第3章弯曲 弯曲方法有压弯、折弯、拉弯、辊弯、辊形等,但最常见的是在压力机上进行的压弯 尽管各种弯曲方法不同,但其弯曲过程及特点具有共同的规律 3.1弯曲变形分析 由于Ⅴ形弯曲是板料弯曲中最基本的一种弯曲形式,下面通过对V形弯曲的变形过程 变形特点及变形的应力应变状态的分析来了解弯曲变形。 3.1.1弯曲变形过程 图3.1所示为Ⅴ形件压弯过程。随着凸模的下压,坯料的直边逐渐向凸(凹)模V形表 面靠近,坯料的内侧半径逐渐减小,即n>n>n>r,变形程度逐渐增加:同时,弯曲力 臂也逐渐减小,即L1>L2>L3>厶,坯料与凹模之间有相对滑动现象(如图3.1(b)所示)。从 坯料与凸模有3点接触起,坯料的直边有一个反向转动的阶段(如图3.1(c所示)。当凸模、 坯料与凹模三者完全压合,坯料的内侧弯曲半径及弯曲力臂达到最小时,弯曲过程结束 (b) 图3.1V形件压弯过程 凸模、坯料与凹模三者完全压合后,如果再增加一定压力对弯曲件施压,则称为校正 弯曲,没有这一过程的弯曲称为自由弯曲 3.12弯曲变形的特点 为了叙述方便,有必要介绍弯曲变形的几个基本术语,见图3.2(a(设坯料厚度为t,宽 度为b)。 ①弯曲角∫——制件产生弯曲变形后,以弯曲线为界,坯料的一部分相对于另一部分
第 3 章 弯 曲 弯曲方法有压弯、折弯、拉弯、辊弯、辊形等，但最常见的是在压力机上进行的压弯。 尽管各种弯曲方法不同，但其弯曲过程及特点具有共同的规律。 3.1 弯曲变形分析 由于V形弯曲是板料弯曲中最基本的一种弯曲形式，下面通过对V形弯曲的变形过程、 变形特点及变形的应力应变状态的分析来了解弯曲变形。 3.1.1 弯曲变形过程 图 3.1 所示为 V 形件压弯过程。随着凸模的下压，坯料的直边逐渐向凸(凹)模 V 形表 面靠近，坯料的内侧半径逐渐减小，即 r1＞r2＞r3＞r，变形程度逐渐增加；同时，弯曲力 臂也逐渐减小，即 L1＞L2＞L3＞Lk，坯料与凹模之间有相对滑动现象(如图 3.1(b)所示)。从 坯料与凸模有 3 点接触起，坯料的直边有一个反向转动的阶段(如图 3.1(c)所示)。当凸模、 坯料与凹模三者完全压合，坯料的内侧弯曲半径及弯曲力臂达到最小时，弯曲过程结束。 图 3.1 V 形件压弯过程 凸模、坯料与凹模三者完全压合后，如果再增加一定压力对弯曲件施压，则称为校正 弯曲，没有这一过程的弯曲称为自由弯曲。 3.1.2 弯曲变形的特点 为了叙述方便，有必要介绍弯曲变形的几个基本术语，见图 3.2(a)(设坯料厚度为 t，宽 度为 b)。 ① 弯曲角 f ——制件产生弯曲变形后，以弯曲线为界，坯料的一部分相对于另一部分
第3章弯曲 发生的转角。也就是弯曲变形区中心角。 ②制件角a一—制件产生弯曲变形后,坯料的一部分与另一部分之间的夹角。也往往 是制件图上标注的角度。显然,a与∫互补 ③弯曲线一制件角a的平分面与坯料表面相交得到的线。 ④弯曲半径p弯曲变形后坯料内侧圆角半径 ⑤相对弯曲半径m弯曲半径与坯料厚度的比值。 「「 图3.2弯曲变形前后坐标网格的变化 f一弯曲角:∝-制件角:弯曲线:弯曲半径 在坯料侧壁画上坐标网格后进行弯曲,观察变形前后的变化,可以看到图3.2): (1)圆角部分的正方形网格变成了扇形,而远离圆角的两直边处的网格没有变化,紧 邻区域略受影响,说明弯曲变形主要发生在弯曲角中心厂范围内。 (2)变形区内,外侧(靠凹模一面)纵向金属纤维受拉而伸长,内侧(靠凸模一面)纵向金 属纤维受压而缩短。其间必有一金属纤维层变形前后长度不变,这一金属层称为应变中性层 (3)坯料内区材料受压缩,因此厚度应增加,但由于凸模紧压坯料,抑制了厚度方向 的增加;而外区材料受拉,厚度要变薄。