冲压实用工艺及模具设计考精彩试题.docx

1、冲压实用工艺及模具设计考精彩试题冲压工艺及模具设计一、填空题1、 在冲压变性过程中，材料需要最小变形力的区域为变形的 弱区 ，在冲压工艺和模具结构设计时，应使变形区成为 弱区 。2、 冲裁变形过程分为 弹性变形 阶段、 塑性变形阶段和断裂分离阶段。3、 板料弯曲时，变形发生在 弯曲圆角 部位，直边部分 不变形 。4、 当弯曲变形结束卸载后，由于 弹性恢复，使工件弯曲半径与 模具尺寸 不同，这一现象称为弯曲回弹。、5、 盒形件拉深拉深时，直边部分变形近似于 弯曲变形 ，圆角部分近似于 。6高盒形件拉深时，方盒形件毛坯一般为 圆形，各中间工序为 圆筒形件拉 深，最后一次拉深成方盒形;矩形件毛坯一般

2、为 长圆形 或 椭圆形； ， 先拉成 ，最后一道拉深成矩形件。7、 内圆孔翻边属 伸长 类翻边,变形区材料受切向拉应力、径向拉应力，在孔的边缘处切向 拉长 、厚度方向 变薄 ，是开裂的危险处。当竖边高 度不能一次翻出时,可采用 拉深 、预冲底孔 再 翻边 的方法。8、 筒形件拉深过程中，凸缘部分的切向压应力使凸缘材料易产生 起皱 ，主要防止措施：采用 压边圈 和施加大小合适的压边力 。9、 冲裁工件的校平模具主要有 平面 模和 模两种。10、 冲压模具主要分为单工序模、级进连续模和复合模。单工序模是 单 工 序、单工位;级进连续模是多 工序多 工位；复合模是多 工 序、 单 工位。11、 冲裁

3、件的剪切断面一般由 圆角带 、 光亮带 、 断裂带和 毛刺 四部分组成。12、 弯曲成形中，长度保持不变的金属层叫 中性层 ，它偏向 ；凹模（或内） 侧。13、 弯曲成形中，常用 弯曲系数（或最小弯曲半径） 来表示变形程度。14、 筒形件拉深时，底部圆角处的材料厚度 厚度最小 、强度 最低以及 两拉一压 的应力状态,使其成为最薄弱处，最易发生 开裂。15、 任何直径的半球形件拉深系数都为定值 0.71 ，均可一次 拉成。16、 复杂形状的拉深件，应先做 拉深 模.经确定毛坏尺寸后,再做 落料 模。17、 与筒形件拉深相比，板料起伏成形的最大变形特点是： 外部材料 不进入;变形区，变形区材料受两

4、向拉应力，产生 拉伸 变形,材料厚度 变薄 。18、 宽凸缘件是指d缘/d大于1.4 的凸缘件；凸缘直径d缘在 首次 拉出，以后各次拉深中d缘保持 不变 。19、 整形模与成形模结构相似， 但 精度 更高; 圆角半径 较小;工件与模具刚性接触产生 校正力 。20、 降低冲裁力的方式主要有： 阶梯冲、 斜刃口 和 局部加热 。21、 冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种 工艺装备 。一22、 落料和冲孔属于 分离工序 ，拉深和弯曲属于 成形工序 。23、 变形温度对金属塑性的影响很大，一般来说，随着变形温度的升高，塑性提高 ，变形抗力 降低 。24、 压力机的标称压力是指滑块在 离下止点前 某一特定

5、位置时,滑块上所容许承受的 最大作用力 。25、 材料在塑性变形中，变形前的体积 等于 变形后的体积，用公式来表示即： J1+ 2 + 3=0 。26、 冲裁的变形过程分为 弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。27、 冲裁模工作零件刃口尺寸计算时，落料以 凹模 为基准，冲孔以 凸模为基准，凸模和凹模的制造精度比工件高 2-3 级 。 1 冷冲压的优点有： 生产率高、操作简便，尺寸稳定、互换性好，材料利用率高 。2 冷冲压是利用安装在压力机上的 模具 对材料 施加压力 ，使其产生分离或塑性变形 ，从而获得所需零件的一种加工方法。3. 般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。 随着变形程度

