板料弯曲变形工艺及特点

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弯曲变形过程及特点

二、弯曲时的中性层
在弯曲的初始阶段，以初始中面为界，内区受压缩，外区受拉伸。
外层：
弯曲前：V=LBt 弯曲后： V=π（R2-ρ02 ） B α/2π
பைடு நூலகம் 内层：
临近板初始中面而偏于内区的一层(第4层)金属，一开始受压缩；随着弯曲过程的进行，这层不再进一步承受压缩，到某一时刻其塑性应变增量变为零，以后就会受到拉伸，并逐渐恢复它的初始长度，成为应变中性层。
板的弯曲变形区应分为三个不同的区域：
I区：包括曲率半径大于初始中面的各层，即 R 1 (R 2 r2 ) 区域内的金属，在弯
2
曲过程中切向始终受拉;，
II区，包括曲率半径小于最终应力中性层
的各层，即 r Rr
区域内的金
属在弯曲过程中切向始终受压；
III区：包括初始中面与最终应力中性层之间的各层，即 Rr 1 (R 2 r2 )
弯曲变形过程及特点
弯曲：把板料、管材或型材等弯曲成一定的曲率或角度，并得到一定形状零件的冲压工序。
常见的弯曲加工：使用弯曲模压弯，折弯、拉弯、辊弯以及辊压成形。
级进模
一、弯曲变形的特点
图示为板材在V形模内的校正弯曲过程
1 观察变形后弯曲件坐标网的变化
(1)圆角部分的正方形网格变成了扇形，而远离圆角的两直边处的网格没有变化。
d
(
)
d
1.155 代入平面应变条件下的Mises屈
服条件，
于是有
d
d 1.155
上式积分的边界条件：
在外表面 R, 0
在内表面 r, 0
应力分布图中，把σθ等于零的金属层称
为应力中性层。可由条件确定：
处σρ的连续

