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V形彎曲是最基本的彎曲變形,任何復雜彎曲都可看成是由多個(gè)V形彎曲組成。所以我們以V形彎曲為代表分析彎曲變形過(guò)程。
圖3.2.1為V形彎曲時(shí)板材的受力情況。在板材A處,凸模1施加外力2F,在凹模2支承點(diǎn)B處,則產(chǎn)生反力并與這外力構成了彎曲力矩M=F*L,該彎曲力矩使板材產(chǎn)生彎曲變形。
1—凸模 2—凹模
圖3.2.1 V形彎曲板材受力情況
圖3.2.2 彎曲過(guò)程
a)彎曲前 ?。猓澢?div style="height:15px;">
3.2.3 彎曲前坐標網(wǎng)格的變化
從彎曲變形區的橫截面變化來(lái)看,變形有兩種情況:窄板(B/t 3)彎曲時(shí),內區寬度增加,外區寬度減小,原矩形截面變成了扇形(圖3.2.4a);寬板(B/t 3)彎曲時(shí),橫截面幾乎不變,仍為矩形(圖3.2.4b)。
由此可見(jiàn),板料在塑性彎曲時(shí),隨相對寬度B/t的不同,其應力、應變的性質(zhì)也不同,分析如下:
1.應變狀態(tài)
a) 窄板(B/t 3)b) 寬板(B/t 3)
圖3.2.4 彎曲變形區的橫截面變化情況
從應力狀態(tài)來(lái)看,窄板彎曲時(shí)的應力狀態(tài)是平面的,寬板則是立體的。
綜上所述,將板料彎曲時(shí)的應力應變狀態(tài)歸納于表3.2.1。
a)彈性彎曲 ?。猓棧苄詮澢。悖┘兯苄詮澢?div style="height:15px;">
圖3.2.5 彎曲半徑和彎曲中心角 圖3.2.6 坯料彎曲變形區內切向應為的分布
1.中性層的內移
圖3.2.7 彎曲后的翹曲
圖3.2.8  型材、管材彎曲后的剖面畸變
1.影響最小彎曲半徑的因素
(1)材料的力學(xué)性能
材料的塑性越好,塑性變形的穩定性越強(均勻伸長(cháng)率
越大),許可的最小彎曲半徑就越小。
(2)材料表面和側面的質(zhì)量
板料表面和側面(剪切斷面)的質(zhì)量差時(shí),容易造成應力集中并降低塑性變形的穩定性,使材料過(guò)早地破壞。對于沖裁或剪裁坯料,若未經(jīng)退火,由于切斷的面存在冷變形硬化層,就會(huì )使材料塑性降低。在上述的情況下應選用較大的最小彎曲半徑。
(3)彎曲線(xiàn)的方向
2.最小彎曲半徑
的數值
由于上述各種因素的影響十分復雜,所以最小彎曲半徑的數值一般用試驗方法確定。各種金屬材料在不同狀態(tài)下的最小彎曲半徑的數值,參見(jiàn)表3.2.2。
3.提高彎曲極限變形程度的方法
在一般的情況下,不宜采用最小彎曲半徑。當工件的彎曲半徑小于表3.2.2所列數值時(shí),為提高彎曲極限變形程度,常采取以下措施:
(1)經(jīng)冷變形硬化的材料,可采用熱處理的方法恢復其塑性,再進(jìn)行彎曲。
(2)清除沖裁毛刺,當毛刺較小時(shí)也可以使有毛刺的一面處于彎曲受壓的內緣(即有毛刺的一面朝向彎曲凸模),以免應力集中而開(kāi)裂。
(3)對于低塑性的材料或厚料,可采用加熱彎曲。
(4)采取兩次彎曲的工藝方法,即第一次采用較大的彎曲半徑,然后退火;第二次再按工件要求的彎曲半徑進(jìn)行彎曲。這樣就使變形區域擴大,減小了外層材料的伸長(cháng)率。
(5)對于較厚材料的彎曲,如結構允許,可以采取先在彎角內側開(kāi)槽后再進(jìn)行彎曲的工藝(圖3.2.10)。
圖3.2.9 纖維方向對
的影響
圖3.2.10 開(kāi)槽后進(jìn)行彎曲
注:
1.當彎曲線(xiàn)與纖維方向成一定角度時(shí),可采用垂直和平行纖維方向二者的中間值。
2.在沖裁或剪切后沒(méi)有退火的毛坯彎曲時(shí),應作為硬化的金屬選用。
3.彎曲時(shí)應使有毛刺的一邊處于彎角的內側。
4.表中t為板料厚度。
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