沖壓工藝及模具設(shè)計考試題

1、沖壓工藝及模具設(shè)計一、填空題1、 在沖壓變性過程中，材料需要最小 變形力的區(qū)域?yàn)樽冃蔚娜鯀^(qū)，在沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)使變形區(qū)成為弱區(qū)。2、 沖裁變形過程分為 彈性變形 階段、塑性變形 階段和斷裂分離 階段。3、 板料彎曲時，變形發(fā)生在 彎曲圓角部位，直邊部分不變形 。4、 當(dāng)彎曲變形結(jié)束卸載后，由于 彈性恢復(fù),使工件彎曲半徑與 模具尺寸 不同，這一現(xiàn)象稱為彎曲回彈。、5、 盒形件拉深拉深時，直邊部分變形 近似于，圓角部分近似于筒形件拉深。6高盒形件拉深時，方盒形件毛坯一般為 圓形，各中間工序?yàn)?圓筒形件 拉深，最后一次拉深成方盒形：矩形件毛壞一般為 長圓形 或 橢圓形； ，先拉成，最后一

2、道拉深成矩形件。7、內(nèi)圓孔翻邊屬伸長類翻邊，變形區(qū)材料受切向拉應(yīng)力、徑向拉應(yīng)力，在孔的邊緣處切向 拉長 、厚度方向 變薄，是開裂的危險處。當(dāng)豎邊高度不能一次翻出時 ,可采用 拉深 、預(yù)沖底孔 再的方法。8、 筒形件拉深過程中，凸緣部分的切向壓應(yīng)力使凸緣材料易產(chǎn)生起皺，主要防止措施：采用 壓邊圈和施加大小合話的 壓邊力 。9、 沖裁工件的校平模具主要有平面 模和模兩種。10、沖壓模具主要分為單工序模、級進(jìn)連續(xù)模和復(fù)合模。單工序模是單 工序、 單 工位；級講連續(xù)模是 多 工序 多 工位；復(fù)合模是多工序、 單 工位。11、 沖裁件的剪切斷面一般由圓角帶 、 斷裂帶和 毛刺四部分組成。12、 彎曲成形

3、中，長度保持不變的金屬層叫中性層，它偏向 ；凹模（或內(nèi)側(cè)。13、 彎曲成形中，常用彎曲系數(shù)（或最小彎曲半徑）來表示變形程度。14、 筒形件拉深時，底部圓角處的材料厚度 厚度最小強(qiáng)度最低以及兩拉一壓的應(yīng)力狀態(tài)，使其成為最薄弱處，最易發(fā)生開裂。15、 任何直徑的半球形件拉深系數(shù)都為定值0 71，均可一次拉成。16、復(fù)雜形狀的拉深件，應(yīng)先做 拉深 模，經(jīng)確定毛坯尺寸后，再做 落料 模。17、 與筒形件拉深相比，板料起伏成形的最大變形特點(diǎn)是：外部材料不進(jìn)入;變形區(qū)，變形區(qū)材料受兩向拉應(yīng)力，產(chǎn)生拉伸 變形，材料厚度變 薄。18、 寬凸緣件是指d緣/d大于 的凸緣件；凸緣直徑d緣在 首次拉出，以后各次拉深

4、中d緣保持o19、 整形模與成形模結(jié)構(gòu)相似，但 精度 更高;圓角半徑較小;工件與模具剛性接觸產(chǎn)生校正力o20、 降低沖裁力的方式主要有：階梯沖、斜刃口 和 局部加熱。21、 冷沖壓模具是實(shí)現(xiàn)冷沖壓工藝的一種工藝裝備。22、 落料和沖孔屬于分離工序，拉深和彎曲屬于成形工序。23、 變形溫度對金屬塑性的影響很大，一般來說，隨著變形溫度的升高，塑性_提高，變形抗力降低。24、 壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力是指滑塊在 離下止點(diǎn)前某一特定位置時，滑塊上所容許承受的最大作用力。25、 材料在塑性變形中，變形前的體積等于變形后的體積，用公式來表示即： 1+ 2+ 3=0 。26、 沖裁的變形過程分為彈性變形、塑性變形、

