第3章 弯曲
第三章 弯曲
![第三章 弯曲](https://img.taocdn.com/s3/m/0b17d24c2e3f5727a5e96227.png)
第三章弯曲及弯曲模具设计一、目的与要求宽板立体纯塑性弯曲时的应力分布情况和应力应变中性层位置的确定,板料的最小弯曲半径及其影响因素,如何防止或减少弯曲件的回弹;掌握弯曲件的工艺性好坏及如何改进。
熟悉弯曲模的典型结构,管料的弯曲加工方法,能安排弯曲件的工艺。
其它内容作一般性了解。
二、主要内容弯曲模基础弯曲模实例分析三、难点与重点弯曲件回弹的控制方法四、授课方式多媒体授课。
五、思考题3-1 弯曲的概念。
333333弯曲:将板料及棒料、管料、型材弯曲成具有一定形状和尺寸的弯曲制件的冷冲压工序称为弯曲。
弯曲的方法有压弯、折弯、滚弯和拉弯等。
其中,在压力机上利用模具对板料进行压弯加工在生产中用得最多。
本章主要介绍在压力机上进行板料压弯加工的工艺和模具设计问题。
弯曲工艺及模具设计就是搞清弯曲过程及特点及工艺性、确定弯曲工艺方案、设计相应3.1 弯曲变形过程及特点aabbαaabb(a)(b)3、宽度变化:当板料较窄(B<3t)时,宽度断面成内宽外窄,如图3-4(a)所示。
当板料较宽(B>3t)时基本保持原状,如图3-4(b)所示。
当板料的宽度很大,厚度又较薄,宽度方向的刚性较差时,板料弯曲的弯曲线容易产生纵向弯曲。
4、回弹:当凸模完成弯曲回程后,由于弹性变形的回复,弯曲件的弯曲半径r、弯曲角α与凸模圆角半径r p、中心角αp并不一致,这种现象称为回弹。
5、弯裂:若弯曲变形程度太大,变形区外层材料所受拉应力达到材料的强度极限时,材料表面将被撕裂,这种现象称为弯裂。
3.2 弯曲件的工艺性3.2.1 弯曲件的工艺性弯曲件的工艺性:指弯曲件的材料、形状、尺寸、精度要求和技术要求等对弯曲工艺的适应程度。
一、弯曲件的材料弯曲件的材料应具有足够的塑性,较低的屈服极限和较高的弹性模量。
最适宜于弯曲的材料:有钢(含碳量不超过0.2%))、紫铜、黄铜、软铝等。
脆性较大的材料,如磷青铜、铍青铜、弹簧钢等,要求弯曲时有较大的相对弯曲半径。
第三章弯曲
![第三章弯曲](https://img.taocdn.com/s3/m/7571d42e2bf90242a8956bec0975f46527d3a7d2.png)
弹性弯曲、自由弯曲 增大,减小
三点接触后就反向弯曲 完全吻合
图3-1 V形件的弯曲过程
现在你正浏览到当前第三页,共三十四页。
2.变形特点
图3-2 变形特点
应力中性层 应变中性层:用于计算毛坯展开长度。
现在你正浏览到当前第四页,共三十四页。
材料弯曲应力状态:
弹性变形部分存在有两种方图式3-3:材料弯曲应力状态
(3) 弯曲角α
α越大,表示变形区长, 积累回弹大。
(4)弯曲方式 自由弯曲回弹大; 校正弯曲回弹小。
(5)弯曲件形状
形状越复杂,一次弯成的角度多,由图于3-各13方面的相互牵制,
回弹困难,故回弹小。
现在你正浏览到当前第二十六页,共三十四页。
3.减少回弹的措施*
(1)改进弯曲件局部结构和选用合适的材料(工厂产品实物图)
三、弯曲力计算和 设备选择
弯曲有三个阶段: ① 弹性弯曲阶段 ② 自由弯曲阶段
③ 校正弯曲阶段
h
图3-5 弯曲三个阶段
现在你正浏览到当前第八页,共三十四页。
1.t
b
U形件
F自
0.7kbt2 r t
b
K——安全系数 k=1.3
b——弯曲件宽度
图3-6
现在你正浏览到当前第九页,共三十四页。
如图3-24 压加强筋 加工硬化作用
选 s↓, E↑的材料或退火处理
(2)补偿法
根据回弹趋势修正凸模或凹模。工厂用的最多。 图3-13a、b适合回弹角小于5o直接在模具上制造差值; 如回弹较大的U形件,可采用图3-15。
现在你正浏览到当前第二十七页,共三十四页。
