习题答案：第4章弯曲工艺及弯曲模具设计

第一章《冲压加工基本知识》复习题答案一、填空题1、冷冲压工艺是在压常温下，在压力机上，利用模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件的压力加工方法。

2、要使冷冲压模具正常而平稳地工作，必须要求模具压力中心与模柄的轴心线要求重合（或偏移不大）。

3、冷冲压工序分分离工序、塑性变形工序两大类。

4、普通曲柄压力机的闭合高度是指滑块在下止点位置时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。

模具的闭合高度是指冲模处于闭合状态时，模具上模座上平面至下模座下平面之间的距离，选择压力机时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大闭合高度与最小闭合高度之间。

5、具有过载保护功能的压力机是摩擦压力机。

行程可调的冲床是偏心冲床。

二、判断（正确的在括号内画“√”错误的画“×”）1、模具的闭合高度可小于压力机的闭合高度。

（√）2、大批量生产基本上都采用模具，所以模具寿命越高越好。

（×）3、如果模具的闭合高度大于冲床的最大闭合高度，就会使模具安装不上。

（√）4、曲柄冲床滑块允许的最大压力，随着行程位置不同而不同。

（√）5、个别金属材料（如铅，锡）没有冷作硬化现象，塑性很好，所以它们很适宜用拉深方法加工制件。

（×）三、选择题1、曲柄压力机可分为曲轴压力机和偏心压力机，其中偏心压力机具有 B 特点。

A、压力在全行程中均衡B、闭合高度可调，行程可调C、闭合高度可调，行程不可调D、有过载保护2、曲轴压力机的主要特点B、C。

A、行程可调B、行不可调C、行程和吨位可较大D、行程和吨位较小四、简答题1、什么是冷冲压加工？冷冲压成形加工与其它加工方法相比有何特点？答：冷冲压加工是在室温下，利用安装在压力机上的模具对料材施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

冷冲压加工与其它加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点，生产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。

第三章弯曲工艺与模具设计复习题一、填空题1 、将板料、型材、管材或棒料等 ____________ 、 ______________ 、 ______________ 的冲压方法称为弯曲。

2 、弯曲变形区内 ______________ 的金属层称为应变中性层。

3 、窄板弯曲后起横截面呈 _______ 形状。

窄板弯曲时的应变状态是 _________ 的，而应力状态是 _________。

4 、弯曲终了时， ____________________________ 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 ______________ 。

6 、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 ______________ 。

7、最小弯曲半径的影响因素有 ______________ 、、弯曲线方向、材料的热处理状况、______________ 。

8 、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______________ 。

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 ______________ ，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。

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 __________ 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 ______________ ；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。

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。

• 一般用经验公式确定中性层的曲率半径 ，式 中 x为与变形程度有关的中性层系数
4.3.2弯曲件毛坯展开长度的计算
• 有圆角半径的弯曲件
• 无圆角半径的弯曲件
4.4弯曲力计算
• 4.4.1自由弯曲时的弯曲力 • 4.4.2校正弯曲时的弯曲力 • 4.4.3压弯时的顶件力和卸料力 • 4.4.4压力机吨位的确定
• 材料弯曲后的断面变化
4.1.3弯曲变形区的应力、应变
4.2最小相对弯曲半径
• 4.2.1最小相对弯曲半径 • 4.2.2影响最小相对弯曲半径的因素
4.2.1最小相对弯曲半径
• 相对弯曲半径r/t，是表示弯曲变形程 度的重要参数指标。
• 最小相对弯曲半径是指：在保证坯料 最外层纤维弯曲时不发生破坏的条件下， 工件能够弯成的内表面的最小圆角半径。
第4章 弯曲工艺与弯曲模
4.1弯曲变形过程分析
• 4.1.1弯曲变形过程 • 4.1.2弯曲变形特点 • 4.1.3弯曲变形区的应力、应变
4.1.1弯曲变形过程
• V形 弯曲 时板 料的 受力 情况
• 板料 在V 形弯 曲模 中校 正弯 曲的 过程
4.1.2弯曲变形特点
• 弯曲 前后 坐标 网格 的变 化
•
在进行弯曲工艺和弯曲模具设计时，要计算
出弯曲件毛坯的展开尺寸。计算的依据是：弯曲
中性层在变形前后长度不变，即弯曲变形区的应
变中性层长度，就是弯曲件的展开尺寸，也就是
所要求的毛坯长度。
• 4.3.1弯曲中性层位置的确定 • 4.3.2弯曲件毛坯展开长度的计算
4.3.1弯曲中性层位置的确定
r xt
4.7.1弯曲凸模和凹模的圆角半径
• 弯曲凸模的圆角半径 • 弯曲凹模的园角半径

