冲压模具及设备 教学课件 作者 徐政坤 第5章 弯曲.ppt

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1、第五章　弯　　曲第五章　弯　　曲第一节　弯曲变形过程分析一、弯曲变形过程及特点1.弯曲变形过程图5-2　V形件弯曲过程第五章　弯　　曲2.弯曲变形特点1)弯曲变形区主要集中在圆角部分，此处的正方形网格变成了扇形。图5-3　板料弯曲前后坐标网格的变化第五章　弯　　曲2)在变形区内，板料的外区(靠凹模一侧)切向受拉而伸长(＞)，内区(靠凸模一侧)切向受压而缩短(＜)。3)由试验知，当弯曲半径与板厚之比r/t(称为相对弯曲半径)较小时，中性层位置将从板料中心向内移动。表5-1　90°弯曲时的变薄系数η第五章　弯　　曲4)弯曲变形区板料横截面的变化分两种情况：窄板(板

2、宽B与料厚t之比B/t＜3)弯曲时，内区因厚度受压而使宽度增加，外区因厚度受拉而使宽度减小，因而原矩形截面变成了扇形(见图5-4a)；宽板(B/t＞3)弯曲时，因板料在宽度方向的变形受到相邻材料彼此间的制约作用，不能自由变形，所以横截面几乎不变，仍为矩形(见图5-4b)。第五章　弯　　曲图5-4　弯曲变形区的横截面变化a)窄板(B/t＜3)　b)宽板(B/t＞3)第五章　弯　　曲二、塑性弯曲时变形区的应力与应变状态由于板料的相对宽度(B/t)直接影响弯曲时板料沿宽度方向的应变，进而影响应力，因此板料在塑性弯曲时，随着B/t的不同，变形区具有不同的应力、应变状态

3、。1.应变状态2.应力状态第五章　弯　　曲表5-2　板料弯曲时的应力应变状态第五章　弯　　曲第二节　弯曲件的质量问题及控制弯曲是一种变形工艺，由于弯曲变形过程中变形区应力应变分布的性质、大小和表现形态不尽相同，加上板料在弯曲过程中要受到凹模摩擦阻力的作用，所以在实际生产中弯曲件容易产生许多质量问题，其中常见是的是弯裂、回弹、偏移、翘曲与剖面畸变。第五章　弯　　曲一、弯裂及其控制弯曲时板料的外侧受拉伸，当外侧的拉伸应力超过材料的抗拉强度以后，在板料的外侧将产生裂纹，此种现象称为弯裂。实践证明，板料是否会产生弯裂，在材料性质一定的情况下，主要与弯曲半径r与板料厚度

4、t的比值r/t(称为相对弯曲半径)有关，r/t越小，其变形程度就越大，越容易产生裂纹。第五章　弯　　曲1.最小相对弯曲半径图5-5　弯曲时的变形情况第五章　弯　　曲图5-6　板料纤维方向rmin/t的影响(1)材料的塑性及热处理状态　材料的塑性越好，其断后伸长率δ越大，由式(5-3)可以看出，rmin/t就越小。第五章　弯　　曲(2)板料的表面和侧面质量　板料的表面及侧面(剪切断面)的质量差时，容易造成应力集中并降低塑性变形的稳定性，使材料过早地破坏。(3)弯曲方向　板料经轧制以后产生纤维组织，使板料性能呈现明显的方向性。第五章　弯　　曲(4)弯曲中心角α理论

5、上弯曲变形区外表面的变形程度只与r/t有关，而与弯曲中心角α无关，但实际上由于接近圆角的直边部分也产生一定的变形，这就相当于扩大了弯曲变形区的范围，分散了集中在圆角部分的弯曲应变，从而可以减缓弯曲时弯裂的危险。第五章　弯　　曲表5-3　最小相对弯曲半径rmin/t第五章　弯　　曲表5-3　最小相对弯曲半径rmin/t第五章　弯　　曲2.控制弯裂的措施图5-7　在弯角处开工艺槽或压出工艺凸肩第五章　弯　　曲图5-8　弯曲时的回弹二、回弹及其控制1.影响回弹的因素第五章　弯　　曲图5-9　材料力学性能对回弹的影响(1)材料的力学性能　由式(2-16)可知，卸载时弹

6、性恢复的应变量与材料的屈服点σs成正比，与弹性模量E成反比，即σs/E的比值愈大，回弹也就愈大。第五章　弯　　曲图5-10　相对弯曲半径对回弹的影响(2)相对弯曲半径r/tr/t越大，弯曲变形程度越小，中性层附近的弹性变形区域增加，同时在总的变形量中，弹性变形量所占比例也相应增大(由图5-10中的几何关系可以看出Δε1/εP＞Δε2/εQ)。第五章　弯　　曲(3)弯曲角度φ(或弯曲中心角α)φ越小(或α越大)，弯曲变形区域就越大，因而回弹积累越大，回弹也就越大。(4)弯曲方式　在无底凹模内作自由弯曲时(图5-11)的回弹比在有底凹模内作校正弯曲时(图5-2)的

7、回弹大。图5-11　无底凹模内的自由弯曲第五章　弯　　曲(5)凸、凹模间隙　在弯曲U形件时，凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影响。(6)弯曲件的形状　弯曲件形状复杂时，一次弯曲成形角的数量较多，则弯曲时各部分互相牵制的作用越大，弯曲中拉伸变形的成分越大，故回弹值就小。第五章　弯　　曲2.回弹值的确定(1)小变形程度(r/t≥10)自由弯曲时的回弹值　当r/t≥10时，弯曲件的角度和圆角半径的回弹都较大。(2)大变形程度(r/t＜5～8)自由弯曲时的回弹值r/t＜5～8时，弯曲件的圆角半径回弹量很小，可以不予考虑，因此只需确定角度的回弹值。第五章　弯　　曲图5-

8、13　在弯曲件结构上考虑减小回弹第五章