弯曲工艺和弯曲模具设计.ppt

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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

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