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。

度大小。 r/t越小，弯曲变形程度越大，有一最小相对弯曲半径rmin/t
2. 最小相对弯曲半径及其影响因素
最小相对弯曲半径是指板料弯曲时最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径与板料厚度
的比值
影响最小相对弯曲半径的因素：
1)材料的力学性能：塑性好， rmin/t
小。 2)板料的纤维方向：弯曲线与纤维方向
二、最小弯曲半径值确定 1.最小弯曲半径的近似理论计算
二、最小弯曲半径值确定 2.最小弯曲半径的经验值确定
由于影响最小弯曲半径大小的因素很多，因此计算结果与 实际的rmin有一定的误差，在实际生产中主要是参考经验数据来 确定各种材料的最小弯曲半径。
三、提高弯曲极限变形程度方法
1.弯曲件分两次弯曲，第一次采用较大的弯曲半径（大于 rmin），第二次按要求的弯曲半径弯曲。
接的影响。间隙小，回弹减小。相反，当间隙较大时，材料处 于松动状态，工件的回弹就大。
2. 影响回弹的因素
1）材料的力学性能:屈服极限越大、硬化指数越高，回弹量越大； 弹性模量越大，回弹越小。
2）相对弯曲半径:越大，回弹越大。 3）弯曲中心角:越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，
故回弹增加。 4）弯曲方式 ：校正弯曲的回弹比自由弯曲时大为减小。 5）工件形状： 形状越复杂、一次弯曲的角度越多，回弹越小。 6）模具结构： 带底凹模的回弹小。
弯曲中心角α越大，表示弯曲变形区的长度越长，回弹积 累值也越大，故回弹角Δα越大，但对弯曲半径的回弹影响不大。
二、影响回弹的因素 4.弯曲方式及校正力大小
自由弯曲时的回弹角要比校正弯曲来得大,这是因为校 正弯曲时，材料受到凸、凹模的压缩作用，不仅使弯曲变形 区毛坯外侧的拉应力有所减小，并且在外侧靠近中性层附近 的切向也出现和毛坯内侧切向一样的压缩应力。随着校正力 的增加，切向压应力区向毛坯的外表面不断扩展，以致毛坯 的全部或大部分断面均产生切向压缩应力。这样内、外层材 料回弹的方向取得一致，使其回弹量比自由弯曲时大为减少。 因此校正力越大，回弹值越小。

4 弯曲模弯曲是将金属板料毛坯、型材、棒材或管材等按照设计要求的曲率或角度成形为所需形状零件的冲压工艺。

弯曲工艺在生产中应用相当普遍。

零件的种类很多，如汽车上很多的履盖件，摩托车上的把柄、脚支架，单车上的支架构件、把柄等。

4.1弯曲的基本原理以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。

其过程为：1）凸模运动接触板料（毛坯），由于凸、凹模不同的接触点力作用而产生弯矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。

2）随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂都随之减小，毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。

3）随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。

4）压平阶段：随着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。

5）校正阶段：校正阶段，当行程终止，对板料施加额外的压力，使其圆角直边与凸模全部贴合。

4.2弯曲件的质量分析在实际生产中，弯曲件的质量主要受回弹、滑移、弯裂等因素的影响，重点介绍回弹因素，具体如下：4.2.1回弹回弹——常温下的塑性弯曲和其它塑性变形一样，在外力作用下产生的总变形由塑性变形和弹性变形两部分组成。

当弯曲结束，外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性变形则完全消失。

弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致的现象。

这种现象称为弯曲件的回弹。

弯曲件的回弹现象通常表现为两种形式：一是弯曲半径增大，二是弯曲中心角增大。

1）影响回弹的主要因素（1）材料的力学性能金属材料的变形特点与材料的屈服强度成正比，与弹性模量E成反比，即σs/E的比值越大，材料的回弹值也就越大。

（2）相对弯曲半径r／t相对弯曲半径r／t越小，板料的弯曲变形程度越小，在板料中性层两侧的纯弹性变形区增加越多，塑性变形区中的弹性变形所占的比例同时也增大。

故相对弯曲半径r／t越小，则回弹也越小。

（3）弯曲中心角α（4）弯曲方式板料弯曲方式有自由弯曲和校正弯曲。

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。

冷冲压工艺与模具设计（第二版）习题册参考答案1第一章冷冲压工艺与模具基础知识第一节冷冲压加工基础知识一、填空题1．各种压力机、模具、常温2.冷压力加工、热压力加工3.板料金属（非金属）、分离、塑性变形4.高精度、高一致性、其他加工制造方法5.变形工序二、选择题1．D 2．C三、判断题1．√2．√3．√4．×四、名词解释1．分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线相互分开而获得一定形状、尺寸和断面质量冲压件的工艺方法。

2．变形工序是指使坯料在不被破坏的条件下发生塑性变形，产生形状和尺寸的变化，转化成为所需要的制件。

五、问答题1．简述冷冲压加工的优点。

（1）冲压加工生产效率极高，如级进模冲压速度可达800 次/min，操作简单，易实现自动化。

（2）材料利用率高，冲压能耗小，属于无切削加工，经济性好。

（3）冲压制件的尺寸精度与冲模的精度有关，尺寸比较稳定，互换性好。

（ 4）可以利用金属材料的塑性变形适当地提高成形制件的强度、刚度等力2学性能指标。

（5）可获得其他加工方法难以加工或不能加工的形状复杂制件，如薄壳制件、大型覆盖件（汽车覆盖件、车门）等。

（6）冲模使用寿命长，降低了产品的生产成本。

2．简述冷冲压加工中分离工序与变形工序有何不同。

分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线相互分开而获得一定形状、尺寸和断面质量冲压件的工艺方法。

