模具設(shè)計(jì)與制造第三章作業(yè)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——模具設(shè)計(jì)與制造第三章作業(yè)第三章彎曲模作業(yè)參考答案

3-1.板料彎曲的變形過(guò)程是怎樣的？其塑性變形區(qū)在何處？答：

以V形件彎曲的變形過(guò)程為例。在彎曲開(kāi)始時(shí)，板料是自由彎曲，隨著凸模的下壓，板料的直邊與凹模工作表面逐漸靠模，曲率半徑和彎曲力臂逐漸變小。凸模繼續(xù)下壓，板料彎曲變形區(qū)進(jìn)一步減小，曲率半徑和彎曲力臂不斷變小，繼而板料直邊部分向以前相反方向彎曲。直至板料直邊、圓角與模具全部靠模。

塑性變形區(qū)域主要發(fā)生在彎曲圓角部位，內(nèi)側(cè)受應(yīng)力板材壓縮變短；外側(cè)受拉應(yīng)力，板材伸長(zhǎng)；而中性層長(zhǎng)度不變。

3-2.彎曲變形區(qū)內(nèi)，板料的橫截面會(huì)發(fā)生什么變化？為什么會(huì)產(chǎn)生這種變化？答：

1）彎曲變形區(qū)內(nèi)，板料的橫截面變化分兩種狀況：

①寬板（板料寬度大于3倍板料厚度：b〉3t），彎曲后橫截面無(wú)明顯變化，仍保持為矩形；

②窄板（板料寬度小于3倍板料厚度：b〈3t），彎曲后原橫截面矩形斷面變成了扇形。

由于彎曲凸模對(duì)板料內(nèi)側(cè)摩擦力的影響不同、和板料寬度不同板料內(nèi)外側(cè)受壓受拉影響塑性變形程度不同導(dǎo)致窄板彎曲的應(yīng)力狀態(tài)是平面的，應(yīng)變狀態(tài)是立體的；寬板彎曲的應(yīng)力狀態(tài)是立體的，應(yīng)變狀態(tài)是平面的。3-3.什么是最小彎曲半徑？影響最小彎曲半徑的因素有哪些？答：

1）最小彎曲半徑：在保證毛坯外層纖維不發(fā)生破壞的條件下，所能彎曲零件內(nèi)表面的最小圓角半徑，稱為最小彎曲半徑。2）影響最小彎曲半徑的主要因素有：

①材料的機(jī)械性能。塑性越好的的材料外層纖維允許的變形程度的變形程度大，則允許的最小彎曲半徑越?。凰苄圆睿瑒t最小彎曲半徑變大。板材狀態(tài)也對(duì)彎曲半徑有很大影響，硬材料或冷作硬化的材料允許的最小彎曲半徑大。②彎曲線方向。當(dāng)彎曲線方向與纖維方向垂直時(shí)，則最小彎曲半徑??；當(dāng)兩者平行時(shí)，最小彎曲半徑大。

③板材表面質(zhì)量和側(cè)面質(zhì)量。當(dāng)板材表面和側(cè)面質(zhì)量差時(shí)，由于易產(chǎn)生應(yīng)力集中和塑性降低使材料過(guò)早破壞，故應(yīng)采用較大的彎曲半徑。假使板料未去毛刺時(shí)，可將有毛刺一邊（方向）置于凸模一側(cè)也可提高彎曲變形成型極限，減少零件外側(cè)產(chǎn)生裂紋的可能。

④彎曲角度的大小。當(dāng)彎曲角較小時(shí)，其變形區(qū)不大，故圓角中段的變形程度也得以降低，這時(shí)相應(yīng)的相對(duì)彎曲半徑就可以小些。彎曲中心角越小，圓角中段變形程度的降低越多，所以最小彎曲半徑可以更小些。

⑤板料寬度的影響。寬板彎曲時(shí)材料外側(cè)由于與凹模摩擦力大，材料沿板寬反向滾動(dòng)的可能性就小，外側(cè)裂紋的可能也就大，這時(shí)相對(duì)彎曲半徑也就應(yīng)當(dāng)大。

⑥彎曲模間隙。間隙小材料外側(cè)纖維滾動(dòng)困難也使得彎曲半徑變小。3-4.當(dāng)要求工件圓角半徑小于材料許可的最小彎曲半徑時(shí)，采取什么措施可防止工件外層纖維出現(xiàn)裂紋？答：

1）采用屢屢彎曲成形，降低每次材料變形程度，避免變形區(qū)發(fā)生猛烈變形。2）屢屢彎曲中間輔以退火工序，降低材料的冷作硬化效應(yīng)。

3）工件彎曲前去毛刺，或把毛刺面置于彎曲內(nèi)測(cè)（朝向凸模），以提高彎曲變形的成形極限。

4）彎曲U型件時(shí)，適當(dāng)加大彎曲模的間隙也可以提高變形程度。

3-5.什么是回彈？回彈對(duì)工件精度有什么影響？影響回彈值大小的主要因素有哪些？答：

1）當(dāng)變形終止時(shí)，工件從模具中取出以后，由于彈性恢復(fù)，零件外層纖維將發(fā)生收縮、內(nèi)層發(fā)生伸長(zhǎng)，使彎曲后工件的彎曲角和彎曲半徑發(fā)生變化，因而所得工件與模具的形狀尺寸不一致，這種現(xiàn)象稱為彎曲件的回彈。2）回彈使得彎曲后的工件與模具尺寸不一致，脫模后的工件材料外層纖維受拉伸應(yīng)力作用外層纖維有變小的趨勢(shì)，內(nèi)層纖維釋放壓縮變形而使纖維變長(zhǎng)，這樣就發(fā)生彎曲工件的彎曲角變小、彎曲半徑變大。3）影響回彈值大小的主要因素是：

