第三章-弯曲ppt课件

精品课件第三章弯曲§3.1板料的弯曲现象及其原因§3.2窄板弯曲和宽板弯曲时的应力应变状态分析§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算§3.4弯曲力计算和设备选择§3.5弯曲件毛坯长度计算§3.6最小相对弯曲半径rmin/t的确定§3.7弯曲回弹§3.8弯曲模工作部分的尺寸计算精品课件第三章弯曲弯曲：将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。弯曲毛坯的种类：板料、棒料、型材、管材本章与第2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。精品课件弯曲成形典型零件精品课件生活中的弯曲件精品课件压弯的典型形状：典型压弯工件：精品课件飞机整体壁板弯曲成形精品课件弯曲方法:弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。弯曲零件的成形方法（a）模具压弯；（b）折弯；（c）滚弯、辊压；（d）拉弯精品课件弯曲模：弯曲所使用的模具。Ｖ形件弯曲模1－下模板2、5－圆柱销3－弯曲凹模4－弯曲凸模6－模柄7－顶杆8、9－螺钉10－定位板精品课件用模具成形的弯曲件之一精品课件用模具成形的弯曲件之二精品课件精品课件连续弯曲模拟闹钟双铃提环弯曲模模拟阶梯件弯曲模双摆块弯曲模摆块式形件弯曲模圆筒形件一次弯曲自动卸料机构的摆块弯曲模精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因（a）（b）（c）（d）在弯曲过程中，板料的弯曲半径r1、r2…rn与支点距离l1、l2…ln随凸模下行逐渐减小，而在弯曲终了时，板料与凸、凹模完全贴合。当凸模上行后，总希望V形件的弯曲半径r和弯曲角a与模具形状保持一致，但是弯曲变形过程的复杂性，往往会伴随产生以下现象。精品课件弯曲前后坐标网格的变化弯曲后弯曲前精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因一、弯曲件的弹性回弹当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性变形则完全消失。弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致的现象。这种现象称为弯曲件的弹性回跳（简称回弹）。精品课件坯料弯曲变形区内切向应为的分布ａ）弹性弯曲ｂ）弹－塑性弯曲ｃ）纯塑性弯曲§3.1板料的弯曲现象及其原因一、弯曲件的弹性回弹（续）精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因二、中性层位置的内移板料弯曲时，外层纤维受拉，内层纤维受压，在拉伸与压缩之间存在一个既不伸长、也不压缩的纤维层，称应变中性层。而毛坯截面上的应力，在外层的拉应力过渡到内层压应力时，发生突然变化的或应力不连续的纤维层，称应力中性层。应变中性层用于计算弯曲件毛坯长度计算；应力中性层用于计算弯曲应力和应力分析。弹性弯曲时，应变中性层与应力中性层相重合，其应变和应力为零，中性层位置一定通过板料横截面中心，可用曲率ρ0表示，即ρ0=r+t/2，如图示。塑性弯曲时，设板料的原来长度、宽度和厚度分别为l、b和t，弯曲后称为外径R、内径r、厚度ξt（ξ－变薄系数）和弯曲角α的形状。精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因二、中性层位置的内移（续）精品课件金属体积不变条件，得§3.1板料的弯曲现象及其原因二、中性层位置的内移（续）13222brRblt塑性变形后，弯曲中性层长度不变，得230ltrR联解，因332120trttr精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因二、中性层位置的内移（续）trttr2120可以看出，塑性弯曲时应变中性层位置与r/t、系数ξ的数值有关，而弯曲时，随着凸模下行，相对弯曲半径r/t和系数ξ是不断变化的，所以板料塑性弯曲时的应变中性层位置，也在逐渐改变、逐步移动。r/t0.10.250.51.02.03.04.04.0ξ0.820.870.920.960.990.9920.9951.0x00.320.350.380.420.4450.470.4750.5弯曲90°时变薄系数与x0的数值（10～20号钢）精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因二、中性层位置的内移（续）凸模下行，变形程度不断增大，应变中性层位置逐渐向内移动，变形量愈大，中性层的内移量也愈大。由应变中性层可知，应变中性层处的纤维在弯曲前期的变形是切向压缩，而弯曲后期必然是伸长变形，才能补偿弯曲前期的纤维缩短，使其切向应变为零。而弯曲后期的纤维伸长变形，一般来说，仅发生在应力中性层的外层纤维上。由此可见，应力中性层在塑性弯曲时也是从板料中间向内移动，且内移量比应变中性层还大。精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因三、弯曲区板料厚度的变薄板料弯曲时，以中性层为界，外层纤维受拉使厚度减薄，内层纤维受压使板料增厚。我们知道，在r/t≤4时，应变中性层向内移动。内移结果：外层拉伸变薄区范围逐步扩大，内层压缩增厚区范围不断减小，外层的减薄量会大于内层的增厚量，从而使弯曲区厚度变薄。变形程度愈大，变薄现象愈严重。弯曲时的厚度变薄会影响零件的质量。因此，在拟定弯曲工艺和模具设计时，必须采取有效措施，才能弯制出合乎要求的零件。