弯曲工艺与弯曲质量分析实验

弯曲工艺与弯曲质量分析实验
一、实验目的：
理解弯曲工艺参数对弯曲件质量的影响。

二、实验内容：
校正弯曲的弯曲力与弯曲质量。

弯曲变形时伴随有弹性变形，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，称为弯曲回弹。

板料的弯曲回弹主要表现为弯曲件曲率变化和弯曲角的变化。

回弹问题是冲压成形中最棘手的问题，主要表现在影响回弹量的因素上，实践表明，回弹量随材料强度、模具间隙及弯曲半径的增加而增加，岁板厚的增加而减少，而材料的各向异性将导致各处的回弹量不同。

而会谈两又必须控制在容许范围内，以确保零件的最终形状满足外观要求，并能进行装配。

特别是在近年来由于高强度钢板和铝合金板材的大量使用，回弹问题更为突出。

当板料变形不大时，如2D弯曲件，回弹以弹性为主，当拉力使板料彻底发生塑性变形时，回弹将最小化。

板料冲压成形过程中回弹缺陷的控制方法主要分为两类：一类是通过修正模具型面获模具结构使冲压件过正成形，利用回弹规律，使其卸载后的形状与期望值相符或相近；另一类是制定合理的成形工艺，改变板料成形时的应力状态，抑制回弹变形的发生。

本实验主要研究第二类控制回弹缺陷的方法，即通过制定合理的成形工艺来抑制回弹的发生。

三、实验原理：
通过获得实际结构在真实载荷作用及工艺条件下回弹前后的实际数据，然后再整理成为经验公式和图标，用作参考。

弯曲件的回弹变形如图3-1所示，p、α、γ分别表示回弹前板料中性层的曲率半径、弯角和弯曲板料内表面的圆角半径；p、、α、、γ、分别表示卸载后板料中性层的曲率半径、弯角和弯曲板料内表面的圆角半径。

如前所述，影响弯曲件回弹变形的因素很多，本实验主要研究校正弯曲力对
回弹变形的影响。

板料的弯曲过程分为两种情况：一是自由弯曲过程；一是校正
弯曲过程（如图3-2和3-3所示）。

图3-2 自由弯曲过程图3-3校正弯曲过程
自由弯曲时，由于弯曲件的成形部分在冲压过程中不受模具的校正影响，所以卸载后回弹量较大，故在实际生产中较少使用；而校正弯曲是在板材自由弯曲的终了阶段，凸模继续下行将弯曲件压靠在凹模上，对弯曲件的圆角和直边进行精压，减少了回弹的影响，所以在实际中较为常见。

自由弯曲的过程是，把弯曲件的一半分为三段：圆角区OA段、直边变形区AB和直边不变形BC段。

OA与AB至变形始终产生内闭的弯曲变形（弯曲角与弯曲半径均减小）。

所以，回弹的趋势均为外开。

如图3-4。

用无底凹模弯曲V 形件时回弹量是比较大的。

图3-4用无底凹模弯曲V形件
用带底的凹模弯曲V形件，如图3-5所示，回弹的情况有很大的不同。

图3-5用带底凹模弯曲V形件
随着凸模继续下压，凹模支撑点将继续瞎话，支撑点以外的板料将开始朝反向弯曲，如位置Ⅱ所示。

这是弯曲件直边变形区AC段呈S形，切点A与B将变形部分板料分成三段弧形：OA段、AB段和BC段。

从位置Ⅱ开始，凸模继续下压，OA段与BC段将产生完全内闭的弯曲，而AB段则产生外开的弯曲，未知Ⅲ则显示了这种变形趋势，直到完全贴膜。

当弯曲件脱离模具后，OA段与BC
段将产生外开回弹，AB段则产生内闭回弹，如图3-5所示。

这三段综合作用的结果将决定弯曲件回弹后的形状。

如果OA段与BC段外开回弹量之和大于AB段内闭回弹量，弯曲件将产生正回弹，反之则产生副回弹。

校正力还有一个经验公式：
F校=PA
式中：F
——矫正弯曲力；
校
A——校正面垂直投影面积；
P——单位面积上的校正力；其值见表3-1。

校正力对回弹值的影响。

四、试验器材：
Q195板材（120×45×1mm）、20吨电子拉压试验机、凸模圆角半径为4mm，弯曲角度为90度；凹模圆角半径为5mm，凹模开口尺寸为90mm、游标角度尺。

五、实验步骤：
1.将凸模、凹模安装至拉压试验机上，并放上板材；
2.分别使用拉压试验机对不同试件施加5KN、10KN、20KN、50KN、100KN、120KN、150KN、170KN、180KN、200KN的校正弯曲力；
3.使用游标角度尺对试件进行测量，并记录在表格中；
4.将所得数据标在坐标图上并进行数据分析。

五、实验结论：。