板料弯曲变形过程

板料弯曲变形过程在板材加工过程中，板料弯曲变形是一个常见的问题。

当一定压力或力矩施加在板料上时，板料就会发生弯曲变形。

因此，对于某些应用场合，如果无法控制弯曲变形，则可能导致产品品质下降或甚至失效。

本文将介绍板料弯曲变形的原理和控制方法。

板料弯曲变形的原理板料弯曲变形会产生压力应力和剪切应力。

当一侧的板料伸展时，另一侧就会压缩。

因此，除了弯曲变形外，板料还会发生拉伸和压缩。

这些应力会导致板料弯曲，并对产品性能和形状产生影响。

为了理解板料弯曲变形，可以考虑以下例子。

想象一根棒子放在两个支架上。

如果施加一个压力，棒子就会向下弯曲。

按照这个理论，如果一个板材在两个支架之间并施加了一定的压力，板材也会弯曲。

板材的弯曲程度取决于板材的材料、尺寸和施加的力量。

如何控制板料弯曲变形为了控制板料弯曲变形，需要通过多种方法来实现。

以下是几种常见方法：1.修改板料工艺参数在板料加工的过程中，可能会通过更改一些工艺参数来减少板料弯曲变形。

这包括增加刀具的刃角、调整剪切角度和减少加工深度等方法。

这些方法可以减少应力集中并减少弯曲变形。

2.使用支撑和固定装置通过使用支撑和固定装置，可以使板材在加工过程中保持平整，从而减少弯曲变形。

支撑和固定装置可以包括模具、模具夹爪、台虎钳或工件夹具等。

3.体积双向拉伸体积双向拉伸是一种用于减少板材弯曲变形的新方法。

在体积双向拉伸过程中，板材首先被拉伸沿一个方向，然后沿着另一个方向拉伸。

这样可以防止板材弯曲变形，并使板材保持平整。

4.控制材料选择材料的性质对板材弯曲变形非常重要。

一些材料，如铝和钢，易于发生弯曲变形，而其他材料，如钛，具有更高的强度和刚度，可以减少弯曲变形。

因此，在选择材料时需要考虑弯曲变形的因素。

综上所述，板料弯曲变形是一个常见的问题，在加工过程中需要采取有效的措施来减少其产生。

控制板料弯曲变形的方法可以包括修改工艺参数、使用支撑和固定装置、体积双向拉伸和控制材料选择。

模具设计基础-第三章弯曲工艺与弯曲模具设计

（4）弯曲件的孔边距当弯曲带孔的工件时，如孔位于弯曲变形区附近，则弯曲后孔的形状会发生改变。为了避免这种缺陷的出现，必须使孔处于弯曲变形区之外。
当t 2mm ，S t 当t 2mm ，S 2t
模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计
5．止裂孔、止裂槽如图 3.12 所示，当局部弯曲某一段边缘时，为了防止尖角处由于应力集中而产生裂纹，可增添工艺孔、工艺槽或将弯曲线移动一定距离，以避开尺寸突变处，并满足b≥t， h=t+r+b/2的条件。
弯曲件的结构工艺性对弯曲生产有很大的影响。弯曲件良好的工艺性，不仅能简化弯曲工序和弯曲模的设计，而且还能提高弯曲件的精度、节约材料、提高生产率。（1）弯曲件的形状弯曲件的形状一般应对称，弯曲半径应左右一致，如图所示。图(b)所示形状左右不对称，弯曲时由于工件受力不平衡将会产生滑动现象，影响工件精度。
3.7补偿法
模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计
2) 校正法校正弯曲时，在模具结构上采取措施，让校正压力集中施加在弯曲变形区，使其塑性变形成分增加，弹性变形成分减小，从而使回弹量减小，如图 3.8 所示。
3.8 校正法示意
模具设计ห้องสมุดไป่ตู้础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计
四、弯曲件的工艺性
模具设计基础第三章弯曲工艺与弯曲模具设计
3．回弹由于影响回弹的因素很多，各因素之间往往又互相影响，因此很难实现对回弹量的精确计算和分析。在模具设计时，对回弹量的确定大多按经验确定(也可查有关冲压资料进行估算)，最后通过试模来修正。在模具设计时，要尽可能消除或减小回弹的影响响(指消除回弹对弯曲件的影响，但并不能消除弯曲件的回弹现象)。

第三章弯曲 (2)

ρ = r + xt
r：弯曲件内弯曲半径 t：材料厚度 x：中性层位移系数，查表。弯曲件展开尺寸计算：
r/t < 0.5时,因为圆角区域发生了严重变薄，其相邻的直边也变薄，因此需要采用经验公式计算。对于复杂形状的弯曲件，在初步计算后，还需要反复试弯，不断修正才能确定坯料尺寸。
3 回弹值的确定：为了得到形状与尺寸精确的弯曲件，需要实现确定回弹值，因为影响因素很多，理论计算方法往往不精确，而且很复杂，因此一般是根据经验数值以及简单的计算来初步确定模具工作部分尺寸，然后在试模时校正。
图3-21
产生偏移的原因： 1 弯曲坯料形状不对称； 2 弯曲件两边折弯个数不相等； 3 弯曲凸凹模结构不对称。
图3-22
控制偏移措施： 1 采用压料装置。
图3-23
2 利用工艺孔限制坯料移动。 3 对偏移量进行补偿。
4 对不对称零件，先成对弯曲，再切断。 5 尽量采用对称凸凹模结构
图3-24
0 .7 K B t σ b F自 = r+t
2
U型件：
]型件：
F = 2.4 Btσ b ac 自
上式中： F自：自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力； B：弯曲件的宽度； r：弯曲件的内弯曲半径； t：弯曲件材料厚度； σb：材料抗拉强度； K：安全系数，一般取1.3 a、c：系数；校正弯曲时的弯曲力：校正弯曲时的弯曲力一般按照下式计算：
2 应力状态长度方向：弯曲内区受压，外区受拉，切向应力是绝对值最大的主应力；厚度方向：在变形区内存在径向压应力，在板料表面为0，由表及里逐渐增加，到达中性层时达到最大值；宽度方向：对于窄板，由于可以自由变形，因此内外区都为0，对于宽板，内区为压应力，外区为拉应力

