弯曲成型与冲压成型剖析.ppt

任务七任务七 弯曲成型与冲压成型弯曲成型与冲压成型一、弯曲成形基础知识一、弯曲成形基础知识弯曲成形是指将环料弯成所需形状的加工方法，简称弯曲。在焊接结构生产中,弯曲成形的较大的比例，有80%-90%的金属材料焊接结构需要经过弯曲成形，如输送管线，各种石油塔、罐，球形封头及锅炉的锅筒，压力，压力容器和化工设备等都采用弯曲成形。分类按坏料加工温度冷弯曲热弯曲 弯曲变形的方法弯曲变形的方法 手工弯曲机械弯曲。冷弯曲 常温下进行的弯曲成形加工，它适用于塑性较好的金属材料，如碳素结构钢和低合金结构钢等。冷弯曲时，若弯曲变形量较大，则会引起金属冷变形强化，使金属材料的塑性和韧性降低，强度和硬度提高，容易发生脆性断裂。因此，GB50205-2001规定了弯曲件的最小曲率半径r和最大弯曲矢高f的允许值。根据GB50205-2001的规定，当变形量不大于2%，弯曲圆筒的中径D与板厚t的比值大于40时可进行冷弯曲。同时，还规定碳素结构钢和低合金结构钢在弯曲加工时，其最低环境温度分别不低于-16和-12。热弯曲 通常在9001000范围内进行的弯曲加工。对于碳素结构钢，在弯曲温度降至700之前就应停止弯曲加工；对于低合金结构钢，在弯曲温度降至800之前就应停止弯曲加工，而且低合金结构钢在弯曲成形加工结束后应缓慢冷却。热卷时加热炉应设置在卷板机附近，一般离卷板机610m。手工夺曲 借助手和部分简易工具（如平台、垫块、锤子等）对坯料进行弯曲成形加工，它适用于对较薄的钢板进行弯曲成形加工。机械弯曲 在弯折机、液压机、卷板机等设备上进行的弯曲成形加工，它适用于对较大、较厚的坯料进行弯曲加工。其中，在压力机上使用弯曲模进行弯曲成形加工的方法称为机械压弯；通过卷板机上的旋转辊轴使金属坏料弯曲成形的方法称为滚弯，又称卷板。二、弯曲成形过程二、弯曲成形过程 弯曲成形加工所用坯料通常是钢材等塑性材料。这些材料的变形过程如下：（1）初始阶段 当坯料上作用有外弯矩时，坯料将发生弯曲变形。在坯料变形区内，靠近曲率中心一侧（简称内层)的金属在外弯矩引起的压应力作用下被压缩缩短，远离曲率中心一侧(简称外层)的金属在外弯矩引起的拉应力作用下被拉伸伸长。在坯料弯曲过程中的初始阶段，外弯矩的数值不大，坯料内应力的数值小于材料的屈服强度，坯料仅发生弹性（2）塑性变形阶段 当外弯矩的数值继续增大时，坯料的曲率半径随之缩小，材料内应力的数值开始超过其屈服强度，坯料变形区的内表面和外表面首先由弹性变形状态过渡到塑性变形状态，以后塑性变形由内、外表面逐步向中心扩展。（3）断裂阶段 坯料发生塑性变形后，若继续增大外弯矩，待坯料的弯曲半径小到一定程度时，将因变形超过材料自身变形能力的限度而使坯料受拉伸的外层表面首先出现裂纹并向内伸展，致使还料发生断裂破坏。在弯曲过程中，材料的横截面形状也要发生变化，无论宽板、窄板，在变形区内材料的厚度有变薄现象。三、钢材的变形特点对弯曲成形加工的影响 钢材的变形特点对弯曲成形加工的影响主要有以下几个方面：（1）弯力 弯曲成形是使被弯曲材料发生塑性变形，因此无论采用何种弯曲成形方法，弯力都必须能使被弯曲材料的内应力超过材料的屈服强度。实际弯力的大小要根据被弯曲材料的力学性能、弯曲方式和性质、弯曲件形状等多方面因素来确定（2）回弹现象 通常在材料发生塑性变形时仍有部分弹性变形存在，而弹性变形部分在卸载时（除去外弯矩)要恢复原态，使弯曲件的曲率和角度发生变化，这种现象称为回弹。回弹现象的存在直接影响弯曲件的几何精度，因此必须加以控制。各种因素对回弹的影响主要有：材料的屈服强度越高、弹性模量越小，加工硬化越激烈，弯曲变形的回弹越大。材料的相对弯曲半径r/越大，材料变形程度越小，回弹越大。在弯曲半径一定时，弯曲角越大表示变形区长度越大，回弹也越大。其他因素，如零件的形状、模具的构造、弯曲方式及弯力的大小等，对弯曲件的回弹也有一定的影响。