因此整个坯料厚度方向,增加量少于变薄量,厚 度在弯曲变形区内有变薄现象,使在弹性变形时位于坯料厚度中间的中性层发生内移 (4)板料弯曲时,分宽板和窄板两种情况,宽板(相对宽度b>3)的横截面几乎不变, 仍保持矩形;而窄板(相对宽度b≤3)的横截面则变成扇形。如图3.3所示。 (a)宽板(>3) (b)窄板(t≤3) 图3.3板料弯曲后的横截面变化 (5)坯料弯曲变形程度可用相对弯曲半径m来表示。m愈小,表明弯曲变形程度愈大, 如图34所示。显然,图34(b)的弯曲变形程度大于图34(a)的弯曲变形程度
第 3 章 弯曲 91 发生的转角。也就是弯曲变形区中心角。 ② 制件角 ——制件产生弯曲变形后，坯料的一部分与另一部分之间的夹角。也往往 是制件图上标注的角度。显然， 与 f 互补。 ③ 弯曲线 l——制件角 的平分面与坯料表面相交得到的线。 ④ 弯曲半径 r——弯曲变形后坯料内侧圆角半径。 ⑤ 相对弯曲半径 r/t——弯曲半径与坯料厚度的比值。 图 3.2 弯曲变形前后坐标网格的变化 f —弯曲角；α—制件角；l—弯曲线；r—弯曲半径 在坯料侧壁画上坐标网格后进行弯曲，观察变形前后的变化，可以看到(图 3.2)： (1) 圆角部分的正方形网格变成了扇形，而远离圆角的两直边处的网格没有变化，紧 邻区域略受影响，说明弯曲变形主要发生在弯曲角中心 f 范围内。 (2) 变形区内，外侧(靠凹模一面)纵向金属纤维受拉而伸长，内侧(靠凸模一面)纵向金 属纤维受压而缩短。其间必有一金属纤维层变形前后长度不变，这一金属层称为应变中性层。 (3) 坯料内区材料受压缩，因此厚度应增加，但由于凸模紧压坯料，抑制了厚度方向 的增加；而外区材料受拉，厚度要变薄。因此整个坯料厚度方向，增加量少于变薄量，厚 度在弯曲变形区内有变薄现象，使在弹性变形时位于坯料厚度中间的中性层发生内移。 (4) 板料弯曲时，分宽板和窄板两种情况，宽板(相对宽度 b/t＞3)的横截面几乎不变， 仍保持矩形；而窄板(相对宽度 b/t≤3)的横截面则变成扇形。如图 3.3 所示。 图 3.3 板料弯曲后的横截面变化 (5) 坯料弯曲变形程度可用相对弯曲半径 r/t 来表示。r/t 愈小，表明弯曲变形程度愈大， 如图 3.4 所示。显然，图 3.4(b)的弯曲变形程度大于图 3.4(a)的弯曲变形程度
中压工艺与模具设计 图3.4板料弯曲变形程度比较 313弯曲变形时的应力应变状态 变形区的应力应变状态主要与板材的相对宽度bt等因素有关。窄板弯曲时金属在宽度 方向上可以自由变形,故为立体应变状态和平面应力状态:宽板弯曲时宽度方向上的变形 阻力很大,材料不能自由变形,应变接近于零(3≈0),故为平面应变状态和立体应力状态。 就绝对值来看,长度方向应变为最大主应变(外层E1为正,内层1为负),长度方向应力为 最大主应力(外层G1为正,内层G1为负 板料在弯曲过程中的应力、应变状态如图3.5所示。其中: -长度方向应力、应变 σ2、E2-厚度方向应力、应变; σ、E2—宽度方向应力、应变 b/≤3 外 图35弯曲时的应力应变状态图 32弯曲力的计算 弯曲力是设计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一。由于弯曲力受到材料性能 制件形状、弯曲方法、模具结构等多种因素的影响,因此很难用理论分析方法进行准确的 计算,一般来讲校正弯曲力比自由弯曲力大。生产实际中常用表3.1中的经验公式作概略 的计算
