鍛壓工藝學(xué)-彎曲

1、鍛壓工藝學(xué)-彎曲第1頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三a)圓角部分：遠離圓角的直邊部分：靠近圓角處的直邊：(b)在變形區(qū)內(nèi)：縱向纖維bb：縱向纖維aa：應(yīng)變中性層(圖中oo層)：(c)彎曲變形區(qū)，板料厚度發(fā)生變化。(d)變形區(qū)的橫斷面變化分兩種情況：寬板(板寬B與板厚t之比大于彎曲時，仍保持矩形；而窄板(B5)：應(yīng)變中性層位于板厚的中央，由下式?jīng)Q定： 小圓角半徑彎曲（R/t5）：應(yīng)變中性層的位置根據(jù)彎曲變形前后體積不變的條件決定。 第8頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三（6） 彎曲區(qū)板料厚度的變薄以中性層為界，外層纖維受拉使厚度減薄，內(nèi)層纖維受壓

2、使板料增厚。在R/t5的塑性彎曲:（7） 板料長度的增加 寬度方向尺寸： 彎曲件 板料長度： 第9頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三（8）板料橫截面的畸變、翹曲和拉裂圖 板料彎曲后的畸變和拉裂第10頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.4 最小彎曲半徑r彎曲零件內(nèi)表面的圓角半徑，毫米；t板材的厚度，毫米。最小彎曲半徑rmin：在保證毛坯外層纖維不發(fā)生破壞的條件下，所能彎成零件內(nèi)表面的最小圓角半徑 第11頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.4.1 影響最小彎曲半徑的因素(1)零件的彎曲角圖3.5 彎曲角對最小彎曲半徑的影響

3、彎曲角越小，直邊部分參與變形的分散效應(yīng)越顯著，最小彎曲半徑值也越小。 第12頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三(2)板料的纖維方向彎曲件的折彎線與纖維方向垂直時，最小相對彎曲半徑的數(shù)值最??；如果折彎線與纖維方向平行，最小彎曲半徑的數(shù)值最大。 第13頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三(3) 板料的表面和側(cè)邊質(zhì)量(4)板料的厚度厚度較小：切向應(yīng)變變化的梯度大，很快由最大值衰減為零。與切向變形最大的外表面相臨近的金屬，可以起到阻止外表面金屬產(chǎn)生局部不均勻延伸的作用。 第14頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.4.2 最小相對彎

4、曲半徑的經(jīng)驗選用材 料正火或退火硬化的彎曲線方向與軋紋垂直與軋紋平行與軋紋垂直與軋紋平行鋁退火紫銅黃銅H6805、08F00.30.31.00.40.20.82.00.80.50810，A1,A200.40.40.81520,A30.10.50.51.02530,A40.20.60.61.23540,A50.30.80.81.54550,A60.51.01.01.7第15頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.5 彎曲力與彎曲力矩的計算3.5.1 彎曲時的應(yīng)力與彎矩的計算（自學(xué)）彎曲力計算及設(shè)備選擇 選用的大致原則是：式中 F壓機選用的壓力機噸位，牛頓； F彎曲力計算彎曲

5、力，牛頓； P有壓料板或推件裝置的壓力，約為彎曲力的30-80%。第16頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三第17頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.6 彎曲件回彈3.6.1 回彈現(xiàn)象的理論分析彎曲件的回彈:原因:彎曲時內(nèi)、外區(qū)縱向應(yīng)力方向不一致，彈性恢復(fù)時方向也相反。影響回彈的因素 :1)材料的機械性能 彈性模量越小，屈服極限和抗拉強度等與變形抗力有關(guān)的數(shù)值越大，回彈也越大。 圖 機械性能對回彈值的影響 I、III-退火軟鋼：-軟錳黃銅； -退火后再經(jīng)冷變形硬化的軟鋼第18頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三2)相對彎曲半