①工件材料的機(jī)械性能。材料的屈服強(qiáng)度越高，彈性模量越小，則回彈越大。②相對(duì)彎曲半徑（也即變形程度）。相對(duì)彎曲半徑越大（也即變形程度越?。┗貜椊且簿驮酱?。

③彎曲角。彎曲中心角越大，說(shuō)明變形區(qū)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，故回彈的積累值越大，其回彈角越大。

④彎曲方式及彎曲模具結(jié)構(gòu)。采用校正彎曲時(shí)，工件的回彈小。

⑤彎曲件形狀。工件形狀越繁雜，一次彎曲所成形的角度數(shù)量越多，材料各部分牽扯使回彈困難，因而回彈角減小

⑥模具間隙。在壓彎U形件時(shí)，間隙大，材料處于松動(dòng)狀態(tài)，回彈就大；間隙小，材料被擠壓，回彈就小。

⑦非變形區(qū)的影響。如:彎曲線長(zhǎng)度越長(zhǎng),回彈值也越大；V形件凹模槽口的寬度對(duì)回彈影響也很大等。3-6.生產(chǎn)中采取哪些措施控制回彈？答：1)材料選擇

應(yīng)盡可能選用彈性模數(shù)大的，屈服極限小，機(jī)械性比較穩(wěn)定的材料.2)改進(jìn)彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)彎曲件時(shí)改進(jìn)一些結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)彎曲件的剛度以減小回彈。譬如：在變形區(qū)壓加強(qiáng)肋或壓成形邊翼，增加彎曲件的剛性，使彎曲件回彈困難。3)從工藝上采取措施（三個(gè)方法）

①采用熱處理工藝

對(duì)一些硬材料和已經(jīng)冷作硬化的材料，彎曲前先進(jìn)行退火處理，降低其硬度以減少?gòu)澢鷷r(shí)的回彈，待彎曲后再淬硬。在條件允許的狀況下，甚至可使用加熱彎曲.

②增加校正工序

運(yùn)用校正彎曲工序，對(duì)彎曲件施加較大的校正壓力，可以改變其變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，以減少回彈量.

③采用拉彎工藝

對(duì)于相對(duì)彎曲半徑很大的彎曲件，由于變形區(qū)大部分處于彈性變形狀態(tài)，彎

曲回彈量很大。這時(shí)可以采用拉彎工藝4)從模具結(jié)構(gòu)采取措施(四種方法)①補(bǔ)償法

利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點(diǎn)，按預(yù)先估算或試驗(yàn)所得的回彈量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和幾何形狀，以相反方向的回彈來(lái)補(bǔ)償工件的回彈量。

②校正法

可以改變凸模結(jié)構(gòu)，使校正力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的改變程度（迫使材料內(nèi)外側(cè)同為切向壓應(yīng)力、切向拉應(yīng)變）

③縱向加壓法

在彎曲過(guò)程完成后，利用模具的突肩在彎曲件的端部縱向加壓,使彎曲變形區(qū)橫斷面上都受到壓應(yīng)力，卸載時(shí)工件內(nèi)外側(cè)的回彈趨勢(shì)相反，使回彈大為降低。利用這種方法可獲得較確切的彎邊尺寸，但對(duì)毛坯精度要求較高。

④采用聚氨酯彎曲軟模

利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn)行彎曲。彎曲時(shí)金屬板料隨著凸模逐漸進(jìn)入聚氨酯凹模，激增的彎曲力將會(huì)改變圓角變形區(qū)材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，達(dá)到類似校正彎曲的效果，從而減少回彈。

3-9.彎曲過(guò)程中，工件發(fā)生偏移的原因是什么？偏移對(duì)工件質(zhì)量有何影響？生產(chǎn)中采取哪些措施解決偏移問(wèn)題。答：

1）工件在模具中成型過(guò)程中所受到的摩擦力不同是導(dǎo)致工件發(fā)生偏移的主要原因。如：

沖壓不對(duì)稱的彎曲件時(shí)，因受力不均勻，毛坯簡(jiǎn)單偏移；

凹模圓角半徑過(guò)大，會(huì)影響坯料定位的確鑿性也會(huì)發(fā)生偏移現(xiàn)象；凹模兩邊的圓角要求制造均勻一致，當(dāng)兩邊圓角有差異時(shí)，毛坯兩側(cè)移動(dòng)速度不一致，也會(huì)發(fā)生偏移；

工件尺寸高度不同,彎曲時(shí)受力不均勻；

凸凹模裝配不正或間隙不一致以及模具粗糙度、斜度、深度不同（或不對(duì)稱）等都會(huì)發(fā)生彎曲工件偏移現(xiàn)象。

2）偏移會(huì)產(chǎn)生工件的形狀尺寸與要求不同，影響工件精度。3）設(shè)計(jì)形狀、尺寸工件要對(duì)稱；模具設(shè)計(jì)要有可靠定位措施；

凹模圓角半徑適當(dāng)，不可影響坯料定位；

模具制造時(shí)注意模具圓角、粗糙度、間隙等要均勻、一致。3-13.彎曲模中有哪些定位措施？答：

為防止毛坯的偏移，在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮：

壓料板，增加工藝孔用定位釘（或銷）定位；根據(jù)模具結(jié)構(gòu)設(shè)置定位夾、定位板、頂桿、頂板；對(duì)于毛料不易放平穩(wěn)的窄條的工件以及沒(méi)有足夠壓料面的V形工件可以采用帶翻板的彎曲模形式；對(duì)