习题答案第3章冲裁工艺及冲裁模具设计.docx
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习题答案第3章冲裁工艺及冲裁模具设计
第3章冲裁工艺及冲裁模具设计
第一次作业
一、填空题（每空1分，共分）
1．冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。
（3-1）
2．圆形垫圈的内孔属于冲孔工序，而外形属于落料工序。
（3-1）
3．冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、和断裂分离等三个阶段。
（3-1）
4．冲裁件的切断面由塌角、光面、毛面和毛刺四个区域组成。
（3-1）
5．塑性差的材料，断裂倾向严重，毛面增宽，而光面所占比例较少，毛刺和塌角也较小。
（3-1）
6．增大冲裁件光面宽度的主要途径为：
减少冲裁间隙、用压料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，还要合理选择搭边、注意润滑等。
（3-1）
7．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。
（3-2）
8．冲裁间隙过大，会使断面光面减小，塌角与斜度增大，形成厚而大的毛刺。
（3-2）
9．影响冲裁件毛剌增大的原因是刃口磨钝，间隙增大。
（3-2）
10．冲裁模常以刃口磨钝和崩刃的形式失效。
（3-2）
11．在设计和制造新模具时，应采用最小的合理间隙。
（3-2）
12．落料件的尺寸与凹模刃口尺寸相等，冲孔件的尺寸与凸模刃口尺寸相等。
（3-3）
13．凸、凹模分别加工法的优点是凸、凹模具有互换性，制造周期短，便于成批制造。
其缺点是模具制造公差小、模具制造困难、成本较高。
（3-3）
14．落料时，应以凹模为基准配制凸模，凹模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。
（3-3）
15．冲孔时，应以凸模为基准配制凹模，凸模刃口尺寸按磨损的变化规律分别进行计算。
（3-3）
二、判断题（每小题分，共分）
1．（×）冲裁间隙过大时，断面将出现二次剪切光亮面。
（3-2）
2．（×）冲裁间隙越小，冲裁件精度越高，所以冲裁时间隙越小越好。
（3-2）
3．（×）对于形状复杂的冲裁件，适宜于用凸、凹模分开加工的方法加工（3-3）。
4．（×）对配作的凸、凹模，其工作图无需标注尺寸和公差，只需说明配作间隙值。
（3-3）
三、选择题（每题分，共分）
1．模具的合理间隙是靠B刃口尺寸及公差来实现。
（3-2）
A凸凹模B凸模和凹模C凹模
2．落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定A。
（3-3）
A凹模刃口尺寸B凸模刃口尺寸C凸、凹模尺寸公差
3．冲孔时，其刃口尺寸计算原则是先确定B。
（3-3）
A凹模刃口尺寸B凸模刃口尺寸C凸、凹模尺寸公差
4．凸模比凹模的制造精度要A。
（3-3）
A．高一级B.低一级C.相同
四．问答题。
（共分）
1．板料冲裁时，其断面特征怎样？
影响冲裁件断面质量的因素有哪些？
（本题分）（3-1）
答：
冲裁件的切断面具有明显的区域性特征，由塌角、光面、毛面和毛刺四个部分组成。
影响冲裁断面质量的因素有：
A材料种类；B板料厚度；C冲裁间隙；D刃口锐钝；E模具结构；F冲裁速度。
2．提高冲裁件尺寸精度和断面质量的有效措施有哪些？
（本题分）（3-1）
答：
要提冲裁件的质量，就要增大光面的宽度，缩小塌角和毛刺高度，并减小冲裁件翘曲。
其主要途径是：
1．尽可能采用合理间隙的下限值
2．用压料板压紧凹模面上的材料
3．对凸模下面的材料用顶板施加反向压力
4．保持模具刃口的锋利
5．合理选择搭边值
6．注意润滑
3．什么是冲裁间隙？
为什么说冲裁间隙是重要的。
（3-2）
答:
凸模与凹模工作部分的尺寸之差称为间隙。
冲裁模间隙一般指的是双面间隙。
间隙值用字母Z表示。
间隙之所以重要，是因为冲裁模间隙不仅对冲裁件的质量有极其重要的影响，而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等
4．确定冲裁模凸、凹模刃口尺寸的基本原则是什么？
（本题分）（3-3）
答：
1．落料落料件光面尺寸与凹模尺寸其本一致，故以凹模尺寸为基准，由于凹模刃口尺寸越磨越大，故落料件基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸。