92 冲压工艺与模具设计 图 3.4 板料弯曲变形程度比较 3.1.3 弯曲变形时的应力应变状态 变形区的应力应变状态主要与板材的相对宽度 b/t 等因素有关。窄板弯曲时金属在宽度 方向上可以自由变形，故为立体应变状态和平面应力状态；宽板弯曲时宽度方向上的变形 阻力很大，材料不能自由变形，应变接近于零( 3 ≈0)，故为平面应变状态和立体应力状态。 就绝对值来看，长度方向应变为最大主应变(外层 1 为正，内层 1 为负)，长度方向应力为 最大主应力(外层 1 为正，内层 1 为负)。 板料在弯曲过程中的应力、应变状态如图 3.5 所示。其中： 1 、 1 ——长度方向应力、应变； 2 、 2 ——厚度方向应力、应变； 3、 3 ——宽度方向应力、应变。 内 侧 外 侧 图 3.5 弯曲时的应力应变状态图 3.2 弯曲力的计算 弯曲力是设计冲压工艺过程和选择设备的重要依据之一。由于弯曲力受到材料性能、 制件形状、弯曲方法、模具结构等多种因素的影响，因此很难用理论分析方法进行准确的 计算，一般来讲校正弯曲力比自由弯曲力大。生产实际中常用表 3.1 中的经验公式作概略 的计算
第3章弯曲 表31弯曲力的计算公式 弯曲形式 经验公式 形弯曲 P=0.6Cbr o. /(r+o) C系数,取C=1.0~13:r凸模圆角半径 (mm) U形弯曲 P=0. 7Cbr o,Mr+o) b—弯曲件宽度(mm);板料厚度(mm a—材料抗拉强度(MPa 校正弯曲 一校正部分的投影面积(mm2) P=Fq q—单位校形力(MPa),见表3 表3.2单位校正弯曲力q MPa 板料厚度mmm 10~20钢25~35钢钛合金BT1钛合金BT 80~100 100~120 160~200 0~60 80~100100~120120~150180~210200~260 图3.6为弯曲力-行程图,板料的弯曲过程分为3个阶段:第1阶段,板料由凸模顶端 和凹模斜面支持进行弯曲;第2阶段,变形区坯料在凸模和凹模斜面间的波折压平时,力 又开始増大;第3阶段,坯料变形区被凸模与凹模压靠、接触、接近或达到校正弯曲时 弯曲力最大。 图3.6弯曲力行程图 当设置顶件装置及压料装置时,顶件力P和压料力Pk可近似取弯曲力的30%80%。 33弯曲件坯料展开 在板料弯曲时,弯曲件坯料展开尺寸准确与否,直接关系到弯曲件的尺寸精度。如 3.1.2节中所述,弯曲中性层在弯曲变形的前后长度不变,因此可以用中性层长度作为计算 弯曲部分展开尺寸的依据 331弯曲中性层位置 如图3.7所示,设坯料弯曲前的长度、宽度和厚度分别为l、b和t,近似认为坯料弯 后的尺寸为外侧半径R、内侧半径r、厚度为n(为变薄系数),弯曲中心角为ao根据变
第 3 章 弯曲 93 表 3.1 弯曲力的计算公式 弯曲形式 经验公式 备 注 V 形弯曲 P=0.6Cbt2 b /(r＋t) C——系数，取 C=1.0～1.3；r——凸模圆角半径 (mm)； b——弯曲件宽度(mm)；t——板料厚度(mm)； b ——材料抗拉强度(MPa) U 形弯曲 P=0.7Cbt2 b /(r＋t) 校正弯曲 P=Fq F——校正部分的投影面积(mm2 ) q——单位校形力(MPa)，见表 3.2 表 3.2 单位校正弯曲力 q MPa 板料厚度 t/mm 铝 黄铜 10～20 钢 25～35 钢 钛合金 BT1 钛合金 BT2 ＜3 30～40 60～80 80～100 100～120 160～180 160～200 3～10 50～60 80～100 100～120 120～150 180～210 200～260 图 3.6 为弯曲力-行程图，板料的弯曲过程分为 3 个阶段：第 1 阶段，板料由凸模顶端 和凹模斜面支持进行弯曲；第 2 阶段，变形区坯料在凸模和凹模斜面间的波折压平时，力 又开始增大；第 3 阶段，坯料变形区被凸模与凹模压靠、接触、接近或达到校正弯曲时， 弯曲力最大。 