冲压工艺与模具研发设计复习题与答案文档格式.docx
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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产率低,当生产量大时,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-级进模等组合方式。
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,操作方便。
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。
第一章冲压变形的基本原理复习题答案
1.塑性变形的物体体积保持不变,其表达式可写成ε1+ε2+ε3=0。
2.冷冲压生产常用的材料有黑色金属、有色金属、非金属材料。
3.物体在外力的作用下会产生变形,如果外力取消后,物体不能恢复到原来的形状和尺寸,这种变形称为塑性变形。
4.影响金属塑性的因素有金属的组织、变形温度、变形速度、变形的应力与应变状态、金属的尺寸因素。
5.在冲压工艺中,有时也采用加热冲压成形方法,加热的目的是提高塑性,降低变形抗力。
6.材料的冲压成形性能包括成形极限和成形质量两部分内容。
7.压应力的数目及数值愈大,拉应力数目及数值愈小,金属的塑性愈好。
8.在同号主应力图下引起的变形,所需的变形抗力之值较大,而在异号主应力图下引起的变形,所需的变形抗力之值就比较小。
9.在材料的应力状态中,压应力的成分愈多,拉应力的成分愈少,愈有利于材料塑性的发挥。
10.一般常用的金属材料在冷塑性变形时,随变形程度的增加,所有强度指标均增加,硬度也增加,塑性指标降低,这种现象称为加工硬化。
11.用间接试验方法得到的板料冲压性能指标有总伸长率、均匀伸长率、屈强比、硬化指数、板厚方向性系数γ和板平面方向性系数△γ。
12.在筒形件拉深中如果材料的板平面方向性系数△γ越大,则凸耳的高度越大。
13.硬化指数n值大,硬化效应就大,这对于伸长类变形来说就是有利的。
14.当作用于坯料变形区的拉应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形一定是伸长变形,故称这种变形为伸长类变形。
15.当作用于坯料变形区的压应力的绝对值最大时,在这个方向上的变形一定是压缩变形,故称这种变形为压缩类变形。
16.材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。
17.材料的冲压性能好,就是说其便于冲压加工,一次冲压工序的极限变形程度和总的极限变形程度大,生产率高,容易得到高质量的冲压件,模具寿命长等。
18.材料的屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比。
屈强比小,对所有的冲压成形工艺都有利。
二、判断题(正确的打√,错误的打×
)
1.变形抗力小的软金属,其塑性一定好。
(×
2.物体的塑性仅仅取决于物体的种类,与变形方式和变形条件无关。
3.金属的柔软性好,则表示其塑性好。
4.变形抗力是指在一定的加载条件和一定的变形温度下,引起塑性变形的单位变形力。
5.物体某个方向上为正应力时,该方向的应变一定是正应变。
6.物体某个方向上为负应力时,该方向的应变一定是负应变。
7.物体受三向等压应力时,其塑性变形可以很大。
8.材料的塑性是物质一种不变的性质。
9.金属材料的硬化是指材料的变形抗力增加。
10.物体受三向等拉应力时,坯料不会产生任何塑性变形。
(∨)
11.当坯料受三向拉应力作用,而且时,在最大拉应力方向上的变形一定是伸长变形,在最小拉应力方向上的变形一定是压缩变形。
(∨)
12.当坯料受三向压应力作用,而且时,在最小压应力方向上的变形一定是伸长变形,在最大压应力方向上的变形一定是压缩变形。
(∨)
三、问答题
1.影响金属塑性和变形抗力的因素有哪些?
影响金属塑性的因素有如下几个方面:
(1)化学成分及组织;
(2)变形温度;
(3)变形速度;
(4)应力状态。
2.请说明屈服条件的含义,并写出其条件公式。
屈服条件的表达式为:
,其含义是只有当各个应力分量之间符合一定的关系时,该点才开始屈服。
3.什么是材料的力学性能?
材料的力学性能主要有哪些?
材料对外力作用所具有的抵抗能力,称为材料的机械性能。
板料的性质不同,机械性能也不一样,表现在冲压工艺过程的冲压性能也不一样。
材料的主要机械性能有:
塑性、弹性、屈服极限、强度极限等,这些性能也是影响冲压性能的主要因素。
4.什么是加工硬化现象?
它对冲压工艺有何影响?
金属在室温下产生塑性变形的过程中,使金属的强度指标(如屈服强度、硬度)提高、塑性指标(如延伸率)降低的现象,称为冷作硬化现象。
材料的加工硬化程度越大,在拉伸类的变形中,变形抗力越大,这样可以使得变形趋于均匀,从而增加整个工件的允许变形程度。
如胀形工序,加工硬化现象,使得工件的变形均匀,工件不容易出现胀裂现象。
5.什么是板厚方向性系数?
