fù)雜形狀彎曲件，若一次彎曲成形，由于在彎曲時(shí)各部分材料互相牽制及彎曲件表面與模具表面之間摩擦力的影響，因而改變了彎曲件彎曲時(shí)各部分材料的應(yīng)力狀態(tài)，這樣使回彈困難，回彈角減小。二、影響回彈的因素5.工件形狀第52頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 在彎曲U形件時(shí)，模具凸、凹模間隙對(duì)彎曲件的回彈有直接的影響。間隙小，回彈減小。相反，當(dāng)間隙較大時(shí)，材料處于松動(dòng)狀態(tài)，工件的回彈就大。二、影響回彈的因素6.模具間隙第53頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一三、回彈值的確定1.理論計(jì)算圖4-16 彎曲時(shí)加載和卸載過(guò)程加載為沿折線OAB卸載沿線段BC。第

27、54頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 在實(shí)際彎曲時(shí)影響回彈值的因素又較多，而且各因素相互影響，因此計(jì)算結(jié)果往往不準(zhǔn)確，在生產(chǎn)實(shí)踐中采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。各種彎曲方法與彎曲角度的回彈經(jīng)驗(yàn)值可查有關(guān)手資料。三、回彈值的確定2.經(jīng)驗(yàn)值選用第55頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、提高彎曲件精度的措施1.改進(jìn)彎曲件的設(shè)計(jì) 在彎曲件彎曲變形區(qū)壓制加強(qiáng)筋，以提高零件剛度來(lái)減少回彈。圖4-17 在彎曲變形區(qū)壓制加強(qiáng)筋第56頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 在制定彎曲工藝時(shí)，可采用校正彎曲來(lái)代替自由彎曲。對(duì)冷作硬化的硬材料，先進(jìn)行退火

28、，使其屈服極限降低后再進(jìn)行彎曲。四、提高彎曲件精度的措施2.采取適當(dāng)?shù)膹澢に嚨?7頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模 1）對(duì)于軟材料（Q215、Q235、10鋼、20鋼，H62軟黃銅），其回彈角5，可在凸?；虬寄Ｉ献鞒鲅a(bǔ)償角，并減小凸、凹模之間間隙來(lái)克服回彈。圖4-18 模具補(bǔ)償角克服回彈第58頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模 2）對(duì)于厚度在0.8mm以上軟材料，彎曲半徑又不大時(shí)，可把凸模作成局部凸起（圖4-19），以便對(duì)彎曲變形區(qū)進(jìn)行局部整形來(lái)減小回彈。

29、圖4-19 局部整形克服回彈第59頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 3）對(duì)于較硬材料（45鋼、50鋼，H62硬黃銅等），彎曲半徑rt時(shí)，根據(jù)回彈值，對(duì)模具工作部分的形狀和尺寸進(jìn)行修正。 四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模第60頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模 4）對(duì)于U形件彎曲，可改變背壓（頂板壓力）的方法改變回彈角。圖4-20 U形件弧面底邊回彈抵消法第61頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 5）采用橡膠、聚氨酯軟凹模代替金屬凹模（圖4-21），用調(diào)節(jié)凸模壓入軟

30、凹模深度方法來(lái)控制回彈。四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模圖4-21 軟凹模彎曲第62頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 6）在彎曲件的端部加壓，可以獲得精確的彎邊高度，并由于改變了應(yīng)力狀態(tài)而減小回彈（圖4-22）。四、提高彎曲件精度的措施3.正確設(shè)計(jì)彎曲模圖4-22 端部加壓的彎曲第63頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 相對(duì)彎曲半徑非常大的彎曲件，如飛機(jī)機(jī)翼上蒙皮，采用普通的彎曲方法，由于毛坯大部分處于彈性變形狀態(tài)，彎曲后產(chǎn)生很大的回彈，有的甚至無(wú)法彎曲成形，這時(shí)就必須采用拉彎工藝。四、提高彎曲件精度的措施4.采用拉彎工藝圖4-2

31、3 拉彎工藝第64頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第四節(jié) 彎曲件毛坯尺寸計(jì)算一、彎曲應(yīng)變中性層位置的確定 在沖壓生產(chǎn)中也常采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定應(yīng)變中性層的曲率半徑 式中 K應(yīng)變中性層位移系數(shù),其值參照表4-3。第65頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一式中 毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度(mm)； l1、l2工件直邊長(zhǎng)度(mm) 應(yīng)變中性層位移系數(shù)； 彎曲件內(nèi)彎曲半徑(mm)； 板厚(mm)。二、彎曲件毛坯尺寸計(jì)算1.r0.5t的彎曲件圖4-24 一個(gè)90角彎曲件Ll1l2l0l1l2 （rKt）2第66頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分

32、，星期一二、彎曲件毛坯尺寸計(jì)算2.r0.5t的彎曲件圖4-25 一個(gè)直角彎曲件 按彎曲前毛坯體等于彎曲件體積可得 L1l1l20.785t 由于彎曲變形時(shí)，不僅在毛坯的圓角變形區(qū)產(chǎn)生變薄，而且與其相鄰的直邊部分也產(chǎn)生一定程度的變薄，所以上式求得的結(jié)果往往偏大，還必須作如下修正。 Ll1l2（0.40.6）t第67頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第五節(jié) 彎曲力計(jì)算一、自由彎曲時(shí)彎曲力計(jì)算圖4-26 自由彎曲示意圖 ）形件形件彎曲 0.6kbt 2brt式中 自由彎曲力(N)； 彎曲件寬度(mm)； 彎曲件內(nèi)彎曲半徑(mm)； 材料抗拉強(qiáng)度(MPa)； k系數(shù)，一般取k

