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冲压成形性能主要包括哪两方面的内容？
材料冲压成形性能良好的标志是什么？
5．冲压对材料有哪些基本要求？
如何合理选用冲压材料？
1．冷冲压的特点是：
（1）便于实现自动化，生产率高，操作简便。
大批量生产时，成本较低。
（2）冷冲压生产加工出来的制件尺寸稳定、精度较高、互换性好。
（3）能获得其它加工方法难以加工或无法加工的、形状复杂的零件。
（4）冷冲压是一种少无切削的加工方法，材料利用率较高，零件强度、刚度好。
2．冷冲压的基本工序为：
分离工序和变形工序。
分离工序：
材料所受力超过材料的强度极限，分离工序的目的是使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，成为所需成品的形状及尺寸。
成形工序：
材料所受力超过材料的屈服极限而小于材料的强度极限，成形工序的目的，是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所要求的成品形状和尺寸。
3．板平面方向性系数是指：
板料经轧制后晶粒沿轧制方向被拉长，杂质和偏析物也会定向分布，形成纤维组织，使得平行于纤维方向和垂直于纤维方向材料的力学性能不同，因此在板平面上存在各向异性，其程度一般用板厚方向性系数在几个特殊方向上的平均差值Δr（称为板平面方向性系数）。
Δr值越大，则方向性越明显，对冲压成形性能的影响也越大。
4．冲压成形性能是指：
材料对各种冲压成形方法的适应能力。
冲压成形性能包括两个方面：
材料冲压成形性能良好的标志是：
材料的延伸率大，屈强比小，屈弹比小，板厚方向性r大，板平面方向性Δr值小。
5．冲压对材料的基本要求为：
具有良好的冲压成形性能，如成形工序应具有良好的塑性（均匀伸长率δj高），屈强比σs/σb和屈弹比σs/E小，板厚方向性系数r大，板平面方向性系数Δr小。
具有较高的表面质量，材料的表面应光洁平整，无氧化皮、裂纹、锈斑、划伤、分层等缺陷。
厚度公差应符合国家标准。
五、问答
在冲压工艺资料和图样上，对材料的表示方法有特殊的规定。
如在图纸上有如下表示时，
钢板
式中的B表示为：
较高级精度的厚度公差
08：
材料为08钢
S：
深拉深级
Ⅱ：
较高级的精整表面
1.0×
1000×
1000：
钢板的规格为1.0×
1000（mm）
第3章冲裁工艺及冲裁模具设计（答案）
1．圆形垫圈的内孔属于冲孔外形属于落料。
2．冲裁断面分为四个区域：
分别是塌角，光面，毛面，毛刺。
3．冲裁过程可分为弹性变形，塑性变形，断裂分离三个变形阶段。
4．工作零件刃口尺寸的确定冲孔以凸模为计算基准，落料以凹模为计算基准。
5．冲裁件的经济冲裁精度为IT11级。
6．凸凹模在下模部分的叫倒装式复合模，凸凹模在上模部分的叫正装式复合模，其中正装式复合模多一套打件装置。
7．弹性卸料装置除了起卸料作用外，还起压料作用，它一般用于材料厚度较小的情况。
8．侧刃常用于级进模中，起控制条料送进步距的作用。
9．冲压力合力的作用点称为模具的压力中心，设计模具时，要使压力中心与模柄中心重合。
10.挡料销用于条料送进时的粗定位，导正销用于条料送进时的精定位。
）落料件比冲孔件精度高一级。
）在其它条件相同的情况下，H62比08钢的搭边值小一些。
3．（√）在复合模中，凸凹模的断面形状与工件完全一致。
4．（×
）复合模所获得的零件精度比级进模低。
）直对排比斜对排的材料利用率高。
1．在压力机的每次行程中，在A，同时完成两道或两道以上C的冲模叫级进模。
B．同一副模具的不同位置B.同一副模具的相同位置。
C.不同工序D.相同工序
2．精密冲裁的条件是A
B．工作零件带有小圆角，极小的间隙，带齿压料板，强力顶件
C．工作零件为锋利的刃口，负间隙，带齿压料板，强力顶件
3．冲裁模导向件的间隙应该B凸凹模的间隙。
A．大于B.小于C.等于D.小于等于
4．凸模比凹模的制造精度要A，热处理硬度要求C。
A．高一级B.低一级C.不同D.相同
5．硬材料比软材料的搭边值A，精度高的制件搭边值和精度低的制件C。
A．小B.大C.不同D.相同
四、思考
1．什么是冲裁间隙？
为什么说冲裁间隙是重要的。
答:
凸模与凹模工作部分的尺寸之差称为间隙。
冲裁模间隙都是指的双面间隙。
间隙值用字母Z表示。
间隙之所以重要，体现在以下几个方面：
1）冲裁间隙对冲裁件质量的影响
（1）间隙对断面质量的影响模具间隙合理时，凸模与凹模处的裂纹（上下裂纹）在冲压过程中相遇并重合，此时断面塌角较小，光面所占比例较宽，毛刺较小，容易去除。