由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等因素,板料的塑性会因为方向不同而出现差异,这种现象称为板料的塑性各向异性。
各向异性包括厚度方向的和板平面的各向异性。
厚度方向的各向异性用板厚方向性系数γ表示。
γ值越大,板料在变形过程中愈不易变薄。
如在拉深工序中,加大γ值,毛坯宽度方向易于变形,而厚度方向不易变形,这样有利于提高拉深变形程度和保证产品质量。
通过对软钢、不锈钢、铝、黄铜等材料的实验表明,增大γ值均可提高拉深成形的变形程度,故r值愈大,材料的拉深性能好。
6.什么是板平面各向异性指数Δγ?
板料经轧制后,在板平面内会出现各向异性,即沿不同方向,其力学性能和物理性能均不相同,也就是常说的板平面方向性,用板平面各向异性指数Δγ来表示。
比如,拉深后工件口部不平齐,出现“凸耳”现象。
板平面各向异性制数Δγ愈大,“凸耳”现象愈严重,拉深后的切边高度愈大。
由于Δγ会增加冲压工序(切边工序)和材料的消耗、影响冲件质量,因此生产中应尽量设法降低Δγ。
7.如何判定冲压材料的冲压成形性能的好坏?
板料对冲压成形工艺的适应能力,称为板料的冲压成形性能。
它包括:
抗破裂性、贴模性和定形性。
抗破裂性是指冲压材料抵抗破裂的能力,一般用成形极限这样的参数来衡量;
贴模性是指板料在冲压成形中取得与模具形状一致性的能力;
定形性是指制件脱模后保持其在模具内既得形状得能力。
很明显,成形极限越大、贴模性和定形性越好,材料的冲压成形性能就越好。
第二章冲裁工艺及冲裁模设计复习题答案
1.冲裁既可以直接冲制成品零件,又可以为其他成形工序制备毛坯。
2.从广义来说,利用冲模使材料相互之间分离的工序叫冲裁。
它包括冲孔、落料、切断、修边、等工序。
但一般来说,冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。
3.冲裁根据变形机理的不同,可分为普通冲裁和精密冲裁。
4.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。
5.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。
6.圆角带是由于冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形的结果。
7.光亮带是紧挨圆角带并与板面垂直的光亮部分,它是在塑性变形过程中凸模与凹模挤压切入材料,使其受到切应力和挤压应力的作用而形成的。
8.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。
9.塑性差的材料,断裂倾向严重,剪裂带增宽,而光亮带所占比例较少,毛刺和圆角带大;
反之,塑性好的材料,光亮带所占比例较大。
10.增大冲裁件光亮带宽度的主要途径为:
减小冲裁间隙、用压板压紧凹模面上的材料、对凸模下面的材料用顶板施加反向压力,此外,还要合理选择塔边、注意润滑等。
11.减小塌角、毛刺和翘曲的主要方法有:
尽可能采用合理间隙的下限值,保持模具刃口的锋利、合理选择塔边值、采用压料板和顶板等措施。
12.冲裁凸模和凹模之间的间隙,不仅对冲裁件的质量有极重要的影响,而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。
13.冲裁间隙过小时,将增大卸料力、推件力、冲裁力以及缩短模具寿命。
14.合理间隙冲裁时,上下刃口处所产生的剪裂纹基本能重合,光亮带约占板厚的1/2~1/3左右,切断面的塌角、毛刺和斜度均较小,完全可以满足一般冲裁件的要求。
15.间隙过小时,出现的毛刺比合理间隙时的毛刺高一些,但易去除,而且断面的斜度和塌角小,在冲裁件的切断面上形成二次光亮带。
16.冲裁间隙越大,冲裁件断面光亮带区域越小,毛刺越大;
断面上出现二次光亮带是因间隙太小而引起的。
17.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。
18.间隙过大时,致使断面光亮带减小,塌角及斜度增大,形成厚而大的拉长毛刺。
19.冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值,差值越小,则精度越高。
20.所选间隙值的大小,直接影响冲裁件的断面和尺寸精度。
21.影响冲裁件尺寸精度的因素有两大方面,一是冲模本身的制造偏差,二是冲裁结束后冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差。
影响冲裁件尺寸精度的因素有间隙、材料性质、工件的形状和尺寸、材料的相对厚度t/D等,其中间隙起主导作用。
22.当间隙较大时,冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸小于凹模尺寸;
冲孔件的孔径大于凸模尺寸。
23.当间隙较小时,冲裁后因材料的弹性回复使落料件尺寸大于凹模尺寸,冲孔件的孔径小于凸模尺寸。
24.对于比较软的材料,弹性变形量小,冲裁后的弹性回复值亦小,因而冲裁件的精度较高;
对于较硬的材料则正好相反。
25.冲模的制造精度越高,则冲裁件的精度越高。
26.间隙过小,模具寿命会缩短,采用较大的间隙,可延长模具寿命。
27.随着间隙的增大,冲裁力有一定程度的降低,而卸料力和推料力降低明显。
28.凸、凹模磨钝后,其刃口处形成圆角,冲裁件上就会出现不正常的毛刺,凸模刃口磨钝时,在落料件边缘产生毛刺;
凹模刃口磨钝时,在冲孔件孔口边缘产生毛刺;
凸、凹模刃口均磨钝时,则制件边缘与孔口边缘均产生毛刺。
消除凸(凹)模刃