5、斷裂分離 三個階段。27、 沖裁模工作零件 刃口尺寸計算時，落料以 凹模 為基準(zhǔn)，沖孔以凸模為基準(zhǔn)，凸模和凹模的制造精度比工件高2-3級。1 冷沖壓的優(yōu)點(diǎn)有： 生產(chǎn)率高、操作簡便，尺寸穩(wěn)定、互換性好，材料利用率高。2 冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料 施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種加工方法。3一般的金屬材料在冷塑變形時會引起材料性能的變化。隨著變形程度的增加，所有的強(qiáng)度、硬度都 提高，同時塑性指標(biāo) 降彳氐，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。4 拉深時變形程度以 拉深系數(shù)m 表示，其值越小，變形程度大越。5材料的屈強(qiáng)比 小，均勻延伸率大 有利于成形極限的提 高。6沖裁件的斷面

6、分為圓角帶，光亮帶，斷裂帶，毛刺區(qū)四個區(qū)域。7翻孔件的變形程度用 翻孔系數(shù)K 表示，變形程度最大時，口部可能出現(xiàn)開裂&縮孔變形區(qū)的應(yīng)力性質(zhì)為 雙向壓縮應(yīng)力，其可能產(chǎn)生的質(zhì)量 問題是失穩(wěn)起皺9 精沖時沖裁變形區(qū)的材料處于三向壓應(yīng)力，并且由于采用了極小 的間隙，沖裁件尺寸精 度可達(dá)IT8-IT6級。判斷題(V) 1 模具裝配后，卸料彈簧的預(yù)(X) 2選擇標(biāo)準(zhǔn)模架規(guī)格的依據(jù)是(X) 3單工序模、級進(jìn)模、復(fù)合模(X) 4彎曲線的方向與板料的軋制(X) 5失穩(wěn)起皺是壓縮類變形存在 力越大，效果越好。壓力應(yīng)大于卸料力。凸模的尺寸。中，操作安全性最高的是復(fù)合模。方向垂直有利于減少回彈。的質(zhì)量問題。壓料裝置可

7、以防止起皺，其(V) 6 模具裝配后，卸料彈簧的預(yù)壓力應(yīng)大于卸料力(X) 7.選擇標(biāo)準(zhǔn)模架規(guī)格的依據(jù)是 凸模的尺寸(X) 8.單工序模、級進(jìn)模、復(fù)合模中，操作安全性最高的是復(fù)合模。(X) 9.彎曲線的方向與板料的軋制方向垂直有利于減少回彈。(X) 10.失穩(wěn)起皺是壓縮類變形存在的質(zhì)量問題。壓料裝置可以防止起皺，其力越大，(V) 11.校正彎曲可以減少回彈。(X) 12.沖裁間隙越小，沖裁件精度越高，所以沖裁時間隙越小越好。(V) 13.在生產(chǎn)實(shí)際中，倒裝式復(fù)合模比正裝式復(fù)合模應(yīng)用更多一些。(X) 14.脹形時，坯料變形區(qū)受兩向拉應(yīng)力的作用，因此可能產(chǎn)生的最大問題是起皺。(X) 15.拉深凸模上

8、開通氣孔的目的是為了減輕模具的重量。(V) 11、成形工序是使毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形而得到所需零件(X) 12、設(shè)計落料模時，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。(X) 13、極限拉深系數(shù)就是使拉深件拉裂的最小拉深系數(shù)。(X) 14、在拉深過程中，一套拉深模一般只能完成一次拉深工序。(V) 15、在確定工序順序時，一般是先拉深再沖孔。三、名詞解釋1、沖裁：是使板料沿圭寸閉曲線相互分離的工序。2、 連續(xù)模：又稱級進(jìn)模，是在壓力機(jī)一次行程中依一定順序在同一模具的不 同工位上完成兩道以上工序的模具3、起皺：在拉深時凸緣變形區(qū)內(nèi)的材料受到壓應(yīng)力的作用后，凸緣部分特別是 凸緣外邊部分的材料可能會失穩(wěn)

