冲压工艺与模具设计复习题与答案集合.doc

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2011冲压工艺与模具设计复习题与答案集合

一.填空题

1. 冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加变形力，使其产生变形或分离，从而获得冲件的一种压力加工方法。

2. 因为冷冲压主要是用板料加工成零件，所以又叫板料冲压。

3. 冷冲压不仅可以加工金属材料材料，而且还可以加工非金属材料。

4. 冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所需要冲件的工艺装备

5. 冷冲压加工获得的零件一般无需进行机械加工加工，因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无无切屑的加工方法。

6. 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？

它对冲压工艺有何影响？

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？

它对冲压工艺有何影响？

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，