33、=11.3。第68頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一式中 自由彎曲力(N)； 彎曲件寬度(mm)； 彎曲件內(nèi)彎曲半徑(mm)； 材料抗拉強(qiáng)度(MPa)； k系數(shù)，一般取k=11.3。第五節(jié) 彎曲力計(jì)算一、自由彎曲時(shí)彎曲力計(jì)算圖4-26 自由彎曲示意圖 b）U形件U形件彎曲 0.7kbt 2brt第69頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、校正彎曲時(shí)彎曲力計(jì)算圖4-27 校正彎曲示意圖校正彎曲力按下式計(jì)算： qA式中 校正彎曲力(N)； 校正部分投影面積(mm2)； q單位面積上的校正力(MPa),q值可按表4-4選取。第70頁(yè)，共123頁(yè)，2

34、022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 對(duì)于設(shè)有頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取自由彎曲力的6080%。三、頂件力和壓料力計(jì)算第71頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、壓力機(jī)公稱壓力的確定 對(duì)于自由彎曲 壓機(jī)自式中 壓機(jī)選用的壓力機(jī)公稱壓力(kN)； 自自由彎曲力(kN)； 有壓料或頂件裝置的壓力(kN)。第72頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一四、壓力機(jī)公稱壓力的確定 圖4-28 彎曲各階段彎曲力變化曲線彈性彎曲階段 2自主彎曲階段 3校正彎曲階段 對(duì)于校正彎曲，其彎曲力要比自由彎曲大得多，而且在彎曲過(guò)程中，兩者不重

35、疊（圖4-28）。因此，選擇壓力機(jī)時(shí)，以校正彎曲為依據(jù)即可。第73頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第六節(jié) 彎曲件的工藝性一、彎曲件精度表4-5 彎曲件角度偏差 彎曲件的工藝性是指彎曲件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度要求、材料選用及技術(shù)要求是否適合于彎曲加工的工藝要求。第74頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一第六節(jié) 彎曲件的工藝性一、彎曲件精度表4-5彎曲零件的直線尺寸公差第75頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 彎曲件的彎曲半徑不能小于該工件材料的最小彎曲半徑，否則在彎曲變形區(qū)外表面將產(chǎn)生拉裂，造成廢品。如果工件要求的彎曲半

36、徑很小時(shí)，可按本章第二節(jié)中有關(guān)提高彎曲極限變形程度方法予以解決。二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性1.彎曲件的彎曲半徑第76頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性2.彎曲件的形狀圖4-29 彎曲件形狀不對(duì)稱產(chǎn)生側(cè)移(D)板料與模具之間的摩擦阻力不均產(chǎn)生工件側(cè)移。第77頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性2.彎曲件的形狀圖4-30 帶缺口的彎曲件帶有缺口的彎曲件，缺口要安排在彎曲成形以后切除。否則，彎曲時(shí)缺口處會(huì)發(fā)生張口現(xiàn)象。第78頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性3.彎

37、曲件直邊高度圖4-31 彎曲件直邊的高度圖4-32 直邊側(cè)面帶有斜邊的彎曲件 為了保證彎曲件的直邊部分平直，其直邊高度h應(yīng)不小于2t，最好大于3t。若h2t，則必須在彎曲圓角處預(yù)先壓槽后再?gòu)澢?，或加長(zhǎng)直邊部分，待彎曲后再切掉多余部分，如圖所示。第79頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一 彎曲預(yù)先沖好孔的毛坯時(shí)，如果孔位于彎曲變形區(qū)內(nèi)，則孔形將直接受彎曲變形的影響而畸變。二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性4.彎曲件上孔的位置圖4-33 彎曲件上的孔邊距離t1mm頂桿壓料(D)頂桿前端加V形頂板第94頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu).V形

38、件彎曲模圖4-41 帶頂料及定料銷的彎曲模1凸模 2頂板 3定料銷 4凹模 5反側(cè)壓塊第95頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu).V形件彎曲模多次V形彎曲制造復(fù)雜零件的例子第96頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu).U形件彎曲模第97頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu).U形件彎曲模(D)圖4-42 U形件彎曲模1模柄 2上模座 3凸模 4推桿5凹模 6下模座 7頂料裝置 8頂板9、10定位銷第98頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎

39、曲模的典型結(jié)構(gòu).U形件彎曲模(D)圖4-43 彎曲角小于90的彎曲模第99頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)3.Z形件彎曲模(D)圖4-44 Z形件彎曲模1頂板 2托板 3橡膠 4壓塊 5上模座6、7凸模 8下模座 反側(cè)壓塊第100頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)通用彎曲模第101頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)4.帽罩形件彎曲模圖4-45 兩次彎曲四角形件第102頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)4.帽罩形

40、件彎曲模（D）圖4-46 一次彎曲四角形件第103頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)4.帽罩形件彎曲模一次彎曲四角形件第104頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)5.圓形件彎曲模圓筒形件彎曲的彎曲方法可分為三類：（1）對(duì)于圓筒直徑d5mm的小圓，一般先將毛坯彎成U形，然后再?gòu)澇蓤A形（如圖）或一次彎曲成形（如圖）。 小圓形件兩次彎曲成形第105頁(yè)，共123頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)11分，星期一一、彎曲模的典型結(jié)構(gòu)5.圓形件彎曲模圖4-47 小圓形件一次彎曲成形模(D)1模柄 2上模板 3墊板 4凸模 5導(dǎo)柱6芯軸 7彈簧 8支架 9導(dǎo)套 10圓柱銷11下模座 12墊板 13凹模 14凹模鑲塊15壓料板 16固定板 17彈簧18卸料螺釘 19內(nèi)六角螺釘關(guān)鍵：上模四個(gè)彈簧的壓力