断面质量较好；
如果间隙过大，凸模刃口处的裂纹较合理间隙时向内错开一段距离，上下裂纹未重合部分的材料将受很大的拉伸作用而产生撕裂，使塌角增大，毛面增宽，光面减少，毛刺肥而长，难以去除，断面质量较差；
间隙过小时，凸模与凹模刃口处的裂纹较合理间隙时向外错开一段距离上下裂纹中间的一部分材料，随着冲裁的进行将进行二次剪切，从而使断面上产生二个光面，并且，由于间隙的减小而使材料受挤压的成分增大，毛面及塌角都减少，毛刺变少，断面质量最好。
因此，对于普通冲裁来说，确定正确的冲裁间隙是控制断面质量的一个关键。
（2）冲裁间隙对尺寸精度的影响材料在冲裁过程中会产生各种变形，从而在冲裁结束后，会产生回弹，使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。
其结果，有的使制件尺寸变大，有的则减小。
其一般规律是间隙小时，落料件尺寸大于凹模尺寸，冲出的孔径小于凸模尺寸；
间隙大时，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲出的孔径大于凸模尺寸。
2）冲裁间隙对冲压力的影响
一般来说，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大，但间隙对卸料力、推件力的影响却较大。
间隙较大时，卸料及推料时所需要克服的摩擦阻力小，从凸模上卸料或从凹模内推料都较为容易，当单边间隙大到15%~20%料厚时，卸料力几乎等于零。
3）冲裁间隙对冲模寿命的影响
由于冲裁时，凸模与凹模之间，材料与模具之间都存在摩擦。
而间隙的大小则直接影响到摩擦的大小。
间隙越小，摩擦造成的磨损越严重，模具寿命就越短，而较大的间隙，可使摩擦造成的磨损减少，从而提高了模具的寿命。
2．比较单工序模、复合模、级进模的优缺点。
答：
各种类型模具对比见下表
模具种类
对比项目
单工序模
级进模
复合模
无导向的
有导向的
制件精度
低
一般
可达IT13-IT8
可达IT9-IT8
制件形状尺寸
尺寸大
中小型尺寸
复杂及极小制件
受模具结构与强度制约
生产效率
较低
最高
模具制造工作量和成本
比无导向的略高
冲裁较简单制件时比复合模低
冲制复杂制件时比连续模低
操作的安全性
不安全，需采取安全措施
较安全
自动化的可能性
不能使用
最宜使用
一般不用
五、根据图示零件，完成以下内容：
1）工作零件刃口尺寸；
2）试画出其级进模排样图并计算出一块板料的材料利用率；
3）计算冲裁力,选择压力机；
4）绘出模具结构草图及工作零件图选择压力机
5）工作零件刃口尺寸；
托板;
材料：
08F;
厚度：
2mm;
生产纲领：
大批量
1）刃口尺寸如下表:
冲裁性质
工作尺寸
计算公式
凹模尺寸注法
凸模尺寸注法
落料
58-0.74
38-0.62
30-0.52
16-0.44
R8
DA=（Dmax-xΔ）+0δA
57.6+0.18
37.7+0.16
29.7+0.13
16.8+0.11
R7.9+0.06
凸模尺寸按实际尺寸配置，保证双边间隙0.25~0.36mm
冲孔
φ3.5+0.3
dT=（dmin+xΔ）0-δT
凹模尺寸按凹模实际尺寸配置，保证双边间隙0.25~0.36mm
3.65-0.08
中心距
14±
0.055
17±
2）试画出其级进模排样图并计算出一根条料的材料利用率；
排样图如下：
排样图
查附表3选用板料规格为900*1800*2，采用横裁，剪切条料尺寸为62*900，一块板可裁的条料数为：
一块板可裁的条数n1=1800/62=29条余2mm
每条可冲零件的个数n2=（900-2）/32=28个余6.25mm
每板可冲零件的总个数n=n1n2=29×
28=812个
一个冲片面积A0≈1622.5mm2
材料利用率η=n
×
100%=
100%=81%
3）计算冲压力，选择压力机
查附表1，τ=300MPa
落料力F1=KLtτ=1.3×
[2（58-16）+2（30-16）+16π]×
2×
300≈126000N
冲孔力F2=KLtτ=1.3×
4π×
3.5×
300≈34289N
推件力取h=6,n=h/t=6/2=3，查表3-18,KT=0.055
FT=nKTF=nKT（F1+F2）=3×
0.055×
（12.6+3.4289）≈2.5（t）
总冲压力FZ＝F１+F２+FT≈19（t）
根据计算总力，可初选JB23-25的压力机。
当模具结构及尺寸确定之后,可对压力机的闭合高度,模具安装尺寸,进行校核,从而最终确定压力机的规格.