6、的增加， 所有的强度、硬度都提高，同时塑性指标降彳氐，这种现象称为冷作硬化。4. 拉深时变形程度以 拉深系数m表示，其值越小，变形程度越 大 。5材料的屈强比 小 ，均匀延伸率 大 有利于成形极限的提高。6.冲裁件的断面分为 圆角带，光亮带，断裂带，毛刺区 ,四个区域。7翻孔件的变形程度用 翻孔系数K 表示，变形程度最大时，口部可能出现开裂&缩孔变形区的应力性质为 双向压缩应力 ，其可能产生的质量问题是失稳起皱9 精冲时冲裁变形区的材料处于 三向压应力 ，并且由于采用了 极小 的间隙，冲裁件尺寸精度可达 IT8-IT6级。、判断题(V) 1 模具装配后，卸料弹簧的预压力应大于卸料力。(X) 2

7、 .选择标准模架规格的依据是凸模的尺寸。(X) 3单工序模、级进模、复合模中，操作安全性最高的是复合模。(X) 4弯曲线的方向与板料的轧制方向垂直有利于减少回弹。(X) 5失稳起皱是压缩类变形存在的质量问题。压料装置可以防止起皱，其 力越大，效果越好。(V) 6模具装配后，卸料弹簧的预压力应大于卸料力。(X) 7.选择标准模架规格的依据是凸模的尺寸。(X) 8.单工序模、级进模、复合模中，操作安全性最高的是复合模。(X) 9.弯曲线的方向与板料的轧制方向垂直有利于减少回弹。(X) 10.失稳起皱是压缩类变形存在的质量问题。压料装置可以防止起皱，其 力越大，(V) 11.校正弯曲可以减少回弹。(

8、X) 12.冲裁间隙越小，冲裁件精度越高，所以冲裁时间隙越小越好。(V) 13.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。(X) 14.胀形时，坯料变形区受两向拉应力的作用，因此可能产生的最大问题 是起皱。(X) 15.拉深凸模上开通气孔的目的是为了减轻模具的重量。(V) 11、成形工序是使毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形而得到所需零件。(X) 12、设计落料模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。(X) 13、极限拉深系数就是使拉深件拉裂的最小拉深系数。(X) 14、在拉深过程中，一套拉深模一般只能完成一次拉深工序。(V) 15、在确定工序顺序时，一般是先拉深再冲孔。三、 名词解释1

9、、 冲裁：是使板料沿圭寸闭曲线相互分离的工序。2、 连续模：又称级进模，是在压力机一次行程中依一定顺序在同一模具的不同 工位上完成两道以上工序的模具3、 起皱：在拉深时凸缘变形区内的材料受到压应力的作用后，凸缘部分特别是 凸缘外边部分的材料可能会失稳而沿切向形成高低不平的皱折，这种现象叫起皱。4、 复合模：在模具的一个工作位置上，同时完成两道或两道以上工序的模具称 为复合模。5、 压力中心：冲裁力合力的作用点称为压力中心。6带料连续拉深：在一副模具上使用带料进行连续拉深，完成单工序生产需多 副模具才能完成的拉深加工称为带料连续拉深。四、 问答题1、弯曲的变形程度用什么来表示？为什么可用它来表示

10、？弯曲极限变形程度受 哪些因素的影响？答：弯曲的变形程度用弯曲系数 k来表示，k= r/t 。(2分)r越小，t越大，k越小。而板料外侧伸长率=1/(2k+1) ； k越小,S越大。S超过临界值，外侧发生开裂。最小相对弯曲半径：会造成外侧开裂 的相对弯曲半径(弯曲系数)r/t。其影响因素：材料塑性：材料塑性好，能承受的变形量大，最小弯曲半径可减小 材料的纤维方向：弯曲线与纤维方向垂直，最小弯曲半径可减小。弯曲角：弯曲角增大，最小弯曲半径可减小。板材表面质量：质量越好，最小弯曲半径可减小。17.影响极限拉深系数的原因有哪些？答：(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

11、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。2、 写出拉深变形时筒形件底部圆角处的应力、应变，可能产生的失效形式和预 防措施。答：底部圆角部分：径向拉应力C 1；切向拉应力C 3；厚向压应力C 2。在拉、压 应力作用下，径向产生拉应变，厚向产生压应变，底部圆角变薄。此处，材料厚度最小，抗拉强度最低(加工硬化最小)，两拉一压的应力状 态，成为最薄弱部分，筒壁与凸模圆角相接处容易破裂，即开裂。防止措施： 控制合理的变形程度；2选用合理的凸、凹模间隙及圆角半径；3采用中间退火，消除加工硬化；4合理润滑。3、 何为弯曲回弹？其产生的原因是什么？可采用哪些措施来减少

