彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)ppt課件

1、沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)Stamping Technology and Mould Design Stamping Technology and Mould Design 第第3 3章章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲彎曲將板料、棒料、管料和型材等彎曲成具有一定外形及將板料、棒料、管料和型材等彎曲成具有一定外形及角度零件的成形方法。角度零件的成形方法。彎曲成形的運(yùn)用相當(dāng)廣泛，是板料沖壓中常見加工工序之一。彎曲成形的運(yùn)用相當(dāng)廣泛，是板料沖壓中常見加工工序之一。用彎曲方法所加工零件的種類很多，如用彎曲方法所加工零件的種類很多，如V V形件、形件、U U形件以及其他形件以及其他

2、外形的零件。外形的零件。 鉸支板彎曲成形鉸支板彎曲成形電控支架彎曲成形電控支架彎曲成形 第第3 3章章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)第第3 3章章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)消費(fèi)中彎曲成形所用的工具和模具不同，便構(gòu)成各種不同的彎消費(fèi)中彎曲成形所用的工具和模具不同，便構(gòu)成各種不同的彎曲方法曲方法: :本章主要引見板料在壓力機(jī)上用模具彎曲本章主要引見板料在壓力機(jī)上用模具彎曲壓彎工藝。壓彎工藝。 【主要內(nèi)容】【主要內(nèi)容】彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定最小彎曲半徑最小彎曲半徑彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算彎曲件的回彈彎曲件的回彈彎曲模任務(wù)部分尺寸確實(shí)定彎曲

3、模任務(wù)部分尺寸確實(shí)定 【重點(diǎn)】【重點(diǎn)】彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理彎曲件的回彈彎曲件的回彈第第3 3章章 彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲工藝與模具設(shè)計(jì)3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理一、彎曲過程及彎曲變形的特點(diǎn)一、彎曲過程及彎曲變形的特點(diǎn)1.1.變形過程變形過程 彎曲彎曲- -變形過程變形過程自在彎曲自在彎曲校正彎曲校正彎曲2.2.變形特點(diǎn)變形特點(diǎn)網(wǎng)格線實(shí)驗(yàn)法網(wǎng)格線實(shí)驗(yàn)法在板料在板料側(cè)壁畫上網(wǎng)格線，然后進(jìn)側(cè)壁畫上網(wǎng)格線，然后進(jìn)行彎曲。經(jīng)過察看彎曲后行彎曲。經(jīng)過察看彎曲后網(wǎng)格線及工件橫斷面的變網(wǎng)格線及工件橫斷面的變化情況，可以發(fā)現(xiàn)其變形化情況，可以發(fā)現(xiàn)其變形規(guī)律與特點(diǎn)。規(guī)律與特點(diǎn)。3.1 3.1 彎

4、曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理彎曲變形的特點(diǎn)：彎曲變形的特點(diǎn)：(1)(1)彎曲變形區(qū)主要是在彎曲件的圓角部分彎曲變形區(qū)主要是在彎曲件的圓角部分工件分成了直邊和圓角兩部分，圓角部分是變形區(qū)，其網(wǎng)格變成工件分成了直邊和圓角兩部分，圓角部分是變形區(qū)，其網(wǎng)格變成了扇形，而遠(yuǎn)離圓角的直邊部分網(wǎng)格沒有變化，在接近圓角處的了扇形，而遠(yuǎn)離圓角的直邊部分網(wǎng)格沒有變化，在接近圓角處的直邊的網(wǎng)格有少許變化。直邊的網(wǎng)格有少許變化。 (2)(2)在圓角變形區(qū)內(nèi)，變形不均勻在圓角變形區(qū)內(nèi)，變形不均勻在圓角變形區(qū)，板料的外層在圓角變形區(qū)，板料的外層( (靠凹模一側(cè)靠凹模一側(cè)) )縱向纖維受拉而伸長，縱向纖維受拉而伸長，內(nèi)層內(nèi)層(

5、(靠凸模一側(cè)靠凸模一側(cè)) )縱向纖維受壓而縮短。由板料的內(nèi)、外外表至縱向纖維受壓而縮短。由板料的內(nèi)、外外表至板料的中心，這種縮短與伸長的程度都將逐漸變小。由于板料材板料的中心，這種縮短與伸長的程度都將逐漸變小。由于板料材料的延續(xù)性，其間必有一層纖維的長度在彎曲前后堅(jiān)持不變，此料的延續(xù)性，其間必有一層纖維的長度在彎曲前后堅(jiān)持不變，此層稱為應(yīng)變中性層，其曲率半徑為層稱為應(yīng)變中性層，其曲率半徑為 。 3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理(3)(3)在圓角變形區(qū)內(nèi)，應(yīng)力不均勻在圓角變形區(qū)內(nèi)，應(yīng)力不均勻在圓角變形區(qū)，板料外層切向受拉應(yīng)力，內(nèi)層切向受壓應(yīng)力。在圓角變形區(qū)，板料外層切向受拉應(yīng)力，內(nèi)層切向