4.模具总装图及主要工作零件图
1-簧片2-螺钉3-下模座4-凹模5-螺钉6-承导料7-导料板8-始用挡料销9、26-导柱10、25-导套11-挡料钉12-卸料板13-上模座14-凸模固定板15-落料凸模16-冲孔凸模17-垫板18-圆柱销19-导正销20-模柄21-防转销22-内六角螺钉23-圆柱销24-螺钉
总装图
第4章弯曲工艺及弯曲模具（答案）
1．将各种金属坯料沿直线弯成一定角度和曲率,从而得到一定形状和零件尺寸的冲压工序称为弯曲。
2．弯曲时外侧材料受拉伸,当外侧的拉伸应力超过材料的抗拉强度以后,在板料的外侧将产生裂纹,此中现象称为弯裂。
3．在外荷作用下,材料产生塑性变形的同时,伴随弹性变形,当外荷去掉以后,弹性变形恢复,使制件的形状和尺寸都发生了变化,这种现象称为回弹。
4．在弯曲过程中，坯料沿凹模边缘滑动时受到摩擦阻力的作用，当坯料各边受到摩擦阻力不等时，坯料会沿其长度方向产生滑移，从而使弯曲后的零件两直边长度不符合图样要求，这种现象称之为偏移。
5．为了确定弯曲前毛坯的形状和大小，需要计算弯曲件的展开尺寸。
6．弯曲件的工艺安排使在工艺分析和计算之后进行的一项设计工作。
7．常见的弯曲模类型有：
单工序弯曲模、级进弯曲模、复合弯曲模、通用弯曲模。
8．对于小批量生产和试制生产的弯曲件，因为生产量小，品种多，尺寸经常改变，采用常用的弯曲模成本高，周期长，采用手工时强度大，精度不易保证，所有生产中常采用通用弯曲模。
9．凹模圆角半径的大小对弯曲变型力，模具寿命，弯曲件质量等均有影响。
10．对于有压料的自由弯曲，压力机公称压力为F压机≥（1.6～1.8）（F自+FY）。
1．（×
）一般弯曲U形件时比V形件的回弹角大。
2．（√）足够的塑性和较小的屈强比能保证弯曲时不开裂。
3．（√）弯曲件的精度受坯料定位、偏移、回弹，翘曲等因素影响。
4．（×
）弯曲坯料的展开长度等于各直边部分于圆弧部分中性层长度之差。
5．（√）弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据之一。
3．A在弯曲时为平面应力状态和立体应力状态。
B则为立体应力状态和平面应力状态。
C．窄板B宽板
2.弯曲件的形状应尽可能对称，弯曲半径左右一致，以防止变型时坯料受力不均匀而产生A。
D．偏移B.翘曲
3.由于弯曲件形状不对称,弯曲时坯料的两边于凹模接触宽度不相等,使坯料沿B的一边偏移。
A.宽度小B.宽度大
4.弯曲件的高度不宜过小,其值为B。
A.h>
r-2tB.h>
r+2t
1．弯曲变形的特点是什么?
2．控制回弹措施有哪几种?
