彎曲件滑移對彎曲不良的影響研究

陳耀平

（湘潭技師學院，湖南 湘潭 411100）

1 彎曲過程

以V型彎曲為例，板材彎曲一般經過以下5個過程：①凸模運動接觸板料（毛坯），在彎矩作用下發生彈性變形，產生彎曲；②隨著凸模繼續下行，毛坯與凹模表面逐漸靠近接觸，使彎曲半徑及彎曲力臂均隨之減小，毛坯與凹模接觸點由凹模兩肩移到凹模兩斜面上（塑變開始階段）；③隨著凸模的繼續下行，毛坯兩端接觸凸模斜面開始彎曲（回彎曲階段）；④壓平階段，隨著凸凹模間的間隙不斷變小，板料在凸凹模間被壓平；⑤校正階段，當行程終了，對板料進行校正，使其圓角直邊與凸模全部貼合而成所需形狀。

2 彎曲變形的特點

彎曲變形的特點是：板料在彎曲變形區內的曲率發生變化，即彎曲半徑發生變化。

2.1 彎曲

受力分析：金屬材料受到的應力大于彈性極限而又小于抗拉深極限（斷裂極限）。所受的應力包括：壓應力、拉應力。

2.2 回彈

回彈原因：可以把材料想像成是由眾多層纖維排列而成的，每一層纖維的受力情況不一樣（最外層受拉應力最大，最里層受壓應力最大，兩種力的大小向中性層方向遞減），故在折彎成形后，并不是所有的纖維層的受力都大于材料的彈性極限，所以處于彈性變形階段的材料有回復的現象。

由以上分析可知，當材料所受應力大于材料彈性極限越多（當然必須小于材料的抗拉深極限），產品折彎成形越穩定。故應力是決定材料是否回彈的主因素。①材料的彈性極限越高，所需要的變形應力就越大，回彈也就越大；②材料的相對彎曲半徑R/T越小，應力就越集中，回彈就越小。

2.3 彎曲變形分析

折彎時材料一面受壓應力，另一面受拉應力，并且拉應力占主導作用，故材料的中性層為材料中心偏向折彎內側，如圖2所示。

（1）材料的外層纖維由于受到拉應力，材料產生相對移動，材料的不足由寬度和厚度方向補充，故材料寬度尺寸減小。

（2）材料的內層纖維由于受到拉應力，內層材料向寬度方向移動，致使材料內層寬度增加。

當材料寬度小于三倍料厚時，斷面的畸變尤其明顯，由于拉應力占主導作用，故彎曲區域的毛坯有變薄現象。

3 彎曲件的滑移

由于毛坯與模具之間摩擦的存在，當摩擦力不平衡時造成毛坯移位，稱作滑移。滑移的結果會使彎曲件的尺寸達不到要求。

3.1 產生滑移的原因

①工件不對稱，毛坯兩邊與凹模接觸面不相等。②凹模兩邊的邊緣圓角半徑不相等，半徑小，摩擦力更大。③兩邊折彎的個數不一樣。④V形彎曲中凹模不是中心對稱，角度小的一邊正壓力大，摩擦大。⑤凹模兩邊的間隙和潤滑情況不一樣。

3.2 防止滑移的措施

①盡可能采用對稱凹模，邊緣圓角相等，間隙均勻。②采用彈性頂件裝置的模具結構。③采用定位銷內定位的模具結構。④內定位應設計為便于調整的形式，即內定位可設置在鑲塊中，可以通過調整鑲塊的方式來調整內定位。

4 防止彎曲時孔、邊變形的工藝措施

4.1 彎曲時孔變形的原因

預先沖好孔的毛坯彎曲時，在變形區域范圍內的孔會變形，在采用U形彎曲時，由于材料流動方向不同，在U形底部的孔比側邊的孔變形大得多。

4.2 防止孔變形的措施

（1）采用沖缺口或月牙槽，使孔周邊與變形區域分離，達到防止變形的目的，如圖1所示。采用沖缺口或月牙槽的原則是所沖缺口的尺寸應以不妨礙材料流動，不損傷產品使用性能為前提。

（2）彎曲前追加預壓筋，減小材料的變形區域，如圖2所示。

（3）邊緣有缺口的彎曲件的成形順序：先折彎再沖缺，如圖3所示。

（4）對厚板料小圓角彎曲時，可在毛坯彎曲線的兩端預先切圓弧切口工藝槽，避免側面畸變影響彎曲件的寬度尺寸。如圖4所示。

圖1 沖缺口或月牙槽

圖2 設置預壓筋

圖3 先折彎再沖缺

圖4 設置圓弧切口工藝槽

5 彎曲不良及對策（表1）

表1 彎曲不良缺陷及其對策

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