冲压工艺与模具设计习题及答案.docx

冲压工艺与模具设计习题及答案.docx

《冲压工艺与模具设计习题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冲压工艺与模具设计习题及答案.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

冲压工艺与模具设计习题及答案

第2章冲压变形基础

一、填空

1．在室温下，利用安装在压力机上的对被冲材料施加一定的压力，使之产生，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。

2．用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为

3．冲压工艺分为两大类，一类叫，一类是。

4．物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有，称为.

5．变形温度对金属的塑性有重大影响。

就大多数金属而言，其总的趋势是：

随着温度的，塑性，变形抗力。

6．以主应力表示点的应力状态称为，表示主应力个数及其符号的简图称为可能出现的主应力图共有。

7．塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：

8．加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的，其强度、硬度和变形抗力逐渐，而塑性和韧性逐渐

9．在实际冲压时，分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同，就是因卸载规律引起的造成的。

10.材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及两个方面：

一是，二是

二、判断（正确的在括号内打√，错误的打×）

1．（）主应变状态一共有9种可能的形式。

2．（）材料的成形质量好，其成形性能一定好。

3．（）热处理退火可以消除加工硬化（冷作硬化）。

4．（）屈强比越小，则金属的成形性能越好。

5．（）拉深属于分离工序。

三、选择

1．主应力状态中，，则金属的塑性越好。

A．压应力的成份越多，数值越大B.拉应力的成份越多，数值越大。

2．当坯料三向受拉，且σ1＞σ2＞σ3＞0时，在最大拉应力σ1方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力σ3方向上的变形一定是压缩变形

A．伸长变形B.压缩变形

四、思考

1．冷冲压的特点是什么？

2．冷冲压有哪两大类基本工序？

试比较分离工序和成形工序的不同之处。

3．何谓材料的板平面方向性系数？

其大小对材料的冲压成形有哪些方面的影响？

4．何谓材料的冲压成形性能？

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？

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：

08：

S：

Ⅱ：

1.0×1000×1000：

第2章冲压变形基础

一、填空

10．在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。

11．用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为冲压模具。

12．冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。

13．物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，称为塑性变形。

14．变形温度对金属的塑性有重大影响。

就大多数金属而言，其总的趋势是：

随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。

15．以主应力表示点的应力状态称为主应力状态，表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。

可能出现的主应力图共有九种。

16．塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：

ε1+ε2+ε3=0。

17．加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。

18．在实际冲压时，分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同，就是因卸载规律引起的弹性回复（简称回弹）造成的。

10.材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。

冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及的因素很多，但就其主要内容来看，有两个方面：

一是成形极限，二是成形质量。

二、判断（正确的在括号内打√，错误的打×）

1．（×）主应变状态一共有9种可能的形式。

2．（×）材料的成形质量好，其成形性能一定好。

3．（√）热处理退火可以消除加工硬化（冷作硬化）。

4．（√）屈强比越小，则金属的成形性能越好。

5．（×）拉深属于分离工序。

三、选择

3．主应力状态中，A，则金属的塑性越好。

B．压应力的成份越多，数值越大B.拉应力的成份越多，数值越大。

4．当坯料三向受拉，且σ1＞σ2＞σ3＞0时，在最大拉应力σ1方向上的变形一定是A，在最小拉应力σ3方向上的变形一定是B

B．伸长变形B.压缩变形

四、思考

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：

一是成形极限，二是成形质量。

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

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1.0×1000×1000（mm）

第3章冲裁工艺及冲裁模具设计

一、       填空

1． 圆形垫圈的内孔属于           外形属于             。

2． 冲裁断面分为四个区域：

分别是         ，     ，     ，      。

3． 冲裁过程可分为      ，          ，           三个变形阶段。

4． 工作零件刃口尺寸的确定冲孔以       为计算基准，落料以       为计算基准。

5． 冲裁件的经济冲裁精度为            。

6． 凸凹模在下模部分的叫       ，凸凹模在上模部分的叫      

其中                                      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      作用，它一般用于       的情况。

8． 侧刃常用于            中，起              的作用。

9． 冲压力合力的作用点称为           ，设计模具时，要使        与模柄中心重合。

10.挡料销用于条料送进时的      ，导正销用于条料送进时的          。

二、       判断（正确的在括号内打√，错误的打×）

1． （ ）落料件比冲孔件精度高一级。

2． （ ）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。

5． （ ）直对排比斜对排的材料利用率高。

三、       选择

1． 在压力机的每次行程中，在        ，同时完成两道或两道以上        的冲模叫级进模。

A． 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．       工作零件带有小圆角 ，极小的间隙，带齿压料板，强力顶件

B．       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             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          ，热处理硬度要求         。

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            ，精度高的制件搭边值和精度低的制件       。

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。

2．比较单工序模、复合模、级进模的优缺点。

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

托板

材料：

08F

厚度：

2mm

生产纲领：

大批量

第3章冲裁工艺及冲裁模具设计

一、       填空

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。

二、       判断（正确的在括号内打√，错误的打×）

1．             （×）落料件比冲孔件精度高一级。

2． （×）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。

5． （×）直对排比斜对排的材料利用率高。

三、       选择

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。

A． 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          

A．       工作零件带有小圆角 ，极小的间隙，带齿压料板，强力顶件

B．       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

低

较低

最高

一般

模具制造工作量和成本

低

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

不安全，需采取安全措施

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；

答:

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±0.055

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；

答：

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

答：

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×3.5×2×300≈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设计

一、       填空

1． 将各种金属坯料沿直线弯成一定       和        ,从而得到一定形状和零件尺寸的冲压工序称为弯曲。

2． 用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为                。

3． 冲压工艺分为两大类，一类叫          ，一类是          。

4． 物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有           ，称为             .。

5． 变形温度对金属的塑性有重大影响。

就大多数金属而言，其总的趋势是：

随着温度的      ，塑性          ，变形抗力           。

6． 以主应力表示点的应力状态称为                    ，表示主应力个数及其符号的简图称为                           可能出现的主应力图共有         。

7． 塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：

               。

8． 加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的          ，其强度、硬度和变形抗力逐渐            ，而塑性和韧性逐渐              。

9．   凹模圆角半径的大小对弯曲变形力，          ，         等均有影响。

10．对于有压料的自由弯曲，压力机公称压力为                。

二、       判断（正确的在括号内打√，错误的打×）

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按中心层来计算。

5． （ ）弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据之一。

三、       选择

1．        弯曲时为平面应力状态和立体应力状态。

     则为立体应力状态和平面应力状态。

A． 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 。

A.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    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     。

A. h>r-2t         B.h>r+2t

四、       问答

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？

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）；

第4章弯曲工艺及弯曲模具设计

一、       填空

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） 。

二、       判断（正确的在括号内打√，错误的打×）

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。

三、       选择

1．   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。

A． 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 。

A． 偏