第3章3节(弯曲工艺与弯曲模具设计)

西华大学张晓洪第三节弯曲成形工艺设计弯曲件的工艺性——弯曲件的形状、尺寸、材料的选用及技术要求是否适合弯曲加工的工艺要求。弯曲件的工艺性良好，则工件质量高、废品率低、工艺简洁、模具简单、材料利用率高。一、最小相对弯曲半径二、弯曲件的结构工艺性三、弯曲工艺力的计算四、弯曲件中性层的计算五、弯曲件毛坯展开尺寸的计算六、弯曲件弯曲工序的安排西华大学张晓洪最小弯曲半径rmin/t：在保证最外层纤维弯曲时不发生破坏的条件下，工件能够弯成的内表面的最小圆角半径（用相对值表示）。影响其大小的因素包括：1、材料的力学性能如δ和ψ等。2、零件的弯曲角α3、板料表面和剪切断面质量4、板宽一、最小相对弯曲半径西华大学张晓洪5、板材的方向性确定rmin/t的方法……西华大学张晓洪rmin/t与许多因素有关，仅从材料性能考虑可以大致计算出材料的最小相对弯曲半径值（理论法），更可靠的是经验法。1、理论法按中性层为t/2处，则最外层材料达到最大延伸率δ时的弯曲半径即为最小弯曲半径，可以证明：2、经验法见表…确定rmin/t的方法西华大学张晓洪西华大学张晓洪二、弯曲件的结构工艺性1、弯曲件的弯曲半径参考前面的表选取，若确需更小的rmin，则可：多次弯曲（中间退火）内侧先压槽西华大学张晓洪2、弯曲件形状与尺寸的对称性（1）形状和尺寸尽可能对称、高度相差不大；（2）边缘有缺口者，缺口弯曲时应封闭。西华大学张晓洪3、弯曲件的直边高度（1）直边高度（2）变形区有斜线西华大学张晓洪4、弯曲件孔边距离（1）孔边距应足够；（2）预冲工艺孔或槽保护产品上的孔。西华大学张晓洪5、防止弯曲边交接处应力集中的措施如图…西华大学张晓洪6、弯曲件尺寸的标注应考虑工艺性即零件使用过程中应予保证的尺寸应和模具工作机理相适应。西华大学张晓洪三、弯曲工艺力的计算（一）弯曲力的计算1、自由弯曲时的理论弯曲力内力产生的弯矩：对加工无硬化的板料纯弯曲，代入前述的硬化应力公式（n=0，K=σs），应力产生的弯矩为：对应于外力产生的弯矩如图所示，为：于是：西华大学张晓洪2、自由弯曲时的弯曲力经验公式3、校正弯曲时的弯曲力F校=Aq4、顶件或压料力FQ=（0.3～0.8）F自k：安全系数b：板宽r：内弯半径西华大学张晓洪（二）压力机吨位的确定1、自由弯曲P压机=F自+FQ2、校正弯曲P压机≥F校西华大学张晓洪四、弯曲件中性层的计算弯曲以后，内部状态发生了很大变化，涉及几个概念：1、应变中性层—弯曲后应变为零的层；2、初始中面层—即几何中性层，其内外体积不变；3、应力中性层—该层上，应力为零。西华大学张晓洪1、初始中面层（1）分层图内区5层（0～5）受压，外受拉。内区：ερ+εθ+εb=0因εb=0，故ερ=-εθ0即内区各层材料将向外移动。（2）初始中面层（即几何中性层）指标号为5的物理层。该层内外的体积不变。初始中面层在纯弯曲后的位置，即曲率半径是多少呢…西华大学张晓洪初始中面层的位置a）外区体积不变b）内区体积不变c）综合后可得：西华大学张晓洪2、应变中性层应变中性层位置ρε的确定如下：根据体积不变条件：应变中性层处的长度不变，故L=αρε，并以R=r+ηt代入，得：η是材料变薄系数，其值根据r/t查表。或用中性层内移系数x表示成经验公式：ρε=r+xt西华大学张晓洪3、三个中性层的比较初始中面层位置ρ0：应力中心层位置ρσ：应变中性层位置ρε：可以证明：西华大学张晓洪五、弯曲件毛坯展开长度的计算1、有圆角半径西华大学张晓洪弯曲件毛坯展开长度的计算2、无圆角半径的弯曲x’取0.4～0.6。初步计算，试弯后调整。西华大学张晓洪六、弯曲件弯曲工序的安排（一）弯曲件工序安排的要点1、多角弯曲，先外角、后内角；2、非对称弯曲件尽可能采用成对弯曲；3、批量大的小件，宜用级进模以提高生产率。西华大学张晓洪（二）工序安排的实例1、两次弯曲成形实例2、三次弯曲成形实例3、多次弯曲成形实例回本章首页