3．产生偏移的原因是什么？
怎样来控制偏移的产生？
4．弯曲件工艺安排的原则要遵循哪几点？
5．弯曲件设计时候要注意哪几点？
1．弯曲变形的特点是：
（1）只有在弯曲中心角φ的范围内，网格才发生显具的变化，而在板材平直部分，网格仍保持原来状态。
（2）在变形区内，板料的外层想纤维受力而拉伸，内层纵向纤维受压而缩短。
（3）在弯曲变形区内板料厚度有变薄。
（4）从弯曲变型区域的横断面看，对于窄板和宽板各有变形情况。
2．控制回弹措施有以下几种：
（1）尽量避免用过大的相对弯曲半径r/t
（2）采用合适的弯曲工艺。
（3）合理设计弯曲模结构。
3．产生偏移的原因是：
弯曲坯料形状不对称，弯曲件两边折弯不相等，弯曲凸凹模结构对称。
控制偏移的措施是:
（1）采用压料装置
（2）利用毛坯上的孔或弯曲前冲出工艺孔，用定位销插入孔中定位，使坯料无法移动。
（3）根据偏移量的大小，调用定位元件的位移来补偿偏移。
（4）对于不同零件，先成对的弯曲，弯曲后再切断。
（5）尽量采用对称的凸凹结构，使凹模两变圆角半径相等，凸凹间隙调整对称。
4．弯曲件工艺安排的原则是：
（1）对于形状简单的弯曲件可以一次性成形。
而对于形状复杂的弯曲件，一般要多次才能成形。
（2）对于批量大尺寸小的弯曲件，为使操作方便，定位准确和提高效率，应尽可能采用级进模或复合模弯曲成形。
（3）需要多次弯曲时，一般应先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠定位，后次弯曲不能影响前次已弯成形状。
（4）对于非对称弯曲件，为避免弯曲时坯料偏移，应尽可能采用成对弯曲后再切成两件工艺。
5．弯曲件设计时候要注意以下几点：
（1）坯料定位要准确，可靠，尽可能采用坯料的孔定位，防止坯料在变形过程中发生偏移。
（2）模具结构不应防碍坯料在弯曲过程中应有的转动和移动，避免弯曲过程中坯料产生过渡变薄和断面发生畸变。
（3）模具结构应能保证弯曲时上，下模之间水平方向的错移力平衡。
（4）为了减小回弹，弯曲行程结束时应使弯曲件的变形部位在模具中得到较正。
（5）弯曲回弹量较大的材料时，模具结构上必须考虑凸凹模加工及试模时便于修正的可能性。
五、弯曲如图所示零件，材料为20钢，已退火，厚度t=4mm。
完成以下内容：
1）分析弯曲件的工艺性；
2）计算弯曲件的展开长度；
3）计算弯曲力（采用校正弯曲）；
1）该零件材料为20钢，查附表1可知，其弯曲性能良好。
零件为U形件，结构简单对称，内形50是必须保证的尺寸，所有尺寸为自由尺寸，满足弯曲精度等级的要求。
相对圆角半径r/t=6/4=1.5>
rmin/t=0.5，满足弯曲变形程度的要求。
2）展开长度按零件中性层计算。
中性层位置：
根据r／t＝1.5，查表4—6，x＝0.36；
中性层曲率半径为：
p=r+xt=6+0.36×
4=7.44mm
圆弧部分长度l弯1=π×
90/180（6＋0.36×
4）＝11.68mm
垂直的直线l直1=25+30-6-4=45mm
底部直线l直2=50-2×
6=38mm
故毛坯展开长度为：
Lz＝2（l直1＋＋l弯1）＋l直2＝2×
（11.68＋45）＋38＝151.36mm
3）查附表1，σb＝450MPa；
表4—9，ρ=100MPa
校正弯曲力为：
F校＝Ap＝51×
90×
100＝459KN
第5章拉深工艺及拉深模具（答案）
1．利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口件的冲压工序叫做拉深。
2．一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高出IT11级。
3．实践证明，拉深件的平均厚度与坯料厚度相差不大，由于塑性变形前后体积不变，因此，可以按坯料面积等于拉深件表面积原则确定坯料尺寸。
4．为了提高工艺稳定性，提高零件质量，必须采用稍大于极限值的拉深系数。
5．窄凸缘圆筒形状零件的拉深，为了使凸缘容易成形，在拉深窄凸缘圆筒零件的最后两道工序可采用锥形凹模和锥形压料圈进行拉深。
6．压料力的作用为：
