彎曲件滑移對(duì)彎曲不良的影響研究

陳耀平

（湘潭技師學(xué)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(jīng)過以下5個(gè)過程：①凸模運(yùn)動(dòng)接觸板料（毛坯），在彎矩作用下發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生彎曲；②隨著凸模繼續(xù)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(diǎn)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(xù)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(dāng)行程終了，對(duì)板料進(jìn)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(diǎn)

彎曲變形的特點(diǎn)是：板料在彎曲變形區(qū)內(nèi)的曲率發(fā)生變化，即彎曲半徑發(fā)生變化。

2.1 彎曲

受力分析：金屬材料受到的應(yīng)力大于彈性極限而又小于抗拉深極限（斷裂極限）。所受的應(yīng)力包括：壓應(yīng)力、拉應(yīng)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(yīng)力最大，最里層受壓應(yīng)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(fù)的現(xiàn)象。

由以上分析可知，當(dāng)材料所受應(yīng)力大于材料彈性極限越多（當(dāng)然必須小于材料的抗拉深極限），產(chǎn)品折彎成形越穩(wěn)定。故應(yīng)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(yīng)力就越大，回彈也就越大；②材料的相對(duì)彎曲半徑R/T越小，應(yīng)力就越集中，回彈就越小。

2.3 彎曲變形分析

折彎時(shí)材料一面受壓應(yīng)力，另一面受拉應(yīng)力，并且拉應(yīng)力占主導(dǎo)作用，故材料的中性層為材料中心偏向折彎內(nèi)側(cè)，如圖2所示。

（1）材料的外層纖維由于受到拉應(yīng)力，材料產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，材料的不足由寬度和厚度方向補(bǔ)充，故材料寬度尺寸減小。

（2）材料的內(nèi)層纖維由于受到拉應(yīng)力，內(nèi)層材料向?qū)挾确较蛞苿?dòng)，致使材料內(nèi)層寬度增加。

當(dāng)材料寬度小于三倍料厚時(shí)，斷面的畸變尤其明顯，由于拉應(yīng)力占主導(dǎo)作用，故彎曲區(qū)域的毛坯有變薄現(xiàn)象。

3 彎曲件的滑移

由于毛坯與模具之間摩擦的存在，當(dāng)摩擦力不平衡時(shí)造成毛坯移位，稱作滑移。滑移的結(jié)果會(huì)使彎曲件的尺寸達(dá)不到要求。

3.1 產(chǎn)生滑移的原因

①工件不對(duì)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(gè)數(shù)不一樣。④V形彎曲中凹模不是中心對(duì)稱，角度小的一邊正壓力大，摩擦大。⑤凹模兩邊的間隙和潤(rùn)滑情況不一樣。

3.2 防止滑移的措施

①盡可能采用對(duì)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(jié)構(gòu)。③采用定位銷內(nèi)定位的模具結(jié)構(gòu)。④內(nèi)定位應(yīng)設(shè)計(jì)為便于調(diào)整的形式，即內(nèi)定位可設(shè)置在鑲塊中，可以通過調(diào)整鑲塊的方式來調(diào)整內(nèi)定位。

4 防止彎曲時(shí)孔、邊變形的工藝措施

4.1 彎曲時(shí)孔變形的原因

預(yù)先沖好孔的毛坯彎曲時(shí)，在變形區(qū)域范圍內(nèi)的孔會(huì)變形，在采用U形彎曲時(shí)，由于材料流動(dòng)方向不同，在U形底部的孔比側(cè)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(qū)域分離，達(dá)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(yīng)以不妨礙材料流動(dòng)，不損傷產(chǎn)品使用性能為前提。

（2）彎曲前追加預(yù)壓筋，減小材料的變形區(qū)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?zèng)_缺，如圖3所示。

（4）對(duì)厚板料小圓角彎曲時(shí)，可在毛坯彎曲線的兩端預(yù)先切圓弧切口工藝槽，避免側(cè)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(shè)置預(yù)壓筋

圖3 先折彎再?zèng)_缺

圖4 設(shè)置圓弧切口工藝槽

5 彎曲不良及對(duì)策（表1）

表1 彎曲不良缺陷及其對(duì)策

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