弯曲工艺及弯曲件工艺性

弯曲角度是弯曲过程中，弯曲件与直线的夹角。
详细描述
弯曲角度的大小直接影响弯曲件的形状和工艺难度。在选择合适的弯曲角度时，需要考虑材料的特性、弯曲半径以及弯曲力等因素。
弯曲半径
总结词
弯曲半径指的是弯曲过程中，弯曲中心到弯曲件表面的距离。
详细描述
弯曲半径的大小决定了弯曲件的曲率和质量。较小的弯曲半径可能导致材料过度应力集中，而较大的弯曲半径则可能导致弯曲件形状不准确。
弯曲件的类型
按角度分类
根据弯曲角度的不同，弯曲件可分为锐角件、直角件和钝角件等
。
按弯曲半径分类
根据弯曲半径的大小，弯曲件可分为锐弯件、半弯件和全弯件等。
按材料分类
根据材料的性质，弯曲件可分为金属弯曲件、塑料弯曲件、木质弯曲件等。
弯曲件的特点
形状多样性
弯曲件形状多样，可根据实际需求进行定制，满足不同领域的需求。
结构稳定性
经过合理的弯曲工艺处理，弯曲件具有良好பைடு நூலகம்结构稳定性，能够在各种环境下保持稳定性能。
加工精度高
现代的弯曲工艺技术可以保证高精度的加工要求，使弯曲件具有良好的互换性和配合性。
材料强度高
高质量的材料和先进的热处理技术可以提高弯曲件的使用寿命和承载能力。
03 弯曲工艺参数
弯曲角度
总结词
弯曲工艺是一种重要的金属加工工艺，广泛应用于汽车、家电、航空航天等领域。
弯曲工艺的分类
01
02
03
根据弯曲程度
分为简单弯曲、复杂弯曲和扭曲弯曲。
根据弯曲方式
分为自由弯曲、夹弯和滚弯。
根据弯曲材料
分为板料弯曲、管料弯曲和棒料弯曲。

第三章弯曲-08

式中： ——最大自由弯曲力，即自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力，N；
σb——材料抗拉强度，MPa； k——安全系数，一般取k=1.3； b——弯曲件宽度，mm； r——弯曲件的内弯曲半径，mm； t——板料厚度，mm。
冲压工艺与学——弯曲
2．应力状态
切向ζθ：内区受压，外区受拉。径向ζρ ：塑性弯曲时，由于变形区曲度增大，以及金属各层之间的相互挤压的作用，从而引起变形区内的径向压应力ζρ，在板料表面ζρ= 0，由表及里逐渐递增，至应力中性层处达到了最大值。宽度方向ζb ：对于窄板，由于宽度方向可以自由变形，因而无论是内区还是外区ζb =0；对于宽板，因为宽度方向受到材料的制约作用，σb ≠0。内区由于宽度方向的伸长受阻，所以σb为压应力。外区由于宽度方向的收缩受阻，所以σb为拉应力。结论：窄板弯曲时的应力状态是平面的，宽板则是立体的。
内移结果：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。规律：r/t愈小，变形程度愈大，系数ξ就愈小，弯曲区的变薄现象也愈严重(见表3-1) 。影响：弯曲时的厚度变薄会影响零件的质量。
四、板料长度的增加
一般弯曲件，其宽度方向尺寸b比厚度方向尺寸大得多，所以弯曲前后的板料宽度b可近似地认为是不变的。由于板料弯曲时中性层位置向内移动，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r/t愈小，减薄量愈大，板料长度的增加量也愈大。对于r/t值较小的弯曲件：在计算弯曲件的毛坯长度时，必须考虑弯曲后的板料增长，并通过多次试验，才能得出合理的毛坯展开尺寸。有关毛
冲压工艺与学——弯曲
在r/t≤4的情况下弯曲，由试验测定系数ξ<1(见表3-1)，因此，由 r 。 1 / 2 t 式(3-3)可知，当ξ<1时，应变中性层位置ρ0将小于而 r 1 / 2 t 为塑性弯曲时的中心位置， 0 r 1 / 2 t 则表示了塑性弯曲时应变中性层位置向内移动。由表3-1看出：系数ξ值随r/t大小变化，r/t愈小，ξ值也愈小，应变中性层的内移量就愈大。——凸模下行，变形程度不断增加，应变中性层位置逐步向内移动，变形量愈大，中性层的内移量也愈大。结论：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。

