冲压模具和冲模设计第四章.ppt

板料弯曲时，外层纤维受拉使厚度减薄，内层纤维受压使厚度增加。由于应变中性层的内移,外层拉伸区逐步扩大，内层压缩区不断减小，外层的减薄量大于内层的增厚量，从而使板料的厚度变薄。根据材料塑性变形体积不变的条件，厚度的减薄必然使板料的长度增加。 影响材料最小弯曲半径的力学性能主要是塑性，材料塑性指标（ε、δ、ψ 等）越高，其弯曲时塑性变形的稳定性越好，可以采用的最小弯曲半径越小。 弯曲中心角越小，圆角部分外表面纤维的变形分散效应越显著，最小弯曲半径的数值也越小。 弯曲件毛坯一般由冲裁获得，其断面存在冷作硬化层，弯曲时，冲裁件断面上的断裂带及毛刺在拉应力作用下会产生应力集中，导致弯曲件从侧边开始破裂。因此在弯曲前，应将毛坯上的毛刺去除。如弯曲件毛坯带有较小的毛刺，弯曲时应使带毛刺朝内（即朝弯曲凸模方向），以避免应力集中而产生破裂。 弯曲变形区内切向应变在厚度方向呈线性规律变化，在外表面最大，在应变中性层为零。当板料厚度较小时，切向应变变化的梯度大，能很快地由外表面的最大值衰减为零，这样与切向变形最大的外表面相邻近的金属材料，可以起到阻碍外表面材料产生局部不稳定塑性变形的作用，因此可以得到较大的变形或采用较小的最小弯曲半径。 由于影响最小弯曲半径大小的因素很多，因此计算结果与实际的rmin有一定的误差，在实际生产中主要是参考经验数据来确定各种材料的最小弯曲半径，参看表（4-2）。 1.弯曲件分两次弯曲，第一次采用较大的弯曲半径（大于rmin），第二次按要求的弯曲半径弯曲。 2.采用先退火以增加材料塑性再进行弯曲，以获得所需的弯曲半径，或者在工件许可情况下采用热弯。 材料的屈极点σs越高，弹性模量E 越小，弯曲变形的回弹也越大。若材料的力学性能不稳定，其回弹值也不稳定。材料的屈服点σs越高，则材料在一定的变形程度时，变形区断面内的应力也越大，因而引起更大的弹性变形，故回弹值也越大。弹性模量E越大，则抵抗弹性变形的能力越强，故回弹值越小。 弯曲中心角α越大，表示弯曲变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹角Δα越大，但对弯曲半径的回弹影响不大。 自由弯曲时的回弹角要比校正弯曲来得大,这是因为校正弯曲时，材料受到凸、凹模的压缩作用，不仅使弯曲变形区毛坯外侧的拉应力有所减小，并且在外侧靠近中性层附近的切向也出现和毛坯内侧切向一样的压缩应力。随着校正力的增加，切向压应力区向毛坯的外表面不断扩展，以致毛坯的全部或大部分断面均产生切向压缩应力。这样内、外层材料回弹的方向取得一致，使其回弹量比自由弯曲时大为减少。因此校正力越大，回弹值越小。 U 形件的回弹小于V 形件。复杂形状弯曲件，若一次弯曲成形，由于在弯曲时各部分材料互相牵制及弯曲件表面与模具表面之间摩擦力的影响，因而改变了弯曲件弯曲时各部分材料的应力状态，这样使回弹困难，回弹角减小。 在弯曲U形件时，模具凸、凹模间隙对弯曲件的回弹有直接的影响。间隙小，回弹减小。相反，当间隙较大时，材料处于松动状态，工件的回弹就大。 在实际弯曲时影响回弹值的因素又较多，而且各因素相互影响，因此计算结果往往不准确，在生产实践中采用经验数值。各种弯曲方法与弯曲角度的回弹经验值可查有关手资料。 在制定弯曲工艺时，可采用校正弯曲来代替自由弯曲。对冷作硬化的硬材料，先进行退火，使其屈服极限降低后再进行弯曲。 3）对于较硬材料（45钢、50钢，H62硬黄铜等），弯曲半径rt时，根据回弹值，对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。 5）采用橡胶、聚氨酯软凹模代替金属凹模（图4-21），用调节凸模压入软凹模深度方法来控制回弹。 6）在弯曲件的端部加压，可以获得精确的弯边高度，并由于改变了应力状态而减小回弹（图4-22）。 相对弯曲半径非常大的弯曲件，如飞机机翼上蒙皮，采用普通的弯曲方法，由于毛坯大部分处于弹性变形状态，弯曲后产生很大的回弹，有的甚至无法弯曲成形，这时就必须采用拉弯工艺。 式中 Ｌ——毛坯展开长度(mm)； l1、l2——工件直边长度(mm) Ｋ——应变中性层位移系数； ｒ——弯曲件内弯曲半径(mm)； ｔ——板厚(mm)。 对于设有顶件装置或压料装置的弯曲模，顶件力或压料力可近似取自由弯曲力的60％～80%。 弯曲件的弯曲半径不能小于该工件材料的最小弯曲半径，否则在弯曲变形区外表面将产生拉裂，造成废品。如果工件要求的弯曲半径很小时，可按本章第二节中有关提高弯曲极限变形程度方法予以解决。 弯曲预先冲好孔的毛坯时，如果孔位于弯