弯曲成形资料讲解.ppt

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 。以下的各点为拉应力 。由虎克定律 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。 第二章、管子弯曲 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 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。 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。 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，管子被迫通过型槽中受挤压成形。见图2-1.5，凹模3由二块拼成。弯曲后，分开凹模取出工件 二、矩形截面管件的弯曲 1、单角弯曲 模具结构见图2-1.6，凹模由两个可旋转的确良杠杆及夹组成。 2、复杂形状的弯曲 模具结构见图1.6，适用于弯曲较小半径（r=10~25mm）的矩形管件。 矩形管件弯曲的填充料由0.1~0.3mm厚的成束弹簧钢带叠成，与管子的内形磨配，装入后再用0.5~3mm的楔楔住，弯事再卸除。 3、用切发模专用压弯机上的弯曲，模具结构及刀口位置调整见图2-1.7，工件图见图2-1.8。 弯曲半径R按下式计算： 三、 杆形件螺旋弯曲 各种杆形件见图2-1.9 用杆料（线材）来制造杆件形一般有以下几种方法： 1、在专用夹具上挠弯。 2、在车床上将线材卷绕在芯棒上，然后切断并校直 3、使用复杂的楔形摆块弯模弯曲 4、采用专用弯曲机进行自动弯曲。 在以上方法中，前二种方法生产效较低，后二种方法生产效率高，但比较复杂，自动机的调整也较困难。 在普通冲床上采用螺旋弯曲的方法，弯制各种杆形（线材） 工件是一种的成形方法，螺旋弯曲不但模具结构简单，生产率高，调整、维修也方便。配备上自动送料机构后，可实现自动化或半自动化生产。 第三节、管子弯曲工艺 ? 管材弯曲与板材弯曲相比，虽然从变形性质等方面看非常相似，但由于管材空心横断面的形状特点，弯曲加工时不仅容易引起横断面形状发生变化，而且也会使壁厚发生变化。因此，在弯曲加工方法、需要解决的工艺难点、产品的缺陷形式和防止措施、弯曲用模具及设备等方面，两者之间存在很大差别。我们知道 ，在纯弯曲的情况下，外径为D，壁厚为S的管子受外力矩M的作用而弯曲时，弯曲变形区的外侧材料受到切向拉伸应力的作用而伸长，从而使外侧管壁减薄:内侧材料则受到切向压应力的作用而缩短，从而使内侧管壁增厚。 由于位于弯曲变形区最外侧和最内侧的材料所受的切向应力最大，故其管壁的厚度变化也最大。因此，外侧管壁会过量减薄。当变形程度过大时，最外侧管壁会产生裂纹，最内侧管壁会出现失稳而起皱。同时，由于弯曲内、外侧管壁上切向应力在法向的合力(外侧切向拉应力的合力N,向下，内侧切向压应力的合力N2向上)的作用，使弯曲变形区的圆管横截面在法向受压而产生畸变，即法向直径减小，横向直径增大，从而成为近似椭圆形(见图2-2.23)。变形程度越大，则畸变现象越严重。另外，由于从拉应力过渡到压应力的弹性阶段的存在，卸载时外层纤维因弹性恢复而缩短，内层纤维因弹性恢复而伸长，结果使工件弯曲的曲率和角度发生显著变化，与模具的形状和设计要求的形状不一致，造成弯曲回弹现象，降低了弯曲件的工艺精度。 三、弯管的椭圆度和减薄量 1、弯管的椭圆度 管材在自由弯曲时，其横剖面会产生很大的变形，且外侧管壁会减薄，内侧管壁相应增厚如图的示： 变形取决于 与 相对弯曲半径 是指管子中性层的弯曲半径R 和管子外径D的比值 从工艺分析可知，常见的弯管缺陷主要有以下几种形式:圆弧处变扁严重(椭圆形)、圆弧外侧管壁减薄量过大、圆弧外侧弯裂、圆弧内侧起皱及弯曲回弹等。随着弯管半径的不同，前四种缺陷产生的方式及部位有所不同，而且不一定同时发生，而弯曲工件的弹性回弹却是不可避免的。弯管缺陷的存在对弯制管件的质量会产生很大的负面影响。管壁厚度变薄，必然降低管件承受内压的能力，影响其使用性能;弯曲管材断面形状的畸变，一方面可能引起横断面积减小，从而增大流体流动的阻力， 另一方面也影响管件在结构中的功能效果;管材内壁起皱不但会削弱管子强度，而且容易造成流动介质速度不均，产生涡流和弯曲部位积聚污垢，影响弯制管件的正常使用;回弹现象必然使管材的弯曲角度