成型机械与模具设计_第九章_弯曲工艺与模具设计.ppt

第九章弯曲工艺及模具设计
弯曲是根据需要,通过模具和压力机把板料、型材、管材、棒料等弯曲成一定角度和曲率,从而形成所需要形状零件的冲压工艺方法。
冲压时,若折弯线是直线则为弯曲,折弯线是曲线或圆弧则属于翻边,不属于弯曲。
本章弯曲模具与上章相比:
准确工艺计算难,模具动作复杂、结构设计规律性不强。
弯曲典型零件
。
各种弯曲形式
。
本章主要介绍普通压力机上进行压弯的弯曲工艺和弯曲模的设计。
弯曲的基本原理

弯曲变形过程
V形件校正弯曲过程

当凸模下降到与板料接触时,在接触部分产生集中载荷,使板料弯曲。
该阶段外力矩较小,在变形区L0内,内外表面产生的切向应力没有超过材料的屈服极限,若外力矩去掉后,板料能恢复原状,故此阶段为弹性变形阶段,(a)所示。
-塑性变形阶段
随着凸模的继续下压,弯矩继续增大,当内、外表面产生的切向应力达到材料的屈服极限σs时,便进入塑性变形阶段。在塑性变形开始阶段,半径由r0变为r1,弯曲力臂长由L0变为L1,(C)所示,此时弹性变形的比例还比较大,故此阶段为弹-塑性变形阶段。

凸模继续下降,直到板料与凸模呈三点接触状态,(b)所示,这时曲率半径减小成r2,此时弹性变形所占比例可以忽略,故此阶段为完全塑性变形阶段。在行程终了,对板料进行校正,使其圆角、直边完全与凸模贴合,最终形成V形弯曲件,(d)所示。
(e)所示。
OA为弹性变形阶段
AB为塑性变形阶段,由于力臂变化和材料的加工硬化,AB段仍呈上升趋势;
当弯曲进行到板料往回弯曲时,压力曲线显示BC段;
最后进入校正阶段,此时处于凸、凹模之间的板料被压平、校直,弯曲力急剧上升。
弯曲变形的规律
分析弯曲变形规律,了解弯曲变形时金属的流动情况,通常采用网格法,。
弯曲前后坐标网格的变化
:
①弯曲中心角的范围内,正方形网格变成扇形;而远离中心角的直边部分网格形状不变,所以弯曲变形只发生在弯曲件的圆角部分。
②在弯曲区内,纤维沿切向方向变形不同。aa>a′a′,表示内缘纤维受压变短;bb<b′b′,表示外缘纤维受拉变长。内外缘之间长度保持不变的一层称为应变中性层。
③板料的弯曲变形程度可用相对弯曲半径r/t来表示 r/t越小,表明弯曲变形程度越大。
④在变形区中,板料变形后将产生厚度变薄的现象,r/t越小,厚度变薄越大
板料厚度由t变薄至t1,其比值η=t1/t称为变薄系数。
⑤变形区内板料横断面的变化视板料的宽窄有所不同。
在宽板弯曲(B/t>3)时,横断面形状几乎不变,(b)所示;
而窄板弯曲(B/t<3)时,断面由矩形变成了扇形,(a)所示。
弯曲区域的断面变化
弯曲变形的应力与应变


弯曲变形区主应力分布图