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第三章弯曲及弯曲模具设计一、目的与要求宽板立体纯塑性弯曲时的应力分布情况和应力应变中性层位置的确定，板料的最小弯曲半径及其影响因素，如何防止或减少弯曲件的回弹；掌握弯曲件的工艺性好坏及如何改进。
熟悉弯曲模的典型结构，管料的弯曲加工方法，能安排弯曲件的工艺。
其它内容作一般性了解。
二、主要内容弯曲模基础弯曲模实例分析三、难点与重点弯曲件回弹的控制方法四、授课方式多媒体授课。
五、思考题3－1 弯曲的概念。
333333弯曲：将板料及棒料、管料、型材弯曲成具有一定形状和尺寸的弯曲制件的冷冲压工序称为弯曲。
弯曲的方法有压弯、折弯、滚弯和拉弯等。
其中，在压力机上利用模具对板料进行压弯加工在生产中用得最多。
本章主要介绍在压力机上进行板料压弯加工的工艺和模具设计问题。
弯曲工艺及模具设计就是搞清弯曲过程及特点及工艺性、确定弯曲工艺方案、设计相应3.1 弯曲变形过程及特点aabbαaabb(a)(b)3、宽度变化：当板料较窄（B<3t）时，宽度断面成内宽外窄，如图3-4（a）所示。
当板料较宽（B>3t）时基本保持原状，如图3-4（b）所示。
当板料的宽度很大，厚度又较薄，宽度方向的刚性较差时，板料弯曲的弯曲线容易产生纵向弯曲。
4、回弹：当凸模完成弯曲回程后，由于弹性变形的回复，弯曲件的弯曲半径r、弯曲角α与凸模圆角半径r p、中心角αp并不一致，这种现象称为回弹。
5、弯裂：若弯曲变形程度太大，变形区外层材料所受拉应力达到材料的强度极限时，材料表面将被撕裂，这种现象称为弯裂。
3.2 弯曲件的工艺性3.2.1 弯曲件的工艺性弯曲件的工艺性：指弯曲件的材料、形状、尺寸、精度要求和技术要求等对弯曲工艺的适应程度。
一、弯曲件的材料弯曲件的材料应具有足够的塑性，较低的屈服极限和较高的弹性模量。
最适宜于弯曲的材料：有钢（含碳量不超过0.2%））、紫铜、黄铜、软铝等。
脆性较大的材料，如磷青铜、铍青铜、弹簧钢等，要求弯曲时有较大的相对弯曲半径。
第三章弯曲工艺及弯曲模具设计复习题答案一、填空题1 、将板料、型材、管材或棒料等弯成一定角度、一定曲率 . 形成一定形状的零件的冲压方法称为弯曲。
2 、弯曲变形区内应变等于零的金属层称为应变中性层。
3 、窄板弯曲后起横截面呈扇形状。
窄板弯曲时的应变状态是立体的.而应力状态是平面。
4 、弯曲终了时. 变形区内圆弧部分所对的圆心角称为弯曲中心角。
5 、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。
6 、弯曲时.用相对弯曲半径表示板料弯曲变形程度.不致使材料破坏的弯曲极限半径称最小弯曲半径。
7、最小弯曲半径的影响因素有材料的力学性能、弯曲线方向、材料的热处理状况、弯曲中心角。
8 、材料的塑性越好.塑性变形的稳定性越强.许可的最小弯曲半径就越小。
9 、板料表面和侧面的质量差时.容易造成应力集中并降低塑性变形的稳定性 .使材料过早破坏。
对于冲裁或剪切坯料.若未经退火.由于切断面存在冷变形硬化层.就会使材料塑性降低 .在上述情况下均应选用较大的弯曲半径。
轧制钢板具有纤维组织. 顺纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的塑性指标。
10 、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。
11 、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.也可以使有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘（或朝向弯曲凸模） .以免产生应力集中而开裂。
12 、为了提高弯曲极限变形程度.对于厚料.如果结构允许.可以采用先在弯角内侧开槽后.再弯曲的工艺.如果结构不允许.则采用加热弯曲或拉弯的工艺。
13 、在弯曲变形区内.内层纤维切向受压而缩短应变.外层纤维切向受受拉而伸长应变.而中性层则保持不变。
14 、板料塑性弯曲的变形特点是：（ 1 ）中性层内移（ 2 ）变形区板料的厚度变薄（ 3 ）变形区板料长度增加（ 4 ）对于细长的板料.纵向产生翘曲.对于窄板.剖面产生畸变。
15 、弯曲时.当外载荷去除后.塑性变形保留下来 .而弹性变形会完全消失 .使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺才不一致 .这种现象叫回弹。
弯曲模设计习题1填空题(1)弯曲变形区________________ 的金属层称为应变中性层。