6、受壓應(yīng)力。由內(nèi)層過渡到外層，其間必有一層的切向應(yīng)力為零，此層稱為由內(nèi)層過渡到外層，其間必有一層的切向應(yīng)力為零，此層稱為應(yīng)力中性層，其曲率半徑為應(yīng)力中性層，其曲率半徑為 。在彈性彎曲或彎曲變形程度較小時(shí)，應(yīng)變中性層與應(yīng)力中性層在彈性彎曲或彎曲變形程度較小時(shí)，應(yīng)變中性層與應(yīng)力中性層重合，位于板料的中央，其曲率半徑為重合，位于板料的中央，其曲率半徑為 。當(dāng)彎曲變形程度較大時(shí)，應(yīng)變中性層與應(yīng)力中性層都從板料的當(dāng)彎曲變形程度較大時(shí)，應(yīng)變中性層與應(yīng)力中性層都從板料的中央向內(nèi)區(qū)挪動(dòng)，且有中央向內(nèi)區(qū)挪動(dòng)，且有 。(4)(4)相對彎曲半徑相對彎曲半徑 較小時(shí)，變形區(qū)中的板料在變形后將產(chǎn)生較小時(shí)，變形區(qū)中的板料在

7、變形后將產(chǎn)生變薄的景象厚度變小。變薄的景象厚度變小。 越小，變薄程度越大。越小，變薄程度越大。 20tr 0trtr3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理(5)(5)板料相對寬度板料相對寬度b/tb/t對變形區(qū)的變形有很大影響對變形區(qū)的變形有很大影響彎曲后工件橫斷面外形如下圖。彎曲后工件橫斷面外形如下圖。寬板寬板 彎曲時(shí)，彎曲時(shí)， 橫斷面幾乎不變，仍堅(jiān)持原橫斷面幾乎不變，仍堅(jiān)持原 來的矩形；來的矩形；窄板窄板 彎曲時(shí)，彎曲時(shí)， 橫斷面外形產(chǎn)生了變化，由橫斷面外形產(chǎn)生了變化，由 矩形變成了扇形，而且內(nèi)寬矩形變成了扇形，而且內(nèi)寬 外窄。外窄。3tb3tb3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理二

8、、彎曲過程中變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變形狀二、彎曲過程中變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變形狀窄板和寬板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變形狀是不同的：窄板和寬板彎曲變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變形狀是不同的：1 1窄板彎曲時(shí)窄板彎曲時(shí)1 1應(yīng)變形狀應(yīng)變形狀切向應(yīng)變?yōu)榻^對值最大的主切向應(yīng)變?yōu)榻^對值最大的主 應(yīng)變，其外層為拉應(yīng)變，內(nèi)應(yīng)變，其外層為拉應(yīng)變，內(nèi) 層為壓應(yīng)變。層為壓應(yīng)變。因板寬方向可自在變形，由因板寬方向可自在變形，由 體積不變定律可知：寬度方體積不變定律可知：寬度方 向向外層為壓應(yīng)變，內(nèi)層外層為壓應(yīng)變，內(nèi)層 為拉應(yīng)變；在徑向?yàn)槔瓚?yīng)變；在徑向外層外層 為壓應(yīng)變，內(nèi)層為拉應(yīng)變。為壓應(yīng)變，內(nèi)層為拉應(yīng)變。 3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理

9、2 2應(yīng)力形狀應(yīng)力形狀切向：按最大主應(yīng)力與主應(yīng)變同向切向：按最大主應(yīng)力與主應(yīng)變同向 原理，外層的原理，外層的 為拉應(yīng)力，為拉應(yīng)力， 內(nèi)層的內(nèi)層的 為壓應(yīng)力。為壓應(yīng)力。寬度方向：由于資料可自在變形，寬度方向：由于資料可自在變形， 故內(nèi)、外層的故內(nèi)、外層的 。徑向：內(nèi)、外層的徑向：內(nèi)、外層的 均為壓應(yīng)力。均為壓應(yīng)力。窄板彎曲時(shí)內(nèi)、外層的應(yīng)變形狀為立體形狀，應(yīng)力形狀那窄板彎曲時(shí)內(nèi)、外層的應(yīng)變形狀為立體形狀，應(yīng)力形狀那么么 為平面形狀。為平面形狀。0b3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理2 2寬板彎曲時(shí)寬板彎曲時(shí)1 1應(yīng)變形狀應(yīng)變形狀切向和徑向的應(yīng)變形狀與窄切向和徑向的應(yīng)變形狀與窄 板的一樣。板的

10、一樣。寬度方向，由于變形阻力較寬度方向，由于變形阻力較 大，彎曲后板的寬度根本不大，彎曲后板的寬度根本不 變，即內(nèi)外層的變，即內(nèi)外層的 均接近均接近 于零。于零。 b3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理2 2應(yīng)力形狀應(yīng)力形狀寬板的切向應(yīng)力和徑向應(yīng)力與寬板的切向應(yīng)力和徑向應(yīng)力與 窄板一樣。窄板一樣。寬度方向上由于資料不能自在寬度方向上由于資料不能自在 變形，外層的收縮及內(nèi)層的伸變形，外層的收縮及內(nèi)層的伸 長都遭到限制，故外層的長都遭到限制，故外層的 為為 拉應(yīng)力，內(nèi)層的拉應(yīng)力，內(nèi)層的 為壓應(yīng)力。為壓應(yīng)力。寬板彎曲時(shí)內(nèi)、外層的應(yīng)變形狀為平面形狀，應(yīng)力形狀那么寬板彎曲時(shí)內(nèi)、外層的應(yīng)變形狀為平面形