12、回弹？ 答：当弯曲变形结束卸载后，由于弹性恢复，使工件弯曲半径与模具尺寸不同， 即为弯曲回弹，角度回弹量用Aa表示；曲率回弹量用 r表示。卸载后，工件变形区产生相反的弹性应力：外侧压应力，内侧拉应力。在 外侧压应力、内侧拉应力作用下，工件产生回弹。减少回弹的方法：(1)、改变应力状态(校正弯曲)：改变凸、凹模形状，加大变形区弯曲力， 使变形区全部呈压应状态；(1分)(2)、采用模具补偿，减小回弹；(3)、改善弯曲件结构：在弯曲区加加强筋；(4)、用橡皮或聚氨脂凹模。4、 与筒形件拉深相比，起伏成形的变形有何特点？其变形程度如何表示？ 答：起伏成形：通过材料局部拉伸变形，形成局部凹进或凸起。外部

13、材料不进入变形区，变形区材料受两向拉应力作用，产生拉伸变形，材料变薄，表面积增大。起伏成形的变形程度用变形区的延伸率表示。& =（L-L）/L。起伏成形的极限延伸率不超过材料伸长率的（0.70.75）倍。5、什么叫冲裁间隙？冲裁间隙的取向原则是什么？答：在冲裁过程中，凸模与凹模孔口尺寸之差称为冲裁间隙。取向原则是冲孔时，尺寸以凸模为基准，间隙取在凹模上；落料时尺寸以凹模为 基准，间隙取在凸模上。7、 拉深过程中的主要失效形式是什么？怎样避免？答：主要失效形式为：起皱与拉裂。采用压边装置可有效防止起皱。采用有效的 润滑、增大凸、凹模圆角半径可防止拉裂。8、 压力机标牌为JB23-63C各字母的含

14、义。答：J表示：机械式压力机；B:次要参数与基本型号不同的第二种变型23：第2列，第3组，表示开式双柱可倾式压力机；63:压力机的标称压力为630KN C:结构与性能比原型作了第三次改进。2.冲压非对称零件时，模柄都要加骑缝销（防转销）。回答： 1）对 2 ）错理由：骑缝销的作用是防止上模座相对模柄转动。如果冲压非对称零件不加骑缝销，则上模部分转 动一个角度后，凸模和凹模的相对位置会发生变 化，这样会造成工作零件发生啃伤等安全问题。3.复合模冲裁精度比级进模高。回答： 1 ）对 2 ）错理由：由于复合模是同一副模具的同一位置上完成多道工序的冲压，不会存在条料送进时的定位误 差，所以精度比在同一

15、副模具不同位置上完成多 道工序的级进模的要高。4.弯曲时，工件折弯线的方向最好与板料的轧制方 向一致。回答： 1 ）对2）错理由：板料存在各向异性，顺着轧制方向的力学性能最好，不容易拉裂。当弯曲线与轧制方向垂直 时,弯曲最大拉应力的方向正好与轧制方向一致，此时弯曲允许的变形程度最大，最不容易开裂5.拉深时为了减小材料流动的阻力， 有利于提咼极 限变形程度，因此，常常在凸模与毛坯的接触面上 加润滑。回答： 1 ）对 2）错理由：为了减小材料流动的阻力，有利于提高极限 变形程度，常常在凹模与毛坯的接触面上加润滑。 为了防止凸模与毛坯接触面之间产生相对滑动并 造成危险断面的过度变薄或拉裂，应避免在凸

16、模 与毛坯的接触面上加润滑。6.凸模与固定板之间的配合通常采用过盈配合。回答： 1 ）对 2）错理由：凸模与固定板之间一般是采用H7/m6的过渡 配合。当采用弹压导板模时，可以采用间隙配合。7.因此凸凹模的截面形状及尺寸与工件完全一致理由：工件的内形由凸模决定，外形由凹模决定， 因此凸凹模的截面形状及尺寸与工件完全一致47用配合加工法计算下图零件的凸模和凹模刃口尺寸。已知：Zm=0.246，Zm=0.36O答：考虑到工件形状复杂，宜采用配作法加工 凸、凹模。此制件为落料件，故以凹模为基准件来 配作凸模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况，见 图b。 (1)凹模磨损后尺寸变大的：70 0.37、53

17、寫7 ；查表 3-5 得: Xi=0.5, x 2=0.75 , 取 S a= /4将已知数据代入公式得:Aia =(70-0.5 X 0.4) 00.74/4=69.8 002mmAa=(53-0.75 X 0.37) 00.37/4=52.72 00.09mm(2)凹模磨损后尺寸变小的:320.79 ； 其计算公式：B=(Bmin+xA ) - S A 查表 3-5 得 x=0.5，取 S A= /4 将已知数据代入公式得：B=(32+0.5 X0.79)站二 32.4 mm 凹模磨损后尺寸不变的：30。52;其基本公式为 G=(Cmin+0.5 ) -0.5 S A 取 S A= /4将