(3)校正法 适合 t >0.8, r 又不大时,可在变形区整形。如图3-14形状
第3章 弯曲工艺与模具设计
![第3章 弯曲工艺与模具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/70c765f6c8d376eeaeaa31f8.png)
3.2.2、影响回弹的因素 材料的机械性能 相对弯曲半径 弯曲中心角 模具间隙 弯曲件的形状 弯曲力
3.2.3、回弹值的确定 目的:作为修正模具工作部分参数的 依据。 经验公式: 1.小半径弯曲的回弹( r / t 5 ~ 8 )
0 t
rt r 1 3
90
90
6)弹性材料的准确回弹值需要通过试模对凸、 凹模进行修正确定,因此模具结构设计要便于拆 卸。 7)由于U形弯曲件校正力大时会贴附凸模,所以 在这种情况下弯曲模需设计卸料装置。 8)结构设计应考虑当压力机滑块到达下极点时, 使工件弯曲部分在与模具相接触的工作部分间得 到校正。 9)设计制造弯曲模具时,可以先将凸模圆角半 径做成最小允许尺寸,以便试模后根据需要修整 放大。
当工件局部边缘部分需弯曲时,为防 止弯曲部分受力不均而产生变形和裂纹, 应预先切槽或冲工艺孔(如图所示) 5.弯曲件的几何形状 如果弯曲件的形状不对称或者左右弯 曲半径不一致,弯曲时板料将会因摩擦阻 力不均匀而产生滑动偏移(如图所示), 为了防止这种现象的发生,应在模具上设 置压料装置,或利用弯曲件上的工艺孔采用 定位销定位(如图所示)
第 3 章 弯曲工艺与模具设计
3.1
3.2
弯曲的基本原理 应变中性层位置、最小弯曲半径的确定及回弹现象 弯曲力和弯曲件的毛坯尺寸计算 弯曲件的工艺性 弯曲模具的设计
3.3 3.4
3.5
3.1 弯曲的基本原理
弯曲是使材料产生塑性变形,形成一 定曲率和角度零件的冲压工序(如图所示) 弯曲材料:板料、棒料、型材、管材 弯曲方法:压弯、折弯、拉弯、滚弯、 辊弯
3.1.1 弯曲变形过程 (图3.1.1) 1、变形毛坯的受力情况 从力学角度,弯曲分为: 弹性弯曲 弹塑性弯曲 纯塑性弯曲 无硬化弯曲
模具设计与制造——第3章 弯曲工艺与模具设计
![模具设计与制造——第3章 弯曲工艺与模具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/301a870f52ea551810a68703.png)
ρ
ρ'
2.弯曲中心角减小 ∆α = α − α ' 或弯曲角增大 ∆β = β '− β
第一节 弯曲变形分析
二、塑性弯曲变形区的应力、应变
弯曲后坐标网格变化 内区 中性层 外区
弯曲变形区的 横截面变化
窄板(B/t<3):内区宽度增加,外区宽度减 小,原矩形截面变成了扇形 宽板(B/t>3):横截面几乎不变,仍为矩形
第三章 弯曲工艺与模具设计
第一节 弯曲变形分析
二、塑性弯曲变形区的应力、应变(续)
第三章 弯曲工艺与模具设计
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、弯曲模典型结 构、弯曲模工作零件设计等。
∆α =
α
90
∆α 90
第三章 弯曲工艺与模具设计
第六节 弯曲回弹
三、回弹值的确定(续)
3.校正弯曲时的回弹值 校正弯曲的回弹可用 试验所得的公式计算,符 号如右图所示。
V形件校正弯曲的回弹
第三章 弯曲工艺与模具设计
第六节 弯曲回弹
四、减少回弹的措施
1.改进弯曲件的设计 (1)尽量避免选用过大的r/t 。 如有可能,在弯曲区压制加强筋, 以提高零件的刚度,抑制回弹。 (2)尽量选用σ s / E 小、力学 性能稳定和板料厚度波动小 的材料。
生物必修三第三章知识点总结
