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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/ρ B.r/t C.E/σ

2.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. h>r-2t

B. h>r+2t

C. h=r

8.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α

2.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);

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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=1.5>r min/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=7.44 mm

圆弧部分长度l弯1=π×90/180(6+0.36×4) =11.68 mm

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=151.36 mm 3)查附表1,σb=450MPa;表4—9,ρ=100 MPa

校正弯曲力为: F校=A p =51×90×100=459KN

2、求图中所示弯曲件的展开长度。(8分) (4-4)

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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) =26.69 mm

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=201.38 mm

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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

=3.14(10+0.38×5)×120/180=24.91 mm

直线l AB=AE-BE =38-(10+5)ctg30°=12.02 mm

直线l CD=CE-DE=50-(10+5)ctg30°=24.02 mm

故毛坯展开长度为:Lz=l弯+l AB+ l CD=24.91+12.02+24.02=60.95 mm 返回:

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