钣金与成型第3章--弯曲ppt课件.ppt

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1、第3章弯曲航空航天工程学部主讲：贺平内容简介：　　弯曲是冲压基本工序。本章在分析弯曲变形过程及弯曲件质量影响因素的基础上，介绍弯曲工艺计算、工艺方案制定和弯曲模设计。涉及弯曲变形过程分析、弯曲半径及最小弯曲半径影响因素、弯曲卸载后的回弹及影响因素、减少回弹的措施、坯料尺寸计算、工艺性分析与工艺方案确定。重点内容：1.弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素；2.弯曲工艺计算方法；3.弯曲工艺性分析与工艺方案制定。难点内容：1．弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素；2．影响回弹的因素与减少回弹的措施；3．弯曲工艺计算。弯曲概念：将板料（平直的坯料）、棒料、管料或型材等弯成具有一定形状和角度零

2、件的成形方法称为弯曲。弯曲件的形状可分为V型、L型、U型、Z型、型、○型等。（图3-1）板料弯曲类型V、L、U型等件O型等圈圆型等件型材拉弯等件板料弯曲成形的典型方法在压力机上用模具弯曲成形在专用弯曲机上的折弯或滚（辊）弯3.1板料的弯曲现象及其原因弯曲件的弹性回弹中性层位置的內移弯曲变形区板料厚度的变薄弯曲后板料长度的增加板料横截面的畸变、翘曲和表面拉裂V形弯曲.swf一、弯曲件的弹性回弹㈠V形件的弯曲变形过程V形弯曲板材受力情况弯曲过程板料弯曲变形分析应变中性层就是受拉与受压的分层界线，其切向应变为零。应变中性层并不与板厚的几何中心层相重合，而向曲率中心方向移动，并随着相对弯

3、曲半径的减小，移动的距离将增大。弯曲前后坐标网格的变化实际上：弹性与塑性是相伴、中心弹性层必然存在；相对弯曲半径、材料性质、模具结构等会影响回弹。㈡弯曲变形区的切向应力状态----ａ）弹性弯曲　ｂ）弹－塑性弯曲　ｃ）纯塑性弯曲(r/t<3~5)坯料弯曲变形区内切向应为的分布二、中性层位置的內移１、应变中性层板料弯曲时，外层纤维受拉，内层纤维受压，在拉伸与压缩之间存在着一个既不伸长、也不压缩的纤维层，称为应变中性层。２、应力中性层板料弯曲时，毛坯截面上的应力，在外层的拉应力过渡到内层压应力时，发生突然变化的或应力不连续的纤维层，称为应力中性层。当板料处于弹性状态时：应力中性层与应变

4、中性层相重合，且通过板料截面中心。当材料处于塑性状态时：应变中性层内移，其位置可以由体积不变条件来确定；应力中性层也内移；应力中性层内移量比应变中性层内移量大。从公式中可见应变中性层位置ρ与r/t、变薄系数ξ值有关。其中ξ是变薄系数可求出应变中性层位置应变中性层确定：变薄系数r/t0.10.5123≥4ξ0.820.920.960.990.9921.0ξ说明：（１）实验表明当r/t≤４时，系数ξ<１，表明材料减薄。（２）相对弯曲半径r/t越小，应变中性层内移越明显。（３）应变中性层处的位置是先受压后受拉。由应变中性层内移可知，应变中性层处的纤维在弯曲前期的变形是切向压缩，而弯曲后

5、期必然是伸长变形，才能补偿弯曲前期的纤维缩短，使其切向应变为零。而弯曲后期的纤维伸长变形，一般来说，仅发生在应力中性层的外层纤维上。由此可见，应力中性层在塑性弯曲时也是从板料中间向内层移动的，且内移量比应变中性层还大。板料弯曲时，以中性层为界，外层纤维受拉使厚度减薄，内层纤维受压使板料增厚。当r/t≤４的塑性弯曲时，中性层位置向内移动。结果：外层拉伸变薄区范围逐步扩大，内层压缩增厚区范围不断减小，外层的减薄量会大于内层增厚量，从而使弯曲区板料厚度变薄。弯曲时的厚度变薄会影响零件的质量。应采取措施防止厚度减薄。三、变形区板料厚度变薄四、弯曲后板料长度增加一般弯曲件，宽度方向尺寸比厚

6、度方向尺寸大得多，所以弯曲前后的板料宽度可近似地认为是不变的。但是，由于板料弯曲时中性层位置的向内移动，出现了板厚的减薄，根据体积不变条件，减薄的结果使板料长度必然增加。相对弯曲半径愈小，减薄量愈大，板料长度的增加量也愈大。五、板料横截面的畸变、翘曲和拉裂弯曲后的翘曲1)翘曲在宽板的端部出现翘曲与不平2)畸变截面变为梯形,内外层发生翘曲(窄板)型材、管材弯曲后的剖面畸变变形程度过大时，外层出现拉裂。3)拉裂3.2窄板弯曲和宽板弯曲的应力应变状态3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算(有二种方法)绝大多数情况下板料弯曲是宽板弯曲(b/t>3)一、近似简化计算（将变形区的立体应力状态近似

7、地简化为只有切向应力作用的单向应力状态）三个假设（当变形程度较大时,这种方法的计算结果误差较大）：1、弯曲后，变形区横截面（垂直于纤维的面）仍保持平面；2、弯曲前后板料的厚度和宽度不变，应力中性层位置仍在板料中间；3、内、外层的切向应力和切向应变关系与单向拉伸状态下的应力应变关系完全一致。距离中性层y处的应变∈θ，则内、外层切向应力及由其形成的弯矩为：其中：n为材料加工硬化指数K为材料硬化系数参见书中表3-2所示。若材料ｎ＝０，K＝σs时(无硬化)：若材料ｎ＝1，K＝E时(弹性