![生物必修三第三章知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/16da0d373069a45177232f60ddccda38376be1f0.png)
生物必修三第三章知识点总结凡事预则立,不预则废。
学习生物需要讲究方法和技巧,更要学会对知识点进行归纳整理。
下面是店铺为大家整理的生物必修三第三章知识点,希望对大家有所帮助!生物必修三第三章知识点总结第三章植物的激素调节1、在胚芽鞘中:(1)感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端(2)向光弯曲的部位在胚芽鞘尖端下部(3)产生生长素的部位在胚芽鞘尖端2、胚芽鞘向光弯曲生长原因:(1)横向运输(只发生在胚芽鞘尖端):在单侧光刺激下生长素由向光一侧向背光一侧运输(2)纵向运输(极性运输):从形态学上端运到下端,不能倒运(3)胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧(生长素分布不均,背光面多,向光面少),因而引起两侧的生长不均匀,从而造成向光弯曲。
生长素(温特,琼脂实验):吲哚乙酸(IAA)3、植物激素(赤霉素,细胞分裂素,脱落酸,乙烯):由植物体内产生、能从产生部位到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。
4、色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。
在植物体中生长素的产生部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子生长素的分布:植物体的各个器官中都有分布,但相对集中在生长旺盛的部分。
5、植物体各个器官对生长素的敏感度不同:茎>芽>根6、生长素的生理作用:两重性,既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。
一般情况下:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
7、生长素的应用:无籽蕃茄:花蕊期去掉雄蕊(未授粉),用适宜浓度的生长素类似物涂抹柱头。
顶端优势:顶端产生的生长素大量运输给侧芽抑制侧芽的生长。
去除顶端优势就是去除顶芽。
用低浓度生长素浸泡扦插的枝条下部促进扦插的枝条生根。
麦田除草是高浓度抑制杂草生长。
8、。
高等数学 第3章 第九节 曲率
![高等数学 第3章 第九节 曲率](https://img.taocdn.com/s3/m/91bb4a4a49d7c1c708a1284ac850ad02df80075d.png)
曲线的弯曲程度与下列两个量有关:
(1)切线转过的角度; (2)弧段的长度。 曲率:单位弧长上切线所转过的角度。
M1M2 N1N2
1 2
3
设 MM'的长度为
切线转过的角度为
平均曲率:
s , .
s
MM '的平均弯曲程度
K
s
y
M
•
s
M
M0
•
•
O
x
曲线在点M处的曲率:
K lim s0 s
x,
y
相应的有向弧段的值
s有增量 s,
s M 0 M M 0 M MM
s ?
x
y f x
M •
M0
y
• M•
x
s s MM MM MM o
x x x MM x
MM
MM
xs2与x2x总y是2 同号MM的MM
1 y 2 x
ds
lim
s
lim
MM
1
y
2
dx x0 x x0 MM
ds y
dx
3
1 y2 2
ds 1 y2 dx
d ?
dx
6
设曲线的参数方程为
x (t)
y
(t
)
't "t "t 't
K
'2 t '2 t 3/ 2
例1 计算 xy 1 在点 1,1 处的曲率。
解
y 1, x
y
1 x2
,
y
2 x3
.
y 1, y 2.
