习题答案第4章弯曲工艺及弯曲模具设计

第四章弯曲工艺及弯曲模具设计一、填空题(每空1分，共分)1．将各种金属坯料沿直线弯成一定角度和曲率,从而得到一定形状和零件尺寸的冲压工序称为弯曲。（4-1）2．窄板弯曲后其横截面呈扇形形状。（4-1）3．在弯曲变形区内，内缘金属切向受压而缩短，外缘金属切向受拉而伸长，中性层则保持不变。（4-1）4．弯曲时外侧材料受拉伸,当外侧的拉伸应力超过材料的抗拉强度以后,在板料的外侧将产生裂纹,此中现象称为弯裂。（4-2）5．在外荷作用下,材料产生塑性变形的同时,伴随弹性变形,当外荷去掉以后,弹性变形恢复,使制件的形状和尺寸都发生了变化,这种现象称为回弹。（4-2）6．在弯曲过程中，坯料沿凹模边缘滑动时受到摩擦阻力的作用，当坯料各边受到摩擦阻力不等时，坯料会沿其长度方向产生滑移，从而使弯曲后的零件两直边长度不符合图样要求，这种现象称之为偏移。（4-2）7．最小弯曲半径的影响因素有材料力学性能、弯曲线的方向、材料热处理状况、弯曲中心角。（4-2）8．轧制钢板具有纤维组织，平行于纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的塑性指标。（4-2）9．为了提高弯曲极限变形程度，对于经冷变形硬化的材料，可采用热处理以恢复塑性。（4-2）10．为了提高弯曲极限变形程度，对于侧面毛刺大的工件，应先去毛刺，当毛刺较小时，也可以使毛刺的一面处于弯曲受压的内缘，以免产生应力集中而开裂。（4-2）11．弯曲时，为防止出现偏移，可采用压料和定位两种方法解决。（4-2）12．弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为最小弯曲半径。（4-2）13．弯曲变形的回弹现象的表现形式有曲率减小、弯曲中心角减小两个方面。（4-2）14．在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是采用校正弯曲。（4-3）15．常见的弯曲模类型有：单工序弯曲模、级进弯曲模、复合弯曲模、通用弯曲模。（4-6）16．对于小批量生产和试制生产的弯曲件，因为生产量小，品种多，尺寸经常改变，采用常用的弯曲模成本高，周期长，采用手工时强度大，精度不易保证，所有生产中常采用通用弯曲模。（4-6）17．凹模圆角半径的大小对弯曲变形力、模具寿命、弯曲件质量等均有影响。（4-6）二、判断题（每小题分，共分）1．（×）弯曲中性层就是弯曲件的中心层。（4-1）2．（×）板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。（4-2）3．（×）弯曲件的回弹主要是因为冲件弯曲变形程度很大所致。（4-2）4．（√）校正弯曲可以减少回弹。（4-2）5．（×）弯曲线的方向与板料的轧制方向垂直有利于减少回弹。（4-2）6．（×）弯曲时，模具间隙越大，回弹角越小。（4-2）6．（×）一般弯曲U形件时比V形件的回弹角大。（4-2）7．（√）弯曲件的精度受坯料定位、偏移、回弹，翘曲等因素影响。（4-3）8．（×）弯曲坯料的展开长度等于各直边部分与圆弧部分中性层长度之差。（4-4）9．（√）弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据之一。（4-5）三、选择题（每题2分，共20分）1．表示板料弯曲变形程度大小的参数是B（4-2）A．y/ρB.r/tC.E/σ2．为了避免弯裂，则弯曲线方向与材料纤维方向A（4-2）A．垂直B.平行C.重合3．弯曲件形状为A，则回弹量最小。（4-2）A．形B.V形C.U形4．为保证弯曲可靠进行，二次弯曲间应采用C处理。（4-2）A.淬火B.回火C.退火5．弯曲件的形状应尽可能对称，弯曲半径左右一致，以防止变型时坯料受力不均匀而产生A。（4-2）A．偏移B.翘曲C.回弹6．由于弯曲件形状不对称,弯曲时坯料的两边于凹模接触宽度不相等,使坯料沿B的一边偏移。（4-2）A.宽度小B.宽度大C.不确定7.弯曲件的高度不宜过小,其值为B。（4-3）A.hr-2tB.hr+2tC.h=r8．当弯曲件外形尺寸有要求时，应先确定A工作部分的尺寸。（4-6）A、凹模B、凸模C、都一样四、问答题1．什么是最小相对弯曲半径？影响最小相对弯曲半径的因素有哪些？（8分）（4-2）答：材料在不发生拉裂的情况下所能弯曲的内表面的最小半径rmin与板料厚度t的比值rmin／t称为最小相对弯曲半径。