第一至二节弯曲变形过程分析

窄板(B <3t): 内区宽度增加，外区宽度减小，原矩形截面变成了扇形。
第二节弯曲变形工艺计算
一、缷裁后弯曲件的回弹 1、回弹现象塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致，这种现象叫回弹。 2、回弹现象的表征及模具相关尺寸的修正 1）回弹的表现形式： ①曲率1/ρ减小,弯曲半径r 增大； ②弯曲中心角α减小，相应弯曲角φ增大。
一、缷裁后弯曲件的回弹
4、减少回弹值的措施
1）选用合适的弯曲材料
2）改进弯曲件的结构设计 3）改进弯曲工艺（1）采用校正弯曲代替自由弯曲；（2）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点σs降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲；（3）采用拉弯工艺。 4）改进模具结构（1）补偿法（2）校正法（3）软凹模法
第二节弯曲变形工艺计算
二、最小相对弯曲半径rmin/t 相对弯曲半径 r/t 是指弯曲件内侧圆角半径与板料厚度的比值，表示板料弯曲变形程度的大小。
二、最小相对弯曲半径rmin/t
1、切向应变与相对弯曲半径的关系
由式 4-9 可见，弯曲变形的最大切向应变与相对弯曲半径 r/t成反比。因此，以相对弯曲半径表示弯曲的变形程度，r/t 愈小表示变形程度愈大。 2、最小相对弯曲半径rmin/t的概念最小弯曲半径rmin：在板料不发生破坏的条件下，所能弯成零件内表面的最小圆角半径。常用最小相对弯曲半径rmin/t表示弯曲时的成形极限。其值越小越有利于弯曲成形。
二、最小相对弯曲半径t
3、影响最小相对弯曲半径rmin/t的因素 1)材料的力学性能：塑性越好，许可的最小弯曲半径就越小。
2)弯曲中心角a：弯曲中心角愈小，愈利于降低最小弯曲半径数值；当 a 为 60°-70 ° 时其影响就很小。 3)板料的方向：弯曲时弯曲线垂直于纤维方向比平行时效果好，可得到较小的最小弯曲半径。

第三章：弯曲工艺与弯曲模具设计

校正弯曲时，回弹角修正量： K90
不是90°的角按下式修正： x ( / 90)90
➢ 当r/t ＜ 8~10时，要分别计算弯曲半径和弯曲角的回弹值，再修正。
弯曲板料时
凸模的圆角半径： rp 1/(1/ r) (3 s / Et)
凸模圆弧所对中心角： p
(r
/ rp )
弯曲件的滑移
6. 最小弯曲半径 rmin
❖ r/t 小 —— 变形程度大 —— 弯曲破坏。影响最小弯曲半径的因素：
❖ 材料的机械性能：好塑性（塑稳）、退火处理、热弯、开槽减薄 ❖ 方向性：折弯线垂直纤维方向：伸长变形能力强
❖ 板宽：B/t 小（< 3） ❖ 弯曲角：小, 直边有切向形变。 ❖ 板料表面质量和断面质量：差处易应力集中发生破坏。 ❖ 板料厚度：t小 —— 切向应变小 —— 开裂小。
弯曲件的工序安排
1. 工序安排的一般原则 ➢ 先弯外角后弯内角，后次弯曲不能影响前一次弯曲变形，前次弯曲应考虑后次弯曲有合适的定位基准。 ➢ 当有多种方案时，要进行比较，进行优化。
2. 工序安排的一般方法 ➢ 形状简单的弯曲件可一次弯曲成形。如V形、U形、Z形。 ➢ 形状复杂的弯曲件可用两次或多次压弯成形。
➢ r/t值
小r/t：加厚筋边或减小 r；其值大时拉弯
（在同条件下，r/t越小，则总变形量就越大，回弹就越小。）工艺处理
➢ 弯曲中心角
（α越大，变形区长度越长，参与变形的区域越大，回弹越多。）
小
➢ 弯曲方式与校正力大小
（自由弯曲回弹大，校正弯曲回弹小，校正力越大回弹越小。）
➢ 工件形状
（工件形状越复杂，回弹就越少。）
弹－塑性变形：塑性变形：
L1－L2 ，r1－r2 超过屈服极限，