平均曲率的极限
若 lim 存在,则
第4章 弯曲
![第4章 弯曲](https://img.taocdn.com/s3/m/11ac92f177232f60dccca160.png)
周占霞
第4章 弯 曲
4.1 平面弯曲的概念和梁的计算简图 4.1.1 平面弯曲的概念 4.1.2 梁的计算简图 4.2 梁的内力——剪力与弯矩 4.2.1 用截面法分析计算梁的内力 4.2.2 剪力与弯矩正负号的规定 4.3 剪力方程与弯矩方程、剪力图与弯矩图 4.4 纯弯曲正应力 4.4.1 纯弯梁横截面上的正应力 4.4.2 常见截面的惯性矩、抗弯截面系数及平行移轴定理 4.4.3 横力弯曲时梁的正应力计算
弯 曲 4.1 平面弯曲的概念和梁的计算简图
4.1.2 梁的计算简图
(3)实际约束(支座)的简化: ① 固定端 这种支座使梁的端截面既不能移动也不能转动、因此它有三个约束,相应
有三个支反力:水平支反力 FX ,铅垂支反力 FY和矩 M 。如跳水板支座。
A
FAx
A
MA FAy
弯 曲 4.1 平面弯曲的概念和梁的计算简图
l
点的集中力。
Fs
Fb/l
如下图所示。
x
Fa/l x
M
Fab/l
若将集中力F看为Δx区间上均匀的分布荷载,如左图所示,则在Δx梁段内,剪力从 Fb/l沿斜直线过度到- Fa/l,不存在突变现象。
F
Fb/l
Fa/l
习题例4
简支梁如图所示。试作该梁的剪力图和弯矩图。
解:先求支座约束力
∑MB(F)=0, FA×0.6+10×0.4×0.2- 2 = 0 FA= 2 kN
M(x)
FA
Fs(x)
AC段 Fs(x)= -2 (0<x≤0.2 m) M(x)= -2x (0 ≤ x < 0.2 m)
CB段 Fs(x)= -10x (0.2 m≤ x < 0.6m)
第3章弯曲工艺与弯曲模
![第3章弯曲工艺与弯曲模](https://img.taocdn.com/s3/m/86a37d6027d3240c8447efd9.png)
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
第三章+物态变化++练习+--2024-2025学年人教版物理八年级上册+
![第三章+物态变化++练习+--2024-2025学年人教版物理八年级上册+](https://img.taocdn.com/s3/m/504ec2b04bfe04a1b0717fd5360cba1aa8118c0e.png)
2. 图中各温度计(温度单位都是摄氏度) 的示数分别是多少?
解析
甲图中液面位置在0℃以下,温度低于0℃,示数为-5 ℃ ; 乙图中液面位置在0℃以上,温度高于0℃,示数为9℃ ; 丙图中温度计的分度值为2℃ ,示数为12℃ 。
3.在教室里挂一支寒署表,在每节课前测出教室的温度,将数据记录在表格中。以 时间为横轴、温度为纵轴,在图上描点并分别画出晴天及阴天两种天气的温度-时间 图像。通过比较,你能发现这两种天气温度变化的规律吗?
解析
水蒸发的快慢与其表面积大小、温度、表 面空气的流速有关。坎儿井在地下,可以 降低水的温度、减慢水上方空气流动的速 度,同时井口很小,也减小了水的蒸发面 积,从而减少水的蒸发。
第4节 升华和凝华
1. 观察碘的升华时,为什么利用浇热水或浇凉水的方式而不用酒精灯直接 加热含有碘颗粒的玻璃容器呢?请你查阅碘的熔点和酒精灯火焰的温度, 说明原因。
解析
【解析】此题是一道实际操作题,可先分别读出一天当中不同时刻教室内的温度,描绘 出温度一时间变化曲线。然后比较阴天和晴天的温度变化,得出规律。
4. 不同物质在升高同样温度时,膨胀的多少通常是不同的。如 果把铜片和铁片铆在一起,当温度变化时这样的双金属片就会 弯曲。市场上有一种指针式寒暑表,就是用双金属片做感温元 件的。怎样用上述原理制成一做下面的实验,并思 考形成霜的条件。如图所示,将冰块放于易拉罐中并 加入适量的盐。用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测 量罐中冰与盐水混合物的温度,可以看到混合物的温 度低于0°C。这时观察易拉罐的下部和底部,就会发现 白霜。
解析
美丽的树挂、霜都是空气中的水蒸气凝华形成的。 在盛有冰的易拉罐里面放入盐后,会使冰的凝固点降低,所以会有大量的冰 熔化成水,冰熔化成水时要吸热,因此易拉罐的表面温度也会变低(低于 0°),所以易拉罐表面会让空气里的水蒸汽凝华,从而形成了白霜。
模具设计基础-第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计ppt课件
![模具设计基础-第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/373a597aeefdc8d376ee326b.png)
自由弯曲 弹性弯曲
校正弯曲 塑性弯曲
弯曲效果:表现为弯曲半径和弯曲中心角的变化(具设计
3.弯曲变形分析 研究材料的变形,常采用网格法。根据坐标网格的变
化情况来分析弯曲变形时毛坯的变形特点。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
(1)弯曲变形区的位置 通过对网格的观察,可见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,而其余直边部分的网格仍保持原状,没有 变形。说明弯曲变形的区域主要发生在弯曲圆角区,即弯曲 带中心角α 范围内。
模具设计基础
—弯曲工艺与弯曲模具设计
.