图 3.6 弯曲力-行程图 当设置顶件装置及压料装置时，顶件力 P 顶和压料力 P 压可近似取弯曲力的 30%~80%。 3.3 弯曲件坯料展开 在板料弯曲时，弯曲件坯料展开尺寸准确与否，直接关系到弯曲件的尺寸精度。如 3.1.2 节中所述，弯曲中性层在弯曲变形的前后长度不变，因此可以用中性层长度作为计算 弯曲部分展开尺寸的依据。 3.3.1 弯曲中性层位置 如图 3.7 所示，设坯料弯曲前的长度、宽度和厚度分别为 l、b 和 t，近似认为坯料弯曲 后的尺寸为外侧半径 R、内侧半径 r、厚度为 ηt(η 为变薄系数)，弯曲中心角为 α。根据变
中压工艺与模具设计 形前后金属体积不变的原则得 π(R2-r2)ab (3-1) 塑性弯曲后,中性层长度不变,所以 (3-2) 由式(3-1)和(3-2),并以R=r+n代入,可得 p=(r+n/2 图3.7中性层位置的确定 因为板料压弯η 500 0820.870.920.960.990.990.991.0 在实际生产中为了便于计算,一般用以下经验公式来确定中性层的曲率半径: P=r+xt 式中:x与变形程度有关的中性层系数,其值见表34。 表34中性层系数x的值 r/t0.10.20.3040.5060.7081.012 x0.210.220.230.240.250.260.280.30.30.33 r/t1.31.522.534567≥8 x0.340.360.380.39040.420440.460480.5
94 冲压工艺与模具设计 形前后金属体积不变的原则得 ltb= 2 2 ( ) 2 R r αb - (3-1) 塑性弯曲后，中性层长度不变，所以 l =αρ (3-2) 由式(3-1)和(3-2)，并以 R=r＋ηt 代入，可得 ρ=(r＋ηt/2)η (3-3) 图 3.7 中性层位置的确定 因为板料压弯 η＜1，即中性层曲率半径 ρ＜(r＋ηt/2)，所以中性层位置是内移了。η 值 决定于 r/t，可由表 3.3 查得。 表 3.3 弯曲 90°时变薄系数 η 的数值(0～20 钢) r / t 0.10 0.25 0. 5 1. 0 2. 0 3.0 4.0＞ 4.0 η 0.82 0.87 0.92 0.96 0.99 0.99 2 0.99 5 1.0 在实际生产中为了便于计算，一般用以下经验公式来确定中性层的曲率半径： ρ=r＋xt (3-4) 式中：x——与变形程度有关的中性层系数，其值见表 3.4。 表 3.4 中性层系数 x 的值 r / t 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 x 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 0.3 0.3 2 0.33 r / t 1.3 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 ≥8 x 0.34 0.36 0.38 0.39 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5