(2)窄板弯曲后的横截面呈______________ 形状。
窄板弯曲时的应变状态是的，而应力状态是o(3)弯曲终了时，称为弯曲中心角。
(4)弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯面半径称为。
(5)弯曲时，用表示板料弯曲变形程度，不致使材料破坏的弯曲极限半径称。
(6)材料的塑性________ ,塑性变形的稳定性越强，许可的最小弯曲半径就。
⑺板料表面和侧面的质量差时，容易造成应力集中并降低塑性变形的，使材料过早破坏。
对于冲裁或剪切坯料，若未经退火，由于切断面存在冷变形硬化层，就会使材料,在上述情况下均应选用的弯曲半径。
轧制钢板具有纤维组织，纤维方向的塑性指标高于纤维方向的塑性指标。
(8)为了提高弯曲极限变形程度，对丁经冷变形硬化的材料，可采用以恢复塑性。
对于侧面毛刺大的工件，应_________ ；当毛刺较小时，也可以使有毛刺的一面处于,以免产生应力集中而开裂。
对于原料，如果结构允许，可以采用先,再的工艺，如果结构不允许，则采用的工艺。
(9)在弯曲变形区内，内层纤维切向____________ 应变，外层纤维切向受____________ 应变，而中性层。
(10)板料塑性弯曲的变形特点是：、、、对于细长的板料，纵向产生翘曲，对于窄板，剖面产生畸变。
(11)弯曲时，当外载荷去除后，塑性变形,而弹性变形, 使弯曲件,这种现象叫回弹。
其表现形式有、两个方面。
(12) ____________________________________ 相对弯曲半径r/t越大，则回弹量_______________________________________ 。
(13)弯曲变形程度用来表示。
弯曲变形程度越大，回弹,弯曲变形程度越小，回弹。
I(14)在实际生产中，要完全消除弯曲件的回弹是不可能的，常采取, , 等措施来减少或补偿回弹产生的误差,以提高弯曲件的精度。
第三章弯曲模作业参考答案3-1.板料弯曲的变形过程是怎样的？其塑性变形区在何处？答：以V形件弯曲的变形过程为例。
在弯曲开始时，板料是自由弯曲，随着凸模的下压，板料的直边与凹模工作表面逐渐靠模，曲率半径和弯曲力臂逐渐变小。
凸模继续下压，板料弯曲变形区进一步减小，曲率半径和弯曲力臂不断变小，继而板料直边部分向以前相反方向弯曲。
直至板料直边、圆角与模具全部靠模。
塑性变形区域主要发生在弯曲圆角部位，内侧受应力板材压缩变短；外侧受拉应力，板材伸长；而中性层长度不变。
3-2.弯曲变形区内，板料的横截面会发生什么变化？为什么会产生这种变化？答：1）弯曲变形区内，板料的横截面变化分两种情况：①宽板（板料宽度大于3倍板料厚度：b 〉3t），弯曲后横截面无明显变化，仍保持为矩形；②窄板（板料宽度小于3倍板料厚度：b〈3t），弯曲后原横截面矩形断面变成了扇形。
由于弯曲凸模对板料内侧摩擦力的影响不同、和板料宽度不同板料内外侧受压受拉影响塑性变形程度不同导致窄板弯曲的应力状态是平面的，应变状态是立体的；宽板弯曲的应力状态是立体的，应变状态是平面的。
3-3.什么是最小弯曲半径？影响最小弯曲半径的因素有哪些？答：1）最小弯曲半径：在保证毛坯外层纤维不发生破坏的条件下，所能弯曲零件内表面的最小圆角半径，称为最小弯曲半径。
2）影响最小弯曲半径的主要因素有：①材料的机械性能。
塑性越好的的材料外层纤维允许的变形程度的变形程度大，则允许的最小弯曲半径越小；塑性差，则最小弯曲半径变大。
板材状态也对弯曲半径有很大影响，硬材料或冷作硬化的材料允许的最小弯曲半径大。
②弯曲线方向。
当弯曲线方向与纤维方向垂直时，则最小弯曲半径小；当两者平行时，最小弯曲半径大。
③板材表面质量和侧面质量。
当板材表面和侧面质量差时，由于易产生应力集中和塑性降低使材料过早破坏，故应采用较大的弯曲半径。
如果板料未去毛刺时，可将有毛刺一边（方向）置于凸模一侧也可提高弯曲变形成型极限，减少零件外侧产生裂纹的可能。
第一章概述第二章冲裁第三章弯曲第四章拉深第五章其它成形工艺第六章冲压工艺规程第一章一 . 填空题1 . 冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加变形力，使其产生变形或分离，从种压力加工方法。
2 . 因为冷冲压主要是用板料加工成零件，所以又叫板料冲压。
3 . 冷冲压不仅可以加工金属材料材料，而且还可以加工非金属材料。
4 . 冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所需要冲件的工5 . 冷冲压加工获得的零件一般无需进行机械加工加工，因而是一种节省原材料、节省能耗的的加工方法。