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
了解弯曲工艺及弯曲件的结构工艺性分析,理解弯 曲变形过程分析,理解弯曲件的质量问题及防止措施, 掌握弯曲工艺设计和弯曲模具典型结构组成及工作过程 分析。
应该具备的能力:具备弯曲件的工艺性分析、工艺 计算和典型结构选择的基本能力,初步具备根据弯曲件 质量问题正确分析原因并给出防止措施的能力。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
二、弯曲件回弹
材料在弯曲过程中,伴随着塑性变形总存在着弹性变形, 弯曲力消失后,塑性变形部分保留下来,而弹性变形部分要恢 复,从而使弯曲件与弯曲模的形状并不完全一致,这种现象称 为弯曲件的回弹。回弹是所有弯曲件都存在的问题,只不过是 回弹量大小而已。回弹量的大小通常用角度回弹量 Δθ 和曲率 回弹量 Δ r 来表示。
模具设计基础 第三章 弯曲工艺与弯曲模具设计
弯曲件在生产生活中经常见到,如下图所示的电器元 件和弯管均为弯曲件。这些产品的共同特点是:不管是板 类件还是管形件,都有一定的弯曲角度。另外,很多弯曲 件上有孔,是先冲孔还是先弯曲,如何判断并制定加工的 先后顺序呢?
第三章 弯曲
![第三章 弯曲](https://img.taocdn.com/s3/m/ce553030eefdc8d376ee3270.png)
坯料弯曲变形区内切向应为的分布
a)弹性弯曲b)弹 塑性弯曲c)纯塑性弯曲 a)弹性弯曲b)弹-塑性弯曲c)纯塑性弯曲 弹性弯曲b) c)
8
2 弯曲变形的特点
弯曲前
弯 曲 前 坐 标 网 格 的 变 化
9
弯曲后
二、弯曲变形的特点
板料弯曲前后的网格变化 1、弯曲变形主要发生在弯曲带中 、 心角φ范围内 心角 范围内 2、变形区内,板料在长、宽、厚 、变形区内,板料在长、 三个方向都产生了变形。 三个方向都产生了变形。 长度方向: 中性层以内逐渐缩短,中性层以外逐渐伸长。 长度方向: 中性层以内逐渐缩短,中性层以外逐渐伸长。
22
4.直边高度与孔边距 (1)直边高度 弯曲件的直边高度不宜过小,其值应为h>2t 弯曲件的直边高度不宜过小,其值应为h>2t (2)孔边距
2mm时 当t < 2mm时,
l ≥t
2mm时 孔的位置处于变形区外。 孔的位置处于变形区外。 当t ≥ 2mm时, l ≥ 2t
23
5.形状与尺寸的对称性 弯曲件形状与尺寸应对称分布。 弯曲件形状与尺寸应对称分布。 防止弯曲时因圆角不同,摩擦阻力不同, 防止弯曲时因圆角不同,摩擦阻力不同,造成工件尺 寸精度不高,甚至弯曲失败。 寸精度不高,甚至弯曲失败。 工艺孔、 6.工艺孔、槽及缺口 为防止交接处因受力不均或应力集中而造成开裂、圆 为防止交接处因受力不均或应力集中而造成开裂、 角部位畸变等缺陷, 角部位畸变等缺陷,应预先在弯曲件上设置工艺上必 须的工艺孔、槽和缺口。 须的工艺孔、槽和缺口。
3.弯曲半径
在保证坯料外表面纤维布发生破坏的前提下, 在保证坯料外表面纤维布发生破坏的前提下,弯曲件能够弯曲的内 表面最小圆角尺寸,成为最小弯曲半径, 表面最小圆角尺寸,成为最小弯曲半径,相应的与板料厚度的比值 成为最小相对弯曲半径。最小相对弯曲半径影响因素: 成为最小相对弯曲半径。最小相对弯曲半径影响因素: 材料的力学性能。 (1) 材料的力学性能。 材料塑性越好,塑性指标数值越高,相应的相对弯曲半径越小。 材料塑性越好,塑性指标数值越高,相应的相对弯曲半径越小。 (2) 弯曲中心角 弯曲只发生在圆角部分,直边不参与变形, 弯曲只发生在圆角部分,直边不参与变形,并非如此 圆角的直边参与变形,使最小相对弯曲半径减小。 圆角的直边参与变形,使最小相对弯曲半径减小。
第三章 第7节 曲率分析
![第三章 第7节 曲率分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f9976610852458fb770b56a7.png)
( 1 y2 )2 15
四、小结
1.弧长微分 ds 1 y2 d x 或 ds (d x )2 (d y )2
2.曲率公式
3.曲率圆 曲率半径
K
d
ds
y
(1
y2
)3 2
R
1
(1
y2
)3 2
K
y
16
思考题
椭圆 x 2cos t, y 3sin t上哪
些点处曲率最大?
