弯曲工艺和弯曲模具设计.ppt

弯曲方法：压弯、折弯、拉弯、滚弯、辊弯 3.1弯曲变形的过程及变形特点 3.1.1弯曲变形过程 弯曲变形过程：如图3.1.2所示V形件的弯曲，随着凸模进 入凹模深度的增大，凹模与板料的接触处位置发生变化，支点 B沿凹模斜面不断下移，弯曲力臂l 逐渐减小，接近行程终了， 弯曲半径r继续减小，而直边部分反而向凹模方向变形，直至板 料与凸、凹模完全贴合。 3.1.2板料弯曲变形特点 通过网格试验观察弯曲变形特点（如图3.1.3）。 图3.1.3 弯曲前后坐标网络的变化 1.弯曲圆角部分是弯曲变形的主要变形区 变形区的材料外侧伸长，内侧缩短，中性层长度不变。 2.弯曲变形区存在应变中性层 应变中型层是指在变形前后金属纤维的长度没有发生改 变的那一层金属纤维。 3. 变形区材料厚度变薄的现象 变形程度愈大，变薄现象愈严重。 4.变形区横断面的变形 变形区横断面形状尺寸发生改变称为畸变。主要影响因 素为板料的相对宽度。 (宽板) 横断面几乎不变； (窄板) 断面变成了内宽外窄的扇形。 板料在塑性弯曲时,变形区内的应力应变状态取决于弯曲毛坯的想对宽度 以及弯曲变形程度。 窄板弯曲的应力状态是平面的，应变状态是立体的。 宽板弯曲的应力状态是立体的，应变状态是平面的。 图3.2.1弯曲件的弹性回跳 回弹性的表现形式： (1)弯曲半径增大 卸载前板料的内半径 (与 凸模的半径吻合)在卸载后增加 至 。弯曲半径的增加量为： (2)弯曲中心角的变化 卸载前弯曲中心角为 (与 凸模顶角相吻合)，卸载后变化 为 。弯曲件角度的变化量为： 3.2.2影响回弹的因素 1.材料的力学性能 材料的屈服点 越高，弹性模量E越小，弯曲弹性回跳 越大。 2.相对弯曲半径 相对弯曲变径 越大，则回弹也越大。 3.弯曲中心角 弯曲中心角 越大，表明变形区的长度越长，故回弹的 积累值越大，其回弹角越大。但对弯曲半径的回弹影响不大。 4.弯曲方式及弯曲模具结构 采用校正弯曲时，工件的回弹小。 5.弯曲件形状 工件的形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量越多， 使回弹困难，因而回弹角减小。 6.模具间隙 在压弯U形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就 大；间隙小，材料被挤压，回弹就小。 7.非变形区的影响 3. 从工艺上采取措施 (1)采用热处理工艺 对一些硬材料和已经冷作硬化的材料，弯曲前先进行退火处理，降低其硬度以减少弯曲时的回弹，待弯曲后再淬硬。在条件允许的情况下，甚至可使用加热弯曲。 (2)增加校正工序 运用校正弯曲工序，对弯曲件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以减少回弹量。 (3)采用拉弯工艺 对于相对弯曲半径很大的弯曲件，由于变形区大部分处于弹性变形状态，弯曲回弹量很大。这时可以采用拉弯工艺 (如图3.2.4)。 利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算 或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几 何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量(如图3.2.9) 。 (2)校正法 可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变 形区应力应变状态的改变程度（迫使材料内外侧同为切向压应 力、切向拉应变 ）如图3.2.10。 (3) 纵向加压法 在弯曲过程完成后，利用模具的 突肩在 弯曲件的端部纵 向加压（如图 3.2.11）, 使弯曲变形区横断面上都受到压应 力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。利 用这种方法可获得较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。 图3.2.10 用校正法修正模具结构 图 3.2.11 ? 纵向加压弯曲 (4)采用聚氨酯弯曲模 利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行弯曲（图3.2.12）。 弯曲时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力 将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲 的效果，从而减少回弹。 图 3.2.12 聚氨酯弯曲模 3.3 弯曲成形的工艺设计