第3章弯曲 332弯曲件坯料展开长度 确定了中性层位置后,就可进行弯曲件坯料展开长度的计算。但生产中模具结构和弯 曲方法等众多因素对弯曲变形区应力状态有一定影响,也会使应变中性层的位置发生改变 所以,弯曲件坯料展开长度的计算又分有圆角半径弯曲和无圆角半径弯曲。 (1)r>0.51的弯曲件 这类弯曲称为有圆角半径弯曲,其弯曲变薄不严重,且断面畸变较轻,可以按中性层 长度等于坯料展开长度的原则计算。如图3.8(a所示。 L=∑l+∑π(r+xm)a/l80 (3-5) 当零件的弯曲角为90°时(如图38(b)所示) (a)多角弯曲件 (b)弯曲角为90°的单角弯曲件 图3.8弯曲件坯料展开长度计算 L=1+h2+ I(r+xr)/2 式(3-5)、(3-6)中x见表34。 (2)r<0.5r的弯曲件 这类弯曲称为无圆角半径弯曲,其坯料展开长度是根据体积不变条件来确定的,计算 式见表3.5 表35r<0.5t的弯曲件坯料展开尺寸计算 序号弯曲特征 弯一个角 L=h1+h2+04t 弯一个角 L=l1+h-0.43t
第 3 章 弯曲 95 3.3.2 弯曲件坯料展开长度 确定了中性层位置后，就可进行弯曲件坯料展开长度的计算。但生产中模具结构和弯 曲方法等众多因素对弯曲变形区应力状态有一定影响，也会使应变中性层的位置发生改变。 所以，弯曲件坯料展开长度的计算又分有圆角半径弯曲和无圆角半径弯曲。 (1) r＞0.5t 的弯曲件 这类弯曲称为有圆角半径弯曲，其弯曲变薄不严重，且断面畸变较轻，可以按中性层 长度等于坯料展开长度的原则计算。如图 3.8(a)所示。 L=∑ li＋∑ (ri＋xt)αi/180° (3-5) 当零件的弯曲角为 90°时(如图 3.8(b)所示) 图 3.8 弯曲件坯料展开长度计算 L=l1＋l2＋ ·(r＋xt)/2 (3-6) 式(3-5)、(3-6)中 x 见表 3.4。 (2) r＜0.5t 的弯曲件 这类弯曲称为无圆角半径弯曲，其坯料展开长度是根据体积不变条件来确定的，计算 式见表 3.5。 表 3.5 r＜0.5t 的弯曲件坯料展开尺寸计算 序 号 弯曲特征 简 图 计 算 式 1 弯一个角 L=l1＋l2＋0.4t 2 弯一个角 L=l1＋l2－0.43t
中压工艺与模具设计 一次同时 弯两个角 L=l1+h+l+0.6t (3)铰链式弯曲件 对于铰链式弯曲,常用推弯的方法成形,此时材料同时受到挤压和弯曲作用,坯料不 是变薄而是增厚,应变中性层不是内移而是外移,如图3.9所示。此时坯料展开长度可按 下式近似计算: H+1.5(r+x10)+r≈1+5.747xt 式中:x-推弯时应变中性层外移系数,见表36 图3.9铰链的弯曲半径 表3.6卷圆时应变中性层外移系数值x1 h>05~06>06~0.8>08~1>1~12>12~15>15~1 0.59 0.56 0.52 上述各式中有很多影响弯曲变形的因素(如材料性能、模具结构、弯曲方式等)没有考 虑,所以,计算出来的坯料展开长度仅仅是一个参考值,与实际所需长度有一定误差。只 能用于形状简单和尺寸公差要求不高的弯曲件。对于形状复杂、弯角较多及尺寸公差较小 的弯曲件,可先用上述计算式确定试弯坯料,待试模后再确定准确的坯料长度。 34弯曲件的质量问题及分析 弯曲时的主要质量问题有弯裂、回弹、偏移、翘曲及截面畸变 341弯裂 如图3.10所示,弯裂多发生在弯曲半径较小、坯料较厚时,因此是否出现弯裂取决于
