五、填空题将板料、型材、管材或棒料等________、________，________的冲压方法称为弯曲。弯曲变形区内________的金属层称为应变中性层。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________。弯曲终了时，________称为弯曲中心角。弯曲时，板料的最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径[1]称为________。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________。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、________。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________。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较大的弯曲半径。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。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。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。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________的工艺，如果结构不允许，则采用________的工艺。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________。板料塑性弯曲的变形特点是：（1）________。（2）________。（3）________。（4）对于细长的板料，纵向产生翘曲，对于窄板，剖面产生畸变。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。相对弯曲半径r╱t越大，则回弹量________。影响回弹的因素有：（1）________。（2）________。（3）________。（4）________。（5）冲件的形状。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________。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。改进弯曲件的设计，减少回弹的具体措施有：（1）________（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。在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是________。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________、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________进行修正。当弯曲件的弯曲半径r>0.5t时，坯料总长度应按________原理计算，即Ｌ＝________________________________________________________________________。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。弯曲件需多次弯曲时，弯曲次序一般是先弯________，后弯________；前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠的________，后次弯曲不能影响前次以成形的形状。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________的工艺。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________。弯曲时，为了防止出现偏移，可采用________和________两种方法解决。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________。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________。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________，降低________，增大________；间隙过大，则回弹________，降低________。
题目解答
答案
解析
本题主要考查弯曲冲压方法的相关知识，包括弯曲的定义、应变中性层、窄板弯曲的特点、弯曲变形程度的表示、回弹现象及影响因素、弯曲件工艺性、弯曲模设计等多方面内容。解题思路是依据所学的金属塑性成形中弯曲加工的基本原理和相关概念，对每个填空处进行分析和解答。
1. 弯曲的定义
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。这是弯曲加工的基本概念，明确了弯曲操作的目标和结果。
2. 应变中性层
弯曲变形区内应变等于零的金属层称为应变中性层。在弯曲过程中，变形区内不同位置的金属层会产生不同的应变，而中性层的应变恰好为零，这是分析弯曲变形的重要参考。
3. 窄板弯曲的横截面形状
窄板弯曲后起横截面呈扇形状。由于窄板在弯曲时，其厚度方向的变形受到限制，导致横截面呈现扇形。
4. 窄板弯曲的应变和应力状态
窄板弯曲时的应变状态是立体的，而应力状态是平面的。窄板在弯曲过程中，不仅在厚度方向有变形，在长度和宽度方向也会有一定的变化，所以应变是立体的；而应力主要集中在弯曲平面内，因此应力状态是平面的。
5. 弯曲中心角
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。它是描述弯曲程度的一个重要参数。
6. 最小弯曲半径
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。这是衡量材料弯曲性能的一个重要指标，反映了材料能够承受的最小弯曲程度。
7. 弯曲变形程度的表示
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。相对弯曲半径 $r/t$（其中 $r$ 为弯曲半径，$t$ 为板料厚度）能够直观地反映弯曲的难易程度。
8. 最小弯曲半径的影响因素