11、狀，應(yīng)力形狀那么 為立體形狀。為立體形狀。 bb3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理三、彎曲變形程度三、彎曲變形程度變形區(qū)中切向應(yīng)變的變形區(qū)中切向應(yīng)變的大小與其在板厚方向大小與其在板厚方向上的位置有關(guān)。沿板上的位置有關(guān)。沿板厚方向，厚方向， 按線性規(guī)按線性規(guī)律變化：律變化： 0000)(yy3.1 3.1 彎曲變形機(jī)理彎曲變形機(jī)理當(dāng)變形不大時(shí)，可以為資料不變薄，且中性層仍在板料中間，當(dāng)變形不大時(shí)，可以為資料不變薄，且中性層仍在板料中間，那么板料內(nèi)外表和外外表的切向應(yīng)變數(shù)值相等，且為最大：那么板料內(nèi)外表和外外表的切向應(yīng)變數(shù)值相等，且為最大：以以 代入得：代入得：上式闡明：彎曲件外表上的應(yīng)變量

12、與相對彎曲半徑上式闡明：彎曲件外表上的應(yīng)變量與相對彎曲半徑 大致成大致成反比關(guān)系。而外外表的最大拉應(yīng)變受資料性能反比關(guān)系。而外外表的最大拉應(yīng)變受資料性能( (不產(chǎn)生拉裂不產(chǎn)生拉裂) )的的限制。為獲良好的彎曲件，限制。為獲良好的彎曲件， 便有一定的極值，故常用相對便有一定的極值，故常用相對彎曲半徑彎曲半徑 來表示彎曲的變形量，即彎曲變形程度。來表示彎曲的變形量，即彎曲變形程度。 越越小，表示彎曲變形程度越大。小，表示彎曲變形程度越大。 trtrtrtr00max22tt20tr 121maxtr3.2 3.2 彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定板料彎曲時(shí)應(yīng)變中性層的長度一直是不變的，故可

13、根據(jù)彎曲后板料彎曲時(shí)應(yīng)變中性層的長度一直是不變的，故可根據(jù)彎曲后應(yīng)變中性層的長度來確定彎曲件的毛坯長度。應(yīng)變中性層的長度來確定彎曲件的毛坯長度。一、應(yīng)變中性層的位置一、應(yīng)變中性層的位置( (圓角部分圓角部分) )彎曲前變形區(qū)的體積：彎曲前變形區(qū)的體積： 彎曲后的體積：彎曲后的體積： btlbtV0brRbrRV22222123.2 3.2 彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定由由 解得：解得：將將 ， ， 代入可得：代入可得： - -變薄系數(shù)；變薄系數(shù)； - -展寬系數(shù)，展寬系數(shù)， 時(shí)，時(shí)， 。 0VV bbtrR222trRttbb2tr3tb13.2 3.2 彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定彎曲件

14、毛坯尺寸確實(shí)定二、彎曲件毛坯長度的計(jì)算二、彎曲件毛坯長度的計(jì)算1 1 的彎曲件的彎曲件 按應(yīng)變中性層展開，求展開長度即可，計(jì)算步驟如下：按應(yīng)變中性層展開，求展開長度即可，計(jì)算步驟如下：由彎曲件圖分割出變形區(qū)圓角部分由彎曲件圖分割出變形區(qū)圓角部分確定各直邊的長度確定各直邊的長度計(jì)算計(jì)算計(jì)算變形區(qū)中性層展開長度計(jì)算變形區(qū)中性層展開長度計(jì)算毛坯總長度計(jì)算毛坯總長度 tr5 . 0l3.2 3.2 彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定彎曲件毛坯尺寸確實(shí)定2 2 的彎曲件的彎曲件與變形區(qū)相鄰的直邊部分也有變薄景象，需按經(jīng)過修正的公式與變形區(qū)相鄰的直邊部分也有變薄景象，需按經(jīng)過修正的公式進(jìn)展計(jì)算。對于外形復(fù)雜、多角及精度

15、要求高的彎曲件，還要進(jìn)展計(jì)算。對于外形復(fù)雜、多角及精度要求高的彎曲件，還要經(jīng)過試彎修正后才干最后確定適宜的毛坯尺寸。經(jīng)過試彎修正后才干最后確定適宜的毛坯尺寸。tr5 . 03.3 3.3 最小彎曲半徑最小彎曲半徑一、最小彎曲半徑的概念一、最小彎曲半徑的概念彎曲變形區(qū)外外表的資料在切向產(chǎn)生拉伸變形，其切向應(yīng)變的彎曲變形區(qū)外外表的資料在切向產(chǎn)生拉伸變形，其切向應(yīng)變的最大值前面曾經(jīng)得出：最大值前面曾經(jīng)得出：為保證彎曲件不產(chǎn)生拉裂，需限制彎曲件內(nèi)外表的圓角半徑。為保證彎曲件不產(chǎn)生拉裂，需限制彎曲件內(nèi)外表的圓角半徑。把不產(chǎn)生拉裂破壞時(shí)的最小圓角半徑稱為最小彎曲半徑把不產(chǎn)生拉裂破壞時(shí)的最小圓角半徑稱為最小

