沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第3章彎曲

1、第3章彎彎曲方法有壓彎、折彎、拉彎、輥彎、輥形等，但最常見(jiàn)的是在壓力機(jī)上進(jìn)行的壓彎。 盡管各種彎曲方法不同，但其彎曲過(guò)程及特點(diǎn)具有共同的規(guī)律。3.1 彎曲變形分析F面通過(guò)對(duì)V形彎曲的變形過(guò)程、由于V形彎曲是板料彎曲中最基本的一種彎曲形式, 變形特點(diǎn)及變形的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的分析來(lái)了解彎曲變形。3.1.1彎曲變形過(guò)程圖3.1所示為V形件壓彎過(guò)程。隨著凸模的下壓，坯料的直邊逐漸向凸（凹）模V形表面靠近，坯料的內(nèi)側(cè)半徑逐漸減小，即1>2>3> r，變形程度逐漸增加；同時(shí)，彎曲力臂也逐漸減小，即 L1>L2> L3> Lk，坯料與凹模之間有相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象（如圖3.1（b）

2、所示）。從坯料與凸模有3點(diǎn)接觸起，坯料的直邊有一個(gè)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的階段（如圖3.1（c）所示）。當(dāng)凸模、坯料與凹模三者完全壓合，坯料的內(nèi)側(cè)彎曲半徑及彎曲力臂達(dá)到最小時(shí)，彎曲過(guò)程結(jié)束。凸模、坯料與凹模三者完全壓合后，如果再增加一定壓力對(duì)彎曲件施壓，則稱為校正 彎曲，沒(méi)有這一過(guò)程的彎曲稱為自由彎曲。3.1.2 彎曲變形的特點(diǎn)3.2（a）（設(shè)坯料厚度為t,寬為了敘述方便，有必要介紹彎曲變形的幾個(gè)基本術(shù)語(yǔ)，見(jiàn)圖 度為b）。 彎曲角f 制件產(chǎn)生彎曲變形后， 以彎曲線為界，坯料的一部分相對(duì)于另一部分與f互補(bǔ)。彎曲線I制件角 的平分面與坯料表面相交得到的線。 彎曲半徑r彎曲變形后坯料內(nèi)側(cè)圓角半徑。相對(duì)彎曲半徑r/

3、t 彎曲半徑與坯料厚度的比值。發(fā)生的轉(zhuǎn)角。也就是彎曲變形區(qū)中心角。 制件角 一一制件產(chǎn)生彎曲變形后， 坯料的一部分與另一部分之間的夾角。也往往是制件圖上標(biāo)注的角度。顯然，：»E：»ESSSS»iSEE；KiBSS!EEE!»!Ba ：iSaEE33BEnSEtIEaEaBSBBSaBSiSa 詣名 saHaszsEE 黑Ks 卑 asKSSHhb7/? Vfai靈槪打R3.3所示。圖3.3板料彎曲后的橫截面變化圖3.2彎曲變形前后坐標(biāo)網(wǎng)格的變化f 彎曲角；a制件角；I 彎曲線；r 彎曲半徑在坯料側(cè)壁畫(huà)上坐標(biāo)網(wǎng)格后進(jìn)行彎曲，觀察變形前后的變化，可以看到(圖

4、3.2):(1) 圓角部分的正方形網(wǎng)格變成了扇形，而遠(yuǎn)離圓角的兩直邊處的網(wǎng)格沒(méi)有變化，緊鄰區(qū)域略受影響，說(shuō)明彎曲變形主要發(fā)生在彎曲角中心f范圍內(nèi)。(2) 變形區(qū)內(nèi)，外側(cè)(靠凹模一面)縱向金屬纖維受拉而伸長(zhǎng)，內(nèi)側(cè)(靠凸模一面)縱向金屬纖維受壓而縮短。其間必有一金屬纖維層變形前后長(zhǎng)度不變，這一金屬層稱為應(yīng)變中性層。(3) 坯料內(nèi)區(qū)材料受壓縮，因此厚度應(yīng)增加，但由于凸模緊壓坯料，抑制了厚度方向 的增加；而外區(qū)材料受拉，厚度要變薄。因此整個(gè)坯料厚度方向，增加量少于變薄量，厚 度在彎曲變形區(qū)內(nèi)有變薄現(xiàn)象，使在彈性變形時(shí)位于坯料厚度中間的中性層發(fā)生內(nèi)移。(4) 板料彎曲時(shí)，分寬板和窄板兩種情況，寬板(相對(duì)

5、寬度b/t> 3)的橫截面幾乎不變，仍保持矩形；而窄板(相對(duì)寬度b/tw 3)的橫截面則變成扇形。如圖(5)坯料彎曲變形程度可用相對(duì)彎曲半徑r/t來(lái)表示。r/t愈小，表明彎曲變形程度愈大,如圖3.4所示。顯然，圖3.4(b)的彎曲變形程度大于圖3.4(a)的彎曲變形程度。3.1.3彎曲變形時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)主要與板材的相對(duì)寬度b/t等因素有關(guān)。窄板彎曲時(shí)金屬在寬度方向上可以自由變形，故為立體應(yīng)變狀態(tài)和平面應(yīng)力狀態(tài)；寬板彎曲時(shí)寬度方向上的變形 阻力很大，材料不能自由變形，應(yīng)變接近于零（3 0），故為平面應(yīng)變狀態(tài)和立體應(yīng)力狀態(tài)。 就絕對(duì)值來(lái)看，長(zhǎng)度方向應(yīng)變?yōu)樽畲笾鲬?yīng)變（外層1為正，內(nèi)層1為負(fù)），長(zhǎng)度方向應(yīng)力為最大主應(yīng)力（外層1為正，內(nèi)層1為負(fù)）。板料在彎曲過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)如圖3.5所示。其中：長(zhǎng)度方向應(yīng)力、應(yīng)變；厚度方向應(yīng)力、應(yīng)變；3寬度方向應(yīng)力、應(yīng)變。*必3內(nèi)側(cè)外側(cè)命1圖3.5彎曲時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)圖3.2 彎曲力的計(jì)算彎曲力是設(shè)計(jì)沖壓工藝過(guò)程和選擇設(shè)備的重要依據(jù)之一。由于彎曲力受到材料性能、 制件形狀、彎曲方法