新编实用冲压模具设计手册
第1节 弯曲变形过程
更新于2008-07-05 11:15:51

第一节 弯曲变形过程

一、 弯曲变形过程及特点

1. 弯曲变形过程
图3-1所示是V形件的弯曲过程。弯曲开始后,首先经过弹性弯曲,然后进入塑性弯曲。凸模下压,弯曲半径从r0变为r1,弯曲力臂由l0变为l1,毛坯的直边与凹模工作表面靠拢。凸模继续下压,毛坯的弯曲区尺寸l减小,板料与凸模3点接触,弯曲半径由r1变为r2。此后,弯曲区继续缩小,半成形弯曲件的两边被凸模向外撑开,逐步贴向凹模的工作表面。行程终了时,凸模与凹模对弯曲件进行校正,使弯曲件的圆角和直边与凸模全部贴紧,这就是带校正的弯曲成形过程。

2. 弯曲变形特点
用网格法分析弯曲变形的特点,由图3-2可以看出弯曲变形有以下几个特点。

(1) 弯曲时的塑性变形区主要集中在工件的圆角附近,此处的正方形网格变成了扇形。直边部分除与圆角相近的“过渡部分”有少量变形外,其余不发生塑性变形。
(2) 变形区内,内侧材料沿o-o线方向(纵向)受到压缩,外侧材料受到拉伸,且压缩和拉伸的程度都是表层最大,向中间逐渐减小。在伸长的外侧和缩短的内侧之间有1个长度保持不变的层,称为中性层,该层的长度等于弯曲前毛坯的长度,但其位置不一定在材料厚度的中心。
(3) 当弯曲半径与板厚之比r/t(相对弯曲半径)较小时,中性层的位置将从板料中心向内移动,致使外侧因拉伸而变薄的区域范围增大,内侧因受压而增厚的区域范围减小,从而使弯曲变形区板料厚度变薄,变薄后的厚度为
t1=ηt

式中 t1——变形后的料厚,mm;
t——变形前的料厚,mm;

(4) 弯曲变形区板料横截面的变化分两种情况。对于窄板(板宽B与板厚t之比小于3),由于内、外层材料的压缩和拉伸,多余材料会向宽度方向移动,不足的材料会由宽度及厚度方向来补充,致使弯曲区横截面产生畸变,由矩形变成扇形,为立体应变状态和平面应力状态。对于宽板(B/t>3),由于横向变形阻力较大,其断面形状几乎不变,仍保持矩形,为平面应变状态和立体应力状态,如图3-3所示。实际生产中,大多数板料属于宽板弯曲。

二、 塑性弯曲时变形区的应力与应变状态
变形区的应力状态与板材弯曲断面的相对宽度B/t有关。一般认为,B/t<3为窄板,B/t>3为宽板。



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