而落料凸模基本尺寸，则按凹模基本尺寸减最小初始间隙；
2．冲孔冲孔件光面的孔径与凸模尺寸其本一致，故以凸模尺寸为基准，由于凸模刃口尺寸越磨越小，故冲孔凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。
而冲孔凹模基本尺寸，则按凸模基本尺寸加最小初始间隙；
3．孔心距孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保证，由于凸、凹模的刃口尺寸磨损不影响孔心距的变化，故凹模孔心距的基本尺寸取在工件孔心距公差带的中点睛，按双向对称偏差标注。
4．冲模刃口制造公差以能保证工件的精度要求准，保证合理的凸、凹模间隙值，保证模具有一定的使用寿命。
五．计算题（共16分）
1、冲制如图所示的垫圈，材料为Q235,分别计算落料,冲孔的凸，凹模刃口尺寸及公差。
已知板料厚为3mm.（本题分）（3-3）
解：
外形
mm属于落料，内形
mm属于冲孔，
（1） 落料
mm
DA=（Dmax-xΔ）+0δA
DT=（DA-Zmin）0-δT=（Dmax-XΔ-Zmin）0-δT
查表3-3、3-4和表3-5得：
Zmin=0.460mmZmax=0.640mm；δA=0.03mmδT=0.020mm；x=0.5
校核条件:
|δT|+|δA|=0.02+0.03=0.05；（Zmax-Zmin）=0.640-0.460=0.180
满足|δT|+|δA|≤（Zmax-Zmin）条件，
将已知数据代入公式得:
DA=（80-0.5×0.74）+00.024=79.63+00.03mm
DT=（79.63-0.46）0-0.016=79.170-0.02mm
（2）冲孔
mm
dT=（dmin+xΔ）0-δT
dA=（dT+Zmin）+0δA=（dmin+XΔ+Zmin）+0δA
查表3-3、3-4和表3-5得：
Zmin=0.460mmZmax=0.640mm；δA=0.03mmδT=0.020mm；x=0.5
校核条件:
|δT|+|δA|=0.02+0.03=0.05；（Zmax-Zmin）=0.640-0.460=0.180
说明满足|δT|+|δA|≤（Zmax-Zmin）条件
将已知数据代入公式，即得
dT=（40+0.5×0.62）0-0.020=40.310-0.020mm
dA=（40.31+0.160）+00.020=40.77+00.020mm
2．计算图示铁心冲片冲裁凸模和凹模的刃口尺寸，材料为Q235钢，料厚为0.5mm。
解：
考虑到该工件外形较复杂,宜采用配作法加工凸、凹模；而内形虽为圆形冲孔，但因材料太薄，故也采用配作法加工。
A.落料尺寸以凹模为基准件来配作凸模。
凹模磨损后其尺寸变化有三种情况，
（1）凹模磨损后尺寸变大的：
、
、
、
、
（未注公差尺寸般按IT14确定其公差），
计算公式：
AA=（Amax-xΔ）+0δA
x=0.5,Zmin=0.04mm,Zmax=0.060mm,取δA=Δ/4
将已知数据代入公式得：
（
）A=（50-0.5×0.62）
=49.69
mm
（
）A=（35-0.50×0.62）
=34.69
mm
（
）A=（15-0.50×0.43）
=14.79
mm
（
）A=（10-0.50×0.36）
=9.82
mm
（
）A=（7.5-0.50×0.36）
=9.32
mm
（2）凹模磨损后尺寸变小的：
30±0.17mm；
计算公式：
BA=（Bmin+xΔ）0-δA
查表3-5得x=0.75，取δA=Δ/4
将已知数据代入公式得：
（30±0.17）A=（29.83+0.75×0.34）
=30.09
mm
（3）凹模磨损后尺寸不变的：
20±0.10mm；
其基本公式为CA=（Cmin+0.5Δ）
0.5δA
取δA=Δ/4
将已知数据代入公式得：
（20±0.10）A=（19.9+0.5×0.2）±0.5×0.2/4=20±0.03mm
查表3-3得：
Zmax=0.360mmZmin=0.246mm
凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值为（0.04～0.060）mm。
B.冲孔尺寸以凸模为基准件来配作凹模。
凸模磨损后尺寸变小的：
φ8
mm；
计算公式：
bT=（Bmin+xΔ）0-δT
查表3-5得x=1,Zmin=0.04mm,Zmax=0.060mm,取δT=Δ/4
将已知数据代入公式：
（φ8
）T=（8+1×0.36）
=8.36
mm
凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值为（0.04～0.060）mm。
第二次作业
一、填空题（每空1分，共分）
16．冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般要求落料件公差最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级。
（3-4）
17．冲裁产生的废料可分为两类，一类是工艺废料，另一类是结构废料。
（3-5）
18．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。
（3-6）
19．为了实现小设备冲裁大工件，或使冲裁过程平稳以减少压力机的振动，常用阶梯凸模冲裁法、斜刃冲裁法和加热冲裁法来降低冲裁力。
（3-6）
二、判断题（每小题分，共分）
5．（×）落料件比冲孔件精度高一级。
（3-4）
6．（×）直对排比斜对排的材料利用率高。
（3-5）
7．（×）在其它条件相同的情况下，H62比08钢的搭边值小一些。
（3-5）
8．（×）模具的压力中心就是冲压件的重心。
（3-6）
9．（√）冲裁厚板或表面质量及精度要求不高的零件，为了降低冲裁力，一般采用加热冲裁的方法进行。
（3-6）
10．（√）采用斜刃冲裁时，为了保证工件平整，落料时凸模应作成平刃，而将凹模作成斜刃。
（3-6）
三、选择题（每题分，共分）
5．硬材料比软材料的搭边值A。
（3-5）
A．小B.大C..相同
6．对T形冲压件，为提高材料的利用率，应采用A。
（3-5）
A斜对排B直对排C多排
7．冲裁多孔冲件时，为了降低冲裁力，应采用C的方法来实现小设备冲裁多孔且冲压力大的冲件。
（3-6）
A加热冲裁B斜刃冲裁C阶梯凸模冲裁
8．模具的压力中心就是冲压力C的作用点。
（3-6）
A最大分力B最小分力C合力
四．问答题。
（共分）
5．什么叫排样？
排样的合理与否对冲裁工作有何意义？
（本题分）（3-5）
答：
排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。
排样合理与否将影响到材料的合理利用、冲件的质量、生产率、模具结构与寿命。
6．什么叫搭边？
搭边的作用有哪些？
（本题分）（3-5）
答：
排样时冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。
搭边的作用：
一是补偿了定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率。
三是避免冲裁时条料和毛刺被拉入模具间隙，提高模具寿命。
五．计算题（共分）
2、如图所示零件，材料40钢（τ=450
，
=600
），板厚为6mm，计算落料该零件所需冲裁力。
（本题分）（3-6）
解：
冲裁周边长度L=（200-60）×2+120+2×60+60×3．14=708．4mm
答：
落料该零件所需冲裁力约为2486．5kN
3、如图所示零件，材料40钢（τ=450
，
=600
），板厚为4mm，计算用复合模冲裁该零件所需冲裁力。
（本题分）（3-6）
解：
冲裁周边长度L=（200-60）×2+120+2×60+60×3．14+60×3．14=896．8mm
答：
落料该零件所需冲裁力约为2099kN
4、如图所示零件，材料40钢（τ=450
，
=600
），板厚为6mm，计算落料该零件所需冲裁力。
（本题分）（3-6）
解：
冲裁周边长度L=50+40+50+40+19+19=218mm
答：
落料该零件所需冲裁力约为765.2kN
第三次作业
一、填空题（每空1分，共分）
20．按工序组合程度分，冲裁模可分为单工序模、级进模和复合模等几种。
（3-7）
21．在压力机的一次行程中，只完成一种冲压工序的冲模称为单工序模。
（3-7）
22．在条料的送进方向上，具有两个及两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或两个以上的冲压工序的冲模称为级进模。
（3-7）
23．复合模在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。
（3-7）
24．所谓定位零件是确定材料或工序件在冲模中正确位置的零件。
（3-8）
25．侧刃常用于级进模中，起控制条料送进步距的作用。
（3-8）
26.在级进模中，挡料销常用于条料送进时的粗定位，而导正销常用于条料送进时的精定位。