9、而沿切向形成高低不平的皺折，這種現(xiàn)象叫起皺。4、復(fù)合模：在模具的一個工作位置上，同時完成兩道或兩道以上工序的模具稱 為復(fù)合模。5、壓力中心：沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為壓力中心。6、帶料連續(xù)拉深：在一副模具上使用帶料進(jìn)行連續(xù)拉深，完成單工序生產(chǎn)需多 副模具才能完成的拉深加工稱為帶料連續(xù)拉深。四、 問答題1、彎曲的變形程度用什么來表示？為 什么可用它來表示？彎曲極限變形程度受 哪些因素的影響？答：彎曲的變形程度用彎曲系數(shù) k 來表示， k= r/t 。（2分）r越小，t越大，k越小。而板料外側(cè)伸長率 S: S =1/（2k+1） ； k越小, S越大。 S超過臨界值，外側(cè)發(fā)生開裂。最小相對彎曲半徑：會

10、造成外側(cè)開 裂的相對彎曲半徑（彎曲系數(shù)） r/t 。其影響因素：材料塑性：材料塑性好，能承受的變形量大，最小彎曲半徑可減小。 材料的纖維方向：彎曲線與纖維方向垂直，最小彎曲半徑可減小。彎曲角：彎曲角增大，最小彎曲半徑可減小。 板材表面質(zhì)量：質(zhì)量越好，最小彎曲半徑可減小。17影響極限拉 深系數(shù)的原因有哪些？答：（1）材料的組織與力 學(xué)性能（ 2）板料的相對厚度 t/D（3）摩擦與潤滑條件（4）模具的幾何參數(shù)除次之外還有拉 深方法，拉深次數(shù)，拉深速度，拉 深件形狀等。2、寫出拉深變形時筒形件底部圓角處 的應(yīng)力、應(yīng)變，可能產(chǎn)生的失效形式和預(yù) 防措施。答：底部圓角部分：徑向拉應(yīng)力 （T 1；切向拉應(yīng)力

11、（T 3 ；厚向壓應(yīng)力（T 2。在拉、 壓應(yīng)力作用下，徑向產(chǎn)生拉應(yīng)變，厚向產(chǎn)生壓應(yīng)變，底部圓角變薄。此處，材料厚度最小，抗拉強(qiáng)度最低（加工硬化最小 ），兩拉一壓的應(yīng)力 狀態(tài)，成為最薄弱部分，筒壁與凸模圓角相接處容易破裂，即開裂。防止措施： 控制合理的變形程度； 選用合理的凸、凹模間隙及圓角半徑； 采用中間退火，消除加工硬化； 合理潤滑。3、何為彎曲回彈？其產(chǎn)生的原因是什 么？可采用哪些措施來減少回彈？ 答：當(dāng)彎曲變形結(jié)束卸載后，由于彈性恢復(fù)，使工件彎曲半徑與模具尺寸不 同， 即為彎曲回彈，角度回彈量用 Aa表示；曲率回彈量用表示。卸載后，工件變形區(qū)產(chǎn)生相反的彈性應(yīng)力：外側(cè)壓應(yīng)力，內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力。在

12、 外側(cè)壓應(yīng)力、內(nèi)側(cè)拉應(yīng)力作用下，工件產(chǎn)生回彈。減少回彈的方法：(1) 、改變應(yīng)力狀態(tài)(校正彎曲)：改變凸、凹模形狀，加大變形區(qū)彎曲力， 使變形區(qū)全部呈壓應(yīng)狀態(tài)；(1分)(2) 、采用模具補(bǔ)償，減小回彈；(3) 、改善彎曲件結(jié)構(gòu)：在彎曲區(qū)加加強(qiáng)筋；(4) 、用橡皮或聚氨脂凹模。4、 與筒形件拉深相比，起伏成形的變 形有何特點(diǎn)？其變形程度如何表示？ 答：起伏成形：通過材料局部拉伸變形，形成局部凹進(jìn)或凸起。外部材料不進(jìn)入變形區(qū)，變形區(qū)材料受兩向拉應(yīng)力作用，產(chǎn)生拉伸變形，材 料變薄，表面積增大。起伏成形的變形程度用變形區(qū)的延伸率表示。&=(L-Lo)/L。起伏成形的極限延伸率不超過材料伸長率的(0.7