16、彎曲半徑 ，其值為：其值為： minr112maxmintr121maxtr3.3 3.3 最小彎曲半徑最小彎曲半徑二、影響彎曲系數(shù)的要素二、影響彎曲系數(shù)的要素1 1資料的機(jī)械性能資料的機(jī)械性能 影響較大影響較大資料的塑性越好，可采用的彎曲系數(shù)越小。消費(fèi)中常采用提高資料的塑性越好，可采用的彎曲系數(shù)越小。消費(fèi)中常采用提高資料塑性的方法提高塑性變形才干，以減小彎曲系數(shù)，如進(jìn)展資料塑性的方法提高塑性變形才干，以減小彎曲系數(shù)，如進(jìn)展退火或正熾熱處置。退火或正熾熱處置。2 2板料的纖維方向板料的纖維方向彎曲線的方向與纖維組織方向的關(guān)系彎曲線的方向與纖維組織方向的關(guān)系彎曲線垂直于纖維方向時(shí)，彎曲線垂直于纖

17、維方向時(shí)，塑性最好，彎曲系數(shù)最小。塑性最好，彎曲系數(shù)最小。當(dāng)彎曲件的彎曲半徑較小當(dāng)彎曲件的彎曲半徑較小時(shí)，應(yīng)使折彎線垂直于板時(shí)，應(yīng)使折彎線垂直于板料的纖維方向：料的纖維方向： 3.3 3.3 最小彎曲半徑最小彎曲半徑3 3彎曲角彎曲角彎曲角等于彎曲件圓角部分所對應(yīng)的圓心角。彎曲角等于彎曲件圓角部分所對應(yīng)的圓心角。板料彎曲時(shí)，假設(shè)接近圓角附近的直邊部分參與彎曲變形，會(huì)對板料彎曲時(shí)，假設(shè)接近圓角附近的直邊部分參與彎曲變形，會(huì)對變形區(qū)外層的受拉形狀起緩解作用，因此有利于減小最小彎曲變形區(qū)外層的受拉形狀起緩解作用，因此有利于減小最小彎曲半徑。半徑。彎曲角越小，直邊參與變形的彎曲角越小，直邊參與變形的分

18、散效應(yīng)越顯著，在分散效應(yīng)越顯著，在 時(shí)的影響很大，在時(shí)的影響很大，在 后后那么影響很小：那么影響很?。?90903.3 3.3 最小彎曲半徑最小彎曲半徑4 4板料的外表質(zhì)量和側(cè)邊質(zhì)量板料的外表質(zhì)量和側(cè)邊質(zhì)量板料外表有劃傷、裂紋或板料側(cè)邊板料外表有劃傷、裂紋或板料側(cè)邊( (剪切面剪切面) )有毛刺、裂紋等缺有毛刺、裂紋等缺陷時(shí)，彎曲中工件易開裂，陷時(shí)，彎曲中工件易開裂， 應(yīng)較大，或采取下述措施減小應(yīng)較大，或采取下述措施減小 ：去除剪切毛刺、有毛刺的一面朝向凸模、彎曲前退火：去除剪切毛刺、有毛刺的一面朝向凸模、彎曲前退火處置去硬化。處置去硬化。5 5板料的厚度板料的厚度彎曲變形區(qū)切向應(yīng)變在厚度方向

19、上按線性規(guī)律變化。當(dāng)板料的彎曲變形區(qū)切向應(yīng)變在厚度方向上按線性規(guī)律變化。當(dāng)板料的厚度較小時(shí)，切向應(yīng)變變化的梯度大，與最大應(yīng)變的外外表相厚度較小時(shí)，切向應(yīng)變變化的梯度大，與最大應(yīng)變的外外表相臨近的纖維層，能補(bǔ)充外外表的變形，從而起到阻止外表資料臨近的纖維層，能補(bǔ)充外外表的變形，從而起到阻止外表資料部分不均勻延伸的作用，所以薄料比厚料可有更小的部分不均勻延伸的作用，所以薄料比厚料可有更小的 。 minrminrminr3.3 3.3 最小彎曲半徑最小彎曲半徑三、最小彎曲半徑確實(shí)定三、最小彎曲半徑確實(shí)定常用閱歷法常用閱歷法由于影響的要素很多，用前面的公式計(jì)算出的數(shù)值與實(shí)踐值差由于影響的要素很多，用前

20、面的公式計(jì)算出的數(shù)值與實(shí)踐值差別很大，由于公式是按單向拉伸的塑性目確實(shí)定的數(shù)值，而彎別很大，由于公式是按單向拉伸的塑性目確實(shí)定的數(shù)值，而彎曲中實(shí)踐許用的要大得多。因此，在實(shí)踐消費(fèi)中主要是參照經(jīng)曲中實(shí)踐許用的要大得多。因此，在實(shí)踐消費(fèi)中主要是參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定最小彎曲半徑。驗(yàn)數(shù)據(jù)確定最小彎曲半徑。 3.4 3.4 彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算 板料彎曲時(shí)開場是彈性彎曲，然后是變形區(qū)內(nèi)外層纖維首先進(jìn)板料彎曲時(shí)開場是彈性彎曲，然后是變形區(qū)內(nèi)外層纖維首先進(jìn)入塑性形狀，并逐漸向板厚中心擴(kuò)展的自在彎曲，最后是凸、入塑性形狀，并逐漸向板厚中心擴(kuò)展的自在彎曲，最后是凸、凹模與板料相互接觸并壓實(shí)零件的校正彎曲。各階段