（3-8）
27．所谓导向零件，是用以确定上、下模相对位置，保证运动精度的零件。
（3-8）
28．冲裁凸模常用的固定方式有：
台肩固定、铆接固定、镙钉和销钉固定以及粘结剂浇注法固定和快换固定等。
（3-8）
29．由于模具结构的需要，凸模的长度大于极限长度，或凸模工作部分直径小于允许的最小值，就应采用凸模加护套等办法加以保护。
（3-8）
30．按国家标准，由上模座、下模座、导柱和导套组成的模架称为导柱模模架。
（3-8）
二、判断题（每小题分，共分）
11．（√）单工序模可以由一个凸模和一个凹模洞口组成；也可以是多个凸模和多个凹模洞口组成。
（3-7）
12．（√）凡是有凸凹模的模具就是复合模。
（3-7）
13．（×）在复合模中，如果工件零件凹模安装在下模，则称为倒装式复合模。
（3-7）
14．（√）在级进模中，落料或切断工步一般安排在最后工位上。
（3-7）
15．（×）复合模所获得的零件精度比级进驻模低。
（3-7）
16．（√）在生产实际中，倒装式复合模比正装式复合模应用更多一些。
（3-7）
17．（×）单工序模、级进模、复合模中，操作安全性最高的是复合模。
（3-7）
18．（√）模具装配后，卸料弹簧的预压力应大于卸料力。
（3-8）
19．（×）选择标准模架规格的依据是凸模的尺寸。
（3-8）
20．（√）冲模中，直接对毛坯和板料进行冲压加工的零件称为工作零件。
（3-8）
21．（×）导向零件是保证凸、凹模间隙的部件。
（3-8）
22．（×）导料销是控制送进步距的定位零件。
（3-8）
23．（√）用来确保上、下模相对位置，保证运动精度的零件称为导向零件。
（3-8）
24．（√）模柄是用来将上模固定在压力机上的零件。
（3-8）
25．（√）在复合模中，凸凹模的断面形状与工件完全一致。
（3-8）
26．（×）凸模较大时，一般需要加垫板，凸模较小而冲裁力较大时，一般不用加垫板。
（3-8）
27．（×）整修前冲孔和落料的凸、凹刃口尺寸的设计与一般冲裁的设计一样。
（3-10）
28．（×）由于精冲时采用了带齿压料板，所以搭边值比普通冲裁小。
（3-10）
29．（√）由于精冲时采用了带齿压料板，所以搭边值比普通冲裁大。
（3-10）
三、选择题（每题分，共分）
9．冲裁件采用单工序模，且精度较高，形状复杂，可采用C。
（3-7）
A导板模B复合模C导柱模
10．冲裁件外形和内形有较高位置精度，宜采用A。
（3-7）
A复合模B级进模C自动模
11．用于高速压力机的模具是C。
（3-7）
A导板模B复合模C级进模
12．具有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道及两道以上的冲压工序的冲模称为A。
（3-7）
A复合模B级进模C自动模
13．在压力机的一次行程中，在同一副模具的不同位置，同时完成两道或两道以上不同工序的冲模B。
（3-7）
A复合模B级进模C自动模
14．在导柱式单工序冲裁模中，导柱与导套的配合采用C。
（3-7）
AH7/m6BH7/r6CH7/h6
15．对步距要求高的级进模，采用B的定位方法。
（3-8）
A固定挡料销B固定挡料销＋导正销C固定挡料销＋始用挡料销
16．材料厚度较薄，则条料应采用A的定位方法。
（3-8）
A侧刃B导正销C固定挡料销
17．对于冲制小孔的凸模，应考虑其A。
（3-8）
A导向装置B修磨方便C连接强度
18．为了保证凹模的壁厚强度，条料定位宜采用C。
（3-8）
A活动挡料销B始用挡料销C钩形挡料销
19．弹性卸料装置除起卸料作用外，还有C特点。
（3-8）
A平直度低B卸料力大C压料作用
20．中小型模具的上模是通过B固定在压力机滑块上。
（3-8）
A导板B模柄C上模座
21．能进行三个方向送料，操作方便的模架结构是C。
（3-8）
A对角导柱模架B中间导柱模架C后侧导柱模架
22．模具的导向结构对模具模具寿命有较大的影响，其导向精度应（）凸、凹模
的配合精度。
（3-8）
A．高于B.低于C.等于
23．冲裁模导向件的间隙应该B凸凹模的间隙。
（3-8）
A．大于B.小于C.等于
24．整修的特点是A。
（3-10）
A类似切削加工B冲件定位方便C对材料塑性要求较高
四．问答题。
（共分）
7．冲模一般由哪些部分组成？
各部分的作用是什么？
请举例说明。
（本题分）（3-8）
答：
冲裁模由下列七类零件组成：
1．工作零件
作用：
直接进行冲裁工作，是冲模中的重要零件
举例：
凸模、凹模和凸凹模
2．定位零件
作用：
确定材料或工序件在冲模中正确位置，保证冲出合格冲件。
举例：
