计算原则是毛坯长度应该等于弯曲后工件应变中性层的长度。
一、应变中性层的确定
应变中性层是确定弯曲件毛坯尺寸的依据。在变形程度不大的情况下(大圆角半径弯曲或弯曲角度较小时),应变中性层位于材料厚度的中间。变形程度增大,则中性层位置将发生改变。
当变形量增大时,应力中性层和应变中性层会发生内移,而且应力中性层的位移大于应变中性层的位移。位移的结果使外层拉伸区大于内层压缩区,板料外层的变薄量大于内层的增厚量,因而引起了板料厚度的变薄,毛坯总体长度增加。越小,中性层内移越大,板料变薄越严重。
对宽板弯曲,设应变中性层曲率半径为,由弯曲前后体积不变条件可以推出(图1):
式中 --板厚变薄系数,板料弯曲后与弯曲前的厚度之比,见表1;
--内弯曲半径;
--板弯曲前厚度。
也可用下列简化公式计算应变中性层弯曲半径:
式中 --中性层位移系数,见表1。
图1 板料弯曲尺寸图
表1 弯曲角为90°时变薄系数和中性层位移系数的值 (低碳钢)
| 0.1 | 0.25 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | >4 |
| 0.82 | 0.87 | 0.92 | 0.96 | 0.985 | 0.992 | 0.995 | 1.0 |
| 0.27 | 0.32 | 0.37 | 0.42 | 0.455 | 0.47 | 0.475 | 0.5 |
对于=(0.6~3.5) 的铰链式弯曲件,可用卷圆方法进行弯曲,如图2所示。铰链卷圆时,凸模对毛坯一端施加的是压力,故产生不同于一般压弯的塑性变形,材料不是变薄而是增厚了,中性层由板料厚度中间向弯曲外层移动,因此中性层位置系数大于或等于0.5(见表2)。
图2 卷圆
表2 卷圆时中性层位移系数
r/t | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.8 | 2.0 | 2.5 | ≥3 |
x | 0.77 | 0.76 | 0.75 | 0.73 | 0.72 | 0.70 | 0.69 | 0.67 | 0.66 | 0.64 | 0.62 | 0.60 | 0.58 | 0.54 | 0.52 | 0.5 |
二、毛坯展开长度的计算
1.>0.5 的弯曲件
这类零件变薄不严重,断面畸变较少,可按中性层展开长度等于毛坯长度的方法来计算各种毛坯展开长度的计算公式可参考表3。
表3 >0.5弯曲毛坯的展开长度计算公式
2. <0.5的弯曲件
这类弯曲件弯曲处材料变薄严重,因此按体积相等原则计算出的毛坯尺寸,还需要加以修正。表4列出了这类弯曲件毛坯尺寸的公式。
表4 <0.5弯曲毛坯的展开长度计算公式
1.卷制弯曲件
表5为两种卷圆形式的毛坯展开长度计算公式。
表5 两种卷圆形式的毛坯展开长度计算公式
表中各系数见表1和表2
应当指出,材料特性、工件厚度、弯曲形状与尺寸、弯曲方式与弯曲加工条件等因素都 会影响弯曲件长度的变化。因此,上述各种弯曲件展开尺寸的计算方法,仅适用与形状简单、尺寸精度要求不高的弯曲件。对于形状比较复杂或尺寸精度要求高的弯曲件,按上述方法计算出来的展开尺寸,还要经过反复试弯,最后才能确定出合适的弯曲件毛坯尺寸。