冷作工工艺学 第八章 弯形与压延.pptx

第八章 弯形与压延《冷作工工艺学（第五版）》 §8—1 弯形加工基础知识第八章 弯形与压延 §8—2 压弯 §8—3 滚弯 §8—4 压延 §8—5 水火弯板 §8—6 其他成形方法 §8—1 弯形加工基础知识第八章 弯形与压延 §8—1 弯形加工基础知识 把平板毛坯、型材、管材等弯成一定的曲率、角度、从而形成一定形状的零件，这样的加工方法称为弯曲成形。 弯曲成形在金属结构制造中应用很多,它可以在常温下进行，也可以在材料加热后进行，但大多数的弯曲成形都是在常温下进行的。 §8—1 弯形加工基础知识一、钢材的弯曲变形过程及特点 当材料上作用有弯矩M时，就会发生弯曲变形。材料变形区内靠近曲率中心的一侧（以下称内层）的金属，在弯矩引起的压应力作用下被压缩缩短；远离曲率中心的一侧（以下称外层）的金属，在弯矩引起的拉应力的作用下被拉伸伸长。在内层和外层中间，存在金属既不伸长也不缩短的一个层面，称为中性层。 §8—1 弯形加工基础知识 在材料弯形的初始阶段，弯矩的数值不大，材料内应力的数值尚小于材料的屈服强度，仅使材料发生弹性变形。 当弯矩的数值继续增大时，材料的曲率半径随之缩小，材料内应力的数值开始超过其屈服强度，材料变形区的内表面、外表面由弹性变形过渡到塑性变形状态，以后塑性变形由内表面、外表面逐步地向中心扩展。 材料发生塑性变形后，若继续增大弯矩，当材料的弯形半径小到一定程度，将因变形超过材料自身变形能力的限度，在材料受拉伸的外层表面首先出现裂纹并向内伸展，致使材料发生断裂破坏。这在成形加工中是不应该发生的。 §8—1 弯形加工基础知识 弯形过程中，材料的横截面形状也要发生变化。宽板窄板 在弯曲窄板材料（B≤2t）时，内层金属受到切向压缩后，便向宽度方向流动，使内层宽度增加；而外层金属受到切向拉伸后，其长度方向的不足便由宽度、厚度方向来补充，致使宽度变窄，因而整个横截面变产生扇形畸变（图a）。 宽板（B2t） 弯曲时，由于宽度方向尺寸大，刚度大，金属在宽度方向流动困难，因而宽度方向无显著变形，横截面仍接近为一矩形（图b）。 此外，无论宽板、窄板，在变形区内材料的厚度均有变薄现象。这种材料变薄的现象在材料的弯形加工中应该予以考虑。 §8—1 弯形加工基础知识二、钢材的变形特点对弯形加工的影响 1. 弯形力 弯曲成形是使被弯曲材料发生塑性变形，而塑性变形只有在材料内应力超过其屈服强度时才能发生。因此，无论采用何种弯曲成形方法，其弯形力都必须能使被弯曲材料的内应力超过其屈服强度。实际弯行力的大小，要根据材料的力学性能、弯形方式和性质、弯形件形状等多方面因素来确定。 §8—1 弯形加工基础知识2. 弹复现象 弯曲成形时，材料的变形由弹性变形过渡到塑性变形，通常材料在发生塑性变形时总还有部分弹性变形存在。弹性变形部分在卸载（除去外弯矩）时要恢复原态，以致弯曲材料内层被压缩的金属又有所伸长，外层被拉伸的金属又有所缩短，结果使弯形件的曲率和角度发生了变化 ，这种现象叫作弹复。 弹复现象的存在直接影响弯形件的几何精度，在弯形加工中必须加以控制。 §8—1 弯形加工基础知识影响弹复的因素有以下几种。 （1）材料的力学性能。材料的屈服强度越高，弹性模量越小 ，加工硬化越剧烈，弹复也越大。 （2）材料的相对弯形半径r/t。r/t越大，材料的弹复越大；反之，则弹复越小。 （3）弯形角。在弯形半径一定时，弯形角越大，表示变形区的长度越大，弹复也越大。 （4）其它因素。零件的形状、模具的构造、弯形方式及弯形力的大小等，对弯形件的弹复也有一定的影响。 §8—1 弯形加工基础知识 3. 最小弯形半径 材料在不发生破坏的情况下，所能弯曲的最小曲率半径，称为最小弯形半径。材料的最小弯形半径，是材料性能对弯形加工的限制条件。采用适当的工艺措施，可以在一定程度上改变材料的最小弯形半径。 §8—1 弯形加工基础知识影响最小弯形半径的因素有以下几种。 （1）材料的力学性能。材料的塑性越好，其允许变形程度越大，则最小弯形半径越小。 （2）弯形角。在相对弯形半径r/t相同的条件下，弯形角越小，材料外层受拉伸的程度越小，而不易开裂，最小弯形半径可以小些；反之，弯形角越大，最小弯形半径也应增大。 （3）材料的方向性。轧制的钢材形成各向异性的纤维组织，钢材平行于纤维方向的塑性指标大于垂直于纤维方向的塑性指标。因此，当弯形线与纤维方向垂直时，材料不易断裂，弯形半径可以小一些。 （4）材料的表面质量与剪断面质量。当材料的剪断面质量与表面质量较差时，弯形时易造成应力集中，