冲压工艺与模具设计试卷+答案

冲压工艺与模具设计试卷+答案 1．在冲压工艺中，有时也采用加热成形方法，加热的目的是 （ ） ， 增 加材料在一次成型中所能达到的变形程度；（ ）提高工件的成形准确度。 2．材料对各种冲压加工方法的适应能力称为材料的（ ）。 3．冲裁件的切断面由（ ） 、 （ ）、（ ）、（ ）四个部分组成。 4．当间隙值较大时，冲裁后因材料的弹性回复使（ ）凹模尺寸；冲孔件的 孔径( )。 5．凸、凹模分开制造时，它们的制造公差应符合( )的条件。 6．按工序组合程度分，冲裁模可分为 ( )、( ) 和( )等几种。 7．对于大中型的凸、凹模或形状复杂，局部薄弱的小型凸、凹模常采用 （ ）。 8．、材料的塑性（ ），塑性变形的稳定性越强，许可的最小弯曲半径就 （ ）。 9．在弯曲工艺方面，减小回弹最适当的措施是（ ）。 10． 拉深件的壁厚 （ ）。下部壁厚略有 （ ），上部却有所（ ） 。 1．拉深后坯料的径向尺寸 _____ _____ ，切向尺寸 ___ _ ______ 。 A、增大 减小 B、增大 增大 C、减小 增大 D、减小 减小 2．有凸缘筒形件拉深、其中 __________ 对 拉深系数影响最大。 A、凸缘相对直径 B、相对高度 C、相对圆角半径 3．为保证弯曲可靠进行，二次弯曲间应采用 ____ ____ 处理。 A 、淬火 B 、回火 C 、退火 D、正火 4、弯曲件为 ____ ____ ，无需考虑设计凸、凹模的间隙。 A 、π形 B 、 V 形 C 、 U 形 D、桶形 5、能进行三个方向送料，操作方便的模架结构是 _________ 。 A 、对角导柱模架 B 、后侧导柱模架 C 、中间导柱模架 D、四导柱导架 6、凸模与凸模固定板之间采用 ____ 配合，装配后将凸模端面与固定板一起磨 平。 A 、 H7/h6 B 、 H7/r6 C 、 H7/m6 D、M7/h6 7、侧刃与导正销共同使用时，侧刃的长度应 __________ 步距。 A 、? B 、? C 、＞ D 、＜ 8、对步距要求高的级进模，采用 ___________ 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 D、固定挡料销+侧刃 9、模具的合理间隙是靠 ___________ 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 10、斜刃冲裁比平刃冲裁有 ___________ 的优点。 A 、模具制造简单 B 、冲件外形复杂 C 、冲裁力小 D、冲裁力大 1、什么是加工硬化现象？它对冲压工艺有何影响？ 2、普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？ 3、降低冲裁力的措施有哪些？ 4、影响板料弯曲回弹的主要因素是什么？ 5、拉深过程中工件热处理的目的是什么 ? 6、什么是校形？校形的作用是什么？ 上图示为 冲裁的凸凹模工作示意及其冲件的断面，请分析各个冲件断面为什么 出现了如此大的差异？ 图示为一制件，材料为10钢，料厚为0.5，试根据制件的尺寸利用凸凹模分别制造求出凸凹 模的相关尺寸（凸模按6级，凹模 按7级制造）。 已知2c=0.04，2c=0.06 minmax 附表是基本公差表和公差系数表 基本尺IT6 IT7 寸(mm) ?3 0.006 0.01 >3~6 0.008 0.012 非 圆 形 圆 形 材料 >6~10 0.009 0.015 厚度1 0.75 0.5 0.75 0.5 >10~18 0.011 0.018 t(?) 工件公差Δ >18~30 0.013 0.021 < 1 ?0.16 0.17~0.35 ?0.36 <0.16 ?0.16 1~2 ?0.20 0.21~0.41 ?0.42 <0.20 ?0.20 答案： 1 填空题 1）提高塑性，降低变形抗力 2）冲压成形性能； 3）圆角带 、 光亮带 、剪裂带 、毛刺 4) 落料件尺寸小于, 大于凸模尺寸 5) δ 凸 + δ 凹 ? Z max -Z min 6) 单工序模 、 级进模 、复合模 7）镶拼结构 8）越好，越小 9）采用校正弯曲 10）不均匀，减薄，增厚 二选择题 1）A 2)A 3)B 4)B 5)B 6) A 7)C 8)B 9)C 10)C 三简答题 （1） 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。 （2）普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，如图所示，既圆角带、光亮带、 断裂带和毛刺四个部分。 圆角带的形成发生在冲裁过程的第一阶段（即弹性变形阶段）主要是当凸模 刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，使板料被带进模具间 隙从而形成圆角带。 光亮带的形成发生在冲裁过程的第二阶段（即塑性变形阶段），当刃口切入 板料后，板料与模具侧面发生挤压而形成光亮垂直的断面（冲裁件断面光亮带所 占比例越大，冲裁件断面的质量越好）。 断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段（即断裂阶段），刃口处产生的微裂纹 在拉应力的作用下不断扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜 度。 毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深 度时，刃尖部分呈高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是 在距刃尖不远的地方发生。随着冲压过程的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长， 材料断裂而形成毛刺。对普通冲裁来说，毛刺是不可避免的，但我们可以通过控 制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。 （3）当采用平刃冲裁冲裁力太大，或因现有设备无法满足冲裁力的需要时，可 以采取以下措施来降低冲裁力，以实现“小设备作大活”的目的： 1、采用加热冲裁的方法：当被冲材料的抗剪强度较高或板厚过大时，可以将板 材加热到一定温度（注意避开板料的“蓝脆”区温度）以降低板材的强度，从而 达到降低冲裁力的目的。 2、采用斜刃冲裁的方法：冲压件的周长较长或板厚较大的单冲头冲模，可采用 斜刃冲裁的方法以降低冲裁力。为了得到平整的工件，落料时斜刃一般做在凹模 上；冲孔时斜刃做在凸模上 3 、采用阶梯凸模冲裁的方法：将多凸模的凸模高度作成高低不同的结构，由于 凸模冲裁板料的时刻不同，将同时剪断所有的切口分批剪断，以降低冲裁力的最 大值。但这种结构不便于刃磨，所以仅在小批量生产中使用 （4） 在弯曲的过程中，影响回弹的因素很多，其中主要有以下几个方面： 1 ）材料的机械性能 材料的屈服极限σ s 愈高、弹性模量Ｅ愈小，弯曲变形的回弹也愈大。 2 ）相对弯曲半径 r/t 相对弯曲半径 r/t 愈小，则回弹值愈小。因为相对弯曲半径愈小，变形程 度愈大。反之，相对弯曲半径愈大，则回弹值愈大。这就是曲率半径很大的弯曲 件不易弯曲成形的原因。 3 ）弯曲中心角α 弯曲中心角α愈大，表示变形区的长度愈大，回弹的积累值愈大，因此弯 曲中心角的回弹愈大，但对曲率半径的回弹没有影响。 4 ）模具间隙 弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈大。所以，板料厚度的误差愈大，回弹值愈 不稳定。 5 ）弯曲件的形状 弯曲件的几何形状对回弹值有较大的影响。比如，Ｕ形件比Ｖ形件的回弹要 小些，这是因为Ｕ形件的底部在弯曲过程中有拉伸变形的成分，故回弹要小些。 6 ）弯曲力 弯曲力的大小不同，回弹值也有所不同。校正弯曲时回弹较小，因为校正弯 曲时校正力比自由弯曲时的弯曲力大很多，使变形区的应力与应变状态与自由弯 曲时有所不同。 （5）在拉深过程中材料承受塑性变形而产生加工硬化，即拉深后材料的机械性 能发生变化，其强度、硬度会明显提高，而塑性则降低。