彎曲成型與沖壓成型

1、任務七 彎曲成型與沖壓成型,一、彎曲成形基礎知識,,彎曲成形是指將環(huán)料彎成所需形狀的加工方法，簡稱彎曲。,,在焊接結構生產(chǎn)中,彎曲成形的較大的比例，有80%---90%的金屬材料焊接結構需要經(jīng)過彎曲成形，如輸送管線，各種石油塔、罐，球形封頭及鍋爐的鍋筒，壓力，壓力容器和化工設備等都采用彎曲成形。,,分類,,按壞料加工溫度,,冷彎曲,熱彎曲,彎曲變形的方法,,手工彎曲,機械彎曲。,冷彎曲 常溫下進行的彎曲成形加工，它適用

2、于塑性較好的金屬材料，如碳素結構鋼和低合金結構鋼等。 冷彎曲時，若彎曲變形量較大，則會引起金屬冷變形強化，使金屬材料的塑性和韌性降低，強度和硬度提高，容易發(fā)生脆性斷裂。 因此，GB50205-2001規(guī)定了彎曲件的最小曲率半徑r和最大彎曲矢高f的允許值。根據(jù)GB50205-2001的規(guī)定，當變形量不大于2%，彎曲圓筒的中徑D與板厚t的比值大于40時可進行冷彎曲。同時，還規(guī)定碳素結構鋼和低合金結構鋼在彎曲

3、加工時，其最低環(huán)境溫度分別不低于-16℃和-12℃。,熱彎曲 通常在900~1000℃范圍內(nèi)進行的彎曲加工。 對于碳素結構鋼，在彎曲溫度降至700℃之前就應停止彎曲加工； 對于低合金結構鋼，在彎曲溫度降至800℃之前就應停止彎曲加工，而且低合金結構鋼在彎曲成形加工結束后應緩慢冷卻。熱卷時加熱爐應設置在卷板機附近，一般離卷板機6~10m。,,手工奪曲 借助手和部分簡易工具（如平臺、墊

4、塊、錘子等）對坯料進行彎曲成形加工，它適用于對較薄的鋼板進行彎曲成形加工。,,機械彎曲 在彎折機、液壓機、卷板機等設備上進行的彎曲成形加工，它適用于對較大、較厚的坯料進行彎曲加工。其中，在壓力機上使用彎曲模進行彎曲成形加工的方法稱為機械壓彎；通過卷板機上的旋轉輥軸使金屬壞料彎曲成形的方法稱為滾彎，又稱卷板。,,二、彎曲成形過程,,彎曲成形加工所用坯料通常是鋼材等塑性材料。這些材料的變形過程如下：,,（1）初始階段

5、 當坯料上作用有外彎矩時，坯料將發(fā)生彎曲變形。在坯料變形區(qū)內(nèi)，靠近曲率中心一側（簡稱內(nèi)層)的金屬在外彎矩引起的壓應力作用下被壓縮縮短，遠離曲率中心一側(簡稱外層)的金屬在外彎矩引起的拉應力作用下被拉伸伸長。在坯料彎曲過程中的初始階段，外彎矩的數(shù)值不大，坯料內(nèi)應力的數(shù)值小于材料的屈服強度，坯料僅發(fā)生彈性,,（2）塑性變形階段 當外彎矩的數(shù)值繼續(xù)增大時，坯料的曲率半徑隨之縮小，材料內(nèi)應力的數(shù)值開始超過其屈服強

6、度，坯料變形區(qū)的內(nèi)表面和外表面首先由彈性變形狀態(tài)過渡到塑性變形狀態(tài)，以后塑性變形由內(nèi)、外表面逐步向中心擴展。,,（3）斷裂階段 坯料發(fā)生塑性變形后，若繼續(xù)增大外彎矩，待坯料的彎曲半徑小到一定程度時，將因變形超過材料自身變形能力的限度而使坯料受拉伸的外層表面首先出現(xiàn)裂紋并向內(nèi)伸展，致使還料發(fā)生斷裂破壞。,,在彎曲過程中，材料的橫截面形狀也要發(fā)生變化，無論寬板、窄板，在變形區(qū)內(nèi)材料的厚度有變薄現(xiàn)象。,,三、鋼材的變形特點

7、對彎曲成形加工的影響,,鋼材的變形特點對彎曲成形加工的影響主要有以下幾個方面：,,（1）彎力 彎曲成形是使被彎曲材料發(fā)生塑性變形，因此無論采用何種彎曲成形方法，彎力都必須能使被彎曲材料的內(nèi)應力超過材料的屈服強度。實際彎力的大小要根據(jù)被彎曲材料的力學性能、彎曲方式和性質、彎曲件形狀等多方面因素來確定,,（2）回彈現(xiàn)象 通常在材料發(fā)生塑性變形時仍有部分彈性變形存在，而彈性變形部分在卸載時（除去外彎矩

8、)要恢復原態(tài)，使彎曲件的曲率和角度發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為回彈?；貜棳F(xiàn)象的存在直接影響彎曲件的幾何精度，因此必須加以控制。,各種因素對回彈的影響主要有：①材料的屈服強度越高、彈性模量越小，加工硬化越激烈，彎曲變形的回彈越大。②材料的相對彎曲半徑r/δ越大，材料變形程度越小，回彈越大。③在彎曲半徑一定時，彎曲角α越大表示變形區(qū)長度越大，回彈也越大。④其他因素，如零件的形狀、模具的構造、彎曲方式及彎力的大小等，對彎曲件的回彈也