项目 3 弯曲工艺及弯曲模具设计

项目３弯曲工艺及弯曲模具设计　
知识目标：从弯曲变形过程中了解金属的塑性变形，熟悉金属塑性变形的性质、影响因素、变形规律，初步掌握应力与应变状态对弯曲变形的影响，熟悉弯曲件质量特征，初步掌握塑性成形对冲压材料的成形性能要求及成形性能指标要求，掌握弯曲时可能出现的质量问题及控制方法；掌握弯曲件坯料尺寸及弯曲力计算方法；能分析弯曲件的工艺性和合理安排弯曲工序；掌握弯曲模典型结构及设计要点。能力目标：具有分析材料塑性成形性能的能力，具有对弯曲件质量分析与控制的能力，具具有对弯曲件冲压工艺及弯曲模设计的能力。有对弯曲件工艺设能力，将金属毛坯弯成具有一定角度和曲率，从而得到一定形状和尺寸零件的冲压工序称为弯曲。弯曲是冷冲压成形工序之一，应用相当广泛，在冲压生产中占有很大的比重。图３１是各  种典型弯曲零件。在冲压生产中弯曲成形方法很多，使用的设备和工具也是多种多样的，其中主要有在普通冲床上成形的压弯、折弯机上的折弯、滚弯机上的滚弯和拉弯设备上的拉弯，如图３２所示。同时，弯曲变形还存在于很多成形工序之中，掌握弯曲成形特点和弯曲变形规律  　　
图３１各种典型弯曲零件 　
图３２弯曲加工方法 　
（）模具压弯；ｂ（）折弯；）滚弯；ｄ（（）拉弯ａｃ
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有着十分重要的意义。本项目主要介绍在压力机上进行弯曲的弯曲模设计。
任务３１拉板的弯曲工艺及模具设计．　
如图３３所示弯曲件。  零件名称：拉板架材料：钢　料厚狋２ｍｍ２０＝生产纲领：中批量生产试设计弯曲工艺及弯曲模。
图３３拉板架 　
３１１弯曲变形分析  　
１金属的塑性变形．弯曲是冷冲压成形工序之一，而冷冲压成形属金属塑性加工，冷冲压成形的理论是建立在金属塑性变形理论的基础之上。因此，要掌握冷冲压成形的加工技术，就必须对金属的塑性变形性质、规律及材料的冲压成形性能等有充分的认识。）塑性变形、塑性与变形抗力的概念１物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，这样的变形称为塑性变形；物体具有塑性变形的能力称为塑性；在一定的变形条件（加载状况、变形温度及速度）引起物体塑性变形的单位变形力称为变形抗力。变形抗力反映了下，物体在外力作用下抵抗塑性变形的能力。塑性不仅与物体材料的种类有关，还与变形方式和变形条件有关。例如，在通常情况下，铅具有很好的塑性，但在三向等拉应力的作用下，却会像脆性材料一样破裂，不产生任何塑性变形。又如，极脆的大理石，若给予三向压力作用，则可能产生较大的塑性变形。这两个例子充分说明：材料的塑性并非某种物质固定不变的性质，而是与材料种类、变形方式及变形条件有关。金属塑性的高低通常用塑性指标来衡量。塑性指标是以材料开始破坏时的变形量表示，它可借助于各种试验方法测定。塑性和变形抗力是两个不同的概念。通常说某种材料的塑性好坏是指受力后临近破坏时的变形程度的大小，而变形抗力是从力的角度反映塑性变形的难易程度。如奥氏体不锈钢允
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许的塑性变形程度大，说明它的塑性好，但其变形抗力也大，说明它需要较大的外力才能产生塑性变形。）塑性变形对金属组织和性能的影响２不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部组织和性能也将金属受外力作用产生塑性变形后，这些变化可以归纳为以下四个方面：发生变化，（）形成了纤维组织　多晶体经塑性变形后，各晶粒会沿变形方向伸长。当变形程度很１大时，多晶体晶粒便显著地沿变形方向被拉长，于是便形成了金属的纤维组织。形成的纤维组织会使变形抗力增加，且会产生明显的各向异性（即板平面内不同方向的性能有所差异，一般。顺纤维方向的力学性能高于垂直纤维方向的力学性能）（）形成了亚组织　在金属塑性变形过程中，当变形很小时，晶粒内部位错分布相对比较２均匀。随着变形程度的增加，由于位错的运动和相互作用，使位错呈不均匀分布，一些位错互相纠缠在一起，形成位错缠结。继续变形时，在纠缠处的位错愈来愈多，愈来愈密。密集的位错纠结在晶粒内围成细小的粒状组织称为胞状组织或亚组织。亚组织的形成使得位错运动更导致变形抗力的增加。加困难，（）产生了内应力　由于变形过程中每个晶粒都有不同程度的变形，为了保持金属晶体３的完整性，必然会在不同变形程度的晶粒之间和每个晶粒内部造成一些自相平内应力，即附加应力遗留在金属中变成残余应力。内应力的存在，将导致金所谓附加应力。变形终止后，属的开裂和变形抗力的增加。（）产生了加工硬化　随着变形程度的增加，金属的强度、硬度和变形抗力逐渐提高，而４塑性和韧性逐渐降低，这种现象称为加工硬化现象。造成加工硬化的根本原因是变形时位错运动受阻和位错密度不断增大。金属的加工硬化在生产中具有很大的实际意义。例如，它可作为强化金属的重要手段，特别是热处理无法强化的金属材料（如纯金属、多数铜合金和镍铬不锈钢等）只有用加工硬化的，方法来强化；冶金厂生产的成品材料中有“ “ 硬”半硬” 等状态，就是经过冷轧或冷拉等方法加工例如，由于塑性降低，可能给金属材料进一步成形带来硬化的。但加工硬化也有不利的一面，困难；某些物理、化学性能的变坏，也会影响一些零件的使用。要这些问题，可采用一定的热处理工序。）影响金属塑性的因素３金属的塑性不是固定不变的，影响因素很多，除了金属本身的内在因素（晶格类前述已知，型、化学成分和金相组织等）以外，其外部因素——变形方式（ — 应力与应变状态）变形条件（、变形温度与变形速度）的影响也很大。从冲压工艺的角度出发，加工材料给定之后，往往着重于外部条件的研究，以便创造条件，充分发挥材料的变形潜力，尽可能的减少冲压工序次数，提高经济效益。（）金属的成分和组织结构　组成金属的晶格类型，杂质的性质、数量及分布情况，晶粒１大小、形状及晶界强度等不同，金属的塑性就不同。一般来说，组成金属的元素越少（如纯金属和固熔体）晶粒愈细小、、组织分布愈均匀，则金属的塑性愈好。（）变形时的应力状态　因为金属的塑性变形主要依靠晶面的滑移作用，而金属变形时２的破坏则是由于晶内滑移面上裂纹的扩展以及晶间变位时结合面的破坏造成的。压应力有利于封闭裂纹，阻止其继续扩展，有利于增加晶间结合力，抑制晶间变位，减小晶间破坏的倾向。

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