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。材料的力学性能越好，其塑性变形能力越强，允许的最小弯曲半径就越小；弯曲线方向不同，材料的变形情况也会有所差异；热处理状况会改变材料的组织结构和性能，从而影响最小弯曲半径；弯曲中心角越大，弯曲变形程度越大，对最小弯曲半径的要求也越高。
9. 材料塑性与最小弯曲半径的关系
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。塑性好的材料能够承受更大的变形而不发生破坏，因此可以采用更小的弯曲半径。
10. 板料表面质量对弯曲的影响
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。表面和侧面的缺陷会导致应力在这些部位集中，从而降低材料的承载能力。
11. 冷变形硬化层对弯曲的影响
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。冷变形硬化会使材料的硬度和强度提高，塑性降低，因此需要更大的弯曲半径来避免材料破坏。
12. 轧制钢板纤维组织对弯曲的影响
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。这是因为纤维组织的存在使得材料在顺纤维方向上的变形更容易进行。
13. 提高弯曲极限变形程度的方法
- 对于经冷变形硬化的材料，可采用热处理以恢复塑性。热处理可以消除材料的冷变形硬化，提高其塑性变形能力。
- 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。毛刺会导致应力集中，先去除毛刺或合理安排毛刺的位置可以避免材料过早破坏。
- 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。开槽可以减小弯曲时的阻力，加热弯曲或拉弯可以提高材料的塑性，从而提高弯曲极限变形程度。
14. 弯曲变形区内的应变情况
在弯曲变形区内，内层纤维切向受压而缩短，外层纤维切向受拉而伸长，而中性层则保持不变。这是弯曲变形的基本特征，不同位置的纤维层会产生不同的变形。
15. 板料塑性弯曲的变形特点
板料塑性弯曲的变形特点是：
- 中性层内移。在弯曲过程中，由于内层纤维缩短，外层纤维伸长，中性层会向弯曲内侧移动。
- 变形区板料的厚度变薄。弯曲时，板料在厚度方向上会受到压缩，导致厚度变薄。
- 变形区板料长度增加。外层纤维受拉伸长，使得变形区板料的长度增加。
- 对于细长的板料，纵向产生翘曲，对于窄板，剖面产生畸变。这是由于板料在弯曲过程中不同部位的变形不均匀导致的。
16. 回弹现象
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寸不一致，这种现象叫回弹。回弹的表现形式有曲率减小、弯曲中心角减小两个方面。
17. 影响回弹的因素
影响回弹的因素有：
- 材料的力学性能。材料的弹性模量 $E$ 和屈服强度 $\sigma_S$ 对回弹有重要影响，$\sigma_S/E$ 越大，回弹越大。
- 变形程度。相对弯曲半径 $r/t$ 愈小，弯曲变形程度越大，回弹愈大。
- 弯曲中心角。弯曲中心角越大，回弹量也越大。
- 弯曲方式及弯曲模。不同的弯曲方式和弯曲模结构会影响回弹的大小。
- 冲件的形状。冲件的形状复杂程度也会对回弹产生影响。
18. 弯曲变形程度的表示
弯曲变形程度用 $r/t$ 来表示。$r/t$ 越小，弯曲变形程度越大。
19. 弯曲变形程度与回弹的关系
弯曲变形程度越大，回弹越大，弯曲变形程度越小，回弹越小。这是因为弯曲变形程度越大，材料的弹性变形也越大，去除外载荷后弹性恢复的量就越大。
20. 减少或补偿回弹的措施
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。
21. 改进弯曲件设计减少回弹的措施
- 尽量避免选用过大的相对弯曲半径。相对弯曲半径过大，弯曲变形程度小，回弹相对较小。
- 尽量选用 $\sigma_S/E$ 小，力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。
22. 弯曲工艺方面减小回弹的措施
在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是采用校正弯曲。校正弯曲可以在弯曲终了时对工件施加较大的压力，使工件与模具充分贴合，从而减小回弹。
23. 弯曲模设计减小回弹的方法
- 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。补偿角可以预先考虑回弹的影响，小的间隙可以增加模具对工件的约束，减小回弹。
- 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。
24. 弯曲件坯料长度的计算
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 $L = L_1 + L_2 + \frac{\pi\alpha (r + xt)}{180^{\circ}}$。其中 $L_1$ 和 $L_2$ 为弯曲件的直边长度，$\alpha$ 为弯曲中心角，$x$ 为中性层位置系数，一般取 $0.3\sim0.5$。
25. 弯曲件的工艺性
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已成形的形状。这样可以保证弯曲件的形状和尺寸精度。
26. 避免坯料偏移的方法
当弯曲件几何形状不对称时，为了避免压弯时坯料偏移，应尽量采用成对弯曲的工艺。成对弯曲可以增加坯料的稳定性，减少偏移的可能性。
27. 提高生产率的方法
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。级进模和复合模可以在一次冲压行程中完成多个工序，提高生产效率。
28. 防止坯料偏移的方法
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。压料可以固定坯料的位置，定位可以保证坯料在弯曲过程中的正确位置。
29. 弯曲模结构设计的注意事项
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。这样可以使坯料在弯曲过程中顺利变形。
30. U 形件弯曲模的设计要点
- 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。这样可以保证弯曲时工件能够顺利进入凹模，避免工件变形。
- 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。