冲压工艺与模具设计复习题.docx

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冲压工艺与模具设计复习题

冲压工艺与模具设计复习题

一、选择题

1、拉深后坯料的径向尺寸A增大，切向尺寸减小。

A、增大减小B、增大增大C、减小增大D、减小减小

2、拉深过程中，坯料的凸缘部分为B变形区。

A、传力区B、变形区C、非变形区

3、拉深时，在板料的凸缘部分，因受B切向压应力作用而可能产生起皱现象。

A、径向压应力B、切向压应力C、厚向压应力

4、拉深时出现的危险截面是指B位于凸模圆角部位的断面。

A、位于凹模圆角部位B、位于凸模圆角部位C、凸缘部位

5、D润滑工序是拉深过程中必不可少的工序。

A、酸洗B、热处理C、去毛刺D、润滑E、校平

6、经过热处理或表面有油污和其它脏物的工序件表面，需要A酸洗方可继续进行冲压加工或其它工序的加工。

A、酸洗B、热处理C、去毛刺D、润滑E、校平

7、在宽凸缘的多次拉深时，必须使第一次拉深成的凸缘外径等于C成品零件的凸缘直径。

A、坯料B、筒形部分C、成品零件的凸缘

8、无凸缘筒形件拉深时，若冲件h/dC小于极限h/d，则可一次拉出。

A、大于B、等于C、小于

9、利用压边圈对拉深坯料的变形区施加压力，可防止坯料起皱，因此，在保证变形区不起皱的前提下，应尽量选用B小的压料力。

A、大的压料力B、小的压料力C、适中的压料力

10、通常用Cm值的大小表示圆筒形件拉深变形程度的大小m愈大，变形程度愈小，反之亦然。

A、

  B、K  C、m

11、模具的合理间隙是靠C凸模和凹模刃口尺寸及公差来实现。

A、凸模B、凹模C、凸模和凹模D、凸凹模

12、落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定A凹模刃口尺寸。

A、凹模刃口尺寸B、凸模刃口尺寸C、凸、凹模尺寸公差

13、对T形件，为提高材料的利用率，应采用C斜对排。

A、多排B、直对排C、斜对排

14、冲裁多孔冲件时，为了降低冲裁力，应采用A阶梯凸模冲裁的方法来实现小设备冲裁大冲件。

A、阶梯凸模冲裁B、斜刃冲裁C、加热冲裁

15、斜刃冲裁比平刃冲裁有C冲裁力小的优点。

A、模具制造简单B、冲件外形复杂C、冲裁力小

16、为使冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲裁方向从凹模孔中推出，所需要的力称为

A推料力。

A、推料力B、卸料力C、顶件力

17、模具的压力中心就是冲压力C合力的作用点。

A、最大分力B、最小分力C、合力

18、冲制一工件，冲裁力为F，采用刚性卸料、下出件方式，则总压力为B冲裁力+推料力。

A、冲裁力+卸料力B、冲裁力+推料力C、冲裁力+卸料力+推料力

19、用于高速压力机上的模具是B级进模。

A、导板模B、级进模C、复合模

20用于高速压力机的冲压材料是C、卷料。

A、板料B、条料C、卷料

20、对步距要求高的级进模，采用B侧刃+导正销的定位方法。

A、固定挡料销B、侧刃+导正销C、固定挡料销+始用挡料销

二、填空题

21、为了提高弯曲极限变形程度，对于经冷变形硬化的材料，可采用热处理以恢复塑性。

22• 拉深凸模和凹模与冲裁模不同之处在于，拉深凸、凹模都有一定的圆角而不是锋利的刃口，其间隙一般稍大于板料的厚度。

23• 拉深系数m是每次拉深后圆筒形件的直径和拉深前的毛坯或半成品直径的比值，m越小，则变形程度越大。

24• 拉深过程中，变形区是坯料的凸缘部分。

坯料变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩和径向拉伸的变形。

25• 拉深中，产生起皱的现象是因为该区域内受较大的切向压应力的作用，导致材料产生塑性失稳而引起。

26• 拉深件的毛坯尺寸确定依据是体积不变原则和相似原则。

27• 拉深件的壁厚不均匀。

下部壁厚略有减薄，上部却有所增厚。

28• 其它冲压成形是指除了弯曲和拉深以外的冲压成形工序。

包括胀形、翻边、缩口、旋压和校形等冲压工序。

29• 胀形变形区内金属处于双向拉伸的应力状态，其成形极限将受到硬化指数和均匀伸长率的限制，材料的塑性愈好、加工硬化现象愈弱可能达到的极限变形程度就愈大。

30• 翻边是使坯料的平面部分或曲面部分的边缘沿一定的曲线翻成竖立的边缘的成形方法。

31• 在精密级进模中，侧刃一般用作粗定位，而导正销才作为精定位，在设计模具时，导正孔一般应在第一工位冲出，导正销设置在二工位。

