沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)考試題

1、沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一、填空題1、在沖壓變性過(guò)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(jì)時(shí)，應(yīng)使變形區(qū)成為弱區(qū) 。2、沖裁變形過(guò)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(shí)，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(chēng)為彎曲回彈。、5、盒形件拉深拉深時(shí)，直邊部分變形 近似于彎曲變形,圓角部分近似于筒形件拉深。6、高盒形件拉深時(shí)，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；矩形件毛坯一般為 長(zhǎng)圓形 或 橢圓形； ,先拉成 橢圓筒

2、形件,最后一道拉深成矩形件。7、內(nèi)圓孔翻邊屬伸長(zhǎng)類(lèi)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(zhǎng) 、厚度方向 變薄 ，是開(kāi)裂的危險(xiǎn)處。當(dāng)豎邊高度不能一次翻出時(shí) ,可采用 拉深 、預(yù)沖底孑L再 翻動(dòng)的方法。8、筒形件拉深過(guò)程中，凸緣部分的切向壓應(yīng)力使凸緣材料易產(chǎn)生起鉞,主要防止措施：采用壓邊圈 和施加大小合適的 壓邊力 。9、沖裁工件的校平模具主要有平面 模和 齒形 模兩種。10、沖壓模具主要分為單工序模、級(jí)進(jìn)連續(xù)模和復(fù)合模。單工序模是 單 工 序、 單 工位:級(jí)進(jìn)連續(xù)模是 多 工序 多 工位；復(fù)合模是 經(jīng) 工序、 單 工位。11、沖裁件的剪切斷面一般由圓角帶 、 光亮帶、 斷裂

3、帶和 毛刺四部分組成。12、彎曲成形中，長(zhǎng)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(lái)表示變形程度。14、筒形件拉深時(shí)，底部圓角處的材料厚度 厚度最小強(qiáng)度最低以及一兩折一壓的應(yīng)力狀態(tài)，使其成為最薄弱處，最易發(fā)生開(kāi)裂015、任何直徑的半球形件拉深系數(shù)都為定值0 71,均可拉 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H 018、寬凸緣件是指d緣/d大干 1.4 的凸

4、緣件；凸緣直徑 d緣在 首次拉出，以后各次拉深中d緣保持 不變。19、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 。20、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023、變形溫度對(duì)金屬塑性的影響很大，一般來(lái)說(shuō)，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(chēng)壓力是指滑塊在 離下匕點(diǎn)前某一特定位置時(shí)，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(lái)表小即： J1+ &#

5、163; 2 + e 3=0026、沖裁的變形過(guò)程分為彈的變形、塑性變形、斷裂分離 二個(gè)階段。27、沖裁模工作零件 刃口尺寸計(jì)算時(shí).落料以 凹模 為基準(zhǔn),沖孔以 凸模一為基準(zhǔn)，凸模和凹模 的制造精度比工件高2-3級(jí) 。1.冷沖壓的優(yōu)點(diǎn)有： 生產(chǎn)率高、操作簡(jiǎn)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 43 對(duì)材料 施加壓力一 ，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(shí)會(huì)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(shí)塑性指標(biāo) 降低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為冷作硬化。4 .拉深時(shí)變形程度以 拉深系數(shù)m

6、表示,其值越小，變形程度一大越。5 .材料的屈強(qiáng)比一小，均勻延伸率一人一有利于成形極限的提 高。6 .沖裁件的斷面分為圓角帶，光亮帶，斷裂帶，毛刺區(qū)四個(gè)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(shí)，口部可能出現(xiàn).開(kāi)裂8 .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(wèn)題是一失穩(wěn)起皺9 .精沖時(shí)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(jí)。二、判(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(jí)進(jìn)模、復(fù)合模 (X) 4,彎曲線(xiàn)的方向與板料的軋制 (X) 5.失穩(wěn)起

7、皺是壓縮類(lèi)變形存在 力越大，效果越好。(V) 6.模具裝配后，卸料彈簧的預(yù)(X) 7,選擇標(biāo)準(zhǔn)模架規(guī)格的依據(jù)是(X) 8.單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模 (X) 9.彎曲線(xiàn)的方向與板料的軋制 (X) 10.其力越大，(V) 11.(X) 12.(V) 13.(X) 14.題是起皺。(X) 15.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(wèn)題。壓料裝置可以防止起皺，其壓力應(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。失穩(wěn)起皺是壓縮類(lèi)變形存在的質(zhì)量問(wèn)題。壓料裝置可以防止起皺校正彎曲可以減少回彈。沖裁間隙越小，沖裁件精度越高

