锻压工艺学.ppt

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1、3 弯曲图1-10弯曲变形过程1-凸模；2-凹模3.1概述概念：3.2 弯曲变形的特点变形后工件侧壁的坐标网格及断面变化：a)圆角部分：远离圆角的直边部分：靠近圆角处的直边：(b)在变形区内：纵向纤维bb：纵向纤维aa：应变中性层(图中oo层)：(c)弯曲变形区，板料厚度由t变薄至t1，=t1t称为变薄因数。(d)变形区的横断面分两种情况：在宽板(板宽B与板厚t之比大于3)弯曲时，横断面几乎不变，仍保持矩形；而窄板(B5时)，应变中性层位于板厚的中央，其位置可由下式决定，即 在小圆角半径弯曲时（R/t5时），应变中性层的位置根据弯曲变形前后体积不变的条件决定。5)弯曲区板料厚度的变薄 以中性层

2、为界，外层纤维受拉使厚度减薄，内层纤维受压使板料增厚。在R/t5的塑性弯曲:6)板料长度的增加 宽度方向尺寸：弯曲件 板料长度：7)板料横截面的畸变、翘曲和拉裂 图板料弯曲后的畸变和拉裂3.4 最小弯曲半径r弯曲零件内表面的圆角半径，毫米；t板材的厚度，毫米。3.4.1 影响最小弯曲半径的因素(1)零件的弯曲角图3.5 弯曲角对最小弯曲半径的影响(2)板料的纤维方向(3)板料的表面和侧边质量(4)板料的厚度 厚度较小，切向应变变化的梯度大，很快由最大值衰减为零。与切向变形最大的外表面相临近的金属，可以起到阻止外表面金属产生局部不均匀延伸的作用。3.4.2 最小相对弯曲半径的经验选用3.5 弯曲

3、力与弯曲力矩的计算3.5.1 弯曲时的应力与弯矩的计算（自学）3.5.2弯曲力计算及设备选择 选用的大致原则是：式中 F压机选用的压力机吨位，牛顿；F弯曲力计算弯曲力，牛顿；P有压料板或推件装置的压力，约为弯曲力的30-80%。3.6 弯曲件回弹3.6.1 回弹现象的理论分析弯曲件的回弹:原因:影响回弹的因素 :1)材料的机械性能 图 机械性能对回弹值的影响 I、III-退火软钢：-软锰黄铜；-退火后再经冷变形硬化的软钢2)相对弯曲半径Rt图 变形程度对回弹值的影响由于 ,可知 。c)弯曲中心角 d)工件形状 U形件的回弹V形件的回弹。形状复杂的弯曲件：e)弯曲方式 自由弯曲时回弹角大，采取校

4、正弯曲时回弹角减小。校正力越大，回弹值越小。V形件会出现负回弹：图 顶件力对回弹的影响图 V型弯曲过程及其弹复3.6.2 回弹值的确定 设卸载前中性层半径为0，弯曲角为，回弹后的中性层半径为0，弯曲角为0，则弯曲件的曲率变化量为角度变化量为：角度变化量为：对V形件的弯曲：对U形件的弯曲：-回弹角（单面）；K-中性层系数；l-支点的距离，即凹模的口宽；l1-弯曲力壁；s-屈服应力；E-弹性模量；t-材料厚度。3.6.3减少回弹的措施(1)改进弯曲件局部结构和选用合适材料 在弯曲件变形处压制加强筋，以提高零件刚度减少回弹；选用弹性模数大而屈服极限值较低的材料进行弯曲，可以减少回弹。对一些硬材料，弯

5、曲前进行退火处理，也可以减少回弹。(2)补偿法 根据弯曲件的回弹趋势和回弹量大小，修正凸模或凹模工作部分的形状和尺寸，使工件的回弹量得到补偿。单角弯曲时：双角弯曲时：（3）校正法（4）拉弯法 基本原理：最小的必要拉伸量为：-中性层的拉伸应变量。弯曲时中性层的半径为，距离中性层y处因为弯曲产生的切向应变为y/，加上最小必要拉伸量 后，此处的切向总应变为：距中性层y处的切向应力为:(a)弯曲后 (b)弯曲加拉后设回弹后的曲率半径为0，则硬化模数D并非定值，拉伸变形程度，D的数值，所以在拉弯过程中加的拉力愈大，愈有利于减少零件曲率的回弹量。先拉后弯：图3.19.1 用拉弯法减少回弹3.7 弯曲件毛坯