21、的彎曲力凹模與板料相互接觸并壓實(shí)零件的校正彎曲。各階段的彎曲力顯然不同，以下圖表示了各階段彎曲力與彎曲行程變化關(guān)系：顯然不同，以下圖表示了各階段彎曲力與彎曲行程變化關(guān)系：彈性階段的彎曲力較彈性階段的彎曲力較小，自在彎曲階段的小，自在彎曲階段的彎曲力不隨彎曲行程彎曲力不隨彎曲行程變化，而校正彎曲的變化，而校正彎曲的彎曲力那么隨行程的推彎曲力那么隨行程的推移而急劇添加。移而急劇添加。 3.4 3.4 彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算一、自在彎曲力的計(jì)算一、自在彎曲力的計(jì)算 變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變形狀的簡化：變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變形狀的簡化：立體應(yīng)力形狀簡化為只需切向應(yīng)力作用的單向應(yīng)力形狀，切立體應(yīng)力形狀簡化為只需切向應(yīng)力

22、作用的單向應(yīng)力形狀，切 向應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系與單向拉伸形狀下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系向應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系與單向拉伸形狀下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 完全一致。完全一致。近似地用彈性彎曲實(shí)際來處置塑性彎曲問題。近似地用彈性彎曲實(shí)際來處置塑性彎曲問題。3.4 3.4 彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算距中性層為距中性層為 處的切向應(yīng)變?yōu)椋禾幍那邢驊?yīng)變?yōu)椋核苄宰冃螘r(shí)，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系塑性變形時(shí)，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可用指數(shù)方程表示，即：可用指數(shù)方程表示，即：那么內(nèi)、外層切向應(yīng)力為：那么內(nèi)、外層切向應(yīng)力為： 0ynC）（nyC0y3.4 3.4 彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算當(dāng)給定彎曲半徑后，便可求出板料斷面上任一點(diǎn)當(dāng)給定彎曲半徑后，便可求出板料

23、斷面上任一點(diǎn) 處的切向處的切向應(yīng)力及其分布。切向應(yīng)力所構(gòu)成的彎矩便可按梁的彎矩求得：應(yīng)力及其分布。切向應(yīng)力所構(gòu)成的彎矩便可按梁的彎矩求得：假設(shè)不思索硬化，那么假設(shè)不思索硬化，那么 、 ，便得到無硬化彎曲時(shí)，便得到無硬化彎曲時(shí)的彎的彎矩：矩： ynttnCbtydybM022022220nsCsbtM2413.4 3.4 彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算模具對板料的外彎矩為模具對板料的外彎矩為 ，在無硬化時(shí)，在無硬化時(shí) 于是自在彎曲的彎曲力為：于是自在彎曲的彎曲力為：由于彎曲力受資料性能、零件外形、彎曲方法、模具構(gòu)造等多種由于彎曲力受資料性能、零件外形、彎曲方法、模具構(gòu)造等多種要素的影響，很難用實(shí)際分析

24、方法進(jìn)展準(zhǔn)確的計(jì)算，消費(fèi)中常按要素的影響，很難用實(shí)際分析方法進(jìn)展準(zhǔn)確的計(jì)算，消費(fèi)中常按閱歷公式進(jìn)展概略計(jì)算。最大自在彎曲力的閱歷公式：閱歷公式進(jìn)展概略計(jì)算。最大自在彎曲力的閱歷公式：FLsbtFL241sbtLF241)(2NtrCKbtFb3.4 3.4 彎曲力的計(jì)算彎曲力的計(jì)算二、校正彎曲力的計(jì)算二、校正彎曲力的計(jì)算按下面公式計(jì)算按下面公式計(jì)算三、頂件力或壓料力的計(jì)算三、頂件力或壓料力的計(jì)算對于設(shè)有頂件安裝或壓料安裝的彎曲模，頂件力或壓料力可按對于設(shè)有頂件安裝或壓料安裝的彎曲模，頂件力或壓料力可按自在彎曲力的自在彎曲力的30308080選取。選取。)(NpAFj3.4 3.4 彎曲力的計(jì)算

25、彎曲力的計(jì)算四、壓力機(jī)噸位確實(shí)定四、壓力機(jī)噸位確實(shí)定對于有壓料的自在彎曲，壓力機(jī)的壓力應(yīng)為：對于有壓料的自在彎曲，壓力機(jī)的壓力應(yīng)為：對于校正彎曲，由于校正力是發(fā)生在接近壓力機(jī)下死點(diǎn)的位對于校正彎曲，由于校正力是發(fā)生在接近壓力機(jī)下死點(diǎn)的位置，校正力與自在彎曲力并不重疊，且校正力的數(shù)值也比壓置，校正力與自在彎曲力并不重疊，且校正力的數(shù)值也比壓料力大得多，因此按校正力選擇壓力機(jī)的壓力即可：料力大得多，因此按校正力選擇壓力機(jī)的壓力即可： QFPzjFP 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈一一. .回彈景象回彈景象1.1.概念概念在外力作用下，板料彎曲變形產(chǎn)生的總變形量由塑性變形和彈在外力作用下，