防止拉深过程中坯料起皱
7．目前采用的压料装置有弹性压料和刚性压料装置。
8．轴对称曲面形状包括球形件，抛物线形件，锥形件。
9．在拉深过程中，由于板料因塑性变形而产生较大的加工硬化，致使继续变形苦难甚至不可能。
为可后继拉深或其他工序的顺利进行，或消除工件的内应力，必要时进行工序间热处理或最后消除应力的热处理。
10.在冲压过程中，清洗的方法一般采用酸洗。
）在拉深过程中，根据应力情况的不同，可将拉深坯料划为四个区域。
2．（√）起皱是一种受压失稳现象。
3．（×
）用于拉深的材料，要求具有较好的塑性，屈强比σs/σb小、板厚方向性r小，板平面方向性系数△r大。
4．（√）阶梯圆筒形件拉深的变形特点与圆形件拉深的特点相同。
5．（×
）制成的拉深件口部一般较整齐。
1．坯料形状和尺寸确定的原则A。
A.尺寸相似原则B.形状相似原则
2．宽凸缘筒形状拉深方法有几种A。
A.二种B.三种
1．拉深过程中坯料的内应力状态部部同，可将拉深坯料划分为几个区域，分别为哪几？
3．影响极限拉深系数的因数有哪几天？
3．怎样提高轴对曲面拉深件成形质量？
4．拉深模可分为哪几类？
5．拉裂产生的原因及控制措施？
1．可划分为五个区域。
分别为：
（1）缘平面部分
（2）凸缘圆角部分（3）筒壁部分（4）底部圆角部分（5）筒底部分
2．影响极限拉深系数的原因为以下几点：
（1）材料的组织与力学性能
（2）板料的相对厚度t/D（3）摩擦与润滑条件（4）模具的几何参数
除次之外还有拉深方法，拉深次数，拉深速度，拉深件形状等。
3．措施：
（1）加大坯料直径
（2）适当的调整和增加压料力（3）采用带压料筋的拉深模（4）采用反拉深方法
4．按使用的压力机类型部同，可分为单动机上使用的拉深模与双动机上使用的拉深模：
按工序的组合程度部同，可分为单工序拉深模，复合拉深模与级进拉深模：
按结构形势与使用要求部同，可分为首次拉深与后次拉深模，有压料装置与无压料装置拉深模，顺装式拉深模与倒装式拉深模，下出件拉深模与上出件拉深模。
5．原因为：
在拉深过程中，由于凸缘变形区应力变很部均匀，靠近外边缘的坯料压应力大于拉应力，坯料应变为最大主应力，坯料有所增厚：
而靠近凹模孔口的坯料拉应力大于压应力，其拉应变为最大主应力，坯料有所变薄。
变薄最严重的部位成为拉深时的危险断面，当壁筒的最大拉应力超多了该危险断面的抗应力时，会产生拉裂。
措施：
适当增大凸凹模圆角半径，降低拉深力，增大拉深次数，在压料圈底部和凹模上涂润滑剂等方法避免拉裂产生。
第6章.其它冲压工艺及模具（答案）
1．在毛坯上预先加工好预知孔，再沿孔边将材料竖立凸缘的冲压工艺叫翻边。
2．翻边按变形性质可分为伸长类翻边和压缩类翻边。
3．在冲压过程中，胀形分平板坯料的局部凸起胀形和立体空心的胀形。
4．压制加强筋时，所需冲压力计算公式为：
F=LtσbK。
5．把不平整的工件放入模具内压平的工序叫校平。
6．冷挤压的尺寸公差一般可达到IT7。
7．空心坯料胀形是将空心工序件或管状毛坯沿径向往外扩张的冲压工序。
8．径向积压又称横向挤压，即积压时，金属流动方向与凸缘运动方向垂直。
9．为了降低冷冲压模具与坯料的摩擦力，应对坯料进表面处理和润滑处理。
10.冷积压模具一般采用可调试冷挤压模和通用挤压模。
1．（√）非圆孔又称异性孔。
2．（√）压缩类曲面的主要问题是变形区的失稳起皱。
3．（×
）缩口模结构中无支撑形式，其模具结构简单，但缩口过程中坯料的稳定性差，允许缩口系数较小。
4．（√）冷挤压坯料的截面应尽量与挤压轮廓形状相同。
）整形工序一般安排在拉伸弯曲或其他工序之前。
1．空心坯料胀形方式一般可分为几种A。
4．二种B.三种
2．缩口系数m越小，变形程度越B。
E．小B.大
3．预制孔的加工方法，如钻出的孔比冲出的孔有更小的值；
翻孔的方向与冲孔的方向B时，有利与减小孔口开裂。
A.不同B.相同
4．空心坯料胀形时所需的胀形力F＝PA式中，A代表的是A。
A.面积B.体积
．影响极限翻孔系
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