8、，所以沖裁時(shí)間隙越小越好。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。脹形時(shí)，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(wèn)拉深凸模上開(kāi)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(jì)落料模時(shí)，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(guò)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(shí)，一般是先拉深再?zèng)_孔。三、名詞解釋1、沖裁：是使板料沿封閉曲線(xiàn)相互分離的工序。2、連續(xù)模：又稱(chēng)級(jí)進(jìn)模，是在壓力機(jī)一次行程中依一定順序在

9、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(shí)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(huì)失穩(wěn)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(gè)工作位置上，同時(shí)完成兩道或兩道以上工序的模具稱(chēng) 為復(fù)合模。5、壓力中心：沖裁力合力的作用點(diǎn)稱(chēng)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(chēng)為帶料連續(xù)拉深。四、問(wèn)1、彎曲的變形程度用什么來(lái)表示？為 什么可用它來(lái)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(lái)表示，k= r/t 。Q分)r越小，t越大

10、，k越小。而板料外側(cè)伸長(zhǎng)率 6： 6=1/(2k+1) ； k越小, 6越大。 6超過(guò)臨界值，外側(cè)發(fā)生開(kāi)裂。最小相對(duì)彎曲半徑：會(huì)造成外側(cè)開(kāi) 裂的相對(duì)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(xiàn)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(duì)厚度t/D(3)摩擦與潤(rùn)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(xiě)出拉深變形時(shí)筒形

11、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 ；切向拉應(yīng)力(T3；厚向壓應(yīng)力(7 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)，部粒一壓的應(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(kāi)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(rùn)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(lái)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 A a表

12、示；曲率回彈量用Ar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 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(guò)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

13、率表示。£=(L-L0)/L o起伏成形的極限延伸率不超過(guò)材料伸長(zhǎng)率的(0.70.75)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(guò)程中，凸模與凹?？卓诔叽缰罘Q(chēng)為沖裁間隙。取向原則是沖孔時(shí)，尺寸以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上；落料時(shí)尺寸以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。7、拉深過(guò)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(rùn)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(hào)不同的第二種變型23:第2歹I，第3組，表示開(kāi)式雙柱可傾式

14、壓力機(jī)；63:壓力機(jī)的標(biāo)稱(chēng)壓力為630KNC:結(jié)構(gòu)與性能比原型作了第三次改進(jìn)。2 .沖壓非對(duì)稱(chēng)零件時(shí)，模柄都要加騎縫銷(xiāo)(防轉(zhuǎn)銷(xiāo))?；卮穑?)對(duì)2)錯(cuò)理由：騎縫銷(xiāo)的作用是防止上模座相對(duì)模柄轉(zhuǎn)動(dòng)。如果沖壓非對(duì)稱(chēng)零件不加騎縫銷(xiāo)，則上模部分轉(zhuǎn) 動(dòng)一個(gè)角度后，凸模和凹模的相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化，這樣會(huì)造成工作零件發(fā)生啃傷等安全問(wèn)題。3 .復(fù)合模沖裁精度比級(jí)進(jìn)模高?；卮穑?）對(duì)2）錯(cuò)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(huì)存在條料送進(jìn)時(shí)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(jí)進(jìn)模的要高。4 .彎曲時(shí)，工件折彎線(xiàn)的方向最好與板料的軋制 方向一致?；卮穑?）對(duì)2）

15、錯(cuò)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(xiàn)與軋制方向垂直時(shí)， 彎曲最大拉應(yīng)力的方向正好與軋制方向一致，此時(shí) 彎曲允許的變形程度最大，最不容易開(kāi)裂。5 .拉深時(shí)為了減小材料流動(dòng)的阻力，有利于提高極限變形程度，因此，常常在凸模與毛坯的接觸面 上加潤(rùn)滑。回答：1）對(duì)2）錯(cuò)理由：為了減小材料流動(dòng)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(rùn)滑。為 了防止凸模與毛坯接觸面之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)并造成 危險(xiǎn)斷面的過(guò)度變薄或拉裂，應(yīng)避免在凸模與毛坯 的接觸而h加潤(rùn)滑。6 .凸模與固定板之間的配合通常采用過(guò)盈配合。回答：1)對(duì)2)錯(cuò)理由：凸模與固定板之間一般是采用