6、长度的计算 变形程度较小（r/t较大）：应变中性层与弯曲毛坯断面中心的轨迹相重合，=r+t/2。变形程度较大（r/t较小）：应变中性层不通过毛坯断面的中心，并向内侧移动。弯曲时板厚的变薄，致使应变中性层的曲率半径小于r+0.5t，应变中性层的位置需根据体积不变条件确定。弯曲前变形区的体积是：弯曲后变形区的体积是：所以 将 之值带入上式并整理后得经验公式确定中性层的曲率半径：表3.5系数K之值r/t00.50.50.80.82233445K0.160.250.250.300.300.350.350.400.400.450.450.50（1）有圆角半径的弯曲弯曲件有一个弯角，毛坯长度用下式计算：弯

7、曲件有几个弯角，且每个弯角是逐个地分别弯曲时，毛坯长度用下式计算：（2）圆角半径很小（）时的弯曲弯曲件的毛坯长度用等体积法计算。弯曲前的体积：弯曲后的体积是：式中 x系数，一般取x=0.40.6。3.8 弯曲模的典型结构3.8.1V形件弯曲模图436 带有顶杆的弯曲模l一凸模，2一顶杆；3一定位块；4一凹模图4.37 直边不等长的V形件弯曲模 1-定位销；2-凹模；3-凸模；4-止推块；5-压料板 图4.38 弯曲孔产生变形 3.8.2 U形弯曲模3.9 3.9 弯曲模工作部分尺寸的计算弯曲模工作部分尺寸的计算3.9.1 凸凹模圆角半径凸模圆角半径:rp=r；（不能小于材料允许的最小弯曲半径r

8、min，否则：）凹模圆角半径：rd不宜过小，同时凹模两边的圆角半径rd应当一致，以防止弯曲时的毛坯偏移。V 形件凹模底部圆角半径：3.9.2 凹模深度凹模深度hd过小：工件两端的自由部分长，弯曲工件回弹大，且不平直；过大则模具钢材消耗多，且要求大行程的压机。图3.16弯曲模工作部分形状与弯曲件尺寸标注3.9.3 凸、凹模间隙CU形件：间隙过大，则回弹大，弯曲件尺寸和形状不易保证；间隙过小，弯曲力增大，且使工件变薄，降低模具寿命。V形件：在模具设计时，必须考虑到凸模的圆角半径rp与凹模底部圆角半径rb以及凸、凹模两侧，在模具闭合时完全接触或贴合。3.10 3.10 弯曲件的工艺性和工艺安排弯曲件

9、的工艺性和工艺安排3.10.1 弯曲件的工艺性（1）弯曲件的弯曲半径不能小于材料的许可最小弯曲半径，否则会产生拉裂。（2）弯曲件的形状应对称，弯曲半径应左右一致。（3）带孔的弯曲件:孔边至弯曲半径R中心的距离B与料厚有关。一般：当t2t。若H2t，在弯曲成形过程中，不能产生足够的弯矩。对较厚的材料则需预先压槽再弯曲或增加弯边高度，弯曲后再切除多余部分。（5）弯曲件的工艺槽和工艺孔（6）弯曲件的尺寸标注应考虑工艺性 3.10.2 弯曲的工序安排 图3.27弯曲件的工序安排（二道）图3.28 弯曲件的工序安排（三道）3.11 管料的弯曲加工3.11.1 断面形状的变化断面变化特点：（1）外侧壁厚发生拉伸变形，内侧的壁厚发生压缩变形，由于内外侧壁厚之间有空间，在厚度方向上的伸长、压缩变得更自由；（2）随着弯曲的进行，外侧的壁厚逐渐减薄，内侧厚壁则逐渐增加；（3）整个断面形状变成椭圆形。3.11.2 各种弯曲方法与管料的变形对于薄壁管，应先在管内灌满沙子、松香或低熔点合金等填充物，否则容易发生折皱，断面的椭圆变形也更明显。图4.45 压弯法 l支承模；2弯曲模 图4.46 压缩弯曲 1一夹紧模，2一加压模(空心砧块)；3固定弯曲模 图4.47 回转牵引弯曲1加压模；2一心轴；3一夹紧模；4一弯曲模3.12 弯曲件产生废品原因及消除方法