32• 在几个凸模直径相差较大、距离又较近的情况下，为了能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生的折断或倾斜现象，凸模应采用阶梯布置，即将小直径凸模做短一些。

这样可保证冲裁时，大直径凸模先冲。

33• 在级进模的排样设计中，对孔壁距离小的制件，考虑到模具的强度，其孔可分次冲出；工位之间壁厚小的，应留空工位；外形复杂的制件，应分步冲出，以简化凸、凹模形状，增强其强度，便于加工和装配。

34• 需要弯曲、拉深、翻边等成形工序的零件，采用连续冲压时，位于成形过程变形部位上的孔，应安排在成形后冲出，落料或切断工步一般安排在最后工位上。

35• 在伸长类成形中，变形区的拉应力占主导地位，厚度变薄，切向长度增大，有产生破裂的可能性。

36• “弱区必先变形，变形区应是弱区”是冲压成形的一个很重要的基本规律。

37• 在制定冲压工艺的过程时，对零件图的分析包括技术分析和经济分析。

38• 在工序顺序的安排上，如果工件上存在位置接近、大小不一的两个孔，应该先冲大孔，再冲小孔。

39• 工件上有多个弯曲角时，一般应该先弯外角，后弯内角。

40• 在需要经过多道冲压工序成形的零件中，为使每道工序都能顺利进行，就必须使该工序应变形的部分处于塑性变形区。

三．问答题

1．请说明屈服条件的含义，并写出其条件公式。

屈服条件：

弹性状态向塑性状态过度的条件

单向应力状态：

σ=σs

一般应力状态：

σ1—σ3=βσs

2．什么是加工硬化现象？

它对冲压工艺有何影响？

加工硬化现象：

金属的机械性能随变形的程度增加，强度和硬度增加,塑性和韧性随之降低的现象。

影响：

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。

3、冲裁的变形过程是怎样？

间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：

1．弹性变形阶段

条件：

变形区内部材料应力小于屈服应力。

由于凸凹模之间有间隙存在，板料在凸模的压力作用下产生

弹性压缩和弯曲——弯曲和拉伸（凸模下的板料产生弯曲，凹模上的板料上翘）

2．塑性变形阶段

条件：

变形区内部材料应力大于屈服应力。

当材料内部应力达到屈服点时，板料进入塑性变形阶段

（凸凹模刃口附近产生塑性剪切变形——产生弯曲和拉伸）

注：

凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。

3．断裂分离阶段

条件：

变形区内部材料应力大于强度极限。

当材料内部应力达到极限应力值时，产生微裂纹——裂纹向内部扩张——上下裂纹相遇重合——拉断分离——冲落部分挤出凹模洞口——冲裁过程结束

注：

（裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面---凸模刃口附近的侧面---上、下裂纹扩展相遇----材料分离）

4、什么是冲裁间隙？

冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？

冲裁间隙指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值。

单边间隙用C表示,双边间隙用Z表示。

间隙对冲裁件质量的影响

间隙是影响冲裁件质量的主要因素。

1）间隙对冲裁件断面质量的影响

间隙过小，上下裂纹不重合，出现二次剪裂，产生第二光亮带

间隙过大：

上下裂纹不重合，出现二次拉裂，产生二个斜度

间隙合适：

上下裂纹重合，断面有一定斜度，但平直、光滑、毛刺小，制件断面质量好。

2）间隙对冲裁件尺寸精度的影响

①当间隙适当时，板料的变形区在比较纯的剪切作用下分离；因此，间隙合理时，冲孔件最接近凸模尺寸，落料件最接近凹模尺寸；

②当间隙过大时，板料除受剪切外，还产生较大的拉伸与弯曲变形，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺寸。

③当间隙过小时，板料除受剪切外，还受到较大的挤压作用，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。

五、降低冲裁力的措施有哪些？

（一）阶梯凸模冲裁

在多凸模冲裁模具中，为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，可将凸模阶梯布置，从而减小总的冲裁力。