为了再次拉深成形，需 要用热处理的方法来恢复材料的塑性，而不致使材料下次拉深后由于变形抵抗力 及强度的提高而发生裂纹及破裂现象。冲压所用的金属材料，大致上可分普通硬 化金属材料和高硬化金属材料两大类。普通硬化金属材料包括黄铜、铝及铝合金、 08 、10 、 15 等，若工艺过程制订得合理，模具设计与制造得正确，一般拉深 次数在 3 ～ 4 次的情况下，可不进行中间退火处理。对于高硬化金属材料，一 般经 1 ～ 2 次拉深后，就需要进行中间热处理，否则会影响拉深工作的正常进 行。 （6）校形是指工件在经过各种冲压工序后，因为其尺寸精度及表面形状还不能 达到零件的要求，这时，就需要在其形状和尺寸已经接近零件要求的基础上，再 通过特殊的模具使其产生不大的塑性变形，从而获得合格零件的一种冲压加工方 法。 校形的目的是把工件表面的不平度或圆弧修整到能够满足图纸要求。一般 来说，对于表面形状及尺寸要求较高的冲压件，往往都需要进行校形。 三分析题 主要是冲裁间隙不同造成的 ，该间隙的大小，直接影响着工件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃 口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这时冲裁件切断面平整、光洁，没有粗 糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷。工件靠近凹模刃口部分，有一条具有小圆角的光 亮带，靠近凸模刃口一端略成锥形，表面较粗糙。当冲裁间隙过小时，板料在凸、 凹模刃口处的裂纹则不能重合。凸模继续压下时，使中间留下的环状搭边再次被 剪切，这样，在冲裁件的断面出现二次光亮带， 这时断面斜度虽小，但不平整， 尺寸精度略差。间隙过大时，板料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小 时的裂纹方向相反，工件切断面上出现较高的毛刺和较大的锥度。图示a为间隙 过小，b为间隙适中，C 为间隙过大。 四计算题 2c -2c=0.02 maxmin+δd +0.018落料：D0=（D-x?）=(16-0.75X0.08)=15.94mm 0d11max000 D=（D-2c）=（15.94-0.04）=15.9 mm p1δδ---0.011d1minpp 由于δ +δ=0.018+0.011=0.029>0.02,公差校核不合格重新分配公差 dp δ=0.6（2c -2c）=0.012 dmaxmin δ=0.4（2c -2c）=0.008 pmaxmin0+0.012所以D=15.94mm；D=15.9 mm -0.008d10p1+δd +δd+0.015同样：D00=（D-x?）=(8-0.75X0.06)=7.955mm 0d22max000 D=（D-2c）=（7.955-0.04）=7.915 mm p2δδ---0.011d2minpp 由于δ +δ=0.015+0.009=0.024>0.02,公差校核不合格重新分配公差 dp 0+0.012所以D=7.955mm；D=7.915 mm -0.008d20p1 孔心距： L=（L+0.5?）?1/8?=20?0.005mm dmin 冲孔： 0 0 0d-0.008=(d+ x?)=(4+0.75X0.04)=4.03mm δδp1min-p-p +δd +δd+0.012 d000=(d+2 c)=(4.03+0.04)=4.07 mm d1p1min 由于δ +δ=0.008+0.012=0.02公差分配合格 dp 0 0 0同样d-0.009=(d+ x?)=(6+0.75X0.06)=6.045 mm δδp22min-p-p +δd +δd+0.015 d000=(d+2 c)=(6.045+0.04)=6.085 mm d2p2min 由于δ +δ=0.009+0.015=0.024>0.02,公差校核不合格重新分配公差 dp δ=0.6（2c -2c）=0.012 dmaxmin δ=0.4（2c -2c）=0.008 pmaxmin+0.0120所以：d= 6.045 mm d=6.085 mm -0.008p2d2