96 冲压工艺与模具设计 3 一次同时 弯两个角 L=l1＋l2＋l3＋0.6t (3) 铰链式弯曲件 对于铰链式弯曲，常用推弯的方法成形，此时材料同时受到挤压和弯曲作用，坯料不 是变薄而是增厚，应变中性层不是内移而是外移，如图 3.9 所示。此时坯料展开长度可按 下式近似计算： L=l+1.5 (r+x1t)+r≈1+5.7r+4.7x1t (3-7) 式中：x1——推弯时应变中性层外移系数，见表 3.6。 图 3.9 铰链的弯曲半径 表 3.6 卷圆时应变中性层外移系数值 x1 r/t ＞0.5～0.6 ＞0.6～0.8 ＞0.8～1 ＞1～1.2 ＞1.2～1.5 ＞1.5～1.8 ＞1.8 x1 0.7 0.67 0.63 0.59 0.56 0.52 0.5 上述各式中有很多影响弯曲变形的因素(如材料性能、模具结构、弯曲方式等)没有考 虑，所以，计算出来的坯料展开长度仅仅是一个参考值，与实际所需长度有一定误差。只 能用于形状简单和尺寸公差要求不高的弯曲件。对于形状复杂、弯角较多及尺寸公差较小 的弯曲件，可先用上述计算式确定试弯坯料，待试模后再确定准确的坯料长度。 3.4 弯曲件的质量问题及分析 弯曲时的主要质量问题有弯裂、回弹、偏移、翘曲及截面畸变。 3.4.1 弯裂 如图 3.10 所示，弯裂多发生在弯曲半径较小、坯料较厚时，因此是否出现弯裂取决于
第3章弯曲 相对弯曲半径r/t的大小。当r/t过小时,弯裂即会出现。 1.最小相对弯曲半径rnlt 如图3.11所示,设弯曲件中性层的曲率半径为p,弯曲角为f,则最外层金属的伸长 率δ外为 n-p)f/pf=r-pp 设中性层位置在半径为p=r+m2处,且弯曲后料厚保持不变,则n=+t,即 6外=[(r+0)-(r+m2)/(r+u2)=1/2r/1+1) 将δ外以材料最大伸长率δ代入,可求得rmnt 6)/20 (3-9) 图3.10弯裂 图3.11压弯时的变形情况 从式(3-8)可以看出,对于一定厚度的坯料,弯曲半径愈小,外层材料的伸长率愈大 当外层材料的伸长率达到或超过材料的最大伸长率后,就会导致弯裂。所以在保证坯料最 外层纤维不破裂的前提下,所能获得的rmin/t,称为最小相对弯曲半径 2.影响rmnt的因素 (1)由式(3-9)可知,材料的塑性愈好(伸长率δ愈大),rmin就愈小。 2)如图3.12所示,弯曲角∫较小时(0°~70°),接近弯曲圆角的直边部分也参与变 形,从而使弯曲角处的变形得到一定程度的减轻,此范围内,随着弯曲角∫的增大,rmnt 迅速增大;弯曲角∫增大至70°以上时,rmim/变化不大。 (3)冷轧板(如钢板)具有方向性,轧制方向上的塑性指标δ和叭(最大断面收缩率)大于 垂直方向。因此压弯线垂直于板料轧制方向时,其rmin/的数值最小,如图3.13所示 (4)经退火的板料由于塑性得到提高,所以rm会减小。反之经冷作硬化的板料塑 性降低,rmmn/会增大。 (5)窄板弯曲时,在坯料的宽度方向的应力为零,宽度方向的材料可以自由流动,以 缓解弯曲圆角外侧的拉应力状态,因此,可使rmin/t减小 (6)下料(冲裁)时,坯料边缘的冷作硬化、毛刺以及坯料表面带有划伤等缺陷,弯曲 时易受拉应力而破裂,使rmin/t增大
第 3 章 弯曲 97 相对弯曲半径 r/ t 的大小。当 r/ t 过小时，弯裂即会出现。 1. 最小相对弯曲半径 rmin/t 如图 3.11 所示，设弯曲件中性层的曲率半径为 ρ，弯曲角为 f ，则最外层金属的伸长 率 δ 外为 δ 外= º º º aa oo oo - =(r1－ρ) f /(ρ f )=(r1－ρ)/ρ 设中性层位置在半径为 ρ=r＋t/2 处，且弯曲后料厚保持不变，则 r1=r＋t，即 δ 外=[(r＋t)－(r＋t/2)]/(r＋t/2)=1/(2r/ t＋1) (3-8) 将 δ 外以材料最大伸长率 δ 代入，可求得 rmin /t rmin /t=(1－δ)/2δ (3-9) 图 3.10 弯裂 图 3.11 压弯时的变形情况 从式(3-8)可以看出，对于一定厚度的坯料，弯曲半径愈小，外层材料的伸长率愈大。 