6 . 冷冲模按工序组合形式可分为单工序模具和组合工序模具，前一种模具在冲压过程中生量大时，一般采用后一种摸具，而这种模具又依组合方式分为复合模、级进模、复合 - 级进模等组7 . 冲模制造的主要特征是单件小批量生产，技术要求高，精度高，是技术密集型生产。
8 . 冲压生产过程的主要特征是，依靠冲模和压力机完成加工，便于实现自动化化，生产率很高9 冲压件的尺寸稳定，互换性好，是因为其尺寸公差由模具来保证。
二 . 判断题（正确的打√，错误的打×）1 . 冲模的制造一般是单件小批量生产，因此冲压件也是单件小批量生产。
（×）2 . 落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。
（×）3 . 复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。
（√）4 . 分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。
（√）5 . 所有的冲裁工序都属于分离工序。
（√）6 . 成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。
（√）7 . 成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。
（√）8 . 把两个以上的单工序组合成一道工序，构成复合、级进、复合 - 级进模的组合工序。
（×9 . 冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。
（√）10. 冲压加工只能加工形状简单的零件。
（×）11 . 冲压生产的自动化就是冲模的自动化。
第三章弯曲工艺及弯曲模具设计复习题答案一、填空题1 、将板料、型材、管材或棒料等弯成一定角度、一定曲率，形成一定形状的零件的冲压方法称为弯曲。
2 、弯曲变形区内应变等于零的金属层称为应变中性层。
3 、窄板弯曲后起横截面呈扇形状。
窄板弯曲时的应变状态是立体的，而应力状态是平面。
4 、弯曲终了时，变形区内圆弧部分所对的圆心角称为弯曲中心角。
5 、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。
6 、弯曲时，用相对弯曲半径表示板料弯曲变形程度，不致使材料破坏的弯曲极限半径称最小弯曲半径。
7、最小弯曲半径的影响因素有材料的力学性能、弯曲线方向、材料的热处理状况、弯曲中心角。
8 、材料的塑性越好，塑性变形的稳定性越强，许可的最小弯曲半径就越小。
9 、板料表面和侧面的质量差时，容易造成应力集中并降低塑性变形的稳定性，使材料过早破坏。
对于冲裁或剪切坯料，若未经退火，由于切断面存在冷变形硬化层，就会使材料塑性降低，在上述情况下均应选用较大的弯曲半径。
轧制钢板具有纤维组织，顺纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的塑性指标。
10 、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。
11 、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，也可以使有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘（或朝向弯曲凸模），以免产生应力集中而开裂。
12 、为了提高弯曲极限变形程度，对于厚料，如果结构允许，可以采用先在弯角内侧开槽后，再弯曲的工艺，如果结构不允许，则采用加热弯曲或拉弯的工艺。
13 、在弯曲变形区内，内层纤维切向受压而缩短应变，外层纤维切向受受拉而伸长应变，而中性层则保持不变。
14 、板料塑性弯曲的变形特点是：（ 1 ）中性层内移（ 2 ）变形区板料的厚度变薄（ 3 ）变形区板料长度增加（ 4 ）对于细长的板料，纵向产生翘曲，对于窄板，剖面产生畸变。
15 、弯曲时，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺才不一致，这种现象叫回弹。
第三章弯曲工艺及弯曲模具设计复习题答案一、填空题1.将板料、型材、管材或棒料等弯成一定角度、一定曲率，形成一定形状的零件的冲压方法称为弯曲。
2.弯曲变形区内应变等于零的金属层称为应变中性层。
3.窄板弯曲后起横截面呈扇形状。
窄板弯曲时的应变状态是立体的，而应力状态是平面。
4.弯曲终了时，变形区内圆弧部分所对的圆心角称为弯曲中心角。
