如何计算弯曲半径对表面质量的影响？

1.弯曲概述

（1）弯曲概念 将坯料弯成所需形状的加工方法为弯曲成形，简称弯形如图2-28所示。

图2-28 钢板弯形前后的情况

a）弯形前 b）弯形后

（2）弯曲的分类 弯形时根据坯料温度可分为冷弯和热弯，根据弯形的方法可分为手工弯形和机械弯形。

2.弯曲变形过程

（1）初始阶段 当在弯曲力矩作用下，坯料发生弯曲。其内层金属在压应力作用下被压缩缩短，外层金属受拉应力作用而伸长。初始阶段应力较小，坯料只发生弹性变形。

（2）塑性变形阶段 弯矩足够大时，应力达到材料屈服强度后开始产生塑性变形。坯料的内外表面首先由弹性变形状态过渡到塑性变形状态，以后塑性变形由内、外表面向中心扩展。

（3）断裂阶段 随着弯矩的增大，当坯料弯曲半径小到一定程度时，将因变形超过自身变形能力的限度，而在坯料受拉伸的外表面首先出现裂纹，并向内伸展，致使材料发生断裂破坏。

3.钢材的变形特点对弯曲加工的影响

（1）回弹现象 弯曲后的零件，因材料的弹性变形作用，使其弯曲角度与模具角度不一致的现象。

减小回弹现象的措施有：将凸模角度减去一个回弹角，采用矫正弯曲，采用拉弯的工艺，采用加热弯曲。

（2）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：

1）材料塑性越好，最小弯曲半径越小。

2）当r/t比值不变时，弯曲角越小，最小弯曲半径越小。

3）当弯曲线与钢板的纤维方向垂直时，弯曲半径可以小些。

4）表面质量较差时，弯曲半径较大。

5）材料的厚度和宽度等因素也对最小弯曲半径有影响。

4.板材的展开长度计算

（1）中性层概念 钢板弯曲变形的过程中，内缘受压缩短，外缘受拉伸长，在内缘和外缘之间必然存在弯曲时既不伸长也不缩短的一层纤维，该层称为中性层。

（2）中性层的确定 中性层的位置与弯曲的内半径与板厚之比r/t有关如图2-29所示。(www.xing528.com)

当r/t≥16时，中性层的位置在板厚的中间，即R=r+t/2。

当r/t＜16时，中性层的位置由下式确定：R=r+x₀t（x₀为中性层的位置系数，见表2-17）。

一般情况下，为简化计算，当r/t≥8时，可取x₀=0.5进行计算。

图2-29 弯形时中性层的位置

表2-17 中性层的位置系数x₀

5.常见弯曲件的形状及计算方法

常见的弯形形式如图2-30所示。其中图2-30a、b、c所示为内边带圆弧的制件，图2-30d所示为内边为直角的制件。内边带圆弧制件的坯料长度等于直线部分与圆弧长度之和。

图2-30 常见的弯形形式

圆弧长度A可按下式计算：

式中 r——内弯曲半径（mm）；

t——材料厚度（mm）；

α——弯形角（图2-31）。

内边为直角的制件的圆弧长度可近似地按x₀=0.5计算，即A=0.5t。

此外，型材展开长度计算如下：

1）圆钢料长的计算。圆钢弯曲的中性层总是与中心线重合，所以圆钢的料长可以按中心线计算。

图2-31 弯形角

2）角钢料长的计算。角钢的断面是不对称的，所以中性层的位置不在断面的中心。而是位于角钢根部的重心处，即中性层与重心重合。