17
思考题解答
k | y | 3
几何意义: ds MT
dx cos ; dy sin
ds
ds
T
M dy
dx
o x x dx x
5
二、曲率及其计算公式
1.曲率的定义
曲率是描述曲线局部性质(弯曲程度)的量。
1
2
M2 S2 M3S1Leabharlann M1S1M
M
N
S2 N
(1)当弧长相同时, 转角越大曲线弯曲程 度越大。
(2)转角相同 时弧段越短弯曲 程度越大
k
2a 3.
[1 ( 2ax b )2 ] 2
显然,
当x
b 2a
时,
k最大.
k
y 3 .
( 1 y2 )2
又 ( b , b2 4ac )为抛物线的顶点, 2a 4a
抛物线在顶点处的曲率最大.
12
三、 曲率圆与曲率半径
设 M为曲线C上任一点,在点
y
D( , )
M处作曲线的切线和法线,在曲线
证明: 隐函数求导
2x 2 y 2xy 16 yy 2 14 y 0
y x y 1 8y x7
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2)影响回弹的主要因素
(1)材料的力学性能 (2)相对弯曲半径 (3)制件角 (4)弯曲方式 (5)模具间隙
3)减少回弹的措施
弯曲回弹不可避免,生产中常用的控制措施有: (1)改进产品设计(如增大弯曲角的截面惯性矩I,在 变形区增设加强筋等)
在零件结构上考虑减小回弹
(2)从工艺上采取措施(如用校正弯曲替代自由弯曲, 对硬材料进行退火处理) (3)改变应力状态(使成为三向受压的应力状态)
2)影响rmin/t的因素
主要影响因素有材料塑性、弯曲角、轧制方向、 板材宽窄、材料表面状况等。
弯曲中心角对最小弯曲半径的影响
板料厚度对最小弯曲半径的影响
板料纤维方向对弯曲半径的影响 a)好 b)不好 c)一般
3)防止弯裂的措施
(1)适当增加凸模圆角半径 (2)采用多次弯曲、增加退火工序或先压槽后弯曲 (3)使弯曲线与板料轧制方向垂直 (4)将有毛刺的一面放在弯曲凸模一侧
第3章 弯 曲
本章内容
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 弯曲工艺计算和工艺方案制定。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 定等。
教学安排
弯曲件的角度尺寸公差
2.弯曲工序安排
形状简单的弯曲件可一次弯曲成形。但复杂的弯 曲件一般要多次弯曲才能成形。弯曲次数与弯曲件形 状复杂程度有很大关系。弯曲件的工序安排对弯曲模 的结构及弯曲件的精度影响很大。
1)V形件和U形件
一般可一次弯曲成形。
2)Z形件
当竖直边长度h≤3t时可一次成形,当h>3t时一次 成形易产生偏移,且竖直边在弯曲时有拉长现象,制 件出模后形状变形,此时应分两次先后压弯成形,或 组合成对称弯曲件按U形件二次弯曲再切开。
开槽后进行弯曲
2.回弹
当弯曲结束,外力去除后, 由于弹性回复,出现 了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一 致的现象。这种现象称为弯曲件的回弹。回弹产生的 误差,降低了制件的尺寸精度。
1)回弹的表现形式
弯曲回弹的表现形式主要有两个方面:
(1)弯曲半径增大
(2)制件角增大
Δ r=r0-r>0
(1)采用压料装置 (2)利用坯料上的孔或设计工艺孔 (3)将不对称形状的弯曲件组合成对称弯曲件弯曲 (4)模具制造准确,间隙调整对称
采用压料装置
非对称件的对称弯曲
4.翘曲