18、已知数据代入公式得：CA= (30+0.5 X 0.52 ) 0.5 X 052 =30.26 士40.07mm查表得：Zmax=0.360mm Zmi n=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（0.246 0.360） mm49.试述冲裁间隙是重要性。（10分）答：冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力大小及模 具寿命都会产生影响。1）冲裁间隙对质量的影响：间隙对断面质量的影响 模具间隙合理时，冲 裁件断面塌角较小，光面所占比例较宽，对于软钢 板及黄铜约占板厚的三分之一左右，毛刺较小，容 易去除。断面质量较好；间隙过大时，使塌角增大， 毛面增宽，光面减少，毛刺肥而长，难以

19、去除，断 面质量较差；间隙过小时，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。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。同时，在 一般情况下，间隙越小，制件的尺寸精度也越高。2） 冲裁间隙对冲压力的影响：冲裁力随着间 隙的增大虽然有一定程度的降低，但当单边间隙在 5

20、%10料厚时，冲裁力降低并不明显，因此，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。冲裁间隙对冲模寿命的影响：间隙是影响模具寿命 的主要因素，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3） 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。综上所述，冲裁间隙较小，冲裁件质量较高，但模具寿命短，冲压力有所增大；而冲裁间隙较大，冲裁件质量较差，但模具寿命长，冲压力有所减少。 因此，我们应选择合理间隙。50.压力机标牌为JB23-63C各

21、字母的含义。（5分）答：J表示：机械式压力机；B:次要参数与基本型号不同的第二种变型23:第2列，第3组，表示开式双柱可倾式压力机； 63:压力机的标称压力为630KNC:结构与性能比原型作了第三次改进。六、计算题1、冲制如图所示垫圈，材料为Q235钢。分别计算落料和冲孔的凸模和凹模工作 部分尺寸。已知：模具间隙 Zmin=0.46mm ZmaX=0.64mm2落料模制造偏差S凹=+0.03mm S凸=0.02mm3冲孔模制造偏差S凹=+0.025mm S凸=0.02mm4落料、冲孔模的磨损系数均为 0.5。1、答:(1)落料:Z max Zmin=0.05mm; 凹 | + |$ 凸 I =

22、0.05mmC 0.05mm,且模具形状简单，因此，凸、凹模可分别加工。D凹=(Dnax x ) 凹=(32 0.5 X 0.62) +0.03 =31.69+0.03 mmD凸=(D 凹一Zmin) - 凸 =(31.69 0.10) -0.02 =31.59 -0.02 mm(2)冲孔：Zmax Zmin=0.05mm; | 凹丨 + | 凸 I =0.040mnK 0.05mm,且模具形状简单，因此，凸、凹模可分别加工。d 凸=(dmin + x ) - 凸=(16 + 0.5 X 0.43)-0.02 =16.22 -0.02 mm+ 凹 +0.02 +0.02d 凹=(d 凸 + Z

23、 min) =(16.22+0.10) =16.32 mm2、将一材质为08钢、料厚为1mm直径为78mm的圆形毛坯，拉深成内径为19mm 的筒形件。试计算总拉深系数并确定拉深次数。（各次拉深的极限拉深系数为： m=0.50 ; m=0.75 ; m=0.78 ; m=0.80 ; m=0.82）2、解:口总=88/283= 0.31 ;拉深次数推定：d1 = 0.54 X 283= 153mm大于88mm不能一次拉出；d2= 0.76 X 153= 116.3mm大于88mm不能二次拉出;da= 0.78 X 116.3 = 90.7mm大于88mm不能三次拉出;d4= 0.80 x 90.7 = 72.6mm 小于88mm因此，需4次才能拉出3、已知无凸缘筒形拉深件的35mm高度66mm材料厚度为0.8mm试求该拉深 件的拉深次数。解：1 ）推算法：计算零件坯料尺寸为100mm查表得各次拉深 的极限拉深系数为贝 U mJ =0.55 血=0.78 m3=0.8d!二mJD =0.55 100 = 55mmd2 =m2di =0.78 55 = 42.9mm共需拉深 3 次3 二叽叫=0.8 42.9 = 34.32mm ： 35mm2）查表法：计算零件的坯料相对厚度为 0.008，相对高度为1.89，查表得零件所需拉深次数为3次。472993