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1、14/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲4.1 概述把平板毛坯、型材或管材弯成一定曲率、一定角度、形成一定形状零件把平板毛坯、型材或管材弯成一定曲率、一定角度、形成一定形状零件的成形工序称为弯曲。的成形工序称为弯曲。弯曲材料：弯曲材料：板料、型材、管材板料、型材、管材按弯曲毛坯板材弯曲型材弯曲管材弯曲按弯曲件形状单角弯曲双角弯曲多角弯曲按所用设备拉弯（拉弯机）推弯（专用弯曲机）滚弯（滚弯机）折弯（折弯机）压弯（普通压力机）机辊弯（滚压成形机）激光弯曲（激光机）弯曲按模具与工件接触程度自由弯曲、接触弯曲和校正弯曲24/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲34/22/2023第四章第四章 弯曲弯
2、曲 弯曲方法：压弯（U弯、V弯）、滚弯/辊弯、折弯、拉弯等44/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲54/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲1.弯曲变形形式弯曲变形区是毛坯上曲率发生变化的部分，即圆角部分（如图ABCD）。弯曲毛坯变形区内切向应力分布a）弹性弯曲;b）弹塑性弯曲;c）纯塑性弯;d）无硬化纯塑性弯曲64/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲2.应力应变分析v 弯曲变形分区：内层和外层v 变形区减薄；弯曲变形区的应力应变状态取决于变形程度和板材的相对宽度。当b/t3时，称为宽板；当b/t3时，称为窄板。v 两个中性层存在内移现象，并且应力中性层：毛坯断面上的切向应力由外层的拉应力
3、过渡到内层的压应力，中间必有一层金属切向应力为零。其曲率半径用 表示。应变中性层：有一层金属的切向应变为零，用 表示其曲率半径。74/22/2023内区外区窄板窄板窄板窄板为平面应力状态，为平面应力状态，立体应变状态立体应变状态宽板宽板宽板宽板为立体应力状态，为立体应力状态，平面应变状态平面应变状态第四章第四章 弯曲弯曲84/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲3.弯曲畸变 弯曲变形区横截面形状和尺寸发生变化（由矩形变为梯弯曲变形区横截面形状和尺寸发生变化（由矩形变为梯形）的现象称为弯曲畸变。一种是横截面的尺寸发生了变化：形）的现象称为弯曲畸变。一种是横截面的尺寸发生了变化：外层宽度变窄，而内
4、层变宽；二种是弯曲件断面会发生翘曲，外层宽度变窄，而内层变宽；二种是弯曲件断面会发生翘曲，即断面宽度方向内凹。即断面宽度方向内凹。94/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲4.弯曲变形程度图4-6弹塑性弯曲时的应力与应变a)弯曲毛坯b)切向应变分布c)切线应力分布在板厚方向不同位置上切向应变按线性规律分布，其值：104/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲由于弯曲变形程度不同（r/t不同），毛坯变形区内的应力状态和应力分布都有性质上的差别。当r/t200时，近似认为弹塑性弯曲。内外表面切向应变相等，且为最大值内外表面切向应变相等，且为最大值将将 代入上式得代入上式得:表示弯曲变形程度大小表示弯
5、曲变形程度大小114/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲4.2 弯曲变形分析与弯距计算假设（单向应力）1）横截面始终保持为平面；）横截面始终保持为平面；1.1.线性弹塑性弯曲（r/t200）弯曲毛坯变形区内切向应变在厚度方向上的分布：2）横截面形状和尺寸不发生变化；）横截面形状和尺寸不发生变化；3）内外层硬化规律相同，即应力应变关系一致。）内外层硬化规律相同，即应力应变关系一致。124/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲切向应力计算切向应力计算:弹性变形范围内（OA部分），切向应力值为(5-4)塑性变形范围内（AB部分），切向应力值为(5-5)式中，E 弹性模量屈服极限F硬化模数与屈服极限
6、相对应的切向应变134/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲弯矩计算：式中弹性变形区与塑性变形区分界点的切向应变毛坯内外表面的切向应变切向应力形成的力矩：144/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲式中，弯曲毛坯断面系数（截面模量）m相对弯距，表示塑性弯距与弹性弯距的比值积分得式中，内外表面切向应变与屈服极限对应的切向应变154/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲2.线性纯塑性弯曲（线性纯塑性弯曲（r/t3b/t3时时 ；分别为弯曲前后的板宽及板厚。分别为弯曲前后的板宽及板厚。冲压生产中，常用经验公式冲压生产中，常用经验公式式中式中 x x与变形程度有关的系数，可查表。与变形程度有关的系数，
7、可查表。344/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲354/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲2.弯曲件毛坯长度确定1）圆角半径较大的弯曲（）圆角半径较大的弯曲（r/t0.3）这类零件变薄不严重且断面畸变较小，可按中性层展开长度等于毛坯这类零件变薄不严重且断面畸变较小，可按中性层展开长度等于毛坯长度的原则计算毛坯尺寸：长度的原则计算毛坯尺寸：当当 时，时，364/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲2）圆角半径很小时的弯曲（）圆角半径很小时的弯曲（r/t0.3）按体积不变计算毛坯尺寸：按体积不变计算毛坯尺寸：弯曲前弯曲前 弯曲后弯曲后 因此因此 考虑到弯曲时材料的变薄，做如下修正：考虑到弯曲
8、时材料的变薄，做如下修正：374/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲对于右图零件的弯曲3）铰链弯曲式中K1为中性层位移系数，可查表。4.7弯曲力的计算由于影响因素较多，生产中多用经验公式，可查表。由于影响因素较多，生产中多用经验公式，可查表。384/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲表 弯曲力经验公式394/22/2023第四章第四章 弯曲弯曲q小结q应力中性层与应变中性层q弯曲时毛坯变形区内的应力和应变特点（图示说明）q弯曲变形中弹复显著的原因q提高弯曲件精度的方法q最小弯曲半径的概念和影响因素大作业一、大作业一、已知已知A、B两种板材的机械性能指标如下，试比较二者的冲压成形性能。两种板材的机械性能指标如下，试比较二者的冲压成形性能。材料/MPa/MPa/%/MPaA61.7103.980700000.210.44B102162.730700000.130.64