弯曲变形过程中凸、凹模圆角半径的影响

1.弯曲变形过程（图4-19）

1）凸模下压，板料弯曲半径大于凸模圆角半径，使板料处于弹性变形阶段。

2）凸模继续下压，板料的弯曲半径减小，即R₀﹥R₁＞R₂＞R₃，弯曲力臂为L₀＞L₁＞L₂＞L₃。此时，板料产生塑性变形。

3）凸模继续下压，压力机滑块达下死点，使板料、凸模、凹模三者完全吻合，其板料弯曲半径R₃与凸模圆角半径R_t一致；弯曲力臂减小至L₃。弯曲过程结束。

图4-19 弯曲变形过程

a）、b）、c）、d）V形件弯曲变形过程 e）、f）用网格法示意V形件变形状态

2.弯曲件的最小弯曲半径及凸、凹模圆角半径

如图4-19f所示，弯曲变形发生在弯曲角φ的范围内，a-a为弯曲线其毛坯的内侧网格因受压而变短；外侧网格则因受拉而伸长，若拉应力超过其抗拉强度R_m，则此部位将产生裂纹。因此，须合理确定各种板料的最小弯曲半径R_min，见表4-60。

凸、凹模圆角半径（R_t、R_a）是弯曲模的重要结构参数。其中，R_t＞R_min（弯曲件的最小弯曲半径）；R_a＝（2～6）t。实际生产中，常根据弯边高度（H）和弯边深度（L）选用表4-61中的数据。

表4-60 最小弯曲半径值（单位：mm）

注：1.表中t为材料厚度。

2.当弯曲线与材料轧纹方向成一定角度时，应根据角度大小取中间值。

3.通过冲裁得到的窄毛坯，应视为硬化状态。

表4-61 R_凹值选用表（单位：mm）

图4-20 中性层位置的确定

3.弯曲件板料的中性层及其位置

由图4-19e、f可知，板料在弯曲过程中，其两直边是不变形的；且在内侧受压缩短与外侧受拉伸长部分之间，o-o部位也是不变形的，称其为中性层。中性层是计算弯曲件展开长度的基准。当变形程度小，即r/t较大时，中性层位于板料厚度方向的中心；当变形程度大时，即r/t较小，或因拉深而变薄时，其位置则在靠近弯曲中心内侧。根据弯曲前后板料体积相等的原理，可计算出中心层的位置，如图4-20所示，其计算过程如下

因为V₀＝V(www.xing528.com)

所以

即

式中 V₀——弯曲前的体积（mm³）；

V——弯曲后的体积（mm³）；

ρ——中性层的弯曲半径（mm）；

R——外侧弯曲半径（mm）；

r——内侧弯曲半径（mm）；

b₀、b——弯曲前、后的板料宽度（mm）；

t₀、t——弯曲前、后的板料厚度（mm）。

设R＝r+t，t＝K_厚t₀，b＝K宽b₀

则

式中 K_厚——变薄系数，K_厚＝t₀/t≤1见表4-62；

K_宽——变宽系数，K_宽＝b₀/b，当b₀/t₀≥3时，K_宽＝1。

当K_厚＝K_宽＝1时，r/t₀较大，即变形很小，则中性层的弯曲半径ρ＝0.5t，即此时中性层的位置位于板料厚度方向的中间。以上为理论计算的ρ值，由于变形区的内侧处于压缩、外侧处于拉伸变薄状态，因此其中性层位置是变化的，常采用下列经验公式进行计算

ρ＝Kt

式中 K——中性层系数，为试验数据，其值见表4-63。

表4-62 变薄系数K_厚值

表4-63 中性层系数K值

注：K₁适用于有压料情况的V形或U形弯曲，K₂适用于无压料情况的V形弯曲。