6、徑Rt 相對彎曲半徑越小，板料的變形程度越大，在板料中性層兩側(cè)的純彈性變形區(qū)以及塑性變形區(qū)總變形中的彈性變形的比例減小，所以回彈值就越小。 圖 變形程度對回彈值的影 響由于 可知：第19頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3)彎曲中心角 中心角越大，變形區(qū)域R越大，回彈積累值越大，回彈角越大。4)工件形狀 U形件的回彈V形件的回彈。形狀復(fù)雜的彎曲件：5)彎曲方式 自由彎曲時回彈角大，采取校正彎曲時回彈角減小。校正力越大，回彈值越小。 第20頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三V形件會出現(xiàn)負回彈：相對彎曲半徑較大時，OA的回彈值變大，使工件角度大于模具

7、角度，當(dāng)相對彎曲半徑較小時，OA的彈復(fù)值變小，使工件角度小于模具角度。 第21頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三對U形彎曲件：頂件力大小對回彈有很大影響。頂件力大，回彈角為正值；頂件力小，會出現(xiàn)負回彈。 第22頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.6.2 回彈值的確定 設(shè)卸載前中性層半徑為0，彎曲角為，回彈后的中性層半徑為0，彎曲角為0，則彎曲件的曲率變化量為角度變化量為： 角度變化量為：第23頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三對V形件的彎曲： 對U形件的彎曲： -回彈角（單面）；K-中性層系數(shù)；l-支點的距離，即凹模的口

8、寬；l1-彎曲力壁；s-屈服應(yīng)力；E-彈性模量；t-材料厚度。 第24頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三減少回彈的措施(1)改進彎曲件局部結(jié)構(gòu)和選用合適材料 在彎曲件變形處壓制加強筋，提高零件剛度；選用彈性模數(shù)大而屈服極限值較低的材料。對一些硬材料，彎曲前進行退火處理，也可以減少回彈。(2)補償法 根據(jù)彎曲件的回彈趨勢和回彈量大小，修正凸?；虬寄９ぷ鞑糠值男螤詈统叽纾构ぜ幕貜椓康玫窖a償。 第25頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三雙角彎曲時：一般材料，0.8mm，彎曲角不大：利用整形減小回彈的模具 第27頁，共58頁，2022年，5月20日，2

9、3點52分，星期三（4）拉彎法 基本原理 ：第28頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三最小的必要拉伸量為： -中性層的拉伸應(yīng)變量。 彎曲時中性層的半徑為，距離中性層y處因為彎曲產(chǎn)生的切向應(yīng)變?yōu)閥/，加上最小必要拉伸量 后，此處的切向總應(yīng)變?yōu)椋壕嘀行詫觵處的切向應(yīng)力為:第29頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三 (a)彎曲后 (b)彎曲加拉后第30頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三設(shè)回彈后的曲率半徑為0，則硬化模數(shù)D并非定值，拉伸變形程度，D的數(shù)值，所以在拉彎過程中加的拉力愈大，愈有利于減少零件曲率的回彈量。先拉后彎：第31頁，

10、共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三圖3.19.1 用拉彎法減少回彈第32頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.7 彎曲件毛坯長度的計算變形程度較小（r/t較大）：應(yīng)變中性層與彎曲毛坯斷面中心的軌跡相重合，=r+t/2。變形程度較大（r/t較?。簯?yīng)變中性層不通過毛坯斷面的中心，并向內(nèi)側(cè)移動。彎曲時板厚的變薄，致使應(yīng)變中性層的曲率半徑小于r+0.5t，應(yīng)變中性層的位置需根據(jù)體積不變條件確定。第33頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三彎曲前變形區(qū)的體積是：彎曲后變形區(qū)的體積是：所以 將 之值帶入上式并整理后得第34頁，共58頁，20

11、22年，5月20日，23點52分，星期三經(jīng)驗公式確定中性層的曲率半徑 ： 表3.5 系數(shù)K之值r/t 00.50.50.80.82233445K0.160.250.250.300.300.350.350.400.400.450.450.50第35頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三（1）有圓角半徑的彎曲彎曲件有一個彎角，毛坯長度用下式計算：彎曲件有幾個彎角，且每個彎角是逐個地分別彎曲時，毛坯長度用下式計算：第36頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三（2）圓角半徑很小（ ）時的彎曲彎曲件的毛坯長度用等體積法計算。彎曲前的體積：彎曲后的體積是：式中 x系

