弯形工艺知识与弯形半径的关系

（一）弯形原理

如图10-11所示，被弯形的工件越靠近材料表面，金属变形越严重，也就越容易出现拉裂或压裂现象。相同材料的弯形，工件外层材料变形的大小，取决于工件的弯形半径。弯形半径越小，外层材料变形越大（见图10-1）。为了防止弯形件拉裂（或压裂），必须限制工件的弯形半径，使它大于导致材料开裂的临界弯形半径（即最小弯形半径）。常用钢材的弯形半径如果大于2倍材料厚度，一般就不会产生裂纹。

工件弯形后，由于弹性变形的回复，使得弯形角度和弯形半径发生变化，这种现象称为回弹。工件在弯形过程中应多弯过一些，以抵消工件的回弹。

条料常见弯形操作形式有：平弯形、立弯形和扭弯形，如图10-12所示。

板料常见弯曲形式是平弯曲成形，如图10-13所示。

管子弯曲成形如图10-14所示。

图10-11 弯形原理

（二）弯形坯料长度的计算

根据中性层的概念，毛坯长度应等于中性层的长度。

如图10-15所示，构件弯形后的中性层圆弧半径为

R=r+x₀t

构件弯形后的中性层圆弧长度为

式中，l为圆弧部分的长度（mm）；r为内弯曲半径（mm）；x₀为中性层位置系数；t为材料厚度（mm）；α为弯形角。

图10-12 条料常见弯形操作形式

a）平弯形 b）立弯形 c）扭弯形

图10-13 板料平弯曲成形

图10-14 管子弯曲成形

图10-15 弯形坯料长度的计算图例

弯形中性层位置系数见表10-2。

表10-2 弯形中性层位置系数

（三）弯形常用工器具

前述矫正用工器具同样使用于弯形操作，现将弯形时用到的一些简易工器具及基本弯形必需的机械设备作如下介绍。

1.压弧锤

如图10-16所示，弯形曲面时，压弧锤始终沿柱面的素线位置压下，且交错排列，以确保板料端部无直线段而成形较好，同时形成光滑表面。

图10-16 压弧法弯形

2.工件弯形时常用夹紧工具

在弯形中螺旋夹具主要用于夹紧被弯形工件，以便于对被弯工件施加外力。与此作用相同的还有气动夹具、液压夹具等，如图10-17所示。

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图10-17 弯形时常用夹紧工具

a）螺旋夹具 b）气动夹具 c）液压夹具

3.机械简易式弯形器具

1）图10-18所示为自制手动弯形工具，它由底板、转盘和手柄等组成，在两只转盘的圆周上都有按工件厚度车制的槽，固定转盘直径与弯形圆弧一致。使用时，将工件插入两转盘槽内，移动活动转盘，使工件达到所要求的弯形形状。

2）图10-19所示为另一自制手动弯形工具，弯形时，将板（条）料需要弯形的部分放置于立弯机夹板内，装上弯头，拧紧夹板螺钉，校正前后及左右位置正确，操纵千斤顶（多采用液压千斤顶），将板（条）料顶弯。弯形角度可用角度样板校正。若达不到所需角度，可继续进行弯形操作，直至达到要求的角度为止。

图10-18 机械简易式弯形器具

图10-19 手动顶弯形器具

1、9—角铁 2、10—档头 3、12—夹板 4、11—板（条）料 5、13—弯头 6、14—千斤顶 7、8—槽钢 15—夹板螺钉

3）钳工手工立弯板材较为困难，现常采用机械式弯形工具（自制的和成品机型）进行立弯操作，如图10-20所示。

图10-20a所示为机械式弯形工具的结构原理图，图10-20b是它的成品机型照片。其结构原理及使用方法如下：

在弯形前，先将工件在弯形模底座上放好，弯形时在外部液压动力作用下，活塞杆带动弯形模下压，将工件弯形为所需角度。当更换不同的弯形模，并合理放置弯形用销轴位置时，可实现不同弯形半径的需要。

图10-20 机械式立弯形模具

a）机械式立弯形模原理 b）机械式立弯形模具实物 1—立弯模底座 2—紧固螺栓 3—液压缸及活塞 4—接外部液压控制回路 5—液压管接头 6—弯形模座 7—弯形模 8—弯形用销轴

4.扭弯器

如图10-21所示，扭弯时将工件要扭弯部分的一端夹在台虎钳上，为避免钳口夹伤工件，钳口与工件接触处应垫以铝板或硬木。工件的另一端用扭弯器夹住，然后双手用力转动扭弯器的手柄，使工件弯形达到需要形状。扭弯90°时，扭弯部分的长度应不小于条料宽度的2.5倍。

5.弯管机

图10-22a所示为弯管机的工作原理，它由大小两个轮子组成，两轮根据管径制成相应的轮槽，将被弯形管子送入轮槽中，大轮固定，扳动杠杆，小轮碾压管子，将管子弯曲成形。

图10-21 手动扭弯器

图10-22b所示为手动液压弯管机的结构图，此弯管机的最大特点是能通过更换弯管模具的型号来弯制不同管径的圆管。

6.压力机及弯形模

如图10-23所示，对于较厚的板材，手工弯形较为困难，通常在压力机上安装不同类型的模具，通过机械驱动弯制出不同形状的弯板。

7.折弯压力机

折弯压力机主要是用来对板料进行弯曲的机床，其构造如图10-24a所示。折弯压力机上用的弯形模可分为通用弯形模和专用弯形模两类。常用的通用弯形模端面形状如图10-24b所示。

图10-22 弯管机

a）弯管机原理图 b）液压弯管机 1—定位孔板 2—限位导向模块 3—工作活塞杆 4—不同规格弯模 5—机体 6—手压杆 7—柱塞式油泵 8—工作缸回油阀 9—加油螺孔 10—挡辊 11—杠杆 12—管子

图10-23 曲柄压力机及弯形模

1—电动机 2—减速带轮 3—传动带 4—飞轮 5—离合器 6—脚踏操纵系统 7—台面 8—床身 9—滑板 10—连杆 11—滑块导轨 12—曲轴 13—定位挡板 14—托料板

图10-24 折弯机与弯形模

a）折弯压力机 b）折弯机通用弯形模