5.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。
6.弯曲时，用相对弯曲半径表示板料弯曲变形程度，不致使材料破坏的弯曲极限半径称最小弯曲半径。
7.最小弯曲半径的影响因素有材料的力学性能、弯曲线方向、材料的热处理状况、弯曲中心角。
8.材料的塑性越好，塑性变形的稳定性越强，许可的最小弯曲半径就越小。
9.板料表面和侧面的质量差时，容易造成应力集中并降低塑性变形的稳定性，使材料过早破坏。
对于冲裁或剪切坯料，若未经退火，由于切断面存在冷变形硬化层，就会使材料塑性降低，在上述情况下均应选用较大的弯曲半径。
轧制钢板具有纤维组织，顺纤维方向的塑性指标高于垂直于纤维方向的塑性指标。
10.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。
11.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，也可以使有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘（或朝向弯曲凸模），以免产生应力集中而开裂。
12.为了提高弯曲极限变形程度，对于厚料，如果结构允许，可以采用先在弯角内侧开槽后，再弯曲的工艺，如果结构不允许，则采用加热弯曲或拉弯的工艺。
13.在弯曲变形区内，内层纤维切向受压而缩短应变，外层纤维切向受受拉而伸长应变，而中性层则保持不变。
14.板料塑性弯曲的变形特点是：（1）中性层内移。
（2）变形区板料的厚度变薄。
（3）变形区板料长度增加。
（4）对于细长的板料，纵向产生翘曲，对于窄板，剖面产生畸变。
15.弯曲时，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺才不一致，这种现象叫回弹。
其表现形式有_曲率减小、弯曲中心角减小两个方面。
16.相对弯曲半径r╱t越大，则回弹量越大。
17.影响回弹的因素有：（1）材料的力学性能。
（2）变形程度。
（3）弯曲中心角。
（4）弯曲方式及弯曲模。
（5）冲件的形状。
18.弯曲变形程度用r／t 来表示。
弯曲变形程度越大，回弹愈小，弯曲变形程度越小，回弹愈大。
19.在实际生产中，要完全消除弯曲件的回弹是不可能的，常采取改进弯曲件的设计，采取适当的弯曲工艺，合理设计弯曲模等措施来减少或补偿回弹产生的误差，以提高弯曲件的精度。
20.改进弯曲件的设计，减少回弹的具体措施有：（1）尽量避免选用过大的相对弯曲半径（2）尽量选用σS/E小，力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。
21.在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是采用校正弯曲。
22.为了减小回弹，在设计弯曲模时，对于软材料（如10钢，Ｑ235，Ｈ62等）其回弹角小于5°，可采用在弯曲模上作出补偿角、并取小的凸模、凹模间隙的方法。
对于较硬的材料（如45钢，50钢，Ｑ275等），为了减小回弹，设计弯曲模时，可根据回弹值对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。
23.当弯曲件的弯曲半径r>0.5t时，坯料总长度应按中性层展开原理计算，即Ｌ＝L1+L2+πα(r+xt)/180°。
24.弯曲件的工艺性是指弯曲件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加工的工艺要求。
25.弯曲件需多次弯曲时，弯曲次序一般是先弯外角，后弯内角；前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次以成形的形状。
26.当弯曲件几何形状不对称时，为了避免压弯时坯料偏移，应尽量成对弯曲的工艺。
27.对于批量大而尺寸小的弯曲件，为了使操作方便、定位准确可靠和提高生产率，应尽量采用级进模或复合模。
28.弯曲时，为了防止出现偏移，可采用压料和定位两种方法解决。
29.弯曲模结构设计时，应注意模具结构应能保证坯料在弯曲时转动和移动。
30.对于弯曲高度不大或要求两边平直的Ｕ形件，设计弯曲模时，其凹模深度应大于零件的高度。
31.对于Ｕ形件弯曲模，应当选择合适的间隙，间隙过小，会使工件弯边厚度变薄，降低凹模寿命，增大弯曲力；间隙过大，则回弹大，降低工件的精度。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）1.自由弯曲终了时，凸、凹模对弯曲件进行了校正。
