压弯成型工艺分析与计算

图1-1 弯曲过程 a r=r0 b r=r1 c r=r2 d）r=r
图1-2 材料弯曲前后的网格变化
2.弯曲变形的特点 为了观察板料弯曲时的金属流动情况，便于分 析材料的变形特点.
三、 板料弯曲正应力。 1、 板料弯曲时截面上弯曲正应力的分布规律。
图1-3 板的弯曲实验
1）纤维变化情况：如上图所示，平面弯曲时，其横截面 仍保持为平面，只产生了相对转动，一部分纵向“纤维”伸 长，一部分纵向 “纤维”缩短。中性层不变，其余的越远离 中层性的纵向“纤维”伸长（或缩短量）越大。
2-1.2 大型弯管工具
2、管子弯模
❖ 图2-1.3为管子弯槽结构，凹模3的凹槽直径小于管子直径 0.3~0.4mm.为了使管子不发生畸变，管子在里外支承面 的作用下，进行压弯。
图2-1.3 管子弯曲模
2-1.4 管子挤压模
1—上模楔柱，2—斜楔支撑，3—成形下模。 1—压柱；2—料腔；3—弯曲型模。
第一节、管子弯曲概述
管子弯曲一般分为压弯、挤弯、拉弯及专用弯管机弯曲等。
一、管子压弯
❖ (一)压弯原理和压弯变形特点
❖ 1．压弯原理
❖ 压弯是用机械加压的方法对金属材料施加弯矩，使其弯 曲成形的方法。
❖ 2、工艺
❖ 一般按管坏直径和壁厚不同情况选择不同的加工工艺。
❖ 小直径薄壁管 冷弯
❖ 大直径管材
2）中性轴上应力分析
❖ 中性轴是横截面上压力、拉应力的分界线，中性轴上各点为压应
力 y 。以下的各点为拉应力 1 。由虎克定律 E 可
知，横截面上各点的应力大小与所在点到中性轴z的距离y成正比， 距中性轴越远的点应力截越大。
max
y ymax
式1-1
2、弯曲正应力的计算
图1-4 梁截面上的弯曲应力分布
B、当弯曲角不是900时,其回弹角则用公式计算
900
90
2）按纯塑性弯曲计算，凸模圆角半径及角度按下式计算。 当板料相对弯曲半径r/t＞5 ～ 8时，凸模圆角半径和中心
角可按下式计算，在试模时再修正。
rp
1
r
3
s
r
1
1 3 s
Et r Et
p
r
rp
t 1800 p
式中 r——工件的圆角半径（mm）； rp——凸模的圆角半径（mm）；
这种现象叫回弹。
图1-6 弯曲时的回弹
图1-7 弯曲时的回弹
2、回弹的表现形式：
①弯曲回弹会使工件的圆角半径增大，即rz＞rp。则
回弹量可表示为：
Δr=rz- rp
②弯曲回弹会使弯曲件的弯曲中心角增大，即α＜αp。
则回弹量可表示为：
Δα=α-αp
3、回弹值的确定 1）小圆角半径弯曲回弹：
A、 当相对弯曲角900时，半径r/t＜5～8时，弯曲半径 变化很小,可以不考虑,仅考虑弯曲角变化回弹值时。可 查附录P及有关冲压手册初步确定回弹值，再根据经验 修正给定制造时的回弹量。然后在试模时进行修正。
α——工件的圆角半径r所对弧长的中心角； αp——凸模的圆角半径rp所对弧长的中心角。
t——毛坯的厚度（mm）。 E——弯曲材料的弹性模量（MPa）。
σs——弯曲材料的屈服强度（MPa）。
由于影响弯曲回弹的因素很多，而且各因素又相互影响， 因此，计算回弹角比较复杂，也不准确。生产中一般是按经 验数表或按力学公式计算出回弹值作为参考，再在试模时修 正。
(２).影响回弹的因素 １)．材料的力学性能 S / E 越大，回弹越大。
材料的力学性能对回弹值的影响 1、3－退火软钢 2-软锰黄铜 4-经冷变形硬化的软钢
２)．相对弯曲半径 r / t
r / t 越大，回弹越大。
３)．弯曲中心角
越大，变形区的长度越长，
回弹积累值也越大，故回弹角
越大。
变形程度对弹性恢复值的影响
My
z
式1-2
式中M为弯矩，y是中性层到外受力点距离。
——惯性矩 z
对于管子；
z
y
(D4
64
d 4)
0.05D4 (1 a 4 )
式中a d D
式1-3
矩形板料：
bh3 z 12
hb3 y 12
第二节、 弯曲件的质量分析 一、最小弯曲半径 r min/t：
(1)最小弯曲半径rmin/t的概念 :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。
压弯成型工艺
第一章 板料压弯工作原理 第一节、压弯曲概述 第二节、 弯曲件的质量分析 第二章、管子弯曲 第一节、管子弯曲概述
第二节、管材弯曲形式
第三节、管子弯曲工艺分析 第四节、管子弯曲产生的椭圆度分析 第五ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、管子最小弯曲圆角半径
第六节、管子弯曲工艺方法 第七节、弯曲回弹
第一章 板料压弯工作原理
第一节、压弯曲概述
一、压弯曲概念：
弯曲： 将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度
和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。
生活中的弯曲件
弯曲方法：弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以
及在专用弯曲设备上进行的压弯、绕弯、滚弯、拉 弯等。
二、 钢板在压弯曲变形过程及特点 1.弯曲变形过程 图1-1所示为比较典型的V形校正弯曲，这里以此 为例来说明材料弯曲变形的过程。
常用最小相对弯曲半径rmin/t表示弯曲时的成形极限。其值 越小越说明板料弯曲性能越好。
最小弯曲半径rmin的数值查相关表
图1-5 板料弯曲状态及中性层位置
二.弯曲件卸载后的回弹 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，
3、管子挤压弯曲模 ❖ 把管子放在定位块2中，通过凸模1的挤压，管子被迫通过型
4）模具间隙,间隙越大,回弹也越大 在弯曲U形件时，凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影 响。间隙越大，回弹角也就越大。
5)．弯曲的形状. (U形回弹小于V形)
校正弯曲时圆角部分的较小正回弹与直边部分负回弹
的抵销 ，回弹可能出现正、零或是负三种情况。
校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小。
第二章、管子弯曲
热弯
3．压弯变形的特点
❖
压弯时金属材料产生外拉内压，材料中间有一层既
不受拉也不受压的中性层。弯曲变形受最小弯曲半径的限
制和材料回弹的影响。
第二节、管材弯曲形式
一、圆管子弯曲形式
1、管子手动弯曲工具如图示：这类工具制造成本较低，调节方 便，适用于弯件品种繁多，生产最小而又缺乏专有设备。
图2-1.1 中小型弯管工具