16、H7/m6的過(guò) 渡 配合。當(dāng)采用彈壓導(dǎo)板模時(shí)，可以采用間隙配合7 .因此凸凹模的截面形狀及尺寸與工件完全一致?；卮穑?)對(duì)2)錯(cuò)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(jì)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(lái) 配作凸模。凹模 磨損后其尺寸變化有三種情況，見(jiàn) 圖bo(1)凹模磨損后尺寸變大的：70± 0.37、53 0 0.37 ；其計(jì)算公式：A=( max-xA) +產(chǎn)A查表 3-5 得：1

17、=0.5, X2=0.75 ,取 a=x8A/4將已知數(shù)據(jù)代入公式得：Aia =(70- 0.5 X 0.4)嚴(yán)4=69.8 00.2mmA2A=(53- 0.75 X 0.37) 00.37/4=52.72 0 0.09mm(2)凹模磨損后尺寸變小的：320 0.79；其計(jì)算公式：A=(Bmin+xA ) 0-SAB查表 3-5 得 x=0.5，取 S a= A/4將已知數(shù)據(jù)代入公式得：R=(32+0.5 X0.79) °0.7g4= 32.4 002mm(3)凹模磨損后尺寸不變的：300 0.52;其基本公式為 CA=(Cmin+0.5 A)0.5 Sa取 S a= A/4將已知

18、數(shù)據(jù)代入公式得：Ca= X30+0.5X0.52)±0.5 x 0.52=30.26± 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(duì)中裁件質(zhì)量、m功大小及模 具壽命都會(huì)產(chǎn)生影響。D沖裁間隙對(duì)質(zhì)量的影響：間隙對(duì)斷面質(zhì)量的影響 模具間隙合理時(shí)，沖裁 件斷面塌角較小，光面所占比例較寬，對(duì)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(guò)大時(shí)，使塌角增大，毛面增寬, 光面減少，毛刺肥而長(zhǎng)

19、，難以去除，斷面質(zhì)量較差； 間隙過(guò)小時(shí)，毛面及塌角都減少，毛刺變少，斷面質(zhì) 量最好。因此，對(duì)于普通沖裁來(lái)說(shuō)，確定正確的沖裁 間隙是控制斷面質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵。沖裁間隙對(duì)尺寸精度的影響 材料在沖裁過(guò) 程中會(huì)產(chǎn)生各種變形，從而在沖裁結(jié)束后，會(huì)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(shí)，落料件尺寸大于凹模尺寸，沖由的孔徑小于凸模尺寸；間隙大時(shí)，落料件尺寸小 于凹模尺寸，沖由的孔徑大于凸模尺寸。同時(shí)，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(duì)沖壓力的影響：沖裁力隨著問(wèn) 隙的增大雖然有一定程度的降低，但當(dāng)單邊間隙在

20、5%1喇厚時(shí)，沖裁力降低并不明顯，因此，T殳 來(lái)說(shuō)，在正常7峨情況下，間隙對(duì)沖裁力的影口斜 不大，但間隙對(duì)卸料力、推件力的影響卻較大。 沖裁間隙對(duì)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(shí)，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(zhǎng)，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JB23-6

21、3C各字母的含義。5分） 答：J表示：機(jī)械式壓力機(jī)；B:次要參數(shù)與基本型號(hào)不同的第二種變型23:第2列，第3組，表示開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī);63:壓力機(jī)的標(biāo)稱(chēng)壓力為630KNC:結(jié)構(gòu)與性育比匕原型作了第三次改進(jìn)。六、計(jì)算題1、沖制如圖所示墊圈，材料為 Q235鋼。分別計(jì)算落料和沖孔的凸模和凹模 工 作部分尺寸。已知：模具間隙 Zmin=0.46mm Zmax=0.64mm落料模制造偏差 6凹=+0.03mm 6凸=一 0.02mm沖孔模制造偏差 6凹=+0.025mm 6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=0.05mm; | 6 凹 | + | 6 凸 | =0.05mmc 0.05mm,且模具形狀簡(jiǎn)單，因肚明凸、凹用K可分別加為8+0.03口凹=max xA)=(320.5 X0.62)=31.69 mm口凸二(D凹一Zmin) -5 凸=(31.69 -0.10) -0.02 =31.59-0.02 mm(2