12、數(shù)，一般取x=0.40.6。第37頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三 3.8 彎曲模的典型結(jié)構(gòu) 3.8.1 V形件彎曲模圖436 帶有頂桿的彎曲模l一凸模， 2一頂桿； 3一定位塊； 4一凹模第38頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三圖4.37 直邊不等長的V形件彎曲模 1 -定位銷；2- 凹模；3-凸模； 4-止推塊；5-壓料板 圖4.38 彎曲孔產(chǎn)生變形 第39頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.8.2 U形彎曲模第40頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三第41頁，共58頁，2022年，5月20日

13、，23點52分，星期三3.8.3 圓環(huán)件彎曲模第42頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.9 彎曲模工作部分尺寸的計算3.9.1 凸凹模圓角半徑凸模圓角半徑:rp=r；（不能小于材料允許的最小彎曲半徑rmin ，否則： ）凹模圓角半徑：rd不宜過小，同時凹模兩邊的圓角半徑rd應(yīng)當(dāng)一致，以防止彎曲時的毛坯偏移。V 形件凹模底部圓角半徑：根據(jù)板料彎曲后，在彎曲區(qū)發(fā)生變薄的變形特點選取，通?？砂磸澢蟮陌辶虾穸?，得出彎曲件外側(cè)圓角半徑，并以此半徑作為V形件彎曲模的凹模底部圓角半徑。 第43頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.9.2 凹模深度凹模深度h

14、d過?。汗ぜ啥说淖杂刹糠珠L，彎曲工件回彈大，且不平直；過大則模具鋼材消耗多，且要求大行程的壓機。 圖3.16 彎曲模工作部分形狀與彎曲件尺寸標(biāo)注第44頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.9.3 凸、凹模間隙CU形件：間隙過大，則回彈大，彎曲件尺寸和形狀不易保證；間隙過小，彎曲力增大，且使工件變薄，降低模具壽命。V形件：在模具設(shè)計時，必須考慮到凸模的圓角半徑rp與凹模底部圓角半徑rb以及凸、凹模兩側(cè)，在模具閉合時完全接觸或貼合。第45頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.10 彎曲件的工藝性和工藝安排3.10.1 彎曲件的工藝性（1）彎曲件的彎

15、曲半徑不能小于材料的許可最小彎曲半徑，否則會產(chǎn)生拉裂 。第46頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三（2）彎曲件的形狀應(yīng)對稱，彎曲半徑應(yīng)左右一致，以保證板料不會因摩擦阻力不均勻而產(chǎn)生滑動，造成工件偏移。 第47頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三第48頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三（3）帶孔的彎曲件:孔邊至彎曲半徑R中心的距離B與料厚有關(guān)。一般：當(dāng)t2t。若H2t，在彎曲成形過程中，不能產(chǎn)生足夠的彎矩。對較厚的材料則需預(yù)先壓槽再彎曲或增加彎邊高度，彎曲后再切除多余部分。第50頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分

16、，星期三（5）彎曲件的工藝槽和工藝孔 第51頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三（6）彎曲件的尺寸標(biāo)注應(yīng)考慮工藝性 第52頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.10.2 彎曲的工序安排 圖3.27彎曲件的工序安排（二道）第53頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三圖3.28 彎曲件的工序安排（三道）第54頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.11 管料的彎曲加工3.11.1 斷面形狀的變化斷面變化特點：（1）外側(cè)壁厚發(fā)生拉伸變形，內(nèi)側(cè)的壁厚發(fā)生壓縮變形，由于內(nèi)外側(cè)壁厚之間有空間，在厚度方向上的伸長、壓縮變得更自由；（2）隨著彎曲的進行，外側(cè)的壁厚逐漸減薄，內(nèi)側(cè)厚壁則逐漸增加；（3）整個斷面形狀變成橢圓形。第55頁，共58頁，2022年，5月20日，23點52分，星期三3.11.2 各種彎曲方法與管料的變形