13、0.75)倍。5、什么叫沖裁間隙？沖裁間隙的取向原則是什么？答：在沖裁過程中，凸模與凹?？卓诔叽缰罘Q為沖裁間隙。取向原則是沖孔時，尺寸以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上；落料時尺寸以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。7、拉深過程中的主要失效形式是什么？怎樣避免？答：主要失效形式為：起皺與拉裂。采用壓邊裝置可有效防止起皺。采用有效的潤滑、增大凸、凹模圓角半徑可防止拉裂。8、壓力機(jī)標(biāo)牌為JB23-63C各字母的含義。答：J表示：機(jī)械式壓力機(jī)；B:次要參數(shù)與基本型號不同的第二種變型23：第2列，第3組，表示開式雙柱可傾式壓力機(jī)；63:壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力為630KNC:結(jié)構(gòu)與性能比原型作了第三次改進(jìn)。2. 沖壓非

14、對稱零件時，模柄都要加騎縫銷(防轉(zhuǎn)銷)?；卮穑?)對2)錯理由：騎縫銷的作用是防止上模座相對模柄轉(zhuǎn)動。 如果沖壓非對稱零件不加騎縫銷，則上模部分轉(zhuǎn) 動一個角度后，凸模和凹模的相對位置會發(fā)生變化，這樣會造成工作零件發(fā)生啃傷等安全問題。3. 復(fù)合模沖裁精度比級進(jìn)模高。回答：1）對2）錯理由：由于復(fù)合模是同一副模具的同一位置上完成 多道工序的沖壓，不會存在條料送進(jìn)時的定位誤 差，所以精度比在同一副模具不同位置上完成多 道工序的級進(jìn)模的要高。4. 彎曲時，工件折彎線的方向最好與板料的軋制方向一致回答:1）對2）錯理由：板料存在各向異性，順著軋制方向的力學(xué)性能 最好，不容易拉裂。當(dāng)彎曲線與軋制方向垂直時

15、， 彎曲最大拉應(yīng)力的方向正好與軋制方向一致，此時 彎曲允許的變形程度最大，最不容易開裂。5 .拉深時為了減小材料流動的阻力，有利于提咼 極限變形程度，因此，常常在凸模與毛坯的接觸面 上加潤滑?；卮穑?）對2）錯理由：為了減小材料流動的阻力，有利于提高極限變 形程度，常常在凹模與毛坯的接觸面上加潤滑。為 了防止凸模與毛坯接觸面之間產(chǎn)生相對滑動并造成 危險斷面的過度變薄或拉裂，應(yīng)避免在凸模與毛坯 的接觸面上加潤滑。6. 凸模與固定板之間的配合通常采用過盈配合。回答：1）對2）錯理由：凸模與固定板之間一般是采用H7/m6的過渡 配合。當(dāng)采用彈壓導(dǎo)板模時，可以采用間隙配合7. 因此凸凹模的截面形狀及尺

16、寸與工件完全一致?；卮穑?）對2）錯理由：工件的內(nèi)形由凸模決定，外形由凹模決定， 因此凸凹模的截面形狀及尺寸與工件完全一致47用配合加工法計算下圖零件的凸模和凹模刃口尺寸。已知： Zmin=0.246 Zmax=0.360答：考慮到工件 形狀復(fù)雜，宜采用配作法加工 凸、凹模。此制 件為落料件，故以凹模為基準(zhǔn)件來 配作凸模。凹模 磨損后其尺寸變化有三種情況，見 圖b。（1）凹模磨損后尺寸變大的：70 0.37、530 ；0.37 3其計算公式：Aa=( max- x ) +05AA查表 3-5 得：1=0.5,X2=0.75 ,取 a=xS /4將已知數(shù)據(jù)代入公式得：Aia =(70- 0.5

17、X 0.4) 0 0.744 =69.8 0 0.2mmA2a=(53- 0.75 X 0.37) 0 0.37/4=52.72 0 0.09mm(2) 凹模磨損后尺寸變小的：320 0.79；其計算公式：A=(Bmin+xA) 0- SAB查表 3-5 得 x=0.5，取 S a= /4將已知數(shù)據(jù)代入公式得：&=(32+0.5 X 0.79) 00.79/4= 32.4 00.2mm(3) 凹模磨損后尺寸不變的：300 0.52;其基本公式為 CA=(Cmin+0.5 )0.5 S A取 S a= /4將已知數(shù)據(jù)代入公式得：CA= (30+0.5 X 0.52 )士 0.5 X 0.52=3