挡料销、始用挡料销、导正销、定位销、定位板、导料销、导料板、侧刃、侧刃挡块和承料板等
3．压料、卸料和出件零件
作用：
起压料作用，并保证把卡在凸模上和凹模孔内的废料或冲件卸掉或推出，以保证冲压工作能继续进行。
举例：
卸料装置、压料装置、顶件装置、推件装置及废料切刀等。
4．导向零件
作用：
保证在冲裁过程中凸模与凹模之间间隙均匀，保证模具各部分保持良好的运动状态。
举例：
导柱、导套、导板及导筒等
5．承零件
作用：
将模具各类零件固定于一定位置或将冲模与压力机连接，是模具的基础零件
举例：
上模座、下模座、模柄、固定板、垫板等
6．固零件
作用：
起连接、固定作用
举例：
螺钉、销钉及键等
7．它零件
举例：
弹性件、传动零件等
8．冲裁凸模的基本固定方式有哪些？
（本题分）（3-8）
答：
冲裁凸模基本固定方式有：
台肩固定、铆接固定、镙钉和销钉固定、粘结剂浇注法固定和快换固定等。
9．冲裁模定位零件的作用是什么？
有哪几种基本类型？
分别举例说明。
（本题分）（3-8）
答：
冲裁模定位零件的作用：
使坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置，从而保证模具正常工作和冲出合格的冲裁件。
冲裁模定位零件可分为三种类型：
1．条料送进导向定位零件（条料横向定位零件）如导料板、导料销等；
2．条料送料定距定位零件（条料纵向定位零件）如挡料销、侧刃等；
3．块料及工序件定位零件如定位销、定位板等
五、如图所示模具，写出各序号所示零件的名称，并分析填空。
（每空1分，共20分）（3-7）
1．导柱2．弹压卸料板3．导套
4．导板镶块5．卸料螺钉6．凸模固定板
7．凸模8．上模座12．导料板
13．凹模14．下模座15．侧刃挡块
16．侧刃
该模具为侧刃定距的弹压导板级进模，其定位零件有12、15、16（写序号），卸料靠2、5（写序号）零件，凸模以装在2中的4（写序号）导向，2号零件靠1、10（写序号）导向，导向准确，保证凸模与凹模的正确配合，并且加强了凸模纵向稳定性；凸模与固定板为间隙配合，凸模装配调整和更换较方便，主要用于冲压尺寸小而复杂，需要保护凸模的场合。
六、如图所示模具，写出各序号所示零件的名称，并分析填空。
（每空1分，共27分）（3-7）
1、打杆2、旋入式模柄3、推板
4、推杆5、卸料螺钉6、凸凹模
7、卸料板8、凹模9、顶件块
10、带肩顶杆11、凸模12、挡料销
13、导料销
该模具为正装式落料冲孔复合模，属中间导柱模架。
（以下各空填写零件序号）工作时，板料以13和12定位，上模下压，6的外形和8进行落料，同时11与6的内孔进行冲孔，卡在凹模中的冲件通过顶件装置（由10和9及装在下模座底下的弹顶器组成）顶出，卡在凸凹模内的冲孔废料通过推件装置（由1、3和4组成）推出，边料由7卸下。
该模具板料是在压紧状态下分离，冲出的冲件平直度较高。
但由于弹顶器和弹压卸料装置的的作用，分离后的冲件容易被嵌入边料中影响操作，从而影响了生产率。
七、如图所示模具，写出各序号所示零件的名称，并分析填空。
（每空1分，共25分）（3-7）
1、模柄2、止动销3、上模座
5、凸模6、垫板7、凸模固定板
9、导板10、导料板11、承料板
13、凹模15、下模座16、固定挡料销
20、始用挡料销
该模具为导板式落料模，排样方式为直对排排样，一副模具中设置了两个凸模和凹模，滑块下行一次，第一次能得到一个制件，以后各次能同时获得两个制件。
（以下各空填写零件序号）它在结构上的主要特征是：
9能对凸模起导向作用，从而保证凸模与凹模的相对位置。
首次冲裁时，用手将20压入以限制条料的位置，以后各次以10控制条料送进的方向，以16控制条料送进的距离而实行定位。
上模下压，5与13进行落料工作，废料抱在凸模上而被9卸下，工件卡在凹模内而被5推下去。
八、如图所示模具，写出各序号所示零件的名称，并分析填空。
（每空1分，共25分）（3-7）
1．下模座2．导柱4．卸料板
5．活动挡料销6．推件块7．导套
8．凸模固定板9．连接推杆10．上模座
11．打杆12．模柄14．垫板
15．凸模17．凹模18．凸凹模
22．导料销
该模具为倒装式复合模，（以下各空填零件序号）工作时，条料由5和22定位，由于弹性回复工件会卡在17内，为了使冲压生产顺利进行，使用由件11、13、9和6组成的刚性推件装置将工件推下，冲孔废料则从凸凹模孔内漏下，而条料废料则由4卸下。
九、根据图示零件，完成以下内容：
（3-
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