第3章弯曲工艺与弯曲模具

0 绪论一、冲压概念
总之影响最小弯曲半径的主要因素如下：
⒈ 材料的机械性能；
⒉ 板材纤维的方向性；
⒊ 弯曲件的宽度； ⒋ 板材的表面质量和剪切断面质量；
⒌ 弯曲角；
⒍ 板材的厚度。最小弯曲半径可按表3-1选取
表3-1 最小弯曲半径rmi
3.2.2、弯曲时的回弹及控制回弹的措施 1、弯曲回弹现象弯曲回弹现象产生于弯曲变形结束后的卸载过程，是由其内部产生的弹性回复力矩造成的。弯曲件卸载后的回弹，表现为弯曲件的弯曲半径和弯曲角的变化，如图3-6所示。
（a ）
（b ）（c）图3-25 防止尖角处撕裂的措施
0 绪论一、冲压概念
图3-26所示的零件，根据需要设置了工艺孔、槽及定位孔。图（a）所示工件弯曲后很难达到理想的直角，甚至在弯曲过程中变宽、开裂。如果在弯曲前加工出工艺缺口（M×N），则可以得到理想的弯曲件。图（b）所示的工件，在弯曲处预先冲制了工艺孔，效果与图（a）相同。图（c）所示的工件，要经过多次弯曲，图中的D是定位工艺孔，目的是作为多次弯曲的定位基准，虽然经多次弯曲，该零件仍保持了对称性和尺寸精度，
0 绪论一、冲压概念
凸模下行，减小到r/t>200时，板料处于线形弹塑性状态，
即板料中心几附近区域为弹性变形，其他部分为塑性变形，弯曲进行至r/t值大约在(200>r/t>5)时，板料进入线形全塑
性弯曲状态。
当其进一步减小到r/t3~5时，则为立体塑性弯曲，此即模具弯曲最终状态。
• 窄板(b/t3)弯曲时，宽度方向可以自由变形，故其应力b0,内外层的应变状态是立体的，应力状态是平面的。 • 宽板(b/t>3)弯曲时，由于宽度方向材料不能自由变形（宽度基本不变），即

第3章弯曲工艺与弯曲模

1.V形件弯曲模
图4-39 无压料装置的V形件弯曲模 1—模柄 4 、7 —定位板 2 —上模座 5 —下模座 3 —导柱导套 6 —凹模 8 —凸模
1—顶杆 4 —凸模
有压料装置的V形件弯曲模(avi4-3) 2 —定位钉 3 —模柄 5 —凹模 6 —下模座
图4-40 防止毛坯偏移的措施
图4-41 带顶料及定料销的弯曲模 1—凹模 2 —顶板 3 —定料销 4 —凸凹模 5 —反侧压块
第五节弯曲力计算
一.校正弯曲时弯曲力计算
F=qA
式中: F—校正弯曲力(N); A— 校正部分投影面积(mm2); q—单位面积上的校正力(MPa), 值可按表3-4选取。图3-35 校正弯曲示意图
四.压力机公称压力的确定
• 对于自由弯曲
F压机≥ 1.3(F自+Q)
式中 F压机—选用的压力机公称压力(kN); F自—自由弯曲力(kN); Q—有压料或顶件装置的压力(kN).
式中:δ — 伸长率; r — 弯曲件内表面圆角半径(mm); η— 变薄系数; t — 材料厚度(mm); ρ—应变中性层曲率半径(mm) 。
则弯曲半径 r= ρ(1+δ)- ηt 若以断面收缩率Ψ表示变形程度,则Ψ与δ有如下关系: δ= Ψ/(1- Ψ) 根据式(4-15), ρ=(r/t+ η/2)ηβt,当板料宽度大于板料厚度3 倍时,则 ρ=(r/t+ η/2)ηt 将上式与式(4-19)代入式(4-18),化简后得:
3.弯曲件上孔的位置
t ＜ 2mm, l ≥ t; t ≥ 2mm, l ≥ 2t.
图4-33 弯曲件上的孔边距离
4.弯曲件上增添工艺孔和工艺槽
图4-34 防止尖角处撕裂的措施

板料的弯曲现象及其原因

1.弯曲件的弹性回跳弯曲变形程度可以用相对弯曲半径r/t表示，t为板料的厚度。

r/t越小，表明弯曲变形程度越大。

开始弯曲时，相对弯曲半径r/t较大，板料内部仅发生弹性弯曲。

由于外层纤维受拉，内层纤维受压，所以弯曲区内、外层的切向应力最大，在板的中间层，应力和应变为零。

一般认为当相对弯曲半径r/t>200时，弯曲区材料即开始进入弹-塑性弯曲阶段，毛坯变形区内（弯曲半径发生变化的部分）料厚的内外表面首先开始出现塑性变形，随后塑性变形向毛坯内部扩展。