二）斜刃口冲裁

若将凸模（或凹模）刃口做成有一定倾斜角度的斜刃，则冲裁时，刃口是逐步切入、逐步切断，这样可以减少冲裁力，并能减小冲击、振动和躁声。

但模具制造与维修复杂，工件不平整，一般只用于大型及厚板件冲裁

（3）加热冲裁（红冲）

6、弯曲变形有何特点？

1.弯曲变形主要发生在弯曲角中心α范围内

2.变形外区纵向金属纤维受拉而伸长

变形内区纵向金属纤维受压而缩短

其间必有一金属纤维层变形前后长度不变，称为应变中性层

3.中性层内移，板料厚度在弯曲变形内有变薄现象

4.宽板的横截面积几乎不变，窄板的横截面积则变成扇形

5.弯曲变形程度可用相对弯曲半径r/t表示，r/t越小，弯曲程度越大。

7、拉深变形的特点？

1.变形区为毛坯的凸缘部分，与凸模端面接触的部分基本不变形

2.毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向收缩和径向拉伸的“一拉一压”的变形

3.极限变形参数主要受到毛坯传力区的承载能力的限制

4.拉深件的口部有增厚、底部圆角处有减薄的现象称为“危险断面”（底部的厚度基本保持不变）

5.拉深工件的硬度边也有所不同，越靠近口部，硬度越高（这是因为口部的塑性变形量最大，加工硬化现象最严重）

8．何为冲压模具的工作零件、定位零件、压料及卸料零件？

工作零件：

完成冲压工作的零件，如凸模、凹模、凸凹模等

定位零件：

这些零件的作用是保证送料时有良好的导向和控制送料的进距，如挡料销、定距侧刀、导正销、定位板、导料板、侧压板。

压料零件：

压料板（圈）冲模中用于压住冲压材料或工序件以控制材料流动的零件

卸料、推件零件：

其作用是保证在冲压工序完毕后将制件和废料排除，以保证下一次冲压工序顺利进行

9.金属塑性变形的基本规律有哪些？

1．硬化规律

金属材料在常温下塑性变形的重要特点之一是加工硬化。

其结果是引起材料力学性能的变化，表现为材料的强度指标（σs、σb）随变形程度的增加而增加，同时塑性指标（δ、ψ）随之降低。

加工硬化：

材料的强度指标随变形程度的增加而增加,塑性随之

降低的现象。

2．卸载弹性恢复规律和反载软化现象

1）加载时的总变形在卸载之后会有一部分因弹性回复而消失；

2）卸载后反向加载，其屈服应力有所降低。

3．体积不变定律

金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可以忽略不计。

一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，可证明满足：

4．最小阻力定律

在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当金属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。

在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展。

这就是塑性变形中的最小阻力定律。

弱区先变形，变形区为弱区

10、什么是胀形工艺？

有何特点？

胀形工艺：

在模具的作用下，迫使毛坯厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法叫做胀形。

特点：

1.局部胀形时，塑性变形区局限于毛坯的固定部位

2.变形区材料受双向拉应力时，材料既不从变形区流向外部，也不从外部流入变形区，成形面积的扩大主要是靠毛坯厚度变薄而获得。

所以，胀形时毛坯的厚度变薄是必然的。

四、计算题

1、分开加工时冲裁模凸、凹模刃口尺寸的计算；

冲制图示零件，材料为Q235钢，料厚t=0.5mm。

计算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。

解：

由图可知，该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料。

外形

由落料获得，

和18±0.09由冲孔同时获得。

查表2-5得，

，则

1）由公差表查得：

为IT12级，取x=0.75；

为IT14级，取x=0.5；

设凸、凹模分别按IT6和IT7级制造，冲孔

查公差表得：

0.008，0.012

2）校核：

（满足间隙公差条件）

3）冲孔刃口尺寸计算

4）孔距尺寸：

5）落料：

凸、凹模按IT6和IT7级

校核：

0.016+0.025=0.04>0.02（不能满足间隙公差条件）

因此，只有缩小公差，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取：

画出落料凸凹模刃口断面图，冲孔凸凹模刃口断面图，并在图中标出计算尺寸。

2、配合加工时冲裁模凸、凹模刃口尺寸的计算；

3、冲裁力的计算；

4、弯曲件毛坯长度的计算；书P101

5.模具压力中心的计算。