26、板料彎曲變形產(chǎn)生的總變形量由塑性變形和彈性變形兩部分組成。當(dāng)外力去掉后，板料中的塑性變形保管下性變形兩部分組成。當(dāng)外力去掉后，板料中的塑性變形保管下來，彈性變形那么會(huì)完全消逝恢復(fù)。這樣，當(dāng)彎曲件從模具來，彈性變形那么會(huì)完全消逝恢復(fù)。這樣，當(dāng)彎曲件從模具中取出后，便會(huì)發(fā)生工件彎曲角和彎曲半徑與模具不一致的現(xiàn)中取出后，便會(huì)發(fā)生工件彎曲角和彎曲半徑與模具不一致的現(xiàn)象，這便是彎曲件的回彈彎曲象，這便是彎曲件的回彈彎曲- -回彈?；貜棥Ｎ：ξ：κ箯澢耐庑魏统叽绨l(fā)生變化與模具不符，從使彎曲件的外形和尺寸發(fā)生變化與模具不符，從 而降低了彎曲件的精度。而降低了彎曲件的精度。彎曲件的回彈值要比其他塑性加工方

27、法大，因此回彈是彎曲件彎曲件的回彈值要比其他塑性加工方法大，因此回彈是彎曲件消費(fèi)中的一個(gè)不易處理的特殊問題。消費(fèi)中的一個(gè)不易處理的特殊問題。 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈2.2.產(chǎn)生緣由產(chǎn)生緣由回彈是在塑性彎曲后卸載過程中產(chǎn)生的。彎曲后變形區(qū)斷面上回彈是在塑性彎曲后卸載過程中產(chǎn)生的。彎曲后變形區(qū)斷面上的切向應(yīng)力分布如下圖：的切向應(yīng)力分布如下圖： 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈當(dāng)板料從模具中取出時(shí)，其彈性變形便要恢復(fù)，相當(dāng)于在加載當(dāng)板料從模具中取出時(shí)，其彈性變形便要恢復(fù)，相當(dāng)于在加載彎矩的相反方向上加上一數(shù)值相等的彎矩，從而在板料的內(nèi)外彎矩的相反方向上加上一數(shù)值相等的彎矩，

28、從而在板料的內(nèi)外區(qū)產(chǎn)生了與塑性變形應(yīng)力方向相反的應(yīng)力。于是板料內(nèi)的合成區(qū)產(chǎn)生了與塑性變形應(yīng)力方向相反的應(yīng)力。于是板料內(nèi)的合成應(yīng)力即為彎曲件從模具中取出時(shí)的剩余應(yīng)力，在該應(yīng)力作用下應(yīng)力即為彎曲件從模具中取出時(shí)的剩余應(yīng)力，在該應(yīng)力作用下彎曲件產(chǎn)生相應(yīng)的變形彎曲件產(chǎn)生相應(yīng)的變形回彈而到達(dá)新的平衡形狀?；貜椂竭_(dá)新的平衡形狀。由此可見，彎曲件的回彈是由其內(nèi)部產(chǎn)生的彈性恢復(fù)應(yīng)力構(gòu)成由此可見，彎曲件的回彈是由其內(nèi)部產(chǎn)生的彈性恢復(fù)應(yīng)力構(gòu)成的。在彎曲變形后，只需有殘存的彈性變形，回彈便不可防止。的。在彎曲變形后，只需有殘存的彈性變形，回彈便不可防止。 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈二、回彈值確實(shí)定二

29、、回彈值確實(shí)定回彈的大小可以用彎曲件的曲率變化量和角度變化量來表示：回彈的大小可以用彎曲件的曲率變化量和角度變化量來表示：彎曲角回彈量：彎曲角回彈量： 曲率回彈量：曲率回彈量： 時(shí)稱為正回彈，反之時(shí)稱為正回彈，反之稱為負(fù)回彈。稱為負(fù)回彈。 000011K03.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈1.1.曲率回彈量曲率回彈量加載終了時(shí)的總應(yīng)變?yōu)椋杭虞d終了時(shí)的總應(yīng)變?yōu)椋盒遁d回彈后的剩余應(yīng)變?yōu)椋盒遁d回彈后的剩余應(yīng)變?yōu)椋簭椥詰?yīng)變?yōu)椋簭椥詰?yīng)變?yōu)椋河捎?得：得： 回彈后的曲率半徑為：回彈后的曲率半徑為：K02t02tEIMte2eEIMK0011000MEIEI3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈2.

30、2.彎曲角回彈量彎曲角回彈量根據(jù)彎曲前后中性層長度不變，即根據(jù)彎曲前后中性層長度不變，即 ，得：，得： 與與 的關(guān)系：的關(guān)系：影響回彈的要素很多，因此，按計(jì)算所得出的回彈量制造的影響回彈的要素很多，因此，按計(jì)算所得出的回彈量制造的模具，尚需經(jīng)過多次調(diào)試及修磨，才干使回彈量控制在允許模具，尚需經(jīng)過多次調(diào)試及修磨，才干使回彈量控制在允許的范圍。的范圍。 000000EIMK00K3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈三、影響回彈的要素三、影響回彈的要素1 1資料的力學(xué)性能資料的力學(xué)性能由前面的公式知，回彈量的大小與資料的屈服極限成正比，與由前面的公式知，回彈量的大小與資料的屈服極限成正比，與彈性