在弹-塑性弯曲变形过程中，促使材料变形的弯曲力矩逐渐增大，弯曲力臂L 继续减小，弯曲力则不断加大。

凸模继续下行，当相对弯曲半径r/t<200时，变形由弹-塑性弯曲逐渐过渡到塑性变形。

这时弯曲圆角变形区内弹性变形部分所占比例已经很小，可以忽略不计，视板料截面都已进入塑性变形状态。

最终，B 点以上部分在与凸模的V形斜面接触后被反向弯曲，再与凹模斜面逐渐靠紧，直至板料与凸、凹模完全贴紧。

若弯曲终了时，凸模与板料、凹模三者贴合后凸模不再下压，称为自由弯曲。

若凸模再下压，对板料再增加一定的压力，则称为校正弯曲,这时弯曲力将急剧上升。

校正弯曲与自由弯曲的凸模下止点位置是不同的，校正弯曲使弯曲件在下止点受到刚性镦压，减小了工件的回弹变形物体在外力去除后，弹性变形部分会立即消失，产生弹性回复，而板料弯曲时的弹性变形有两种情况：其一是当r/t较大时，板料内外缘表层纤维进入塑性变形状态，而板料中心仍处在弹性变形状态，这时当凸模上升去除外载后，板料将产生弹性回跳；其二是金属塑性变形时总是伴有弹性变形的，所以板料弯曲时，即使内外层纤维全部进入塑性状态，当凸模上升去除外力后，弹性变形消失，也会出现弹性回跳。

可见：板料弯曲后的弹性回跳现象总是存在的，如何减小和控制板料弯曲的回弹数值，使弯曲半径、弯曲角等几何形状参数在许可的范围内变化，乃是研究和拟订弯曲工艺的主要内容之一。

第三章弯曲

3Cδ b ( Ro 0.5t ) K 1 Et
E ——弹性模量（N/mm2） δb ——抗拉强度（N/mm2） C——系数查冲模设计手册表4-24
（2）当
r/t＜5-8时
主要是中心角发生变化。各种资料、手册上有中心角90o的实验数据。如不是90o ，进行换算。
△α 90 △α 90
10大于垂直于纤维方向的指标。
α 减小，直边参与变形的分散效应显著，所以rmin/t可减小。
图３-10
书表３-5。
（３）板料的表面和侧边质量
板面划伤、裂纹，侧边有毛刺、裂口、冷作硬化等缺陷， rmin/t增大（易裂，塑性不好）（4）材料的塑性
3．最小相对弯曲半径的经验选用
各种手册、书、杂志都有如：r
两向应力，三向应变。三向应变，平面应变。
¦Δ >¦ Δ b
ζ b=0
图3-4 εb=0
三、弯曲力计算和
设备选择
弯曲有三个阶段:
h
① 弹性弯曲阶段
② 自由弯曲阶段
③ 校正弯曲阶段图3-5 弯曲三个阶段
1.自由弯曲力
V形件

0.6kbt F b 自 r t
U形件
2
0.7kbt2 F自 b r t
本章目录
一、弯曲变形过程及特点
二、弯曲变形区的应力应变分析
三、弯曲力计算和设备选择
四、弯曲件毛坯长度计算
五、最小相对弯曲半径的确定六、弯曲回弹七、弯曲模工作部分尺寸计算八、典型弯曲模总结
一、弯曲变形过程及特点
1. 变形过程例如：“V”形件的弯曲过程（教材图）
弹性弯曲、自由弯曲
增大，减小
(2) 切向应变

3-6板料弯曲变形工艺及特点

3.弯曲件在生产中经常出现的质量问题有_______、________、________三种。
板料弯曲变形工艺ห้องสมุดไป่ตู้特点
授课内容
板料弯曲变形工艺及特点
授课学时
1学时
教学目的
能够正确认识冲压工艺的概述；能够掌握冲裁工艺；能够掌握弯曲工艺
教学重点、难点
弯曲变形的原理
教具和媒体使用
多媒体课件、板书
教学方法
讲授法
教学过程
板料弯曲变形及特点
特点：
（1）通过对网格的观察，可以看出弯曲圆角部分的网格发生了显著的变化，原来的正方形网格变成了扇形。靠近圆角部分的直边有少量变形，其余直角部分没有发生变形，说明弯曲变形的区域主要发生在弯曲圆角部分。
（2）在弯曲变形区内，从网格的变化情况来看，板料在长、宽、厚三个方向都发生了变形。
作业、思考
1.根据下图，请简述弯曲变形的变化和特点
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.板料弯曲时变形区域内的应力应变状态和__________有关。