影响最小相对弯曲半径的因素很多，(1)材料的塑性及热处理状态。(2)板料的表面和侧面质量(3)弯曲线方向（4）弯曲中心角α2．弯曲时控制回弹措施有哪几种?（4-2）答：（1）改进弯曲件的设计，尽量避免用过大的相对弯曲半径r/t(2)采用合适的弯曲工艺。(3)合理设计弯曲模结构。3．材料弯曲时产生回弹的原因是什么？影响回弹的因素有哪些？（4-2）答：原因是：材料在产生塑性变形的同时，总伴随着弹性变形的存在，当外力去除后，弹性变形要恢复。影响回弹的因素有：材料的力学性能；工件的相对弯曲半径r/t；弯曲件的形状；模具间隙；校正程度。4．弯曲时产生偏移的原因是什么？怎样来控制偏移的产生？（4-2）答：产生偏移的原因是：弯曲坯料形状不对称；弯曲件两边折弯的个数不相等；弯曲凸凹模结构不对称。控制偏移的措施有：（1）采用压料装置(2)利用毛坯上的孔或弯曲前冲出工艺孔，用定位销插入孔中定位，使坯料无法移动。(3)根据偏移量的大小，调节定位元件的位移来补偿偏移。(4)对于不同零件，先成对弯曲，弯曲后再切断。(5)尽量采用对称的凸凹结构，使凹模两边圆角半径相等，凸凹间隙调整对称。5．弯曲件工艺安排的原则要遵循哪几点？（4-6）（1）对于形状简单的弯曲件可以一次性成形。而对于形状复杂的弯曲件，一般要多次才能成形。(2)对于批量大尺寸小的弯曲件，为使操作方便，定位准确和提高效率，应尽可能采用级进模或复合模弯曲成形。(3)需要多次弯曲时，一般应先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠定位，后次弯曲不能影响前次已弯成形状。(4)对于非对称弯曲件，为避免弯曲时坯料偏移，应尽可能采用成对弯曲后再切成两件工艺。6．弯曲件设计时候要注意哪几点？（4-6）（1）坯料定位要准确、可靠，尽可能采用坯料的孔定位，防止坯料在变形过程中发生偏移。（2）模具结构不应防碍坯料在弯曲过程中应有的转动和移动，避免弯曲过程中坯料产生过度变薄和断面发生畸变。（3）模具结构应能保证弯曲时上、下模之间水平方向的错移力平衡。（4）为了减小回弹，弯曲行程结束时应使弯曲件的变形部位在模具中得到较正。（5）弯曲回弹量较大的材料时，模具结构上必须考虑凸凹模加工及试模时便于修正的可能性。五、1．弯曲如图所示零件，材料为20钢，已退火，厚度t=4mm。完成以下内容：（4-4）1）分析弯曲件的工艺性；2）计算弯曲件的展开长度；3)计算弯曲力(采用校正弯曲)；答:1)该零件材料为20钢，查附表1可知，其弯曲性能良好。零件为U形件，结构简单对称，内形50是必须保证的尺寸，所有尺寸为自由尺寸，满足弯曲精度等级的要求。相对圆角半径r/t=6/4=1.5rmin/t=0.5，满足弯曲变形程度的要求。2)展开长度按零件中性层计算。中性层位置：根据r／t＝1.5，查表4—6，x＝0.36；中性层曲率半径为：p=r+xt=6+0.36×4=7.44mm圆弧部分长度l弯1=π×90/180(6＋0.36×4)＝11.68mm垂直的直线l直1=25+30-6-4=45mm底部直线l直2=50-2×6=38mm故毛坯展开长度为：Lz＝2(l直1＋＋l弯1)＋l直2＝2×(11.68＋45)＋38＝151.36mm3）查附表1，σb＝450MPa；表4—9，ρ=100MPa校正弯曲力为：F校＝Ap＝51×90×100＝459KN2、求图中所示弯曲件的展开长度。(8分)（4-4）答：展开长度按零件中性层计算。中性层位置：根据r／t＝16/2=8，查表得x＝0.5；圆弧部分长度l弯1=π×90/180(16＋0.5×2)＝26.69mm垂直的直线l直1=50-16-2=32mm底部直线l直2=120-2×（16+2）=84mm故毛坯展开长度为：Lz＝2(l直1＋＋l弯1)＋l直2＝2×(32＋26.69)＋84＝201.38mm解：作如图所示辅助线展开长度按零件中性层计算。中性层位置：根据r／t＝10/5=2，查表得x＝0.38；圆弧部分长度:l弯=3.14(10+0.38×5)×120/180＝24.91mm直线lAB=AE-BE=38-(10+5)ctg30°=12.02mm直线lCD=CE-DE=50-(10+5)ctg30°=24.02mm故毛坯展开长度为：Lz＝l弯+lAB+lCD＝24.91＋12.02＋24.02＝60.95mm返回：