31、模量成反比。彈性模量成反比。 抵抗彈變的才干抵抗彈變的才干； 變形過變形過程中的彈性成分程中的彈性成分 2 2彎曲系數(shù)彎曲系數(shù) 反映了資料切向應(yīng)變反映了資料切向應(yīng)變( (即彎曲變形程度即彎曲變形程度) )的大小，的大小， 越大，越大，變形程度那么越小，總變形中的彈性變形所占的比例增大，因變形程度那么越小，總變形中的彈性變形所占的比例增大，因此此回彈值大。半徑很大的彎曲件不易成形的緣由就在于此?；貜椫荡蟆０霃胶艽蟮膹澢灰壮尚蔚木売删驮谟诖?。EstrtrsbtM2413.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈3 3彎曲方式彎曲方式自在彎曲要比校正彎曲的回彈量大得多，且校正彎曲力越大，自在彎曲要比

32、校正彎曲的回彈量大得多，且校正彎曲力越大，回彈量越小，甚至還能夠出現(xiàn)負(fù)回彈?；貜椓吭叫?，甚至還能夠出現(xiàn)負(fù)回彈。校正彎曲時(shí)，板料校正彎曲時(shí)，板料遭到凸模與凹模的緊縮作用。遭到凸模與凹模的緊縮作用。 4 4彎曲角彎曲角彎曲角越大，彎曲變形區(qū)的長度越大，回彈累積值也越大。彎曲角越大，彎曲變形區(qū)的長度越大，回彈累積值也越大。5 5工件外形工件外形U U 形件的回彈由于兩側(cè)邊受限制而小于形件的回彈由于兩側(cè)邊受限制而小于V V形件。外形復(fù)雜的彎形件。外形復(fù)雜的彎曲件假設(shè)一次彎成，由于各彎曲部分相互牽制而使回彈困難。曲件假設(shè)一次彎成，由于各彎曲部分相互牽制而使回彈困難。3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回

33、彈四、減小回彈的措施四、減小回彈的措施消費(fèi)中可采取如下措施減小回彈：消費(fèi)中可采取如下措施減小回彈：1 1改良彎曲件部分構(gòu)造改良彎曲件部分構(gòu)造如在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)筋，以添加彎曲件的剛度和塑性變形程如在彎曲區(qū)壓制加強(qiáng)筋，以添加彎曲件的剛度和塑性變形程度：度： 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈2.2.選用適宜資料選用適宜資料在選用板材時(shí)，可采用彈性模數(shù)大而屈服極限較低的資料進(jìn)展在選用板材時(shí)，可采用彈性模數(shù)大而屈服極限較低的資料進(jìn)展彎曲，以減小回彈。彎曲，以減小回彈。3.3.在工藝上采取措施在工藝上采取措施用校正彎曲替代自在彎曲，這是消費(fèi)上常用的行之有效的彎用校正彎曲替代自在彎曲，這是消費(fèi)上常用

34、的行之有效的彎 曲方法。曲方法。對硬資料及有加工硬化的資料，可在彎曲前進(jìn)展退火處置降對硬資料及有加工硬化的資料，可在彎曲前進(jìn)展退火處置降 低低 ，以減小回彈。，以減小回彈。 s3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈4 4用補(bǔ)償法用補(bǔ)償法利用回彈規(guī)律來補(bǔ)償回彈是減小或消除回彈最簡單和最有效的利用回彈規(guī)律來補(bǔ)償回彈是減小或消除回彈最簡單和最有效的方法方法根據(jù)回彈趨勢在模具構(gòu)造上修正彎曲凸模或凹模任務(wù)根據(jù)回彈趨勢在模具構(gòu)造上修正彎曲凸?；虬寄Ｈ蝿?wù)部分的外形及尺寸，從而使工件的回彈量得到補(bǔ)償。部分的外形及尺寸，從而使工件的回彈量得到補(bǔ)償。以下圖是經(jīng)過修磨凸模的圓角半徑及頂角來補(bǔ)償回彈的：以下圖是經(jīng)過

35、修磨凸模的圓角半徑及頂角來補(bǔ)償回彈的： 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈5 5改動(dòng)變形區(qū)的應(yīng)力形狀改動(dòng)變形區(qū)的應(yīng)力形狀采取措施改動(dòng)彎曲變形區(qū)外側(cè)受拉、內(nèi)側(cè)受壓的應(yīng)力狀采取措施改動(dòng)彎曲變形區(qū)外側(cè)受拉、內(nèi)側(cè)受壓的應(yīng)力狀態(tài)，使變形區(qū)內(nèi)、外層的切向應(yīng)力性質(zhì)一樣，從而使內(nèi)、外態(tài)，使變形區(qū)內(nèi)、外層的切向應(yīng)力性質(zhì)一樣，從而使內(nèi)、外層的回彈趨勢相反，內(nèi)、外層的回彈相互抵消一部分，從而層的回彈趨勢相反，內(nèi)、外層的回彈相互抵消一部分，從而減小回彈：減小回彈：詳細(xì)措施：詳細(xì)措施：3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈v 改動(dòng)凸模外形改動(dòng)凸模外形v 以下圖是把凸模部分以下圖是把凸模部分( (如圓角處如圓角處

36、) )做成凸起外形，使凸模的力做成凸起外形，使凸模的力集中集中v 作用在引起回彈的變形區(qū)上，變形區(qū)內(nèi)、外層切向都是受壓，作用在引起回彈的變形區(qū)上，變形區(qū)內(nèi)、外層切向都是受壓，v 從而使內(nèi)、外層的回彈趨勢相反：從而使內(nèi)、外層的回彈趨勢相反： 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈v 縱向加壓彎曲縱向加壓彎曲v 這種方法也是使變形區(qū)橫斷面內(nèi)、外層都為壓應(yīng)力，內(nèi)、這種方法也是使變形區(qū)橫斷面內(nèi)、外層都為壓應(yīng)力，內(nèi)、外層的回彈趨勢相反，從而減小回彈量。外層的回彈趨勢相反，從而減小回彈量。 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈v 拉彎工藝?yán)瓘澒に噕 使變形區(qū)內(nèi)、外層皆為拉應(yīng)力，內(nèi)、外層的回彈趨勢也使

