任务1 弯形(1 / 1)

一、弯形概述

将坯料(如板料、条料或管子等)弯成所需要的形状的加工方法,称为弯形。如图7-3所示为多直角形工件的弯形。

图7-3 弯形

弯形是通过使材料产生塑性变形实现的,因此,只有塑性好的材料才能进行弯形。弯形后外层材料伸长,内层材料缩短,中间一层材料长度不变,称为中性层。弯形部分材料虽然产生拉伸和压缩,但其截面积保持不变,如图7-4所示。

图7-4 钢板弯形情况

二、弯形前坯料长度的计算

图7-5 弯形时中性层的位置

坯料弯形后,只有中性层的长度不变,因此,弯形前坯料长度可按中性层的长度进行计算。但材料弯形后,中性层一般并不在材料的正中,而是偏向内层材料一边。实验证明,中性层的实际位置与材料的弯形半径r和材料的厚度t有关。图7-5所示为弯形时中性层的位置。

表7-1为中性层位置系数x0的值。从表中r/t的比值中可以看出,当弯形半径r≥16t时,中性层在材料的中间(即中性层与几何中心重合)。在一般情况下,为简化计算,当r/t≥8时,可取x0=0.5进行计算。

表7-1 弯形中性层位置系数

圆弧部分中性层长度的计算公式为:

A=π(r+x0t)α/180°

式中 A——圆弧部分中性层长度,mm;

r——内弯形半径,mm;

x0——中性层位置系数;

t——材料厚度,mm;

α——变形角。

内面弯形成不带圆弧的直角制件时,其弯形部分可按弯形前后毛坯体积不变的原理进行计算,一般采用经验公式A=0.5t计算。图7-6所示为常见的几种弯形形式。

例1 把厚度t=4mm的钢板坯料,弯成图7-6(c)所示的制件,若弯形角α=120°,内弯形半径r=16mm,边长l1=60mm、l2=120mm,求坯料长度l。

解: r/t=16/4=4查表8-1得x0=0.41。

因为l=l1+l2+A,

A=π(r+x0t)α/180°=3.14×(16+0.41×4)×120°/180°=36.93mm,

所以l=60+120+36.93=216.93mm。

例2 把厚度t=3mm的钢板坯料,弯成图7-6(D)所示的制件,若l1=60mm,l2=100mm,求坯料长l。

解: 因弯形制件内面带直角,所以

l=l1+l2+0.5t=60+100+0.5×3=161.5mm。

图7-6 常见的弯形形式

由于材料本身性质的差异和弯形工艺及操作方法的不同,理论上计算的坯料长度和实际需要的坯料长度之间会有误差,因此成批生产时要采用试弯的方法确定坯料长度,以免造成成批废品。

三、弯形方法

弯形方法有冷弯和热弯两种。在常温下进行的弯形叫冷弯;厚度大于5mm的弯形材料及直径较大的棒料和管料工件,常需要将材料或工件加热后再弯形,这种方法称为热弯。弯形虽然是塑性变形,但也有弹性变形存在,为抵消材料的弹性变形,弯形过程中应多弯些。