弯曲的操作方法

弯曲的操作方法一、弯曲成型的概念弯曲——是将板料、棒料、管料、型材等弯成一定形状和角度零件的成形方法。

将坯料弯成所需形状的加工方法为弯曲成型，简称弯型。

弯型时根据坯料温度可分为冷弯和热弯根据弯型的方法可分为手工弯型和机械弯型。

二、弯曲变形过程及特点1. 变形过程例如：“V”形件的弯曲过程2.变形特点完全吻合三点接触后就反向弯曲增大，减小弹性弯曲、自由弯曲图3-2 变形特点应变中性层：用于计算毛坯展开长度。

材料弯曲应力状态：图3-3 材料弯曲应力状态弹性变形部分存在有两种方式：其一，当r/t较大时，板料中心处于弹性变形；其二，当r/t较小，进入了塑性变形状态，根据金属塑性变形理论，金属塑性变形的同时总存在有弹性变形的存在。

因此，回弹是始终存在。

变形特点：(1)弯曲件的弹性回弹；(2)中性层位置的内移；(3)弯曲区板料厚度变薄；(4)板料长度的增加；(5)板料横截面的畸变，翘曲和拉裂。

r/t减小，变形程度大，外层金属拉裂可能性大。

三、弯形方法1、板料在厚度方向上的弯形弯折前，板料根据零件形状划线下料，并在弯折处划出折弯线，一般折弯线划在折角内侧。

如果零件尺寸不大，折弯工作可在台虎钳上进行。

将板料夹持在台虎钳上，使折弯线恰好与钳口衬铁对齐，夹持力度合适。

当弯折工件在钳口以上较长或板料较薄时，应用左手压住工件上部，用木锤在靠近弯曲部位轻轻敲打，如图所示；如果敲打板料上方，易使板料翘曲变形。

a 正确b 错误2、板料在宽度方向上的弯形板料在宽度方向上的弯形有两种方法。

1、部分变形弯曲——利用材料的延展性能，使材料的外弯部分变薄延展（内弯部分变形较小）而实现弯形。

适用于薄而宽的材料。

2、整体变形弯曲——使材料的外弯伸长、内弯缩短而实现弯形。

适用于较厚且较窄的材料。

四、部分变形弯曲的原理及方法❖制作凹曲线弯边零件，可用直角角材制作，使其一边缘变薄，面积增大，导致材料弯曲。

❖原理：利用材料的延展性使材料外围伸长。

变形工序2汇总.

凸模、板料、凹模三者完全压合，板料的内侧半径及弯曲力臂达到最小时，弯曲过程
结束。（2）变形特点及应力分析弯曲时毛坯上曲率发生变化的部分是变形区，即在弯曲角α 以内变形。① 靠近曲率中心一侧(内层)：切向受压应力，产生压缩变形；② 远离曲率中心一侧(外层)：切向受拉应力，产生伸长变形。③ 中性层不变(切向应力为0)。
⑶缩口
将空心件或管件口部直径缩小的成形方法。缩口工艺短片演示
⑷翻边方法。
在板料或半成品上，使材料沿其内孔或外缘的一定曲线翻成竖立边缘的成形
翻边工艺短片制品表面上通过局部变薄，获得各种形状的凸起与凹陷
的方法。局部变形后的部位，因形状变化和加工硬化等原因，其强度和刚度提高。
(3)弯曲时容易出现的问题 ① 裂纹: σ 拉>σ b时产生。故变形程度不能过大，最小弯曲半径Ｒmin=(0.25～1)t t——材料板厚纤维性: 弯曲线与材料的纤维线垂直时,允许的γ 行(重合)时,则易开裂。 ② 回弹(弹复): 当外力去除后,毛坯的塑性变形保留下来,而弹性变形完全消失,使其形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化，这种现象称为回弹。回弹与材料力学性能、r／δ 和制件弯曲角度α 有关，为消除回弹影响，弯曲模的角度应比被弯曲角度小一个回弹角。回弹大小与弯曲半径R、料厚t、材料等因素有关。回弹角一般都在0～10℃。克服: 反变形法,模具角度设计应比所需制件角度小一点。
(4)拉深模具的特点拉深模具与冲裁模具相比有如下特点： ①模具间隙较大；
②模具无刃口，呈圆角；（5）旋转体拉深件毛坯尺寸的计算
旋转体拉深件计算毛坯尺寸时，通常认为拉深件与其毛坯的重量不变、体积不变，对于厚度不变的拉深件，则其面积不变。旋转体拉深件毛坯直径的计算可以用重量法、体积法和面积法计算。当拉深件厚度不变时，通常采用面积法进行计算，具体计算方法如下