当外层材料的伸长率达到或超过材料的最大伸长率后，就会导致弯裂。所以在保证坯料最 外层纤维不破裂的前提下，所能获得的 rmin / t，称为最小相对弯曲半径。 2. 影响 rmin/t 的因素 (1) 由式(3-9)可知，材料的塑性愈好(伸长率 δ 愈大)，rmin /t 就愈小。 (2) 如图 3.12 所示，弯曲角 f 较小时(0°~70°)，接近弯曲圆角的直边部分也参与变 形，从而使弯曲角处的变形得到一定程度的减轻，此范围内，随着弯曲角 f 的增大，rmin /t 迅速增大；弯曲角 f 增大至 70°以上时，rmin /t 变化不大。 (3) 冷轧板(如钢板)具有方向性，轧制方向上的塑性指标 δ 和 ψ(最大断面收缩率)大于 垂直方向。因此压弯线垂直于板料轧制方向时，其 rmin /t 的数值最小，如图 3.13 所示。 (4) 经退火的板料由于塑性得到提高，所以 rmin /t 会减小。反之经冷作硬化的板料塑 性降低，rmin /t 会增大。 (5) 窄板弯曲时，在坯料的宽度方向的应力为零，宽度方向的材料可以自由流动，以 缓解弯曲圆角外侧的拉应力状态，因此，可使 rmin /t 减小。 (6) 下料(冲裁)时，坯料边缘的冷作硬化、毛刺以及坯料表面带有划伤等缺陷，弯曲 时易受拉应力而破裂，使 rmin /t 增大
中压工艺与模具设计 轧制方向 弯曲线 中/ 图312弯曲角∫对/t的影响 图3.13板料轧制方向对弯曲半径的影响
98 冲压工艺与模具设计 图 3.12 弯曲角 f 对 rmin/t 的影响 图 3.13 板料轧制方向对弯曲半径的影响
第3章弯曲 3.防止弯裂的措施 弯裂是弯曲时较常见的质量问题之一,生产实际中一般采用以下措施加以防止。 (1)适当增加凸模圆角半径,使r> rmin/t。 (2)m30°方向,参见图3.13。 4)将有毛刺的一面放在弯曲凸模一侧 图3.14开槽后进行弯曲 34.2回弹 在板料弯曲变形结束,制件不受外力作用时,由于弹性恢复,使得弯曲件的角度、弯 曲半径与凸模的形状尺寸不一致,这种现象称为回弹。如图3.15所示。回弹产生的误差 降低了制件的尺寸精度 (a)弯曲件的回弹 (b)负回弹 图3.15弯曲件的回弹与负回弹 l一圆角回弹:2一直边回弹 1.回弹的表现形式 弯曲回弹表现形式有两个方面(图3.15(a) 弯曲半径增大卸载前制件的内半径为κ(与凸模的半径吻合),卸载后增大至 半径的增量
第 3 章 弯曲 99 3. 防止弯裂的措施 弯裂是弯曲时较常见的质量问题之一，生产实际中一般采用以下措施加以防止。 (1) 适当增加凸模圆角半径，使 r/t＞rmin /t。 (2) r/t＜rmin /t 时，可采用 2 次(多次)弯曲，并增加中间退火工序或先在弯曲角内侧压 槽后再进行弯曲，如图 3.14 所示。 (3) 使弯曲线与板料轧制方向垂直或成＞30°方向，参见图 3.13。 (4) 将有毛刺的一面放在弯曲凸模一侧。 图 3.14 开槽后进行弯曲 3.4.2 回弹 在板料弯曲变形结束，制件不受外力作用时，由于弹性恢复，使得弯曲件的角度、弯 曲半径与凸模的形状尺寸不一致，这种现象称为回弹。如图 3.15 所示。回弹产生的误差， 降低了制件的尺寸精度。 图 3.15 弯曲件的回弹与负回弹 1—圆角回弹；2—直边回弹 1. 回弹的表现形式 弯曲回弹表现形式有两个方面(图 3.15(a))。 (1) 弯曲半径增大 卸载前制件的内半径为 r(与凸模的半径吻合)，卸载后增大至 r0， 半径的增量 D r =r0－r＞0