（×）2.从应力状态来看，窄板弯曲时的应力状态是平面的，而宽板弯曲时的应力状态则是立体的。
（∨）3.窄板弯曲时的应变状态是平面的，而宽板弯曲时的应变状态则是立体的。
（×）4.板料的弯曲半径与其厚度的比值称为最小弯曲半径。
（×）5.弯曲件两直边之间的夹角称为弯曲中心角。
（×）6.对于宽板弯曲，由于宽度方向没有变形，因而变形区厚度的减薄必然导致长度的增加。
r/t愈大，增大量愈大。
（×）7.弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为相对弯曲半径。
（×）8.冲压弯曲件时，弯曲半径越小，则外层纤维的拉伸越大。
（∨）9.减少弯曲凸、凹模之间的间隙，增大弯曲力，可减少弯曲圆角处的塑性变形。
（×）10.采用压边装置或在模具上安装定位销，可解决毛坯在弯曲中的偏移问题。
（∨）11.塑性变形时，金属变形区内的径向应力在板料表面处达到最大值。
（∨）12.经冷作硬化的弯曲件，其允许变形程度较大。
（×）13.在弯曲变形区内，内缘金属的应力状态因受压而缩短，外缘金属受拉而伸长。
（∨）14.弯曲件的回弹主要是因为弯曲变形程度很大所致。
（×）15.一般来说，弯曲件愈复杂，一次弯曲成形角的数量愈多，则弯曲时各部分相互牵制作用愈大，则回弹就大。
（×）16.减小回弹的有效措施是采用校正弯曲代替自由弯曲。
（×）17.弯曲件的展开长度，就是弯曲件直边部分长度与弯曲部分的中性层长度之和。
（∨）18.当弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向平行时，可具有较小的最小弯曲半径，相反，弯曲件的弯曲线与板料的纤维方向垂直时，其最小弯曲半径可大些。
（×）19.在弯曲r/t较小的弯曲件时，若工件有两个相互垂直的弯曲线，排样时可以不考虑纤维方向。
（×）三、选择题（将正确答案的序号填在题目的空缺处）1.表示板料弯曲变形程度大小的参数是___B_____。
A、y/ρB、r/tC、E/σS2.弯曲件在变形区的切向外侧部分____A____。
A、受拉应力B、受压应力C、不受力3.弯曲件在变形区内出现断面为扇形的是____B____。
A、宽板B、窄板C、薄板4.弯曲件的最小相对弯曲半径是限制弯曲件产生____C____。
A、变形B、回弹C、裂纹5.塑性弯曲时，由于变形区的曲率增大，以及金属各层之间的相互挤压作用，从而引起变形区内的径向压应力在板料表面____A____，由表及里逐渐____E____，应力至中性层处达到____C____。
A、达到最大B、达到最小C、等于零D、增大E、减小F、最大G、最小6.材料的塑性好，则反映了弯曲该冲件允许___B_____。
A、回弹量大B、变形程度大C、相对弯曲半径大7.为了避免弯裂，则弯曲线方向与材料纤维方向_____A___。
A、垂直B、平行C、重合8.为了提高弯曲极限变形程度，对于较厚材料的弯曲，常采用____B____。
A、清除毛刺后弯曲B、热处理后弯曲C、加热9.需要多次弯曲的弯曲件，弯曲的次序一般是____C____，前次弯曲后应考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形状。
A、先弯中间部分，后弯两端B、先弯成V形，后弯成U形C、先弯两端，后弯中间部分10.为保证弯曲可靠进行，二次弯曲间应采用____C____处理。
A、淬火B、回火C、退火11.对塑性较差的材料弯曲，最好采用____C____的方法解决。
A、增大变形程度B、减小相对弯曲半径C、加热12.在进行弯曲模结构设计时，应注意模具结构能保证弯曲时上、下模之间水平方向的错移力____C____。
A、达到最大值B、等于零C、得到平衡13.材料____A____ ，则反映该材料弯曲时回弹小。
A、屈服强度小B、弹性模量小C、经冷作硬化14.相对弯曲半径r/t大，则表示该变形区中___B_____。
A、回弹减小B、弹性区域大C、塑性区域大15.弯曲件形状为____A____ ，则回弹量最小。
A、π形B、V形C、U形16.r/t较大时，弯曲模的凸模圆角半径___C_____制件圆角半径。
A、＞B、＝C、＜17.弯曲件上压制出加强肋，用以____A____。
A、增加刚度B、增大回弹C、增加变形18.采用拉弯工艺进行弯曲，主要适用于____B____的弯曲件。
A、回弹小B、曲率半径大C、硬化大19.不对称的弯曲件，弯曲时应注意____B____。
A、防止回弹B、防止偏移C、防止弯裂20.弯曲件为____B____，无需考虑设计凸、凹模的间隙。
A、π形B、V形C、U形。
