弯曲工艺与模具设计.ppt

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1、第4章弯曲工艺与模具设计4.1弯曲变形过程分析4.2弯曲件质量分析及控制4.3弯曲工艺计算4.4弯曲工艺设计4.5弯曲模设计4.6弯曲模设计举例能根据弯曲件的废品形式分析其产生的原因，熟悉解决的措施。能完成典型弯曲件的工艺与模具设计。能力要求弯曲定义弯曲是指在冲压生产中，利用模具将制件弯曲成一定角度和形状的加工方法。弯曲示例生活中的弯曲零件用模具成形弯曲件一用模具成形弯曲件二弯曲使用的模具叫弯曲模扩展阅读4.1弯曲变形过程分析4.1.1弯曲变形过程V形弯曲件的弯曲过程l0>l1>l2>lr0>r1>r2>r第一节弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-1弯曲毛坯受力情况ａ）弯曲前ｂ）

2、弯曲后1—凸模式2—凹模在板料A处，凸模施加弯曲力形）或2P（V形），在凹模的圆角半径支撑点B处产生反力P，这样就形成弯曲力矩Ｍ＝ＰＬ，该弯曲力矩使板料产生弯曲。第一节弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-2V形弯曲模校正弯曲过程弯曲开始阶段为自由弯曲，随着凸模下压，板料的弯曲半径与支撑点距离逐渐减小。在弯曲行程接近终了时，弯曲半径继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形（图ｃ），直至板料与凸、凹模完全贴合。第一节弯曲变形过程及变形特点一、弯曲变形过程图4-3弯曲前后坐标网格变化a）弯曲前b）弯曲后二、弯曲变形程度及其表示方法1.弯曲变形程度及其表示（r/t）图4-5各种弯曲的应力

3、分布a）弹性弯曲b）没有硬化的弹—塑性弯曲c）没有硬化的纯塑性弯曲d）、e）有硬化的弹—塑性弯曲和纯塑性弯曲设弯曲变形区应变中性层曲率半径为ρ，弯曲中心角为α，则距应变中性层为y处的材料的切向应变为εθ＝ln＝ln(1+)≈ρ切向应力σθ为σθ＝Ｅ式中E——材料的弹性模量。(ρ＋y)αραρｙｙρy二、弯曲变形程度及其表示方法2.弹—塑性弯曲与纯塑性弯曲概念图4-5各种弯曲的应力分布a）弹性弯曲b）没有硬化的弹—塑性弯曲c）没有硬化的纯塑性弯曲d）、e）有硬化的弹—塑性弯曲和纯塑性弯曲三、宽板与窄板弯曲变形区的应力、应变分析图4-6弯曲变形的应力与应变状态ａ）窄板(1)窄板弯曲板料在弯

4、曲时，主要表现是内、外层纤维的压缩和伸长，切向应变是最大的主应变，其外层应变为正，内层应变为负。三、宽板与窄板弯曲变形区的应力、应变分析(２)宽板弯曲宽板弯曲时，切向和厚度方向的应变与窄板相同。在宽度方向，由于板料宽度宽，变形阻力较大，弯曲后板宽基本不变，因此内、外层宽度方向的应变接近于零（ε2≈０）。图4-6弯曲变形的应力与应变状态ａ）窄板弯曲方式a）自由弯曲b）校正弯曲a1b14.1.2弯曲变形特点弯曲后弯曲前五、板料塑性弯曲的变形特点1.应变中性层位置的内移板料在弹性弯曲时，应变中性层位于板料横断面中间，塑性弯曲时，设板料原来长度、宽度和厚度分别为l、b、t。图4-9应变中性层的确定

5、板料弯曲时，外层纤维受拉使厚度减薄，内层纤维受压使厚度增加。由于应变中性层的内移，外层拉伸区逐步扩大，内层压缩区不断减小，外层的减薄量大于内层的增厚量，从而使板料的厚度变薄。根据材料塑性变形体积不变的条件，厚度的减薄必然使板料的长度增加。五、板料塑性弯曲的变形特点2.变形区内板料的变薄和增长五、板料塑性弯曲的变形特点3.变形区板料剖面的畸变、翘曲和破裂相对宽度b/t较小的板料弯曲时，由于外层材料切向受拉，引起板料宽度和厚度的收缩。图4-10板料弯曲后的畸变、翘曲和破裂ａ）翘曲ｂ）翘曲和不平ｃ）拉裂宽板弯曲窄板弯曲弯曲毛坯的横截面变化情况弯曲变形区的变形特点工件分成了直边和圆角两个部分，变形

6、主要发生在圆角部分，圆角是弯曲变形的主要变形区。变形区变形不均匀：外区切向受拉伸长；内区切向受压缩短，出现应变中性层——变形前后长度不发生变化的金属层。变形区厚度变薄，η＝t’/t≤1，变薄程度与r的大小有关。横截面的变化：宽板不变，窄板内区变宽、外区变窄。4.1.3弯曲变形区的应力应变状态4.2弯曲件质量分析及控制4.2.1弯裂4.2.2回弹4.2.3偏移4.2.4板料横截面的畸变和翘曲变形4.2.5变形区变薄和弯曲件长度增加……弯裂是指弯曲变形区外层材料产生裂纹的现象。产生弯裂的主要原因是弯曲变形程度超出被弯材料的成形极限。弯裂可以避免。4.2.1弯裂（1）弯曲变形区的内圆角半径r称为

7、弯曲半径。（2）弯曲半径与板料厚度的比值r/t称为相对弯曲半径。（3）弯曲时板料最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为最小弯曲半径rmin。（4）最小弯曲半径与板料厚度的比值称为最小相对弯曲半径rmin/t。（5）制件被弯曲加工的角度，即弯曲后制件直边夹角的补角α1称为弯曲角。（6）弯曲后制件直边夹角的对角α称为弯曲中心角。（7）弯曲后制件直边的夹角θ称为弯曲件角度。弯曲工艺各参数定义：1.弯曲变形程度r/t——表示弯曲变形