分离工序中，坯料应力超过坯料的强度极限，即σ＞R m。

变形工序是指使坯料在不被破坏的条件下发生塑性变形，产生形状和尺寸的变化，转化成为所需要的制件。

变形工序中，坯料应力介于坯料的强度极限和屈服极限之间，即 R el＜σ＜ R m。

3．在冲模标准化方面，我国主要颁布了哪些国家标准或行业标准？我国已经发布了《冲模术语》、《冲模技术条件》、《冲裁间隙》、《冲模模架零件技术条件》、《冲模模架技术条件》、《冲模滑动导向模架》、《冲模滚动导向模架》和冲模零部件的国家标准或行业标准。

第二节冷冲压模具基础知识一、填空题1．非金属、成形2．复合模、级进模3．弯曲模、拉深模4．上模、下模5．定位零件、压料零件6．保证作用、完善作用二、选择题1．C 2．C3．C4．C三、判断题1．√2．×3．×四、问答题31．冷冲压模具的结构通常由哪几部分组成？由工作零件、固定零件、导向零件、卸压料零件、定位零件、紧固零件、附加机构等七部分组成。

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弯曲工艺和弯曲模具设计
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弯曲工艺和弯曲模具设计
4. 从模具结构采取措施 (1) 补偿法
利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算 或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和几 何形状，以相反方向的回弹来补偿工件的回弹量(如图3.2.9) 。 (2)校正法 可以改变凸模结构，使校正力集中在弯曲变形区，加大变 形区应力应变状态的改变程度（迫使材料内外侧同为切向压应 力、切向拉应变 ）如图3.2.10。 (3) 纵向加压法 在弯曲过程完成后，利用模具的 突肩在 弯曲件的端部纵 向加压（如图 3.2.11）, 使弯曲变形区横断面上都受到压应 力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，使回弹大为降低。利 用这种方法可获得较精确的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高。
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b/t 3
：横断面几乎不变；
b / t 3 ：断面变成了内宽外窄的扇形。
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r 1 E 1 t 2 s
弯曲工艺和弯曲模具设计
3.1.3弯曲时变形区的应力和应变
1、弹性弯曲条件 若材料的屈服应力为 σs ， 则弹性弯曲的条件为：
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《冲压工艺与模具设计》
弯曲工艺与弯曲模具设计
项目述
零件名称：U形零件 生产批量：年产量20万件（大批量） 材 料：08F 材料厚度：1mm 制件尺寸精度为IT14级 产品及零件图：如图3.2
单工序冲裁模具设计
任务3.1 零件工艺分析 任务3.2 分析弯曲件常见缺陷 任务3.3 工艺方案的确定 任务3.4 模具结构形式的确定 任务3.5 弯曲工艺计算 任务3.6 弯曲模工作零件设计与计算 任务3.7 绘制弯曲模装配图
3.弯曲成形工艺设计
(5）弯曲件的尺寸公差 一般弯曲件的尺寸公差等级最好在IT13级以下，角度公差最好大于，否则应 增加整形工序。 (6)添加连接带和定位工艺孔
在变形区附近有缺口的弯曲件，如果在坯料上先将缺口冲出，则弯曲时会 出现叉口，严重的无法成形。此时，应在缺口处留连接带，待弯曲成形后再 将连接带切除．如图3.15(a)、图3.15(b)所示。为了保证坯料在弯曲模内准确 定位或防止在弯曲过程中坯料的偏移，最好能够在坯料上预先增加工艺孔， 如图3.15(b)、图3.15(c)所示：
3.弯曲成形工艺设计
(4）弯曲件的对称性 弯曲件的形状与尺寸尽量对称。如图3.13所示零件的圆角应该是 r1 r2,，r3 比r4 较好。图3.14所示的零件由于弯曲线两边的宽度尺寸相差较大，弯曲时会出 现工件被拉向一边的现象，不容易保证尺寸精度。如果零件结构允许的话， 可加设定位工艺孔防止偏移，或采用对称弯曲后剖切得到不对称的零件。
3.弯曲成形工艺设计
(3)工艺孔、槽 在局部弯曲某一段边缘时，为了防止在交接处由于应力集中而产生
撕裂，可预先冲一个卸荷孔或槽，如图3.11c、d所示或将弯曲线位移 一定距离如图3.11a、b所示。
需要多次弯曲才能成形的零件，如图3.12， 可以在图中D位置增加工艺孔，作为压弯工 序的定位基准，这样虽然经过多次弯曲工序 ，仍能保证其对称性和尺寸要求。