在弯曲过程中,两个拉压相反的应力在横向形成一个平衡力 矩Mb 。当卸去外载荷取出制件后,在板材宽度方向产生与Mb相反 的弯曲,即翘曲。减小翘曲的措施,从模具的角度考虑,可采用 带侧板的弯曲模,阻止材料沿弯曲线侧向流动,从而减小翘曲。 此外还可在弯曲模上将翘曲量设计在与翘曲方向相反的方向上, 起到补偿的作用。
4~6学时
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
弯曲变形分析 弯曲力的计算 弯曲件坯料展开 弯曲件的质量问题及分析 弯曲工艺设计 弯曲模工作部分设计 弯曲的其他形式
学习目的与要求
1.了解弯曲变形规律及弯曲件质量影响因素; 2.掌握弯曲工艺计算方法。 3.掌握弯曲工艺性分析与工艺设计方法; 4.认识弯曲模典型结构及特点 5.掌握弯曲工艺与弯曲模设计的方法和步骤。
成对弯曲
级进模弯曲成形
一次弯曲成形
二次弯曲成形
三次弯曲成形
弯曲模工作部分设计
弯曲模的工作部分主要是指凸模圆 角半径、凹模圆角半径和凹模深度,U形 件的弯曲模还有凸、凹模之间的间隙, 及模具宽度尺寸等。
1.弯曲凸模的圆角半径
当弯曲件的相对弯曲半径r/t<5~8,且不小于rmin/t 时,凸模的圆角半径一般等于弯曲件的圆角半径; 若弯曲件的圆角半径小于最小弯曲半径r<rmin时, 首次弯曲可先弯成较大的圆角半径,然后采用整形工 若弯曲件的相对弯曲半径较大r/t>10,精度要求 较高时,由于圆角半径的回弹大,凸模的圆角半径应 根据回弹值作相应的修正。
a)弹性弯曲b)弹-塑性弯曲c)纯塑性弯曲
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 Ⅱ区:包括曲率半径小于最终应力中性层的各层 Ⅲ区:包括初始中面与最终应力中性层之间的各层
板料弯曲时,应变中性层位置向内移动,其结果 是:外层受拉变薄区范围逐渐扩大,内层受压增厚区 范围不断减小,外层变薄量会大于内层增厚量,从而 使弯曲变形区板厚总体变薄。
弯曲件的直边高度
(3)孔边距离
如果坯料上带孔,且位于弯曲变形区内,则在弯 曲变形时孔的形状会发生畸变。因此要保证一定的孔 边距。若孔边距太小,可在弯曲线上冲工艺槽。
弯曲件的孔边距离
(4)部分边缘弯曲
当局部弯曲某一段边缘时,为防止在交接处由于 应力集中而产生撕裂,可预先冲裁卸荷孔或切槽,也 可将弯曲线移动一段距离。
弯曲变形术语
1.弯曲角φ ——坯料一部分相对于另一部分的转角
2.制件角α ——坯料一部分与另一部分之间的夹角 3.弯曲线l ——制件角α 的平分面与坯料表面的相交线 4.弯曲半径r ——弯曲变形后坯料内侧圆角半径 5.相对弯曲半径r/t ——弯曲半径与坯料厚度的比值
弯曲变形的特点(网格分析)
1.圆角部分正方形网格变 成扇形,紧邻区略受影响, 远处网格几乎不变。 2.变形区外侧纵向金属纤维 受拉伸长,内侧受压缩短。 3.弯曲变形区有变薄现象。
180
l1 l2
180
(r xt )
(2) r<0.5t的弯曲件
这类弯曲属无圆角半径弯曲,其坯料展开长度是 根据体积不变条件来确定的。计算式参考下表。
(3)铰链式弯曲件
对于铰链件,其坯料长度可按下式近似计算:
Lz l 1.5 (r x1t ) r l 5.7r 4.7 x1t
防止弯曲边交接处应力集中的措施
(5)弯曲线与轧制方向
弯曲线与轧制方向垂直时,其弯曲工艺性最好。 应尽可能避免弯曲线与板材轧制方向平行。一般弯曲 线与板材轧制方向互成角度应大于30°~45°。
(6)弯曲件的尺寸精度