精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因四、板料长度的增加根据体积不变条件，弯曲区板料厚度的减薄的结果使板料长度l必然增加。相对弯曲半径r/t愈小，减薄量愈大，板料长度的增加量也愈大。因此，对于r/t值较小的弯曲件，在计算弯曲件的毛坯长度时，必须考虑弯曲后板料增长，并通过多次弯曲试验，才能得出合理的毛坯展开尺寸。精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因五、板料横截面的畸变、翘曲和拉裂（畸变）宽板（B/t3）窄板（B/t≤3）弯曲变形区的横截面变化情况精品课件变形区横断面形状尺寸发生改变称为畸变。主要影响因素为板料的相对宽度。§3.1板料的弯曲现象及其原因五、板料横截面的畸变、翘曲和拉裂（畸变）b/t3(宽板)横断面几乎不变；b/t≤3(窄板)断面变成了内宽外窄的扇形。精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因五、板料横截面的畸变、翘曲和拉裂（翘曲）弯曲后的翘曲精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因五、板料横截面的畸变、翘曲和拉裂（翘曲）弯曲后的翘曲精品课件型材、管材弯曲后的剖面畸变§3.1板料的弯曲现象及其原因五、板料横截面的畸变、翘曲和拉裂（翘曲）精品课件§3.1板料的弯曲现象及其原因五、板料横截面的畸变、翘曲和拉裂（拉裂）纤维方向对rmin/t的影响精品课件§3.2窄板弯曲和宽板弯曲时的应力应变状态分析窄板：b/t≤3宽板：b/t3精品课件板料在塑性弯曲时,变形区内的应力应变状态取决于弯曲毛坯的想对宽度b/t以及弯曲变形程度。§3.2窄板弯曲和宽板弯曲时的应力应变状态分析一、窄板弯曲窄板弯曲的应力状态是平面的，应变状态是立体的。二、宽板弯曲宽板弯曲的应力状态是立体的，应变状态是平面的。精品课件应力状态宽板（B/t＞3）窄板（B/t＜3）长度方向σ1：内区受压，外区受拉厚度方向σ2：内外均受压应力宽度方向σ3：内外侧压力均为零长度方向σ1：内区受压，外区受拉厚度方向σ2：内外均受压应力宽度方向σ3：内区受压，外区受拉两向应力三向应力§3.2窄板弯曲和宽板弯曲时的应力应变状态分析精品课件应变状态宽板（B/t＞3）窄板（B/t＜3）长度方向ε1：内区压应变，外区拉应变厚度方向ε2：内区拉应变，外区压应变宽度方向ε3：内区拉应变，外区压应变长度方向ε1：内区压应变，外区拉应变厚度方向ε2：内区拉应变，外区压应变宽度方向ε3：内外区近似为零三向应变两向应变§3.2窄板弯曲和宽板弯曲时的应力应变状态分析精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算一、近似简化计算实质：将梁的弹性弯曲理论用于塑性弯曲的一种近似计算，当变形程度较大时，计算结果的误差也较大。但这种计算方法比较简单，常用于复杂弯曲变形下的近似计算。精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值根据宽板弯曲平面应变状态的特点，并假定：1、塑性弯曲后，弯曲区的横截面仍保持平面；2、板料宽度方向的变形忽略不计，变形区平面应变状态，εb=0；3、弯曲变形区的等效应力和等效应变之间的关系与单向拉伸时的应力应变关系完全一致；根据以上假定和宽板弯曲平面应变状态的特点，可计算出宽板塑性弯曲时的三个主应力（σθ、σρ、σb）数值及其分布。精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值板料弯曲后的形状精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值切向应变：43ln1lnln0000yy平面应变状态下，体积不变条件：0b53ln0得：精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值平面应变状态下，有：632b等效应力：732321222bb等效应变：833232222bb精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值应力－应变关系用幂指数硬化曲线表示，即：nB代入等效应力、应变公式得：93ln3201nnB外层或内层选取。前的正、负号也分别按。，的板料内层，取负号取正号；即在板料外层拉伸区，，的差值，当为切向应力与径向应力－式中，000ln精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值平衡条件：1032sin2dddddd1130ddd123dd精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值板料内外层的径向应力：133ln132101CnBnn上式中，C为积分常数，由边界条件求出：1430000外内，在中性层，，在内层边界，，在外层边界，R精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值153ln132ln132101101nnnnrnBCRnBC－－－内外外层径向应力内层径向应力163lnln13210101nnnRnB－外173lnln13210101nnnrnB－－－内精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值外层切向应力183lnlnln1132010101nnnnRnB－外内层切向应力193lnlnln1132010101－－－－－－内nnnnRnB精品课件§3.3宽板弯曲时的应力和弯矩的计算二、按宽板弯曲的平面应变状态计算变形区的应力数值外层宽度方向上的主应力203ln21lnln1132010101