厚板料复杂弯曲件的成形加工

1 序言制造业中，板料弯曲工艺占比大。

模具设计人员与工艺师主要是依赖经验与技巧来制定工艺与模具结构，在实际制造过程中会出现一些缺陷，只能靠反复试模给予修正。

有些特殊的产品成形，设计师与工艺师如果缺少这方面的经验，投入生产前的验证工作量与试错成本就会增大。

如果预先了解该类产品的成形特性与加工方法，就能制定合理的模具结构与制造工艺，提高产品的一次成功率。

现通过对以下产品的分析，结合实践中的经验，为此类产品的工艺与模具结构的确定提供理论依据。

2 零件工艺分析图 1 所示为某造纸厂自动化输送生产线上的装载工具——纸卷托板，其外形尺寸为350mm×180mm×61mm，材料采用Q345。

从使用要求来看，它具有以下特点。

图1 纸卷托板1）板件装配示意如图2所示，要求配合精度高，压弯尺寸达到图样要求，托板的压弯凹槽部位与输送线上的配件配合度好，以保证输送线顺畅、灵活地转动。

图2板件装配示意2）要求表面粗糙度好，表面不应有压弯裂痕。

3）由于链板厚度厚，压弯力大，所以需要的压力机吨位高。

由公式可计算出钢板原材料弯曲力，计算过程如下。

式中，F1为弯曲力（N）；K为安全系数；b为板件宽度（mm）；t为板件厚度（mm）；r为板件内弯曲半径（mm）；σb为板件的强度极限（MPa）。

经过计算可知弯曲力为2135.466kN，因此，该弯曲件需选用吨位＞218t的压力机，使所需的弯曲力小于所选用的压力机吨位，从而满足零件成形的压力要求。

在车间现有的设备情况下，无法满足此零件的加工。

要想在现有条件下生产出合格的产品，就必须采取措施降低弯曲力或改用其他加工方法。

降低弯曲力的方法最常用的有两种——退火和加热。

针对板厚大的工件弯曲，根据生产实践中的经验可知，材料退火加工后存在两大缺陷：一是在弯曲变形过程中，工件容易开裂，弯曲质量不够理想，会导致产品质量不稳定；二是不能形成快速反应，退火工件需到热处理车间装炉等待3天时间。

板料弯曲变形的力学分析

r0
t
2
中性层内移
R0r0 R0 r0 t
2、应变中性层内移
弯曲应变r 使外区变薄、内区增厚，而应力使外区扩大、
内区缩小，外区变薄量大于内区增厚量，导致板厚变薄，应变中性层内移；应变中性层内移滞后于，且小于应力中性层。
lBt Bt B R02 r02 / 2
R02 r02 2t
S
二、三维塑性弯曲变形时的应力应变状态
窄板B / t 3弯曲可简化平面应力问题，宽板 B / t 3
弯曲简化为平面应变问题。塑性弯曲变形时，内区和外区的应力应变状态分别为
三、宽板弯曲变形的力学分析
1、无硬化宽板塑性弯曲分析（平面应变问题）
a、外区
rrd r d r r dr d
2 dr sin
d
2
0
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r
dr r
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22
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1.155 s
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r s 1.155s
r 1.155 s ln r C
r
1.155 s
ln
R0 r
r rR0 0
1 0; 3 r 0; 2 B
塑性条件
r
1.155 s
ln
R0 r
r r s 1.155s
板料弯曲变形的力学分析
一、弯曲变形
板料弯曲变形是典型的板料塑性加工工艺。弯曲变形主要发生在弯曲圆角部位，存在弯曲中性层，根据应力应变状态可分内区和外区。
1、弹性弯曲
r
t 2
max
Et
2
t
max
2
t
2
r
t 2
2
1 r 1
t
x