弯曲件的尺寸精度最好大于较高的精度值,减少 整形工序或其他工艺措施。
弯曲件的线性尺寸公差
弯曲中性层位置
中性层位置以曲率 半径ρ 表示(右图), 通常用下面经验公式 确定:
r xt
式中x——中性层系数
弯曲件坯料展开长度
(1)r>0.5t的弯曲件
这类弯曲称有圆角半 径弯曲。按中性层展开的 原理,坯料总长度应等于 弯曲件直线部分和圆弧部 分长度之和,即
Lz l1 l2
5.弯曲凸模和凹模的宽度尺寸及公差
弯曲凸模和凹模尺寸计算与制件尺寸的标准有关。 一般原则是:制件标注外形尺寸,则模具以凹模为基 准件,间隙取在凸模上。反之,制件标注内形尺寸, 模具以凸模为基准,间隙取在凹模上。
弯曲件的结构形状、尺寸、材料性能对弯曲工艺 的适应性称为弯曲件的工艺性。
(1)弯曲半径
弯曲半径不宜过大或过小。过大受回弹影响,精 度不易保证;过小则会产生弯裂。一般要求r/t>rmin/t。
最小相对弯曲半径rmin/t的数值
(2)直边高度
弯曲件的直边高度h不宜过小,一般h>R+2t,当 直边过小时,弯曲成形时在模具上的支持长度过小, 不易形成足够的弯矩,很难得到精确形状的制件。
2.弯曲凹模的圆角半径
凹模的圆角半径的大小对弯曲变形力和制件质量 均有较大影响,同时还关系到凹模厚度的确定。凹模 圆角半径过小,坯料拉入凹模的滑动阻力大,使制件 表面易擦伤甚至出现压痕。凹模圆角半径过大,会影 响坯料定位的准确性。凹模两边的圆角要求制造均匀 一致,当两边圆角有差异时,毛坯两侧移动速度不一 致,使其发生偏移。 生产常根据材料的厚度来选择凹模圆角半径。 t≤2mm,r=(3~6)t;t=(2~4)mm,r=(2~3)t;t>4mm,r=2t
用校正法修正模具结构
纵向加压法
(4)利用回弹规律(补偿回弹值)
软凹模弯曲
利用回弹规律补偿法
3.偏移
坯料在弯曲过程中沿制件的长度方向产生移动, 使两边的高度不符合图样要求的现象称为偏移。
1)产生偏移的原因
制件形状、结构、凸凹模圆角、间隙等不对称,弯 曲模结构不合理。
弯曲件形状对弯曲过程的影响
2)克服偏移的措施
3)小件卷圆
卷圆一般由两道工序组成,第1道工序是先将坯料 的头部压弯成圆弧状,第2道工序是在推力的作用下使 坯料在模具型腔内弯曲成形。
4)复杂形状的弯曲件
此类弯曲件一般采用二次或多次压弯成形。弯曲 时一般先弯曲外角,后弯曲内角。
5)生产批量大、尺寸小的复杂弯曲件
这类弯曲件应采用多工位级进冲裁弯曲成形工艺, 以保证弯曲件的定位准确,工人操作安全、方便,并 提高生产效率。
改进模具结构的弯曲方法
5.截面畸变
这个现在主要发生在窄板弯曲上。窄板弯曲时, 外层长度方向受拉伸长,引起宽度和厚度方向的收缩, 而内层长度方向受压收缩,使宽度和厚度方向增加。 因此,弯曲结果是板材截面由矩形变为梯形(扇形)。 在弯曲线两端预先做出工艺缺口可以减小截面畸变。
弯曲工艺设计
1.弯曲工艺性分析
3.凹模工作部分深度
弯曲凹模深要适当。过小时,坯件弯曲变形的 两直边自由部分长,弯曲件成形后回弹大,而且直边 不平直。若过大,则模具材料消耗多,而且要求压力 机具有较大的行程。
弯曲模结构尺寸
4.弯曲凸模与凹模之间的间隙
对于V形件弯曲模,凸模与凹模之间的间隙是由调 节压力机的装模高度来控制。对于U形件弯曲模,则必 须选择适当的间隙值。凸模和凹模间的间隙值对弯曲 件的回弹、表面质量和弯曲力均有很大的影响。若间 隙过大,弯曲件回弹量增大,误差增加,从而降低了 制件的精度。当间隙过小时,会使零件直边料厚减薄 和出现划痕,同时还降低凹模寿命。凸、凹模的单面 间隙一般可按下式计算: Z=t+Δ +ct