18、0.26 士 0.07mm4查表得：Zmax=0.360mm Zmin=0.246mm 凸模 刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值為(0.246 0.360) mm49. 試述沖裁間隙是重要性。(10分)答：沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力大小及模 具壽命都會產(chǎn)生影響。1) 沖裁間隙對質(zhì)量的影響：間隙對斷面質(zhì)量的影響 模具間隙合理時，沖裁 件斷面塌角較小，光面所占比例較寬，對于軟鋼板及 黃銅約占板厚的三分之一左右，毛刺較小，容易去除。 斷面質(zhì)量較好；間隙過大時，使塌角增大，毛面增寬， 光面減少，毛刺肥而長，難以去除，斷 面質(zhì)量較差； 間隙過小時，毛面及塌角都減少，毛刺變少，斷面質(zhì) 量最好。因

19、此，對于普通沖裁來說，確定正確的沖裁 間隙是控制斷面質(zhì)量的一個關(guān)鍵。沖裁間隙對尺寸精度的影響 材料在沖裁過 程中會產(chǎn)生各種變形，從而在沖裁結(jié)束后，會產(chǎn)生 回彈，使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。 其結(jié)果，有的使制件尺寸變大，有的則減小。其一 般規(guī)律是間隙小時，落料件尺寸大于凹模尺寸，沖出的孔徑小于凸模尺寸；間隙大時，落料件尺寸小 于凹模尺寸，沖出的孔徑大于凸模尺寸。同時，在 一般情況下，間隙越小，制件的尺寸精度也越高。2) 沖裁間隙對沖壓力的影響：沖裁力隨著間 隙的增大雖然有一定程度的降低，但當(dāng)單邊間隙在 5%10料%厚時，沖裁力降低并不明顯，因此，一般 來說，在正常沖裁情況下，間隙對沖裁

20、力的影響并 不大，但間隙對卸料力、推件力的影響卻較大。 沖裁間隙對沖模壽命的影響：間隙是影響模具壽命 的主要因素，由于沖裁時，凸模與凹模之間，材料 與模具之間都存在摩擦。而間隙的大小則直接影響 到摩擦的大小。間隙越小，摩擦3) 造成的磨損越嚴(yán)重，模具壽命就越短，而 較大的間隙，可使摩擦造成的磨損減少，從而提高 了模具的壽命。綜上所述，沖裁間隙較小，沖裁件質(zhì)量較高， 但 模具壽命短，沖壓力有所增大；而沖裁間隙較大， 沖 裁件質(zhì)量較差，但模具壽命長，沖壓力有所減少。 因 此，我們應(yīng)選擇合理間隙。50. 壓力機(jī)標(biāo)牌 為JB23-63C各字母的含義。(分)答：J表示：機(jī)械式壓力機(jī)；B:次要參數(shù)與基本型

21、號不同的第二種變型23：第2列，第3組，表示開式雙柱可傾式壓力機(jī)； 63：壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力為 630KNC:結(jié)構(gòu)與性能比原型作了第三次改進(jìn)。六、 計算題1、沖制如圖所示墊圈，材料為 Q235鋼。分別計算落料和沖孔的凸模和凹模 作部分尺寸。已知：模具間隙 Zmin=0.46mm Zmax=0.64mm 落料模制造偏差 S凹=+0.03mm S凸=0.02mm 沖孔模制造偏差 S凹=+0.025mm S凸=0.02mm 落料、沖孔模的磨損系數(shù)均為 0.5。1、答：（1）落料:Zmax min=.5mm; |S 凹丨 + |$ 凸丨=0.05mmC 0.05mm, Z且模具形狀簡單，因此凹凸、凹?？煞謩e加工0。+0.03D凹=max x )=(32 0.5 X 0.62)=31.69 mm(DD凸=(D 凹一Zmin) - s 凸=(31.69 0.10) -0.02 =31