项目三 u形架弯曲模

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1、项目三U形架弯曲模项目三U形架弯曲模本项目设计任务　　学习情境一弯曲变形及质量分析一、弯曲概述　　弯曲是将板料、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冷冲压工序。　　如图3-4所示是典型的V形件弯曲模。平板坯料由凹模4以及挡料销10定位，上模工作零件凸模向下运动与凹模共同对坯料进行弯曲，成形后的零件由顶杆9顶出，同时顶杆还可以起压料作用，防止坯料在弯曲的过程中发生偏移。　　二、弯曲变形过程及变形特点　　1.弯曲变形过程　　弯曲分自由弯曲和校正弯曲。前者是指弯曲终了时工件与凸模、凹模相互吻合后不再受到冲击作用，而

2、后者是指工件与凸模、凹模相互吻合后还受到冲击，此时的冲击对弯曲件起校正作用，使弯曲件得到更小的回弹。图3-5所示为板料在V形模内校正弯曲过程。在凸模的压力下，板料受弯距作用，首先经过弹性变形，然后进入塑性变形。在塑性变形的初始阶段，板料是自由弯曲，随着凸模的下压，板料与凹模V形表面逐渐靠近。同时曲率半径和弯曲力臂逐渐变小，由r0变为r1，LA变为l1；凸模继续下压，板料弯曲变形区进一步减小，直到与凸模成三点接触，此时曲率半径减小到r2；此后板料的直边部分向与以前相反的方向变形，到行程终了时，凸、凹模对弯曲件进行校正，使其直边、圆角与凸模全部靠紧。

3、因此，弯曲成形的效果表现为板料弯曲变形区曲率半径和两直边夹角的变化。　　2.弯曲变形特点　　分析变形时坯料的受力情况。　　(1).弯曲变形主要发生在弯曲带中心角α范围内，中心角以外基本不变形。如图3-7所示，弯曲后工件角度为φ，反映弯曲变形区的弯曲带中心角为α，二者关系为：　　　　　　　　　　　　　α=180o-φ。　　(2).弯曲变形区内网格的变形情况说明，坯料在长、宽、厚三个方向都发生了变形。三、弯曲变形的质量分析弯曲件的质量问题主要涉及弯裂、弯曲回弹、偏移、翘曲、畸变等1.弯曲变形程度与最小弯曲半径(1)弯曲变形程度在弯曲变形过程中，弯曲件

4、的外层受拉应力。当料厚一定时，弯曲半径越小，拉应力就越大。当弯曲半径小到一定程度时，弯曲件的外层由于受过大的拉应力作用而出现开裂。因此常用板料的相对弯曲半径r/t来表示板料弯曲变形程度的大小。(2)最小弯曲半径　　通常将不致使材料弯曲时发生开裂的最小弯曲半径的极限植，称为该材料的最小弯曲半径。各种不同材料的弯曲件都各自有最小弯曲半径。一般情况下，不宜使制件的圆角半径等于最小弯曲半径，应尽量取大一些。只有当产品结构上有要求时，才采用最小弯曲半径。2.弯裂与最小相对弯曲半径的控制(1)最小相对弯曲半径：如图3-10所示，设弯曲件中性层的曲率半径为ρ，

5、弯曲带中心角为a，则最外层金属的伸长率δ外为　　　　设中性层位置在半径为ρ=r+t/2处，并且弯曲后料厚保持不变，则r1=r+t(3-1)将δ外用材料的许用伸长率[δ]代入，可以求得rmin/t(3-2)(2)最小弯曲半径影响因素材料的力学性能：材料的塑性越好，其伸长率δ值越大；从公式3-2可以知道，此时材料的最小相对弯曲半径也越小。弯曲方向：冷冲压用板料具有各向异性，沿纤维方向的力学性能较好，不容易拉裂。因此当弯曲线与纤维方向垂直时，rmin/t的数值最小，而平行时最大。在双弯曲时应使弯曲线与纤维方向成一定的角度，如图3-11所示。弯曲件角度φ

6、：弯曲件角度φ越大，最小相对弯曲半径rmin/t越小。主要原因是在弯曲过程中，毛坯的变形并不局限在圆角变形区。由于材料的相互牵连，其变形影响到圆角附近的直边，实际上扩大了弯曲变形的范围，分散了集中在圆角部分的弯曲应变，对于圆角外层纤维濒于拉裂的极限状态有所缓解，使最小相对弯曲半径减小。φ越大，圆角中段变形程度的缓解程度越明显，因此，许可的最小相对弯曲半径rmin/t越小。板料的热处理状态：经过退火的板料塑性好，rmin/t小些；经过冷作硬化的板料塑性降低，rmin/t应增大。板料的边缘以表面状态：下料时板料边缘的冷作硬化、毛刺以及板料表面带有划伤

7、等缺陷，弯曲时容易受到拉伸应力而破裂，使最小相对弯曲半径增大。为了防止弯裂，可以将板料上的大毛刺去除，小毛刺放在弯曲圆角的内侧。板宽的影响：窄板（B/t<3）弯曲时，在板料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，可以使最小相对弯曲半径减小。(3)最小弯曲半径数值影响板料最小弯曲半径的因素较多，其数值一般由试验的方法确定。表3-1为最小弯曲半径的数值。　　(4)防止弯裂的措施　　在一般情况下，不宜采用最小弯曲半径。当零件的弯曲半径小于表3-1所列数值时，为了提高极限弯曲变形程度，防止弯裂，常采用的措施有

8、退火、加热弯曲、消除冲裁毛刺、两次弯曲（先加大弯曲半径，退火后再按工件要求小弯曲半径弯曲）、校正弯曲以及对较厚的材料开槽后弯曲，如图3-