37、變形區(qū)內(nèi)、外層皆為拉應(yīng)力，內(nèi)、外層的回彈趨勢也相相v 反，因此可減小回彈量。兩種方法：反，因此可減小回彈量。兩種方法： v 拉彎機(jī)拉彎拉彎機(jī)拉彎適用于長度和半徑都較大的彎曲件。這類適用于長度和半徑都較大的彎曲件。這類彎彎v 曲件用普通方法彎曲時(shí)，由于變形區(qū)大部分處于彈性變外曲件用普通方法彎曲時(shí)，由于變形區(qū)大部分處于彈性變外形狀，致使回彈很大而很難成形。形狀，致使回彈很大而很難成形。v 3.5 3.5 彎曲件的回彈彎曲件的回彈模具拉彎模具拉彎凸、凹模之間的間隙為板料厚度的凸、凹模之間的間隙為板料厚度的95959898，彎曲時(shí)利用，彎曲時(shí)利用凸模對板料的摩擦力使板料在縱向拉應(yīng)力作用下實(shí)現(xiàn)彎曲凸模對

38、板料的摩擦力使板料在縱向拉應(yīng)力作用下實(shí)現(xiàn)彎曲: : 3.6 3.6 彎曲模任務(wù)部分尺寸確實(shí)定彎曲模任務(wù)部分尺寸確實(shí)定主要指凸模圓角半徑、凹模圓角半徑、凹模深度。對主要指凸模圓角半徑、凹模圓角半徑、凹模深度。對U U形件彎形件彎曲模還包括凸、凹模之間的間隙等尺寸。曲模還包括凸、凹模之間的間隙等尺寸。一一. .凸模凹模圓角半徑凸模凹模圓角半徑1.1.凸模圓角半徑凸模圓角半徑 但應(yīng)但應(yīng) 假設(shè)假設(shè) ，彎曲時(shí)應(yīng)取，彎曲時(shí)應(yīng)取 ，彎后再經(jīng)整形工序到達(dá)，彎后再經(jīng)整形工序到達(dá) 要求的半徑，整形模的要求的半徑，整形模的 。假設(shè)彎曲系數(shù)較大時(shí)，那么應(yīng)思索回彈的影響，凸模圓角應(yīng)根據(jù)假設(shè)彎曲系數(shù)較大時(shí)，那么應(yīng)思索回彈

39、的影響，凸模圓角應(yīng)根據(jù) 回彈量作相應(yīng)的修正?；貜椓孔飨鄳?yīng)的修正。 rrpminrrpminrr minrrprrp3.6 3.6 彎曲模任務(wù)部分尺寸確實(shí)定彎曲模任務(wù)部分尺寸確實(shí)定2.2.凹模圓角半徑凹模圓角半徑 不宜過小，以免彎曲時(shí)擦傷板料外表或出現(xiàn)壓痕，還使不宜過小，以免彎曲時(shí)擦傷板料外表或出現(xiàn)壓痕，還使 彎曲力添加、模具壽命降低。因此，普通不小于彎曲力添加、模具壽命降低。因此，普通不小于3mm3mm，通常，通常 可根據(jù)板料的厚度選取：可根據(jù)板料的厚度選?。喊寄蛇叺陌寄蛇叺?應(yīng)一致，以防止彎曲時(shí)板料的橫向偏移。應(yīng)一致，以防止彎曲時(shí)板料的橫向偏移。V V形件彎曲凹模的底部圓角半徑取形件彎曲

40、凹模的底部圓角半徑取 drtrmmtd）（1265 . 0trmmtd）（6325 . 0trmmtd）（3242trmmtd）（5 . 25 . 14)(8 . 06 . 0(trrpddr3.6 3.6 彎曲模任務(wù)部分尺寸確實(shí)定彎曲模任務(wù)部分尺寸確實(shí)定二二. .凸、凹模間隙凸、凹模間隙彎彎V V形件時(shí)，凸、凹模間隙靠調(diào)理壓力機(jī)閉合高度實(shí)現(xiàn)，形件時(shí)，凸、凹模間隙靠調(diào)理壓力機(jī)閉合高度實(shí)現(xiàn)， 不用在設(shè)計(jì)及制造模具時(shí)給出。不用在設(shè)計(jì)及制造模具時(shí)給出。彎彎U U形件時(shí)，須合理選取凸、凹模間隙：間隙過大，回彈形件時(shí)，須合理選取凸、凹模間隙：間隙過大，回彈 大，彎曲件尺寸及外形要求不易保證；間隙過小，彎曲力大，彎曲件尺寸及外形要求不易保證；間隙過小，彎曲力 添加，模具磨損大、壽命短。添加，模具磨損大、壽命短。 消費(fèi)中常按資料的機(jī)械性能和厚度選?。合M(fèi)中常按資料的機(jī)械性能和厚度選?。?鋼板鋼板 單邊間隙單邊間隙 有