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文章编号:1672-0121(2011)05-0072~-04
折弯机自由折弯时折弯件的挠曲
刘进,孔飞,刘宏道
(江苏亚威机床股份有限公司,江苏江都225200)
摘要:通过对板材折弯变形区受力范围和弯曲半径的界定,推导出计算折弯件挠度的方法。为了使检测
到的挠度充分反映出折弯机的工作精度,需对试件的宽度和厚度作合理匹配,本文提供了板材折弯时宽厚匹
配的计算依据和方法。
关键词:机械制造;弯曲挠度;宽厚匹配;板材折弯
中图分类号:TG386.31文献标识码:B
1前言
板料经折弯后,折弯件会出现挠曲,通常用它的
最大挠度δ来表示,如如图1所示。现行国家标准中,
挠度值是折弯机工作精度检测时的重要项目和指
内层
标,因此,分析和计算折弯件的挠度,对精度标准的
修改和完善具有重要作用。为了叙述方便,这里约定
绕图1中y轴转动的力矩称为纵向力矩,与Ox轴
外层
向平行的应力叫纵向应力。本文中的折弯件是指
符合折弯机精度标准中有关要求的试件。
图2折弯件小单元
其结果,造成单元体断面畸变,如图3所示。
长的折弯件,可理解成由很多小窄板单元拼合
成的整体。折弯时,变形区各单元段之间相互约東,
纵向变形受到阻碍。于是在内层产生纵向压应力,外
6
层是纵向拉应力,这两个拉压相反的应力形成纵向
力矩My。它是板料在折弯机上折弯时,为了保持折
图1折弯件最大挠度
弯件纵向与模具对应的纵向线一致所需的力矩。当
折弯力撤除后,纵向力矩消失,变形区各金属层随即
2折弯件产生挽曲的机理
回弹,在纵向形成与纵向力矩相反方向的弯曲,即挠
在图1所示的折弯件上取一个小单元△x,如果曲。
它是一个独立的窄板,在折弯时,变形区金属处在高
度塑性变形状态。内层受压,外层受拉,其切向应力
接近材料抗拉强度o,如图2所示。又因变形区各
层金属互相挤压,从而产生径向压力,与切向应力相
内层
比,它处于次要地位。而在宽度方向的变形,因为是
板,变形不受约東,该方向应力为零。
变形区内切向应变是绝对值最大的应变,因而
长
在其他两个方向的变形分别与对应的切向变形符号
相反。这就使变形区内层宽度增大,外层宽度滅小,
外层
图3单元体断面畸变
收稿日期:2011-06-27
」作者简介:刻进(1967-),女,高工,从事板料折弯机的设计与研究3板料折弯时折弯件的纵向弯矩
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板料折弯时,对受折弯力作用的区域范围、折弯性。为了计算方便,这里假定截面上各点应力都相同
角度以及变形区的弯曲半径等,需作一个合理并符为o,它的值在材料的屈服張度r和抗拉强度
合折弯机精度标准要求的界定。这将为以后的分析之间,在形心弧线上部为压应力,下部为拉应力。
计算提供依据。
(1)BC区段形心线的位登
精度标准中要求试件折弯角度为90°,下模开
过弯曲中心取一单元弧区,如图6所示。
口尺寸V为试件厚度S的8~10倍,这里取V=9S。
折弯机制造厂提供的使用说明书中,有这样的
说明和表式,当V=8~10S时,折弯件的弯曲半径与
A8 V
下模开口尺寸的比值为
=0.16~0.17
取r-0.165V-0.165×9S1.5S。
图6BC区段形心线位置
折弯件变形区各几何参数如图4所示。板料在
静矩:S=(2.5)-(1.5S)=5,5ABs
折弯过程中,变形区不同部位的受力和变形状态是
不相同的,町将它分为,AB、BC、CD三个部分。AB
面积:F=1△8(2.55)2-△0(1.55)2=2ABs82
和CD部分为弹塑变形区,所受横向弯矩在A端、D
端为零,向中心逐渐增大到Mx。BC部分是塑性变形
则有:z=?=25s04585
区,区段内各径向断面所受弯矩基本枏同
(2)BC区段截上的纵向力矩
该区段相对x轴对称分布,截面各单元弧区的
力矩方向皆沿径向线通过中心O,见图7所示。
B
2.828S
内层
图4变形区几何参数
3.1BC区段的纵向弯矩
外层
为了分析折弯过程中纵向应力沿径向的分布状
图7BC区段截面上的纵向力矩
况,在变形区内、外层分别取一微体,利用力的平衡
方程式与塑性条件联立求解的方法进行计算,分别
o, cost(2.042$-p)dode-+
求出切向、纵向、径向应力沿径向的分布状况,如图
所示
p(2.042S-p)dod6
纵向应力o,分布不均匀,但具有明显的单调
0.542
2」。dJ。 o,cosep(2.042Sp)d如+
458S
o, cosep(2.042$-)dp
=20.247$30,cosd+
0
20.2475 o cosed6
3.2AB、CD区段的纵向弯矩
图5变形区外层应力状态
将图4中AB部分,水平放置,其最外层的应力
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