第三节 弯曲与成形

弯曲与成形主讲教师：所属专业：焊接技术应用焊接结构生产一、弯曲成形基本理论（1）初始阶段弯曲变形过程（2）塑性变形阶段（3）断裂阶段1.弯曲成形过程a)自由弯曲成形

b)接触弯曲c)校正弯曲材料弯曲时，板料仅与凸凹模三条线接触，弯曲圆角半径r1是自然形成的弯曲件的角度等于模具的角度，而弯曲圆角半径r2仍靠自然形成的将板料弯曲到与凸凹模完全紧靠，弯曲圆角半径r3等于模具圆角半径r一、弯曲成形基本理论2.弯曲成形方法无论采用何种弯曲成形方法，弯力都必须能使被弯曲材料的内应力超过材料的屈服强度。实际弯力的大小要根据被弯曲材料的力学性能、弯曲方式和性质、弯曲件形状等多方面因素来确定。一、弯曲成形基本理论3.钢材的弯曲变形特点对弯曲加工的影响—弯力回弹现象：弯曲后的零件，其弹性变形部分在卸载时要恢复原态，使弯曲件的曲率和角度发生变化，这种现象叫做回弹。（1）影响回弹的因素材料的屈服点（越高回弹越大）材料的相对弯曲半径（越大回弹越大）弯曲角（越大回弹越大）其他因素（材料形状、弯曲方式等）一、弯曲成形基本理论3.钢材的弯曲变形特点对弯曲加工的影响—回弹现象减少回弹的主要措施将凸模角度减去一个回弹角。采用校正弯曲。减小凸模与凹模的间隙。采用拉弯工艺。采用加热弯曲。1）(2)2）3）4）5）一、弯曲成形基本理论3.钢材的弯曲变形特点对弯曲加工的影响—回弹现象最小弯曲半径：材料在不发生破坏的情况下所能弯曲的最小的曲率半径。

影响最小弯曲半径的因素：

a)材料塑性越好，最小弯曲半径越小。 b)当r/δ比值不变时，弯曲角越小，弯曲半径越小。 c)当弯曲线与钢板的纤维方向垂直时，弯曲半径可以小些。 d)表面质量较差时，弯曲半径较大。 e)材料的厚度和宽度等因素也对最小弯曲半径有影响。一、弯曲成形基本理论3.钢材的弯曲变形特点对弯曲加工的影响—最小弯曲半径二、卷板

将板料放在下轴辊上下表面与下轴辊的最高点B、C相接触，上表面恰好与上轴辊的最低点A相接触，使上、下轴辊之间的垂直距离等于板厚。

板料卷弯时，由于轴辊的旋转、轴辊与板材间产生的压力和摩擦力，带动板材移动、自动送进连续滚压，使板材在全部滚到的范围内形成圆滑的弯曲面。1.预弯剩余直边：卷弯时只有钢板与上辊轴接触的部分才能得到弯曲，所以钢板的两端各有一段长度不能发生弯曲，这段长度称为剩余直边。表1钢板弯曲时的理论剩余直边值设备类型卷板机压力机弯曲形式对称弯曲不对称弯曲模具压弯三辊四辊剩余直边冷弯L/2(1.5～2)δ(1～2)/δ1.0δ热弯L/2(1.3～1.5)δ(0.75～1)δ0.5δ1.预弯1.预弯

解决板材卷弯剩余直边的另一种方法是卷弯前两端预留余量。切割下料时，在板材两端预留稍大于辊不到直边长度的余量，待卷弯后再气割去除，2.对中

对中的目的是使工件的素线与辊轴轴线平行，防止产生扭斜，保证滚弯后工件几何形状准确。

3.卷弯1）在卷板过程中，只要保持上辊轴上下不动，三根辊轴相互

平行，工件的曲率经过几次由小到大的试卷，最后即可达

到要求。2）卷弯前应制出符合工件曲率半径的卡样板，在卷弯过程使

用卡样板经常检查是否符合曲率半径，以此控制上轴辊的

压下量(每次压下量一般为5～10mm)。3）在钢板厚度较大、卷弯直径较小时，冷卷易产生较严重的

加工硬化和较大的内应力，甚至产生裂纹。因此，当碳素

钢板厚度大于或等于圆筒内径的1/40时应进行热卷。卷弯的技术要点：4.矫正

若板材两端在预弯时的曲率半径不符合要求，或卷弯时曲率不均匀，则卷弯后会在接口处出现外凸或内凹的缺陷。要消除这些缺陷，可以在定位焊或焊接后进行局部压制卷弯，称为矫正。拉深：拉深，也称拉延、压延或引伸，它是利用模具使平板坯料成形为开口空心零件的一种冲压工艺方法。三、拉深1.拉深工艺要点1）凸模和凹模边缘均作成圆角，其半径2）凸模和凹模之间的间隙Z=(1.1～1.2)δ3）拉延件直径d与坯料直径D的比例d/D=m（拉深系数），

一般m=0.5～0.8

拉穿产生原因：拉应力超过金属的抗拉强度极限，拉延件底部就会被拉穿。褶皱产生原因：在拉深过程中，由于坯料边缘在切线方向受到压缩，因而可能产生波浪形，最后形成折皱。2.对拉深件的基本要求1）拉深件外形应简单、对称，且不要太高，以便使拉深次

数尽量少。2）拉深件的圆角半径在不增加工艺程序的情况下，最小许

可半径如下图所示。否则将增加拉深次数及整形工作。

毛坯3通过尾顶尖4上的压块5紧紧地压在模胎2上，当主轴1旋转时，毛坯和模胎一起旋转，操作旋棒6对毛坯施加压力，同时旋棒又做纵向运动，开始旋棒与毛坯是一点接触，由于主轴旋转和旋棒向前运动，毛坯在旋棒压力的作用下产生由点到线及由线到面的变形，逐渐地被赶向模胎，直到最后与模胎贴合为止，完成旋压成形。四、旋压1.旋压成形的基本原理1）旋压是一种连续局部塑形加工过程；2）旋压成形可以加工形状复杂的零件或强度高难以变形的材料；3）旋压件尺寸公差等级可达IT8左右，表面粗糙度值Ra<3.2μm，工件的强度和硬度均有明显的提高；4）旋压加工的材料利用率高，模具费用较低。四、旋压2.旋压成形的主要特点

爆炸成形是将爆炸物质放在一特制的装置中，点燃爆炸后，利用所产生的化学能在极短的时间内转化为周围介质（空气或水）

中的高压冲击波，使坯料在很高的速度下变形和贴模，从而达到成形的目的。五、爆炸成形1.爆炸成形的基本原理1）爆炸成形可使模具结构简化。2）爆炸成形可加工形状复杂、刚性模难以加工的空心零件。3）回弹小、精度高、质量好。4）操作方便，成本低，产品制造周期短。5）可成形零件的尺寸不受设备能力限制，在试制或小批生产大型制品时，经济效果显著。五、爆炸成形2.爆炸成形的主要特点1）爆炸成形时，模腔内应保持一定的真空度，空气的存在会阻止坯料的顺利贴模，而影响零件表面质量。2）爆炸成形必须